JP2012147902A - 釜底中央部に強く周辺部に弱く不均一に加熱し均一に炊く炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】対流によって釜内の米粒に火力が伝わり、むらのない炊飯が出来、圧力の下がりすぎを押さえて炊きあがりの風味を良く出来、吹き溢れを防止して回りの汚れを防止出来るようにする。
【解決手段】この原理に基づき炊飯用ヒーター２で強い火力を釜底中央部に集中して加熱し、周辺部は蒸らし保温用ヒーター３で弱い火力で加熱し異なる火力で加熱する事で中央部の発泡する泡の浮力を伴った上昇流及び外周部の下降流による対流で釜内の米粒を攪拌し均一な火力を釜内全域に伝え炊飯する。調圧弁８は、大気圧以上のある定まった圧力を常に維持し、泡を出さずに蒸気だけを出すようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は炊事用の炊飯器に関するもので、竈炊き炊飯の炊飯技術を先人により長年の試行錯誤と経験を経て完成されていた炊飯技術と考え、この竈炊き炊飯の炊飯技術に近づけようとするものであり、釜内での対流の発生を助長し、対流により火力が釜内に均一に伝わる様にした炊飯器に関する。竈炊き炊飯では旨く炊くコツとして「始めちょろちょろ中ぱっぱ、じゅうじゅうふいたら火をひいて、赤子泣いても蓋とるな、そこへばば様とんできて、わらしべ一束くべまして、それで蒸らしてできあがり」と言われている。

炊飯技術は向上はしてはいるがいまだに飯の炊き上がり具合は竈炊き炊飯には及ばないようであるが、竈炊き炊飯から電気炊飯器に代えられた時に多くの箇所が一度に代えられてしまった為にどこの箇所が竈炊き炊飯の風味を支配する鍵を握っていたのかが解らなくなってしまった。第１に火力が薪から電気に代わり加熱方法が釜底全面加熱に変わった事、第２に釜底の形状が羽釜のすり鉢形状の釜底から底の平らな鍋底形状の内釜に変わり釜の容量が小さくなった事、第３に圧力調整が厚く重たい木の蓋から圧力調整弁に変わった事が考えられる。

第１の火力が薪から電気に代わり加熱方法が変わった事で考えられるのは、薪の炎は円錐形をしており高温部は炎の先端部に在り羽釜のすり鉢状の釜底の中央部分に当たっていたものと考えられる。羽釜の底の外周部分は薪の炎から離れており炎は斜めに当たり火力は弱くなっていたものと考えられる。すなわち釜底の中央部は強い火力で加熱され、釜底の外周部は弱めの火力で加熱され、釜底の中央部と外周部では異なる火力で不均一に加熱されていたものと考えられる。釜の中に対流を生じさせるには上昇流と下降流を生じさせる必要が有るが、釜底の中央部の強い火力と発泡する泡の浮力とにより中央部には水よりも比重の大きな米粒を押し上げるだけの力のある強い上昇流が生じ強い火力が上部まで突き抜けていたものと考えられ、一方釜の外周部では弱めの火力で発生する気泡も少なく温度も低くなるので下降流を生じ、水よりも比重の大きな米粒は重力で下降しすり鉢状の釜底の中央部に集まり、再び中央部の強い火力で加熱され上昇流となり循環する対流状の流れにより釜内の米粒は攪拌され釜内の米粒全体に均一な火力が伝わっていたものと考えられる。また、火加減も大事でいくら竈で炊いても急ぐからと大きな炎で炊いてもご飯の出来上がりは良くないようである。また、大きな釜で炊いたご飯が小さな釜で炊いたご飯よりも美味しいと言われるのは、小さな釜では対流が起こりにくくなる為ではないか。

ところが、電気炊飯器となり釜底の形状は底の平らな鍋底型に変わり、加熱は釜底全面の加熱となった。釜底全面を強い火力で加熱すれば沸騰が激しくなりすぎる為に火力は少し弱くせざるを得ず、釜底全面に分散された弱めの火力となり発生する気泡も単位面積で比べれば少なくなる。釜底全域に上向きの力が生じるが下降流が生じる余地が無い為に対流は不完全となり、水よりも比重の大きな米粒を押し上げるだけの力はなく、釜内の米粒はその場でただ上下に振動するだけとなり米粒の位地は殆ど変わらない。釜底中央部の感温センサーにより中央部の上昇流は更に阻害され弱くなる。上昇流と下降流の両方が生じなければ対流は起こらない。釜内の米粒の天地返しは行われず、熱源に近い釜底の米粒には火力が伝わるが釜の中央部には下になる厚い米の層を通して間接的に加熱されるだけで十分な火力は伝わらず炊けむらとなり風味を損なう。釜底全域の加熱は下降流の生じる余地を無くし、上昇流だけでは対流は起こらない。釜底全面の加熱は対流が不完全となり従って下方部の米粒と上方部の米粒の天地返しが行われず火力が均等に伝わらずに炊けむらとなりご飯の風味を損なう。

