JP2011130816A - 蒸気回収装置及び炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気を導く管路を大きくすることなくコンパクトのまま冷却性能を高めることができる蒸気回収装置及び炊飯器を提供する。
【解決手段】加熱手段の加熱により発生する炊飯釜内の蒸気を外部に導く蒸気パイプと、所定量の水Ｗが貯留された水タンク１２と、水タンク１２の水中に水タンク１２の長手方向に延びて設けられた蒸気流出部１６を有し、蒸気パイプから流入する蒸気を蒸気流出部１６を介して水タンク１２内の水Ｗにより復水する蒸気導入パイプ１４とを備え、蒸気導入パイプ１４の蒸気流出部１６は、上面が先端方向に向かうに連れて下方に傾斜し、水タンク１２の底面と対向する側に蒸気を復水する開口を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、炊飯釜内に発生する高温蒸気を凝縮させて回収する蒸気回収装置及び蒸気回収装置を備えた炊飯器に関するものである。

従来の蒸気回収装置は、炊飯釜内に発生した蒸気を蒸気排出孔から蒸気排出路に導き、強制的に排出孔から熱交換装置内の水の中に吐出させて復水する（例えば、特許文献１参照）。

特開平０３―２３１６１３号公報（第２頁、第１図）

前述した従来の蒸気回収装置において、コンパクトなまま冷却性能を高めようとした場合、蒸気排出路の径を大きくすると共に、その蒸気排出路を長くしなければならないが、設置空間上の制約、構造上の制約があり、清掃が面倒になるという課題があった。
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、蒸気を導く管路を大きくすることなくコンパクトのまま冷却性能を高めることができる蒸気回収装置及び炊飯器を提供することを目的とする。

本発明に係る蒸気回収装置は、加熱手段の加熱により発生する調理容器内の蒸気を外部に導く蒸気パイプと、所定量の水が貯留された水タンクと、水タンクの水中に当該水タンクの長手方向に延びて設けられた蒸気流出部を有し、蒸気パイプから流入する蒸気を蒸気流出部を介して水タンク内の水により復水する蒸気導入パイプとを備え、蒸気導入パイプの蒸気流出部は、上面が先端方向に向かうに連れて下方に傾斜し、水タンクの底面と対向する側に蒸気を復水する開口を有している。

本発明においては、蒸気導入パイプの蒸気流出部を水タンクの長手方向に延ばし、その蒸気流出部の上面を先端方向に向かうに連れて下方に傾斜させているので、蒸気導入パイプ１４の長さ及び径を大きくすることなく、蒸気回収装置をコンパクトのまま水タンク１２内の水温を均一に保ちつつ蒸気を復水できる。このため、水タンク１２内の水面とタンク蓋１３の間の空間２０の過熱を防止でき、使用者が安全にタンク蓋１３の開閉や水タンク１２内の水Ｗ（回収水）の交換を安全に行え、水道水に含まれる炭酸カルシウムなどの析出物の付着を低減でき、清掃性を確保できる。

実施の形態１に係る炊飯器の内部構成を側面から見て示す側面図である。 実施の形態１における蒸気回収装置の水タンク内に挿入された蒸気導入パイプを示す側面図である。 図２に示す蒸気導入パイプの正面図である。 実施の形態２の炊飯器における蒸気回収装置の蒸気導入パイプを示す図である。 図４に示す蒸気導入パイプの蒸気流出部内で発生する気泡と蒸気流出部に設けられた各穴との関係を示す断面図である。 実施の形態３の炊飯器における蒸気導入パイプの蒸気流出部を示す平面図である。 実施の形態３の他の形態における蒸気導入パイプの蒸気流出部を示す平面図である。 実施の形態１，２の他の形態における蒸気流出部内の気泡と蒸気流出部に設けられた各穴との関係を示す断面図である。 実施の形態１〜３の他の形態における蒸気流出部に対する蒸気導入部の大きさを示す平面図である。 実施の形態１〜３の他の形態における蒸気導入パイプを示す図である。

