(57)【要約】【課題】機器の大きさ、使い勝手は従来と同程度のままに、炊飯性能を向上した炊飯器を提供すること。【解決手段】鍋１と蒸気筒４ｂと蓋加熱板５と蓋加熱手段６と圧力調整手段９と蒸気生成部５ｄと制御手段１３とを有し、圧力加熱と蒸気加熱を実行する炊飯方法により、蓋加熱板５の温度ムラを抑えて、飯への加熱ムラを減少させ、米澱粉の糊化を促進し、食味が向上する。また、余分な水の蒸発のための消費電力量が少なく、設置空間での結露の発生も少ない炊飯である。【選択図】図１
2007236730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、前記蓋に設けられた蓋加熱板と、前記蓋加熱板を加熱する蓋加熱手段と、前記蓋加熱板に設けられ前記鍋内の蒸気を放出する蒸気孔と、前記蓋に設けられ前記蒸気孔からの蒸気を機外へ排出する蒸気筒と、前記鍋内の圧力を調整する圧力調整手段と、前記蓋に装着された水タンクと、前記蓋加熱板に設けられ前記水タンクから供給される水を貯める蒸気生成部と、前記蓋加熱板に設けられ前記蒸気生成部により生成された蒸気を前記鍋内に投入する蒸気投入口とを備えた炊飯器。
【請求項２】
圧力調整手段は、蒸気孔と、前記蒸気孔を開閉する蒸気孔開閉手段と、前記鍋内の圧力を検知する圧力検知手段とで構成されることを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
【請求項３】
水タンクは、蒸気筒内に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の炊飯器。
【請求項４】
保温ご飯または冷めたご飯を加熱する再加熱工程で、圧力調整手段により鍋内の圧力を大気圧より高圧にする圧力加熱を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気を利用した炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の炊飯器は、米に水を吸収させる浸水工程、吸水した米に熱を加え米内のデンプンを糊化させる炊き上げ工程、鍋内に残った余分な水分を除去するとともにさらに糊化を促進させる蒸らし工程を実行し炊飯を行っている。なかでも、炊飯の炊き上げ工程で生成される蒸気を鍋内に閉じ込め、圧力を１気圧以上にし、１００℃〜１１０℃で炊飯する「圧力炊飯」を行う炊飯器がある。一方、鍋内の圧力がほぼ大気圧と同じである炊飯を「通常炊飯」と呼ぶことにする。
【０００３】
しかしながら、従来の炊飯器は白米を短時間で炊飯すれば、鍋内の上層の米は糊化不足で芯有り飯となってしまい、下層の米は過吸水状態で粥状の飯となり、鍋内の上下層で炊飯の出来が不均一（以下では「ムラ」ともいう）になるという課題が生じるものである。この点について以下に詳述する。
【０００４】
そもそも、炊飯過程において米が糊化するために必要なエネルギーは、水が熱媒体として米に供給するものである。炊飯開始当初は、水が十分に存在するが、炊飯過程が進むにつれて水が蒸発し減少してくるので、鍋上層の米ほど水に触れなくなるので、熱供給が不十分となり、糊化不足の飯になりやすいのである。通常炊飯では、この状態を防ぐため、鍋内に水が無くなるまで沸騰状態を維持し、水、実際には米澱粉が混在した「おねば」と呼ばれる液体を上層の米まで上昇させ、上層の米にも十分な熱供給ができるようにしているのである。そのため沸騰状態を維持する工程が長時間必要であり、上下のムラなくおいしいご飯に炊飯するためには、炊飯時間の短縮は困難である。
【０００５】
そこで、発明者らはこのような課題を解決するものとして、図８に示すような炊飯器を提案した。この炊飯器２１は、蓋２７に設けた水タンク３４から、蓋加熱板２８に設けた蒸気生成部２８ａに所定量の水を供給し、蓋加熱板２８を加熱する蓋加熱手段２９により蒸気生成部２８へ供給された水を加熱して蒸気を生成し、生成された蒸気を蓋加熱板２８に設けられた蒸気投入口２８ｂから鍋１２内へ投入するものである。この蒸気は、蒸気生成部２８ａから蒸気投入口２８ｂへ移動する途中で蓋加熱板２８により加熱され、大気圧における水の沸点（１００℃）以上の高温蒸気となる。高温蒸気は１００℃より低い温度の飯に付着すると、凝縮して熱を発生し、飯を加熱する。すなわち、米澱粉の糊化を進行させるのに必要な熱エネルギーを鍋加熱手段２３と高温蒸気により飯に供給し、糊化を促進するものである。
【０００６】
高温蒸気は１００℃より低温の飯には表面で凝縮して水分となり大きな熱エネルギーを与えるが、１００℃以上の飯には与える熱エネルギーが小さいので、飯の乾燥には至らない。また、水タンク３４を加熱するのではなく、必要な蒸気量に応じた水を蒸気生成部２８ａに供給し蓋加熱手段２９で加熱するので、蒸気を生成する時間がかからず必要なタイミングで蒸気を生成、投入することができ、また新たな加熱手段を必要としない。
