JP4029352B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、炊飯中に発生した蒸気を減少させる炊飯器に関するものである。

従来より、炊飯工程での内鍋の温度を９５℃以上沸騰点未満に制御することにより、内鍋で発生する蒸気の量を減少させる炊飯器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−７１０７２号公報（第１頁、図４）

ところで、予熱工程で米に十分吸水させてから、炊飯工程で加熱することにより、米表面成分を水に溶解させて、いわゆるおねばを形成する。このおねばは、米表面に付着し、保水膜となる。このため、炊飯途中からに米周囲に水がなくなる時期になっても、米が一度吸った水を過剰に放出しないようにしながら、米の糊化を米の中心まで行う。ここで、炊飯工程での水分の蒸発によって内鍋内の水位が降下するため、おねばの多くは、内鍋下部で発生する。
しかしながら、上述した従来の炊飯器は、炊飯工程における加熱温度が低いため、内鍋の底からの気泡の移動や、水の対流が十分に行なわれず、内鍋下部で発生したおねばは、内鍋上部に十分移動できない。その結果、内鍋上部の米周囲には十分な量の保水膜が形成されないため、硬い乾いた飯となり、内鍋下部は柔らかく水気の残る飯になるなど、食味にばらつきが発生し問題であった。

本発明は、このような問題を解決し、食味にばらつきが発生することなしに、炊飯中に発生した蒸気を減少させることのできる炊飯器を提供することを目的とする。

本発明に係る炊飯器は、内鍋と、内鍋を加熱する加熱手段と、予熱工程、炊飯工程及び蒸らし工程の各工程毎に加熱手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、炊飯工程前半の第１の工程で、内鍋の温度を沸騰温度まで上昇させて維持すると共に、炊飯工程後半の第２の工程で、内鍋の温度を沸騰温度未満に降下させて前記内鍋の内容物温度を９８℃以上沸騰点未満に維持することを特徴とする。

本発明に係る炊飯器であれば、制御手段により、炊飯工程前半の第１の工程で、内鍋の温度を沸騰温度まで上昇させて維持しているので、内鍋の底からの気泡の移動や、水の対流が十分に行なわれる。このため、内鍋下部で発生したおねばは、内鍋上部にスムーズに移動し、内鍋上部の米周囲にも十分な量の保水膜が形成される。そして、この保水膜によって米が一度吸った水を過剰に放出させないようにしながら、米の糊化を米の中心まで行うことができるので、内鍋の上部についても、おいしい食味の飯を炊き上げることが可能となる。
また、制御手段により、炊飯工程後半の第２の工程で、内鍋の温度を沸騰温度未満に降下させて前記内鍋の内容物温度を９８℃以上沸騰点未満に維持しているので、内鍋で発生する蒸気の量を減少させることができ、水加熱および蒸発のためのエネルギーを削減することが可能となる。

以下、本発明に係る炊飯器の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す断面図である。また、図２は、実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す平面図である。図１，２において、１は上部が開口した炊飯器本体、２は炊飯器本体１の後方上部に設けられたヒンジ部１ａを介して炊飯器本体１の上部開口部を開閉自在に覆うように取り付けられた蓋体、３は炊飯器本体１内に収容される内鍋、４は炊飯器本体１内に設けられた内鍋３を電磁誘導加熱する誘導加熱コイル、５は上ケース６と下ケース７とコイル台８からなる炊飯器本体１の本体ケースである。

上ケース６の前面側上部には、炊飯スイッチや予約スイッチ等の操作パネル９が設けられており、上ケース６の内側壁６ａの外面側にはコードヒータからなる保温用の胴ヒータ１０が取り付けられている。また、電源コードリール１１は炊飯器本体１内の後方側の上ケース６から下ケース７にかけて縦方向に設けられている。

