JPH02128714A - 加熱容器の蒸気抜き・調圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は形状記憶合金を用いた炊飯器、湯沸器などの加
熱容器の蒸気抜き・調圧装置に関するものである。

〔従来の技術とその課Ｈ］ 形状記憶合金は熱弾性型マルテンサイト変態を生じ、こ
れに起因する形状記憶効果が知られている。このような
合金にはＮｉ−Ｔｉ合金およびＮｉ、ＴｉをＦｅ、Ｃｏ
、Ｃｕ、Ｃｒなどで置換したＮｉ−Ｔｉ系合金、Ｃｕ−
Ｚｎ−Ａｌ１合金、Ｃｕ−Ａｌ１−Ｎｉ合金、Ａｕ−Ｃ
ｄ合金などがあるが、加工性、耐食性、耐久性などの優
れているＮｉ−Ｔｌ合金の応用が最も進んでいる。この
応用の一つとして第５図および第６図に示すような加熱
容器の蒸気抜き・調圧装置がある０例えば炊飯器、湯沸
器などの加熱容器の調圧装置は、容器内の密閉構造を損
なわずに、容器内の圧力を適度に調整するため蒸気を放
出させる調圧装置を容器または蓋の一部に設けるもので
ある。この調圧装置は第５図に示すように形状記憶合金
コイルばね（＋）とバイアスばね（２）を弁（３）に同
心状に配置すると共にキャップ部（４）により、蒸気吹
出口（５）を常時は閉塞しているものである。そして炊
飯時に容器内の蒸気の発生が多くなり圧力が高まると弁
を押上げて弁の隙間から形状記憶合金コイルばねを加熱
し、コイルばねを伸長させ、さらに弁を開放して蒸気吹
出口（５）から蒸気を放出して圧力を調整する。この後
蒸気の温度が低下するとバイアスばねの力が強くなり弁
を閉塞して、蒸気の放出を止める。

また別の装置として第６図に示すものがある。

この装置は形状記憶合金コイルばね（１）の外側にバイ
アスばね（２）を配置し、蒸気の温度により形状記憶合
金コイルばねが加熱されてばねが伸長し、キャップ部を
押下げ蒸気吹出口（５）を連通して蒸気を放出し圧力を
調整するものである。しかしこの装置においては、形状
記憶合金コイルばねの取付位置が蒸気に直接光たらない
構造であるため内部の温度を直ちに感知できず、内部の
温度が上昇しているのに調圧装置が動作しないという問
題があった。またこの種の調圧装置には形状記憶合金コ
イルばねにＮｉ−Ｔｉ合金が用いられているが、元来Ｎ
ｉ−Ｔｉ合金は６０℃以上の高温における回復機能が悪
いため、６０°Ｃ以下の温度に動作温度を設定される。

このため６０℃以下の温度で開放が起ってしまい、実用
上の問題となっていた。また５０〜６０℃の中間温度に
おいてもＮｉ−Ｔｉ合金は応力の発生力が大きいため内
部の温度が低下しても、これに追随して速かに発生力が
下がらず開放された状態であるため内部が乾燥してしま
うなどの問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記の問題について検討の結果、蒸気が直接形
状記憶合金コイルばねに接触する構造として内部の温度
変化に対して速やかに応答するようにし、かつ６０〜９
０°Ｃの高温において動作が可能で、しかも比較的低温
においても応答の精度の高い、加熱容器の蒸気抜き、調
圧装置を・開発したものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、加
熱容器の器体または蓋の一部に設けられ、蒸気抜き口を
通じて器体内の蒸気を所定制限下において放出する蒸気
放出口を設けた加熱容器の蒸気抜き・調圧装置において
、該器体または蓋の一部に取付は容器内部と直接に通じ
る蒸気通路を設ける共にバイアスばねまたは一定の負荷
を与えるような重りを設けて固定部とし、該蒸気通路の
上方に形状記憶ばねを配置すると共に蒸気吹出口を設け
て可動部とし、加熱の際の所定の温度においては可動部
を蒸気開放状態に保持し、他の温度においては閉塞状態
に保つことを特徴とする加熱容器の蒸気抜き・調圧装置
である。

また本発明は、形状記憶台金ばねにＴ　ｉ　４　Ｂ、　
０〜５１．０ａｔ％、Ｃｕ５．０〜１１．０ａｔ％、残
部ＮｉからなるＮｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金を用い、バイアス
ばねの強さ或いは重りの荷重を調整することにより動作
温度を６０〜９０℃の温度範囲に設定することを特徴と
する請求項１記載の加熱容器の蒸気抜き・調圧装置であ
る。

