JPH0997673A

JPH0997673A - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JPH0997673A
Application number: JP27692695A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kajimoto; 英彰梶本; Naohisa Imagawa; 尚久今川; Yoshinaga Aso; 好修阿曽
Original assignee: Teikoku Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Teikoku Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 1995-09-30
Filing date: 1995-09-30
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】鉄心を用いる誘導加熱装置の高効率化および
熱の有効利用を図る。【解決手段】励磁装置４の鉄心２およびコイル３と本
体ケーシング１の間に耐熱性断熱材９を挿入し、磁極の
端部を除く鉄心２の周囲およびコイル３の周囲を耐熱性
断熱材９によって覆う。また、本体ケーシング１の上部
に、鉄心２の両磁極の端面だけを表に出して励磁装置４
および耐熱性断熱材９を密封するよう面一に表面部材５
を設け、鉄心２と被加熱体６との間にトッププレート１
０を配置する。コイル３には、ガラス被覆電線，セラミ
ック被覆電線等、耐熱温度が３５０゜Ｃ〜４００゜Ｃの耐
熱電線を用い、表面部材５には、ガラス板，セラミック
板，耐熱性の樹脂等を用い、トッププレート１０には、
熱伝達性に優れた銅などの金属を用いる。また、電磁グ
リル等に使用する場合は、被加熱体６に鉄板などを用
い、被加熱体６を鉄心２に直接接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性を有する金属
製等の被加熱体を励磁コイルから発生する交番磁束を用
いて誘導加熱する誘導加熱装置の高効率化，熱の有効利
用に関するものであり、特に誘導加熱調理器等へ適用し
て効果絶大なるものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄心を用い、励磁コイルに商用周波数等
の低周波電流を印加して交番磁束を発生させ被加熱体
（調理鍋）を誘導加熱する誘導加熱装置（調理器）は従
来から知られている。特公昭５３−３７５８０号公報，
特開昭５０−７０９４１号公報等に記載された誘導加熱
装置はこのタイプのものである。

【０００３】鉄心を用いた上記誘導加熱調理器は一般に
図４に示すように、本体ケーシング１の内部に鉄心２と
コイル３とからなる励磁装置４を設け、通常は励磁装置
４の上面を表面部材５で覆って、その表面部材５の上に
被加熱体（専用鍋）６を載置するよう構成されている。
その加熱原理は、励磁装置４のコイル３に低周波数（商
用周波数）の交番電流を印加することにより、鉄心２と
被加熱体６の底部を磁路とする交番磁束Φを発生させ、
被加熱体６の底部において交番磁束Φの周りに電磁誘導
によりうず電流を誘起して、そのうず電流により被加熱
体６の底部に熱を発生させ、その熱を調理に利用すると
いうものである。上記表面部材５には一般に、ステンレ
ススチール板等の非磁性高抵抗の金属板や、耐熱性のガ
ラス板，セラミック板，樹脂成型品等の無機物あるいは
有機物が用いられ、また、アルミニウム板等が用いられ
ることもある。また、交番磁束Φによる熱は鉄心２にも
発生し、この鉄心２に発生した熱が外部に放出されなけ
れば熱の蓄積によってコイル３の温度が上昇し、コイル
３の絶縁材が著しく劣化する恐れがあるということか
ら、コイル３の温度がコイル３を構成する電線の一般的
な耐熱温度である２００゜Ｃ〜２５０゜Ｃを越えないよ
う、本体ケーシング１の側壁部に通気孔７を設けるとと
もに、内部に冷却用のファン８を設置して、励磁装置４
を冷却し熱を外部に放出させるのが普通である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】誘導加熱調理器による
調理は、被加熱体（専用鍋）６の底部に発生した熱を利
用するものであるが、従来は熱の一部が表面部材５に熱
伝達され、熱損失として空気中に放散されていた。ま
た、従来は上述のように冷却ファン８を設置して励磁装
置４を冷却しなければならないのが普通であって、鉄心
２とコイル３からなる励磁装置４に内部損失熱として発
生する熱もまた、そのまま熱損失として周囲空気中に放
散されていた。従来の誘導加熱調理器はこのように調理
に利用されずに熱損失として空気中に放散される熱が多
いため、熱効率が悪いものであった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、鉄心を用いる誘導加熱装置の高効率
化、熱の有効利用を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】鉄心を用いた誘導加熱装
置では冷却ファン等を用いて励磁装置を冷却しコイル温
度が耐熱温度を越えないようにするというのが従来の常
識であるが、励磁装置を冷却するということは励磁装置
の内部損失熱を有効利用しないまま熱損失として周囲空
気中に放出することであって、従来の常識に固執してい
たのでは誘導加熱装置の高効率化、熱の有効利用を高い
レベルで実現することは不可能である。本発明は、この
ような従来の常識の範囲では解決できない課題を常識に
捕らわれない新規発想によって解決したものである。す
なわち、本発明は、特殊用途に用いられるガラス被覆電
線，セラミック被覆電線等の耐熱電線の耐熱温度が３５
０゜Ｃ〜４００゜Ｃであり、それに対し、鉄心を用いた誘
導加熱装置の励磁装置を冷却しない場合のコイルの飽和
温度が２５０゜Ｃ〜３００゜Ｃ程度であることに着目し、
誘導加熱装置の励磁コイルにこのような耐熱電線を用
い、かつ、誘導加熱装置を次のように構成することで、
従来の常識である励磁装置の冷却が不必要となり、励磁
装置の内部損失熱を有効利用できることを見いだしたも
のである。具体的手段はつぎのとおりである。