実施の形態１．
以下、本発明の蒸気回収装置を備えた炊飯器について説明する。
図１は実施の形態１に係る炊飯器の内部構成を側面から見て示す側面図である。
図中に示す炊飯器は、本体１と、本体１の上部を開閉自在に覆う蓋体３とで構成されている。本体１は、内部に着脱自在に収納される炊飯釜２（調理容器）を加熱する加熱体５と、操作部（図示せず）のスイッチ操作に基づいて加熱体５の通電を制御する回路基板６と、所定量の水Ｗが貯留された水タンク１２を有し、炊飯釜２からの蒸気を水タンク１２内に導入させて冷却し復水する蒸気回収装置１０とを備えている。前述した加熱体５として、例えば誘導加熱コイルあるいはヒーターの何れでもよい。

蓋体３は、水タンク１２側を前面とする本体１の背面上部にヒンジ部（図示せず）を介して回動自在に軸支され、炊飯釜２に対向する面の内側に着脱自在に取り付けられた内蓋４を備えている。内蓋４には、炊飯釜２と水タンク１２とを連結する蒸気回収装置１０の蒸気パイプ１１が着脱自在に装着されている。内蓋４は、蓋体３が本体１の上部を覆ったときに、本体１内の炊飯釜２の上部開口を閉塞し、炊飯釜２の内部を密閉状態にする。

蒸気回収装置１０は、前述した蒸気パイプ１１及び水タンク１２と、水タンク１２内に挿入された蒸気導入パイプ１４とで構成されている。蒸気パイプ１１は、一端が内蓋４の略中央部に、他端が水タンク１２内の蒸気導入パイプ１４にそれぞれ着脱自在に連結されている。水タンク１２は、本体１の前面側に着脱自在に設置され、上部開口を覆うタンク蓋１３を有している。水タンク１２は、内部に貯まった水量が一目で把握できるように、例えばＡＢＳ、ＰＰなどの透明性を有する樹脂系材料によって構成されている。前述のタンク蓋１３には、蒸気導入パイプ１４の上端が貫通するように固定されている。

蒸気導入パイプ１４は、タンク蓋１３が水タンク１２に装着された状態において、上端が蒸気パイプ１１と着脱自在に連結され、下端が水タンク１２内の底面の近くに位置するようになっている。その蒸気導入パイプ１４は、蓋体３が開けられたとき蒸気パイプ１１から離れ、蓋体３が閉じられたときに蒸気パイプ１１と連結される。蒸気パイプ１１及び蒸気導入パイプ１４は、炊飯時に発生した蒸気を水タンク７内に導く蒸気案内路として機能する。

次に、蒸気導入パイプ１４の構成について説明する。
図２は実施の形態１における蒸気回収装置の水タンク内に挿入された蒸気導入パイプを示す側面図、図３は図２に示す蒸気導入パイプの正面図である。
蒸気導入パイプ１４は、伝熱性が高い材料で構成され、水タンク１２内の水Ｗとの熱交換の速度を速めて高圧蒸気の凝縮を促進させる。蒸気導入パイプ１３は、図２、図３に示すように、例えば、断面形状が中空の四辺形に形成された蒸気導入部１５と、上面の片側に蒸気導入部１５が連結されたスカート状の蒸気流出部１６と、蒸気導入部１５内に設けられ複数の穴を有する逆流防止板１９とで構成されている。

蒸気導入部１５は、図３に示すように、水タンク１２内の片側に位置するようにタンク蓋１３（図１参照）から下方に延びている。蒸気流出部１６は、蒸気導入部１５から四方に拡がるに連れて下方に傾斜し、水タンク１２の長手方向のほぼ中央まで延びている。蒸気流出部１６は、スカート状の各面の先端の周縁に鉛直方向に延びる枠部１７が設けられている。この枠部１７により、蒸気流出部１６には長方形状の開口１８が形成されている。

