JP2012223222A - 炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】大気圧以上の蒸気を鍋内に投入し、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定しご飯温度の乾燥がなく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。
【解決手段】蒸気を発生する蒸気発生手段２４から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに、蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段１５で生成された過熱蒸気を鍋２内へ排出し、蒸気過熱手段１５は、複数のフィン４３からなる螺旋構造をした蒸気流路４５を蒸気が通過するようにしたことにより、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定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。また、蒸気過熱手段によって蒸気温度を安定化させることができ、加熱板の温度を上げ過ぎる必要がないため炊きむらが生じることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は過熱蒸気を用いた、特に炊飯性能の向上した炊飯器に関するものである。

一般的な家庭用の炊飯器においては、鍋底部に配置した、鍋内の米と水を加熱するための鍋加熱手段が主な加熱手段である。ご飯を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。しかし、追い炊き時には水がほぼ無くなった状態であるため、鍋加熱手段による追い炊き加熱を継続すると、鍋底付近のご飯が焦げてしまうため、加熱を弱めざるを得なかった。

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発明されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、特許文献１に記載された従来の炊飯器の断面図を示すものである。図１３に示すように、炊飯器本体９１と、本体９１に着脱自在に内装される鍋９２と、鍋９２の上面を開閉自在に覆う蓋９３と、鍋を加熱する鍋加熱手段９４と、本体９１に内装される蒸気発生手段９５と、水タンク９６と、水タンク加熱手段９７と、蒸気管９８と、蒸気孔９９から構成されている。

水タンク９６内の水は、水タンク加熱手段９７によって加熱され、沸騰する。水タンク９６で発生した水蒸気は、蒸気管９８を通って蒸気孔９９から鍋９２に供給される。この構成により、上層のご飯を乾燥させることなく、鍋９２内に温度の高い蒸気を炊きあげ終了後すぐに供給して糊化を促進させるので、鍋内全体にわたってご飯の食味を向上することができる。

特開２００３−１４４３０８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、大気圧の蒸気を鍋内に投入するため、ご飯全体に蒸気が行き渡らず、炊きむらが生じることがあった。また、よりご飯の糊化を促進させるために、水タンク及び水タンク加熱手段を鍋と別個に設け、水タンクで発生させた蒸気を加熱板で１００℃以上に過熱し鍋内に投入する過熱蒸気炊飯器は、蒸気温度の安定化と加熱板の温度を上げ過ぎるとご飯表面が乾燥するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、大気圧以上の蒸気を鍋内に投入し、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定しご飯温度の乾燥がなく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を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段と、前記蒸気過熱手段で生成された前記過熱蒸気を前記鍋内へ排出する過熱蒸気投入管とを有し、前記蒸気過熱手段は、複数のフィンか
らなる螺旋構造をした蒸気流路を蒸気が通過するようにしたものである。

これによって、大気圧よりも圧力が高い過熱蒸気を鍋内に勢いよく投入するので、蒸気が鍋全体に拡散し、炊きむらを防いで、米の糊化を促進し、甘みが増したおいしいご飯を炊くことができる。

本発明の炊飯器は、蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて鍋内に勢いよく投入することで、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定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。

また、蒸気過熱手段によって蒸気温度を安定化させることができ、加熱板の温度を上げ過ぎる必要がないため炊きむらが生じることがない。

本発明の実施の形態１における炊飯器の模式断面図 本発明の実施の形態１における炊飯器の蓋の一部破断上面図 本発明の実施の形態１における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す斜視図 本発明の実施の形態１における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す模式断面図 本発明の実施の形態１における蒸気過熱手段の取付構造を示す斜視図 本発明の実施の形態１における蒸気過熱手段の取付構造を示す模式断面図 本発明の実施の形態１における固定部材の変形例を示す斜視図 本発明の実施の形態１における蒸気過熱手段及び固定部材の周囲にシート状の断熱部材を配置した状態を示す模式断面図 本発明の実施の形態１における蒸気過熱手段の取付構造の変形例を示す模式断面図 本発明の実施の形態１における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた別態様の状態を示す模式断面図 本発明の実施の形態２における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す模式断面図 本発明の実施の形態における蒸気過熱手段のケース軸方向における表面温度分布を示したグラフ 従来の炊飯器の断面図

第１の発明は上面が開口した本体と、前記本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記本体を開閉自在に覆う蓋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段と、前記蒸気過熱手段で生成された前記過熱蒸気を前記鍋内へ排出する過熱蒸気投入管とを有し、前記蒸気過熱手段は、複数のフィンからなる螺旋構造をした蒸気流路を蒸気が通過するようにしたことにより、大気圧以上の温度が安定した蒸気を鍋内に投入し、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることでおいしいご飯を炊くことができる。

すなわち、蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の流速を増大させて鍋内に勢いよく投入することで、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定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。また、蒸気過熱手段によって蒸気温度を安定化させることができ、加熱板の温度を上げ過ぎる必要がないため炊きむらが生じることがない。

