JP2007082676A

JP2007082676A - 被加熱物の容器、容器の蓋、及び、載置具

Info

Publication number: JP2007082676A
Application number: JP2005273727A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Kato; 壮一郎加藤; Kunio Matsui; 邦雄松井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】エネルギー効率が高く、しかも、取り扱い面にも優れた被加熱物の容器、容器の蓋、及び、載置具を提供する。
【解決手段】燃料ガスと酸化剤ガスの予混合ガスを燃焼室７に供給する予混合ガス流路８と、前記燃焼室７から流出する燃焼ガスを機外に排出する燃焼ガス流路９が伝熱壁１０で仕切られて成るマイクロコンバスタ３を設ける。このマイクロコンバスタ３を、容器本体や蓋本体、載置具本体に一体に組み込む。
【選択図】図２

Description

この発明は、飲食物を収容する椀や鍋、工業材料や土木材料を溶融する容器等の被加熱物の容器と、この種の容器の蓋と、被加熱物を載置するコースター等の載置具に関するものである。

例えば、食品を入れる容器として、容器本体内に電気ヒータや電磁加熱器が一体に組み込まれたものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１０５２３９号公報

しかし、容器本体内に電気ヒータや電磁加熱器を一体に組み込んだ従来の容器は、安全で取り扱いが容易であるという利点がある反面、電気をエネルギー源として容器を加熱するものであるため、エネルギー効率が悪いという不具合がある。

そこで、この発明は、エネルギー効率が高く、しかも、取り扱いにも優れた被加熱物の容器、容器の蓋、及び、載置具を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、被加熱物を収容する容器において、燃焼器本体内の燃焼室（例えば、実施形態における燃焼室７）に未燃焼ガスを導く未燃焼ガス流路（例えば、実施形態における予混合ガス流路８）と、前記燃焼室から流出する燃焼ガスを機外に排出する燃焼ガス流路（例えば、実施形態における燃焼ガス流路９）とが伝熱壁（例えば、実施形態における伝熱壁）を挟んで形成されて成るマイクロコンバスタ（例えば、実施形態におけるマイクロコンバスタ３）を設け、このマイクロコンバスタを容器本体（例えば、実施形態における容器本体１）に一体に組み込むようにした。
この場合、未燃焼ガス流路から燃焼室に供給される未燃焼ガスは、伝熱壁を介して接する燃焼ガスの熱によって予熱され、燃焼器本体の略密閉された燃焼室内において燃焼し、そこで燃焼したガスが燃焼ガス通路を通って機外に排出される。この間、そこで燃焼熱は容器本体に直接伝達される。
尚、この発明において、「未燃焼ガス」とは燃焼前のガスを意味し、「燃焼ガス」とは燃焼後のガスを意味する。

請求項２に記載の発明は、被加熱物を収容する容器の蓋において、燃焼器本体内の燃焼室に未燃焼ガスを導く未燃焼ガス流路と、前記燃焼室から流出する燃焼ガスを機外に排出する燃焼ガス流路とが伝熱壁を挟んで形成されて成るマイクロコンバスタを設け、このマイクロコンバスタを蓋本体に一体に組み込むようにした。
この場合、マイクロコンバスタの燃焼器本体内で前述と同様の燃焼が行われ、そこで発生した燃焼熱が蓋本体に直接伝達される。

また、請求項３に記載の発明は、被加熱物を載置する載置具において、燃焼器本体内の燃焼室に未燃焼ガスを導く未燃焼ガス流路と、前記燃焼室から流出する燃焼ガスを機外に排出する燃焼ガス流路とが伝熱壁を挟んで形成されて成るマイクロコンバスタを設け、このマイクロコンバスタを載置具本体に一体に組み込むようにした。
この場合、マイクロコンバスタの燃焼器本体内で前述と同様の燃焼が行われ、そこで発生した燃焼熱が載置具本体に直接伝達される。

