(57)【要約】【課題】鍋内が沸騰初期からふきこぼれ直前のいずれの状態であるか判断可能な鍋内状態判断装置を提供する。【解決手段】加熱手段（誘導加熱コイル２１）によって加熱される鍋１１と、鍋１１の上端開口を閉塞し、鍋１１内の液体を含む排気が流通する流通路４０を有する蓋体２５と、を備えた加熱機器（炊飯器１０）に用いられる鍋内状態判断装置であって、流通路４０に配設した発光素子６９および受光素子７０と、流通路４０を通る鍋１１からの排気によって変動する受光素子７０の受光値に基づいて鍋１１内の状態を判断する判断手段（マイコン７７）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段によって加熱される鍋と、
前記鍋の上端開口を閉塞し、前記鍋内の液体を含む排気が流通する流通路を有する蓋体と、
を備える加熱機器に用いられる鍋内状態判断装置であって、
前記流通路に配設した発光素子および受光素子と、
前記流通路を通る前記鍋からの排気によって変動する前記受光素子の受光値に基づいて前記鍋内の状態を判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする鍋内状態判断装置。
【請求項２】
前記流通路は透光性を有する検出用配管部を備え、
前記発光素子と前記受光素子とを、互いの間に前記検出用配管部を介在させて配置したことを特徴とする請求項１に記載の鍋内状態判断装置。
【請求項３】
前記検出用配管部を鉛直方向に延びるように配設し、前記検出用配管部の下方に、排気に含まれる液体を溜める溜部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の鍋内状態判断装置。
【請求項４】
前記鍋内が過熱状態であると判断する判断値を設定したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の鍋内状態判断装置。
【請求項５】
前記判断手段は、前記受光手段の受光値が前記判断値に達した回数をカウントし、設定回数以上になると前記鍋内が過熱状態であると判断することを特徴とする請求項４に記載の鍋内状態判断装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の鍋内状態判断装置を備える調理器。
【請求項７】
前記判断手段の判断結果に基づいて前記加熱手段による加熱制御を変更する加熱制御手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の調理器。
【請求項８】
前記加熱制御手段は、前記判断手段により前記鍋内が過熱状態と判断した後に、過熱状態でないと判断した場合、前記加熱手段により前記鍋を再加熱することを特徴とする請求項７に記載の調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍋内の加熱状態を判断する鍋内状態判断装置および調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
調理器は、鍋内に調理物と水をセットし、鍋を加熱することにより調理を行う。規定量の調理物と水をセットすれば問題はないが、規定量の調理物と水をセットしていない場合、調理物成分を含む粘性を有する液体が流通路を通って排気口から外部へ吹き出すことがある（ふきこぼれ）。液体は、炊飯の場合にはおねばであり、調理の場合には調理汁等である。ふきこぼれは、特に水を規定量より多く入れ過ぎると発生し易くなる。
【０００３】
特許文献１，２には、鍋の上端開口を塞ぐ蓋体の内蓋に温度センサを配置し、温度センサの検出値が低下すると、おねばがふきこぼれたと判断するようにした検出装置を備える炊飯器が記載されている。しかし、この検出装置は、鍋内を大気圧より高い圧力に昇圧可能とした圧力調理器には適用できない。即ち、圧力調理器では、鍋が密閉されているため、調理物を含めた鍋内の温度が均一になる。よって、温度センサにおねばが付着しても検出値の低下は生じないため、ふきこぼれの発生を検出することはできない。
【０００４】
また、特許文献３には、蓋体の流通路の出口部分に蒸気筒を設け、この蒸気筒内の温度を温度センサによって検出する構成とした検出装置を備える炊飯器が記載されている。この検出装置は、圧力炊飯器であってもふきこぼれの発生を検出できるが、検出した時には既に排気口までおねばが達しているため、ふきこぼれ対策が十分であるとは言えない。
【０００５】
さらに、特許文献４には、蓋体の流通路中に周囲の温度によって伸縮するばねと錘とを配置し、蒸気がばねに当たると錘が発光素子と受光素子との間に位置することにより、沸騰状態を検出するようにした検出装置を備える炊飯器が記載されている。この炊飯器は、沸騰したことを検出すると、加熱手段をオンオフ制御することにより、ふきこぼれを防止する。しかし、沸騰してからふきこぼれが発生するまでは、ある程度の時間を要する。よって、加熱手段による加熱を早期に弱めたり停止させたりすることになるため、調理に影響が及ぶ。
【０００６】