第２の発明は、特に、第１の発明の前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた螺旋構造を有し、前記蒸気流路の断面積は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記吸気口から導入された蒸気は、前記蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにしたことにより、過熱蒸気の流速を増大させるとともに効率的に過熱蒸気を生成させることができる。

すなわち、吸気口から導入された蒸気が蒸気流路を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路の断面積は、同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなる構成であるため、排気口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。

過熱蒸気の流速が排気口に近づくにつれて速くなると、フィンからの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。

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、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせ、よりご飯の糊化を促進しおいしいご飯を炊くことができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、連通する第１の蒸気流路および第２の蒸気流路から成り、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた多重螺旋構造を有し、前記複数のフィンの間隔は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記第１の蒸気流路と前記第２の蒸気流路を流れる蒸気は互いに逆方向に流れる対向流とし、前記吸気口から導入された前記蒸気は、前記第１の蒸気流路および前記第２の蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにしたことにより、蒸気流路のフィンの温度が均一化されることでケース外側表面の温度も均一化され、炊飯器内部に内装する場合の安全性が向上するとともに小型化にも寄与する。

すなわち、吸気口から第１の蒸気流路に導入された蒸気と、第２の蒸気流路の排気口付近の過熱蒸気の間で熱交換されることで、蒸気が一方向に流れる場合に問題となる排気口付近のケース温度が吸気口付近のケース温度よりも大幅に高いという現象が生じない。

よって、蒸気過熱手段の断熱構成や安全構成などの設計が容易であり、構成を簡素化することで蒸気過熱手段の小型化を図ることができ炊飯器本体の小型化にも寄与するものである。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の前記フィンの外周に金属薄板を巻きつけたことにより、金属薄板のパッキンとしての効果によりフィン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、蒸気がケースと直接接触することがなくなるため、ケースの高温酸化劣化を防ぐことができるものである。

第５の発明は、特に、第４の発明の前記金属薄板と前記ケースとの間に断熱材を設けたことにより、ケースからの放熱を低減し蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、金属薄板とケースとの間においてパッキンの役割を果たすものである。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の前記蒸気過熱手段を断熱材で覆う構成としたことにより、熱損失を低減し蒸気の加熱効率を向上させることができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の模式断面図、図２は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の蓋の一部破断上面図を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態にかかる炊飯器は、内部に鍋収納部１ａが形成された略有底筒状の炊飯器本体１と、鍋収納部１ａに収納され、米と水が入れられる鍋２とを備えている。炊飯器本体１の上部には、炊飯器本体１の上部開口部を開閉可能な中空構造の蓋３が取り付けられている。蓋３の内側（鍋２の開口部を覆う側）には、鍋２の上部開口部を密閉可能な略円盤状の加熱板（内蓋ともいう）４が着脱可能に取り付けられている。

炊飯器本体１の鍋収納部１ａは、上枠１ｂとコイルベース１ｃとで構成されている。上枠１ｂは、収納された鍋２の側壁に対して所定の隙間が空くように配置される筒状部分１ｂａと、筒状部分１ｂａの上部から外方に突出し炊飯器本体１の上部開口部の内周部に嵌合するフランジ部１ｂｂとを備えている。また、フランジ部１ｂｂには、水タンク５を収納する水タンク収納部１ｂｃが形成されている。

水タンク５は、蒸気を生成するための水を入れる有底筒状の容器である。水タンク収納部１ｂｃの外周面には、水タンク５を加熱（誘導加熱）する水タンク加熱手段の一例である水タンク加熱コイル６が取り付けられている。なお、水タンク加熱コイル６に代えて、ヒータにより水タンク５を加熱するように構成されてもよい。蒸気発生手段２４は、水タンク５と水タンク加熱コイル６とから成る。

水タンク加熱コイル６が水タンク５を加熱することにより、水タンク５内の水が沸騰して、約１００℃の蒸気が生成される。また、水タンク収納部１ｂｃの側部には開口が設けられている。当該開口部分には、水タンク５の温度を測定するための水タンク温度検知手段７が、水タンク収納部１ｂｃに収納された水タンク５の側部に当接可能に配置されている。

コイルベース１ｃは、鍋２の下部の形状に対応して有底筒状に形成され、その上部が上枠１ｂの筒状部分１ｂａの下端部に取り付けられている。コイルベース１ｃの外周面には、鍋２を加熱（誘導加熱）する鍋加熱手段の一例である鍋底加熱ユニット８が取り付けられている。鍋底加熱ユニット８は、底内加熱コイル８ａと底外加熱コイル８ｂとで構成されている。

底内加熱コイル８ａは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部の中央部周囲に対向するように配置されている。底外加熱コイル８ｂは、コイルベース１ｃを介して鍋２の底部のコーナー部に対向するように配置されている。