すなわち本発明は、第２図に示すように器体または蓋（
図示せず）の一部に容器内部と通じる蒸気通路（６）を
設けると共に、その外側にバイアスばね（２）または一
定の負荷を与えるような重りを設けて固定部（７）を形
成し、前記蒸気通路の上方に形状記憶合金コイルばね（
１）を配置すると共に蒸気吹出口（５）を設けて可動部
（８）を形成して調圧装置としたものである。

そしてこの調圧装置は、器体内の温度が上昇して蒸気が
発生すると、その蒸気は固定部の蒸気通路を上昇し、こ
の上方に設けられた形状記憶合金コイルばねに直接接触
し、第３図に示すようにコイルばねの温度を上げてばね
を伸長させて可動部を上方に押上げ、蒸気吹出口を開放
することにより蒸気を放出し、内部の圧力が調整される
ものである。

この調圧装置によれば固定部の蒸気通路に形状記憶合金
コイルばねを設けたので、発生した蒸気は直ちに該コイ
ルばねと接触するため応答が速く、器体内の圧力を精度
良く、調整できるものである。

しかして本発明は上記の装置に用いる形状記憶合金ばね
にＴ　ｉ　４８．０〜５１．０ａｔ％、Ｃｕ　５．０〜
１１、０ａｔ％、残部ＮｉからなるＮｉ−Ｔｉ　−Ｃｕ
合金を用い、バイアスばねの強さ或は重りの荷重を調整
することにより動作温度を６０〜９０℃の温度範囲に設
定することを可能としたものである。

すなわち本発明者らはＮｉ−Ｔｉ　−Ｃｕ合金の負荷せ
ん断心力と形状回復温度との関係について詳細な実験を
行なったところ、上記組成のＮｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金は、
第１図に示すように、従来のＮｉ−Ｔｉ二元合金が負荷
せん断心力を変化しても回復温度は約６０°Ｃ付近にお
いて一定であり、変化しないものであるのに対して、Ｎ
ｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金は負荷せん断心力を２〜２０ｋｇ／
−と大きくするにつれて回復温度が動作開始点（Ａｓ温
度）、動作終了点（Ａｓ温度）のいずれも直線的に高く
なることを見出したものである。そしてこの合金を上記
の形状記憶合金ばねとして用いバイアスばねの強さ或い
は重りの荷重を２〜２０ｋｇ／−の範囲に調整すること
により形状記憶合金ばねの回復動作温度を６０〜９０℃
の温度範囲に任意に設定することができるものである。

しかして本発明において形状記憶合金ばねの合金組成を
Ｔ　ｉ　４　Ｂ、０〜５１．０ａｔ％としたのは、この
範囲を外れると良好な回復動作を示さないからであり、
また加工が困難となるからである。またＣｕ５ａｔ％未
満では回復動作温度を上げる効果が充分でなく、１１．
０ａｔ％を越えると加工が困難となるためである。

また動作温度が６０゛Ｃより低いと応力が小さいためば
ねの製造が難しく、９０℃より高温になると、繰り返し
寿命が短くなる。

そして上記の形状記憶合金を用いたばねはコイルばね、
仮ばねの他、通常のばねの形が適用できる。またこの形
状記憶合金と組合せるバイアスばねも通常の種々の形の
ばねが使用できる。さらに上記のバイアスばねの代わり
に、一定の負荷を与えるような重りを組合せ、重り荷重
を調整するようにしてもよい。

本発明の加熱容器の蒸気抜き・調圧装置は、上記したよ
うに形状記憶合金ばねに直接蒸気が当たる構造としたの
で、温度に対する応答が速くなり、かつ従来の形状記憶
合金を使った調圧装置に比べ、正確に釜内部の温度を感
知し、加熱課程の所定温度で確実に形状記憶合金コイル
ばねが形状を回復し、蒸気放出口が開放される。さらに
加熱終了後はバイアスばねにより蒸気放出口が閉塞され
内部の乾燥を防ぐ。また、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金コイル
ばねを使うことにより、高温における動作を可能にし、
さらに低温側での発生力がほぼ“０”になるためバイア
スばねも小型化が可能で、使用する線材も細くなるので
熱伝導も良好となり、内部の温度を正確に感知でき、か
くして、確実な開閉動作の調圧装置が得られる。

また本発明は上記のように形状記憶合金ばねにＮｉ−Ｔ
ｉ−Ｃｕ合金の負荷せん断心力を調整することにより可
動温度を変えることのできるばねを用いるので、バイア
スばねの強さまたは重りの荷重を変えることにより一つ
の装置でも可動温度を６０〜９０°Ｃの温度範囲のどの
温度にも設定が可能となる。またバイアスばねの強さに
より可動温度が設定できるので、形状記憶合金ばねとの
組合せの際の選択の自由度が増し、設計が容易となり、
コストダウンが可能である。