この発明によれば、燃焼室に導入された未燃焼ガスがマイクロコンバスタの燃焼器本体内で連続的に燃焼を続け、その燃焼熱が容器本体や蓋本体、載置具本体に直接伝達されるため、電気ヒータや電磁加熱器を用いた加熱と同様の取り扱い易さを維持しつつ、高いエネルギー効率をもって容器本体や蓋本体、載置具本体を確実に加熱することができる。

以下、この発明の各実施形態を、図面を参照して説明する。
最初に、図１〜図５に示す第１の実施形態について説明する。
この実施形態は、被加熱物を収容する容器の発明の実施形態であり、図１は、麺類や飯類、汁物等の飲食物をよそう椀状の容器を示すものである。この容器は、容器本体１の内側底面の中央が偏平に形成されるとともに、その偏平部の下方に容器本体１を卓上に載置するため台座部２が形成され、この台座部２に後述するマイクロコンバスタ３が内蔵されている。

マイクロコンバスタ３は、ガス燃焼による加熱器であり、図２〜図５に示すように略偏平な円板状のケーシング４内に燃焼機構が内蔵され、ケーシング４の外周部には、燃料ガスの供給管５と燃焼ガス（燃焼済みガス）の排出管６が突設されている。燃料ガスの供給管５は、前記の台座部２に設置された図示しないカセット型の小型ガスボンベに接続されるようになっている。燃料ガスとしては、例えば、メタン、プロパン、ブタン等のガスが用いられる。また、この燃料ガスは、予め、酸化剤ガスとしての空気と混合され、予混合ガスとしてケーシング４内に導入される。

また、マイクロコンバスタ３は、ケーシング４内の略中心部に燃焼室７が配置され、供給管５を通して前述の予混合ガスＦ（未燃焼ガス）を燃焼室７に供給する予混合ガス流路８（未燃焼ガス流路）と、燃焼室７から流出する燃焼ガスＥを排出管６に誘導する燃焼ガス流路９が伝熱壁１０で仕切られて層状に設けられている。尚、伝熱壁１０は、その表裏両面に接するガス間で良好に熱交換を行い得るように熱伝達率の高い材料によって肉薄に形成されている。したがって、予混合ガス流路８と燃焼ガス流路９は燃焼室７を折り返し点として内部で相互に導通するとともに、両ガス流路８，９の重合層が帯状に延出している。そして、両ガス流路８，９の重合層の帯は燃焼室７を中心として渦巻き状に配置され、全体が所謂スイスロール型を成すようになっている。

図５は、渦巻き状に配置された各ガス流路８，９を直線状に展開した場合の説明図であり、予混合ガス流路８内の予混合ガスＦの流れと、燃焼ガス流路９内の燃焼ガスＥの流れは、伝熱壁１０を挟んだ対向流（カウンタフロー）となっており、これら両ガスＦ，Ｅ間において充分な熱交換がなされるようになっている。

したがって、予混合ガスＦは、燃焼室７に導入される前段階で燃焼ガス流路９を流れる燃焼ガスＥによって充分に予熱され、ケーシング４の略中央の燃焼室７において安定的に火炎を発生する。燃焼室７内には、火炎を発生させるために白金等の触媒（図示せず）が設置され、予混合ガスＦが触媒上を通過する際に触媒反応によって加熱され、そこで燃焼が行われる。

尚、予混合ガス流路８の燃焼室７に臨む部位の代表寸法は、火炎を通さない（燃焼反応が伝播されない）消炎距離を考慮して設定されている。ここで、燃焼室７に臨む部位の代表寸法は、当該部位の形状、つまり流路断面形状によって変化するが、例えば、流路断面形状が円形状である場合には、代表寸法は円形断面の直径を指し、流路断面形状が円形状以外の形状である場合には、代表寸本は断面の水力相当直径（以下の式（１）参照。）を指す。また、代表寸法を採る部位は、予混合ガス流路８のうちの燃焼室７での燃焼を支配する部位とする。
水力相当直径Ｄ＝通路断面積×４／通路のぬれ縁周辺長・・・式（１）
予混合ガス流路８の燃焼室７に臨む部位の代表寸法は、具体的には、以下のように設定する。
即ち、流路断面形状が円形状である場合には、代表寸法である円形断面の直径を消炎距離以下とし、流路断面形状が円形状以外の形状である場合には、代表寸法である水力相当直径Ｄを消炎等価径以下に設定する。
一般に、予混合ガスの消炎距離ｄは、管壁モデルの径の大きさで表されるものであり、以下の式（２）により求められる。式（２）において、ｄは消炎距離、λは熱伝導率、Ｎｕはヌセルト数、Ｃ_ｐは定圧比熱、ρ_ｕは予混合気密度、Ｓ_ｕは燃焼速度である。
ｄ＝２λ・Ｎｕ^１／２／Ｃ_ｐ・ρ_ｕ・Ｓ_ｕ・・・式（２）
また、消炎等価径は式（３）で定義される。
消炎等価径＝通路断面積×４／通路のぬれ縁周辺長・・・式（３）

