蒸気過熱装置および炊飯器
【課題】従来の蒸気発生装置においては、成形性の観点からアルミ鋳造のブロック形状であることが多く設置するためには専用のスペースを設ける必要があった。また、鋳込みヒータの温度を４００℃以下にする必要があり、蒸気投入口から投入される過熱蒸気の温度は２００℃を下回る。従って、設置性に難があり、過熱蒸気の温度が低く、十分な加熱調理を行うことができないという課題があった。
【解決手段】加熱手段に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネを巻き付け熱交換手段を構成し、筐体との間に蒸気流路を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に蒸気発生装置を配置することが可能となる。
【解決手段】加熱手段に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネを巻き付け熱交換手段を構成し、筐体との間に蒸気流路を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に蒸気発生装置を配置することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を生成する蒸気過熱装置、および蒸気過熱装置を用いた炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用の炊飯器において、ご飯をよりおいしく炊くためには、米の澱粉を十分に糊化させることが重要である。特に、追い炊き時に高温で米を加熱することで澱粉の糊化が進み、ご飯の甘み及び香りが増す。そこで、鍋加熱手段による加熱に加えて、鍋上方から高温の蒸気を鍋内に噴射し米飯及び水の加熱を行う炊飯器がある（特開２００３−１４４３０８号公報）。しかしながら、さらに高い温度の過熱蒸気を投入することでご飯のおいしさを向上するためには前記炊飯器では蒸気加熱装置として性能に限界があった。
【０００３】
さらに、高い温度の過熱蒸気を発生させる調理器として、特許文献２に開示されている加熱調理器がある。
【０００４】
当該加熱調理器は、調理物を収納する加熱室の外壁に蒸気発生装置が取り付けられる。蒸気発生装置はアルミニウム等の金属製のダイカストから成るハウジングを有し、ハウジング内には空洞が形成され、上下の壁面にはヒータが鋳込まれている。さらにハウジングの内壁には多数のフィンが形成されている。
【０００５】
ハウジングの一側面には給水口が形成され、給水口は給水タンクに接続され、給水口を介してハウジング内に水が供給される。ハウジングの上部には加熱室内に蒸気を投入する蒸気投入口が設けられる。給水口から蒸気発生装置内に給水されるとハウジングの底部に貯水され、ヒータの駆動によって蒸気が発生する。発生した蒸気はハウジング内を上昇し、高温のハウジングの壁面及びフィンと接触して高温に加熱される。以上により、過熱蒸気が生成され、蒸気投入口を介して加熱室内に過熱蒸気が投入される。そして、加熱室内に供給された過熱蒸気によって調理物が加熱調理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４４３０８号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の蒸気発生装置においては、ハウジングはヒータを鋳込むために鋳造性がよく熱伝導率の高いアルミニウムやアルミニウム合金が用いられ、成形性の観点からブロック形状であることが多く設置するためには専用のスペースを設ける必要があった。また、ハウジングの融点が低く約４００℃で軟化してしまうため、ハウジングに埋設されるヒータの温度を４００℃以下にする必要があり、蒸気投入口から投入される過熱蒸気の温度は２００℃を下回る。従って、設置性に難があり、過熱蒸気の温度が低く、十分な加熱調理を行うことができないという課題があった。
【０００８】
本発明は、蒸気加熱装置の設置場所に制約があるようなコンパクトな機器内部においても、より高温の過熱蒸気を供給できる蒸気過熱装置、及びそれを用いて良好な炊飯を行うことのできる炊飯器を提供することを目的とする。
【０００９】
よって、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、吸気口と、排気口と、加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを有し、前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを収納する筐体を備え、前記熱交換手段は略円筒形状の加熱手段に中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネを配し、前記筐体は略円筒形状であり中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とし、かつ中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを挟み込むようにして組み合わされることで略円筒形状を形成するように構成し、前記吸気口から吸気された１００℃前後の蒸気は、前記蒸気流路を通過しながら前記熱交換手段にて高温の過熱蒸気となり、前記排気口から排気されるようにした蒸気過熱装置とする。
【００１１】
この構成によれば、炊飯器などのコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置を設置できるものである。
【００１２】
すなわち、加熱手段に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネを巻き付け熱交換手段を構成し、筐体との間に蒸気流路を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に蒸気発生装置を配置することが可能となる。
【００１３】
しかも、十分な表面積を有する熱交換手段によって、必要とする温度の過熱水蒸気を容易に得ることができる。
【００１４】
よって、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の蒸気過熱装置は設置場所に制約があるようなコンパクトな機器内部においても、より高温の過熱蒸気を供給できる蒸気過熱装置、及びそれを用いて良好な炊飯を行うことのできる炊飯器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における蒸気過熱装置の断面図
【図２】本実施の形態１の蒸気過熱装置の断面図と蒸気の流れを示した図
【図３】蒸気過熱装置１の組み立て概略図
【図４】本発明の実施の形態１における蒸気過熱装置の断面図
【図５】実施の形態２における炊飯器の蓋部を示した図
【図６】実施の形態２の炊飯器の断面図と蒸気の流れを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、吸気口と、排気口と、加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを有し、前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを収納する筐体を備え、前記熱交換手段は略円筒形状の加熱手段に中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネを配し、前記筐体は略円筒形状であり中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とし、かつ中
