(57)【要約】【課題】食品保温保湿装置において、より長時間にわたって食品を適切な湿度を有する状態で維持する。【解決手段】  食品保温保湿装置１は、容器８、蓋体３、食品配置器９を備える。食品配置器９は容器８内に配置され、容器８との間に水が溜められた空間Ｓが画定され、かつ内部が空間Ｓと流体的に連通しており、食品Ｆが収容される。第１ヒータ１２は容器９内の空気を加熱し、第２ヒータ１１は空間Ｓに溜められた水Ｗを加熱する。容器８内の空気温度を検出するための第１温度センサ１４と、水温を検出するための第２温度センサ１３とが備えられている。制御装置４は、第１及び第２温度センサ１４，１３により検出される温度が、容器８内の空気温度の設定値と容器８内の相対湿度の設定値とに対応する値となるように、第１及び第２ヒータ１２，１１による加熱量を制御する。【選択図】図１
2019198520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器内を開放可能に密閉する蓋体と、
前記容器内に配置され、前記容器との間に水が溜められた空間が画定され、かつ前記空間と流体的に連通しているように、食品が配置される食品配置器と、
前記容器内の空気を加熱する第１ヒータと、
前記空間に溜められた前記水を加熱する第２ヒータと、
前記容器内の空気温度を検出するための第１温度センサと、
前記空間に溜められた前記水の水温を検出するための第２温度センサと、
前記第１温度センサと前記第２温度センサとにより検出される温度が、前記容器内の空気温度の設定値と前記容器内の相対湿度の設定値とに対応する値となるように、前記第１ヒータ及び第２ヒータによる加熱量を制御する制御装置と
を備える、食品保温保湿装置。
【請求項２】
前記容器内の空気温度の設定値と前記容器内の相対湿度の設定値とを、前記制御装置に入力するための入力部をさらに備える、請求項１に記載の食品保温保湿装置。
【請求項３】
前記食品保温保湿装置の周囲の気温である室温を検出する室温センサをさらに備え、
前記制御装置による前記第１ヒータ及び第２ヒータによる前記加熱量の制御は、前記室温センサによって検出された前記室温が加味される、請求項１又は請求項２に記載の食品保温保湿装置。
【請求項４】
前記食品配置器は、
底壁と、
前記底壁から下側へ突出する脚部と
を備え、
前記食品配置器の前記脚部の下端が前記容器の底壁に配置され、前記容器の前記底壁と前記食品配置器の前記底壁との間に、前記空間が画定される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の食品保温保湿装置。
【請求項５】
前記容器は導電性材料からなり、
前記第２ヒータは、前記容器に渦電流を生じさせて加熱する誘導加熱ヒータである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の食品保温保湿装置。
【請求項６】
前記食品配置器は、非導電性材料からなる、請求項５に記載の食品保温保存装置。
【請求項７】
前記第１ヒータは前記蓋体に配置された抵抗発熱型ヒータである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の食品保温保存装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品保温保湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された食品保温保湿装置では、温水ヒータによって温水槽の水を加熱することで水蒸気を発生させ、この水蒸気を混合させた空気をファンによって庫内で循環させることで、収納された食品を保湿している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３００２６０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の食品保温保湿装置では、ファンによって循環される空気が食品に吹き付けられるため、食品が適切な湿度を有する状態を長時間維持することは困難である。
【０００５】
