蒸気抜き弁付ガラス製鍋蓋
【課題】ガラス製鍋蓋の利点を生かしつつ使用時の煮こぼれを防止するために、ガラスの割れを招きやすい蒸気抜き穴をガラスに明けずに、鍋内の蒸気圧が上昇しガラス製鍋蓋を持ち上げ煮こぼれを生ずる手前で蒸気を抜く。
【解決手段】ガラス製鍋蓋の中央につまみの取り付けを兼ねた比較的大きな穴を明け、つまみ取り付け止金に蒸気抜きパイプを通して、パイプ内に蒸気弁を取り付ける。蒸気弁は円柱又は円錐台形状の錘とテーパー付錘受け金具で構成され、ガラス製鍋蓋が内部の蒸気圧を高めに保ちながら煮炊きを行いながら蒸気圧によりガラス製鍋蓋が持ち上げられる寸前にこの錘が持ち上げられ蒸気抜きパイプとの間に隙間が出来て蒸気が抜け煮こぼれを防止する。止金とガラスの間に耐熱性のパッキンを入れることで、ガラスの内部応力の発生やガラス穴周囲への水滴の侵入を防止してガラスの微亀裂の拡大を防止した。
【解決手段】ガラス製鍋蓋の中央につまみの取り付けを兼ねた比較的大きな穴を明け、つまみ取り付け止金に蒸気抜きパイプを通して、パイプ内に蒸気弁を取り付ける。蒸気弁は円柱又は円錐台形状の錘とテーパー付錘受け金具で構成され、ガラス製鍋蓋が内部の蒸気圧を高めに保ちながら煮炊きを行いながら蒸気圧によりガラス製鍋蓋が持ち上げられる寸前にこの錘が持ち上げられ蒸気抜きパイプとの間に隙間が出来て蒸気が抜け煮こぼれを防止する。止金とガラスの間に耐熱性のパッキンを入れることで、ガラスの内部応力の発生やガラス穴周囲への水滴の侵入を防止してガラスの微亀裂の拡大を防止した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス製鍋蓋に蒸気弁を内蔵する蒸気抜きパイプを取り付け鍋内部の蒸気圧がガラス製鍋蓋を持ち上げ煮こぼれを生ずる程度に高くなる前に蒸気弁が開くようにすることで比較的高温、高圧の調理が可能で且つ煮こぼれしないガラス製鍋蓋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス製鍋蓋は透明で煮炊き中の鍋の内部の調理物の様子が見えることに加え、比較的重量があり材質的に熱容量が大きいため、調理物を通常の鍋よりもより高温高圧で且つ均一に煮炊きすることが出来る利点がある。しかし高温になるだけ内部の蒸気圧が高くなりやすく、ガラス製鍋蓋を持ち上げ煮こぼれを起こす場合が多い。一方煮こぼれを防止するためにガラス製鍋蓋に蒸気抜き穴を明け煮こぼれを防止することが考えられるが、ガラス製鍋蓋に大きな蒸気抜き穴を明けると内部圧力が低くなり通常の鍋蓋と加熱効果の差が小さくなるので、蒸気抜き穴の寸法は出来るだけ小さくしたい。ところがガラスに小さな穴を明け繰り返し加熱冷却使用を行うと、この小さな穴から亀裂を発生し、次第に亀裂が拡張進展して行きついにはガラス製鍋蓋が割れてしまうことになる。
【０００３】
ガラス製鍋蓋の使用者は高温、高圧下で均質に加熱することによりうまく調理できる点に重点をおき、且つその透明性により調理中常に内部を観察しながら煮炊きするので煮こぼれを起こすことは少ないのであるが、長時間内部を眺め続けることが困難な場合があり、ついうっかり煮こぼれを起こしてしまうことになる。
【０００４】
ガラスの内部には元来非常に微細なひび（Ｆｌａｗ）がところどころに潜在していて、これらのひびが内応力を異常に大きくする作用をする。このようなひびがガラス板の面に垂直に存在していて、その板の面内に応力を生じた場合、ひびの長さが増大する。このとき内応力をＲとするとＲは（２Ｅα／πＣ）の平方根で示せる。ただし、Ｅはガラスのヤング率、αは線膨張係数、Ｃは元来存在する微細な傷の長さである。一般に内部潜在ひびの長さの値は珪酸塩ガラスにおいてＣ＝２×１０−４ｃｍと言われており、この値から破壊が起こる内応力Ｒを計算すると、Ｒ＝６０Ｎ／ｍｍ２である。この破壊応力の値は通常のガラスの強度とよく一致する。
【０００５】
今ガラス製の円板に機械加工すなわちドリル等で穴を明ける場合、穴周辺にはガラス本来が有する傷に加えて加工傷が増加し、且つその大きさも前期の２ミクロンを越える大きさのものである。したがって機械加工で穴を明けた場合、穴周囲のガラスの強度は前期の値より小さくなっている。以上の理由からガラス製鍋蓋に機械加工で穴を明けるのは好ましくない。
【０００６】
したがって、穴内面がなめらかな蒸気穴を有するガラス製鍋蓋を製造するには、軟化状態にあるガラスを成形するときに同時に穴をつけることが必要条件になる。蒸気穴は雌型に突起状の入れ子をつけておけば一体成形することが出来る。蒸気穴用入れ子はガラス製鍋蓋のセンターから外れたところにあるので雌型を回転させることが出来ない。したがって、成型方法は固定式の雌型を使って、プレス成形型または吹き込み成形型となる。固定式成形の仕上げ表面はなめらかでなくなり、更に割り型となるので割り型の継ぎ目の跡が製品の表面に印せられる。このような滑らかさの欠如や型の継ぎ目跡のようなでこぼこ内には当然のことながら、微細なひびの存在確率は高くなる。
【０００７】
穴寸法がガラス製鍋蓋全体の寸法に対して十分に大きい場合はガラス製鍋蓋全体の膨張に比例して穴径も自由に大きくなるために穴周辺には極端な圧縮応力は作用しない。一方、小さな蒸気抜き穴を明けたガラス製鍋蓋を鍋に使用した場合、ガラス製鍋蓋は加熱され膨張する。このとき蒸気穴周辺は蒸気が勢いよく噴出し全体が受ける熱より大きい加熱条件に曝され局部的に温度も高くなる。ところが、ガラス製鍋蓋全体の膨張が小さいので穴周囲の伸びはガラス製鍋蓋全体でしっかりと拘束されており、自由膨張を行うことが出来なくなっている。膨張が拘束されると穴周囲には圧縮熱応力が発生する。
【０００８】
拘束がない場合穴周囲の伸びはλ＝σＬ／Ｅ＝αＬΔＴで示すことが出来る。ただしσは熱応力、Ｌは穴の周長、ΔＴは上昇した温度である。一方、熱応力はσ＝αＥΔＴなる式で示せる。この式より熱応力σは、穴の周長Ｌおよびガラス製鍋蓋の肉厚に無関係であることがわかる。一方拘束をかけて均一に膨張させた場合の許容応力はσω＝Ｅα＝ＥπΔＬ／［π（Ｌ−ΔＬ）］で示せる。ここでは破壊を起こさない発生熱応力すなわち内応力Ｒを許容応力σωと見做す。
【０００９】
