JP2001514788A - 使用するための誘導加熱台所器具及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 誘導加熱器具は、磁気的にアクティブな部分を上部に有し、その他の点では電気的に絶縁された耐熱性物質に完全に包まれている。電気接続はプラグが用いられる。多くのこのような器具は、中央電力供給変換器に通じる同軸ケーブルを介して、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲の電力が供給される。ユニットは本質的に安全であり、取り付けられていても自立形であってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 使用するための誘導加熱台所器具及びシステム 本発明は、加熱台所家庭用品その他のための誘導加熱器具に関する。 どのような耐熱性表面に対しても火にかけることができるガスバーナーは、正 面の制御装置あるいは壁面のオン及びオフの単なるスイッチ切換えでも、プラグ を引くことによっても、レンジに直接配置されるときのみならず、単独で小さな 円筒状又は箱状の容器に包み込まれるときにも利用できる電気調理プレートとし てよく知られている。 誘導加熱要素はレンジの構成要素の形でよく知られている。これらは、適切な 据え付け品におけるコイルと、オプションとして低い側に配置されたフェライト ロッドの組とから通常は成る。コイルとの接続は通常は緩いワイヤである。例え ば皿洗い機用のモータと類似して、このような構成要素は、消費者による急な使 用に対して不慣れであり不向きである。というのは、まず初めに取り付けなけれ ばならないからである。このやり方では、消費者は、高電圧をもたらしかつ高温 である部分に対して直接触れることから守られる。 料理を用意するために誘導加熱を使うことが増えていることで、使わないとき は動かすか又は近くに置くことができるような台所家庭用品の形を取る誘導加熱 要素の必要性が高まっている。しかし、現在は自立形ユニットは利用できないが 、その理由は、商用電源電圧(mains voltage)からＥＬＦ（すなわち２０ｋＨｚ −１００ｋＨｚ）への電力変換器は、自立形ユニットの内側よりもホブ(hob)の 内側の方に適合させるのが簡単であるようなかさばった機器である かもしれないということである。 本発明によれば、台所器具として自立形であるということだけではなく、自立 形電気ホットプレートと区別される複雑でかさばる囲いを避ける誘導加熱装置が 提供される。これは、器具のコイルが皿状のコア構造の内側に配置され、耐熱性 電気絶縁保護充填材がコイルの周りにキャストされることで得られ、皿状のコア 構造内の空間を実質的に全て満たすことになる。それによってコア及びコイルは 、固定の統合された１つの構造を構成する。このユニットは、熱い表面あるいは 危険な電圧に触れることがなくなるという消費者の観点から完全に安全である。 これはまた、消費者保護当局による報告や認可の必要無しに、関連のあるどのよ うなレンジ内にもこのユニットを作り込むことができるということを意味する。 典型的には、コア構造は、強磁性粒子を有するデンサイト(densit：Aalborg Por tlandの登録商標)といったような材料、あるいはそのような粒子を有する人工樹 脂で製造することができる。同様に、電気保護充填材はデンサイト、あるいは代 わりに粒子が装填された人工樹脂で作ることができ、電気導電性を提供すること なく熱伝導に寄与する。 有利な実施例では、耐熱性保護充填材にキャストすることによって、固定状態 の電力変換器がコイル及びコア構造に統合され、下方に面した熱放出フィンを有 し、電力変換器を商用電源に接続するソードは、器具タイプのメインソケットで 終端する。この手法では、電気ホットプレートの機能と同様の機能を有する完全 なる独立式ユニットが得られる。同様に、他の台所家庭用品にエネルギーを与え るのにコイル及びコア構造を使うことができ、それによって誘導エネルギーがタ ップにつながれ、台所器具用の駆動電圧に変換される。 更に有利な実施例では、コイルへの接続は、コイル及びコア構造 にフィットするプラグで終端する。この手法では、リードはぶら下がったままで ある。 上記の実施例の使用では、終端プラグには、遠隔電力供給変換器への同軸接続 を介してＥＬＦが供給される。これは、全保護回路が例えば、電力供給変換器の 内側にフィットされるような設備をまかない、誘導加熱ユニットをこの電力供給 ユニットへつなげる全てのものは、適切なプラグにフィットした同軸ケーブルに なる。 更なる有利な実施例では、電力供給変換器は、プラグ及び同軸ケーブルを介し て、誘導加熱する所定数の加熱ユニットにＥＬＦエネルギーを提供するように設 計される。これは、屋内配線システムは、商用電源電力、電話線及びテレビ信号 を搬送するワイヤだけではなく、誘導加熱ユニットで使うための特別なコンセン トにＥＬＦ電力を同様に提供することを意味する。 