本発明は、食品保温保湿装置において、より長時間にわたって食品を適切な湿度を有する状態で維持することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、容器と、前記容器内を開放可能に密閉する蓋体と、前記容器内に配置され、前記容器との間に水が溜められた空間が画定され、かつ内部が前記空間と流体的に連通している、食品が収容される食品配置器と、前記容器内の空気を加熱する第１ヒータと、前記空間に溜められた前記水を加熱する第２ヒータと、前記容器内の空気温度を検出するための第１温度センサと、前記空間に溜められた前記水の水温を検出するための第２温度センサと、前記第１温度センサと前記第２温度センサとにより検出される温度が、前記容器内の空気温度の設定値と前記容器内の相対湿度の設定値とに対応する値となるように、前記第１ヒータ及び第２ヒータによる加熱量を制御する制御装置とを備える、食品保温保湿装置を提供する。
【０００７】
第１ヒータが容器内の空気を加熱し、第２ヒータが容器と食品配置器（保存対象の食品が配置される）との間に画定される空間に溜められた水を加熱する。第１ヒータと第２ヒータの加熱量は、容器内の空気温度と相対湿度が設定値となるように、制御装置によって制御される。よって、水蒸気を混合させた空気をファンによって循環させる必要がなく、より長時間にわたって食品を適切な湿度を有する状態で維持できる。
【０００８】
食品保温保湿装置は、前記容器内の空気温度の設定値と前記容器内の相対湿度の設定値とを、前記制御装置に入力するための入力部をさらに備えてもよい。この構成により、保湿保温する食品に応じた設定を行うことができる。
【０００９】
食品保温保湿装置は、前記食品保温保湿装置の周囲の気温である室温を検出する室温センサをさらに備え、前記制御装置による前記第１ヒータ及び第２ヒータによる前記加熱量の制御は、前記室温センサによって検出された前記室温が加味されてもよい。
【００１０】
室温を考慮して第１ヒータと第２ヒータの加熱量を制御することで、より高精度で容器内の空気温度と相対湿度を設定値に維持できる。
【００１１】
前記食品配置器は、底壁と、前記底壁から下側へ突出する脚部とを備え、前記食品配置器の前記脚部の下端が前記容器の底壁に配置され、前記容器の前記底壁と前記食品配置器の前記底壁との間に、前記空間が画定されてもよい。かかる構成の食品配置器を使用することで、簡易な構成で食品の適切な保温保湿が可能となる。
【００１２】
前記容器は導電性材料からなってもよく、前記第２ヒータは、前記容器に渦電流を生じさせて加熱する誘導加熱ヒータであってもよい。
【００１３】
容器を誘導加熱ヒータで加熱することで、より高精度で空間に溜められた水の温度を制御できる。その結果、より高精度で容器内の空気温度と相対湿度を設定値に維持できる。
【００１４】
前記食品配置器は、非導電性材料からなってもよい。非導電性材料とすることで、誘導加熱ヒータによる水の加熱に対する食品配置器の影響を防止ないし低減できる。
【００１５】
前記第１ヒータは前記蓋体に配置された抵抗発熱型ヒータであってもよい。蓋体に抵抗発熱型ヒータを配置することで、ファンを用いることなく容器内の空気を加熱できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の食品保温保湿装置は、より長時間にわたって食品を適切な湿度を有する状態で維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る食品保温保湿装置の模式図。
【図２】制御装置のブロック図。
【図３】変形例に係る食品保温保湿装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示す本発明の実施形態に係る食品保温保湿装置１は、誘導加熱（ＩＨ）炊飯器と共通の基本的な構造を有する。具体的には、この食品保温保湿装置１は、後述する制御装置４が保温保湿のための制御を実行できる点で、一般的なＩＨ炊飯器と相違する。従って、この食品保温保湿装置１は、既存のＩＨ炊飯器の改造によって実現でき、ＩＨ炊飯器の追加の機能としても実現できる。
【００１９】
図１を参照すると、食品保温保湿装置１は、本体２、蓋体３、制御装置４、及び入力部５を備える。本体２は上方が開口した有底筒状の保護枠６を備え、この保護枠６によって画定された収容凹部７に、鍋（容器）８が取り出し可能に収容されている。鍋８には、補助容器（食品配置器）９が取り出し可能に収容されている。前述のようにＩＨ炊飯器である食品保温保湿装置１の鍋８に補助容器９を配置するという簡易な構成で、食品の保温保湿を実現できる。