【特許文献１】特開２００５−１６０９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成の炊飯器では、蒸気を機外へ排出する蒸気排出口３１を有する蒸気筒３５は、蓋加熱板２８に設けられた鍋１２内の蒸気を排出する蒸気孔３０と連通するために蓋加熱板３５の一部に設けられているため、蒸気筒３５を設けた部分には蓋加熱手段２９を設けることはできない。そのため、蒸気を生成するために蓋加熱板２８を加熱すると、蓋加熱手段２９は蒸気筒３１が設けられた部分以外の蓋加熱板２８を一様に加熱し温度が上昇する。これにより、蓋加熱板の蒸気筒３１が設けられた部分と、蒸気筒３５が設けられていない部分との温度差が大きくなり、飯への加熱ムラが大きくなり、おいしく炊き上げることができないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧力と蒸気により、鍋内の上下層で炊き上がりのムラがない炊飯性能を向上した炊飯器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、前記蓋に設けられた蓋加熱板と、前記蓋加熱板を加熱する蓋加熱手段と、前記蓋加熱板に設けられ前記鍋内の蒸気を放出する蒸気孔と、前記蓋に設けられ前記蒸気孔からの蒸気を機外へ排出する蒸気筒と、前記鍋内の圧力を調整する圧力調整手段と、前記蓋に装着された水タンクと、前記蓋加熱板に設けられ前記水タンクから供給される水を貯める蒸気生成部と、前記蓋加熱板に設けられ前記蒸気生成部により生成された蒸気を前記鍋内に投入する蒸気投入口とを備えたものである。
【００１０】
炊飯中に、水タンクから必要な蒸気量に対応する所定量の水を蒸気生成部に供給し、圧力調整手段で鍋内の圧力を大気圧以上に調整した状態で蓋加熱板を加熱することにより、蒸気生成部の水は大気圧での沸点以上まで上昇する。次に鍋内の圧力を大気圧に調整すると、蒸気生成部の水は急激に沸騰し蒸気が生成され、蓋加熱板により加熱されて高温蒸気となり蒸気投入口から鍋内へ投入される。蒸気が水の沸点以下である温度の飯に付着すると、凝縮して熱を発生し飯を加熱する。
【００１１】
このようにして、米澱粉の糊化を進行させるのに必要な熱エネルギーを底部の鍋加熱手段と上方から投入された蒸気により飯に供給し糊化を促進するため、蒸気により鍋内の主として上部の飯に乾燥させることなく熱エネルギーを与えることができ、鍋内の下層部と上層部とで生じている炊きムラを解消することができる。
【００１２】
また、蒸気生成部の水が大気圧での沸点以上まで上がるため、蒸気を生成するために蓋加熱手段で加熱する加熱量を減らすことができ、蓋加熱板の蒸気筒を設けていないの温度が過剰に上がらず、蓋加熱板の蒸気筒を設けた部分と設けていない部分との温度ムラを抑えることができ、飯への加熱ムラが減少し、十分に糊化を促進し全体をおいしく炊き上げることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の炊飯器は、飯の乾燥を伴わずに飯の糊化を促進し、しかも鍋内の飯をムラ無く炊き上げ、炊飯性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、前記蓋に設けられた蓋加熱板と、前記蓋加熱板を加熱する蓋加熱手段と、前記蓋加熱板に設けられ前記鍋内の蒸気を放出する蒸気孔と、前記蓋に設けられ前記蒸気孔からの蒸気を機外へ排出する蒸気筒と、前記鍋内の圧力を調整する圧力調整手段と、前記蓋に装着された水タンクと、前記蓋加熱板に設けられ前記水タンクから供給される水を貯める蒸気生成部と、前記蓋加熱板に設けられ前記蒸気生成部により生成された蒸気を前記鍋内に投入する蒸気投入口とを備えたものである。
【００１５】
炊飯中に、水タンクから必要な蒸気量に対応する所定量の水を蒸気生成部に供給し、圧力調整手段で鍋内の圧力を大気圧以上に調整した状態で蓋加熱板を加熱することにより、蒸気生成部の水は大気圧での沸点以上まで上昇する。次に鍋内の圧力を大気圧に調整すると、蒸気生成部の水は急激に沸騰し蒸気が生成され、蓋加熱板により加熱されて高温蒸気となり蒸気投入口から鍋内へ投入される。蒸気が水の沸点以下である温度の飯に付着すると、凝縮して熱を発生し飯を加熱する。
【００１６】
このようにして、米澱粉の糊化を進行させるのに必要な熱エネルギーを底部の鍋加熱手段と上方から投入された蒸気により飯に供給し糊化を促進するため、蒸気により鍋内の主として上部の飯に乾燥させることなく熱エネルギーを与えることができ、鍋内の下層部と上層部とで生じている炊きムラを解消することができる。
【００１７】
また、蒸気生成部の水が大気圧での沸点以上まで上がるため、蒸気を生成するために蓋加熱手段で加熱する加熱量を減らすことができ、蓋加熱板の蒸気筒を設けていないの温度が過剰に上がらず、蓋加熱板の蒸気筒を設けた部分と設けていない部分との温度ムラを抑えることができ、飯への加熱ムラが減少し、十分に糊化を促進し全体をおいしく炊き上げることができる。
【００１８】
また、鍋内に供給する蒸気を、さらに蓋加熱手段により加熱することにより、蒸気の温度を水の沸点を超える温度の高温蒸気にして、鍋内に投入することができる。鍋内の温度が圧力炊飯の炊き上げ工程では１００℃以上であるのに対し、それと同程度以上の高温度の蒸気を飯に与えるものであり、蒸らし工程で飯の温度を下げずに高温を維持できるものである。また、白米と玄米、新米と古米など、米の種類、状態に応じて必要な温度の高温蒸気を投入することができて、十分な糊化による甘み、粘りがある良好な食味のご飯に炊き上げ、炊飯性能が向上する。
【００１９】
また、蓋加熱板および蓋加熱手段により蒸気を生成することにより、専用の熱源を追加せず、機器を大型化しないで、高温蒸気を生成し、高圧で高温に加熱された飯にさらなる高温エネルギーを適切なタイミングで必要量だけ供給し、安定して炊飯性能が向上する。
【００２０】
また、水タンクから供給する水量を制御することで、蒸気の発生量すなわち蒸気の投入量を制御することができる。水タンクの水を適宜、分割して蓋加熱板に供給することで、蓋加熱手段が同一の加熱能力において、少量の水を短時間で加熱し、これを蒸気として鍋に投入することができる。したがって、適切なタイミングに必用な分量の蒸気を鍋に投入することができ、炊飯性能が向上する。
【００２１】