更なる有利な実施例では、各個別の誘導加熱ユニット用の制御装置は、ユニッ ト自身に置かれ、同軸ワイヤシステムで同時に搬送される信号を用いて中央電力 供給変換器と通信する。この手法では、個々の誘導加熱ユニットの接続だけが同 軸ケーブルを介して生じることになる。 更なる有利な実施例では、中央電力供給変換器は、各個別の誘導加熱ユニット に対する負荷状態を判定するための手段と、生成された誘導磁界が大きな標游磁 束成分を有すると負荷状態が示す場合にユニットからの電力を低減あるいは除去 するための手段とを備える。この手法では、誘導加熱ユニットは誤った使用に対 して本質的に安全である。 以下の図面を参照して本発明を更に詳しく説明する。 図１は、プラグ接続を有する自立形誘導加熱ユニットを示す。 図２は、多くの誘導加熱ユニットに対するＥＬＦエネルギーの分 配システムを示す。 図１に誘導コイル−コア構造１を備える自立形誘導加熱ユニットを示すが、こ の誘導コイル−コア構造１は、絶縁及び耐熱性物質のシェル２の内側に配置され る。コア部分は粗いハッチングを用いて示され、コイルの個々の巻線は多数の円 として示される。商用電源電圧及び周波数から２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲 のＥＬＦエネルギーへの変換器３は、コア−コイル構造の下に提供され、支持脚 ５間の変換器３の下に突き出た冷却フィン４に親密に接続されている。冷却フィ ン４は内蔵された変換器を冷却する役目を果たす。標準の台所器具ソケット６は 、商用電源との接続用の標準ケーブルの終端のプラグを受けるため、ユニット側 に取り付けられる。ソケットはリード６’を用いて変換器に接続される。強磁性 成分を有する負荷の加熱を調節するために、図示されていない制御装置は、変換 器３に接続され、安全装置は、適切な負荷が存在しない場合にＥＬＦエネルギー が偶然に発生するのを防ぐために接続される。変換器３はリード７を用いてコイ ルに接続されるが、リード７はコイル−コア構造１の外側のプラグ−ソケット接 続で終端することができる。 支持脚５は、それらを取り外すことができるように、あるいは、ユニットの外 形を越えては拡張されないように構成される。これは、ユニットのこのタイプは 自立形のものとして、あるいは所望の台所テーブルに消費者によって内蔵された ものとして使うことができることを意味する。ソケット６はユニットの下側にフ ィットさせてもよく、それによってユニットを、台所テーブルに作られる円形の 空洞にフィットさせることができる。ユニットは完全に独立式であり、食物を加 熱するための熱がユニット自体では発生しないという事実をプラスした、内蔵す ることによる安全性の特色は、消費者個 人による使用を本質的に安全にする。高電圧も高温も存在しない。これは、他の 食物調理手段では生じないような状況であり、ユニット自体の認可によってそれ があらゆる状況において使うことができる。この構造は、ユーザの選択した台所 環境に内蔵すべきユニットとして購入することによって、ユーザ個人の必要に応 じてよく適合される。 この着想における更なる詳細が図２に示されており、ここでは、中央電力供給 変換器８は５０又は６０Ｈｚ商用電源からエネルギーを受けてＥＬＦエネルギー へ変換する。変換器はスイッチング型であり、ＥＬＦエネルギーの十分な数の需 要家へ供給することができる。エネルギーを完全に遮蔽するためにブランチ９ａ 、９ｂ、９ｃで同軸ケーブルを介してエネルギーが供給される。設定はＥＬＦ用 のアンテナフィードとちょうど同じであるが、距離は普通は小さいので、ケーブ ルにおいては全波長は実現されない。負荷モニタ及び通信装置１０は、事実上、 複素負荷インピーダンス（電力伝送に使われるのとは違う他の周波数が発生し得 る）を測定するが、これは変換器８において、変換器にフィードバックする制御 信号１１に結びつけられる。これは、負荷状態が許容範囲外にあることをインピ ーダンス測定値が示す場合にスイッチオフするという安全性の特色である。 図２では、３つの誘導加熱ユニットが１２ａ、１２ｂ、１２ｃとして示されて おり、全て同軸プラグ１３を介して接続され、同軸ケーブル９の延長部は１２ｘ として示されている。同軸プラグ１３と各誘導加熱ユニットとの間には、通信機 及び制御ボックス１４が示されている。これは、加熱ユニットの消費者の制御装 置であり、同軸ケーブル９とそのブランチとを介して、エネルギー供給周波数と は異なる周波数の信号を用いて電力変換器８と通信をする。情報は 通信装置１０によって、電力変換器へのケーブル１１’を介して受信される（送 信される双方向の情報で）。この情報は、加熱ユニットを同時に適用することに よって装荷される全電位が電力変換器あるいは主電源のそれぞれの能力を超える 場合に、電力変動制御と加熱ユニット間の配電を可能にする。このために、特定 の加熱ユニットの必要性をモニタし、（装置１０を介して）電力変換器８と加熱 ユニット１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接続された通信機１４との間の双方向シグナ リングを用いて、局所的にオンあるいはオフすること（すなわち、局所リレー接 続又はＥＬＦエネルギーの切断）が可能となる。 