心軸を対象にして上下から前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを挟み込むようにして組み合わされることで略円筒形状を形成するように構成し、前記吸気口から吸気された１００℃前後の蒸気は、前記蒸気流路を通過しながら前記熱交換手段にて高温の過熱蒸気となり、前記排気口から排気されるようにした蒸気過熱装置とすることで、炊飯器などのコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置を設置できるものである。
【００１８】
すなわち、加熱手段に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネを巻き付け熱交換手段を構成し、筐体との間に蒸気流路を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に配置することが可能となる。
【００１９】
しかも、十分な表面積を有する熱交換手段によって、必要とする温度の過熱水蒸気を容易に得ることができる。
【００２０】
よって、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【００２１】
第２の発明は、特に第１の発明における加熱手段に前記螺旋バネを装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するとともに、前記筐体は屈曲した部分と直線部分を組み合わせた中心軸を対象にして上下形状にそれぞれ成形し、中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と前記螺旋バネとを挟み込むようにして略円筒形状を形成するようにした蒸気過熱装置とすることにより、効率よく高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置を設置できるものである。
【００２２】
すなわち、加熱手段の大部分に螺旋バネを巻き付けることで熱交換面積を増加し、蒸気の加熱効率を向上させることができる。さらに、加熱手段に螺旋バネを装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するため、成形性を良くすることができる。さらに、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられ中心軸方向への形状成形自由度が高いため、機器内部の空きスペースに合わせて自由自在に設置することができるものである。
【００２３】
第３の発明は、特に第１の発明における螺旋バネは前記筐体の直線部分に配置した蒸気過熱装置とすることにより、よりコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、蒸気過熱装置を複雑な形状に成形することができるため機器内部に容易に配設することが可能である。
【００２４】
すなわち、加熱手段の屈曲した部分の曲げ半径が非常に小さい場合には、蒸気流路を塞いでしまう恐れがあり屈曲した部分には螺旋バネを設けずに、直線部分にのみ螺旋バネを設けることで、狭所への設置性を損なうことなく高温の過熱蒸気を得ることができる。なお、屈曲した部分の曲げ半径は非常に小さいため螺旋バネが設けられていないことによる熱交換面積の低下は最小限に抑えられるものである。
【００２５】
第４の発明は、特に第１〜３の発明における螺旋バネの外周に金属薄板を巻きつけた蒸気過熱装置とすることにより、金属薄板のパッキンとしての効果により螺旋バネ５のピッチ間の過熱蒸気のショートカットを防ぎ蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、過熱蒸気がケースと直接接触することがなくなるため、筐体の高温酸化劣化を防ぐことが
できるものである。
【００２６】
第５の発明は、特に第１〜４の発明における蒸気過熱装置と、炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、蒸気を発生する蒸気発生手段とを備え、前記鍋の上面から過熱蒸気による加熱を行う炊飯器することにより、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における蒸気過熱装置の断面図を示したものである。図２は、本実施の形態１の蒸気過熱装置の断面図と蒸気の流れを示したものである。
【００２８】
蒸気過熱装置１は、吸気口２と排気口３と加熱手段であるヒータ４と、ヒータ４の中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネ５からなる熱交換手段６と蒸気流路７と金属薄板８と、ヒータ４と熱交換手段６と蒸気流路７と金属薄板８を収納する筐体９からなる。吸気口２と排気口３は筐体９に蒸気漏れすることなく取り付けられている。金属薄板８は螺旋バネ５と筐体９との隙間に設けられている。蒸気流路７は、ヒータ４と螺旋バネ５と金属薄板８とで形成される。
【００２９】
ヒータ４と螺旋バネ５と金属薄板８と筐体９は、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＳＵＳ３１６Ｌを用いた。
【００３０】
蒸気過熱装置１の簡単な組み立て方法を、図３に示す。先ずヒータ４に螺旋バネ５を巻き付け、機器への設置スペースに応じて屈曲した部分と直線部分を組み合わせた任意の形状に加工する。金属薄板８は、必要に応じてヒータ４と螺旋バネ５を任意の形状に加工する前後に、螺旋バネの外側に巻き付ける。筐体９は中心軸を対象にして上下２つの部品から成るため、別々に成形する。すなわち、ヒータ４と螺旋バネ５の形状に合わせて板材を切り抜き、その後プレス成型することにより、中心軸を対象にして上下２つの部品が得られる。
【００３１】
そして、中心軸を対象にして上下からヒータ４と熱交換手段６と蒸気流路７と金属薄板８を挟み込むようにして組み合わされ、接合部は蒸気漏れを防ぐように溶接される。
【００３２】
プレス成型の際に、吸気口２と排気口３を同時に形成しておくことで、別工程で設ける必要がなく蒸気過熱装置のコストを抑制できる。
【００３３】
筐体９の表面には、表面温度を検知する筐体温度検知手段１０が取り付けられ、筐体９を覆うようにセラミックファイバーからなる断熱材１１で断熱されている。吸気口２は蒸気が発生する部位に近い側に配設される。
【００３４】
以上のように構成された本発明の実施の形態１の蒸気過熱装置の動作を説明する。
【００３５】
ヒータ４は、蒸気流路７を筐体温度検知手段１０から得られる値をもとに所定の温度に予熱する。本実施の形態１ではヒータ４は高温の過熱蒸気を生成するため、約５００℃で発熱するようにした。これによって、吸気口２から導入された蒸気は蒸気流路７を通過する際に熱交換手段６と熱交換することにより温度が上昇し、排気口３から排気される蒸気の温度は１００℃以上に上昇する。筐体９は断熱材１１により覆われているため、放熱を抑制し蒸気の過熱効率を向上させることができる。
【００３６】
すなわち、吸気口２から導入された蒸気は矢印に示すように蒸気流路７を通過し、流通する蒸気はヒータ４および螺旋バネ５および金属薄板８の輻射熱および強制対流熱伝達によって熱交換する。また、螺旋バネ５や金属薄板８の表面に熱交換用の突起などを設けてもよい。これにより、熱交換効率を向上することができる。
【００３７】
以上のように、ヒータ４に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネ５を巻き付け熱交換手段６を構成し、金属薄板８との間に蒸気流路７を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に配置することが可能となる。
【００３８】
しかも、十分な表面積を有する熱交換手段６によって、必要とする温度の過熱水蒸気を容易に得ることができる。
【００３９】