【００２０】
鍋８は導電性材料、より具体的には金属材料からなる。鍋８は有底筒状である。具体的には、鍋８は、底壁８ａと、底壁８ａの上側の周囲に設けられた側壁８ｂとを備え、側壁８ｂの上端によって開口８ｃが画されている。
【００２１】
本実施形態では、補助容器９は、非導電性材料、より具体的には樹脂材料からなる。補助容器９を非導電性材料とすることで、後述する誘導加熱ヒータである鍋ヒータ１１による水の加熱に対する補助容器９の影響を防止ないし低減できる。補助容器９は有底筒状である。具体器には、補助容器９は、底壁９ａと、底壁９ａの上側の周囲に設けられた側壁９ｂと、底壁９ａから下側に突出する複数の脚部９ｃとを備える。側壁９ｂの上端によって開口９ｄが画定されている。底壁９ａには、厚み方向に貫通する複数の通気開口９ｅが設けられている。補助容器９は鍋８より小型である。つまり、補助容器９の容積は鍋８の容積よりも小さい。空間Ｓと補助容器９の内部と適切な流体的に連通が確保されるのであれば、底壁９ａの通気開口９ｅをなくしてもよい。
【００２２】
補助容器９は、脚部９ｃが鍋８の底壁８ａ上に載置された状態で、鍋８内に保持される。鍋８の底壁８ａと補助容器９の底壁９ａとは、脚部９ｃの高さに相当する間隔を隔てて対向している。また、鍋８の側壁８ｂと補助容器９の側壁９ｂも、間隔を隔てて対向している。このように、鍋８と補助容器９との間に空間Ｓが画定されている。この空間Ｓは、補助容器９の内部と流体的に連通している。具体的には、鍋８内に収容された補助容器９の側壁９ｂの上端は、鍋８の側壁８ｂの上端よりも低い位置にあるので、補助容器９の内部は空間Ｓと開口９ｄを介して流体的に連通している。また、補助容器９の内部は、底壁９ａに設けられた通気開口９ｅを介して、空間Ｓと流体的に連通している。
【００２３】
使用時には、保存の対象、つまり保温保湿の対象となる食品Ｆが補助容器９内に収容される。また、使用時には、空間Ｓに水Ｗが溜められる。より具体的には、鍋８の底壁８ａと補助容器９の底壁９ａとの間に水Ｗが溜められる。通気開口９ｅを介した浸水により食品が濡れないように、水Ｗの水位は補助容器９の底壁９ａの下面の高さ位置よりも低く設定される。
【００２４】
蓋体３は、ヒンジ１０回りに回転可能に本体２に取り付けられており、鍋８内を開放可能に密閉する。図１に示す閉鎖位置にある時、蓋体３は鍋８の側壁８ｂの上端に密接する。つまり、蓋体３が閉鎖位置にある時、空間Ｓは蓋体３によって密閉される。
【００２５】
本体２内には、保護枠６の底側外面に沿って鍋ヒータ（第２ヒータ）１１が配置されている。本実施形態では、鍋ヒータ１１は誘導加熱（ＩＨ）ヒータであり、鍋８がそれ自体に生じる渦電流の抵抗熱により加熱され、その結果、水Ｗが過熱される。鍋ヒータ１１は抵抗発熱型のヒータであってもよい。
【００２６】
蓋体３内には、蓋ヒータ１２が配置されている。本実施形態では、蓋ヒータ１２は抵抗発熱型のヒータである。蓋ヒータ１２によって、鍋８（前述のように閉鎖位置にある蓋体３によって密閉されている）の内部の空気が加熱される。鍋８内の空気の加熱を蓋体３が備える蓋ヒータ１２によって行うので、鍋８内の空気の加熱のためにファンを使用する必要がない。
【００２７】
本体２内には、サーミスタ等からなる鍋温度センサ（第２温度センサ）１３が保護枠６の底部中央に配置されている。後に詳述するように、保温保湿機能に関し、鍋温度センサ１３は空間Ｓに溜められた水Ｗの水温を検出するためのセンサとして機能する。
【００２８】
蓋体３内には、サーミスタ等からなる蓋温度センサ（第１センサ）１４が配置されている。後に詳述するように、保温保湿機能に関し、蓋温度センサ１４は、鍋８の内部の空気温度を検出するためのセンサとして機能する。
【００２９】
本体２は、食品保温保湿装置１の周囲の気温（室温）を検出する室温センサ１５を備える。室温センサ１５は、蓋体３に備えられていてもよい。
【００３０】
制御装置４は、蓋温度センサ１４と鍋温度センサ１３とで検出された温度を参照して、蓋ヒータ１２と鍋ヒータ１１の加熱量を制御する。具体的には、制御装置４は、鍋８（前述のように閉鎖位置にある蓋体３によって密閉されている）の内部の空気温度が設定値ta_setで維持され、かつ鍋８の内部の相対湿度が設定値h_setで維持されるように、蓋ヒータ１２と鍋ヒータ１１の加熱量を制御する。
