JPH01107716A

JPH01107716A - 加熱器具

Info

Publication number: JPH01107716A
Application number: JP26339587A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsujimoto; 辻本　俊夫; Tetsuya Aono; 哲也青野
Original assignee: AONO SANGYO KK; Kobelco Research Institute Inc
Current assignee: AONO SANGYO KK; Kobelco Research Institute Inc
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1989-04-25

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】（発明の利用分野）本発明は、厨房調備具、浴室用設備具、取付型湯沸し器
あるいは住宅衛生設備室などに利用される。

（従来のｉ器）電磁加熱を応用した家庭用厨房器具としては、ガスコン
ロや電気コンロに代る調理器として電磁調理器が昨今急
激に普及している。

電磁調理器は、第４図に示す通り、被加熱容器（１）（
同図では、金属製箔を代表例として例示する）をのせる
トッププレート（２ンの下に磁力発生コイル（誘導コイ
ル）（３）があり、磁力発生コイルによって生じた磁力
線（Ｆ）が、トッププレート（２）上の金属製箔の底を
通る時に、該鍋底に無数の渦電流（Ｇ）が生ずる。

この渦電流（Ｇ）と鍋底の金属抵抗により生ずるジュー
ル熱により鍋底が加熱され、鍋底自体がヒータとなって
鍋中の調理物を加熱する。

以上の通り、前記被加熱容器としては鍋底自体が熱源と
なっているため、熱伝達過程での熱損失が少なく電磁調
理器の熱交率は８０％以上であり、従来の電気コンロや
ガスコンロの約４０〜５０％を大きく上回っており、普
及率も段々と向上している。

しかしながら、被加熱容器（鍋）底部自体がヒータの役
目をするものであるから、陶器やガラス等の非金属のも
のや、金属であってもアルミニウムや銅のような電気抵
抗の小さな非磁性体で成形された被加熱容器には適用が
不可であることは一般的に知られている。

そして、被加熱容器（１１の成形材料としては、■琺瑯
用き鉄系材料、■高温における各種環境で耐酸化性、耐
高温腐食性又は高温強度を保持するステンレス鋼（（Ｓ
ＩＩＳ　４３０．　ＣＯ，１２以下、　Ｓｉ　　０．７
５以下、　Ｍｎ　　１．００以下、　Ｐ　　０．０４０
以下、　Ｓ　　Ｏ，０３０以下、　Ｃｒ　１６．００〜
１８．ｏＯ）および（ＳＯ３３０４，Ｇ　　Ｏ，０８以
下、　Ｓｔ　　１．００以下、　Ｍｎ　　２．００以下
、　Ｐ　　Ｏ，０４５以下、　Ｓ　　Ｏ，０３０，Ｎｉ
　８．００〜１０．５０．　Ｃｒ　１８．００〜２０．
００））　、■磁性アルミニウム合金などが使用され、
また、市販されているが、それらの構成は、前記材料を
単層構造とする場合や、上述の■■■の各種材料で外層
を形成し、内層を鉄、アルミニウムなどの材料で形成し
た複合材料からなるものがあるが、この複合材料で成形
したものにあっては、非磁性材料であるアルミニウムや
非磁性のステンレス鋼を外層とした複合材料では、内層
材に鉄系材料、ステンレス鋼を使用したとしても、内外
層の肉厚比が適正でない場合には所定の昇熱が期待でき
ない。

（従来機器の問題点）以上の通り、電磁加熱作用により被加熱容器を加熱する
機器としては、前述の通りであるがその機器にあっては
、殊に被加熱容器を構成する材料あるいは構造において
、熱源として使用する電磁加熱との関係にあって以下の
問題点がある。

即ち、前述のような電磁調理器は、磁力発生コイルに流
す電流により５０Ｈ２または６０Ｈｚの周波数を利用す
る低周波方式と、２５Ｋ　８２前後の周波数を利用する
高周波方式と大別されるが、甲種電気用品（電磁調理器
は甲種指定）は高周波利用の型指定が必要であって、検
知装置、小物発熱防止装置あるいは異常温度上昇防止装
置などの安全保護装置を備えることも必須とされ、また
、これとは別に該電ｉｆｆ調理器などの厨房調備具、浴
室用設備具。

取付は湯沸し器などにあっては、それら自体に対する低
価格性、耐久性、耐食性はもとより経年使用に対する経
済性、殊に、高熱効率性、低燃費性が要求されている。

高熱効率、低燃費性は、熱源として電磁加熱器具を使用
する場合には、他の熱源を使用する場合に比して熱交率
が高く、低燃費であることは知られている。しかし、熱
源として電磁加熱の場合にあっても、前述の従来品にお
いては被加熱容器を構成する材料では、昇温特性が未だ
満足すべきものはなく、浴槽などではバクテリヤ、ガビ
、ベト菌等の付着を防ぐ材質を使用している関係上、被
加熱容器自体の耐食性と前述の昇温特性が良好な材質の
要望が強いが未だ満足すべきものが提供されていない。

