JP2005211635A - 煮こぼれ防止装置付き炊事用鍋 - Google Patents

Abstract

【課題】煮こぼれの発生を阻止するために、炊事空間の圧力が上昇して、鍋本体とふたの隙間から煮こぼれが発生する前に、炊事空間の水蒸気を排出して圧力を下げる事により、鍋本体とふたの隙間からの煮こぼれの発生を防止しすると共に、凝結した一部の水蒸気を炊事空間内に還流させるような機構を持った炊事用鍋を提案することを課題としている。
【解決手段】鍋本体とふたの隙間から煮こぼれが発生する前に炊事空間の水蒸気を排出するようにニードル弁を作動させ、凝結した水を一時貯水空間にとどめ、再度ニードル弁が開放されたときに水を炊事空間内に還流させる。
【選択図】図３

Description

本願発明は炊事用鍋の、鍋本体とふたの隙間からの煮こぼれを防止する技術の分野に関するものである。

炊事環境の整理整頓や特に衛生が非常に重視される昨今、煮こぼれの問題を解決するため、特許文献に示すように多数の提案がなされているが、いまだ煮こぼれの問題を有効に解決し、実用的な方法として広く受け入れられている方法は存在しない。
現代の高い工業技術が鍋本体とふたの密閉度を向上させ、熱源もガス、電気が主流となり比較的細かな加熱加減が出来るようになり、資源の枯渇と地球温暖化の両面からエネルギーの有効活用が叫ばれる今日、エネルギーロスの少ない炊事用鍋の出現が望まれている。

技術の進歩が省エネルギー炊事用鍋として図２に示すような、鍋本体とふたの接触部を精密に加工して炊事空間の密閉度を上げると共に、この接触面に介在する水分が水蒸気の漏れを防ぐシールの役割をすることから、非常に高い閉塞効果を発揮し、加熱後の冷却過程に炊事空間３内が陰圧となりふたが取れなくなる。
ふたを取るためには、再度加熱して炊事空間内の圧力をあげて、陰圧状態から開放する必要がある。

マーケットにあるふたを調査したところ、ふたの質量は、例えば鍋本体の内径が２００ｍｍ程度の炊事用鍋の場合、鉄ホーロー製は概略１．１−１．３ｋｇ、ステンレス鋼製は概略０．３−０．４ｋｇ、アルミ製は概略０．１−０．２ｋｇであった。
ふたは炊事用鍋の内外の圧力差により持ち上げられようとするが、その圧力を受ける面積は概略３００ｃｍ^２と計算されるから、ふたの質量の中間値を取って計算するとその限界圧力は水銀柱で、鉄ホーロー製の場合 約３ｍｍＨｇ、ステンレス鋼の場合約０．９ｍｍＨｇアルミの場合０．４ｍｍＨｇと非常に低圧である。
この様な低圧をコントロールするためには非常に感度の高い圧力制御の方法が必要となり、この事がこの問題の解決を困難にしていると言える。
以上の事から理想的な対策は以下のようにまとめることが出来る。
１．少なくとも沸騰点に達するまでは水蒸気の漏れを許さず
２．出来ればふたが持ち上がろうとする寸前まで水蒸気を漏らさず
３．水蒸気を漏らす場合は、水蒸気を鍋本体とふたの間からの煮こぼれと云う形とは別の 害のない方法で逃がし
４．加熱が終わると同時に保温のために水蒸気の漏れを許さず
５．温度の低下が炊事空間を陰圧にしても再加熱無しでふたが容易に取り外せる

特許文献以外に多数の煮こぼれを防止するために高感度センサーを配したレンジやその他の周辺技術の多さがこの問題の解決の複雑さを物語っている。
以下に最近の特許文献を示すが、この様な問題を根本的に解決するような気配を感じさせる物はない。
特願平８−４４６９２号公報 特願平３−３６０７５９号公報 特願平５−１９３８８６号公報 実開平６−３１７号公報 実願２０００−４６８８号公報 実願平６−５２４３号公報

本願発明は炊事空間の圧力が上昇して、鍋本体とふたの隙間から煮こぼれが発生する前に、別の手段で炊事空間の水蒸気を排出して圧力を下げる事により、鍋本体とふたの隙間からの煮こぼれの発生を防止すると共に、凝結した一部の水蒸気を炊事空間内に還流させるような機構を備えた炊事用鍋を提案することを課題としている。