【０００７】誘導加熱装置の励磁装置を、鉄心とコイル
でからなりコイルに交番電流を印加することによって交
番磁束を発生し被加熱体を誘導加熱するものとし、その
励磁装置のコイルに耐熱電線を用いるとともに、励磁装
置の鉄心とコイルを耐熱性断熱材で覆い、鉄心と被加熱
体の間に金属製のトッププレートを配置し、鉄心および
コイルで発生する熱を鉄心とトッププレートとの直接接
触による熱伝達を利用して被加熱体に伝達させる。

【０００８】あるいは、誘導加熱装置の励磁装置を、や
はり鉄心とコイルでからなりコイルに交番電流を印加す
ることによって交番磁束を発生し被加熱体を誘導加熱す
るものとし、その励磁装置のコイルに耐熱電線を用いる
とともに、励磁装置の鉄心とコイルを耐熱性断熱材で覆
い、鉄心を被加熱体に直接接触させる構成とし、鉄心お
よびコイルで発生する熱を鉄心と被加熱体との直接接触
による熱伝達を利用して被加熱体に伝達させる。

【０００９】このように励磁装置の鉄心とコイルを耐熱
性断熱材で覆うと、鉄心およびコイルで発生した内部損
失熱は外部に放散されずに被加熱体に伝達され、熱の有
効利用が可能となる。そして、鉄心と被加熱体の間に金
属製のトッププレートを配置して鉄心とトッププレート
とを直接接触させ、あるいは、鉄心を被加熱体に直接接
触させる構成とすることにより、被加熱体への熱伝達が
効率よく行われ、熱効率が高まる。また、励磁装置の鉄
心とコイルを耐熱性断熱材で覆うことによってコイルの
温度は上昇するが、２５０゜Ｃ〜３００゜Ｃ程度で飽和す
るため、３５０゜Ｃ〜４００゜Ｃの耐熱温度をもつ耐熱電
線が劣化することはない。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は請求項１に対応する誘導加
熱調理器の例を示している。この誘導加熱調理器は、例
えば冷凍ぎょうざ焼き機として用いるものであって、上
部が開放された本体ケーシング１の内部に鉄心２とコイ
ル３とからなる励磁装置４を備えている。そして、励磁
装置４の鉄心２およびコイル３と本体ケーシング１の間
に耐熱性断熱材９が挿入され、一対の磁極の端部を除く
鉄心２の周囲およびコイル３の周囲がその耐熱性断熱材
９によって覆われている。また、本体ケーシング１の上
部には、鉄心２の両磁極の端面だけを表に出して励磁装
置４および耐熱性断熱材９を密封するよう、両磁極と面
一に表面部材５が設けられている。そして、鉄心２と被
加熱体６との間にトッププレート１０が配置されてい
る。コイル３は、ガラス被覆電線，セラミック被覆電線
等、耐熱温度が３５０゜Ｃ〜４００゜Ｃの耐熱電線を用い
たものである。また、表面部材５には、ガラス板，セラ
ミック板，耐熱性の樹脂等を用いている。そして、トッ
ププレート１０には、熱伝達性に優れた銅などの金属を
使用している。被加熱体６は、例えば冷凍ぎょうざ焼き
用の鉄製専用鍋（鉄皿）である。