コイルベース１ｃの底部の中央部分には開口が設けられている。当該開口部分には、鍋２の温度を測定するための鍋温度検知手段の一例である鍋温度センサ９が、鍋収納部１ａに収納された鍋２の底部に当接可能に配置されている。鍋２の温度は鍋２内の被炊飯物の温度と略同じであるので、鍋温度センサ９が鍋２の温度を検知することで、鍋２内の被炊
飯物の温度を知ることができる。

蓋３は、蓋３の外郭を構成する上外郭部材３ａと下外郭部材（蓋カバーともいう）３ｂとを備えている。また、蓋３は、ヒンジ軸３Ａを備えている。ヒンジ軸３Ａは、蓋３の開閉軸であり、炊飯器本体１の上枠１ｂに両端部を回動自在に固定されている。

蓋３には、その中央部付近を蓋３の厚み方向に貫通するように貫通穴３ｃが設けられ、当該貫通穴３ｃに蒸気筒１０が着脱可能に取り付けられている。蒸気筒１０の上壁及び底壁には、鍋２内の余分な蒸気を炊飯器の外部に排出できるように、蒸気逃がし孔１０ａ，１０ｂが設けられている。

蓋３の加熱板４側の貫通穴３ｃの周囲には、環状のパッキン１１が取り付けられている。パッキン１１は、加熱板４が蓋３に取り付けられたときに、加熱板４に設けられた蒸気逃がし孔４ａの周囲に密着するように設けられている。

また、蓋３には、加熱板４の温度を検知する加熱板温度検知手段の一例である加熱板温度センサ１２が取り付けられている。蓋３の底壁となる下外郭部材３ｂの内面（蓋内側）には、加熱板４を誘導加熱する加熱板加熱手段の一例である加熱板加熱コイル１３が取り付けられている。

加熱板４は、誘導加熱が可能なステンレスなどの磁性体金属で構成されている。加熱板４の外周部の鍋２側の面には、環状のパッキン１４が取り付けられている。パッキン１４は、蓋３が閉状態にあるときに鍋２のフランジ部に密着するように設けられている。

また、蓋３の内部には、鍋２内に１００℃を超える過熱蒸気を投入するための蒸気過熱手段１５が設けられている。蒸気過熱手段１５の取付構造については、後で詳細に説明する。

蒸気過熱手段１５は、水タンク５で発生した約１００℃の蒸気を加熱して過熱蒸気を生成可能に構成されている。蒸気過熱手段１５には、蒸気供給管１６と過熱蒸気投入管１７とが接続されている。また、蒸気過熱手段１５には、蒸気過熱手段１５で生成された過熱蒸気の温度を検知する過熱蒸気温度検知手段の一例である過熱蒸気温度センサ１８が当接している。

蒸気供給管１６は、蓋３が閉状態にあるときに水タンク５内と連通し、水タンク５内で発生した蒸気を蒸気過熱手段１５へ導くように設けられている。蒸気供給管１６の水タンク５側の端部には、環状のパッキン１９が取り付けられている。パッキン１９は、蓋３が閉状態にあるときに水タンク５のフランジ部に密着するように設けられている。

過熱蒸気投入管１７は、蓋３が閉状態にあるときに加熱板４に設けられた過熱蒸気投入孔４ｂを通じて鍋２内と連通し、蒸気過熱手段１５で生成された過熱蒸気を鍋２内へ投入するように設けられている。余分の蒸気は蒸気筒１０を通じて外部に排出される。蒸気供給管１６や過熱蒸気投入管１７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。

過熱蒸気投入管１７の鍋２側の端部には、環状のパッキン２０が取り付けられている。パッキン２０は、蓋３が閉状態にあるときに内蓋４の過熱蒸気投入孔４ｂの周囲に密着するように設けられている。

また、蓋３には、炊飯コース、炊飯時間などの各種情報を表示する液晶ディスプレイな
どの表示部２１と、白米コースや玄米コース、白米（柔らかめ）コースなどの複数の炊飯コースの中から特定の炊飯コースを選択可能な炊飯コース選択部の一例である操作部２２とが設けられている。

操作部２２は、炊飯コースの選択の他、炊飯の開始、取り消し、予約などの実行を指示できるように、炊飯開始ボタンなどの複数のボタンで構成されている。使用者は、表示部２１の表示内容を参照しつつ、操作部２２にて特定の炊飯コースを選択し、炊飯開始を指示することができる。

炊飯器本体１の内部には、制御手段２３が搭載されている。制御手段２３は、米を炊飯するための炊飯シーケンスを複数記憶する記憶部を備えている。ここで、「炊飯シーケンス」とは、前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしの主として４つの工程からなり、各工程を順に行うにあたって、各工程において通電時間、加熱温度、加熱時間、加熱出力等が予め決められている炊飯の手順をいう。各炊飯シーケンスは、複数の炊飯コースのいずれかにそれぞれ対応している。