第２の釜底の形状が羽釜のすり鉢形状では円錐形の薪の炎の高温部分が釜底の中央部分に当たり、釜底周辺部は炎から離れ比較的弱い火力が当たる。従って釜の中央部には強い上昇流を生じ、釜の周辺部は周辺よりも温度が低くなり下降流が生じる。水より比重の大きな米粒は重力で下降しすり鉢状をした釜底中央部に集まり中央部の強い火力で加熱され再び上昇流となる。すり鉢状の釜底は対流を考えれば合理的な形状であると言えるであろう。一方底の平らな鍋底形状の内釜とし釜底を全面加熱したのでは釜底全面に上昇流しか生じず下降流が生じなければ対流は起こらない。更に中央部の感温センサーは対流の上昇流を著しく弱くし中央部に上昇流の落ち込みを作ってしまう。釜の容量が小さくなった事で考えられるのは圧力の制御が難しくなり対流が起こりにくくなるので、適当な容量は必要であろう。

第３に圧力調整が厚く重たい木の蓋から圧力調整弁に変わった事で考えられる事は、厚く重たい木の蓋は蒸気の圧力でも殆ど持ち上がる事はなく僅かに出来た狭い隙間から蒸気はにじり出る様にして出て行った。出て行く蒸気には常に抵抗がかかっていた為大気圧以上の釜圧は常に維持されていた。茶室のにじり口は身を屈め膝を屈してにじり出る様である。電気炊飯器になり圧力調整は調圧弁で行われる様になったが、調圧弁は弁座と球体で構成され球体の重さに抗する圧力が加わった場合に弁路を開き最高圧以上にならない様に調整するもので、大気圧以上の定まった圧力を常に維持する機能はない。球体には慣性力があり開いた弁路は圧力が下がっても直ぐには元に戻らず圧力が十分に下がり過ぎてから着座する。弁座から球体が急激に離れ急激に圧力が低下するため突沸を起こし温度を１００℃まで下げてしまう。炊飯器の容量の小型化により圧力調整は更に難しく、炊飯技術の伝承に「赤子泣いても蓋取るな」と言われるが絶えず蓋を開け閉めしている事になるのではないか。

竈炊き炊飯で用いられていた羽釜の釜底の形状はすり鉢状をしていて、釜底中央部には感温センサーは設けられていない。火力には薪が用いられ炎は円錐形をして火力の一番強い炎の先端部が釜底中央部に当たり加熱する。そのため釜底中央部は強く加熱されるが釜底周辺部は火力が弱くなり釜底全域は均一に加熱されていた訳ではない。釜底中央部が強く加熱されることで発泡する泡の浮力と火力により水よりも比重の重い米の粒子を持ち上げるだけの力のある強い上昇流を釜の中央部に起こす、一方釜の周辺部では薪の炎から離れ弱めの火力と成る為に下降流を生じ、上昇流と下降流の両方が揃う事で起こる循環的な対流で火力は釜内の米粒に均一に伝えられる。

今までの炊飯器には設置の容易さから釜底中央部には感温センサーが設けられ、釜底中央部の上昇流を阻害し、また多くが釜底全面を均一に加熱する方式となっている為、火力は釜底全面に分散されて単位面積あたりでは弱めの火力となり、発泡する気泡も単位面積あたりで見れば少なくなり、下降流の生じる余地が無い為に米粒に上向きの流れを生じさせる程の強い上昇流は発生せず、米粒はその場でただ上下に振動するだけに止まり、釜内の中心部の米粒にまでは火力が十分に伝達しない。

炊飯器の釜内に対流を起こさせるには上昇流と下降流とによる循環する対流を起こさせる必要が有るが、釜底中央部を強く加熱する事で中央部には加熱による発泡の気泡の浮力が加わり強い上昇流が生じ米粒を上向きの流れに乗せる。また釜の周辺部では火力が弱めになり下降流が生じ重力と共に米粒を下降流に乗せる。また釜底では重力によりすり鉢形状の釜底の中央部に集まり、再び中央部の強い火力を受け上昇流となり循環される。