また、本体ケース５のコイル台８のほぼ中心部には、内鍋３の底部に接触して内鍋３の温度を検知する内鍋温度センサ１２が設けられており、炊飯器本体１の内部には、誘導加熱コイル４の外側に設けられて誘導加熱コイル４の磁気の外方への漏れを防止するフェライト１３と、制御基板等を有して炊飯器の動作を制御する制御部１４とを備えている。１５は第１の上板１６と第２の上板１７とからなる蓋ケースである。第１の上板１６には、円弧状の蒸気口１８ａを有するおねば容器１８が、上面の凹部１６ａに着脱自在に装着されている。さらに、おねば容器１８の上面には、カバー部材１９が設けられている。蓋ケース１５の内部には、蓋体２の底部に接触して蓋体２の温度を検知する蓋温度センサ２０が設けられている。

おねば容器１８は、炊飯工程で沸騰した際に、内鍋３の内圧の上昇により発生するおねばと蒸気とを、内蓋の蒸気孔を介して内鍋３内に連通した導入筒から導入し、途中複数の障壁によりおねばと蒸気とを分離して、蒸気のみを蒸気口１８ａから蓋体２の外方に排出する。そして、残ったおねばをタンク部に貯め、沸騰がおさまり内鍋３の内圧が低下してきた際に、戻し弁からおねばを内鍋３内に戻すことにより、吹きこぼれを防止する。

このように構成された実施の形態１に係る炊飯器で炊飯を行なう場合、まず、所定量の米と水が入った内鍋３を炊飯器本体１内に収容して蓋体２を閉める。このとき、内鍋３の底面と内鍋温度センサ１２の上面は密接している。ついで、炊飯器の電源を入れて炊飯器本体１の前面側に設けられた操作パネル９の炊飯キー（図示せず）を押下すると、炊飯器本体１内に設けられた制御部１４は、誘導加熱コイル４に通電して内鍋３の底面に渦電流を発生させ、内鍋３を発熱させて炊飯工程を開始する。炊飯中、内鍋温度センサ１２は内鍋３の温度を検知しており、この検知温度に基づいて制御部１４は誘導加熱コイル４への通電を制御し、予熱、炊飯、蒸らしの各工程を実行して内鍋３内の米を炊き上げる。

次に、図３のフローチャートおよび図４のグラフに基づいて、予熱、炊飯、蒸らしの各工程について説明する。
これらの各工程では、制御部１４によって誘導加熱コイル４が最適な火力になるように制御する。まず、予熱工程（図３のＳ１００）では、米の形状が崩れない程度に水を十分吸水させる。例えば水温が室温から６０℃程度であれば米の含水率は３０％程度でほぼ安定する。これ以上高い温度にすると、米が煮崩れ始め食味が低下するため好ましくない。制御部１４の制御の下、誘導加熱コイル４によって適度に加熱しながら米に水を吸水させて、炊き上がる飯の状態により１０〜４０分程度、予熱工程を実施する。柔らかめの飯が炊飯できるよう選択した場合、予熱時間を長く取るよう、制御部１４で制御するとよい。

次に、炊飯第１工程（炊飯工程前半の第１の工程：図３のＳ１０１）に移り、制御部１４の制御の下、誘導加熱コイル４によって火力を引き上げて、内鍋３の温度を沸騰温度とし、内鍋３の中の水を沸騰させる。炊飯量や内鍋３の形状、誘導加熱コイル４の加熱量にもよるが、沸騰が始まってから約５分までの間に、米表面の溶解した成分が濃縮された水（すなわち、おねばの泡）が、内鍋３内の下部から上部に向かって沸き上がってくる。

図４に示すように、内鍋３の内容物の温度は、内鍋温度センサ１２の検出温度および蓋温度センサ２０の検出温度とずれている。すなわち、内鍋３の内容物（米および水）の温度は、内鍋温度センサ１２の検出温度より低く、蓋温度センサ２０の検出温度より高い。また、内鍋３の内容物の温度変化は、内鍋温度センサ１２の検出温度変化より遅く、蓋温度センサ２０の検出温度変化より早い。