具体的では、調理では、沸騰してからふきこぼれが発生する直前の段階まで加熱し続けることが要求される。飯米（炊飯）の場合、高い火力で鍋内を沸騰した状態に維持することによって、おいしく炊き上げることができる。野菜等（調理）の場合には、内部まで迅速に熱を通すことによって、下ゆでしたり味付けしたりすることができる。しかし、特許文献４では、蒸気がばねに当たると加熱手段の加熱をオフし、沸騰が維持されない時間が生じるため、実際の調理状況を考慮したものとは言えない。しかも、錘が流通路内に位置するため、排気性能を低下させるだけでなく、構造が複雑になるため製造コストが高くなる虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−５１２９号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２２４号公報
【特許文献３】特開平１１−７６０５６号公報
【特許文献４】特開２００６−２８０７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、鍋内が沸騰初期からふきこぼれ直前のいずれの状態であるか判断可能な鍋内状態判断装置を提供することを第１の課題とする。また、実際の調理状況を考慮しながらふきこぼれを十分に防止できる調理器を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の鍋内状態判断装置は、加熱手段によって加熱される鍋と、前記鍋の上端開口を閉塞し、前記鍋内の液体を含む排気が流通する流通路を有する蓋体と、を備える加熱機器に用いられる鍋内状態判断装置であって、前記流通路に配設した発光素子および受光素子と、前記流通路を通る前記鍋からの排気によって変動する前記受光素子の受光値に基づいて前記鍋内の状態を判断する判断手段と、を備える構成としている。ここで、鍋内の液体とは、水および調味料を含む調理汁を含む。
【００１０】
加熱により鍋内の液体が昇温すると、蓋体の流通路に気化した液体を含む水蒸気が流入する。水蒸気は、流通路を画定する壁または受光素子の表面で熱交換により冷やされ、含有された水分が微粒子状に凝結する。この凝結した液体が流通路の壁や受光素子の表面に付着し、流通路の壁または受光素子の受光面を曇らせる。曇りの度合い（濃さ）は、鍋内の温度が高くなるに従って排気に含まれる液体量が増えるため、高く（濃く）なる。
【００１１】
また、鍋内が沸騰温度（大気圧）を超える過熱状態（高圧）になると、流通路内における排気圧も高まる。そして、排気圧が高くなると、流通路の壁に付着した液体や下部に溜まった液体の一部が滴となって跳ね上がり、排気口側へ排出される（突沸現象）。この突沸現象は、鍋内が過熱状態になることによってふきこぼれ発生前に生じる現象である。また、鍋内が過熱状態になると、鍋内の液体（おねば等）が流通路に流入し始める。この鍋内からの液体によっても突沸現象は生じる。即ち、突沸現象は、鍋内が過熱状態になることにより生じる。
【００１２】
発光素子により流通路内を照射した際の受光素子の受光値は、流通路内の曇りおよび突沸現象による水滴により、変動する。具体的には、曇りの原因となる微粒子状の液体、および、突沸による滴は、発光素子による光を吸光または屈折させるため、受光素子の受光値を変動させる。その変動幅は、曇りでは濃くなるに従って大きくなり、突沸による滴では瞬間的かつ大幅に大きくなる。よって、受光素子の受光値を検出することにより、鍋内の沸騰状態を判断できる。また、受光素子の受光値が大きく変動するパルスを検出することにより、ふきこぼれが発生する可能性が高い突沸状態を判断できる。
【００１３】
前記流通路は透光性を有する検出用配管部を備え、前記発光素子と前記受光素子とを、互いの間に前記検出用配管部を介在させて配置することが好ましい。このようにすれば、発光素子および受光素子に高い熱が加わらないため各素子の劣化を防止できるとともに、各素子に汚れが付着しないため検出精度の低下を防止できる。
【００１４】
前記検出用配管部を鉛直方向に延びるように配設し、前記検出用配管部の下方に、排気に含まれる液体を溜める溜部を設けることが好ましい。このようにすれば、溜部に溜まった液体から上方に向けて跳ね上がった滴のみを受光素子によって確実に検出できる。よって、鍋内の過熱状態を精度良く判断することが可能になる。
【００１５】
前記鍋内が過熱状態であると判断する判断値を設定することが好ましい。このようにすれば、受光素子の受光値において、判断値に達しない変動を誤差として取り扱い、判断値に達した変動だけを過熱状態と判断するため、判断精度を向上できる。
【００１６】
この場合、前記判断手段は、前記受光手段の受光値が前記判断値に達した回数をカウントし、設定回数以上になると前記鍋内が過熱状態であると判断することが好ましい。このようにすれば、偶発的に生じた突沸現象によって過熱状態であると判断することを防止できるため、更に判断精度を向上できる。
【００１７】
なお、鍋内状態判断装置を備える調理器は、前記判断手段の判断結果に基づいて前記加熱手段による加熱制御を変更する加熱制御手段を備える。このようにすれば、実際の調理状況を考慮したふきこぼれ対策を行うことができる。
【００１８】
前記加熱制御手段は、前記判断手段により前記鍋内が過熱状態と判断した後に、過熱状態でないと判断した場合、前記加熱手段により前記鍋を再加熱することが好ましい。このように、過熱状態でなくなると鍋を再加熱することにより、鍋内の調理物に多くの火力を与えることができるため、調理物をおいしく調理することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の鍋内状態判断装置では、受光素子の受光値は、鍋内の温度が高くなるに従って変動が大きくなり、過熱状態になると瞬間的かつ大幅に変動するため、鍋内の状態を確実に検出できる。そして、この鍋内状態判断装置を用いた調理器であれば、判断手段の判断結果に基づいて加熱手段による加熱制御を変更することにより、実際の調理状況を考慮したふきこぼれ対策を行うことが可能となる。また、検出手段である発光素子と受光素子とは、流通路に設けられるため、非圧力式および圧力式のいずれの調理器であっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の炊飯器を示す断面図。