実施の形態１においては、炊飯器の炊飯動作により炊飯釜２内の被加熱物（米と水）から高温蒸気が発生すると、その高温蒸気は、蒸気パイプ１１に流入し、そのパイプ１１を通って水タンク１２内の蒸気導入パイプ１４に導かれる。その高温蒸気は、蒸気圧によって蒸気導入パイプ１４の蒸気導入部１５内の水Ｗを下方へ押し出し、逆流防止板１９の複数の穴を通過する。その複数の穴を通過した高温蒸気は、そのまま下方に向かって蒸気流出部１６の枠部１７により形成された開口１８内の水Ｗに接触して凝縮されると共に、蒸気流出部１６の傾斜面により水タンク１２内のほぼ中央まで案内されて開口１８内の水Ｗに接触して凝縮され、水タンク１２内に回収される。

以上のように実施の形態１によれば、蒸気導入パイプ１４の蒸気導入部１５を通過した高圧蒸気を蒸気流出部１６によって水タンク１２内のほぼ中央まで案内するようにしているので、蒸気導入パイプ１４の長さ及び径を大きくすることなく、蒸気回収装置をコンパクトのまま水タンク１２内の水温を均一に保ちつつ高温蒸気を復水できる。このため、水タンク１２内の水面とタンク蓋１３の間の空間２０の過熱を防止でき、使用者が安全にタンク蓋１３の開閉や水タンク１２内の水Ｗ（回収水）の交換を安全に行え、水道水に含まれる炭酸カルシウムなどの析出物の付着を低減でき、清掃性を確保できる。

実施の形態２．
以上のような構造で蒸気導入パイプ１４が冷却性能を有していても、使用者が様々な方法で炊飯器を使用する可能性があるので、蒸気導入パイプ１４による十分な冷却性能を有しておく必要がある。例えば、使用者が誤って炊飯釜２内に過量の水を入れて炊飯した場合や、水タンク１２内の水温が高いまま炊飯を開始した場合には、高圧蒸気を十分に冷却することができず復水される蒸気量が減少する。復水されなかった高圧蒸気は気泡となって水タンク１２の水面まで上昇して破裂し、水タンク１２内の空間２０の温度を上昇させる。このような状態になった場合には、使用者が触って火傷を負うなどの安全性が低下するほか、炭酸カルシウムなどのスケールが析出して清掃性も低下する。
実施の形態２においては、実施の形態１と同様に蒸気導入パイプ１４の蒸気流出部１６を水タンク１２内のほぼ中央まで延ばして高圧蒸気と水タンク１２内の水Ｗとの接触面積が多くなるようにした上に、蒸気流出部１６の上面に複数の穴を設けて高圧蒸気と水Ｗとの接触面積をさらに多くしたものである。

図４は実施の形態２の炊飯器における蒸気回収装置の蒸気導入パイプを示す図、図５は図４に示す蒸気導入パイプの蒸気流出部内で発生する気泡と蒸気流出部に設けられた各穴との関係を示す断面図である。なお、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。

図４において、実施の形態２における蒸気回収装置の蒸気導入パイプ１４は、実施の形態１と同様に、タンク蓋１３（図１参照）から下方に延びる例えば断面形状が中空の四辺形に形成された蒸気導入部１５と、上面の片側に蒸気導入部１５が連結された蒸気流出部１６と、蒸気導入部１５内に設けられ複数の穴を有する逆流防止板１９とで構成されている。

蒸気流出部１６は、長手方向の片側の辺がほぼ中央から幅が狭くなるように斜めに形成されている。この形状は、図示せぬ水タンク１２を上から見て炊飯釜２側の面のほぼ中央が両側と比べて狭くなっているため、その水タンク１２内に蒸気流出部１６が収納されるようにしている。蒸気流出部１６の上面の周縁には鉛直方向に延びる枠部１７が設けられている。この枠部１７により、蒸気流出部１６の水タンク１２の底面側には上面と同じ形状の開口１８が形成されている。