なお、吸気口２から導入された蒸気が蒸気流路７を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路７の断面積は、同等かもしくは排気口３に近づくにつれて狭くなる構成とすることにより、排気口３に近づくにつれて加熱蒸気の圧力は大気圧よりも高くなるとともに過熱蒸気の流速は速くなる。
【００４０】
過熱蒸気の流速が排気口３に近づくにつれて速くなると、ヒータ４および螺旋バネ５および金属薄板８の輻射熱および強制対流熱伝達が大きくなり熱交換効率が大きくなることで効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【００４１】
よって、最適な温度の過熱蒸気を生成しかつ圧力と流速を増大させることで、調理物全体に過熱蒸気を行き渡らせ加熱量を向上し、よりおいしく調理することができる。
【００４２】
また、ヒータ４に螺旋バネ５を装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するとともに、筐体９は屈曲した部分と直線部分を組み合わせた中心軸を対象にして上下形状にそれぞれ成形し、中心軸を対象にして上下からヒータ４と螺旋バネ５とを挟み込むようにして略円筒形状を形成することにより、効率よく高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置１を設置できるものである。
【００４３】
すなわち、ヒータ４の大部分に螺旋バネを巻き付けることで熱交換面積を増加し、蒸気の加熱効率を向上させることができる。さらに、ヒータ４に螺旋バネ５を装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するため、機器内部の空きスペースに合わせて自由自在に設置することができるものである。
【００４４】
また、図４に示すように、螺旋バネ５は筐体９の直線部分に配置した蒸気過熱装置とすることにより、よりコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、蒸気過熱装置１を複雑な形状に成形することができるため機器内部に容易に配設することが可能である。
【００４５】
すなわち、ヒータ４の屈曲した部分の曲げ半径が非常に小さい場合には、蒸気流路７を塞いでしまう恐れがあり屈曲した部分には螺旋バネ５を設けずに、直線部分にのみ螺旋バネ５を設けることで、狭所への設置性を損なうことなく高温の過熱蒸気を得ることができる。なお、屈曲した部分の曲げ半径は非常に小さいため螺旋バネ５が設けられていないことによる熱交換面積の低下は最小限に抑えられるものである。
【００４６】
また、螺旋バネ５の外周に金属薄板８を巻きつけた蒸気過熱装置１とすることにより、
金属薄板８のパッキンとしての効果により螺旋バネ５のピッチ間の過熱蒸気のショートカットを防ぎ蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、過熱蒸気が筐体９と直接接触することがなくなるため、筐体９の高温酸化劣化を防ぐことができるものである。
【００４７】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における炊飯器の蓋を上部から図示したものである。図６は、実施の形態２の炊飯器の断面図と蒸気の流れを示したものである。本実施の形態２の蒸気過熱装置は、実施の形態１に示す蒸気過熱装置１と同等であり共通の記号を用いる。
【００４８】
実施の形態２の炊飯器は、大気圧でご飯を炊く炊飯器である。図６において、２１は炊飯器の本体を示し、着脱自在の鍋２２を内装する。本体２１には、その上面を覆う蓋２３が開閉自在に設置されている。
【００４９】
本体２１は、鍋２２を誘導加熱する鍋加熱手段２４（誘導加熱コイルである）、鍋２２の温度を検知する鍋温度検知手段２５、蒸気を発生する蒸気発生手段２６及び制御手段２７を有する。
【００５０】
蓋２３は、蓋カバー２８、蒸気発生手段２６が発生した蒸気を鍋２２の内部に供給するための蒸気経路２９、加熱板３０、加熱板加熱手段３１、加熱板温度検知手段３２、蒸気筒３３及び蒸気過熱手段３４を有する。
【００５１】
加熱板３０は、蓋２３の下面を構成する蓋カバー２８に着脱可能に取り付けられる。蓋２３を閉めた状態において、鍋２２と加熱板３０との隙間は、加熱板３０に取り付けられたループ状のパッキン３５（第１のパッキン）で封止される。加熱板加熱手段３１は、蓋カバー２８に取り付けられ、加熱板３０を誘導加熱する誘導加熱コイルである。加熱板温度検知手段３２は、加熱板３０の温度を検知する。蒸気筒３３は、鍋２２内の不要な蒸気を排出する。
【００５２】
蒸気発生手段２６は、水タンク３６と水タンク加熱手段３７とを有する。水タンク加熱手段３７は、水タンク３６を誘導加熱する誘導加熱コイルである。水タンク３６の外側に、水タンク３６の温度を検知する水タンク温度検知手段３８が圧接される。
【００５３】
蓋２３を閉めた状態において、発生した蒸気を鍋２２に供給する蒸気経路２９が水タンク３６の上方に位置する。蒸気経路２９と水タンク３６との間の隙間は、蒸気経路２９に取り付けられているループ状のパッキン３９（第２のパッキン）で封止されている。蒸気経路２９の途中の蓋２３の内部には、蒸気過熱装置１を設けている。蒸気過熱装置１は、蓋２３の内部部品を安全に配慮しながら避けるようにして、屈曲した部分と直線部分を組み合わせて内装されている。
【００５４】
蓋を閉めた状態において水タンク３６と鍋２２とは蒸気経路２９を通じてのみ連通する。水タンク３６で発生した蒸気は、蒸気経路２９を通って鍋２２内に投入され、余分の蒸気は蒸気筒３３を通じて外部に排出される。蒸気経路２９を加熱する加熱手段（例えば誘導加熱コイル）を更に設けても良い。
【００５５】
制御手段２７は、回路基板（図示しない）に搭載されたマイクロコンピュータを有する。制御手段２７（マイクロコンピュータ）はソフトウエアにより、ユーザが操作パネル（図示しない）を介して入力する操作指令、鍋温度検知手段２５、水タンク温度検知手段３８、加熱板温度検知手段３２および筐体温度検知手段１０から入力される信号に基づき、あらかじめマイクロコンピュータに記憶された炊飯プログラムにより、鍋２２、加熱板３０、水タンク３６、蒸気流路７の加熱制御を行う。制御手段２７は、鍋加熱手段２４、水
タンク加熱手段３７、加熱板加熱手段３１、ヒータ４の加熱量を、各加熱手段の通電率及び／又は通電量によって制御する。
【００５６】
以上のように構成された本発明の実施の形態２の炊飯器の炊飯工程における動作を、蒸気発生手段２６と蒸気過熱装置１の動作に着目して説明する。
【００５７】
ユーザが、炊飯を行う米とその米量に対応する水とを鍋２２に入れ、本体２１に内装する。更に、水タンク３６に所定量の水を入れ、本体２１に内装する。ユーザが炊飯開始スイッチ（図示しない）を操作すると炊飯工程が実施される。
【００５８】
炊飯工程は、時間順に前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしに大分される。前炊き工程において、鍋２２の温度が米の吸水に適した温度になるように鍋加熱手段２４を制御し、鍋内の米と水とを加熱する。次に、炊き上げ工程において、鍋２２の温度が所定値（１００℃）になるまで鍋加熱手段２４によって鍋２２を所定の熱量で加熱する。この時の温度上昇速度によって、炊飯量を判定する。沸騰維持工程において、鍋２２の水が無くなり、鍋２２の温度が１００℃を超えた所定値になるまで、鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１に通電し、米と水を加熱する。最後に蒸らし工程において、一定時間の間に複数回、炊飯量に応じた鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１による加熱（追い炊き）と加熱の停止（休止）を繰り返す。蒸らし工程（追い炊き時と休止時）において、蒸気発生手段２６から発生した蒸気を蒸気過熱手段３４で過熱し鍋２２内へ過熱蒸気を供給する。