第２の発明は、特に第１の発明において、圧力調整手段は、蓋加熱板に設けられ鍋内の蒸気を放出する蒸気孔と、前記蒸気孔を開閉する蒸気孔開閉手段と、前記鍋内の圧力を検知する圧力検知手段とで構成されることにより、炊飯量や水加減など、鍋内で生成される蒸気量の多少による、鍋内の圧力変化を検知して、蒸気を放出することで炊飯の各工程で所定の圧力および温度に制御することができる。
【００２２】
また、蒸気孔開閉手段で蒸気孔を開閉すると、鍋内の圧力が大気圧と同程度になり蒸気生成手段で蒸気が生成され、鍋内の蒸気が蒸気孔から機外へ放出されるのに連動して、蒸気生成手段で生成された高温蒸気を鍋内に投入でき、炊きムラを抑えることができる。
【００２３】
また、米種に応じて、炊飯の各工程で蒸気孔を閉じて、必要な高温高圧の状態に保持することもできるので、炊飯性能がより安定する。
【００２４】
また、蒸気孔が閉じているときは鍋内の圧力を大気圧より高圧にした圧力加熱となり、蒸気孔が開いているときは鍋内に蒸気を投入する蒸気加熱となることから、圧力加熱と蒸気加熱を交互に行うことにより、上下の加熱ムラを無くすとともに、投入した蒸気を加熱して高圧にすることで、炊飯工程ではより柔らかく炊き上げることもできる。また、炊飯工程や保温工程では投入した蒸気をさらに鍋の底部へと浸透させるものであり、鍋内の上下のムラなく、乾燥させずに加熱と加水ができるので、糊化を促進しておいしい飯に炊き上げる炊飯性能または適切な温度でしっとりとした保温ご飯に維持する保温性能を得る。
【００２５】
第３の発明は、第１または第２の発明の水タンクは、蒸気筒内に設けられるものであり、蒸気筒内を通過する蒸気により水タンク内の水が加熱されるため、蓋加熱板に供給する水の温度を予め高めることができ、蓋加熱手段の加熱量を抑えて蓋加熱板の温度ムラを減少させ、より均一に炊き上げることができる。
【００２６】
第４の発明は、第１〜第３の発明の保温ご飯または冷めたご飯を加熱する再加熱工程で、圧力調整手段により鍋内の圧力を大気圧より高圧にする圧力加熱を行うことにより、投入した蒸気を加熱して高圧にすることで、蒸気をさらに鍋の底部へと浸透させるものである。短時間でムラなく加熱と加水を実行できるので、ご飯を乾燥させずにおいしいご飯に再加熱できる。
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
まず、全体の構成を説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態１における炊飯器の断面図である。炊飯器本体１４は、米や水等の被調理物を収容する鍋１を着脱自在に内部に有し、炊飯器本体１４の上面を覆う蓋４を開閉自在に上部に有している。鍋１は、鍋１の底面に設けられた加熱コイル等の鍋加熱手段２、側面に設けられた鍋側面加熱手段３により加熱される。鍋温度検知手段７は、鍋１の底部に設けられ鍋１の温度を検知する。蓋４は、蓋４の下部を構成する蓋カバー４ａ、蓋カバー４ａに着脱自在に設けられ蓋４が閉じられた状態のとき鍋１の開口部を覆う蓋加熱板５、蓋加熱板５を誘導加熱する加熱コイル等の蓋加熱板加熱手段６、蓋加熱板５の温度を検知する蓋加熱板温度検知手段８を有している。
【００３０】
蓋４が閉じられた状態のとき、鍋１と蓋加熱板５の間には隙間ができるが、その隙間は蓋加熱板５に取り付けられたループ状のパッキン５ｂで封止され、鍋１内は密閉される。
【００３１】
圧力調整手段９は、蓋加熱板５に設けられた鍋１内の蒸気を放出する蒸気孔５ａと、球状の弁体９ａを移動させて蒸気孔５ａを開閉する蒸気孔開閉手段９ｂと、鍋１内の圧力を検知する圧力検知手段９ｃとにより構成され、蒸気孔５ａを閉じて鍋１内に蒸気を充満させることより鍋１内の圧力を大気圧以上にし、蒸気孔５ａを開放して蒸気孔５ａと後述する蒸気孔カバー１２に設けられた第２の蒸気孔１２ａとを連通する蒸気筒４ｂを通じて、鍋１内の蒸気を機外へ放出することにより鍋１内の圧力を大気圧と同等にする。蒸気筒４ｂは、蓋４の上面を凹ませた凹部と蒸気孔カバー１２とにより構成されている。なお、蒸気筒４ｂは蓋４と別体で構成してもよい。
【００３２】
水タンク１０は炊飯時に必要な蒸気を生成するための所定量の水を貯留する容器であり、蓋４の上部に着脱自在に構成される。水タンク１０は蓋４に設けられた給水手段１１に接続され、給水手段１１が作動することで水タンク１０の水を蓋加熱板５に設けた凹部である蒸気生成部５ｄに供給する。
【００３３】
給水手段１１は上部に装着された水タンク１０の水を蒸気生成部５ｄに滴下するための弁体と弁駆動機構であってもよいが、本実施の形態１ではより安定して所定量の水を供給するためのポンプで構成し、ポンプの動作に応じて給水量を制御できるものとする。なお、このような給水機構は一般的な部品で構成可能であるので、詳細な図示は省略している。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態１における炊飯器の蓋加熱板の平面図である。蒸気投入口５ｃは蓋加熱板５に設けられ、蒸気生成部５ｄで生成された蒸気はこの蒸気投入口５ｃから鍋１に供給される。ループ状のパッキン５ｅ、パッキン５ｆにより、蒸気生成部５ｄで生成された蒸気が蓋加熱板温度検知手段８や圧力検知手段９ｃに直接接触しない構成であり、また蒸気投入口５ａや球状の弁体９ａに直接接触することがない構成である。
【００３５】
蒸気孔カバー１２は蓋４に装着された水タンク１０を覆うものであり、開閉自在であるとともに、上述のように蒸気を排出する第２の蒸気孔１２ａを有する。
【００３６】