ここで、低膨張性高珪酸ガラスの一般的な物性値として線膨張係数α＝３６×１０−７［℃−1］、ヤング率Ｅ＝７×１０４Ｎ／ｍｍ２、許容応力σω＝６０Ｎ／ｍｍ２とし、加熱時温度上昇をΔＴ＝１００℃とすると、拘束条件下での穴周囲に発生する熱応力はσ＝αＥΔＴ＝３６×１０−７＊７×１０４＊１００＝２５．２Ｎ／ｍｍ２となる。この値は許容応力の１／３以上であり安全係数の考えからすると６０／２５．２＝２．３８となる、この値は機械装置一般に用いられる安全係数５を大きく下回っている。
【００１０】
更に、ガラスはその破壊強度以下の応力によっても十分長い時間継続して応力が加えられた場合や、繰り返し応力がけられると破壊することがある。これは前期の微小亀裂が拡大進展することによるが、このガラスの疲労効果は使用時の熱サイクルによる微小亀裂の内面の表面エネルギーが次第に低下することに起因する。表面エネルギーは亀裂内面の拡大により開放されるが、真空条件下や乾燥状態で発生応力以内の場合、亀裂内面は応力に抗して亀裂は拡大しない。しかし、ガラス製鍋蓋の場合、煮炊きの際の付着水分がガラスの吸着水となり微小亀裂の末端まで十分に拡散して行き、その結果表面エネルギーが低下し破壊強度の低下を加速する。以上の理由から蒸気抜き穴を有するガラス製鍋蓋は使用を重ねる間の比較的早い時期に割れる。
【非特許文献１】ガラス工学 共立出版 １９５８年初版
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ガラス製鍋蓋の利点を生かしつつ使用時の煮こぼれを防止するために、ガラスの割れを招きやすい蒸気抜き小穴をガラスに明けずに、鍋内の蒸気圧が高くなりガラス製鍋蓋を持ち上げる手前の圧力で蒸気を逃がし煮こぼれを防止する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ガラス製鍋蓋に蒸気穴を明けた場合、使用中に蒸気穴から亀裂が拡大してガラス製鍋蓋が割れるので蒸気抜き穴を別途取り付けたガラス製鍋蓋に関するものである。その手段として、ガラス製鍋蓋の中央にガラス製鍋蓋のつまみの取り付けを兼ねた比較的大きな穴を明け、つまみの止金に蒸気抜きパイプの収納穴を付けて蒸気抜きパイプをこれに通して鍋内部に導き他端を外部に開くことを特徴とする。
【００１３】
常時蒸気抜き穴が開放しているとせっかく重量のあるガラス製鍋蓋を用いて通常の煮炊き温度よりも高く調理できるガラス製鍋蓋の効果を半減してしまうので、ガラス製鍋蓋が内部の蒸気圧により持ち上げられ煮こぼれを生ずる手前に鍋内部の蒸気を逃がしてできるだけ内部を高温高圧に保つように、蒸気抜きパイプ内部に蒸気弁を取り付けることを特徴とする。
【００１４】
内部圧力が掛っていないときのパイプ下端の塞ぎ方は蒸気弁としての錘の下面を線接触で受けるように錘のテーパーより大きくパイプ下端を絞り込むか又円錐台形状の錘のテーパーより大きな傾斜テーパーを有するパーツをパイプ先端部にネジ込み式で取り付け、この中に円柱又は円錐台形状の錘を入れ、錘の下面の外周がテーパー部に線接触して鍋内の蒸気圧を通常の鍋の様に常時蒸気を外部に抜けないようにして、逆に内部圧力がかかるとこの錘が持ち上げられ蒸気抜きパイプとの間に隙間が出来て蒸気が抜けるようにする構造であることが特徴である。
【００１５】
ガラス製鍋蓋のつまみはガラス製蓋内側から耐熱性パッキンを介して止金を通して、これにつまみを捻じ込む方法で取り付ける。耐熱性のパッキンを入れることで、つまみの取り付け時の締めすぎによるガラスの内部応力の発生やガラス穴周囲への水滴の侵入を防止して微亀裂の拡大を防止したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ガラス製鍋蓋中央部に比較的大きな自由膨張収縮しやすい穴を設け穴周囲への熱応力の集中を解消すると同時に、蒸気弁内蔵蒸気抜きパイプを取り付けたことで、鍋内部を高温高圧に保ち、繰り返し加熱しても割れず、煮こぼれしにくいガラス製鍋蓋を実現した。
【００１７】
更に、蒸気抜きパイプを金属製又はプラスチック製とし、これを鍋つまみ止金に溝をつけて組み込むことで鍋上部の中央へこもりやすい熱を効率よく外部へ放散し穴周囲の局部加熱を防止する効果も兼ね備える。
【００１８】
ガラス製鍋蓋つまみをガラス製鍋蓋の中央に取り付ける際、開けられた穴の内側から耐熱性パッキンを介して取り付け金具を通してつまみを捻じ込む方式で取り付けるため、煮炊き中の鍋内部の水蒸気がガラス穴の周囲に接する事がないので、ガラスが本来持っている微亀裂内部への水の吸着が起こらない。よって、微亀裂の表面エネルギーの低下を防ぎ繰り返し加熱冷却による微亀裂の拡大を防止してガラスの強度低下を防止した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ガラス製鍋蓋に用いられるガラスの材質としては主にＳｉＯ２成分が８０％以上のホウ珪酸ガラス（Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）とソーダー石灰ガラス（Ｎａ２Ｏ―ＣａＯ−ＳｉＯ２系）の表面に各種の物理的強化や化学的強化法で圧縮応力を入れたいわゆる強化ガラスの２種類を使用する。ホウ珪酸ガラスは耐熱ガラスに分類されその最大の特徴は低膨張性にある、ガラスの膨張係数は超耐熱ガラスの４〜２０×１０−７から一般のソーダガラスの９０〜１２０×１０−７／℃の範囲にあるが、ホウ珪酸ガラスは各種実験用ガラス容器やオーブン用・電子レンジ用・直火用調理容器に用いられている。その膨張係数は３２〜５０×１０−７であり、３５〜３７のものを用いるのがより望ましい。ちなみにビンガラスは１００×１０−７程度である。
【００２０】
鍋に用いられるガラス製鍋蓋の直径は、使用する鍋の寸法と使い勝手よるが通常直径１４〜４５ｃｍで１４〜３０ｃｍのものが一般的である。ガラス製鍋蓋の肉厚は１５〜５ｍｍの範囲のものが望ましく、さらに望ましくは周囲の厚さより中央部の肉厚のほうをやや大きくとる。また、蓋全体に上に凸の曲率をつけガラス製鍋蓋の内側に凝縮した水滴を鍋内に返すようにする。鍋内部を出来るだけ高温高圧にする目的から、その重量は重いほうが望ましいので、使い勝手も考慮すると蓋の厚みは１３〜７．５ｍｍの範囲のものがより望ましい。この場合ガラス製鍋蓋の重量はガラス製鍋蓋の単位面積あたりの重量が１．８〜３．１ｇ／ｃｍ２となり、１４〜３０ｃｍのものの場合肉厚７．５〜１３ｍｍそれぞれで２７７〜４７７ｇ、１２７１〜２１９０ｇである。