【図２】図１の一部拡大断面図。
【図３】炊飯器のブロック図。
【図４】炊飯処理を示すタイムチャート。
【図５】（Ａ）は沸騰前、（Ｂ）は沸騰状態、（Ｃ）は過熱状態、（Ｄ）はふきこぼれ状態の出力を示す概略図。
【図６】マイコンによる沸騰状態判断を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る鍋内状態判断装置を搭載した加熱機器の一例である炊飯器（調理器）１０を示す。この炊飯器１０は、内鍋１１（鍋）内を大気圧より高い圧力に昇圧可能とした圧力式である。この炊飯器１０は、平面視円形状をなす内鍋１１と、内鍋１１を着脱可能に収容する炊飯器本体１３と、炊飯器本体１３に回動可能に取り付けた蓋体２５とを備えている。蓋体２５は、内鍋１１内と外部とを連通する流通路４０を備え、この流通路４０に内鍋１１内の状態を検出する光センサ６８を配設することにより、炊飯中のふきこぼれを防止する。
【００２３】
図１に示すように、内鍋１１は、上端を開口した有底筒状をなし、その内部に調理物である飯米を水と一緒にセットして炊飯器本体１３に収容される。この内鍋１１は、誘導加熱コイル２１に高周波電流を流すことにより、発生した磁界によって渦電流が流れて電磁誘導加熱される。内鍋１１の内面には、炊飯容量に応じた加水量を示す水位線１２ａ〜１２ｅが刻設されている。希望炊飯量の飯米をセットし、対応する規定の水位線１２ａ〜１２ｅまで水をセットすれば、炊飯処理中にふきこぼれが生じることはない。しかし、セットする飯米量に対して水量が規定量より多かったりする場合には、ふきこぼれが発生する可能性が高くなる。
【００２４】
炊飯器本体１３は、有底筒状をなす胴体１４と、胴体１４の上端開口を閉塞する肩体１５とを有する本体外装体を備える。肩体１５の中央には、内鍋１１を着脱可能に配置するための開口部１６が設けられ、この開口部１６の下側に内鍋１１を着脱可能に収容する内鍋収容部１７が形成されている。内鍋収容部１７は、開口部１６の下側に配設されるステンレス製の内胴１８と、この内胴１８の下端に配設さる樹脂製の保護枠１９とを備えている。
【００２５】
図１に示すように、本体外装体と内鍋収容部１７との間の空間は、炊飯処理および保温処理を実行するための各部品を収容する部品収容部２０を構成する。この部品収容部２０には、保護枠１９の下部に位置するように第１加熱手段である誘導加熱コイル２１がフェライトコア２２を介して配設されている。また、内胴１８の外周部には、内鍋１１の上部を加熱する第２加熱手段である胴ヒータ２３が配設されている。そして、部品収容部２０には、内鍋１１の温度を検出するための第１温度検出手段である鍋温度センサ２４が、保護枠１９を貫通するように配設されている。
【００２６】
蓋体２５は、内鍋収容部１７の上方を閉塞するように、炊飯器本体１３に対して開閉可能にヒンジ接続されている。この蓋体２５は、炊飯器本体１３の側に位置する下板２６と、この下板２６の外側を覆う上板２７とを有する蓋外装体を備える。下板２６には炊飯器本体１３に対して閉塞状態に維持するためのロック部材２８が配設され、ロック部材２８の上部に位置するように開放操作用の操作部材２９が上板２７に配設されている。
【００２７】
蓋体２５には、閉塞状態で内鍋１１を臨む下面に放熱板３０が配設されている。この放熱板３０の上側には、第３加熱手段である蓋ヒータ３１が配設されている。放熱板３０の外周部には、放熱板３０の下側に着脱可能に配設される内蓋３３との間をシールする内蓋パッキン３２が配設されている。内蓋３３は、金属製の内蓋本体３４と、内鍋１１の上端開口の内周壁に密着してシールする蓋パッキン３５とを備えている。
【００２８】
蓋体２５の内部には、内鍋１１内の上部の温度を検出するための第２温度検出手段である蓋温度センサ３６（図３参照）が配設されている。また、内鍋１１内の圧力を検出する圧力検出手段である圧力センサ３７（ダイアフラムゲージ）が配設されている。この圧力セン３７サは、放熱板３０を貫通するように下板２６に配設され、貫通した下部には内蓋３３の上面に圧接されるパッキン３８が配設されている。なお、内蓋３３にはパッキン３８が圧接される内部に、内鍋１１内に連通する検出用孔３９が形成されている。なお、圧力検出手段は圧力センサ３７に限らず、蓋温度センサ３６によって検出した温度との相関関係によって圧力を検出してもよい。
【００２９】
図２に示すように、蓋体２５は、内鍋１１内を臨む排気孔４３から外部に露出する排気口６７にかけて延び、内鍋１０の液体を含む排気を外部に排出する流通路４０を備える。この流通路４０は、内蓋３３に配設したリリーフ弁４１と、下板２６に形成した弁収容部４７と、放熱板３０と内蓋３３との間に形成される空隙部５３と、空隙部５３から上板２７にかけて延びる連通部５４と、流通路４０の出口を構成する蒸気口ユニット６３とで構成される。
【００３０】