（本発明の目的）そこで、本発明者等は、熱源として利用する電磁加熱に
対する昇温特性が優れた材料を見いだす努力をした結果
、純チタン、チタン合金ないしはこれらと他の金属との
複合材で被加熱容器を構成した加熱器具を提供すること
にある。

（問題点を解決する手段）本発明は、前述の諸点に鑑みなされたものであって、被
加熱容器と該被加熱容器を電磁誘導加熱する加熱器とを
備えてなる加熱器具において、前記被加熱容器は純チタ
ン、チタン合金ないしはこれらと他の金属との複合材で
形成されてなることを特徴とする。

（実施例）前述の通り、本発明は電磁加熱器具において、電磁誘導
加熱に対する昇温特性の優れた材料で被加熱容器を構成
するようにし、従来の加熱器具における諸問題を解決す
るものであるが、純チタン、チタン合金などのチタン材
は、−船釣には非磁性であるが、電磁誘導加熱による昇
温特性が優れていること、かつ耐食性がよ（塩分等によ
る腐食や溶液中へチタンが溶出することがないなどこの
種用途には最適であることが見いだされた。

即ち、熱源として使用する電磁誘導コイルの周波数は一
定と考え、被加熱容器を構成する材質を変化要因とした
場合には、該材質の温度上昇は、・　　Ｃｐ　　　　　
　　ζ、但し、Ｋ：定数　σ：電気伝導度　μ：ｉ３磁率Ｃ：比
熱　ｐ：密度 δ：浸透深さとなることが理論的に云える。

そこで、従来の被加熱容器を構成するアルミニウム、ス
テンレス鋼（ＳＯ５３０４系）ならびにチタンとについ
て具体的に考察したところ、それぞれの物理定数は第１
表の通りである。

第１表以上の結果、被加熱容器を構成する板厚が数關、例えば
、２龍程度であれば、ζ−２ｄ／δく１となり、（１−
ｅ−５）／ζ−１となるから、温度上昇Ｔは、σ／Ｃρ
に比例する。

従って、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼明沼１Ｉ
Ｌ１”ノ、ｊ　、。

の温度上昇の比は、３．７　　：　　２．９　　：　ｌ
の関係があることが判明した。

ところが、上記３種の材料では、電磁効果が優れている
材料は、チタンとステンレス鋼であるが、アルミニウム
はもともと非磁性材料であることから電磁効果は他の２
種に比較して劣ることが判明した。

そこで、電磁効果につき実験したところ、第２表但し、Δ：昇温せず、Ｏ：昇温である。

第２表に示す通り、供試材としてアルミニウム、チタン
、ステンレス鋼（ＳＯ５３０４）ならびに鉄を採用し、
それぞれの供試材を単層とした場合と、複数層（複合材
）とした場合の電磁効果が得られた。

第２表による単層とした際には、アルミニウムの電磁効
果がかんばしくなく、他のチタン、ステンレス１４　（
ｓｕｓ　３０４）ならびに鉄（Ｆｅ）については、電磁
効果は良好であることが判る。

次に、上層をアルミニウムと、下層をチタン。

ステンレス鋼（ＳＵＳ　３０４）、鉄（Ｆｅ）のいづれ
かとの複合材とした際には、上下層アルミニウムの複合
材、上層がアルミニウムであり、下層がチタン。

ステンレス鋼の場合には電磁効果はかんがばしくなく、
鉄（Ｆｅ）　、チタンあるいはステンレス鋼のいづれか
を上下層とした場合には電磁効果は良好であった。

ところが、アルミニウムを下層とし、チタン。

ステンレス鋼、鉄を上層とした場合にはいづれも電磁効
果はかんばしくなかった。

以上の結果、アルミニウムは、単層として使用する場合
あるいは被加熱容器の外層、換言すれば電磁誘導コイル
の磁力性により生ずる渦電流に基因して被加熱容器外層
箇所との間に生ずるジュール熱による加熱される局部、
に使用した場合には、いづれも目的の電磁効果は得られ
ず、結局、この種被加熱容器の構成材料には不適である
ことが知見し得た。

僅かに、アルミニウムを上層とし、下層を鉄（Ｆｅ）と
した複合材の場合には電磁効果は良好であったが、鉄系
材料では浴室用設備具、殊に浴槽として使用する場合に
は、腐食し易く、耐食性にも問題があって、好適ではな
い。

従って、被加熱容器の構成材料は、前述の点からみて、
チタン（含チタン合金）ならびにステンレス鋼が好まし
いことが判明したが、両者の電磁加熱に対する昇温特性
についての比較を以下に行った。