制御手段１３は、加熱手段制御部１３ａと温度計測部（計測手段）１３ｂを有し、炊飯器本体１４の前面に設けられた入力操作部１５により入力された信号、および記憶手段（図示せず）に記憶された、浸水工程における温度、温度上昇速度、時間や、炊き上げ工程における圧力値、温度、温度上昇速度等の値に基づいて、炊飯工程を実行する。炊飯工程において、加熱手段制御部１３ａは鍋温度検知手段７および蓋加熱板温度検知手段８の検知信号に基づいて鍋加熱手段２、鍋側面加熱手段３および蓋加熱手段６を制御する。
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態１における炊飯器の入力操作部１５の正面図である。入力操作部１５は、使用者が所望の運転コース等を設定したり炊飯工程等をスタートさせたりするときに操作されるものであり、炊飯開始スイッチ１５ａ等の各スイッチと、表示部１６を有している。表示部１６は、炊飯終了時や選択されたコース等を表示するメイン表示部１６ａ、炊飯工程中であることを示す炊飯ランプ１６ｂ、保温工程中であることを示す保温ランプ１６ｃ、再加熱処理中であることを示す再加熱ランプ１６ｄ、鍋内の圧力を高める圧力処理中であることを示す圧力ランプ１６ｅ、蒸気を投入する蒸気処理中であることを示す蒸気ランプ１６ｆ等を有している。
【００３８】
次に、炊飯工程の各工程について説明する。
【００３９】
本発明の実施の形態１における炊飯器の炊飯工程は、浸水工程、炊き上げ工程および蒸らし工程の順で構成される。なお、炊き上げ工程には鍋内を高温に維持する工程が行われ、これを沸騰維持工程とも呼ぶ。
【００４０】
浸水工程は、糊化温度よりも低温の水に米を浸し、予め米に吸水させておくおことで、以降の工程において、米の中心部まで十分に糊化させるための工程である。そのため、米の糊化が開始しない温度まで米と水の温度が上昇するように鍋加熱手段２である鍋加熱コイルおよび鍋側面加熱手段３である鍋側面加熱コイルに通電し、鍋１の底面および側面を発熱させる。鍋１の米全体を目的の温度で均一に維持し、鍋１の米の吸水条件を均一に保つことが行われる。図１は、本発明の実施の形態１における浸水工程時の炊飯器の断面図である。所定温度としては米の糊化が起こらない４０℃から６０℃以下に保持される。
【００４１】
また、この浸水工程開始時に、給水手段１１の動作により、後の炊き上げ工程で鍋内に投入する蒸気を生成するのに必要な所定量の水を蒸気生成部５ｄに供給する。
【００４２】
浸水工程を所定時間行うと、次に炊き上げ工程を実行する。図４は、本発明の実施の形態１における炊き上げ工程時の炊飯器の断面図である。炊き上げ工程では、主として鍋加熱手段２で鍋１の底面を発熱させ、炊飯中の米および水の温度を水の沸点まで上昇する。もちろん、鍋加熱手段２、鍋側面加熱手段３および蓋加熱手段６で加熱してもよい。また、鍋１内の水の沸騰により蒸気が生成する段階では、圧力調整手段９である蒸気孔開閉手段９ｂにより蒸気孔５ａを閉じて鍋１内を密閉しており、蒸気の充満により鍋１内の圧力を大気圧より高圧に保持することで、鍋１内および蒸気生成部５ｄ内の水の沸点を高め、加圧した状態で炊飯する。鍋１全体の飯をすばやく加熱し、米澱粉の糊化を行う。
【００４３】
炊き上げ工程の加熱途中で、鍋１内の米および水の温度が６０℃前後になるとデンプンの糊化が始まる。この炊き上げ工程において、炊飯時間を短縮するために急激に沸騰させると、米表面が先に糊化してしまい米内部への水や熱の伝達が十分に行えず、特に米中心部の糊化が完了しない状態で炊飯工程が終了するため、粘りのないパサパサしたごはんになってしまう。しかしながら適度な浸水工程を経た米は、鍋１内の圧力が大気圧よりも高いため、１００℃以上の水で炊き上げることができ、温度上昇速度を高めて急速に沸騰させ、１００℃の水で炊く場合に比べて単位時間の加熱量が増え、糊化を促進させることができる。鍋１内の水が沸騰したことを蓋加熱板温度検知手段８が検知すると、炊き上げ工程の沸騰維持工程に移る。
【００４４】
沸騰維持工程では、圧力調整手段９により蒸気孔５ａを開放して鍋１内の圧力を大気圧と同等にしながら、沸騰を維持する。図５は、本発明の実施の形態１における沸騰維持工程の炊飯器の断面図である。
【００４５】
このとき、蒸気孔５ａを開放することで、鍋１内が大気圧となり、大気圧の沸点以上となっていた蒸気生成部５ｄの水は沸騰し、蒸気が生成される。蓋加熱手段６を運転することで、この沸騰が持続する。この蒸気は蒸気生成部５ｄから蒸気投入口５ｃに移動する間に、蓋加熱手段６により加熱された蓋加熱板５にて加熱され、高温蒸気として蒸気投入口５ｃより鍋１内に上方から投入され、鍋１内の底部における水の沸騰による蒸気とも合わせて、米が上下全体に均一に加熱されるので、糊化が均一に行われる。
【００４６】
ここで、蓋加熱板５の蒸気筒４ｂが設けられた部分には蓋加熱手段６を設けることができない。そのため、蓋加熱板５の蒸気筒４ｂが設けられていない部分は、鍋１からの蒸気や蓋加熱手段６で加熱された部分から熱伝導されて加熱される程度であり、圧力調整手段９が設けられた部分とそれ以外の部分では温度差が生じてしまい加熱ムラが生じてしまう。しかしながら、蒸気生成部５ｄの水は大気圧の沸点以上まで上がっているため、非圧力式炊飯の場合に比べて蓋加熱手段６による加熱量を減らすことができ、温度ムラを抑えることができる。
【００４７】
また、底部からの沸騰により水が対流するため、水が米同士の間を激しく流れることにより、鍋１内の米全体に水と熱がまんべんなく供給され糊化が促進される。また、鍋１内の水が蒸発すると、蒸気孔５ａが開放されたことにより蒸気の流れができ、蒸気は米の間を通過して上昇して蒸気孔５ａから炊飯器外へ放出され、蒸気が米の間を通過することによりさらに糊化が促進される。
【００４８】