制御手段２３は、操作部２２にて選択された炊飯コース及び各温度センサ７，９，及び１２の検知温度に基づいて、各部及び各装置の駆動を制御し、炊飯工程を実行する。また、制御手段２３は、操作部２２にて選択された炊飯コース及び過熱蒸気温度センサ１８の検知温度に基づいて、過熱蒸気を蒸気過熱手段１５に生成させる。

次に、図３〜図６を参照しつつ、蒸気過熱手段１５の取付構造及び内部構造について、更に詳細に説明する。図３は、蒸気過熱手段１５に蒸気供給管１６及び過熱蒸気投入管１７が取り付けられた状態を示す斜視図であり、図４は、その模式断面図である。図５は、蒸気過熱手段１５の取付構造を示す斜視図であり、図６は、その模式断面図である。

ヒータ４２は、発熱部４２Ｂがケース４１内に配置されるようにケース４１の一方の側壁４１ａを貫通し、先端部４２Ａがケース４１の他方の側壁４１ｂと接触（嵌合）するように設けられている。

ケース４１には、蒸気供給管１６を通じて供給される蒸気を取り込む蒸気取込口４１ｃと、過熱蒸気を過熱蒸気投入管１７へ排出する過熱蒸気排出口４１ｄとが設けられている。蒸気取込口４１ｃと過熱蒸気排出口４１ｄとは、ヒータ４２の発熱部４２Ｂの近傍に配置されている。より具体的には、蒸気取込口４１ｃと過熱蒸気排出口４１ｄとは、ヒータ４２の発熱部４２Ｂと対向するように配置されている。

また、ヒータ４２の発熱部４２Ｂの周囲には、金属板などで構成されるフィン４３が螺旋状に設けられている。これにより、フィン４３に沿って螺旋状に蒸気を移動させることができ、ヒータ４２の発熱部４２Ｂとフィン４３とケース４１の内壁とで蒸気流路４５が形成される。

図５及び図６に示すように、ケース４１の外周面には、係合部の一例である係合爪４４が形成されている。係合爪４４は、固定部材３３に設けられた被係合部の一例である係合孔３３ａに係合している。

固定部材３３は、平面視においてケース４１の略全体を覆うように形成された金属製（好ましくは無機物）の板状部材である。固定部材３３は、蓋３の下外郭部材３ｂに立設された複数のボス３ｄにネジなどの締結部材３４により固定されている。

すなわち、蒸気過熱手段１５は、上外郭部材３ａと下外郭部材３ｂとに直接接しないよ
うに固定部材３３を介して蓋３の下外郭部材３ｂに取り付けられている。また、蒸気過熱手段１５は、係合爪４４でのみ固定部材３３と接触し、固定部材３３により懸架されている。

以上のように構成された本発明の実施の形態の炊飯器の炊飯工程における動作を、蒸気発生手段２４と蒸気過熱手段１５の動作に着目して説明する。

使用者が、炊飯を行う米とその米量に対応する水とを鍋２に入れ、炊飯器本体１に内装する。更に、水タンク５に所定量の水を入れ、炊飯器本体１に内装する。使用者が操作部２２の炊飯開始ボタンを操作して炊飯開始を指示すると炊飯工程が実施される。

炊飯工程は、前述したように、時間順に前炊き、炊き上げ、沸騰維持、蒸らしの主として４つの工程に大分される。

前炊き工程において、鍋２の温度が米の吸水に適した温度になるように鍋底加熱ユニット８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２の温度が所定値（１００℃）になるまで鍋底加熱ユニット８によって鍋２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２の水が無くなり、鍋２の温度が１００℃を超えた所定値になるまで、鍋底加熱ユニット８及び加熱板加熱コイル１３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、炊飯量に応じた鍋底加熱ユニット８及び加熱板加熱コイル１３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２４から発生した蒸気を蒸気過熱手段１５で過熱し鍋２内へ過熱蒸気を供給する。

本実施の形態における過熱蒸気供給の動作について、詳述する。

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ので、前炊き工程において水タンク加熱コイル６に通電し、水タンク５内の水を予熱しておく。その後、炊き上げ工程及び沸騰維持工程では、水タンク加熱コイル６には通電しない。

沸騰維持工程終了後、蒸らし工程に移行すると、鍋底加熱ユニット８及び加熱板加熱コイル１３による加熱を停止し、水タンク加熱コイル６に通電する。水タンク５内の水は予熱されているので、速やかに沸騰して蒸気供給管１６に蒸気が導入される。

ヒータ４２は、沸騰維持工程終了間際に通電され、蒸気流路４５を過熱蒸気温度センサ１８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、蒸気取込口４１ｃから取り込まれた蒸気は、蒸気流路４５を通過する際に加熱されて温度が上昇し、過熱蒸気排出口４１ｄから過熱蒸気投入管１７へ排出される蒸気の温度は１００℃以上に上昇する。