例えばクリーニングを目的としたときに、同軸プラグを切り離すことによって 加熱ユニットをはずすということは、インピーダンス測定値を用いて異常な負荷 状態として急激に検出されることになり、特別に供給されたダミーコネクタをフ ィットさせてもよく、電力変換器が再び電力供給が可能となる前に再接続すべき であってもよい。 中央変換器を有する分配システムとして本質的に安全であり、これはまた、ユ ーザの選択した台所環境で組み立てられるキットとして購入可能である点で、ユ ーザ個人が要求するものによく適応するものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年７月２日（１９９９．７．２） 【補正内容】 請求の範囲 １．加熱台所家庭用品その他のための自立形の誘導加熱器具であって、前記器 具のコイルが皿状コア構造の内側に配置される誘導加熱器具において、耐熱性電 気絶縁保護充填材（２）が前記コイルの周りにキャストされて前記皿状コア構造 内の全空間を実質的に充填し、前記コイルへの接続は、前記コイル及びコア構造 （１）にフィットされるプラグ（６）で終端することを特徴とする誘導加熱器具 。 ２．固定状態の電力変換器（３）は、耐熱性保護充填材（２）にキャストする ことによって前記コイル及びコア構造（１）に統合され、下方に面した熱放射フ ィン（４）を有し、前記電力変換器を商用電源に接続するリードは、器具タイプ のメインソケット（６）で終端することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱 器具。 ３．終端する前記プラグは、遠隔の電力供給変換器（８）への同軸接続（９） を介してＥＬＦが供給されることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱器具。 ４．前記電力供給変換器（８）は、プラグ（１３）及び同軸ケーブル（９、９ ａ、９ｂ、９ｃ）を介して、所定数の加熱ユニット（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ） にＥＬＦエネルギーを提供するように設計されることを特徴とする請求項３に記 載の誘導加熱器具。 ５．各個別の誘導加熱ユニット用の制御装置（１４）は、前記ユニット（１２ ａ、１２ｂ、１２ｃ）自体に置かれ、同軸ワイヤシステムで同時に搬送される信 号を用いて中央電力供給変換器（８）と通信することを特徴とする請求項４に記 載の誘導加熱器具。 ６．前記中央電力供給変換器（８）は、各個別の誘導加熱ユニット（１２ａ、 １２ｂ、１２ｃ）に対する負荷状態を判定するための 手段（１０）と、生成された誘導磁界が大きな標游磁束成分を有すると前記負荷 状態が示す場合に前記ユニットからの電力を低減あるいは除去するための手段と を備えることを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱器具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加熱台所家庭用品その他のための誘導加熱器具であって、 器具のコイルが皿状コア構造の内側に配置され、かつ、耐熱性電気絶縁保護充 填材が前記コイルの周りにキャストされて前記皿状コア構造内の全空間を実質的 に充填することを特徴とする誘導加熱器具。 ２．固定状態の電力変換器は、耐熱性保護充填材にキャストすることによって 前記コイル及びコア構造に統合され、下方に面した熱放射フィンを有し、前記電 力変換器を商用電源に接続するリードは、器具タイプのメインソケットで終端す ることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱器具。 ３．前記コイルへの接続は、前記コイル及びコア構造にフィットするプラグで 終端することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱器具。 ４．終端する前記プラグは、遠隔の電力供給変換器への同軸接続を介してＥＬ Ｆが供給されることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱器具の使用。 ５．前記電力供給変換器は、プラグ及び同軸ケーブルを介して、誘導加熱する 所定数の加熱ユニットにＥＬＦエネルギーを提供するように設計されることを特 徴とする請求項４に記載の誘導加熱器具の使用。 ６．各個別の誘導加熱ユニット用の制御装置は、前記ユニット自体に置かれ、 同軸ワイヤシステムで同時に搬送される信号を用いて中央電力供給変換器と通信 することを特徴とする請求項１及び４に記載の誘導加熱器具。 ７．前記中央電力供給変換器は、各個別の誘導加熱ユニットに対 する負荷状態を判定するための手段と、生成された誘導磁界が大きな標遊磁束成 分を有すると前記負荷状態が示す場合に前記ユニットからの電力を低減あるいは 除去するための手段とを備えることを特徴とする請求項２、４〜６のいずれか一 項に記載の誘導加熱機器。