リリーフ弁４１は、内鍋１１内を大気圧より高い圧力に昇圧可能とする昇圧手段の役割を兼ねる。このリリーフ弁４１は、内蓋本体３４に配設される台座４２と、台座４２を覆う収容カバー４４と、収容カバー４４内に配設されたボール部材４６とを備える。台座４２には、流通路４０の入口を構成する排気孔４３が設けられている。収容カバー４４には、内部に流入した排気を外部（下流側）へ排出する連通口４５が設けられている。ボール部材４６は、台座４２上を転動可能な弁体であり、排気孔４３を閉塞することによって重量に応じた設定圧力（例えば1.30ａｔｍ）まで内鍋１１内を昇圧可能である。
【００３１】
弁収容部４７は、上向きに膨出された下端開口のドーム形状をなす。この弁収容部４７は、ロック部材２８の配設側に開口部が設けられ、この開口部がパッキン４８により閉塞されている。放熱板３０には、弁収容部４７の下端開口と対向する位置に第１連通孔４９が設けられ、弁収容部４７の下端開口との間がパッキン５０により密閉されている。
【００３２】
パッキン４８の外側には、排気孔４３を開閉させる駆動手段であるソレノイド５１が配設されている。このソレノイド５１は、通電により後退し、通電の遮断により進出するロッド５２を備える。通電によりロッド５２を後退させ、ボール部材４６を転動可能として排気孔４３を閉塞させることにより、内鍋１１内を大気圧より高い圧力に昇圧できる。通電の遮断によりロッド５２を進出させ、ボール部材４６を押圧して排気孔４３から離反させて排気孔４３を開口させることにより、内鍋１１内の圧力と大気圧に戻す。
【００３３】
空隙部５３は、放熱板３０と内蓋本体３４との間の空間であり、外周部が内蓋パッキン３２により密閉されている。この空隙部５３は、結露水を含む液体を溜める溜部の役割を兼ねる。具体的には、流通路４０内では、流通路４０を画定する壁との熱交換により微粒子状に凝結し、集結した結露水が内蓋本体３４上に溜まる。また、飯米の旨み成分を含む少量の液状おねばが、内鍋１１内の排気圧で流通路４０内に浸入し、この液状おねばが内蓋本体３４上に溜まる。
【００３４】
連通部５４は、放熱板３０に形成した第２連通孔５５と、下板２６に形成した通気孔部５６と、上板２７に形成した接続口５７と、通気孔部５６と接続口５７との間に配設した接続パイプ５８とを備える。第２連通孔５５と通気孔部５６との間はパッキン５９により密閉される。通気孔部５６と接続パイプ５８との間はパッキン６０により密閉される。接続パイプ５８と接続口５７との間はパッキン６１により密閉される。これらにより画定される連通部５４は、溜部である空隙部５３から鉛直方向上向き延びる筒状をなす。接続パイプ５８は、透明度が高い樹脂製品であり、透光性を有する検出用配管部を構成する。
【００３５】
蒸気口ユニット６３は、上板２７の背面側に形成した配設凹部６２に着脱可能に配設される。この配設凹部６２の底に接続口５７が形成されている。蒸気口ユニット６３は、受皿状をなす下ケース６４と、下ケース６４の上端開口を閉塞する上ケース６６とを備える。下ケース６４の底には、下向きに突出する筒状の接続部６５が設けられている。接続部６５は、接続口５７内に挿入され、通気孔部５６と接続パイプ５８とを密閉するパッキン６０を越えて延び、外周部がパッキン６０によってシールされる。上ケース６６には、流通路４０の出口を構成する排気口６７が設けられている。接続部６５は透明度が高い樹脂からなり、下ケース６４を２色成形して形成されるが、下ケース６４全体を透明度が高い樹脂により形成してもよい。接続部６５は、接続パイプ５８と同様に透光性を有する検出用配管部を構成する。但し、接続パイプ５８を設けることなく、接続部６５だけで構成してもよい。接続部６５は蒸気口ユニット６３の清掃時に汚れが除去されるため、受光素子７０による誤検出を抑制できる。
【００３６】
この流通路４０には、内鍋１１内が沸騰すると排気孔４３から蒸気が流入する。そして、収容カバー４４内から、収容カバー４４と弁収容部４７との間を通って空隙部５３に流入する。その後、空隙部５３から連通部５４内を通って蒸気口ユニット６３内に流入し、排気口６７から外部へ排出される。この際、リリーフ弁４１により排気孔４３が閉塞されている場合には、内鍋１１内がボール部材４６の重量に応じた設定圧力を超えると、内圧（排気圧）によって排気孔４３上からボール部材４６が浮き上がり、同様に外部へ排出される。
【００３７】
本実施形態の蓋体２５は、流通路４０内の状態に基づいて内鍋１１内の状態を判断するための光センサ６８を備える。この光センサ６８は、１組の発光素子６９と受光素子７０とを備え、フォトインタラプタが適用可能である。発光素子６９と受光素子７０とは、互いの間に接続パイプ５８（接続部６５）が介在するように、排気方向と交差する方向である径方向外側に対向配置される。発光素子６９が照射した光は、接続パイプ５８および接続部６５を透過して、受光素子７０にて受光される。この際、接続パイプ５８内および接続部６５内には、内鍋１１からの排気を除いて、何ら遮光部材が通過することはない。よって、受光素子７０の受光値は、接続部６５内の状態だけによって変動する。この受光値の減少レベルに基づいて、内鍋１１内の状態を後述するマイコン７７が判断する。
【００３８】
図１および図３に示すように、炊飯器本体１３の前側上部には操作パネル部７１が設けられ、その内部に位置するように操作基板７２が配設されている。この操作基板７２には、入力手段である複数のスイッチ７３と、表示手段である液晶パネル７４とが実装されている。また、部品収容部２０の前側の広い空間には制御基板７５が配設されている。この制御基板７５には、受光素子７０の受光値に相当する出力を電圧に変換する電圧変換部７６が実装されている。また、制御基板７５には、全体の制御手段であるマイコン７７が実装されている。