【００５９】
前炊き工程では、炊き上げ工程及び沸騰維持工程に比べ各加熱手段への通電量が少なく、炊飯器全体の消費電力が小さい。実施の形態２の炊飯器は、前炊き工程において水タンク加熱手段３７に通電し、水タンク３６内の水を予熱する。
【００６０】
実施の形態２の炊飯器の、蒸らし工程における動作を説明する。
【００６１】
沸騰維持工程終了後、鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１による加熱を停止し、水タンク加熱手段３７に通電する。水タンク３６内の水は予熱されているので、速やかに沸騰して蒸気経路２９に蒸気が導入される。
【００６２】
ヒータ４は、沸騰維持工程終了間際に通電され、蒸気流路７を筐体温度検知手段１０から得られる値をもとに所定の温度に予熱する。これによって、吸気口２から導入された蒸気は蒸気流路７を通過する際に温度が上昇し、排気口３から排気される蒸気の温度は１００℃以上に上昇する。吸気口２から導入された蒸気が蒸気流路７を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路７の断面積は、同等かもしくは排気口３に近づくにつれて狭くなる構成であるため、排気口３に近づくにつれて加熱蒸気の圧力は大気圧よりも高くなるとともに過熱蒸気の流速は速くなる。
【００６３】
過熱蒸気の流速が排気口３に近づくにつれて速くなると、ヒータ４および螺旋バネ５および金属薄板８の輻射熱および強制対流熱伝達が大きくなり熱交換効率が大きくなることで効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【００６４】
以上のように、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、ヒータ４に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネ５を巻き付け熱交換手段６を構成し、金属薄板８との間に蒸気流路７を設けた簡素な蒸気過熱装置１の構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、蓋２３内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に配置することが可能となる。図３に示す実施の形態２の炊飯器は従来の過熱蒸気を利用した炊飯器よりも高さが１０％以上低下している。
【００６５】
さらに、鍋２２内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【００６６】
ユーザは、炊飯開始前に炊飯器の操作パネル（図示しない）を操作し、炊飯する米の銘柄を制御手段２７に指定できる。制御手段２７は指定された銘柄が、柔らかく炊ける性質の米（魚沼産コシヒカリ、宮城産ササニシキなど）か、標準的な性質の米（一般のコシヒカリ、ササニシキ、夏場の魚沼産コシヒカリ、新米のきらら３９７など）か、硬く炊ける性質の米（きらら３９７、夏場のコシヒカリ、ササニシキなど）かを判断し、蒸らし工程における高温蒸気の投入時間と温度とを制御する。高温蒸気の投入時間は、水タンク加熱手段３７の通電率及び／又は通電量によって制御する。高温蒸気の温度は、ヒータ４の通電率及び／又は通電量によって制御する。
【００６７】
制御手段２７は蒸らし工程において、米が、柔らかく炊ける性質の米の場合１８０℃の高温蒸気を１分間鍋２２に供給し、標準的な性質の米の場合２００℃の高温蒸気を２分間鍋２２に供給し、硬く炊ける性質の米の場合２２０℃の高温蒸気を３分間鍋２２に供給する。実施の形態２の炊飯器は、米の性質に合わせて最適な炊飯を行うことができる。
【００６８】
蒸らし工程において、過熱蒸気は水分子の状態で凝集することなく鍋２２内の米の隙間を通り鍋２２の下部まで行き渡り、米一粒一粒に伝熱する。従って、ご飯の温度が高温に保たれ糊化が進み、ご飯の甘み及び香りが増す。鍋内全体にわたってご飯の食味を向上させることができる。過熱蒸気を供給しながら、鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１による追い炊き加熱を行うので、ご飯の乾燥と焦げを抑えることができる。
【００６９】
炊飯工程終了後は、保温工程に移行し、鍋内の温度を７０℃に近づけるように鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１への通電を制御する。ユーザが再加熱スイッチ（図示しない）を操作すると、制御手段２７は水タンク加熱手段３７とヒータ４とを駆動し、蒸らし工程と同様に過熱蒸気を発生させる。そして、高温蒸気が鍋２２内に供給される。炊飯工程終了後、再加熱スイッチが操作されるまではご飯は乾燥していくが、過熱蒸気による再加熱を行うことで、ご飯の水分量は炊飯工程終了時と同程度まで増加する。更に、保温中に発生する不快なにおいが過熱蒸気による加熱で低減する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明の蒸気過熱装置は設置場所に制約があるようなコンパクトな機器内部においても、より高温の過熱蒸気を供給できる蒸気過熱装置、及びそれを用いて良好な炊飯を行うことのできる炊飯器を提供することができる。よって加熱調理機器への応用として有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 蒸気過熱装置
２ 吸気口
３ 排気口
４ ヒータ
５ 螺旋バネ
６ 熱交換手段
７ 蒸気流路
８ 金属薄板
９ 筐体
１０ 筐体温度検知手段
１１ 断熱材
２１ 本体
２２ 鍋
２３ 蓋
２４ 鍋加熱手段
２５ 鍋温度検知手段
２６ 蒸気発生手段
２７ 制御手段
２８ 蓋カバー
２９ 蒸気経路
３０ 加熱板
３１ 加熱板加熱手段
３２ 加熱板温度検知手段
３３ 蒸気筒
３４ 蒸気過熱手段
３５ パッキン（第１のパッキン）
３６ 水タンク
３７ 水タンク加熱手段
３８ 水タンク温度検知手段
３９ パッキン（第２のパッキン）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を生成する蒸気過熱装置、および蒸気過熱装置を用いた炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用の炊飯器において、ご飯をよりおいしく炊くためには、米の澱粉を十分に糊化させることが重要である。特に、追い炊き時に高温で米を加熱することで澱粉の糊化が進み、ご飯の甘み及び香りが増す。そこで、鍋加熱手段による加熱に加えて、鍋上方から高温の蒸気を鍋内に噴射し米飯及び水の加熱を行う炊飯器がある（特開２００３−１４４３０８号公報）。しかしながら、さらに高い温度の過熱蒸気を投入することでご飯のおいしさを向上するためには前記炊飯器では蒸気加熱装置として性能に限界があった。
【０００３】
さらに、高い温度の過熱蒸気を発生させる調理器として、特許文献２に開示されている加熱調理器がある。
【０００４】
当該加熱調理器は、調理物を収納する加熱室の外壁に蒸気発生装置が取り付けられる。蒸気発生装置はアルミニウム等の金属製のダイカストから成るハウジングを有し、ハウジング内には空洞が形成され、上下の壁面にはヒータが鋳込まれている。さらにハウジングの内壁には多数のフィンが形成されている。
【０００５】