【００２１】
このような寸法のガラス製鍋蓋に蒸気抜きパイプ３を取り付ける場合、その外部への開放端の位置は半径の半分の位置付近が望ましいが半径の小さなガラス製鍋蓋の場合は脱出中の蒸気がガラス製鍋蓋のつまみにかからないようにやや外側寄りに取り付け、半径の大きな蓋の場合はパイプ内でドレーンを生ずるので中央寄りに取り付けるのがよく、具体的に小型鍋の場合はつまみ部中心から５〜６ｃｍ外側が望ましく大型鍋の場合は６〜９ｃｍ外側が望ましい。蒸気抜きパイプ３をガラス蓋外表面にパイプを沿わせて設置、あるいはガラス蓋４に溝をつけて鍋蓋表面と面を合わせて設置するが、使用中に何かにひっかかって持ち上がったりして折損する恐れがあるので、鍋蓋つまみ１とガラス蓋の間に鍋つまみのワッシャー６と蒸気抜きパイプ３の押さえを兼ねるリング２を挿入して蒸気抜きパイプ３の損傷を防止する。当該押さえリング２の寸法は厚さ２．５〜４ｍｍ程度として、直径をやや大きめに５〜１０ｃｍとするのが望ましい。尚図３Ｂに示すように蒸気抜きパイプ３をガラス製鍋蓋４の表面に沿わせて設置する場合には当該押さえリング２に切り込みを入れて蒸気抜きパイプ３を押さえるので押さえリング２の厚みはパイプの外径分だけ厚くして７．５〜１２ｍｍとするのが望ましい。
【００２２】
中央に明けるつまみ兼蒸気抜き穴の取り付け穴の寸法は蒸気抜きパイプ３の寸法からその下限の寸法が決まる。蒸気抜きパイプ３の材質は金属またはプラスチック製とする。パイプの穴を蒸気が通過するときその直径が小さくて火力が強いときにはやがて鍋内の蒸気の発生速度が蒸気穴からの脱出速度より大きくなり鍋の内圧が上昇して鍋蓋の重量に抗して蓋を持ち上げ煮こぼれを生ずる事になるので十分大きくする必要がある。しかし、肉厚の大きいガラス製鍋蓋４が他の金属性鍋蓋に比べて重量が大きくても前期のように高々１．８〜３．１ｇ／ｃｍ２である。したがって沸騰すると圧力鍋でない限りどんな鍋蓋も持ち上がることになるので長時間煮炊きする場合は蒸発速度が蒸気脱出速度を上回らないように火加減をゆるく調節する必要がある。鍋の中を見ながら調理をするためにガラス製の鍋蓋を使用しており火加減の調節は比較的容易にできるが、それでもなお強火で長時間煮炊きしたい場合とか、その場を離れ他の段取りにかかっている間についうっかり煮こぼれを生ずるのを防ぐのが目的であるから、鍋内側に開く蒸気抜き穴の寸法は鍋の大きさにもよるが直径で３〜６ｍｍが望ましく、さらには４〜５ｍｍがより望ましい。蒸気抜きパイプの設置本数は通常は１本で十分であるが、長時間使用による作動不良の場合や一時的な急沸騰対策として図１Ｂに示すように２〜３本取り付けることも出来る。
【００２３】
本特許出願案件の最大の特徴である蒸気弁としての錘８はガラスより比重の重い金属製で製作し蒸気弁の小型化を図る。錘８の形状は円柱またはゆるいテーパーの円錐台形状とする。各部の寸法は、一般的に、ガラス製鍋蓋４の厚みをＨとした場合円柱形状の錘８の高さはｈ＝Ｈ×（金属の比重）／（ガラスの比重）で示せる。円錐台の場合は円柱の場合の体積に等しい高さとする。たとえば、ａ＝円柱の断面積＝円錐台の下面の面積，ｂ＝円錐台の上面の面積、ｈ１＝円錐台の高さとすると、ｈ１＝３ａｈ／（ａ＋ｂ＋√ａｂ）で示せる。今蒸気脱出穴の寸法を前記のように直径４〜５ｍｍの円形が望ましいので、錘８の下側の円の直径も４〜５ｍｍとし、円錐台形状の場合には上側の直径は下側の直径の０．５〜１ｍｍ大きくするのが望ましいので、上側の直径は４．５〜６ｍｍが最適である。ちなみに、この式よりガラス製鍋蓋４の厚みを１０ｍｍとした場合の円錐台形状の錘８の各部の寸法は、下側の直径が４〜５ｍｍ、上側の直径４．５〜６ｍｍで高さは２．７〜２．８ｍｍである。
【００２４】
次にこの錘８を蒸気抜きパイプ３の中に入れて鍋内側の開放端の直径が錘下側の直径より小さくして錘８が抜け落ちないように上記テーパー付錘受け金具9でふたをする。つまり下からの蒸気圧により持ち上がりやすいように錘８のテーパーよりやや大きめのテーパーを錘受け金具９につけて錘８の下面が錘受け金具９のテーパー部に線接触させる。こうすることにより錘８が持ち上がったときの蒸気の抜け道を大きく取ることができる。錘８の上部直径よりテーパー上部の直径を１．５ｍｍ程度大きくすることによりパイプ先端部の面積より大きな蒸気通路をパイプ内部に確保できる。すなわちパイプ先端の内径は４〜５ｍｍにして、先端から上部へ３ｍｍ上がった位置の内径を６．２〜８ｍｍに広げる。この中に高さが２．７〜２．８ｍｍで上部の直径が４．５〜６ｍｍの金属製錘８の周囲には１．７〜２ｍｍの隙間が出来る。この隙間がパイプ先端の断面積に相当しており蒸気が錘８を持ち上げながら勢いよくパイプを通って外部に脱出できる。尚、錘８の浮き上がり時のガイドと落下防止を兼ねて、錘８の中央に１．４〜１．９ｍｍ程度の穴を貫通しこれに錘８が蒸気圧で浮上した時のガイドとなる直径１．２〜１．７ｍｍの心棒を通して、心棒上部をパイプの曲がり部に固定することで錘８の浮上の安定化を図る。尚テーパー付錘受け金具９を蒸気抜きパイプ３に取り付ける際は、捻じ込み式とし容易に取り付けられるようにする。
【００２５】
上記の蒸気抜きパイプ３の通路を兼ねる鍋蓋つまみ１の止金５の寸法と形状について記述する。ガラス製鍋蓋つまみ１の直径は一般に４０〜８０ｍｍ、高さ１５〜２５ｍｍで、片手でつまみやすいようにくびれをつける。くびれ部の直径は３０〜４５ｍｍで高さは１０ｍｍ程度である。当該くびれの中央に深さ２０〜２５ｍｍの雌ネジを設け止金にネジ込むので、くびれ部の肉厚を３．５〜６ｍｍ確保すると雌ネジの内径は２３〜３３ｍｍ確保出来る。この雌ネジにガラス製鍋蓋内側から止金５をネジ込んでつまみを固定する。一方、止金５の内部を内径６．２〜８ｍｍで肉厚が０．８〜１ｍｍ、外径７．８〜１０ｍｍの蒸気弁内蔵パイプ３が通るのであるから止金の直径は通常の鍋蓋つまみを止める場合の強度に加えてパイプの通路スペースを確保したものにする必要がある。つまみだけを取り付ける場合には直径６ｍｍから８mmのボルトで十分で、その断面積は２８〜５０ｍｍ２であるが、蒸気抜きパイプ３の蒸気弁内蔵部分の断面積は４８〜７９ｍｍ２である。したがって、見かけの止金の必要最小直径は断面積が７６〜１２９ｍｍ２に相当する直径１０〜１３ｍｍである、実際は組み立て時パイプ挿入部の遊び寸法が必要で、パイプ周囲に１ｍｍの隙間を取るとパイプ通路の径は１０〜１３ｍｍにする必要がある。このような径のパイプの通路の位置は止金の直径の内接円となるので、計算上の止金５の直径は１２〜１５．５ｍｍであってもこれをつまみに捻じ込む場合にモーメントがかかるので止金は変形する。したがって内接円をとる場合の止金の直径は切り取り内接円の直径の２倍の２０〜２６ｍｍが望ましい。つまみに明けられる雌ネジの内径は前記のように２３〜３３ｍｍであるからこの直径をカバーしており、止金直径を２３〜３３ｍｍにするときこの止金内に直径１０〜１３ｍｍの蒸気抜きパイプを３本確保することができる。尚止金５の材質は金属であればステンレスや銅でも使用出来るがアルミニウムが加工性と熱伝導性の点で優れている。