蒸気取込口４１ｃから導入された蒸気が蒸気流路４５を通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路４５の断面積は、同等かもしくは過熱蒸気排出口４１ｄに近づくにつれて狭くなる構成であるため、過熱蒸気排出口４１ｄ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。

過熱蒸気の流速が過熱蒸気排出口４１ｄに近づくにつれて速くなると、ヒータ４２およびフィン４３からの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。

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、鍋２内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせ、よりご飯の糊化を促進しおいしいご飯を炊くことができる。

使用者は、炊飯開始前に炊飯器の操作部２２を操作し、炊飯する米の銘柄を制御手段２３に指定できる。制御手段２３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、水タンク加熱コイル６の通電率及び／又は通電量によって制御し、米の性質に合わせて最適な炊飯を行う。高温蒸気の温度は、ヒータ４２の通電率及び／又は通電量によって制御する。

本実施の形態では、制御手段２３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２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２に供給する。硬く炊ける性質の米の場合、２２０℃の高温蒸気を３分間、鍋２に供給する。

蒸らし工程において、大気圧以上の過熱蒸気は水分子の状態で凝集することなく、鍋２内の米の隙間を通り、鍋２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し、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。

また、過熱蒸気を供給しながら、鍋底加熱ユニット８及び加熱板加熱コイル１３による追い炊き加熱を行うことで、ご飯の乾燥と焦げとを抑えることができる。

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底加熱ユニット８及び加熱板加熱コイル１３への通電を制御する。使用者が操作部２２の再加熱スイッチを操作すると、制御手段２３は水タンク加熱コイル６とヒータ４２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２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。

本実施の形態では、大気圧の鍋内に大気圧以上の高温蒸気を投入するので、ご飯全体に高温蒸気が当たり、炊きむらを防止できる。更に、大気圧の蒸気を鍋内に投入する従来の炊飯器に比べて、少ない蒸気量でご飯を十分に糊化することができる。

本実施の形態では、蒸らし工程及び保温工程において高温蒸気を鍋２内に供給したが、他の工程で高温蒸気を鍋２内に供給しても良い。前炊き工程及び炊き上げ工程において高温蒸気を鍋２内に供給すれば、鍋２内の温度を短時間で上げることができる。沸騰維持工程において高温蒸気を鍋２内に供給すれば、おねばに蒸気が当たるので、吹きこぼれを防止できる。

水タンク５を、鍋２と一体に形成しても良い。水タンク５を鍋２と一体化した場合、使用者が手入れする部品の点数を低減できる。更に、鍋２に米と水とを入れる時に同時に水タンク５に給水できるので、使用者の炊飯準備動作を簡略化できる。

本実施の形態では、蒸気過熱手段１５と蒸気供給管１６及び蒸気過熱手段１５と過熱蒸気投入管１７とが弾性を有する断熱部材３１，３２を介して接続されているので、蒸気過熱手段１５で発生した熱が蒸気供給管１６及び過熱蒸気投入管１７の全体に拡散することを抑えることができる。

また、蒸気過熱手段１５が上外郭部材３ａと下外郭部材３ｂとに直接接しないように固定部材３３を介して下外郭部材３ｂに取り付けられているので、蒸気過熱手段１５で発生した熱の一部を固定部材３３で拡散して、下外郭部材３ｂに伝達される熱量を減少させることができる。従って、蓋３の外郭部材の変形等を抑えて、過熱蒸気の温度を一層高く（例えば２００℃以上に）することができる。

また、本実施の形態では、蒸気過熱手段１５が係合爪４４でのみ固定部材３３と接触するようにしているので、固定部材３３と蒸気過熱手段１５との接触面積を減らすことができる。また、固定部材３３により蒸気過熱手段１５を懸架するように構成しているので、ケース４１の外周面からも熱を拡散させることができる。これにより、固定部材３３が過剰に温度上昇することを抑え、蓋３の外郭部材の変形等を一層抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、平面視においてケース４１の略全体を覆うように固定部材３３を形成しているので、蒸気過熱手段１５で発生した熱が上外郭部材３ａに伝達されるのを抑える遮蔽板として固定部材３３を機能させることができる。これにより、炊飯中であっても使用者が触れることができる上外郭部材３ａが高温になることを抑えることができる。従って、火傷の危険性を一層抑えることができる。

また、本実施形態によれば、１００℃の蒸気の生成を蒸気過熱手段１５とは別の装置で行うようにしているので、ヒータ４２の出力を低くすることができ、蒸気過熱手段１５の小型化を実現することができる。また、蒸気過熱手段１５のケース４１内には、水を供給する必要がないので、ケース４１内に水垢が付着して熱効率が低下することも抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、ヒータ４２の先端部４２Ａがケース４１の側壁４１ｂと接触するように設けているので、ヒータ４２の熱がケース４１に直接伝達され、ケース４１内の蒸気を、ヒータ４２とケース４１の内面の両方から効率良く加熱することができる。

