JP2006202551A - 電磁誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導加熱コイルと被加熱物との距離が離れず、加熱性能が低下しない電磁誘導加熱装置を提供する。
【解決手段】本発明は、誘導加熱コイル２とトッププレート１ａとの間に、蒸着アルミラミネートが施された真空断熱材５を用いることにより、高断熱性能を持ち肉厚も薄く、誘導加熱によって発熱、損傷しない断熱構造が得られ、その結果、被加熱物６から機体内部への熱伝導を防止し、また、真空断熱材５の厚みの分だけトッププレート１ａを薄く構成することで、加熱効率の減少を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導加熱式調理器等の電磁誘導加熱装置に関するもので、断熱手段により、被加熱物から本体内部の誘導加熱コイルや制御部への熱伝導を抑制し、さらに前記断熱手段を用いることによる誘導加熱コイルとトッププレートとの距離の拡大、さらには真空断熱材を用いたときのアルミラミネートの発熱、温度センサの他部からの干渉による検知誤差を同時に解決するものである。

例えば、従来の誘導加熱調理器は、トッププレートの下部に誘導加熱コイルを設け、トッププレートの上に置かれた鍋やフライパン等を加熱するもので、トッププレートはセラミック製のものが多く、したがって、前記トッププレート上の被加熱物から機体内部への熱伝導による保温力の低下あるいは機体内部の温度上昇等については特別な処置は無いものであった。

また、前記トッププレート底面や被加熱物底面の温度をセンサで検知する際にも、前記発熱した誘導加熱コイルやこの誘導加熱コイルを動作するための制御部に設けられたスイッチング素子からの熱が、前記トッププレート裏面の温度センサへと伝わり、正確な温度を検知することが困難であった。

この課題を解決するための従来の技術として、前記トッププレートに一定の中間層を持つ複層ガラスを採用することにより、被加熱物における熱エネルギーの誘導加熱コイルへの熱伝導を防止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記被加熱物の温度を正確に検知するために、機体内部に圧縮コイルスプリングを介して取付け台を弾性支持させ、この取付け台の上に誘導加熱コイルを固定するとともに、前記誘導加熱コイル上に断熱材を介して温度センサを設け、圧縮コイルスプリングの反発力を利用して前記温度センサをトッププレート裏面に密着させ、被加熱物からトッププレートを熱伝導した温度を正確に検知しようとしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−３０２９５１号公報 特開平１１−８７０４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の構成は、複層ガラスを挿入することで誘導加熱コイルと被加熱物との距離が遠くなり、その結果、加熱性能が低下するものであった。すなわち、前記トッププレートに複層ガラスを用いるためには、耐熱と強度を備えたものが必要で、３ｍｍ程度以上の厚さが必要となるが、複層ガラスにすることで更に倍以上の厚みが必要となるからである。

また、この構成は、トッププレート上の被加熱物の温度検知を考慮しておらず、従来のように誘導加熱コイル上部に温度センサを設けても、挿入された複層ガラスがトッププレートからの熱伝導を遮断してしまい、湯沸し時の吹きこぼれや被加熱物の異常発熱時に対応できない。

また、上記特許文献２に記載の構成は、被加熱物からトッププレート裏面への熱伝導以外にも、誘導加熱コイルやこの誘導加熱コイルを動作するための制御部に設けられたスイッチング素子の発熱、及びこれらを冷却するための冷却ファンによる冷却風の影響を少なからず受けるため、正確な温度検知を行えるとは言いがたいものである。

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、誘導加熱コイルとトッププレートとの間に断熱材を挿入するにあたって、高断熱性能を持ち肉厚も薄く、かつ通常のアルミ箔のラミネートフィルムのように誘導加熱によって発熱、損傷しない蒸着アルミラミネートが施された真空断熱材を用いることにより、前記被加熱物から機体内部への熱伝導を防止し、また、真空断熱材の厚みの分だけトッププレートを薄く構成することで、前記誘導加熱コイルとトッププレートとの距離拡大による加熱効率の減少を防止し、さらには、トッププレートと真空断熱材との間の下部中央に温度センサを設けることで、前記誘導加熱コイルやこの誘導加熱コイルを動作するための制御部に設けられたスイッチング素子からの熱伝導や冷却ファンによる冷風の影響を考慮する必要がなく、正確な温度検知を行うことができる電磁誘導加熱式調理器等の装置を提供することを目的としたものである。

上記従来の課題を解決するために本発明は、トッププレートと、電磁誘導加熱コイルとの間を断熱する蒸着アルミラミネートが施された真空断熱材等の断熱手段を備えたものである。