【００２６】
ガラス製鍋蓋４の本体であるガラスの中央に明ける穴の寸法はガラス製鍋蓋つまみ１の取り付け兼蒸気抜きパイプ３の通路を有する止金５の直径を下限とするので遊びを１ｍｍ程度見積もると２１〜２７ｍｍでよいことになる。この程度の穴の場合ガラス製鍋蓋が加熱された場合にも自由にその外周寸法を膨張し穴周囲に熱応力を発生する心配はない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の蒸気抜きパイプ付ガラス製鍋蓋の概観図である。図１のAはガラス製鍋蓋４に溝を設け蒸気抜きパイプ３を当該溝に入れこみ面を合わせてあるが、図１のBおよび図３のＢ、Cタイプに示すようにガラス製鍋蓋４の上面に沿わせて取り付けてもよい。
【００２８】
図２は実施例１の蒸気穴付ガラス製鍋蓋を構成するパーツ図であって、つまみ部１、押さえリング２、蒸気抜きパイプ３、ガラス製鍋蓋本体４、止金５、耐熱パッキン６で構成される。
【００２９】
つまみ部１および押さえリング２は耐熱性に加えて断熱性に優れた樹脂製で出来ている。つまみ部寸法は直径４．５〜５．５ｃｍ、くびれ部を入れた高さ２．５〜３．５ｃｍで、押さえリングを入れた全高さはガラス本体に埋め込み式の場合３〜５ｃｍで、片手でつまみやすいものとする。
【００３０】
図１のBおよび図３のＢ、Cに示すガラス蓋本体のガラスの材質は耐熱ガラスでも強化ガラスでもよい。型は中央に穴用の入れ子を有する雌型を用い、雌型を回転させながら上型プレスで成型後、低圧空気吹き込む方法で出来るだけ表面を滑らかにしたものである。強化ガラスの場合成型されたガラス製鍋蓋本体を再度加熱し表面を風冷又は液体で急冷して圧縮応力を入れる方法で行う。ガラス製鍋蓋の直径は使用鍋に合わせて１４〜４５ｃｍで１４〜３０ｃｍのものを通常とする。ガラス製鍋蓋の肉厚は１５〜５ｍｍの範囲のものとして周辺より中央部の肉厚をやや大きくしてガラス製鍋蓋全体に上に凸の曲率をつける。ただし、図１のAおよび図２、図３のAに示すようなパイプ溝付きのガラス蓋は回転成型ができないので耐熱ガラスを用いた固定型による吹き込みまたは押型成型品となる。
【００３１】
蒸気抜きパイプ３の詳細を図３および図４に示す。図４に示す蒸気抜きパイプ３はステンレス製で鍋内側先端内部にステンレス製の錘８が入っている。肉厚０．８〜１ｍｍ、内径４〜５ｍｍのステンレスパイプの両端を図３のように曲げて加工する。柄部はガラス製鍋蓋４の外側曲率に合わせて加工しガラス製鍋蓋に沿わせる、長さはガラス製鍋蓋の半径の中ほどから蒸気が外部に噴出する長さとする。外側の蒸気噴出口はやや外側向きに折り曲げて噴出蒸気がつまみ方向に来ないようにしておく。鍋内側のパイプ先端部は図４に詳細を示すように、曲がり部高さがガラス製鍋蓋の肉厚に３〜５ｍｍプラスした寸法になるように折り曲げた後、内径を６．２〜８ｍｍに広げる。そして、拡大した穴先端に雌ネジを切り込み、穴のセンターに太さ１．５ｍｍのステンレス製棒７を挿入し曲がり部外側まで貫通させてパイプ外側でスポット溶接する。当該棒７にステンレス製の錘８を通して図３および図４の符号９の錘受けテーパー付きパーツを捻じ込む。このような蒸気弁付き蒸気抜きパイプ３は組み立てセットとして交換可能とする。尚、図３Ｃは当該蒸気抜きパイプを２〜３本設置する場合の断面図である。
【００３２】
パイプ先端に捻じ込むパーツはパイプ内側の錘受けテーパーを構成しており、錘弁の下端直径を線接触で受けるよう、錘のテーパーより大きく傾斜させる。本実施例の錘弁の寸法は下端直径５ｍｍ、上端直径６ｍｍ、高さ２．８ｍｍのとき錘受けパーツの下端の内径は４．５ｍｍで上端部の直径は７．５ｍｍ、高さ３ｍｍである。
【００３３】
ガイド棒７は図５に示すように太さ寸法１．５ｍｍの金属製の棒で、垂直と固定の安定性を確保するために棒の上側につば７−１を設けパイプ内側からセンターに位置するように通しパイプ曲がり部を貫通してパイプ外側からナット締めまたはスポット溶接で固定する。また錘８の上昇限を決めるストッパー７−２をガイド棒上部に設け、錘８をガイド棒７にセット後、錘８の落下防止のためのかしめ７−３をガイド棒先端に加工する。最後に錘受けテーパー付きパーツを捻じ込み完成する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ガラス製鍋蓋の概観図である。（実施例１）
【図２】ガラス製鍋蓋に組み込む鍋つまみ、蒸気抜きパイプおよび止金等の各パーツを示す図である。
【図３】ガラス製鍋蓋へのつまみおよび蒸気抜きパイプの取り付け状況を示す図である。（実施例１）
【図４】蒸気抜きパイプ内部の蒸気弁の取り付けと作動状況を示す図である。
【図５】ガイド棒を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ ガラス製鍋蓋つまみ
２ ガラス製鍋蓋つまみワッシャー兼蒸気抜きパイプ押さえリング
３ 蒸気抜きパイプ
４ ガラス製鍋蓋
５ 止金
６ 耐熱パッキン
７ ガイド棒
７−１ ガイド棒パイプへの取り付け部当たり
７−２ 錘上昇限ストッパー
７−３ ガイド棒錘落下防止かしめ
８ 錘