【００３９】
マイコン７７は、設定された処理を実行するプログラムが記憶されたＲＯＭ（記憶手段）を備える。本実施形態のマイコン７７は、温度センサ２４，３６および圧力センサ３７の検出値に基づいて、ソレノイド５１、誘導加熱コイル２１、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１を制御して炊飯処理を実行した後、炊き上げた米飯を設定された温度に保温する保温処理を実行する。
【００４０】
図４に示すように、炊飯処理は、飯米への吸水が促進する予熱温度に維持する予熱工程、内鍋１１内を沸騰させる昇温（中ぱっぱ）工程、内鍋１１内の沸騰状態を維持する電力制御工程、および、炊き上げた米飯を蒸らすむらし工程を備える。予熱工程を開始すると同時にソレノイド５１が通電され、内鍋１１内を大気圧より高い圧力に昇圧可能とする。また、むらし工程に移行するとソレノイド５１への通電が遮断され、内鍋１１内が大気圧に戻される。
【００４１】
この炊飯処理の実行時にマイコン７７は、電圧変換部７６からの入力電圧（入力値）に基づいて、内鍋１１内が沸騰前からふきこぼれ直前のいずれの状態であるか判断する判断手段の役割を兼ねる。また、ふきこぼれが発生する前兆である突沸状態を検出すると、誘導加熱コイル２１、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１による加熱制御を変更（抑制）する加熱制御手段の役割を兼ねる。
【００４２】
まず、光センサ６８からの入力に基づいたマイコン７７による内鍋１１内の状態判断について説明する。
【００４３】
排気孔４３から流通路４０内に流入した液体を含む排気は水蒸気である。なお、液体は、内鍋１１内に収容させた水に飯米成分が含まれたものである。入口である排気孔４３から連通部５４までの領域では、排気温度は殆ど変化（降温）しない。連通部５４内に流入すると、外気により冷やされた壁（接続パイプ５８および接続部６５）により熱交換されて冷やされる。その結果、排気に含まれる水分が微粒子状に凝結し、接続部６５の内面に付着し、曇らせる。なお、曇りの度合い（濃さ）は、内鍋１１内の温度が高くなるに従って排気に含まれる液体量が増えるため、高く（濃く）なる。また、出口である蒸気口ユニット６３の排気口６７から機外へ排出されると、外気との接触により急激に冷やされ、霧状排気（湯気）になる。
【００４４】
発光素子６９によって接続パイプ５８内を照射すると、接続部６５の内面に付着した微粒子状の液体による曇りにより、光の一部が吸光または屈折され、残りの光だけが接続パイプ５８を径方向に透過して受光素子７０で受光される。受光素子７０の受光値は、接続部６５の曇り度合い（排気中の微粒子量）と関連があり、曇り度合いが低い（微粒子量が少ない）ほど変動幅が小さく、曇り度合いが高い（微粒子量が多い）ほど変動幅が大きくなる。即ち、受光素子７０による受光値は、接続部６５内に排気の状態で相違する。そのため、受光素子７０での受光値の減少を検出することにより、内鍋１１内の沸騰状態を判断できる。
【００４５】
図５は、受光素子７０の出力を電圧変換部７６にてマイコン７７が読み込み可能な電圧値に変換した状態を示す。この例では、接続パイプ５８内に排気を含む遮光部材が無い状態での基準電圧（基準値）を５Ｖに設定している。図５（Ａ）に示すように、流通路中に排気が通過していない沸騰前の状態では、マイコン７７の接続ポートには５Ｖの電圧が入力され続ける。但し、入力電圧は、５Ｖの一定電圧ではなく、ノイズにより所定幅のハンチングが生じた状態で入力される。図５（Ｂ）に示すように、流通路４０内に蒸気が流入する沸騰状態では、接続部６５内の曇りにより受光素子７０の受光値が減少するため、マイコン７７への入力電圧（絶対値）が減少する。そのため、沸騰判断値Ｖｂ（例えば３．５Ｖ）をＲＯＭに記憶させることにより、沸騰状態を判断することができる。
【００４６】
内鍋１１内が沸騰温度（大気圧）を超える過熱状態（高圧）になると、流通路４０内の排気圧も高くなる。内鍋１１内に規定量の水と飯米を収容させていない場合、内鍋１１内が過熱状態になって排気圧も高くなると、内鍋１１内の飯米成分を含む液体おねばが流通路４０に流入し始める。そのため、流通路４０（連通部５４）の下部の溜部である空隙部５３には、接続部６５内で結露した液体、および、内鍋１１内から流通路４０内へ排出された液状おねばが溜まる。
【００４７】
また、内鍋１１内が過熱状態になって排気圧が高くなり、溜部である空隙部５３に液体が溜まっている場合、溜まった液体の一部が滴となって跳ね上がり、排気口６７側へ排出される（突沸現象）。突沸した液体（水滴）は、接続部６５に付着した微粒子状の液体より遥かに大きいため、発光素子６９による光の殆どを吸光または屈折させる。その結果、図５（Ｃ）に示すように、受光素子７０の受光が瞬間的に遮断され、マイコン７７への入力電圧が大幅に減少する。
【００４８】
即ち、突沸現象はふきこぼれの前兆とみなすことができる。そこで、沸騰判断値Ｖｂより基準電圧に対する相対値が大きい突沸判断値Ｖｏ（例えば１．５Ｖ）をＲＯＭに記憶させる。そして、突沸判断値Ｖｏを超える（下回る）パルスを検出することにより、内鍋１１内の過熱状態を判断できる。
【００４９】