炊事用鍋の外の炊事環境から離れふたの上部又はつまみの中に炊事空間の圧力調整弁としてニードル弁を使用し、流出した水を一時、貯水空間に溜め、再度鍋の中に還流させるために堰を設け、鍋本体とふたの隙間から煮こぼれが発生する前に炊事空間の水蒸気を排出する。

煮こぼれの発生を実質的に防止することにより以下の効果がある。
１．レンジ回りが煮こぼれでよごされなく炊事環境が清潔に維持できる。
２．空だきのリスクが軽減される。
３．高密閉型の高価な炊事用鍋の高密閉度をフルに活用した省エネ炊事が可能になる。
４．高密閉度の炊事用鍋のふたの取り外しが再加熱操作無しで出来る。
５．ガスを熱源とする場合、煮こぼれにより火が消えてもガスの流出が止まらないと云う 事故のリスクが軽減される。
６．炊事作業中に火加減の調整に払うべき細かな注意からのストレスを軽減できる。

図１は煮こぼれの現象を説明するために用意された炊事中の炊事用鍋の中心断面図である。図１に於いて炊事に際し炊事用鍋を加熱してゆくと、煮炊きされる物が挿入される炊事空間３の温度が上昇するとともに炊事空間中にある全ての物は膨張し、炊事空間３の内部圧力Ｐ１は鍋の外の外気圧Ｐ２よりも高くなる。鍋のふた２となべ本体１は密閉されているので、内外の圧力差Ｐを、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２としたときに、Ｐがふた２を持ち上げる ほどの大きさになると、ふたが動き始め、煮こぼれが始まり、このときの圧力をふたの限界圧力と定義し、ふた２はつまみ６も含めたものと定義する。

図３に於いて、炊事空間３の圧力がふた２の限界圧力を超えるとニードル弁２０は上昇し、水蒸気は炊事空間３から穴７を経由してつまみ６の排気口８から外に排出され、炊事空間３の圧力は低下する。反対に高密閉鍋に於いて炊事空間３が陰圧の場合には、その反対の経路をたどり、ニードル弁２０のつまみ６の端面２５から突出している小軸部２３を引っ張って持ち上げると、ニードル弁２０の封止が解け、大気を炊事空間３内に吸入して炊事空間３の圧力を大気圧に戻し、ふた２は容易に取り外すことが出来る。

図３に於いて、つまみ６はふた２につまみ取り付けネジ２６で取り付けられそのネジ部端面２７の穴７の出口に設けられた弁座２２の上にニードル弁２０はその自重で鉛直に載置されて封止している。
図では弁部２１と弁座２２はテーパー部をなして封止しているが、あまり厳密な封止精度を要求しない場合は、単純に平面と平面での封止でも良い。
図４に示すように、図２に示す鍋本体１とふた２の封止の場合の様に断面が凹曲線をなして水が封止効果を高めていると同様に、弁部２１と弁座２２が封止断面に於いて凹曲線２８をなすように形成されることでより厳密な封止を行うことが出来る。
ニードル弁２０は弁部２１より小径の小軸部２３を備える段付き円柱部材からなり、小軸部２３はつまみ６の穴２９に挿入されスムースに上下動が出来ると共に、つまみ６の端面２５から突出して、指で持ち上げられるようにされている。穴７の直径．．．正確には弁部２１と弁座２２が封止するために接触して出来る連続した接触点が形成する円の直径．．．が与える炊事空間３からの圧力を受ける受圧面積と炊事空間３と大気圧の圧力差の積から求められるニードル弁２０を持ち上げる力をニードル弁上昇力と定義する。
ニードル弁２０の上昇動に対する抵抗、即ちニードル弁２０の質量と動きに伴う摩擦抵抗の和はニードル弁２０の上昇力よりも低く設定されている。

この様に設定することで、炊事空間３はふた２で密閉されふた２に質量があるため、水の沸騰点近傍の温度では大気圧よりも高くなり、炊事空間３内の圧力が大気圧より高くふたの限界圧力より低い状態では炊事空間３からの水蒸気の放散を封止し、ふたの限界圧力を超える前にニードル弁２０が上昇して封止を解き、水蒸気は排気口８から外部に放出されて、炊事空間３はふたの限界圧力以下にもどる。
炊事空間３が冷却して、圧力が大気圧よりも低下し、ふた２が取れないときにはニードル弁２０の小軸部２３を指で摘み持ち上げることで、穴７と排出口８が連通し、大気が炊事空間３内に入り、炊事空間３の圧力が大気圧に戻り、ふた２は問題なく取ることが出来る。ニードル弁２０の質量を小さく且つ圧力変化に対する感度を高くする事が重要なポイントになる。