これにより、過熱蒸気の温度を一層高くするとともに装置の小型化を実現することができる。なお、ヒータ４２の先端部４２Ａとケース４１の側壁４１ｂとを接触させた場合、それらを接触させない場合と比べて、例えば７０〜８０℃程度、ケース４１の温度を上昇させることができる。

なお、ヒータ４２とケース４１とは、互いに形状が異なるので、熱が冷えたときの熱応力による膨張又は収縮より、ヒータ４２とケース４１との接続部分が壊れることが起こり得る。このため、ヒータ４２の先端部４２Ａは、ケース４１の側壁４１ｂに一体的に固定するのではなく嵌合又は当接させることが好ましい。これにより、ヒータ４２とケース４１との接続部分が壊れることを抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、蒸気取込口４１ｃと過熱蒸気排出口４１ｄが、ヒータ４
２の発熱部４２Ｂの範囲に配置されているので、蒸気取込口４１ｃから取り込まれた蒸気と発熱部４２Ｂとの温度差が大きいことによって効率良く熱交換がなされる。また、過熱蒸気が過熱蒸気排出口４１ｄから排出されるまでに、発熱部４２Ｂの範囲で顕熱作用で温度を効率良く上昇させることができる。

なお、これに対して、発熱部４２Ｂ以外のところに蒸気取込口４１ｃと過熱蒸気排出口４１ｄとが設けられると、蒸気の温度が冷えて、加熱効率が下がることになる。本実施の形態では、ヒータ４２を小型化することも踏まえて、加熱効率の良い構成としている。

また、本実施の形態によれば、ヒータ４２の周囲にフィン４３を螺旋状に設けているので、フィン４３に沿って螺旋状に蒸気を移動させることができ、蒸気の移動経路を長くすることができる。

また、蒸気は、ヒータ４２の熱が伝達されたフィン４３からも加熱されることになるので、蒸気と熱源（ヒータ４２及びフィン４３）との接触面積が大きくなる。従って、ヒータ４２の熱を効率良く蒸気に与えることができ、蒸気の加熱効率を一層向上させることができる。また、ヒータ４２を小型化することも可能になる。

なお、ケース４１とフィン４３とが接触するように構成した場合、量産時において、特にケース４１とフィン４３との接触部分に寸法バラツキが生じやすい。この場合、過熱蒸気排出口４１ｄから排出される過熱蒸気の温度にバラツキが生じる。このため、ケース４１とフィン４３とは非接触であることが好ましい。

但し、ケース４１とフィン４３との隙間を大きくすると、フィン４３に沿って流れずに当該隙間を通じて流れる蒸気の量が多くなり、蒸気の加熱効率が低下する。このため、ケース４１とフィン４３との隙間は、出来る限り小さく（例えば１．５ｍｍ以下に）することが好ましい。

また、蒸気に塩化カルシウムや塩化マグネシウムなどの成分が含まれている場合、それらの成分がケース４１やフィン４３に付着して堆積すると、蒸気が流れ難く（あるいは流れなく）なる。このため、蒸気に触れる部分であるフィン４３及びケース４１の材質としては、蒸気による酸化、腐蝕、応力腐蝕割れ等が発生しないように、オーステナイト系の高耐食の材質を選定することが好ましい。

また、ケース４１内で過熱蒸気を生成した場合、ケース４１内は高圧（１．０２気圧程度）になる。このため、ケース４１とヒータ４２との接続部分などの各接続部分をシールする部材は、一般に使用されるシリコンやフッ素などのゴム部材ではなく、ニッケル蝋などを用いて蝋付けすることが好ましい。

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、蒸気過熱手段１５に供給する蒸気を、水タンク５内の水を加熱することにより生成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、炊飯中に鍋２内で発生した蒸気を蒸気過熱手段１５に供給するようにしてもよい。

また、前記では、ケース４１と下外郭部材３ｂとの間を空気層としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ケース４１と下外郭部材３ｂとの間に、空気よりも熱伝導率が低いシート状（好ましくは無機物性）の断熱部材、例えばシリカ性断熱部材を設けてもよい。

また、図７に示すように、ケース４１及び固定部材３３の全体を覆うようにシート状の
断熱部材３５を設けてもよい。この場合、ケース４１と上外郭部材３ａ、及びケース４１と下外郭部材３ｂの間に断熱部材３５が配置されるので、上外郭部材３ａ及び下外郭部材３ｂの変形等を一層抑えることができる。従って、過熱蒸気の温度を一層高くすることができる。

また、蒸気過熱手段１５は固定部材３３に懸架されているので、断熱部材３５には蒸気過熱手段１５の自重がかからない。従って、断熱部材３５が蒸気過熱手段１５の自重により圧縮されて断熱性能が低下するようなことがない。

また、前記では、固定部材３３を上外郭部材３ａと下外郭部材３ｂとの間にのみ配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、蒸気過熱手段１５の外周面を覆う略筒状部分３３Ａを有するように固定部材３３を構成してもよい。