但し、図５（Ｄ）に示すように、多量の液状おねばが流通路４０を通して排出されるふきこぼれが発生した状態では、突沸判断値Ｖｏを超えた状態が続く。そのため、突沸により突沸判断値Ｖｏを超えたのか、ふきこぼれにより突沸判断値Ｖｏを超えたのかを、区別して判断する必要がある。そこで、本実施形態では、ふきこぼれ判断時間ＴｏをＲＯＭに記憶（設定）している。そして、突沸判断値Ｖｏを超えた状態がふきこぼれ判断時間Ｔｏ未満である場合には突沸であると判断し、ふきこぼれ判断時間Ｔｏ以上連続すると、ふきこぼれ状態であると判断する。
【００５０】
一方、規定量の飯米と水をセットし、ふきこぼれが生じない炊飯状態であったとしても、空隙部５３には少量の結露水が溜まる。そのため、結露水が偶発的に突沸した状態と、液状おねばがふきこぼれる直前の突沸状態とを、区別して判断する必要がある。そこで、本実施形態では、突沸判断時間Ｔｂと突沸判断数Ｎｂ（例えば３回）をＲＯＭに記憶（設定）している。そして、突沸判断値Ｖｏを超えるパルスが、突沸判断時間Ｔｂ以内に突沸判断数Ｎｂを超えた場合にはふきこぼれ直前の突沸であると判断し、突沸判断時間Ｔｂ以内に突沸判断数Ｎｂ未満の場合には偶発的な突沸であると判断する。
【００５１】
次に、マイコン７７の鍋内状態判断処理について具体的に説明する。
【００５２】
図６に示すように、マイコン７７は、ステップＳ１で、受光部からの入力値Ｖが沸騰判断値Ｖｂ以上になったか否かを判断する。そして、入力値Ｖが沸騰判断値Ｖｂ以上である場合にはステップＳ２に進み、内鍋１１内が沸騰したことを意味する沸騰フラグｆａに１を入力してステップＳ５に進む。また、入力値Ｖが沸騰判断値Ｖｂ未満である場合にはステップＳ３に進む。
【００５３】
ステップＳ３では、沸騰フラグｆａが１であるか否かを判断する。そして、ｆａが０（未沸騰）である場合にはステップＳ１に戻る。また、ｆａが１（沸騰）である場合にはステップＳ４に進み、沸騰フラグｆａに０を入力して沸騰状態判断処理を終了する。ここで、１回沸騰した後、沸騰状態（霧状排気）を検出できなくなるステップＳ４の状態とは、内鍋１１内の水が無くなった状態を意味する。本実施形態の炊飯器１０では、内鍋１１内がドライアップした状態に相当する。
【００５４】
ステップＳ５では、受光部からの入力値Ｖが突沸判断値Ｖｏ以上になったか否かを判断する。そして、入力値Ｖが突沸判断値Ｖｏ未満である場合にはステップＳ１に戻り、入力値Ｖが突沸判断値Ｖｏ以上になった場合にはステップＳ６に進む。この際、ふきこぼれを判断するためのふきこぼれタイマＴ１をリセットスタートさせる。また、突沸回数ｎがカウントされていない（ｎ＝０）場合には、突沸状態を判断するための突沸タイマＴ２をリセットスタートさせる。
【００５５】
ステップＳ６では、受光部からの入力値Ｖが突沸判断値Ｖｏ未満になったか否かを判断する。そして、入力値Ｖが突沸判断値Ｖｏ未満になっていない場合にはステップＳ７に進む。また、入力値Ｖが突沸判断値Ｖｏ未満になった場合には、ふきこぼれタイマＴ１を停止してステップＳ９に進む。
【００５６】
ステップＳ７では、ふきこぼれタイマＴ１による計測時間がふきこぼれ判断時間Ｔｏ以上になったか否かを判断する。そして、計測時間がふきこぼれ判断時間Ｔｏになっていない場合にはステップＳ６に戻る。また、計測時間がふきこぼれ判断時間Ｔｏを超えた場合には、ふきこぼれタイマＴ１を停止した後、ステップＳ８で、沸騰フラグｆａを０、ふきこぼれフラグｆｂを１として、ステップＳ１に戻る。ふきこぼれフラグｆｂは、加熱制御（一時停止）によりふきこぼれ対策が実行されると０に戻される。沸騰フラグｆａは、加熱制御により水蒸気の排出が一時的に無くなるため、リセットされる。
【００５７】
ステップＳ９では、突沸タイマＴ２による計測時間が突沸判断時間Ｔｂ以下であるか否かを判断する。そして、計測時間が突沸判断時間Ｔｂを超えている場合にはステップＳ１０に進み、突沸回数ｎを１回とし、突沸タイマＴ２をリセットスタートしてステップＳ１に戻る。また、計測時間が突沸判断時間Ｔｂを超えていない場合にはステップＳ１１に進む。
【００５８】
ステップＳ１１では、突沸回数ｎに１を加算した後、ステップＳ１２で、突沸回数ｎが突沸判断数Ｎｂになったか否かを判断する。突沸回数ｎが突沸判断数Ｎｂになっていない場合にはステップＳ１に戻る。また、突沸回数ｎが突沸判断数Ｎｂになった場合には、突沸タイマＴ２を停止した後、ステップＳ１３で沸騰フラグｆａを０、突沸フラグｆｃを１とし、ステップＳ１４で突沸回数ｎを０としてステップＳ１に戻る。突沸フラグｆｃは、加熱制御（抑制）によりふきこぼれ対策が実行されると０に戻される。沸騰フラグｆａは、加熱制御により水蒸気の排出が一時的に少なくなるため、リセットされる。
【００５９】
このように、受光素子７０での受光値を検出することにより、内鍋１１内が沸騰初期からふきこぼれ直前のいずれの沸騰状態であるか判断する。そして、突沸判断時間Ｔｂ内に突沸判断数Ｎｂを超える突沸パルスを検出した場合にのみ、ふきこぼれ直前の突沸状態であると判断するため、誤判断による炊飯性能の低下を防止できる。また、光センサ６８は、透光性を有する接続パイプ５８の外側に配設されるため、熱が加わることを抑制できるとともに、水分が付着することを防止できる。熱によって劣化することを防止できるとともに、汚れによって検出精度が低下することを防止できる。
【００６０】
なお、加熱制御手段であるマイコン７７は、内鍋１１内が過熱状態であると判断した後に、過熱状態でないと判断した場合、誘導加熱コイル２１等により内鍋１１を再加熱するようにしてもよい。このようにすれば、内鍋１１内の飯米（調理物）に多くの火力を与えることができるため、おいしい米飯を炊き上げることができる。