ハウジングの一側面には給水口が形成され、給水口は給水タンクに接続され、給水口を介してハウジング内に水が供給される。ハウジングの上部には加熱室内に蒸気を投入する蒸気投入口が設けられる。給水口から蒸気発生装置内に給水されるとハウジングの底部に貯水され、ヒータの駆動によって蒸気が発生する。発生した蒸気はハウジング内を上昇し、高温のハウジングの壁面及びフィンと接触して高温に加熱される。以上により、過熱蒸気が生成され、蒸気投入口を介して加熱室内に過熱蒸気が投入される。そして、加熱室内に供給された過熱蒸気によって調理物が加熱調理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４４３０８号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の蒸気発生装置においては、ハウジングはヒータを鋳込むために鋳造性がよく熱伝導率の高いアルミニウムやアルミニウム合金が用いられ、成形性の観点からブロック形状であることが多く設置するためには専用のスペースを設ける必要があった。また、ハウジングの融点が低く約４００℃で軟化してしまうため、ハウジングに埋設されるヒータの温度を４００℃以下にする必要があり、蒸気投入口から投入される過熱蒸気の温度は２００℃を下回る。従って、設置性に難があり、過熱蒸気の温度が低く、十分な加熱調理を行うことができないという課題があった。
【０００８】
本発明は、蒸気加熱装置の設置場所に制約があるようなコンパクトな機器内部においても、より高温の過熱蒸気を供給できる蒸気過熱装置、及びそれを用いて良好な炊飯を行うことのできる炊飯器を提供することを目的とする。
【０００９】
よって、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、吸気口と、排気口と、加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを有し、前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを収納する筐体を備え、前記熱交換手段は略円筒形状の加熱手段に中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネを配し、前記筐体は略円筒形状であり中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とし、かつ中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを挟み込むようにして組み合わされることで略円筒形状を形成するように構成し、前記吸気口から吸気された１００℃前後の蒸気は、前記蒸気流路を通過しながら前記熱交換手段にて高温の過熱蒸気となり、前記排気口から排気されるようにした蒸気過熱装置とする。
【００１１】
この構成によれば、炊飯器などのコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置を設置できるものである。
【００１２】
すなわち、加熱手段に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネを巻き付け熱交換手段を構成し、筐体との間に蒸気流路を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に蒸気発生装置を配置することが可能となる。
【００１３】
しかも、十分な表面積を有する熱交換手段によって、必要とする温度の過熱水蒸気を容易に得ることができる。
【００１４】
よって、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の蒸気過熱装置は設置場所に制約があるようなコンパクトな機器内部においても、より高温の過熱蒸気を供給できる蒸気過熱装置、及びそれを用いて良好な炊飯を行うことのできる炊飯器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における蒸気過熱装置の断面図
【図２】本実施の形態１の蒸気過熱装置の断面図と蒸気の流れを示した図
【図３】蒸気過熱装置１の組み立て概略図
【図４】本発明の実施の形態１における蒸気過熱装置の断面図
【図５】実施の形態２における炊飯器の蓋部を示した図
【図６】実施の形態２の炊飯器の断面図と蒸気の流れを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、吸気口と、排気口と、加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを有し、前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを収納する筐体を備え、前記熱交換手段は略円筒形状の加熱手段に中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネを配し、前記筐体は略円筒形状であり中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とし、かつ中
心軸を対象にして上下から前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを挟み込むようにして組み合わされることで略円筒形状を形成するように構成し、前記吸気口から吸気された１００℃前後の蒸気は、前記蒸気流路を通過しながら前記熱交換手段にて高温の過熱蒸気となり、前記排気口から排気されるようにした蒸気過熱装置とすることで、炊飯器などのコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置を設置できるものである。
【００１８】
すなわち、加熱手段に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネを巻き付け熱交換手段を構成し、筐体との間に蒸気流路を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に配置することが可能となる。
【００１９】
しかも、十分な表面積を有する熱交換手段によって、必要とする温度の過熱水蒸気を容易に得ることができる。
【００２０】
よって、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【００２１】
第２の発明は、特に第１の発明における加熱手段に前記螺旋バネを装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するとともに、前記筐体は屈曲した部分と直線部分を組み合わせた中心軸を対象にして上下形状にそれぞれ成形し、中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と前記螺旋バネとを挟み込むようにして略円筒形状を形成するようにした蒸気過熱装置とすることにより、効率よく高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置を設置できるものである。
【００２２】
すなわち、加熱手段の大部分に螺旋バネを巻き付けることで熱交換面積を増加し、蒸気の加熱効率を向上させることができる。さらに、加熱手段に螺旋バネを装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するため、成形性を良くすることができる。さらに、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられ中心軸方向への形状成形自由度が高いため、機器内部の空きスペースに合わせて自由自在に設置することができるものである。
【００２３】
第３の発明は、特に第１の発明における螺旋バネは前記筐体の直線部分に配置した蒸気過熱装置とすることにより、よりコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、蒸気過熱装置を複雑な形状に成形することができるため機器内部に容易に配設することが可能である。
【００２４】
すなわち、加熱手段の屈曲した部分の曲げ半径が非常に小さい場合には、蒸気流路を塞いでしまう恐れがあり屈曲した部分には螺旋バネを設けずに、直線部分にのみ螺旋バネを設けることで、狭所への設置性を損なうことなく高温の過熱蒸気を得ることができる。なお、屈曲した部分の曲げ半径は非常に小さいため螺旋バネが設けられていないことによる熱交換面積の低下は最小限に抑えられるものである。