この場合、蒸気過熱手段１５から上外郭部材３ａ及び下外郭部材３ｂに伝達される熱の一部を、略筒状部分３３Ａで遮蔽することができるので、上外郭部材３ａ及び下外郭部材３ｂの変形等を一層抑えることができる。

また、前記では、固定部材３３により蒸気過熱手段１５を懸架するように構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、蒸気過熱手段１５は、固定部材３３の略筒状部分３３Ａの底部に立設されたボス３３Ａａに取り付けられてもよい。

また、前記では、小型化の為、固定部材３３をケース４１の形状に沿わせるように形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、固定部材３３は、平板状であってもよい。

図１０は、本発明の第１の実施の形態における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた別態様の状態を示す模式断面図を示すものである。

ヒータ４２の発熱部４２Ｂの周囲には、金属板などで構成されるフィン４３が螺旋状に設けられ、フィン４３の外周を金属薄板４６が巻回している。また、金属薄板４６とケース４１の間にはセラミックペーパーからなる断熱材（第１の断熱材）４７が設けられ、ケース４１を覆うようにセラミックファイバーからなる断熱材（第２の断熱材）４９が設けられる。

フィン４３の外周に金属薄板４６を巻きつけることにより、金属薄板４６のパッキンとしての効果によりフィン４３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、蒸気がケース４１と直接接触することがなくなるため、ケース４１の高温酸化劣化を防ぐことができるものである。

また、金属薄板４６とケース４１との間に断熱材（第１の断熱材）４７を設けることにより、ケース４１からの放熱を低減し蒸気の加熱効率を上げることができるとともに、金属薄板４６とケース４１との間においてパッキンの役割を果たすものである。

また、蒸気過熱手段１５を断熱材（第２の断熱材）４９で覆う構成とすることにより、熱損失を低減し蒸気の加熱効率を向上させることができるものである。

（実施の形態２）
図１１は、本発明の第２の実施の形態における蒸気過熱手段に蒸気供給管及び過熱蒸気投入管が取り付けられた状態を示す模式断面図を示すもので、矢印で蒸気の流れを示している。

本実施の形態の蒸気過熱手段１５は、第１の実施の形態の蒸気過熱手段１５の蒸気流路を２重螺旋構造に変更したものである。その他の構成は第１の実施の形態と同等であるので、共通の部分には同一の符号を用い、その説明を省略する。

ヒータ４２の発熱部４２Ｂの周囲には、金属板などで構成されるフィン（第１のフィン）４３ａおよびフィン（第２のフィン）４３ｂが２重螺旋状に設けられている。これにより、フィン４３に沿って螺旋状に蒸気を移動させることができ、ヒータ４２の発熱部４２Ｂとフィン４３ａおよびフィン４３ｂとケース４１の内壁とで蒸気流路４５が形成される。また、フィン４３ａおよびフィン４３ｂの外周を金属薄板４６が巻回している。

ヒータ４２の発熱部４２Ｂとフィン４３ａとケース４１の内壁とで形成される蒸気流路を蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａ、フィン４３ｂで形成される蒸気流路を蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂとする。蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａと蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂは連通する。

ヒータ４２は、沸騰維持工程終了間際に通電され、蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａおよび蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂを過熱蒸気温度センサ１８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、蒸気取込口４１ｃから取り込まれた蒸気は、蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａおよび蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂを通過する際に加熱されて温度が上昇し、過熱蒸気排出口４１ｄから過熱蒸気投入管１７へ排出される蒸気の温度は１００℃以上に上昇する。

蒸気取込口４１ｃから導入された蒸気が蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａおよび蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂを通過しながら加熱されると体積膨張する。蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａおよび蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂの断面積は、同等かもしくは過熱蒸気排出口４１ｄに近づくにつれて狭くなる構成であるため、過熱蒸気排出口４１ｄ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。

過熱蒸気の流速が過熱蒸気排出口４１ｄに近づくにつれて速くなると、ヒータ４２およびフィン４３からの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。

また、蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａと蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂを流れる蒸気が互いに逆方向に流れる対向流とすることで、効率的に過熱蒸気を生成させることができる。

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、鍋２内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせ、よりご飯の糊化を促進しおいしいご飯を炊くことができる。

図１２は、第１の実施の形態における別態様の単純螺旋形状の蒸気過熱手段１５と本実施の形態における蒸気過熱手段１５のケース軸方向における表面温度分布をグラフにしたものである。過熱蒸気排出口４１ｄから離れるほど、ケース軸方向の距離が大きくなるものとする。

図１２に示すように、蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａおよび蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂのフィン４３ａおよびフィン４３ｂの温度が均一化されることで、ケース４１外側表面の温度も均一化されていることが分かる。