また、竈炊き炊飯と炊飯器で大きく変えられたものに蒸気の逃がし方がある。竈炊き炊飯では厚い木の蓋が使用されていたものが、炊飯器では調圧弁に換えられたが厚い木の蓋と同じような圧力調整の機能を果たすものであるのかは疑問である。

竈炊き炊飯は多くの先人による試行錯誤と経験により完成されていた炊飯技術であると考え、炊飯器の構造及び原理を竈炊き炊飯に近づける。

むらのない炊飯が出来るのは対流に依って釜内の米粒に火力が伝わるものと考え、上昇流と下降流の両方が揃って循環的な対流は生じる。

上昇流と下降流の両方を生じさせることは釜底の全面の加熱では出来ないので、加熱方法を変える必要がある。

圧力調整弁を大気圧以上のある定まった圧力を常に維持する機能のある圧力調整弁とする。

吹き溢れを防止する、吹き溢れは調圧弁で泡が壊れて蒸気と一緒に出てしまう事で起こるが、泡を出さずに蒸気だけを出すようにする。

米粒を含む釜内の水に対流を起こし易くするにはすり鉢状の底をした釜が合理的であると考える。

釜の中央部に上昇流を、外周部に下降流を生じさせるには、火力を釜底中央部に集中して加熱するべきである。中央部には高温と発生する気泡の浮力により強い上昇流が出来、外周部は周囲よりも温度が低くなり下降流を生じ、上昇流と下降流の両方が揃う事で循環的な対流が起こる。

感温センサーは中央部の集中加熱に支障のない釜底の外周部に設ける。

調圧弁は蒸気を排出中も常に大気圧以上のある定まった圧力を維持するものとする。調圧弁から吹き溢れを出さない為には泡を外に出さない様にする、釜内では蒸気は泡に包まれているが、泡を壊して蒸気を泡から出し蒸気だけを調圧弁から外に出す様にする。

炊飯器に於いて釜底の中央部を集中して加熱する事で中央部の高温と発泡の泡の浮力による強い上昇流を生じさせ水よりも比重の大きな米粒の粒子を持ち上げるだけの力を持たせ、一方釜の外周部では周囲よりも温度の低くなるために下降流を生じさせ、上昇流と下降流で起こる循環的な対流による攪拌 で火力を釜内の米粒に行き渡たらせる事が出来る。

圧力調整弁を大気圧以上のある定まった圧力を常に維持する機能のある圧力調整弁とする事で圧力の下がりすぎを押さえ炊きあがりの風味を良く出来る。

吹き溢れを防止し水蒸気だけを排出する事で回りの汚れるのを防止出来る。

炊飯器の内釜の形状としては対流を考えて釜底のすり鉢形状をした内釜とする。加熱は釜の径で三分の二程度を目安に釜底の中央部を集中して加熱する。加熱は対流状態が途切れない様に出力調整をして持続的に加熱をする。火力制御はON/OFF制御では発泡は止まってしまい持続的な対流にはならない。なるべく内釜中央部に均一に発泡するようにする。釜底の外周部は下降流の生じる余地として残す。感温センサーは釜底の外周部に設ける。調圧弁を大気圧以上のある定まった圧力を常に維持出来るものとし吹き溢れを防止する。

図１により本発明の実施例について説明する。図１で炊飯器の内釜１は対流を考えて釜底がすり鉢形状をしている。釜底中央部の加熱には釜径の概ね三分の二に渡って炊飯用ヒーター２が設けられている。釜底の外周部及び側面には蒸らし保温用ヒーターが設けられている。また、蓋には調圧弁８が設けられている。温度検知器４は釜底の外周部に設けられている。

内釜1には洗米した米と分量の水が入れられて炊飯用ヒーター２により加熱される。米粒は水よりも比重が大きい為に釜底に沈殿しているが加熱と共に温度が上がり、やがて沸騰を始める。釜底中央部には沸騰により気泡が発生し泡の浮力を伴った強い上昇流５が生じ米粒を上に押し上げる。一方釜の外周部では回りよりも火力が弱い為に下降流６が生じ、釜中央部に生じる上昇流５と外周部に生じる下降流６に依って釜内には循環する対流７が生じる。対流７に依り釜内の米粒に強い火力は行き渡り均一な炊飯が出来る。蒸らし保温用ヒーター３は下降流６
の生成に支障の無い程度に弱くするか炊飯加熱中は無くてもよい。やがて水分は蒸発して少なくなり、対流が行われなくなれば炊飯用ヒーター２は火力を弱め蒸らし保温用ヒーター３と共に蒸らしを行う。温度検知器４に依り炊き上がりを検知し保温をおこなう。