事前の実験により、このような内鍋３の内容物の温度と各センサ１２，２０の検出温度との相関関係を検出する。そして、検出した相関関係のデータに基づいて、制御部１４では、内鍋温度センサ１２および／または蓋温度センサ２０の検出値が所定温度以上になった場合、あるいは、内鍋温度センサ１２および／または蓋温度センサ２０の検出値が所定温度以上になった時間が一定時間以上続く場合に、十分な量のおねばが発生したものと判定し、炊飯第２工程（炊飯工程後半の第２の工程：図３のＳ１０２）に移る。

炊飯第２工程では、制御部１４の制御の下、誘導加熱コイル４の加熱量を、沸騰による蒸気発生が抑制できる程度の温度に維持できるよう低下させる。特に、蒸気の発生を効果的に抑制するためには、９８℃以上沸騰点未満の温度に維持することが望ましい。この時点で、内鍋３内の上部における飯の周りには液体の水はなくなっているが、十分な量の保水膜が形成されているために、内鍋３内の下部から徐々に出てくる蒸気の大半を吸い込むことで、多量の蒸気を蒸気口２０ａから放出することなく、また飯表面が乾くことなく、丁度よい食味の飯になっていく。

その後、事前の実験により相関関係が確認されたデータに基づいて、制御部１４では、所定の時間経過後または各センサ１２，２０の出力が急激に上昇する状態を検出した後に、蒸らし工程（図３のＳ１０３）に移行する。蒸らし工程では、内鍋３内の水分を沸騰させず、かつ内鍋３内の下部の飯を焦がさない程度に、制御部１４の制御の下、誘導加熱コイル４の加熱量を低下させる。

以上のように、制御部１４により、炊飯第１工程で、内鍋３の内容物の温度を沸騰温度まで上昇させて維持しているので、内鍋３の底からの気泡の移動や、水の対流が十分に行なわれる。このため、内鍋３内の下部で発生したおねばは、内鍋３の上部にスムーズに移動し、内鍋３内の上部の米周囲にも十分な量の保水膜が形成される。そして、この保水膜によって、米が一度吸った水を過剰に放出させないようにしながら、米の糊化を米の中心まで行うことができるので、内鍋３内の上部についても、おいしい飯を炊き上げることが可能となる。
また、制御部１４により、炊飯第２工程で、内鍋３の内容物の温度を沸騰温度未満に降下させて維持しているので、内鍋３内で発生する蒸気の量を減少させることができ、水加熱および蒸発のためのエネルギーを削減することが可能となる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る炊飯器を説明する。図５は、実施の形態２に係る炊飯器の構成を示す断面図である。この実施の形態２が図１に示す実施の形態１と異なるのは、内鍋３の下に重量センサ２１が設けられている点である。その他の構成については実施の形態１と同一又は同等である。なお、実施の形態１と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

重量センサ２１は、内鍋３の下に設けられ、内鍋３の内容物（米および水）の重量を検知する。そして、制御部１４では、この重量センサ２１の検出値に基づいて、炊飯第１工程（図３のＳ１０１）から炊飯第２工程（図３のＳ１０２）への移行タイミングを制御する。すなわち、炊飯第１工程において、蒸気発生による内鍋３の内容物の重量減少は、水が沸騰してから起こるので、制御部１４では、重量センサ２１の検出値が変化し始めた時点から所定の時間経過後に、おねばが十分に発生したものと判断し、炊飯第１工程から炊飯第２工程に移行する。あるいは、重量センサ２１の検出値から得られる重量と炊飯開始時の重量との割合が、所定の割合を越えた場合に、おねばが十分に発生したものと判断し、炊飯第１工程から炊飯第２工程に移行する。