【００３１】
図２を併せて参照すると、制御装置４は、制御部２１と記憶部２２を備える。制御部２１は、第１処理部２３、第２処理部２４、及びヒータ駆動部２５を備える。制御装置４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ等のハードウエアと、それに実装されたプログラムによって構築される。
【００３２】
入力部５は、例えば本体２又は蓋体３に設けられた、スイッチ、タッチパネル等である。入力部５は、空気温度の設定値ta_setと相対湿度の設定値h_setとを数値で指定できるものであってもよい。また、入力部５は、空気温度と相対湿度の一方又は両方を数値ではなく複数段階のうちから選択できるものであってもよい。この場合、空気温度については、選択可能な個々の段階に対して設定値ta_setがそれぞれ割り当てられる。また、相対湿度についても、選択可能な個々の段階に設定値h_setがそれぞれ割り当てられる。別の態様としては、入力部５は、例えば保温保湿する対象の食品を選択することで、選択された食品に対して予め定められた空気温度の設定値ta_setと相対湿度の設定値h_setが制御装置４に入力されるものでもよい。いずれの態様であっても、ユーザは入力部５を操作することで、保温保湿する食品に応じた設定を行うことができる。
【００３３】
制御装置４による保温保湿制御は、乾湿計の原理を利用している。より具体的には、鍋８内の空気温度ta、空間Ｓに溜められた水Ｗの水温tw、及び鍋８内の相対湿度ｈの３要素の内、２要素が決まれば残りの１要素も決まる。以下、この点について、詳説する。
【００３４】
まず、相対湿度ｈの定義より、以下の式（１）が成立する。
【００３５】
【数１】
2019198520.tif 000003
【００３６】
ここで、符号ｅは測定箇所の水蒸気圧（hPa）、E(tａ)は鍋８内の空気温度ta（乾湿計原理における乾球温度に相当）での飽和水蒸気圧（hPa）をそれぞれ示す。
【００３７】
また、Sprungの関係式より、水蒸気圧ｅについて以下の式（２）が成立する。
【００３８】
【数２】
2019198520.tif 000004
【００３９】
ここで、符号E(tw)は空間Ｓに溜められた水Ｗの水温tw（乾湿計原理における湿球温度に相当）での飽和水蒸気圧（hPa）、符号Ａは乾湿計係数、符号Ｐは大気圧（1013hpa）をそれぞれ示す。乾湿計係数Ａについては、以下の式（３）が成立する。
【００４０】
【数３】
2019198520.tif 000005
【００４１】
さらに、Tetensの式より、飽和水蒸気圧E(tw)，E(ta)について以下の式（４），（５）が成立する。
【００４２】
【数４】
2019198520.tif 000006
【００４３】
【数５】
2019198520.tif 000007
【００４４】
例えば、鍋８内の空気温度taと相対湿度hが決まり、それに対応する水温twを求める場合、式（１）に式（２）〜（５）、空気温度ta、及び相対湿度hを代入することで、水温twを導くことができる。
【００４５】
以下、制御装置４により実行される保温保湿制御を、主として図２を参照して説明する。
【００４６】
制御装置４は、入力部５で入力された鍋８内の空気温度の設定値ta_setと鍋８内の相対湿度の設定値h_setを取得する。
【００４７】
第１処理部２３は、取得した空気温度の設定値ta_setと相対湿度の設定値h_setに対応する、空間Ｓに溜められた水Ｗの水温の設定値tw_setを求める。空気温度と相対湿度の設定値ta_set，h_setから水温の設定値tw_setを求める原理は、前述した通りである。第１処理部２３は、記憶部２２に記憶された空気温度と相対湿度の設定値ta_set，h_setと水温の設定値tw_setの関係を表す関数（前述の式（１）〜（５）より得られる）を使用して水温の設定値tw_setを求めても良い。また、空気温度と相対湿度の設定値ta_set，h_setの値の種々の組み合わせに対応する水温の設定値tw_setの値を、記憶部２２が例えば表の形式で記憶しており、第１処理部２３がそれを用いて水温の設定値tw_setを求めても良い。