９ テーパー付錘受け金具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス製鍋蓋に蒸気弁を内蔵する蒸気抜きパイプを取り付け鍋内部の蒸気圧がガラス製鍋蓋を持ち上げ煮こぼれを生ずる程度に高くなる前に蒸気弁が開くようにすることで比較的高温、高圧の調理が可能で且つ煮こぼれしないガラス製鍋蓋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス製鍋蓋は透明で煮炊き中の鍋の内部の調理物の様子が見えることに加え、比較的重量があり材質的に熱容量が大きいため、調理物を通常の鍋よりもより高温高圧で且つ均一に煮炊きすることが出来る利点がある。しかし高温になるだけ内部の蒸気圧が高くなりやすく、ガラス製鍋蓋を持ち上げ煮こぼれを起こす場合が多い。一方煮こぼれを防止するためにガラス製鍋蓋に蒸気抜き穴を明け煮こぼれを防止することが考えられるが、ガラス製鍋蓋に大きな蒸気抜き穴を明けると内部圧力が低くなり通常の鍋蓋と加熱効果の差が小さくなるので、蒸気抜き穴の寸法は出来るだけ小さくしたい。ところがガラスに小さな穴を明け繰り返し加熱冷却使用を行うと、この小さな穴から亀裂を発生し、次第に亀裂が拡張進展して行きついにはガラス製鍋蓋が割れてしまうことになる。
【０００３】
ガラス製鍋蓋の使用者は高温、高圧下で均質に加熱することによりうまく調理できる点に重点をおき、且つその透明性により調理中常に内部を観察しながら煮炊きするので煮こぼれを起こすことは少ないのであるが、長時間内部を眺め続けることが困難な場合があり、ついうっかり煮こぼれを起こしてしまうことになる。
【０００４】
ガラスの内部には元来非常に微細なひび（Ｆｌａｗ）がところどころに潜在していて、これらのひびが内応力を異常に大きくする作用をする。このようなひびがガラス板の面に垂直に存在していて、その板の面内に応力を生じた場合、ひびの長さが増大する。このとき内応力をＲとするとＲは（２Ｅα／πＣ）の平方根で示せる。ただし、Ｅはガラスのヤング率、αは線膨張係数、Ｃは元来存在する微細な傷の長さである。一般に内部潜在ひびの長さの値は珪酸塩ガラスにおいてＣ＝２×１０−４ｃｍと言われており、この値から破壊が起こる内応力Ｒを計算すると、Ｒ＝６０Ｎ／ｍｍ２である。この破壊応力の値は通常のガラスの強度とよく一致する。
【０００５】
今ガラス製の円板に機械加工すなわちドリル等で穴を明ける場合、穴周辺にはガラス本来が有する傷に加えて加工傷が増加し、且つその大きさも前期の２ミクロンを越える大きさのものである。したがって機械加工で穴を明けた場合、穴周囲のガラスの強度は前期の値より小さくなっている。以上の理由からガラス製鍋蓋に機械加工で穴を明けるのは好ましくない。
【０００６】
したがって、穴内面がなめらかな蒸気穴を有するガラス製鍋蓋を製造するには、軟化状態にあるガラスを成形するときに同時に穴をつけることが必要条件になる。蒸気穴は雌型に突起状の入れ子をつけておけば一体成形することが出来る。蒸気穴用入れ子はガラス製鍋蓋のセンターから外れたところにあるので雌型を回転させることが出来ない。したがって、成型方法は固定式の雌型を使って、プレス成形型または吹き込み成形型となる。固定式成形の仕上げ表面はなめらかでなくなり、更に割り型となるので割り型の継ぎ目の跡が製品の表面に印せられる。このような滑らかさの欠如や型の継ぎ目跡のようなでこぼこ内には当然のことながら、微細なひびの存在確率は高くなる。
【０００７】
穴寸法がガラス製鍋蓋全体の寸法に対して十分に大きい場合はガラス製鍋蓋全体の膨張に比例して穴径も自由に大きくなるために穴周辺には極端な圧縮応力は作用しない。一方、小さな蒸気抜き穴を明けたガラス製鍋蓋を鍋に使用した場合、ガラス製鍋蓋は加熱され膨張する。このとき蒸気穴周辺は蒸気が勢いよく噴出し全体が受ける熱より大きい加熱条件に曝され局部的に温度も高くなる。ところが、ガラス製鍋蓋全体の膨張が小さいので穴周囲の伸びはガラス製鍋蓋全体でしっかりと拘束されており、自由膨張を行うことが出来なくなっている。膨張が拘束されると穴周囲には圧縮熱応力が発生する。
【０００８】
拘束がない場合穴周囲の伸びはλ＝σＬ／Ｅ＝αＬΔＴで示すことが出来る。ただしσは熱応力、Ｌは穴の周長、ΔＴは上昇した温度である。一方、熱応力はσ＝αＥΔＴなる式で示せる。この式より熱応力σは、穴の周長Ｌおよびガラス製鍋蓋の肉厚に無関係であることがわかる。一方拘束をかけて均一に膨張させた場合の許容応力はσω＝Ｅα＝ＥπΔＬ／［π（Ｌ−ΔＬ）］で示せる。ここでは破壊を起こさない発生熱応力すなわち内応力Ｒを許容応力σωと見做す。
【０００９】
ここで、低膨張性高珪酸ガラスの一般的な物性値として線膨張係数α＝３６×１０−７［℃−1］、ヤング率Ｅ＝７×１０４Ｎ／ｍｍ２、許容応力σω＝６０Ｎ／ｍｍ２とし、加熱時温度上昇をΔＴ＝１００℃とすると、拘束条件下での穴周囲に発生する熱応力はσ＝αＥΔＴ＝３６×１０−７＊７×１０４＊１００＝２５．２Ｎ／ｍｍ２となる。この値は許容応力の１／３以上であり安全係数の考えからすると６０／２５．２＝２．３８となる、この値は機械装置一般に用いられる安全係数５を大きく下回っている。
【００１０】
更に、ガラスはその破壊強度以下の応力によっても十分長い時間継続して応力が加えられた場合や、繰り返し応力がけられると破壊することがある。これは前期の微小亀裂が拡大進展することによるが、このガラスの疲労効果は使用時の熱サイクルによる微小亀裂の内面の表面エネルギーが次第に低下することに起因する。表面エネルギーは亀裂内面の拡大により開放されるが、真空条件下や乾燥状態で発生応力以内の場合、亀裂内面は応力に抗して亀裂は拡大しない。しかし、ガラス製鍋蓋の場合、煮炊きの際の付着水分がガラスの吸着水となり微小亀裂の末端まで十分に拡散して行き、その結果表面エネルギーが低下し破壊強度の低下を加速する。以上の理由から蒸気抜き穴を有するガラス製鍋蓋は使用を重ねる間の比較的早い時期に割れる。
【非特許文献１】ガラス工学 共立出版 １９５８年初版
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ガラス製鍋蓋の利点を生かしつつ使用時の煮こぼれを防止するために、ガラスの割れを招きやすい蒸気抜き小穴をガラスに明けずに、鍋内の蒸気圧が高くなりガラス製鍋蓋を持ち上げる手前の圧力で蒸気を逃がし煮こぼれを防止する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ガラス製鍋蓋に蒸気穴を明けた場合、使用中に蒸気穴から亀裂が拡大してガラス製鍋蓋が割れるので蒸気抜き穴を別途取り付けたガラス製鍋蓋に関するものである。その手段として、ガラス製鍋蓋の中央にガラス製鍋蓋のつまみの取り付けを兼ねた比較的大きな穴を明け、つまみの止金に蒸気抜きパイプの収納穴を付けて蒸気抜きパイプをこれに通して鍋内部に導き他端を外部に開くことを特徴とする。