以上のように、重量センサ２１の検出値に基づいて、おねばの発生タイミングを判断しているので、このおねばによって内鍋３内の上部の米周囲にも十分な量の保水膜が形成されるまで、制御部１４では、炊飯第１工程の沸騰加熱を維持することができる。その結果、この保水膜によって、米が一度吸った水を過剰に放出させないようにしながら、米の糊化を米の中心まで行うことができるので、内鍋３内の上部についても、おいしい飯を炊き上げることが可能となる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る炊飯器を説明する。図６は、実施の形態３に係る炊飯器の構成を示す断面図である。この実施の形態３が図１に示す実施の形態１と異なるのは、蓋体２の下部に設けられ、内鍋３内の水位を検知する水位センサ（おねば検出手段）２２を備えている点である。その他の構成については実施の形態１と同一又は同等である。なお、実施の形態１と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

水位センサ２２は、内鍋３の底面に向けて可視光を照射する光照射部２２ａと、内鍋３内の水面で反射した光を受光する受光部２２ｂとを備えている。そして、制御部１４では、この水位センサ２２の検出値に基づいて、炊飯第１工程（図３のＳ１０１）から炊飯第２工程（図３のＳ１０２）への移行タイミングを制御する。すなわち、炊飯第１工程の初期段階では、まだ、おねばが発生していないので、内鍋３内の水位は変化しない。このため、光照射部２２ａから出射した光が受光部２２ｂで受光されるまでの時間は一定である。

その後、誘導加熱コイル４による内鍋３内の加熱が続くと、米表面成分が水に溶解したおねばが発生し、割れにくくなったおねばの泡が、急激に内鍋３の上縁近くの高さまで競り上がり、水面が上昇したようになる。この場合には、光照射部２２ａから出射した光は、おねばの泡で反射して、受光部２２ｂに入射するので、出射光が受光されるまでの時間は短くなる。このように、水位センサ２２での出射光が受光されるまでの時間が変化した場合（短くなった場合）に、制御部１４は、おねばが十分に発生したものと判断し、炊飯第１工程から炊飯第２工程に移行する。

以上のように、水位センサ２２の検出値に基づいて、おねばの発生タイミングを判断しているので、おねばによって内鍋３内の上部の米周囲にも十分な量の保水膜が形成されるまで、制御部１４では、炊飯第１工程の沸騰加熱を維持することができる。その結果、この保水膜によって、米が一度吸った水を過剰に放出させないようにしながら、米の糊化を米の中心まで行うことができるので、内鍋３内の上部についても、おいしい飯を炊き上げることが可能となる。

次に、本実施の形態の一変形例について、図７を用いて説明する。図７に示すように、この変形例では、水位センサ２２の代わりに、おねば容器１８の入口部分に赤外線センサ（おねば検出手段）２３を設けて、この赤外線センサ２３で、おねば容器１８に進入するおねばを検知する。赤外線センサ２３は、おねば容器１８の入口部分の一方に設けられ、赤外線を照射する赤外線照射部２３ａと、おねば容器１８の入口部分の他方に設けられ、赤外線を受光する赤外線受光部２３ｂとを備えている。そして、制御部１４では、この赤外線センサ２３の検出結果に基づいて、炊飯第１工程（図３のＳ１０１）から炊飯第２工程（図３のＳ１０２）への移行タイミングを制御する。すなわち、炊飯第１工程の初期段階では、まだ、おねばが発生していないので、おねば容器１８におねばが進入することはない。このため、赤外線照射部２３ａから出射した赤外光は、赤外線受光部２３ｂで受光される。

その後、誘導加熱コイル４による内鍋３内の加熱が続くと、米表面成分が水に溶解したおねばが発生し、割れにくくなったおねばの泡が、急激に内鍋３の上縁近くの高さまで競り上がり、おねばの一部が、おねば容器１８に進入する。この場合には、赤外線照射部２３ａから出射した赤外光は、おねば容器１８に進入したおねばの泡に遮断され、赤外線受光部２３ｂに入射しなくなる。このように、赤外線センサ２３で赤外光の遮断を検出した場合に、制御部１４は、おねばが十分に発生したものと判断し、炊飯第１工程から炊飯第２工程に移行する。