（比較データ）第１図は、厚さ０．５１１１＋１１の純チタン材とステ
ンレス鋼（ＳＵＳ　３０４）との昇温曲線と単位時間当
りの昇温とを示すグラフであって、縦軸に温度（℃）、
横軸に時間（分）を示し、電磁器：　　ｌｌ０Ｖ　　６０サイクル　１３００１４
容　器：　幅１５０ｍｍ　　長さ１５０ｍ−深さ１００
＋ｍｓ水　量：　　１０００ｃｃ　　（攪拌）の条件で
比較実験をした結果、純チタン材がステンレスｍ　（ｓ
ｕＳ　３０４）より昇温が速く、また、単位時間当りの
昇温も速いことが判る。

従って、電磁加熱に対する昇温特性が優れている材料は
、チタンであることが事実として知見した。

上記実験による供試材は、純チタンとしたがチタン合金
でも同効である。

そして、供試材の厚みは、上記では厚み０．５ｍｓのも
のを使用したが、電磁加熱に対する昇温特性は板厚が薄
いほど有効であるから、その範囲は０゜２〜２．０ｍ−
とすることが望ましい。

（用途例）以上の通り、電磁加熱に対する被加熱容器の構成材料と
しては、純チタン、チタン合金ないしはこれらと他の金
属との複合材が最適であることは前述の通りであるが、
浴槽に適用した場合について第２図および第３図に依拠
して説明する。

第２図は移動式浴槽を示す縦断正面図、第３図は定置式
浴槽を示す縦断正面図である。

第２図に於いて、底部に複数個の車輪（１０）　（１０
）・・・を取付けた箱型の移動台車（１１）内へ外周を
発泡スチロール被覆したチタン材からなる浴槽（１２）
を設置してなり、そして当該移動台車（１１）の中央部
には前記浴槽（１２）の底部を電磁加熱する電磁加熱器
（電源１００Ｖ〜２００Ｖ）　（１３）を挿設する他、
移動台車（１１）の側縁には浴槽（１２）内の温度調整
制御盤（１４）を設ける構成にし、電磁加熱器（１３）
の電磁加熱作用によって浴槽（１２）を加熱し、もって
浴槽内の水を３５℃〜４０℃まで昇温する。

第３図は、浴槽（１２）を定置した場合の用途例であっ
て、浴槽（１２）側部に凹空間部（１２ａ）を形成し、
該凹空間部に攪拌器（１５）を設置する他、第２図の実
施例と同一の電磁加熱器（１３）を設けてなり、更に、
温度制御盤（１４）を本例の場合は、浴槽（１２）の上
側端縁に取付けるように構成してなり、浴槽（１２）内
の水を前記攪拌器（１５）で攪拌しつつ電磁加熱器（１
３）で浴槽（１２）を電磁加熱し、もって浴槽内の水を
３５℃〜４０℃まで昇温させる。

以上の通り、浴槽に本発明を適用した場合について説明
したが、この他、魔法瓶、炊飯器などの厨房ｍｍ具、瞬
間湯沸し器などに適用しても同効である。

（発明の効果）以上の通り、本発明は被加熱容器と該被加熱容器を霊位
誘導加熱する電磁誘導加熱器とを備えた加熱器具におけ
る前記被加熱容器の構成材を、純チタン、チタン合金な
いしはこれらと他の金属と゛の複合材で形成するように
したので、電磁加熱に対する昇温が速く、かつ優れた耐
食性を有することから、塩分などによる腐食や溶液中へ
チタンが溶出する恐れがないなど、経済性、耐久性が良
い極めて有用な発明である他、電磁調理器などの厨房調
備具、瞬間湯沸し器等広範囲な用途に適用できる利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は純チタン材とステンレス鋼との昇温特性を示す
グラフ、第２図は本発明実施例を示す移動式浴槽の縦断
正面図、第３図は本発明実施例を示す定置式浴槽の縦断
正面図、第４図は電磁加熱器の原理を示す概念図である
。符号は以下の通りである。（１１被加熱容器、（２１）ツブプレー）、（３１磁力
発生コイル、（Ｆ）磁力線、（Ｇ）渦電流、　（１１）
移動台車。（１２）浴槽、　（１３）電磁加熱器、　（１４）温度
調整制御盤、　（１５）攪拌器。特許出願人　　株式会社　コベルコ科研青野産業株式会
社代理人　　弁理士　金　丸　章　− Ｓ１５５手　　Ｍ　（カフ元４０

Claims

【特許請求の範囲】

被加熱容器と該被加熱容器を電磁誘導加熱する電磁誘導
加熱器とを備えてなる加熱器具において、前記被加熱容
器は純チタン、チタン合金ないしはこれらと他の金属と
の複合材で形成されてなることを特徴とする加熱器具。