蒸気流出部１６の上面には、例えば複数の円形状の穴２１が設けられている。この穴２１は、蒸気流出部１６の枠部１７内に導入された高圧蒸気と水タンク１２内の水Ｗとの接触面積を増やして冷却機能を上げるためである。各穴２１の径は、下記に示すヤング―ラプラスの式から計算される気泡が半円状となるときの気泡半径（臨界気泡半径と呼ぶ）の倍以下とする。
ΔＰ＝２γ／Ｒ
Ｒ＝２γ／ΔＰ
ΔＰ…水圧と気泡内部の圧力差
γ…表面張力
Ｒ…気泡半径
このような穴径とすることで、気泡は、図５に示すように、水タンク１２内の水中を上昇せずに蒸気流出部１６の各穴２１に留まったまま熱交換が行われ復水される。

以上のように実施の形態２によれば、蒸気流出部１６の上面に複数の穴２１を設け、各穴２１の径を臨界気泡半径の倍以下としたので、高圧蒸気の気泡を各穴２１に留まったまま熱交換させることができ、高圧蒸気の冷却効率が実施の形態１と比べさらに向上する。このため、蒸気回収装置をコンパクトのまま水タンク１２内の水温を均一に保ちつつ復水でき、水タンク１２内の水面とタンク蓋１３の間の空間２０の過熱を防止できる。また、使用者が安全にタンク蓋１３の開閉や水タンク１２内の水Ｗの交換を安全に行え、水道水に含まれる炭酸カルシウムなどの析出物の付着をさらに低減でき、清掃性を確保できる。

実施の形態３．
図６は実施の形態３の炊飯器における蒸気導入パイプの蒸気流出部を示す平面図である。なお、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
図６において、蒸気導入パイプの蒸気流出部１６は、上面が蒸気導入部１５側から先端に向かうに連れて下方に傾斜している。この蒸気流出部１６を水タンク１２内の水Ｗに漬けた場合、先端に向かうに連れて水深が深くなっている。水深が深くなるに連れて水圧は上がるため、高圧蒸気の気泡が大きく成長しても蒸気流出部１６の上面に留まることができる。
本実施の形態３においては、図中に示すように、蒸気流出部１６の上面には、大きさの異なる３種類の穴２１ａ、２１ｂ、２１ｃが配置されている。蒸気流出部１６の上面が下方に傾斜するに連れ、即ち蒸気流出部１６の上面の水深が深くなるに連れて穴２１ａ、２１ｂ、２１ｃの各径を小から大へ、穴２１ａ、２１ｂ、２１ｃの数を密から疎にし、互い違いに配置している。穴２１ａの全開口の面積、穴２１ｂの全開口の面積及び穴２１ｃの全開口の面積が同一となるよう穴２１ａ、２１ｂ、２１ｃの数が決定されている。この３種の穴２１ａ、２１ｂ、２１ｃの径は、前述した式によって決定されている。

このように実施の形態３においては、蒸気流出部１６の上面のうち先端に向かうに連れて穴２１ａ、２１ｂ、２１ｃの径を大きくすることで、同一の穴径としていた場合よりも高圧蒸気と水タンク１２内の水Ｗとの接触面積が増え、冷却機能を高めることができる。このため、蒸気回収装置をコンパクトのまま水タンク１２内の水温を均一に保ちつつ復水でき、水タンク１２内の水面とタンク蓋１３の間の空間２０の過熱を防止できる。また、使用者が安全にタンク蓋１３の開閉や水タンク１２内の水Ｗの交換を安全に行え、水道水に含まれる炭酸カルシウムなどの析出物の付着をさらに低減でき、清掃性を確保できる。

なお、実施の形態２，３では、蒸気流出部１６の上面に設けられた穴の形状を円形としたが、これに限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示すように菱形の穴２２でもよいし、また、同図（ｂ）に示すように蒸気流出部１６の長手方向に延びるスリット状の穴２３でもよい。