鍋１内の炊飯水が蒸発してほぼ無くなると鍋１の温度が急激に上昇する。この急激な上昇により所定の温度を鍋温度検知手段７が検知したとき、沸騰維持工程を終了し、次の蒸らし工程に移る。すなわち沸騰維持工程の時間は、浸水工程において鍋１内に供給する水量に依存する。炊き上げ工程で最高温度および最高圧力による圧力処理を経た米の含水率は高くなっているため、米の吸水に要する時間を短縮することができる。これにより、炊き上げ工程、沸騰維持工程において水を加熱する加熱エネルギーの消費電力量を抑えることができる。
【００４９】
また、蒸気生成部５ｄ内の水がなくなると、再び給水手段１１の動作により蒸らし工程で必要な蒸気を生成するための所定量の水を蒸気生成部５ｄに供給し、沸騰維持工程において加熱する。
【００５０】
最後に、蒸らし工程では、鍋加熱手段２が鍋１の底面の飯が乾燥したり焦げたりしない程度に鍋１の底面を発熱させると共に、蒸気孔５ａを閉じ、蒸気の充満により鍋１内の圧力を大気圧より高圧に保持することで、加圧した状態で蒸らす。１００℃以上の高温蒸気は細かい粒子となって、鍋１内の米の隙間を通り鍋１内の底部にも行き渡り、米の一粒一粒を包み込む。
【００５１】
さらに、図５に示すように、圧力調整手段９により球状の弁体９ａを移動させ、蒸気孔５ａを開放することで、鍋１内が大気圧となる。
【００５２】
さらに、図６に示すように水タンク１０から蒸気生成部５ｄに供給された水が主として蓋加熱手段６の加熱により気化し、蓋加熱板５によりさらに加熱されながら、沸点以上の高温蒸気として蒸気投入口５ｃより鍋１の上方に投入される。高温蒸気として蒸気投入口１３より鍋１内に投入される。鍋１内の炊飯用の水、そのうち米に吸水されていない自由水は少ないので、下部から新たに発生する蒸気は少なく、高温蒸気が鍋１内の飯にくまなく供給されて、糊化が均一に持続される。
【００５３】
高温蒸気は矢印Ｐのように鍋１内に投入されて、飯に熱エネルギーを与え、蒸気孔５ａおよび第２の蒸気孔１２ａから矢印Ｑのように排出される。同時に、鍋側面加熱手段３により、適宜、鍋１の側面を加熱する。蓋加熱手段６は蓋加熱板５に露が着かない程度に、蓋加熱板５を発熱させる。また、蓋加熱板５において蒸気が通過しこれを加熱する部位は蓋加熱板温度検知手段８にて検知された温度に基づき、１００℃より高温度で、飯を加熱し過ぎない温度に蓋加熱手段６にて加熱される。
【００５４】
投入した蒸気で鍋１内を充満しながら鍋加熱手段２、鍋側面加熱手段３および蓋加熱板加熱手段６により追い炊き加熱を行うので、ごはんの乾燥と焦げを抑えることができる。
【００５５】
このように蒸らし工程においては、飯が芯まで糊化するように、飯が乾燥したりこげたりしない温度で、且つ鍋１全体すなわち飯を高温の状態に保つことが重要である。このために、実施の形態１によれば、水タンク１０の水から生成され、さらに加熱された高温蒸気が、蒸気投入口５ｃより鍋１の上部空間に供給される。
【００５６】
高温蒸気が１００℃以下の飯に付着して凝縮し、飯に熱を加えて、温度を高め、糊化を促進する。同時に、表面には凝縮した水分が付着する。また高温蒸気と飯の温度差は大きくて５０〜６０℃以下であり、高温蒸気の流速も小さく、投入時間も短いので、飯粒表面の余分な水分を乾燥する程度で、飯は乾燥しない。すなわち、飯を乾燥させずに、米澱粉の糊化を進行させる熱エネルギーを供給し、飯の糊化を促進し、炊飯性能を向上させる。炊き上げ工程および蒸らし工程において、高温蒸気の作用により米の温度ムラが小さく、糊化が均一に、粘りや吸水のムラも小さく、食味が安定し、高い炊飯性能を得る。もちろん、目標とする炊き上がりの状態、すなわち、食感や炊飯量等々の違いにより、適正な蒸気投入量、蒸気温度は変化することはいうまでもない。
【００５７】
所定時間蒸らし工程を行った後、鍋１内の温度を所定温度（例えば、７０℃前後）に維持する保温工程を行う。実施の形態１では、蒸らし工程Ａ３において、給水手段１１にて蒸気生成部５ｄに給水し、この水を保温工程において加熱するものとする。
【００５８】
なお、圧力調整手段９を、鍋１内の蒸気を放出する蒸気孔５ａと、蒸気孔５ａを開閉する蒸気孔開閉手段９ｂと、圧力検知手段９ｃとで構成することにより、炊飯量や水加減など、鍋１内で生成される蒸気量の多少による、鍋１内の圧力変化を検出して、蒸気を放出することで、炊飯の各工程で所定の圧力および温度に制御するものであり、圧力の低下を確認し、蒸気を投入できるので、所定の高温高圧に保持することで炊飯性能が安定するものである。
【００５９】
なお、米種に応じて、炊飯の各工程で蒸気孔５ａを閉じて、必要な高温高圧の状態に保持することもできるので、炊飯性能がより安定する。
【００６０】
なお、鍋１内の圧力を検知するために、圧力検知手段９ｃに換えて、鍋１内の温度を計測できる温度検知手段であってもよい。
【００６１】
なお、保温工程において、所定時間の間隔で、蒸気生成部５ｄの水から蒸気を生成し、鍋１に投入することで、飯の乾燥を抑制し、鍋１内の保温臭を追い出すことで、おいしさを維持するものである。
【００６２】
さらに、「圧力加熱」および「蒸気加熱」の作用を説明する。
【００６３】
図７は、本発明の実施の形態１における炊飯器の各工程における鍋内の温度変化、圧力変化、蒸気投入および給水手段の動作を示すタイムチャートである。
【００６４】
時刻ｔ０に開始した浸水工程において、給水手段１１の動作により蒸気生成用の少量の水が蒸気生成部５ｄに予め給水される。時刻ｔ１において、炊き上げ工程を開始し、鍋１内の水の沸騰が開始する。圧力調整手段９により蒸気孔５ａが閉じられているので、時刻ｔ２において、鍋１内に蒸気が充満し、鍋１内の圧力は大気圧以上になる。
【００６５】