【００６１】
そのため、この鍋内状態判断装置を搭載した炊飯器１０は、判断結果に基づいて炊飯に関する品質を考慮したふきこぼれ対策を行うことが可能である。以下に、炊飯器１０のふきこぼれ対策について、具体的に説明する。
【００６２】
沸騰状態検出手段としてのマイコン７７が突沸状態と判断した場合、加熱制御手段としてのマイコン７７は、誘導加熱コイル２１による加熱量を抑制することにより、ふきこぼれの発生を防止する。また、ふきこぼれを検出した場合には、誘導加熱コイル２１、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１による加熱を設定した停止時間Ｔｓ停止した後、誘導加熱コイル２１による加熱量を抑制して炊飯処理を継続することにより、ふきこぼれの発生を防止する。なお、加熱量の抑制とは、通電する電力を低減する方法、オンオフ制御のオフ時間を長くする方法、および、両方の方法の組み合わせがある。
【００６３】
（予熱工程）
図４に示すように、予熱工程では、誘導加熱コイル２１と蓋ヒータ３１とを動作させ、内鍋１１内を所定温度に維持することにより、飯米に水を吸収させる。本実施形態では、誘導加熱コイル２１および蓋ヒータ３１を設定された電力Ｐ１ａ，Ｐ１ｃかつ通電率Ｒ１ａ，Ｒ１ｃでオンオフ制御し、鍋温度センサ２４の検出温度が４０℃を維持するように温調する。この予熱工程は、設定した実行時間ｔ１が経過するまで実行される。
【００６４】
（昇温工程）
昇温工程では、誘導加熱コイル２１と蓋ヒータ３１とを動作させ、内鍋１１内を沸騰直前の温度まで昇温させる。また、昇温工程は、内鍋１１内にセットした飯米の炊飯容量を判別する容量判別工程を含む。本実施形態の昇温工程は、昇温１〜３に区画されている。これら昇温１〜３では、誘導加熱コイル２１は、投入される電力Ｐ２ａと通電率Ｒ２ａがそれぞれ変更される。また、蓋ヒータ３１は、全て同一の電力Ｐ２ｂかつ通電率Ｒ２ｂで動作される。
【００６５】
昇温１では、内鍋１１を高熱量で加熱するために、誘導加熱コイル２１を予熱工程の電力Ｐ１ａより高い電力Ｐ２ａ−１、かつ、予熱工程の通電率Ｒ１ａより大きい通電率Ｒ２ａ−１で動作させる。この昇温１は、鍋温度センサ２４による検出温度が６０℃になるまで実行される。
【００６６】
昇温２では、昇温１に引き続いて内鍋１１内を高熱量で加熱するために、誘導加熱コイル２１を昇温１の電力Ｐ２ａ−１より低い電力Ｐ２ａ−２、かつ、昇温１の通電率Ｒ２ａ−１と同一の通電率Ｒ２ａ−２で動作させる。この昇温２は、蓋温度センサ３６による検出温度が６０℃になるまで実行される。なお、容量判別工程は、この昇温２の実行時間と、予め記憶したデータテーブルとに基づいて、炊飯容量を判断する。
【００６７】
昇温３では、内鍋１１内が沸騰温度を越えて突沸することによるふきこぼれを防止するために、誘導加熱コイル２１を昇温２の電力Ｐ２ａ−２と同一の電力Ｐ２ａ−３、かつ、昇温２の通電率Ｒ２ａ−２より少ない通電率Ｒ２ａ−３で動作させる。この昇温３は、蓋温度センサ３６による検出温度が７０℃になるまで実行される。
【００６８】
この昇温３では、内鍋１１内に誤ってセットした飯米と水の分量によって、ふきこぼれが生じることがある。そして、並行処理している沸騰状態判断処理にてふきこぼれが生じたと判断（ふきこぼれフラグｆｂ＝１）した場合、直ぐに誘導加熱コイル２１への通電を遮断し、設定した停止時間Ｔｓが経過すると、ふきこぼれフラグｆｂを０として電力制御工程へ移行する。
【００６９】
（電力制御工程）
電力制御工程では、誘導加熱コイル２１、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１を動作させ、内鍋１１内を沸騰温度に維持する。本実施形態の電力制御工程は、電力制御１〜３に区画されている。これら電力制御１〜３では、誘導加熱コイル２１は、投入される電力Ｐ３ａと通電率Ｒ３ａがそれぞれ変更され、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１は、全て同一の電力Ｐ３ｂ，Ｐ３ｃかつ通電率Ｒ３ｂ，Ｒ３ｃで動作される。
【００７０】
電力制御１では、内鍋１１内のふきこぼれを防止するために、誘導加熱コイル２１の電力Ｐ３ａ−１および通電率Ｒ３ａ−１を０（零）として動作が停止される。また、電力制御１は、設定時間（例えば１分）が経過されるまで実行される。
【００７１】
電力制御２では、内鍋１１内を沸騰温度に維持するために、誘導加熱コイル２１を昇温３の電力Ｐ２ａ−３と同一の電力Ｐ３ａ−２、かつ、昇温３の通電率Ｒ２ａ−３より少ない通電率Ｒ３ａ−２で動作させる。この電力制御２は、鍋温度センサ２４による検出温度Ｔａが１１０℃（ドライアップ設定温度）になると終了する。
【００７２】
この電力制御２では、ふきこぼれ直前の突沸状態になることがある。そして、並行処理している沸騰状態判断処理にて突沸状態と判断（突沸フラグｆｃ＝１）した場合、誘導加熱コイル２１による加熱量を抑制し、突沸フラグｆｃを０として電力制御２を継続する。本実施形態では、誘導加熱コイル２１を同一の電力Ｐ３ａ−２とし、通電率Ｒ３ａ−２より少ない通電率Ｒ３ａ−２’で動作させる。
【００７３】