マイクロコンバスタ３は、略密閉されたケーシング４の内部で燃焼ガスＥと予混合ガスＦの熱交換を効率良く行い、周囲の風や温度等の影響を受けることなく燃焼室７内で常時安定的な燃焼を継続することができるため、予混合ガスＦの流量を適宜調整することによって電気ヒータや電磁加熱器を用いる場合と同様に安全かつ容易に取り扱うことが可能である。また、燃焼ガスＥの温度を充分に低下させて外部に排出することができるため、この面からも安全かつ容易な取り扱いが可能である。

したがって、このマイクロコンバスタ３を容器本体１の台座部２に一体に組み込んだ容器は、容器本体１の収容部１ａに入れた被加熱物を任意温度に加熱、若しくは、保温することができ、しかも、容器自体を安全にかつ容易に取り扱うことができる。そして、容器本体１とマイクロコンバスタ３が一体であることから、マイクロコンバスタ３から周囲に熱が逃げにくく、効率良く収容部１ａに入れた被加熱物を加熱、若しくは、保温することができる。
また、この容器は、マイクロコンバスタ３内のガスの燃焼によって被加熱物を加熱するため、電気エネルギーを利用する場合に比較してエネルギー効率が高まる。

また、マイクロコンバスタ３への燃焼ガスＦの供給は、ガス管を用いて外部のガスボンベから得ることも可能であるが、この実施形態のように容器本体１の台座部２にカセット型の小型ガスボンベを設置するようにした場合には、容器を自由に外部に持ち運ぶことができ、しかも、飲食物を容器本体１の収容部１ａに入れて加熱したまま運ぶことも可能である。

以上説明した実施形態は、飲食物をよそう椀等の容器であるが、この発明はこれに限らず、鍋やフライパン等の調理用の容器等にも同様に適用可能である。

図６は、半球状の収容部を有する中華鍋にこの発明を採用した第２の実施形態を示すものである。
この中華鍋は、鍋本体（容器本体）１０１の収容部１０１ａの底部に台座部１０２を設け、その台座部１０２に前述と同様のマイクロコンバスタ３を一体に組み込んだものである。この場合も第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
ただし、この実施形態の中華鍋の場合、容器本体１０１の底が半球状に形成されているため、マイクロコンバスタ３のガス流路を容器本体１０１の半球形状に沿わせて湾曲状に配置するようにすれば、熱の伝達効率をより高めることができる。

図７に示す実施形態は、容器の蓋の発明の実施形態（「第３の実施形態」と呼ぶ）であり、所謂ダッチオーブン等の鍋（調理用の容器）２５の蓋にこの発明を適用したものである。
この蓋は、蓋本体２０１の上面中央に取っ手部２０を設け、その取っ手部２０内に第１の実施形態と同様のマイクロコンバスタ３を一体に組み込んだものである。
この蓋は、基本的に第１の実施形態と同様の効果を得ることができるが、容器内の飲食物に対して蓋から輻射熱によって加熱を行うことができる。蓋からの加熱は、通常、屋外で蓋の上に加熱した石を載せる等して大掛かりに行わざるを得なかったが、この実施形態の蓋の場合、マイクロコンバスタ３がコンパクトで取り扱いが安全で容易なことから、屋外、屋内に拘らず手軽に調理を行うことができる。