【００２５】
第４の発明は、特に第１〜３の発明における螺旋バネの外周に金属薄板を巻きつけた蒸気過熱装置とすることにより、金属薄板のパッキンとしての効果により螺旋バネ５のピッチ間の過熱蒸気のショートカットを防ぎ蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、過熱蒸気がケースと直接接触することがなくなるため、筐体の高温酸化劣化を防ぐことが
できるものである。
【００２６】
第５の発明は、特に第１〜４の発明における蒸気過熱装置と、炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、蒸気を発生する蒸気発生手段とを備え、前記鍋の上面から過熱蒸気による加熱を行う炊飯器することにより、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、鍋内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における蒸気過熱装置の断面図を示したものである。図２は、本実施の形態１の蒸気過熱装置の断面図と蒸気の流れを示したものである。
【００２８】
蒸気過熱装置１は、吸気口２と排気口３と加熱手段であるヒータ４と、ヒータ４の中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネ５からなる熱交換手段６と蒸気流路７と金属薄板８と、ヒータ４と熱交換手段６と蒸気流路７と金属薄板８を収納する筐体９からなる。吸気口２と排気口３は筐体９に蒸気漏れすることなく取り付けられている。金属薄板８は螺旋バネ５と筐体９との隙間に設けられている。蒸気流路７は、ヒータ４と螺旋バネ５と金属薄板８とで形成される。
【００２９】
ヒータ４と螺旋バネ５と金属薄板８と筐体９は、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＳＵＳ３１６Ｌを用いた。
【００３０】
蒸気過熱装置１の簡単な組み立て方法を、図３に示す。先ずヒータ４に螺旋バネ５を巻き付け、機器への設置スペースに応じて屈曲した部分と直線部分を組み合わせた任意の形状に加工する。金属薄板８は、必要に応じてヒータ４と螺旋バネ５を任意の形状に加工する前後に、螺旋バネの外側に巻き付ける。筐体９は中心軸を対象にして上下２つの部品から成るため、別々に成形する。すなわち、ヒータ４と螺旋バネ５の形状に合わせて板材を切り抜き、その後プレス成型することにより、中心軸を対象にして上下２つの部品が得られる。
【００３１】
そして、中心軸を対象にして上下からヒータ４と熱交換手段６と蒸気流路７と金属薄板８を挟み込むようにして組み合わされ、接合部は蒸気漏れを防ぐように溶接される。
【００３２】
プレス成型の際に、吸気口２と排気口３を同時に形成しておくことで、別工程で設ける必要がなく蒸気過熱装置のコストを抑制できる。
【００３３】
筐体９の表面には、表面温度を検知する筐体温度検知手段１０が取り付けられ、筐体９を覆うようにセラミックファイバーからなる断熱材１１で断熱されている。吸気口２は蒸気が発生する部位に近い側に配設される。
【００３４】
以上のように構成された本発明の実施の形態１の蒸気過熱装置の動作を説明する。
【００３５】
ヒータ４は、蒸気流路７を筐体温度検知手段１０から得られる値をもとに所定の温度に予熱する。本実施の形態１ではヒータ４は高温の過熱蒸気を生成するため、約５００℃で発熱するようにした。これによって、吸気口２から導入された蒸気は蒸気流路７を通過する際に熱交換手段６と熱交換することにより温度が上昇し、排気口３から排気される蒸気の温度は１００℃以上に上昇する。筐体９は断熱材１１により覆われているため、放熱を抑制し蒸気の過熱効率を向上させることができる。
【００３６】
すなわち、吸気口２から導入された蒸気は矢印に示すように蒸気流路７を通過し、流通する蒸気はヒータ４および螺旋バネ５および金属薄板８の輻射熱および強制対流熱伝達によって熱交換する。また、螺旋バネ５や金属薄板８の表面に熱交換用の突起などを設けてもよい。これにより、熱交換効率を向上することができる。
【００３７】
以上のように、ヒータ４に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネ５を巻き付け熱交換手段６を構成し、金属薄板８との間に蒸気流路７を設けた簡素な構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とすることができ、機器内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に配置することが可能となる。
【００３８】
しかも、十分な表面積を有する熱交換手段６によって、必要とする温度の過熱水蒸気を容易に得ることができる。
【００３９】
なお、吸気口２から導入された蒸気が蒸気流路７を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路７の断面積は、同等かもしくは排気口３に近づくにつれて狭くなる構成とすることにより、排気口３に近づくにつれて加熱蒸気の圧力は大気圧よりも高くなるとともに過熱蒸気の流速は速くなる。
【００４０】
過熱蒸気の流速が排気口３に近づくにつれて速くなると、ヒータ４および螺旋バネ５および金属薄板８の輻射熱および強制対流熱伝達が大きくなり熱交換効率が大きくなることで効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【００４１】
よって、最適な温度の過熱蒸気を生成しかつ圧力と流速を増大させることで、調理物全体に過熱蒸気を行き渡らせ加熱量を向上し、よりおいしく調理することができる。
【００４２】
また、ヒータ４に螺旋バネ５を装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するとともに、筐体９は屈曲した部分と直線部分を組み合わせた中心軸を対象にして上下形状にそれぞれ成形し、中心軸を対象にして上下からヒータ４と螺旋バネ５とを挟み込むようにして略円筒形状を形成することにより、効率よく高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、機器内部の少ない空きスペースに自由自在に蒸気過熱装置１を設置できるものである。
【００４３】
すなわち、ヒータ４の大部分に螺旋バネを巻き付けることで熱交換面積を増加し、蒸気の加熱効率を向上させることができる。さらに、ヒータ４に螺旋バネ５を装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するため、機器内部の空きスペースに合わせて自由自在に設置することができるものである。
【００４４】
また、図４に示すように、螺旋バネ５は筐体９の直線部分に配置した蒸気過熱装置とすることにより、よりコンパクトな調理機器において高温の過熱蒸気を発生させたい場合においても、蒸気過熱装置１を複雑な形状に成形することができるため機器内部に容易に配設することが可能である。
【００４５】
すなわち、ヒータ４の屈曲した部分の曲げ半径が非常に小さい場合には、蒸気流路７を塞いでしまう恐れがあり屈曲した部分には螺旋バネ５を設けずに、直線部分にのみ螺旋バネ５を設けることで、狭所への設置性を損なうことなく高温の過熱蒸気を得ることができる。なお、屈曲した部分の曲げ半径は非常に小さいため螺旋バネ５が設けられていないことによる熱交換面積の低下は最小限に抑えられるものである。
【００４６】
また、螺旋バネ５の外周に金属薄板８を巻きつけた蒸気過熱装置１とすることにより、