また、電力制御２では、昇温３と同様にふきこぼれが生じることがある。そして、ふきこぼれが生じた（ふきこぼれフラグｆｂ＝１）場合、直ぐに誘導加熱コイル２１への通電を遮断し、設定した停止時間Ｔｓが経過すると、ふきこぼれフラグｆｂを０として電力制御２を継続する。但し、誘導加熱コイル２１は、突沸を検出した場合と同様に、同一の電力Ｐ３ａ−２かつ少ない通電率Ｒ３ａ−２’で動作させる。
【００７４】
なお、この電力制御２が終了すると、流通路４０を通して排出される蒸気が殆ど無くなるため、並行処理されている鍋内状態判断処理は終了する。
【００７５】
電力制御３は、ドライアップした内鍋１１内の余熱による焦げを防止するために、誘導加熱コイル２１を電力制御２の電力Ｐ３ａ−２より低い電力Ｐ３ａ−３、かつ、電力制御２の通電率Ｒ３ａ−２より少ない通電率Ｒ３ａ−３で動作される。また、電力制御３は、設定時間が経過するまで実行される。
【００７６】
（むらし工程）
むらし工程では、ソレノイド５１をオフさせて内鍋１１の内圧を外部に開放し、誘導加熱コイル２１、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１を動作させ、内鍋１１内の炊き上げた米飯を蒸らす。本実施形態のむらし工程は、むらし１で、内鍋１１の圧力を大気圧と平衡させるために、誘導加熱コイル２１の電力Ｐ５ａ−１および通電率Ｒ５ａ−１を０（零）として動作を停止させる。その後、むらし２で、内鍋１１内を追い炊きするために、誘導加熱コイル２１を炊き上げ工程の電力Ｐ４ａと同一の電力Ｐ５ａ−２、かつ、炊き上げ工程の通電率Ｒ４ａより小さい通電率Ｒ５ａ−２で動作させる。最後に、むらし３で、内蓋３３に付着した露を蒸発させるために、誘導加熱コイル２１の動作は停止し、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１は電力Ｐ５ｂ，Ｐ５ｃかつ通電率Ｒ５ｂ，Ｒ５ｃで動作させる。
【００７７】
このように、突沸状態またはふきこぼれ状態を検出すると、それ以上ふきこぼれを生じさせないように、炊飯に関する品質を考慮した対策を施すことができる。また、誘導加熱コイル２１、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１によって加熱処理を開始する前、または、ソレノイド５１によって流通路４０を閉塞する前に、発光素子６９によって光を照射し、受光素子７０によって受光値を検出することにより、その受光値を基準値として更新して内鍋１１内の状態を判断することが好ましい。
【００７８】
なお、本発明の鍋内状態判断装置は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【００７９】
例えば、入力電圧Ｖに基づいた判断は、入力された電圧そのものによる絶対値判断としたが、基準電圧を基準とした変化量による相対値判断としてもよい。また、内鍋１１内の沸騰状態を判断するために２個の判断値Ｖｂ，Ｖｏを設定したが、突沸状態を検出する１個の判断値Ｖｏのみとしてもよいうえ、３以上の判断値を設定してもよい。複数の判断値を設定することで、内鍋１１内の沸騰状態を更に多段階で判断できる。
【００８０】
さらに、発光素子６９と受光素子７０とは、透光性を有する接続パイプ５８の外側に配設したが、流通路４０内に配設してもよい。さらにまた、炊飯器１０は、リリーフ弁４１を搭載した圧力式としたが、検出手段である光センサ６８は流通路４０の途中に設ける構成としているため、非圧力式の炊飯器１０であっても適用可能である。
【００８１】
また、判断手段であるマイコンは、設定回数以上突沸判断値を超えると内鍋１１内が過熱状態であると判断したが、設定回数によらず突沸判断値を超えると直ぐに内鍋１１内が過熱状態であると判断するようにしてもよい。また、発光素子と受光素子とを違いの間に検出用配管部を介在させて対向配置したが、鏡等の光反射部材を用いて、両素子間で光を反射させ、発光素子からの光を受光素子で受光するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の鍋内状態判断装置は、炊飯器１０を用いて説明したが、野菜等の食材を調理する調理器でも適用可能である。
【００８３】
また、鍋内状態判断装置は、調理器に限らず、電気ポット等の加熱機器にも適用できる。電気ポットに利用する場合、過熱による突沸を防止できるだけでなく、例えば沸騰（ステップＳ２）後、沸騰判断値Ｖｂを下回る（ステップＳ４）と、空焚き等の異常と判断することが可能である。
【００８４】
さらに、誘導加熱コイル２１、胴ヒータ２３および蓋ヒータ３１等の加熱手段は、必ずしも一体的に実装されていなくてもよい。即ち、家庭の台所に既存のコンロを加熱手段として用いてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０…炊飯器（調理器）
１１…内鍋（鍋）
１３…炊飯器本体
２１…誘導加熱コイル（加熱手段）
２３…胴ヒータ（加熱手段）
２５…蓋体
３０…放熱板
３１…蓋ヒータ（加熱手段）
３３…内蓋
４０…流通路
４３…排気孔
４４…収容カバー
４６…ボール部材
４７…弁収容部
５１…ソレノイド
５３…空隙部（溜部）
５４…連通部
５８…接続パイプ
６３…蒸気口ユニット
６７…排気口
６８…光センサ
６９…発光素子
７０…受光素子
７５…制御基板
７６…電圧変換部
７７…マイコン（判断手段、加熱制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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