すなわち、蒸気取込口４１ｃから蒸気流路（第１の蒸気流路）４５ａに導入された蒸気と、蒸気流路（第２の蒸気流路）４５ｂの過熱蒸気排出口４１ｄ付近の過熱蒸気の間で熱交換されることで、蒸気が一方向に流れる場合に問題となる過熱蒸気排出口４１ｄ付近のケース４１の表面温度が蒸気取込口４１ｃ付近のケース４１の表面温度よりも大幅に高いという現象が生じない。

よって、蒸気過熱手段の断熱構成や安全構成などの設計が容易であり、構成を簡素化することで蒸気過熱手段の小型化を図れ炊飯器本体の小型化にも寄与するものである。

例えば、本実施の形態の蒸気過熱手段を使用した炊飯器は、第１の実施の形態の蒸気過熱手段を使用した炊飯器よりも高さを１０％低下させることができる。

以上のように、 本発明にかかる炊飯器は、蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の流速を増大させて鍋内に勢いよく投入することで、鍋内のご飯全体に過熱蒸気を行き渡らせることができ、蒸気温度が安定したおいしいご飯を炊くことができるので、家庭用及び業務用炊飯器等として有用である。

１ 炊飯器本体
１ａ 鍋収納部
１ｂ 上枠
１ｂａ 筒状部分
１ｂｂ フランジ部
１ｂｃ 水タンク収納部
１ｃ コイルベース
２ 鍋
３ 蓋
３ａ 上外郭部材
３ｂ 下外郭部材（蓋カバー）
３ｃ 貫通穴
３ｄ ボス
３Ａ ヒンジ軸
４ 加熱板（内蓋）
４ａ 蒸気逃がし孔
４ｂ 過熱蒸気投入孔
５ 水タンク
６ 水タンク加熱コイル
７ 水タンク温度検知手段
８ 鍋底加熱ユニット
８ａ 底内加熱コイル
８ｂ 底外加熱コイル
９ 鍋温度センサ
１０ 蒸気筒
１０ａ，１０ｂ 蒸気逃がし孔
１１、１４、１９、２０ パッキン
１２ 加熱板温度センサ
１３ 加熱板加熱コイル
１５ 蒸気過熱手段
１６ 蒸気供給管
１７ 過熱蒸気投入管
１８ 過熱蒸気温度センサ
２１ 表示部
２２ 操作部
２３ 制御手段
２４ 蒸気発生手段
３１，３２ 断熱部材
３３ 固定部材
３３ａ 係合孔
３３Ａ 略筒状部分
３４ 締結部材
３５ 断熱部材
４１ ケース
４１ａ、４１ｂ 側壁
４１ｃ 蒸気取込口
４１ｄ 過熱蒸気排出口
４２ ヒータ
４２Ａ 先端部
４２Ｂ 発熱部
４３ フィン
４３ａ フィン（第１のフィン）
４３ｂ フィン（第２のフィン）
４４ 係合爪
４５ 蒸気流路
４５ａ 蒸気流路（第１の蒸気流路）
４５ｂ 蒸気流路（第２の蒸気流路）
４６ 金属薄板
４７ 断熱材（第１の断熱材）
４９ 断熱材（第２の断熱材）

Claims (6)

1. 上面が開口した本体と、前記本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記本体を開閉自在に覆う蓋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、蒸気を発生する蒸気発生手段と、前記蒸気発生手段から発生した蒸気の温度を上昇させるとともに蒸気の圧力と流速を増大させて過熱蒸気を生成する蒸気過熱手段と、前記蒸気過熱手段で生成された前記過熱蒸気を前記鍋内へ排出する過熱蒸気投入管とを有し、前記蒸気過熱手段は、複数のフィンからなる螺旋構造をした蒸気流路を蒸気が通過するようにした炊飯器。
2. 前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた螺旋構造を有し、前記蒸気流路の断面積は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記吸気口から導入された蒸気は、前記蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにした請求項１に記載の炊飯器。
3. 前記蒸気過熱手段は、吸気口と、排気口と、蒸気加熱手段と、蒸気流路と、前記蒸気加熱手段と前記蒸気流路とを収納するケースを備え、前記蒸気流路は、連通する第１の蒸気流路および第２の蒸気流路から成り、前記蒸気加熱手段の周囲に複数のフィンを取り付けた多重螺旋構造を有し、前記複数のフィンの間隔は同等かもしくは排気口に近づくにつれて狭くなるようにし、前記第１の蒸気流路と前記第２の蒸気流路を流れる蒸気は互いに逆方向に流れる対向流とし、前記吸気口から導入された前記蒸気は、前記第１の蒸気流路および前記第２の蒸気流路を通過して過熱蒸気となり、前記排気口から前記鍋内に排出されるようにした請求項１に記載の炊飯器。
4. 前記フィンの外周に金属薄板を巻きつけた請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。
5. 前記金属薄板と前記ケースとの間に断熱材を設けた請求項４に記載の炊飯器。
6. 前記蒸気過熱手段を断熱材で覆う構成とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の炊飯器。