【００１３】
常時蒸気抜き穴が開放しているとせっかく重量のあるガラス製鍋蓋を用いて通常の煮炊き温度よりも高く調理できるガラス製鍋蓋の効果を半減してしまうので、ガラス製鍋蓋が内部の蒸気圧により持ち上げられ煮こぼれを生ずる手前に鍋内部の蒸気を逃がしてできるだけ内部を高温高圧に保つように、蒸気抜きパイプ内部に蒸気弁を取り付けることを特徴とする。
【００１４】
内部圧力が掛っていないときのパイプ下端の塞ぎ方は蒸気弁としての錘の下面を線接触で受けるように錘のテーパーより大きくパイプ下端を絞り込むか又円錐台形状の錘のテーパーより大きな傾斜テーパーを有するパーツをパイプ先端部にネジ込み式で取り付け、この中に円柱又は円錐台形状の錘を入れ、錘の下面の外周がテーパー部に線接触して鍋内の蒸気圧を通常の鍋の様に常時蒸気を外部に抜けないようにして、逆に内部圧力がかかるとこの錘が持ち上げられ蒸気抜きパイプとの間に隙間が出来て蒸気が抜けるようにする構造であることが特徴である。
【００１５】
ガラス製鍋蓋のつまみはガラス製蓋内側から耐熱性パッキンを介して止金を通して、これにつまみを捻じ込む方法で取り付ける。耐熱性のパッキンを入れることで、つまみの取り付け時の締めすぎによるガラスの内部応力の発生やガラス穴周囲への水滴の侵入を防止して微亀裂の拡大を防止したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ガラス製鍋蓋中央部に比較的大きな自由膨張収縮しやすい穴を設け穴周囲への熱応力の集中を解消すると同時に、蒸気弁内蔵蒸気抜きパイプを取り付けたことで、鍋内部を高温高圧に保ち、繰り返し加熱しても割れず、煮こぼれしにくいガラス製鍋蓋を実現した。
【００１７】
更に、蒸気抜きパイプを金属製又はプラスチック製とし、これを鍋つまみ止金に溝をつけて組み込むことで鍋上部の中央へこもりやすい熱を効率よく外部へ放散し穴周囲の局部加熱を防止する効果も兼ね備える。
【００１８】
ガラス製鍋蓋つまみをガラス製鍋蓋の中央に取り付ける際、開けられた穴の内側から耐熱性パッキンを介して取り付け金具を通してつまみを捻じ込む方式で取り付けるため、煮炊き中の鍋内部の水蒸気がガラス穴の周囲に接する事がないので、ガラスが本来持っている微亀裂内部への水の吸着が起こらない。よって、微亀裂の表面エネルギーの低下を防ぎ繰り返し加熱冷却による微亀裂の拡大を防止してガラスの強度低下を防止した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ガラス製鍋蓋に用いられるガラスの材質としては主にＳｉＯ２成分が８０％以上のホウ珪酸ガラス（Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系）とソーダー石灰ガラス（Ｎａ２Ｏ―ＣａＯ−ＳｉＯ２系）の表面に各種の物理的強化や化学的強化法で圧縮応力を入れたいわゆる強化ガラスの２種類を使用する。ホウ珪酸ガラスは耐熱ガラスに分類されその最大の特徴は低膨張性にある、ガラスの膨張係数は超耐熱ガラスの４〜２０×１０−７から一般のソーダガラスの９０〜１２０×１０−７／℃の範囲にあるが、ホウ珪酸ガラスは各種実験用ガラス容器やオーブン用・電子レンジ用・直火用調理容器に用いられている。その膨張係数は３２〜５０×１０−７であり、３５〜３７のものを用いるのがより望ましい。ちなみにビンガラスは１００×１０−７程度である。
【００２０】
鍋に用いられるガラス製鍋蓋の直径は、使用する鍋の寸法と使い勝手よるが通常直径１４〜４５ｃｍで１４〜３０ｃｍのものが一般的である。ガラス製鍋蓋の肉厚は１５〜５ｍｍの範囲のものが望ましく、さらに望ましくは周囲の厚さより中央部の肉厚のほうをやや大きくとる。また、蓋全体に上に凸の曲率をつけガラス製鍋蓋の内側に凝縮した水滴を鍋内に返すようにする。鍋内部を出来るだけ高温高圧にする目的から、その重量は重いほうが望ましいので、使い勝手も考慮すると蓋の厚みは１３〜７．５ｍｍの範囲のものがより望ましい。この場合ガラス製鍋蓋の重量はガラス製鍋蓋の単位面積あたりの重量が１．８〜３．１ｇ／ｃｍ２となり、１４〜３０ｃｍのものの場合肉厚７．５〜１３ｍｍそれぞれで２７７〜４７７ｇ、１２７１〜２１９０ｇである。
【００２１】
このような寸法のガラス製鍋蓋に蒸気抜きパイプ３を取り付ける場合、その外部への開放端の位置は半径の半分の位置付近が望ましいが半径の小さなガラス製鍋蓋の場合は脱出中の蒸気がガラス製鍋蓋のつまみにかからないようにやや外側寄りに取り付け、半径の大きな蓋の場合はパイプ内でドレーンを生ずるので中央寄りに取り付けるのがよく、具体的に小型鍋の場合はつまみ部中心から５〜６ｃｍ外側が望ましく大型鍋の場合は６〜９ｃｍ外側が望ましい。蒸気抜きパイプ３をガラス蓋外表面にパイプを沿わせて設置、あるいはガラス蓋４に溝をつけて鍋蓋表面と面を合わせて設置するが、使用中に何かにひっかかって持ち上がったりして折損する恐れがあるので、鍋蓋つまみ１とガラス蓋の間に鍋つまみのワッシャー６と蒸気抜きパイプ３の押さえを兼ねるリング２を挿入して蒸気抜きパイプ３の損傷を防止する。当該押さえリング２の寸法は厚さ２．５〜４ｍｍ程度として、直径をやや大きめに５〜１０ｃｍとするのが望ましい。尚図３Ｂに示すように蒸気抜きパイプ３をガラス製鍋蓋４の表面に沿わせて設置する場合には当該押さえリング２に切り込みを入れて蒸気抜きパイプ３を押さえるので押さえリング２の厚みはパイプの外径分だけ厚くして７．５〜１２ｍｍとするのが望ましい。
【００２２】