金属薄板８のパッキンとしての効果により螺旋バネ５のピッチ間の過熱蒸気のショートカットを防ぎ蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、過熱蒸気が筐体９と直接接触することがなくなるため、筐体９の高温酸化劣化を防ぐことができるものである。
【００４７】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における炊飯器の蓋を上部から図示したものである。図６は、実施の形態２の炊飯器の断面図と蒸気の流れを示したものである。本実施の形態２の蒸気過熱装置は、実施の形態１に示す蒸気過熱装置１と同等であり共通の記号を用いる。
【００４８】
実施の形態２の炊飯器は、大気圧でご飯を炊く炊飯器である。図６において、２１は炊飯器の本体を示し、着脱自在の鍋２２を内装する。本体２１には、その上面を覆う蓋２３が開閉自在に設置されている。
【００４９】
本体２１は、鍋２２を誘導加熱する鍋加熱手段２４（誘導加熱コイルである）、鍋２２の温度を検知する鍋温度検知手段２５、蒸気を発生する蒸気発生手段２６及び制御手段２７を有する。
【００５０】
蓋２３は、蓋カバー２８、蒸気発生手段２６が発生した蒸気を鍋２２の内部に供給するための蒸気経路２９、加熱板３０、加熱板加熱手段３１、加熱板温度検知手段３２、蒸気筒３３及び蒸気過熱手段３４を有する。
【００５１】
加熱板３０は、蓋２３の下面を構成する蓋カバー２８に着脱可能に取り付けられる。蓋２３を閉めた状態において、鍋２２と加熱板３０との隙間は、加熱板３０に取り付けられたループ状のパッキン３５（第１のパッキン）で封止される。加熱板加熱手段３１は、蓋カバー２８に取り付けられ、加熱板３０を誘導加熱する誘導加熱コイルである。加熱板温度検知手段３２は、加熱板３０の温度を検知する。蒸気筒３３は、鍋２２内の不要な蒸気を排出する。
【００５２】
蒸気発生手段２６は、水タンク３６と水タンク加熱手段３７とを有する。水タンク加熱手段３７は、水タンク３６を誘導加熱する誘導加熱コイルである。水タンク３６の外側に、水タンク３６の温度を検知する水タンク温度検知手段３８が圧接される。
【００５３】
蓋２３を閉めた状態において、発生した蒸気を鍋２２に供給する蒸気経路２９が水タンク３６の上方に位置する。蒸気経路２９と水タンク３６との間の隙間は、蒸気経路２９に取り付けられているループ状のパッキン３９（第２のパッキン）で封止されている。蒸気経路２９の途中の蓋２３の内部には、蒸気過熱装置１を設けている。蒸気過熱装置１は、蓋２３の内部部品を安全に配慮しながら避けるようにして、屈曲した部分と直線部分を組み合わせて内装されている。
【００５４】
蓋を閉めた状態において水タンク３６と鍋２２とは蒸気経路２９を通じてのみ連通する。水タンク３６で発生した蒸気は、蒸気経路２９を通って鍋２２内に投入され、余分の蒸気は蒸気筒３３を通じて外部に排出される。蒸気経路２９を加熱する加熱手段（例えば誘導加熱コイル）を更に設けても良い。
【００５５】
制御手段２７は、回路基板（図示しない）に搭載されたマイクロコンピュータを有する。制御手段２７（マイクロコンピュータ）はソフトウエアにより、ユーザが操作パネル（図示しない）を介して入力する操作指令、鍋温度検知手段２５、水タンク温度検知手段３８、加熱板温度検知手段３２および筐体温度検知手段１０から入力される信号に基づき、あらかじめマイクロコンピュータに記憶された炊飯プログラムにより、鍋２２、加熱板３０、水タンク３６、蒸気流路７の加熱制御を行う。制御手段２７は、鍋加熱手段２４、水
タンク加熱手段３７、加熱板加熱手段３１、ヒータ４の加熱量を、各加熱手段の通電率及び／又は通電量によって制御する。
【００５６】
以上のように構成された本発明の実施の形態２の炊飯器の炊飯工程における動作を、蒸気発生手段２６と蒸気過熱装置１の動作に着目して説明する。
【００５７】
ユーザが、炊飯を行う米とその米量に対応する水とを鍋２２に入れ、本体２１に内装する。更に、水タンク３６に所定量の水を入れ、本体２１に内装する。ユーザが炊飯開始スイッチ（図示しない）を操作すると炊飯工程が実施される。
【００５８】
炊飯工程は、時間順に前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしに大分される。前炊き工程において、鍋２２の温度が米の吸水に適した温度になるように鍋加熱手段２４を制御し、鍋内の米と水とを加熱する。次に、炊き上げ工程において、鍋２２の温度が所定値（１００℃）になるまで鍋加熱手段２４によって鍋２２を所定の熱量で加熱する。この時の温度上昇速度によって、炊飯量を判定する。沸騰維持工程において、鍋２２の水が無くなり、鍋２２の温度が１００℃を超えた所定値になるまで、鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１に通電し、米と水を加熱する。最後に蒸らし工程において、一定時間の間に複数回、炊飯量に応じた鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１による加熱（追い炊き）と加熱の停止（休止）を繰り返す。蒸らし工程（追い炊き時と休止時）において、蒸気発生手段２６から発生した蒸気を蒸気過熱手段３４で過熱し鍋２２内へ過熱蒸気を供給する。
【００５９】
前炊き工程では、炊き上げ工程及び沸騰維持工程に比べ各加熱手段への通電量が少なく、炊飯器全体の消費電力が小さい。実施の形態２の炊飯器は、前炊き工程において水タンク加熱手段３７に通電し、水タンク３６内の水を予熱する。
【００６０】
実施の形態２の炊飯器の、蒸らし工程における動作を説明する。
【００６１】
沸騰維持工程終了後、鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１による加熱を停止し、水タンク加熱手段３７に通電する。水タンク３６内の水は予熱されているので、速やかに沸騰して蒸気経路２９に蒸気が導入される。
【００６２】
ヒータ４は、沸騰維持工程終了間際に通電され、蒸気流路７を筐体温度検知手段１０から得られる値をもとに所定の温度に予熱する。これによって、吸気口２から導入された蒸気は蒸気流路７を通過する際に温度が上昇し、排気口３から排気される蒸気の温度は１００℃以上に上昇する。吸気口２から導入された蒸気が蒸気流路７を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路７の断面積は、同等かもしくは排気口３に近づくにつれて狭くなる構成であるため、排気口３に近づくにつれて加熱蒸気の圧力は大気圧よりも高くなるとともに過熱蒸気の流速は速くなる。
【００６３】
過熱蒸気の流速が排気口３に近づくにつれて速くなると、ヒータ４および螺旋バネ５および金属薄板８の輻射熱および強制対流熱伝達が大きくなり熱交換効率が大きくなることで効率的に過熱蒸気を生成させることができる。
【００６４】
以上のように、コンパクトな調理機器である炊飯器においても、ヒータ４に中心軸方向に螺旋状に螺旋バネ５を巻き付け熱交換手段６を構成し、金属薄板８との間に蒸気流路７を設けた簡素な蒸気過熱装置１の構成により、径方向へのサイズアップが極めて小さく抑えられる。よって、蓋２３内部にあらかじめ配置されている部品を避けるようにして、自由自在に配置することが可能となる。図３に示す実施の形態２の炊飯器は従来の過熱蒸気を利用した炊飯器よりも高さが１０％以上低下している。
【００６５】
さらに、鍋２２内のご飯全体に高温の過熱蒸気を行き渡らせることができ、十分な熱量によって糊化が促進したおいしいご飯を炊くことができる炊飯器を提供することができる。
【００６６】
ユーザは、炊飯開始前に炊飯器の操作パネル（図示しない）を操作し、炊飯する米の銘柄を制御手段２７に指定できる。制御手段２７は指定された銘柄が、柔らかく炊ける性質の米（魚沼産コシヒカリ、宮城産ササニシキなど）か、標準的な性質の米（一般のコシヒカリ、ササニシキ、夏場の魚沼産コシヒカリ、新米のきらら３９７など）か、硬く炊ける性質の米（きらら３９７、夏場のコシヒカリ、ササニシキなど）かを判断し、蒸らし工程における高温蒸気の投入時間と温度とを制御する。高温蒸気の投入時間は、水タンク加熱手段３７の通電率及び／又は通電量によって制御する。高温蒸気の温度は、ヒータ４の通電率及び／又は通電量によって制御する。