また、図８に示す実施形態は、被加熱物の載置具の発明の実施形態（「第４の実施形態」と呼ぶ）であり、マグカップ等の容器３０を載せ置くコースターにこの発明を適用したものである。
この載置具は、偏平な載置具本体３０１の内部に第１の実施形態と同様のマイクロコンバスタ３を一体に組み込んだものである。この載置具の場合も、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができるが、コースターとしての利用の場合には、マイクロコンバスタ３の内部の燃焼状態を管理することにより、載置する容器内の飲料を沸騰しない適温に維持することができる。そして、予混合ガスの供給流量が少なくて良い場合には、マイクロコンバスタ３内のガス流路を小断面にすることが可能であるため、大きな熱量を必要としないコースターとしての利用の場合には載置具本体を薄型にして利便性を高めることができる。

尚、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、以上では、飲食物用の容器と蓋、載置具について説明したが、この発明にかかる被加熱物の容器は飲食物用に限らず、アスファルト等の工業材料や土木材料を溶融するための容器であっても良い。
また、前述した実施形態では燃料と燃焼用酸化剤ガスを予め混合する「予混合タイプ」のマイクロコンバスタを例に説明したが、マイクロコンバスタは、両者を燃焼室で混合して拡散燃焼を行う「拡散タイプ」であっても良い。
また、前述した実施形態のマイクロコンバスタは、燃焼室を中心にして未燃焼ガス流路と燃焼ガス流路とを伝熱壁を挟んで渦巻き状に形成したが、このような形態に限るものではなく、伝熱壁を介して燃焼ガスの熱で未燃焼ガスを加熱することができれば他の形態のものも採用可能である。例えば、燃焼室を燃焼器本体の外周側に配置し、伝熱壁を挟んで形成される未燃焼ガス流路と燃焼ガス流路を燃焼器本体に放射状に設け、未燃焼ガスは未燃焼ガス流路を燃焼器本体の中央部から燃焼室に向かって流れ、燃焼ガスは燃焼ガス流路を燃焼室から燃焼器本体の中央部に向かって流れるようにしても良い。

この発明の第１の実施形態の概略断面図。同実施形態のマイクロコンバスタの斜視図。図２におけるＡ−Ａ断面図。図３におけるＢ−Ｂ断面図。上記マイクロコンバスタの作用説明図この発明の第２の実施形態の概略断面図。この発明の第３の実施形態の概略断面図。この発明の第４の実施形態の斜視図。

符号の説明

１，１０１…容器本体
３…マイクロコンバスタ
７…燃焼室
８…予混合ガス流路（未燃焼ガス流路）
９…燃焼ガス流路
１０…伝熱壁
２０１…蓋本体
３０１…載置具本体

Claims

被加熱物を収容する容器において、
燃焼器本体内の燃焼室に未燃焼ガスを導く未燃焼ガス流路と、前記燃焼室から流出する燃焼ガスを機外に排出する燃焼ガス流路とが伝熱壁を挟んで形成されて成るマイクロコンバスタを設け、このマイクロコンバスタを容器本体に一体に組み込んだことを特徴とする被加熱物の容器。
被加熱物を収容する容器の蓋において、
燃焼器本体内の燃焼室に未燃焼ガスを導く未燃焼ガス流路と、前記燃焼室から流出する燃焼ガスを機外に排出する燃焼ガス流路とが伝熱壁を挟んで形成されて成るマイクロコンバスタを設け、このマイクロコンバスタを蓋本体に一体に組み込んだことを特徴とする被加熱物の容器の蓋。
被加熱物を載置する載置具において、
燃焼器本体内の燃焼室に未燃焼ガスを導く未燃焼ガス流路と、前記燃焼室から流出する燃焼ガスを機外に排出する燃焼ガス流路とが伝熱壁を挟んで形成されて成るマイクロコンバスタを設け、このマイクロコンバスタを載置具本体に一体に組み込んだことを特徴とする被加熱物の載置具。