中央に明けるつまみ兼蒸気抜き穴の取り付け穴の寸法は蒸気抜きパイプ３の寸法からその下限の寸法が決まる。蒸気抜きパイプ３の材質は金属またはプラスチック製とする。パイプの穴を蒸気が通過するときその直径が小さくて火力が強いときにはやがて鍋内の蒸気の発生速度が蒸気穴からの脱出速度より大きくなり鍋の内圧が上昇して鍋蓋の重量に抗して蓋を持ち上げ煮こぼれを生ずる事になるので十分大きくする必要がある。しかし、肉厚の大きいガラス製鍋蓋４が他の金属性鍋蓋に比べて重量が大きくても前期のように高々１．８〜３．１ｇ／ｃｍ２である。したがって沸騰すると圧力鍋でない限りどんな鍋蓋も持ち上がることになるので長時間煮炊きする場合は蒸発速度が蒸気脱出速度を上回らないように火加減をゆるく調節する必要がある。鍋の中を見ながら調理をするためにガラス製の鍋蓋を使用しており火加減の調節は比較的容易にできるが、それでもなお強火で長時間煮炊きしたい場合とか、その場を離れ他の段取りにかかっている間についうっかり煮こぼれを生ずるのを防ぐのが目的であるから、鍋内側に開く蒸気抜き穴の寸法は鍋の大きさにもよるが直径で３〜６ｍｍが望ましく、さらには４〜５ｍｍがより望ましい。蒸気抜きパイプの設置本数は通常は１本で十分であるが、長時間使用による作動不良の場合や一時的な急沸騰対策として図１Ｂに示すように２〜３本取り付けることも出来る。
【００２３】
本特許出願案件の最大の特徴である蒸気弁としての錘８はガラスより比重の重い金属製で製作し蒸気弁の小型化を図る。錘８の形状は円柱またはゆるいテーパーの円錐台形状とする。各部の寸法は、一般的に、ガラス製鍋蓋４の厚みをＨとした場合円柱形状の錘８の高さはｈ＝Ｈ×（金属の比重）／（ガラスの比重）で示せる。円錐台の場合は円柱の場合の体積に等しい高さとする。たとえば、ａ＝円柱の断面積＝円錐台の下面の面積，ｂ＝円錐台の上面の面積、ｈ１＝円錐台の高さとすると、ｈ１＝３ａｈ／（ａ＋ｂ＋√ａｂ）で示せる。今蒸気脱出穴の寸法を前記のように直径４〜５ｍｍの円形が望ましいので、錘８の下側の円の直径も４〜５ｍｍとし、円錐台形状の場合には上側の直径は下側の直径の０．５〜１ｍｍ大きくするのが望ましいので、上側の直径は４．５〜６ｍｍが最適である。ちなみに、この式よりガラス製鍋蓋４の厚みを１０ｍｍとした場合の円錐台形状の錘８の各部の寸法は、下側の直径が４〜５ｍｍ、上側の直径４．５〜６ｍｍで高さは２．７〜２．８ｍｍである。
【００２４】
次にこの錘８を蒸気抜きパイプ３の中に入れて鍋内側の開放端の直径が錘下側の直径より小さくして錘８が抜け落ちないように上記テーパー付錘受け金具9でふたをする。つまり下からの蒸気圧により持ち上がりやすいように錘８のテーパーよりやや大きめのテーパーを錘受け金具９につけて錘８の下面が錘受け金具９のテーパー部に線接触させる。こうすることにより錘８が持ち上がったときの蒸気の抜け道を大きく取ることができる。錘８の上部直径よりテーパー上部の直径を１．５ｍｍ程度大きくすることによりパイプ先端部の面積より大きな蒸気通路をパイプ内部に確保できる。すなわちパイプ先端の内径は４〜５ｍｍにして、先端から上部へ３ｍｍ上がった位置の内径を６．２〜８ｍｍに広げる。この中に高さが２．７〜２．８ｍｍで上部の直径が４．５〜６ｍｍの金属製錘８の周囲には１．７〜２ｍｍの隙間が出来る。この隙間がパイプ先端の断面積に相当しており蒸気が錘８を持ち上げながら勢いよくパイプを通って外部に脱出できる。尚、錘８の浮き上がり時のガイドと落下防止を兼ねて、錘８の中央に１．４〜１．９ｍｍ程度の穴を貫通しこれに錘８が蒸気圧で浮上した時のガイドとなる直径１．２〜１．７ｍｍの心棒を通して、心棒上部をパイプの曲がり部に固定することで錘８の浮上の安定化を図る。尚テーパー付錘受け金具９を蒸気抜きパイプ３に取り付ける際は、捻じ込み式とし容易に取り付けられるようにする。
【００２５】
上記の蒸気抜きパイプ３の通路を兼ねる鍋蓋つまみ１の止金５の寸法と形状について記述する。ガラス製鍋蓋つまみ１の直径は一般に４０〜８０ｍｍ、高さ１５〜２５ｍｍで、片手でつまみやすいようにくびれをつける。くびれ部の直径は３０〜４５ｍｍで高さは１０ｍｍ程度である。当該くびれの中央に深さ２０〜２５ｍｍの雌ネジを設け止金にネジ込むので、くびれ部の肉厚を３．５〜６ｍｍ確保すると雌ネジの内径は２３〜３３ｍｍ確保出来る。この雌ネジにガラス製鍋蓋内側から止金５をネジ込んでつまみを固定する。一方、止金５の内部を内径６．２〜８ｍｍで肉厚が０．８〜１ｍｍ、外径７．８〜１０ｍｍの蒸気弁内蔵パイプ３が通るのであるから止金の直径は通常の鍋蓋つまみを止める場合の強度に加えてパイプの通路スペースを確保したものにする必要がある。つまみだけを取り付ける場合には直径６ｍｍから８mmのボルトで十分で、その断面積は２８〜５０ｍｍ２であるが、蒸気抜きパイプ３の蒸気弁内蔵部分の断面積は４８〜７９ｍｍ２である。したがって、見かけの止金の必要最小直径は断面積が７６〜１２９ｍｍ２に相当する直径１０〜１３ｍｍである、実際は組み立て時パイプ挿入部の遊び寸法が必要で、パイプ周囲に１ｍｍの隙間を取るとパイプ通路の径は１０〜１３ｍｍにする必要がある。このような径のパイプの通路の位置は止金の直径の内接円となるので、計算上の止金５の直径は１２〜１５．５ｍｍであってもこれをつまみに捻じ込む場合にモーメントがかかるので止金は変形する。したがって内接円をとる場合の止金の直径は切り取り内接円の直径の２倍の２０〜２６ｍｍが望ましい。つまみに明けられる雌ネジの内径は前記のように２３〜３３ｍｍであるからこの直径をカバーしており、止金直径を２３〜３３ｍｍにするときこの止金内に直径１０〜１３ｍｍの蒸気抜きパイプを３本確保することができる。尚止金５の材質は金属であればステンレスや銅でも使用出来るがアルミニウムが加工性と熱伝導性の点で優れている。
【００２６】
ガラス製鍋蓋４の本体であるガラスの中央に明ける穴の寸法はガラス製鍋蓋つまみ１の取り付け兼蒸気抜きパイプ３の通路を有する止金５の直径を下限とするので遊びを１ｍｍ程度見積もると２１〜２７ｍｍでよいことになる。この程度の穴の場合ガラス製鍋蓋が加熱された場合にも自由にその外周寸法を膨張し穴周囲に熱応力を発生する心配はない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の蒸気抜きパイプ付ガラス製鍋蓋の概観図である。図１のAはガラス製鍋蓋４に溝を設け蒸気抜きパイプ３を当該溝に入れこみ面を合わせてあるが、図１のBおよび図３のＢ、Cタイプに示すようにガラス製鍋蓋４の上面に沿わせて取り付けてもよい。
【００２８】
図２は実施例１の蒸気穴付ガラス製鍋蓋を構成するパーツ図であって、つまみ部１、押さえリング２、蒸気抜きパイプ３、ガラス製鍋蓋本体４、止金５、耐熱パッキン６で構成される。