【００６７】
制御手段２７は蒸らし工程において、米が、柔らかく炊ける性質の米の場合１８０℃の高温蒸気を１分間鍋２２に供給し、標準的な性質の米の場合２００℃の高温蒸気を２分間鍋２２に供給し、硬く炊ける性質の米の場合２２０℃の高温蒸気を３分間鍋２２に供給する。実施の形態２の炊飯器は、米の性質に合わせて最適な炊飯を行うことができる。
【００６８】
蒸らし工程において、過熱蒸気は水分子の状態で凝集することなく鍋２２内の米の隙間を通り鍋２２の下部まで行き渡り、米一粒一粒に伝熱する。従って、ご飯の温度が高温に保たれ糊化が進み、ご飯の甘み及び香りが増す。鍋内全体にわたってご飯の食味を向上させることができる。過熱蒸気を供給しながら、鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１による追い炊き加熱を行うので、ご飯の乾燥と焦げを抑えることができる。
【００６９】
炊飯工程終了後は、保温工程に移行し、鍋内の温度を７０℃に近づけるように鍋加熱手段２４及び加熱板加熱手段３１への通電を制御する。ユーザが再加熱スイッチ（図示しない）を操作すると、制御手段２７は水タンク加熱手段３７とヒータ４とを駆動し、蒸らし工程と同様に過熱蒸気を発生させる。そして、高温蒸気が鍋２２内に供給される。炊飯工程終了後、再加熱スイッチが操作されるまではご飯は乾燥していくが、過熱蒸気による再加熱を行うことで、ご飯の水分量は炊飯工程終了時と同程度まで増加する。更に、保温中に発生する不快なにおいが過熱蒸気による加熱で低減する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明の蒸気過熱装置は設置場所に制約があるようなコンパクトな機器内部においても、より高温の過熱蒸気を供給できる蒸気過熱装置、及びそれを用いて良好な炊飯を行うことのできる炊飯器を提供することができる。よって加熱調理機器への応用として有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 蒸気過熱装置
２ 吸気口
３ 排気口
４ ヒータ
５ 螺旋バネ
６ 熱交換手段
７ 蒸気流路
８ 金属薄板
９ 筐体
１０ 筐体温度検知手段
１１ 断熱材
２１ 本体
２２ 鍋
２３ 蓋
２４ 鍋加熱手段
２５ 鍋温度検知手段
２６ 蒸気発生手段
２７ 制御手段
２８ 蓋カバー
２９ 蒸気経路
３０ 加熱板
３１ 加熱板加熱手段
３２ 加熱板温度検知手段
３３ 蒸気筒
３４ 蒸気過熱手段
３５ パッキン（第１のパッキン）
３６ 水タンク
３７ 水タンク加熱手段
３８ 水タンク温度検知手段
３９ パッキン（第２のパッキン）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と、排気口と、加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを有し、前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを収納する筐体を備え、前記熱交換手段は略円筒形状の加熱手段に中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネを配し、前記筐体は略円筒形状であり中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とし、かつ中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを挟み込むようにして組み合わされることで略円筒形状を形成するように構成し、前記吸気口から吸気された１００℃前後の蒸気は、前記蒸気流路を通過しながら前記熱交換手段にて高温の過熱蒸気となり、前記排気口から排気されるようにした蒸気過熱装置。
【請求項２】
前記加熱手段に前記螺旋バネを装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するとともに、前記筐体は屈曲した部分と直線部分を組み合わせた中心軸を対象にして上下形状にそれぞれ成形し、中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と前記螺旋バネとを挟み込むようにして略円筒形状を形成するようにした請求項１に記載の蒸気過熱装置。
【請求項３】
前記螺旋バネは前記筐体の直線部分に配置した請求項１に記載の蒸気過熱装置。
【請求項４】
前記螺旋バネの外周に金属薄板を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気過熱装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の蒸気過熱装置と、炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、蒸気を発生する蒸気発生手段とを備え、前記鍋の上面から過熱蒸気による加熱を行う炊飯器。
【請求項１】
吸気口と、排気口と、加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを有し、前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを収納する筐体を備え、前記熱交換手段は略円筒形状の加熱手段に中心軸方向に螺旋状に巻き付けられた螺旋バネを配し、前記筐体は略円筒形状であり中心軸方向に屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状とし、かつ中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と、熱交換手段と、蒸気流路とを挟み込むようにして組み合わされることで略円筒形状を形成するように構成し、前記吸気口から吸気された１００℃前後の蒸気は、前記蒸気流路を通過しながら前記熱交換手段にて高温の過熱蒸気となり、前記排気口から排気されるようにした蒸気過熱装置。
【請求項２】
前記加熱手段に前記螺旋バネを装着した後、屈曲した部分と直線部分を組み合わせた形状に成形するとともに、前記筐体は屈曲した部分と直線部分を組み合わせた中心軸を対象にして上下形状にそれぞれ成形し、中心軸を対象にして上下から前記加熱手段と前記螺旋バネとを挟み込むようにして略円筒形状を形成するようにした請求項１に記載の蒸気過熱装置。
【請求項３】
前記螺旋バネは前記筐体の直線部分に配置した請求項１に記載の蒸気過熱装置。
【請求項４】
前記螺旋バネの外周に金属薄板を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気過熱装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の蒸気過熱装置と、炊飯器本体と、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、蒸気を発生する蒸気発生手段とを備え、前記鍋の上面から過熱蒸気による加熱を行う炊飯器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４１９８５（Ｐ２０１２−２４１９８５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３１４６（Ｐ２０１１−１１３１４６）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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