本実施例に於いてはニードル弁は鉛直線上に配置されているが、傾斜して配置することにより、質量の大きなニードル弁の使用を可能にするが実用的ではない。
図５に示すように、弁部２１と弁座２２のマッチングを保障するために弁部２１の前方にガイド３１を設けるのは有効な方法である。
図３に於いて、穴７から排出された気体はつまみ６の外に排気口８から排出される間に貯水空間９を通過する。排出される水蒸気の一部が凝結した水や、まれに急激な蒸気の排出に随伴して出てくる熱湯を直接外に出さずに、又次に弁が開放したときに炊事空間に戻してやるために、貯水空間９には堰１０を設けている。

貯水空間９は弁部２１が上下動が出来るようにされている空間を利用しているため、穴７に較べ十分に大きな空間を持っている。排気口８の断面積は水蒸気の通過速度を低下させるために穴７の断面積よりも可能な限り大きくするのを最上とする。
排気口８の最下点を積１０とすることで、水が外に漏れ出ないように、堰としての役割を持たせるために、ねじ端面２７よりも排気口８の最下点は堰１０としては高くなるように設定されている。この様にすることで、穴７から流出してきた水は一旦貯水空間９に止まるがニードル弁２０が開放されたときに穴７に逆流して炊事空間３に還流する。
この事により危険な熱湯が直接外に放出されず、鍋が汚れず、鍋内の水の放散が少なくなるので、空だきのリスクが減少する。

つまみ６のふた２えの取り付けはねじ方式のみならず、バイオネット方式や穴付ボルトをを使用する等の機械的に取り付ける方法に加え、ふた２とつまみ６が一体となり、ふた２につまみを包含した物も存在するが同様にニードル弁２０を組み込める。

図５につまみ６が穴付ボルト３０によりふた２に取り付けられ、穴付ボルト３０の穴にニードル弁２０が載置されている例を示す。

本願発明の原理は炊事用鍋以外の低圧流体の圧力管理にも応用できるものである。

煮こぼれ発生のメカニズムを説明するための炊事用鍋の中心断面図である。 高密閉型炊事用鍋の外周断面図である。 本願発明のニードル弁を備えたふたのを説明する断面図である。 本願発明のニードル弁を備えたふたのを説明する断面図である。 ニードル弁の封止部分の断面図である。

符号の説明

１ 鍋本体
２ ふた
３ 炊事空間
４ 水蒸気抜き穴
５ 外気
６ つまみ
７ 穴
８ つまみの排気口
９ 貯水空間
１０ 堰
１１ 貯水溝
２０ ニードル弁
２１ 弁部
２２ 弁座
２３ 小軸部
２４ 小軸部（突出部）
２５ つまみの端面
２６ つまみ取り付けねじ
２７ ねじ部端面
２８ 凹曲線
２９ つまみの小軸部挿入穴
３０ 穴付ボルト
３１ ガイド
３２ プラグ
３３ プラグ端面

Claims (2)

1. 炊事空間から水蒸気をふたの外に排出するための流路がふたの内側からはじまり、ふたの外に通じて終わる流路を形成するために、ふたの内側から上部に向かって穴をあけ、流路内でその穴を、炊事空間の圧力がふたの限界圧力を超える前に封止を解くようにその質量が決定されされたニードル弁で封止し、封止を解かれた水蒸気は該流路の出口から外に排出され、該ニードル弁は弁部とそれより小径の小軸部からなり、小軸部はふたに明けられた穴によりガイドされその穴の終端より突出している事を特徴とする圧力調整機構を具備した煮こぼれ防止装置付き炊事用鍋。
2. 請求項１記載の煮こぼれ防止装置付き炊事用鍋に於いて、ニードル弁が作動する為に上下動するための空間を貯水空間として利用し、貯水空間から排気される排気口の最下点が弁部と弁座が封止している封止線よりも高く設定されている事を特徴とする圧力調整機構を具備した煮こぼれ防止装置付き炊事用鍋。

Images