【００２９】
つまみ部１および押さえリング２は耐熱性に加えて断熱性に優れた樹脂製で出来ている。つまみ部寸法は直径４．５〜５．５ｃｍ、くびれ部を入れた高さ２．５〜３．５ｃｍで、押さえリングを入れた全高さはガラス本体に埋め込み式の場合３〜５ｃｍで、片手でつまみやすいものとする。
【００３０】
図１のBおよび図３のＢ、Cに示すガラス蓋本体のガラスの材質は耐熱ガラスでも強化ガラスでもよい。型は中央に穴用の入れ子を有する雌型を用い、雌型を回転させながら上型プレスで成型後、低圧空気吹き込む方法で出来るだけ表面を滑らかにしたものである。強化ガラスの場合成型されたガラス製鍋蓋本体を再度加熱し表面を風冷又は液体で急冷して圧縮応力を入れる方法で行う。ガラス製鍋蓋の直径は使用鍋に合わせて１４〜４５ｃｍで１４〜３０ｃｍのものを通常とする。ガラス製鍋蓋の肉厚は１５〜５ｍｍの範囲のものとして周辺より中央部の肉厚をやや大きくしてガラス製鍋蓋全体に上に凸の曲率をつける。ただし、図１のAおよび図２、図３のAに示すようなパイプ溝付きのガラス蓋は回転成型ができないので耐熱ガラスを用いた固定型による吹き込みまたは押型成型品となる。
【００３１】
蒸気抜きパイプ３の詳細を図３および図４に示す。図４に示す蒸気抜きパイプ３はステンレス製で鍋内側先端内部にステンレス製の錘８が入っている。肉厚０．８〜１ｍｍ、内径４〜５ｍｍのステンレスパイプの両端を図３のように曲げて加工する。柄部はガラス製鍋蓋４の外側曲率に合わせて加工しガラス製鍋蓋に沿わせる、長さはガラス製鍋蓋の半径の中ほどから蒸気が外部に噴出する長さとする。外側の蒸気噴出口はやや外側向きに折り曲げて噴出蒸気がつまみ方向に来ないようにしておく。鍋内側のパイプ先端部は図４に詳細を示すように、曲がり部高さがガラス製鍋蓋の肉厚に３〜５ｍｍプラスした寸法になるように折り曲げた後、内径を６．２〜８ｍｍに広げる。そして、拡大した穴先端に雌ネジを切り込み、穴のセンターに太さ１．５ｍｍのステンレス製棒７を挿入し曲がり部外側まで貫通させてパイプ外側でスポット溶接する。当該棒７にステンレス製の錘８を通して図３および図４の符号９の錘受けテーパー付きパーツを捻じ込む。このような蒸気弁付き蒸気抜きパイプ３は組み立てセットとして交換可能とする。尚、図３Ｃは当該蒸気抜きパイプを２〜３本設置する場合の断面図である。
【００３２】
パイプ先端に捻じ込むパーツはパイプ内側の錘受けテーパーを構成しており、錘弁の下端直径を線接触で受けるよう、錘のテーパーより大きく傾斜させる。本実施例の錘弁の寸法は下端直径５ｍｍ、上端直径６ｍｍ、高さ２．８ｍｍのとき錘受けパーツの下端の内径は４．５ｍｍで上端部の直径は７．５ｍｍ、高さ３ｍｍである。
【００３３】
ガイド棒７は図５に示すように太さ寸法１．５ｍｍの金属製の棒で、垂直と固定の安定性を確保するために棒の上側につば７−１を設けパイプ内側からセンターに位置するように通しパイプ曲がり部を貫通してパイプ外側からナット締めまたはスポット溶接で固定する。また錘８の上昇限を決めるストッパー７−２をガイド棒上部に設け、錘８をガイド棒７にセット後、錘８の落下防止のためのかしめ７−３をガイド棒先端に加工する。最後に錘受けテーパー付きパーツを捻じ込み完成する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ガラス製鍋蓋の概観図である。（実施例１）
【図２】ガラス製鍋蓋に組み込む鍋つまみ、蒸気抜きパイプおよび止金等の各パーツを示す図である。
【図３】ガラス製鍋蓋へのつまみおよび蒸気抜きパイプの取り付け状況を示す図である。（実施例１）
【図４】蒸気抜きパイプ内部の蒸気弁の取り付けと作動状況を示す図である。
【図５】ガイド棒を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ ガラス製鍋蓋つまみ
２ ガラス製鍋蓋つまみワッシャー兼蒸気抜きパイプ押さえリング
３ 蒸気抜きパイプ
４ ガラス製鍋蓋
５ 止金
６ 耐熱パッキン
７ ガイド棒
７−１ ガイド棒パイプへの取り付け部当たり
７−２ 錘上昇限ストッパー
７−３ ガイド棒錘落下防止かしめ
８ 錘
９ テーパー付錘受け金具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製鍋蓋中央部に比較的大きな自由膨張収縮しやすい穴を設け、穴周囲への熱応力の集中を解消すると同時に、この穴に蒸気抜きパイプの通路を兼ねたガラス製鍋蓋つまみ止金を通し、当該蒸気抜きパイプの鍋側先端内部に蒸気弁を取り付けることを特徴とするガラス製鍋蓋。
【請求項２】
蒸気抜きパイプの鍋側先端内部に垂直にガイド棒を取り付け、当該ガイド棒に沿って上下運動する円柱状または円錐台形状の金属性の錘が鍋内部の蒸気圧が低いときはパイプ先端内部のテーパー部に線接触する構造である請求項1のガラス製鍋蓋。
【請求項１】
ガラス製鍋蓋中央部に比較的大きな自由膨張収縮しやすい穴を設け、穴周囲への熱応力の集中を解消すると同時に、この穴に蒸気抜きパイプの通路を兼ねたガラス製鍋蓋つまみ止金を通し、当該蒸気抜きパイプの鍋側先端内部に蒸気弁を取り付けることを特徴とするガラス製鍋蓋。
【請求項２】
蒸気抜きパイプの鍋側先端内部に垂直にガイド棒を取り付け、当該ガイド棒に沿って上下運動する円柱状または円錐台形状の金属性の錘が鍋内部の蒸気圧が低いときはパイプ先端内部のテーパー部に線接触する構造である請求項1のガラス製鍋蓋。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−８１６３８（Ｐ２００６−８１６３８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６７７８９（Ｐ２００４−２６７７８９）
【出願日】平成１６年９月１５日（２００４．９．１５）
【出願人】（３０３０６２２８８）株式会社案山子屋 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１５日（２００４．９．１５）
【出願人】（３０３０６２２８８）株式会社案山子屋 (6)
【Ｆターム（参考）】
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