【００１１】この誘導加熱調理器は、商用周波数などの
低周波電流を使用するものであって、励磁装置４のコイ
ル３に低周波の交番電流を印加すると、鉄心２と被加熱
体６の底部を磁路とする交番磁束Φが発生し、被加熱体
６の底部にうず電流が誘起され、発熱する。その熱を利
用して調理ができる。表面部材５は熱伝達性の悪い材料
で作られ、しかも被加熱体６に直接接触しない構造であ
る。そのため、表面部材５から空気中に放散する熱損失
は少ない。また、励磁装置４の鉄心２とコイル３が耐熱
性断熱材９で覆われているため、鉄心２およびコイル３
で発生した内部損失熱は外部に放散されず、鉄心２と直
接接触するトッププレート１０を介して被加熱体６に伝
達され、これもまた調理に利用される。このように耐熱
性断熱材９で覆ったことによって、コイル３の温度は２
５０゜Ｃ〜３００゜Ｃ程度まで上昇するが、コイル３は３
５０゜Ｃ〜４００゜Ｃの耐熱温度をもつ耐熱電線であるた
め劣化の恐れはない。

【００１２】図２は、図１の構造の本発明による誘導加
熱調理器と、図４の構造の従来の誘導加熱調理器につい
て、加熱効率を比較するために実施した測定の測定結果
のグラフである。横軸は運転（加熱）開始からの経過時
間（運転時間）であり、縦軸はコイルの温度（巻線温
度）およびトッププレートの温度（トッププレート温
度）と、一定量の水が加熱によって蒸発し終わるまでの
時間（水蒸発時間）を示している。本発明による誘導加
熱装置については、図１の構造においてトッププレート
１０に厚さ１．５ｍｍの銅板を用いたもので、これを図
２に「断熱有」で示す。また、従来の誘導加熱調理器に
ついては、図４の構造において表面部材５に厚さ１．５
ｍｍのガラス繊維混入エポキシ樹脂板を用いたもので、
これを図２に「断熱無」で示す。そして、励磁装置４お
よび電源条件を同じにして、繰り返し被加熱体６の中に
１００ｃｃの上水道水を入れて蒸発させ、その被加熱体
６の中に入れた１００ｃｃの上水道水が蒸発完了するま
での時間をその都度測定するとともに、運転開始からの
経過時間毎の巻線温度およびトッププレート温度を測定
した。このグラフから解るように、１００ｃｃの水を連
続して繰り返し蒸発させると、いずれの場合も巻線温度
およびトッププレート温度は時間と共に上昇し飽和して
いく。そして、本発明による誘導加熱調理器（断熱有）
の場合は、連続加熱試験が約６時間経過すると、トップ
プレート温度が約２４０゜Ｃまで上昇して飽和し、巻線
温度は約３００゜Ｃまで上昇して飽和する。一方、従来
の誘導加熱調理器（断熱無）の場合は、約４時間経過す
るとトッププレート温度が約１５０゜Ｃで飽和し、巻線
温度は約１６０゜Ｃで飽和する。また、水蒸発時間も、
運転開始から約４〜６時間で飽和するが、例えば連続加
熱が４時間経過した時点で比較すると、断熱無の場合の
水蒸発時間は２００秒であるのに対し、断熱有の場合の
水蒸発時間は１６３秒で、１８．５％の時間短縮になっ
ている。これは、鉄心２とトッププレート１０との直接
接触による熱伝達によって熱効率が上昇したことを示す
ものである。