時刻ｔ２から所定の時間を経て、圧力調整手段９により蒸気孔５ａを開放し、鍋１内の圧力が大気圧となるように蒸気が排出される。この後、蓋加熱手段６で加熱され生成された蒸気が、蓋加熱板５にて加熱されて鍋１に投入される。続いて、時刻ｔ２’で給水手段１１にて蒸気生成用の少量の水が蒸気生成部５ｄに給水される。
【００６６】
炊き上げ工程Ａ２での後半では、鍋１内の温度を大気圧に維持して、鍋１内の水が沸騰するような「沸騰維持工程」を行う。この工程では圧力調整手段９により蒸気孔５ａを開放して蒸気を機外へ逃がし、沸騰を維持することにより水と熱を米に供給して糊化を促進させる。この沸騰維持工程の最終段階では水がなくなりつつあり、圧力調整手段９により蒸気孔５ａが閉じることで、鍋１内に蒸気が充満し、鍋１内の圧力は大気圧以上になる。
【００６７】
時刻ｔ３において、鍋１内の水分がなくなり、鍋１の温度が急激に上昇し所定の温度に達したことを鍋温度検知手段７が検知すると、蒸らし工程を開始する。圧力調整手段９により蒸気孔５ａを閉じられているので、鍋１内の圧力が大気圧より高く、蒸気は鍋１内に充満し、米の糊化がより高める。
【００６８】
時刻ｔ３から所定の時間を経て、時刻ｔ３’で圧力調整手段９により蒸気孔５ａを開放し、鍋１内の圧力が大気圧となるように蒸気が排出される。次に、蓋加熱手段６で加熱され生成された蒸気が、蓋加熱板５にて加熱されて鍋１に投入される。沸騰温度以上の高温度の蒸気が凝縮することで米に作用する加熱と加水により、糊化を完全にすることで、ごはんの甘みと香りが増す。
【００６９】
時刻ｔ４において、炊飯工程を終了し、保温工程に移行する。なお、次の保温工程のために、時刻ｔ３”で給水手段１１にて蒸気生成用の少量の水が蒸気生成部５ｄに給水される。
【００７０】
以上のように、圧力加熱と蒸気加熱を行うことにより、上下のムラなく十分に糊化されたごはんに炊き上げることができる。
【００７１】
なお、蒸気生成部５ｄ内に供給した水を蓋加熱手段６で加熱して蒸気を生成するため、蒸気を生成し鍋１内に供給する新たな加熱手段は必要なく、従来の炊飯器の構成で実現することができるが、もちろん、蒸気を生成し鍋１内に供給する他の蒸気発生手段を用いてもよい。独立した他の蒸気発生手段にすることで、蒸気を間欠投入することができる。
【００７２】
なお、入力操作部１３に炊飯する米種を選択する米種入力部（図示せず）を設け、各米種に適切な圧力値を記憶手段にそれぞれ記憶しておき、選択された米種に応じた圧力値になるよう圧力調整手段９により調節することにより、各米種に適切な温度、圧力で炊飯することができる。例えば、玄米の場合は、白米が選択された場合よりも圧力値を高くすることにより、かたさやぱさつきがなく炊き上げることができる。また、軟質米と硬質米、新米と古米、白米と玄米などより細かく米種を選択できるようにすることにより、より各米種に対して適切な炊飯を行うことができる。
【００７３】
なお、鍋加熱手段２、鍋側面加熱手段３および蓋加熱板加熱手段６は、誘導加熱によるものを用いているが、それぞれ電気ヒーターやガス燃焼など熱源は何でもよく、鍋加熱手段２以外は設けなくてもよい。また、それぞれが単一のリング形状であってもよく、複数個に分割されてあってもよい。もちろん、複数個のコイルで構成されてもよい。
【００７４】
なお、鍋温度検知手段７および蓋加熱板温度検知手段８は、通常運転での温度から異常時の高温度までの範囲を検知できるものであれば、どのような検知原理でもよい。
【００７５】
なお、圧力制御手段９は蓋加熱板５の蒸気孔５ａを開閉することにより鍋１内の圧力を調節したが、鍋１内の圧力を制御できるものであればどのようなものでもよい。
【００７６】
なお、炊飯工程または保温工程で、鍋１内の圧力を大気圧より高圧にした「圧力加熱」と鍋１内に蒸気を投入する「蒸気加熱」を交互に繰り返し行うことにより、上下の加熱ムラを無くすとともに、投入した蒸気を加熱して高圧にすることで、炊飯工程ではより柔らかく炊き上げることもできる。また、炊飯工程や保温工程では投入した蒸気をさらに鍋１の底部へと浸透させるものであり、鍋１内の上下のムラなく、乾燥させずに加熱と加水ができるので、糊化を促進しておいしい飯に炊き上げる炊飯性能と、適切な温度でしっとりとした保温ご飯に維持する保温性能とを得るものである。
【００７７】
なお、保温ご飯または冷めたご飯を加熱する再加熱工程で、少なくとも鍋１内の圧力を大気圧より高圧にする「圧力加熱」を実施することにより、蒸気生成部５ｄで生成し蒸気投入口５ｃから投入した蒸気を加熱して高圧にすることで、蒸気をさらに鍋１の底部へと浸透させるものである。短時間でムラなく加熱と加水を実行できるので、ご飯を乾燥させずにおいしいご飯に再加熱できるものである。
【００７８】
なお、水タンク１０、給水手段１１、蒸気生成部５ｄ、蓋加熱手段６などから形成される蒸気発生手段が鍋１内に供給する蒸気を、さらに加熱する蒸気加熱手段を蓋加熱板５、蓋加熱手段６などで設けることにより、蒸気の温度を水の沸点を超える温度の高温蒸気にして、鍋１内に投入することができる。鍋１内の温度が従来の圧力炊飯の炊き上げ工程では１００℃以上であるのに対し、それと同程度以上の高温度の蒸気を投入するものであり、蒸らし工程でも飯の温度を下げずに高温を維持できるものである。
【００７９】
なお、白米と玄米、新米と古米など、米の種類、状態に応じて蓋加熱手段６の動作を制御することで、必要な温度の高温蒸気を投入することができて、十分な糊化による甘み、粘りがある良好な食味のご飯に炊き上げ、炊飯性能が向上するものである。すなわち、炊飯工程後の保温工程や、冷めたご飯に対し、使用者が必要に応じてご飯を温めるための再加熱工程等においても、蒸気加熱を導入することで、同様の効果を奏することができる。