図２は吹き溢れを防止した調圧弁８を示す。弁板10は弁座１１に着座する。重り１２を支えるスプリング１３を介して弁板１０に取り付けられている。重り１２は竈炊き炊飯の羽釜の厚い木の蓋に相当する圧力を生じるものとする。重り１２を除く弁板１０及びスプリング１３は軽く慣性力の小さなもので作られている。水蒸気は弁板１０を押し開けて外に排出されるが、なるべく狭い隙間で必要量が排出出来る様に調圧弁８の径は出来る限り大きくする。

排出される水蒸気は弁板１０を押し開けて排出されるが、弁板10には常に重り１２がスプリング１３を介して作用している。押し開かれる隙間は狭いので圧力が下がれば直ちにスプリング１３の力で閉鎖され必要以上の圧力の低下は押さえられる。弁板10は必要以上には押し開かれず圧力が大気圧以上のある定まった圧力より下がると直ちに閉鎖され圧力低下が押さえられる。

釜内で調圧弁８への出口には泡破壊器９が設けられ泡に包まれた水蒸気の泡を壊し、泡から水蒸気を外に出して外に出した水蒸気だけを調圧弁８から排出する。図２に示すものはモーター１４により回転羽根または回転体１５を回転させ物理的な力で泡を破壊するものであるが、メッシュ状または多孔状の振動板を電磁石又は圧電素子により振動させ通過する泡を物理的な力で破壊するものでもよい。（図は省略）

本発明は炊飯器の釜底の中央部を集中的に加熱する事で釜の中央部に上昇流５を生じ、釜の外周部に生じる下降流６と共に釜内に循環した対流７を生じさせ釜内の米粒に均一に火力を行き渡らせるものであり、通常のヒーター及びIHヒーターの炊飯器及びガス炊飯器に応用する事が出来る。

本発明の炊飯器の縦断面図 調圧弁及び泡破壊器の縦断面図（炊飯器の蓋の断面、部分）

図１において
１ 内釜
２ 炊飯用ヒーター
３ 蒸らし保温用ヒーター
４ 温度検知器
５ 上昇流
６ 下降流
７ 対流
８ 調圧弁
９ 泡破壊器

図２において
１０ 調圧弁
１１ 弁座
１２ 重り
１３ スプリング
１４ モーター
１５ 回転体

Claims (2)

1. 炊飯器の釜内に対流を起こさせるには上昇流と下降流の両方を生じさせる事が必要であるが、釜底中央部に強く外周部に弱く釜底を不均一に加熱するもので、釜底の中央部を概ね釜径の三分の二位の範囲に集中して強い火力で加熱し釜の中央部に発泡する泡の浮力を伴った強い上昇流を生じさせ、一方釜の外周部は周囲より火力が弱くなる事から下降流を生じさせ、上昇流と下降流により釜内に循環する対流を生じさせ水よりも比重の大きな米粒を攪拌し火力を均一に釜内に行き渡らせ炊飯する炊飯器で、感温センサーは釜底の外周部に設け水分が少なくなり対流が止まれば火力を弱めて釜底外周部に設けた蒸らし保温用ヒーターと共に蒸らしを行い炊飯完了により保温を行う様にしたもので、釜底の中央部を集中して強く加熱し、一方外周部を弱く加熱し、釜底を不均一に加熱する事で釜内の中央部の上昇流と外周部の下降流による循環する対流により米粒を攪拌して釜内に火力を行き渡らせ炊飯する事を特徴とする炊飯器。
2. 炊飯器の釜の中では水蒸気は発生する泡に包まれており調圧弁で泡が壊れて蒸気と一緒に排出される事で吹き溢れとなるが、釜の中で調圧弁への出口にモーターによる回転体或いは電磁石或いは圧電体による振動体により物理的な力で通過する泡を破壊して泡から水蒸気を出し、水蒸気だけを調圧 弁から出す様にして吹き溢れを防止した調圧弁。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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