【００４８】
蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detは、鍋８内の実際の空気温度と相関を有するが、鍋８内の実際の空気温度そのものではない。同様に、鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detは、空間Ｓに溜められた水Ｗの実際の水温と相関を有するが、水Ｗの実際の水温そのものではない。従って、仮に、蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detが鍋８内の空気温度の設定値ta_setとなり、かつ鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detが水温の設定値tw_setとなるように蓋ヒータ１２と鍋ヒータ１１の加熱量を制御したとすると、鍋８内の実際の空気温度は設定値ta_setとはならず、空間Ｓに溜められた水Ｗの実際の水温も設定値tw_setとはならない。
【００４９】
蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detと、鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detは、室温の影響を受ける。例えば、室温が低い場合、蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detは鍋８内の実際の空気温度よりも低くなり、鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detも水Ｗの実際の水温よりも低くなる傾向がある。そのため、室温が低い場合、仮に蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detと、鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detとのみに基づく、後述する蓋温度センサ１４で検出される温度の目標値ta_tagと、鍋温度センサ１３で検出される温度の目標値tw_tagとなるように、後述する蓋ヒータ１２及び鍋ヒータ１１の加熱量を制御したとすとる、蓋ヒータ１２及び鍋ヒータ１１による加熱量が過剰になる傾向があり、結果的に高精度での設定値ta_set，tw_setを実現できない。次に、例えば、室温が高い場合、蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detは鍋８内の実際の空気温度よりも高くなり、鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detも水Ｗの実際の水温よりも高くなる傾向がある。そのため、室温が高い場合、仮に蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detと、鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detとのみに基づく、後述する蓋温度センサ１４で検出される温度の目標値ta_tagと、鍋温度センサ１３で検出される温度の目標値tw_tagとなるように、、後述する蓋ヒータ１２及び鍋ヒータ１１の加熱量を制御したとすとる、蓋ヒータ１２及び鍋ヒータ１１による加熱量が不足する傾向があり、結果的に設定値ta_set，tw_setを実現できない。
【００５０】
以上の理由から、第２処理部２４は、入力部５で入力された鍋８内の空気温度の設定値ta_setと、第１処理部２３で求められ水温の設定値tw_setと、室温センサ１５で検出され室温の検出値troom_detから、蓋温度センサ１４で検出される温度の目標値ta_tagと、鍋温度センサ１３で検出される温度の目標値tw_tagを求める。本発明者が実験により確認したところ、蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detと鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detとから求められる水Ｗの実際の温度との平均値と、鍋８内の実際の空気温度とは、例えば比例関係にある。