（実施例） 以下に本発明の一実施例について説明する。

第２図は本発明の調圧装置の構造を示す、この調圧装置
は炊飯器の蓋（図示せず）の上部に取付けられたもので
可動部（８）と固定部（７）、形状記憶合金コイルばね
（１）、これに対抗するバイアスばね（２）から構成さ
れる。形状記憶合金コイルばねは内部の温度を感知し易
い可動部と固定部の間の蒸気通路（６）の上方に位置し
ている。したがって、炊飯器内部の蒸気は直接に形状記
憶合金コイルばね（１）にあたって、上部の蒸気吹出口
（５）から外に出る。さらに固定部は第３図のように、
内部の雰囲気温度が正確に形状記憶合金コイルばね（１
）に伝えられるような構造になっている。

通常は第２図のようにバイアスばね（２）が形状記憶合
金コイルばね（１）を圧縮変形し内部との通気を少なく
している。

加熱が進行し、形状記憶合金コイルばね（１）が６０℃
から９０℃になると形状が回復し、第４図のように、可
動部（８）が持ち上がり、蒸気吹出口（５）から蒸気を
逃がし内圧を調整する。

続いて、加熱が終了し内部の温度が低下すると、形状記
憶合金コイルばね（１）の温度が下がり、バイアスばね
（２）により外部との通気を絶つ、この動作により、保
温効果が高ま−リ、内部の乾燥を防ぐ。

また、可動部（８）の動作温度、回復温度はバイアスば
ね（２）の強さにより調整が可能である。

第１表に構造の異なる調圧装置の温度動作特性を示す。

第１表 調圧装置は第２図に示す装置をＮＱＩ、第２図とほぼ同
じで蒸気の通路を狭くした装置をＮα２とした。従来か
ら提案されていた第５図および６図に示した装置をそれ
ぞれ隘４、隠５とした。また第２図の構造で形状記憶合
金コイルばねを外側に、バイアスばねを内側にセットす
るように設計しなおした装置を随１゛とじた。形状記憶
合金ばねは７５°Ｃで開放し、６５°Ｃで閉塞するよう
に設計しである。温度は釜の中央部を測定している。試
験の結果、隘１，３は調圧装置の動作温度が、ばねの動
作温度とほぼ一敗している。ｋｌ’、４．５は内部の温
度が良く伝わらず、動作が遅れる。その結果、加熱時は
設定温度より高温になってから開放し、加熱終了後は保
温効果が充分でなく、内部の乾燥が進むことが認められ
た。

〔効果］ 以上に説明したように本発明によれば、加熱容器内部の
温度を正確に恩知し、加熱時に所定の温度で確実に形状
記憶合金ばねが形状を回復し、蒸気を開放し、さらに加
熱終了時に蒸気を閉塞する開閉動作を速やかにしかも精
度高く行なうことができる。また６０〜９０℃の高温範
囲で任意に動作温度を設定することが可能であるなど工
業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる形状記憶合金コイルばねの負荷
せん断応力と回復温度の関係を示す図、第２図および第
４図は本発明の一実施例に係る調圧装置の断面図、第３
図は第２図のＡ−Ａ部の平面図、第５図および第６図は
従来の調圧装置の断面図である。 ｌ・・・形状記憶合金コイルばね、　２・・・バイアス
ばね、　３・・・弁、　４用キャップ部、　５・・・蒸
気吹出口、６・・・蒸気通路、　７・・・固定部、　８
・・・可動部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱容器の器体または蓋の一部に設けられ、蒸気
   抜き口を通じて器体内の蒸気を所定制限下において放出
   する加熱容器の蒸気抜き・調圧装置において、該器体ま
   たは蓋の一部に取付け、容器内部と直接に通じる蒸気通
   路を設けると共にバイアスばねまたは一定の負荷を与え
   るような重りを設けて固定部とし、該蒸気通路の上方に
   形状記憶ばねを配置すると共に蒸気吹出口を設けて可動
   部とし、加熱の際の所定の温度においては可動部を蒸気
   開放状態に保持し、他の温度においては閉塞状態に保つ
   ことを特徴とする加熱容器の蒸気抜き・調圧装置。
2. （２）形状記憶合金ばねにＴｉ４８．０〜５１．０ａｔ
   ％、Ｃｕ５．０〜１１．０ａｔ％、残部ＮｉからなるＮ
   ｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金を用い、バイアスばねの強さ或いは
   重りの荷重を調整することにより動作温度を６０〜９０
   ℃の温度範囲に設定することを特徴とする請求項１記載
   の加熱容器の蒸気抜き・調圧装置。