【００１３】図３は請求項２に対応する誘導加熱調理器
の例を示している。図１に示す例は被加熱体６として専
用鍋を使用したものであるが、図３の誘導加熱調理器
は、例えば電磁グリルとして使用するものものであっ
て、被加熱体６としては、例えば鉄板などを使用してい
る。そして、その被加熱体６を鉄心２に直接接触させて
いる。この場合、本体ケーシング４はやはり上部が開放
され、内部に鉄心２とコイル３とからなる励磁装置４を
備えている。そして、励磁装置４の鉄心２およびコイル
３と本体ケーシング１の間にやはり耐熱性断熱材９が挿
入され、一対の磁極の端部を除く鉄心２の周囲およびコ
イル３の周囲がその耐熱性断熱材９によって覆われてい
る。また、本体ケーシング１の上部には、鉄心２の両磁
極の端面だけを表に出して励磁装置４および耐熱性断熱
材９を密封するよう、両磁極と面一に表面部材５が設け
られている。そして、鉄心２と直接接触するよう被加熱
体６が設置されている。そして、やはりコイル３には、
ガラス被覆電線，セラミック被覆電線等、耐熱温度が３
５０゜Ｃ〜４００゜Ｃの耐熱電線を用いている。また、表
面部材５には、ガラス板，セラミック板，耐熱性の樹脂
等を用いている。この場合も、励磁装置４のコイル３に
低周波の交番電流を印加すると、鉄心２と被加熱体６を
磁路とする交番磁束Φが発生し、被加熱体６にうず電流
が誘起され、発熱する。そして、その熱を利用して調理
ができる。この場合も、表面部材５は熱伝達性が悪く、
しかも被加熱体６に直接接触しない構造である。そのた
め、表面部材５から空気中に放散する熱損失は少ない。
また、やはり励磁装置４の鉄心２とコイル３が耐熱性断
熱材９で覆われているため、鉄心２およびコイル３で発
生した内部損失熱は外部に放散されない。そして、その
内部損失熱が鉄心２から直接被加熱体６に伝達される。
そのため、図１の例と同様熱効率が上昇する。また、こ
の場合も、コイル３の温度は２５０゜Ｃ〜３００゜Ｃ程度
で飽和する。したがって、コイル３の劣化は生じない。

【００１４】なお、本発明は図１および図３の例に限定
されるものではなく、他のいろいろな構造および用途の
誘導加熱装置に適用できるものである。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、励磁コイルに耐熱電線
を用いることによって耐熱温度の限界からくる制約を無
くすることができ、励磁装置の鉄心とコイルを耐熱性断
熱材で覆って内部損失熱を放散させずに被加熱体に伝達
し有効利用することが可能となる。そして、その内部損
失熱を鉄心とトッププレートとの直接接触により、ある
いは鉄心と被加熱体との直接接触によって効率良く伝達
することができ、また、表面部材から外部へ放散される
熱損失を少なくして熱効率を高めることもでき、誘導加
熱装置の高効率化および熱の有効利用を図ることができ
る。

【００１６】また、本発明の誘導加熱装置は、ファンで
冷却する構造ではないので、外部への排熱が少なくて、
この誘導加熱装置を使用する室内の冷房への負荷を軽減
でき、また、排気によって埃が立つことがなく、通気孔
から水や異物が侵入することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す誘導加熱調理
器の断面図である。

【図２】図１の例の誘導加熱調理器と従来の誘導加熱調
理器の熱効率を比較する測定の測定結果を示すグラフで
ある。

【図３】本発明の実施の形態の他の例を示す誘導加熱調
理器の断面図である。

【図４】従来の誘導加熱調理器の断面図である。

【符号の説明】

１本体ケーシング２鉄心３コイル４励磁装置５表面部材６被加熱体９断熱材１０トッププレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄心とコイルからなり前記コイルに交番
電流を印加することにより交番磁束を発生する励磁装置
を用いて被加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置におい
て、前記励磁装置のコイルに耐熱電線を用いるととも
に、前記励磁装置の鉄心とコイルを耐熱性断熱材で覆
い、前記鉄心と前記被加熱体の間に金属製のトッププレ
ートを配置して、前記鉄心および前記コイルで発生する
熱を前記鉄心と前記トッププレートとの直接接触による
熱伝達を利用して前記被加熱体に伝達することを特徴と
する誘導加熱装置。
【請求項２】鉄心とコイルからなり前記コイルに交番
電流を印加することにより交番磁束を発生する励磁装置
を用いて被加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置におい
て、前記励磁装置のコイルに耐熱電線を用いるととも
に、前記励磁装置の鉄心とコイルを耐熱性断熱材で覆
い、前記鉄心を前記被加熱体に直接接触させる構成とし
て、前記鉄心および前記コイルで発生する熱を前記鉄心
と前記被加熱体との直接接触による熱伝達を利用して前
記被加熱体に伝達することを特徴とする誘導加熱装置。