また、鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detは、空間Ｓに溜められた水Ｗの実際の水温と例えば比例関係にある。第２処理部２４は、これらの関係と、前述した室温が蓋温度センサ１４と鍋温度センサ１３の検出値ta_det，tw_detに与える影響とを加味して、設定値ta_set,tw_setと検出値troom_detとから、目標値ta_tag，tw_tagを求める。第２処理部２４は、記憶部２２に記憶された設定値ta_set,tw_set、検出値troom_det、及び目標値ta_tag，tw_tagの関係を表す関数を使用して、目標値ta_tag，tw_tagを求めても良い。また、記憶部２２が設定値ta_set,tw_setと検出値troom_detの値の種々の組み合わせに対応する目標値ta_tag，tw_tagを、例えば表の形式で記憶しており、第２処理部２４がそれを使用して目標値ta_tag，tw_tagを求めても良い。
【００５１】
ヒータ駆動部２５は、蓋温度センサ１４で検出される温度ta_detが第２処理部２４で求められた目標値ta_tagとなり、かつ鍋温度センサ１３で検出される温度tw_detが第２処理部２４で求められた目標値tw_tagとなるように、蓋ヒータ１２及び鍋ヒータ１１による加熱量を、例えばフィーバック制御によって、制御する。この制御により、鍋８の内部の空気温度が設定値ta_setで維持され、かつ鍋８の内部の相対湿度が設定値h_setで維持される。つまり、食品が所望の温度と湿度で保持される。
【００５２】
以上のように、本実施形態の食品保温保湿装置１では、蓋ヒータ１２が鍋８の内部の空気を加熱し、鍋ヒータ１１が鍋８と補助容器９との間に画定される空間Ｓに溜められた水Ｗを加熱する。蓋ヒータ１２と鍋ヒータ１１の加熱量は、鍋８内の空気温度と相対湿度が設定値ta_set，h_setとなるように、制御装置４によって制御される。よって、水蒸気を混合させた空気をファンによって循環させる必要がなく、より長時間にわたって食品を適切な湿度を有する状態で維持できる。
【００５３】
また、本実施形態では、鍋ヒータ１１はＩＨヒータであるので、空間Ｓに溜められた水Ｗの水温をより高精度で制御できる。その結果、より高精度で、鍋８内の空気温度と相対湿度を設定値ta_set，h_setで維持できる。つまり、補助容器９に収容された食品Ｆの温度と湿度をより高精度で所望の状態に維持できる。
【００５４】
さらに、本実施形態では、室温センサ１５の検出値troom_detを考慮して蓋ヒータ１２と鍋ヒータ１１の加熱量を制御することで、より高精度で鍋８内の空気温度と相対湿度を設定値に維持し、つまり、補助容器９に収容された食品Ｆの温度と湿度をより高精度で所望の状態に維持できる。
【００５５】
図３に示す変形例の食品保温保湿装置１は、補助容器９に代えてトレー（食品配置器）３０を使用する点が、図１に示す実施形態と異なる。トレー３０は底壁３０ａと、底壁３０ａから下側に突出する複数の脚部３０ｃとを備えるが、底壁３０ａの上側の周囲の側壁（図１の符号９ｂ参照）は設けられていない。また、底壁３０ａに貫通開口（図１の符号９ｅ）は設けられていない。ただし、底壁３０ａに図１の実施形態と同様の通気開口を設けてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  食品保温保湿装置
２  本体
３  蓋体
４  制御装置
５  入力部
６  保護枠
７  収容凹部
８  鍋（容器）
８ａ  底壁
８ｂ  側壁
８ｃ  開口
９  補助容器（食品配置器）
９ａ  底壁
９ｂ  側壁
９ｃ  脚部
９ｄ  開口
９ｅ  通気開口
１０  ヒンジ
１１  鍋ヒータ（第２ヒータ）
１２  蓋ヒータ(第１ヒータ)
１３  鍋温度センサ（第２温度センサ）
１４  蓋温度センサ（第１温度センサ）
１５  室温センサ
２１  制御部
２２  記憶部
２３  第１処理部
２４  第２処理部
２５  ヒータ駆動部
３０  トレー（食品配置器）
３０ａ  底壁
３０ｃ  脚部
Ｓ  空間
Ｆ  食品
Ｗ  水
【図１】
2019198520.tif 000008
【図２】
2019198520.tif 000009
【図３】
2019198520.tif 000010