【００８０】
なお、図２に示すように、蒸気を生成する水を収納する水タンク１０と、蒸気孔カバー１２とが別体であるので、蒸気孔カバー１２を開放して、水を収納した水タンク１０のみを着脱できるものであるが、これらを一体化してもよいものである。さらには、蓋４の開閉時に水タンク１０の水は内部に保持されて、周辺に飛散しない。さらには、蓋４の開時にも、水タンク１０を着脱できるものである。
【００８１】
なお、圧力調整手段９の球状の弁体９ａを移動させる蒸気孔開閉手段９ｂは、電動機、ソレノイド、温度に応じて伸縮する形状記憶合金等により形成することができるものであるが、一般的なよく知られた技術でもあり、図示を省略する。
【００８２】
なお、蓋加熱板５は金属材料で形成されているが、多層金属板であっても、また部分的に厚肉であってもよく、特に蒸気加熱部１４など、蒸気の通過部分の熱容量を大きくする構成であれば、蒸気の加熱効果が向上し、これに限定するものでもない。
【００８３】
さらに、以上のように構成された炊飯器について、機器の使用法や鍋１内の圧力の制御と蒸気の発生という点から補足説明する。
【００８４】
炊飯を行う米とその米量に対応する水を鍋１に入れ、炊飯器１に収納する。また、水タンク１０に所定量の水を給水する。さらに、入力操作部１５の炊飯スイッチ１５ａを使用者が操作すると、制御手段１３が炊飯スイッチからよりの入力を受け、炊飯工程を実行する。
【００８５】
炊飯工程において、鍋温度検知手段７は鍋１の底面の温度を検知し、制御手段１３へと信号を送る。鍋温度検知手段７よりの信号に基づき、制御手段１３は浸水、炊き上げ、蒸らしの各工程に大分された炊飯工程のそれぞれにおいて、鍋１の内部の水と米の状態が適正値として設定された温度や所定時間に維持されるよう、鍋加熱手段２、鍋側面加熱手段３、蓋加熱手段６のそれぞれの加熱コイルへの通電量を制御する。
【００８６】
すなわち、鍋加熱手段２と鍋側面加熱手段６は制御手段１３より供給される電流で誘導加熱により鍋１の底と側面を発熱させる。同様に、蓋加熱手段６も制御手段１３より供給される電流で誘導加熱により蓋加熱板５を発熱させる。また、浸水、炊き上げ、蒸らしの各工程において、球状の弁体９ａの開閉状態を切り替えることなどにより、図８に示すような炊飯中の米の温度制御を行う。
【００８７】
また、炊き上げ工程で、球状の弁体９ａは閉状態である時は、鍋１内の圧力が大気圧より高圧であり、鍋１内の米と水はもとより、水タンク１０の内部の水も、高温高圧に保持される。鍋１内の圧力が所定圧力以上に上昇し、所定時間を経ると、球状の弁体９ａが開状態に切り替わり、鍋１内の圧力が大気圧まで低下し、水の沸点が下がることで、鍋１内の水はもとより、水タンク１０の内部の水も少し沸騰し、蒸気が生成される。蓋加熱手段６にて蒸気生成部５ｄの加熱が行われ、発生した蒸気は蓋加熱板５の表面を移動しながら、徐々に加熱されて、蒸気投入口５ｃより高温蒸気として鍋１に投入される。したがって、制御手段１３にて球状の弁体９ａの動作、開閉時間および開閉回数を制御することにより、炊き上げおよび蒸らし工程で、高温蒸気が鍋１に投入することもできる。
【００８８】
なお、蒸気生成部５ｄは蓋４に配置することで、炊き上げ工程において鍋１および加熱された飯からの放熱を受けるので、以後の工程で蒸気生成部５ｄから蒸気を発生するときには、蒸気生成部５ｄの水はあらかじめ高温度に予熱された状態となっている。すなわち、炊き上げ工程や蒸らし工程において、開閉弁を開放すれば、水の沸点が下がり、直ちに水が沸騰するものであり、短時間で蒸気を生成し、また高温蒸気を得ることができる。炊飯に必要な熱エネルギーを所定のタイミングで投入できるので、応答性がよく、この点から省エネにもなる。
【００８９】
なお、水タンク１０を金属材料や複合材料などの耐熱容器で構成し、その加熱を蓋加熱手段６で兼用することや、専用の加熱手段として誘導加熱するための加熱コイルや、ヒーターを設けた構成としてもよい。蓋加熱手段６で水タンク１０と蓋加熱板５を加熱することもできることも言うまでもない。
【００９０】
なお、水タンク１０を加熱する手段を専用に設けてもよい。このことで、蓋加熱手段６による蓋加熱板５の加熱温度とは異なる高温度あるいは低温度に水タンク１０を加熱することができて、飯の炊き上がり、保温をよりきめ細かく制御し、飯の食感を制御することができる。
【００９１】
なお、水タンク１０は、蓋加熱板５と別体に形成しているが、これらは一体に構成してもよい。このことで、蓋加熱手段６によって水タンク１０を加熱することが可能となり、蒸気生成のタイミングを比較的自由に制御できて、飯の炊き上がり、保温をよりきめ細かく制御し、飯の食感を制御することができる。
【００９２】
なお、炊飯の都度、水タンク１０を取り外して、所定量の水を収納するものであるが、他の給水手段を設けてもよい。例えば、大型の第２の水タンクを本体または蓋４に収納することで、所定のタイミングで必要な水量が水タンク１０あるいは蒸気生成部５ｄに直接投入される水供給機構であってもよいものである。このことで、通常は第２の水タンクに水を補充するだけでよいこととなり、炊飯の都度、水タンク１０に給水するという手間が省け、使い勝手は向上する。
【００９３】
なお、実施の形態１では蓋加熱板５が発熱することで蒸気を加熱しているが、蒸気生成部５ｄから蒸気投入口５ｃに連通する空間において、蓋加熱板５に加えて、他の熱源を配置することで、高温蒸気とする構造であっても良い。もちろん、このように専用の熱源が不要であることは、機器を大型化せずに、設置性や操作性などを維持しながら、炊飯性能が向上する。
【００９４】