以上のように、赤外線センサ２３での赤外光の遮断に基づいて、おねばの発生タイミングを判断しているので、おねばによって内鍋３内の上部の米周囲にも十分な量の保水膜が形成されるまで、制御部１４では、炊飯第１工程の沸騰加熱を維持することができる。その結果、この保水膜によって、米が一度吸った水を過剰に放出させないようにしながら、米の糊化を米の中心まで行うことができるので、内鍋３内の上部についても、おいしい飯を炊き上げることが可能となる。

なお、水位センサ２２は、可視光以外の光を照射させてもよく、超音波を用いてもよい。同様に、赤外線センサ２３は、赤外線以外の光を照射させてもよい。赤外線センサ２３の配置は、おねば容器１８の入り口に限定されることはなく、おねばを検出できる部位であれば、どこに配置してもよい。
さらに、水位センサ２２の代わりに、ＣＣＤカメラを蓋体２の下部に配置し、内鍋３内の水面の状態を直接、ＣＣＤカメラでモニタして、おねばを検出してもよい。
また、水位センサ２２の代わりに、マイクを蓋体２の下部に配置し、内鍋３内でのおねばの発生に伴って生じる音をマイクで検知して、おねばを検出してもよい。

実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る炊飯器の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る炊飯器の制御を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る炊飯工程の温度および消費電力の経時変化を示すグラフである。 実施の形態２に係る炊飯器の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る炊飯器の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る炊飯器に用いられるおねば容器の構成を示す断面図である。

符号の説明

１…炊飯器本体、２…蓋体、３…内鍋、４…誘導加熱コイル、５…本体ケース、６…上ケース、７…下ケース、８…コイル台、９…操作パネル、１０…胴ヒータ、１１…電源コードリール、１２…内鍋温度センサ、１３…フェライト、１４…制御部、１５…蓋ケース、１６…第１の上板、１７…第２の上板、１８…おねば容器、１８ａ…蒸気口、１９…カバー部材、２０…蓋温度センサ、２１…重量センサ、２２…水位センサ、２２ａ…光照射部、２２ｂ…受光部、２３…赤外線センサ、２３ａ…赤外線照射部、２３ｂ…赤外線受光部。

Claims (8)

1. 内鍋と、
   前記内鍋を加熱する加熱手段と、
   予熱工程、炊飯工程及び蒸らし工程の各工程毎に前記加熱手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記炊飯工程前半の第１の工程で、前記内鍋の温度を沸騰温度まで上昇させて維持すると共に、前記炊飯工程後半の第２の工程で、前記内鍋の温度を沸騰温度未満に降下させて前記内鍋の内容物温度を９８℃以上沸騰点未満に維持することを特徴とする炊飯器。
2. 前記内鍋の内容物温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記内鍋の内容物温度が沸騰温度まで上昇したことを前記温度検出手段で検出してから所定時間経過後に、前記第１の工程から前記第２の工程に切り替えることを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
3. 前記内鍋の内容物の重量を検知する重量検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記重量検出手段による検出値に基づいて、前記第１の工程から前記第２の工程に切り替えることを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
4. 前記制御手段は、前記重量検出手段による検出値と炊飯開始時の重量との割合が、所定の割合を超えた場合に、前記第１の工程から前記第２の工程に切り替えることを特徴とする請求項３記載の炊飯器。
5. 前記制御手段は、前記重量検出手段による検出値が変化し始めた時点から所定時間経過後に、前記第１の工程から前記第２の工程に切り替えることを特徴とする請求項３記載の炊飯器。
6. 前記内鍋内で発生するおねばを検出するおねば検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記おねば検出手段でおねばを検出した場合に、前記第１の工程から前記第２の工程に切り替えることを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
7. 前記おねば検出手段は、前記内鍋内の水位を検知する水位センサであることを特徴とする請求項６記載の炊飯器。
8. 前記おねば検出手段は、本体上部に設けられたおねば容器へのおねばの進入を検知するセンサであることを特徴とする請求項６記載の炊飯器。

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