また、実施の形態３では、蒸気流出部１６の上面に設けられた複数の穴の径を水深が深くなるに連れて大きくしたが、図８（ａ）（ｂ）に示すように、水深の深さに関係なく穴２１の径を同一とし、水深が深くなるに連れて気液界面の生じる面側の穴の周縁にテーパー２４を入れて開口径を大きくするようにしてもよい。

また、実施の形態１〜３では、蒸気導入パイプ１４の蒸気導入部１５の形状を四辺形としたが、図９に示すように蒸気流出部１６の縦Ｄｓと横Ｗｓの比を考慮して、蒸気導入部１５の大きさ（Ｄｐ、Ｗｐ）を決定するようにしてもよい。その決定方法として、下記に示す式から求める。
Ｄｐ／Ｗｐ＝Ａ・Ｗｓ／Ｄｓ
（但し、Ａ≧１）
これにより、高温蒸気の冷却時のボコボコという音が殆ど聞こえず、単位時間当たりの冷却量で効率良く高圧蒸気を冷却して復水させることができる。

また、蒸気導入部１５と蒸気流出部１６を連結して形成された開口３２に断面形状ほぼ三角状の蒸気誘導ガイド３１を設けてもよい。蒸気誘導ガイド３１は、例えば図１０に示すように、蒸気流出部１６の幅方向に亘って枠部１７に取り付けられている。この蒸気誘導ガイド３１により、蒸気導入部１５内を通って開口３２に流入する多量の高圧蒸気は、蒸気流出部１６内の下方の水Ｗに直接当たることなく分流されるので、高圧蒸気が水面にあったときに出る音がなく効率良く復水させることができる。

１ 炊飯器の本体、２ 炊飯釜、３ 蓋体、４ 内蓋、５ 加熱体、６ 回路基板、
１０ 蒸気回収装置、１１ 蒸気パイプ、１２ 水タンク、１３ タンク蓋、１４ 蒸気導入パイプ、１５ 蒸気導入部、１６ 蒸気流出部、１７ 枠部、１８ 開口、１９ 逆流防止板、２０ 空間、２１ 円形の穴、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 円形の穴、２２ 菱形の穴、２３ スリット状の穴、２４ テーパー、３０ 気泡、３１ 蒸気誘導ガイド、３２ 開口。

Claims (6)

1. 加熱手段の加熱により発生する調理容器内の蒸気を外部に導く蒸気パイプと、
   所定量の水が貯留される水タンクと、
   前記水タンクの水中に当該水タンクの長手方向に延びて設けられた蒸気流出部を有し、前記蒸気パイプから流入する蒸気を前記蒸気流出部を介して前記水タンク内の水により復水する蒸気導入パイプとを備え、
   前記蒸気導入パイプの蒸気流出部は、上面が先端方向に向かうに連れて下方に傾斜し、前記水タンクの底面と対向する側に蒸気を復水する開口を有していることを特徴とする蒸気回収装置。
2. 前記蒸気流出部の上面に当該蒸気流出部に流入された蒸気を復水する複数の穴を設けたことを特徴とする請求項１記載の蒸気回収装置。
3. 前記複数の穴の径は、前記水タンク内の水深が深くなるに連れて大きくなっていることを特徴とする請求項２記載の蒸気回収装置。
4. 前記蒸気導入パイプは、前記水タンク内に設けられ下端に前記蒸気流出部が連結され、上端に前記蒸気パイプが着脱自在に接続された蒸気導入部を有し、
   前記蒸気導入部の前記蒸気流出部との連結部分の大きさは、前記蒸気流出部の幅方向の寸法と長手方向の寸法との比を考慮して決定されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の蒸気回収装置。
5. 前記蒸気導入部と前記蒸気流出部との連結部分の開口に蒸気誘導ガイドを設けたことを特徴とする請求項４記載の蒸気回収装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の蒸気回収装置を備えたことを特徴とする炊飯器。

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