なお、蒸気発生手段が生成する蒸気を加熱する蒸気加熱手段として、少なくとも蓋加熱板５と蓋加熱手段６のいずれか一方であればよく、このための専用の熱源を追加しないで、また、機器を大型化しないで、高温蒸気を生成し、高圧で高温に加熱された飯にさらなる高温エネルギーを適切なタイミングで必要量だけ供給し、炊飯性能が向上するものである。
【００９５】
なお、投入する蒸気は鍋１に投入する蒸気投入口５ｃで１００℃を超えた温度であることに限定するものではない。もちろん、投入直前で高温蒸気であれば炊飯性能は飛躍的に向上するが、鍋１に投入後に、蓋加熱板５や鍋１の側面からの熱エネルギーで高温蒸気とし、飯に供給することで、同様の効果が得られるものである。
【００９６】
なお、蓋加熱手段６は蓋加熱板５を誘導加熱する蓋加熱板加熱コイルであり、蓋側面加熱手段３は鍋１の側面を誘導加熱する鍋側面加熱コイルであるが、加熱手段としては、誘導加熱に限定するものではない。それぞれの部位に対して、炊飯工程で必要とする熱量が供給できる手段であればよい。従来から公知であるヒーターの他にも、温風、高温蒸気、ガス燃焼等々を組み合わせてもよいことは、言うまでもない。
【００９７】
なお、蓋加熱板５は単層あるいは多層の金属材料で形成されているが、蒸気生成部５ｄや蒸気が加熱される部位を含めて蓋加熱板５の一部または全部に蓄熱部を設けたものであってもよい。このことで、蓄熱部に高温エネルギーを保有させた状態で水を滴下すれば、短時間で蒸気を生成することができて、炊飯工程あるいは保温工程で、必要なタイミングで蒸気を鍋１に投入することができる。
【００９８】
なお、鍋側面加熱手段３は上下方向に多段であることで、炊飯量に応じて、鍋１の上部空間を側面から加熱することができる。もちろん、単一の加熱コイルであってもよいものである。
【００９９】
なお、圧力調整手段９により、炊飯の炊き上げ工程に限らず、蒸らし工程で、鍋１で生成された蒸気による鍋１内の蒸気圧力および蒸気温度を制御して、いろいろな食感の飯に炊き上げることができる。すなわち、球状の弁体９ａが動作する時間と回数を制御すれば、蒸気発生手段で生成した蒸気の加熱条件や、鍋１への蒸気の投入量および排出量を制御でき、飯への加熱条件を制御することで様々な食味を実現し、炊飯性能が向上する。
【０１００】
なお、炊き上げの後半部および蒸らし工程で高温蒸気を投入しているが、鍋加熱手段２、鍋側面加熱手段３、蓋加熱手段６の運転方法により、米の種類、劣化度合い、炊き上げる飯の硬さに関する好みなどの違いにより、一部の工程でのみ投入しても、炊飯性能が向上するものである。また、これを前提とすれば、蒸気発生のための使用水量も少なくなり、水タンク１０の大きさが小型化でき、鍋１の内容積にも殆ど影響しないで、炊飯器本体や全体の大きさもコンパクトなものとなる。
【０１０１】
なお、蓋加熱手段６および蒸気加熱手段を炊き上げ工程で動作させ、蒸気および水タンク１０を高温度にすることができる。
【０１０２】
なお、従来から行われているように、米の種類に応じ、炊き上げ工程の圧力と温度条件を設定し、選択することで、それぞれに適した炊飯を実現し、飯の粘り、硬さなどを制御することができるものであり、食味のバラツキを抑制し、食味の向上が図れる。
【０１０３】
また、入力操作部１５に炊飯する米種（白米、玄米、無洗米）や新鮮度（新米、普通米、古米）等を選択する米種入力部（図示せず）を設け、制御手段１３の記憶手段に、各米種や新鮮度に適切な温度上昇速度をそれぞれ記憶しておき、選択された米種や新鮮度に応じた温度上昇速度で炊き上げ工程を実行することにより、芯が残らない適切なかたさに炊き上げることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、機器の設置性、使い勝手を維持しつつ、鍋内の上下の飯を乾燥させずに、ムラなく糊化を促進することで、炊飯性能を向上することができるので、省スペース性や操作の簡便性が必要な業務用炊飯器の用途にも適用できる。また、高温高圧による加熱と蒸気加熱を併用することで種々の炊飯メニューや調理メニューに対応する業務用炊飯器や調理器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の断面図
【図２】同炊飯器の蓋加熱板の平面図
【図３】同炊飯器の入力操作部の正面図
【図４】同炊飯器の炊き上げ工程における断面図
【図５】同炊飯器の沸騰維持工程における断面図
【図６】同炊飯器の蒸らし工程における断面図
【図７】同炊飯器の各工程における鍋内の温度変化、圧力変化、蒸気投入および給水手段の動作を示すタイムチャート
【図８】従来の炊飯器本体を示す断面図
【符号の説明】
【０１０６】
１  鍋
２  鍋加熱手段
３  鍋側面加熱手段
４  蓋
４ｂ  蒸気筒
５  蓋加熱板
５ａ  蒸気孔
５ｃ  蒸気投入口
５ｄ  蒸気生成部
６  蓋加熱手段
７  鍋温度検知手段
８  蓋加熱板温度検知手段
９  圧力調整手段
９ａ  球状の弁体
９ｂ  蒸気孔開閉手段
９ｃ  圧力検知手段
１０  水タンク
１１  給水手段
１２  蒸気孔カバー
１２ａ  第２の蒸気孔
１３  制御手段
１４  炊飯器本体
１５  入力操作部
【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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【図７】
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【図８】
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