したがって、前記真空断熱材は前記電磁誘導加熱コイルによって加熱されることがなく、前記トッププレート上の被加熱物と前記誘導加熱コイル間を断熱する。しかも、蒸着アルミラミネートが施された真空断熱材を用いることで、誘導加熱コイルと被加熱物との間を薄く構成することが可能となる。

本発明の誘導加熱装置は、電磁誘導加熱コイルとトッププレートとの間に、高断熱性能を持ち肉厚も薄く、かつ電磁誘導加熱によって発熱、損傷しない蒸着アルミラミネートが施された真空断熱材を用いたもので、被加熱物から機体内部への熱伝導を防止し、また、前記真空断熱材の厚みの分だけトッププレートを薄く構成することが可能となり、その結果、電磁誘導加熱コイルとトッププレートとの距離拡大が抑制でき、前記距離拡大に伴う加熱効率の減少も防止できる。また、トッププレートと真空断熱材との間の下部中央に温度センサを設けることにより、前記電磁誘導加熱コイルやこの電磁誘導加熱コイルを動作するための制御部に設けられたスイッチング素子からの熱伝導や冷却ファンによる冷風の影響を考慮する必要がなく、正確な温度検知を行うことができる。さらには、前記トッププレート上に被加熱物を覆う覆い箱を設けたことにより、前記被加熱物からの放熱を覆い箱内に留めて被加熱物を２次的に加熱するため、前記電磁誘導加熱コイルによる電磁誘導加熱で消費する電力を最小限に抑え、また被加熱物が外気温の影響を受けにくくなり、より正確な温度検知を行うことができる。

請求項１に記載の発明は、被加熱物を戴置するためのトッププレートと、前記被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルに出力を行う制御部と、前記誘導加熱コイルと前記制御部を冷却する冷却ファンと、蒸着アルミラミネートが施され、かつ前記トッププレート上の前記被加熱物と前記誘導加熱コイルとの間を断熱する断熱手段とを備えたものである。

かかる構成とすることにより、前記真空断熱材は、蒸着アルミラミネートを施された真空断熱材であるため、前記誘導加熱コイルによって加熱されることがなく、前記トッププレート上の被加熱物と前記誘導加熱コイル間を断熱する。しかも、前記断熱材は、高断熱性能を持ち肉厚も薄いことから、前記誘導加熱コイルと被加熱物との間を薄く構成することが可能となり、誘導加熱コイルとトッププレートとの距離拡大（延長）による加熱効率の減少を防止する。

また、請求項２に記載の発明は、前記トッププレートの中央下面にセンサ収納部を設け、さらに前記センサ収納部に、前記被加熱物の温度もしくはトッププレートの温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出温度に基づき前記制御部にて前記誘導加熱コイルへの通電を制御するものである。

かかる構成とすることにより、前記トッププレート下部中央の凹部に温度センサ等の温度検出手段を設けることでトッププレートの熱伝導率の影響を最小限に留め、また温度センサと誘導加熱コイルとの間に真空断熱材を設けることで、誘導加熱コイルやこの誘導加熱コイルを動作するための制御部に設けられたスイッチング素子から温度検出手段への熱伝導が抑制され、また冷却ファンによる冷却風の影響も受けないため、調理鍋等の被加熱物（加熱容器）からの熱伝導のみを正確に検知できる。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記トッププレート上に、前記被加熱物を覆う覆い箱を着脱可能に備えたものである。

かかる構成とすることにより、前記被加熱物からの放熱を覆い箱内に留めることで被加熱物を２次的に加熱し、誘導加熱コイルによる電磁誘導加熱で消費する電力を最小限に抑えることができる。また、温度センサ等の温度検出手段についても、被加熱物が外気温の影響を受けにくいため、より正確な温度検知を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電磁誘導加熱式調理器の側面断面図である。

図１において、トッププレート１ａは２ｍｍ程度のセラミック板で、この上に置いた被加熱物である鍋やフライパン等の調理鍋６を、誘導加熱コイル２によって電磁誘導加熱を行う。前記誘導加熱コイル２、及び誘導加熱コイル２を動作するための制御部３ａは、通電時には高温になるため、冷却ファン４を回転させ機体外部に放熱する。

前記トッププレート１ａと誘導加熱コイル２の間には、厚さ１〜２ｍｍ程度の真空断熱材５が設けられている。この真空断熱材５は、ガスバリア性を有するアルミニウム蒸着の金属膜とプラスチックフィルム等を積層した積層フィルムにより構成される袋に、断熱芯材として、電磁誘導加熱にて加熱されず且つ被加熱物からの熱伝導により破損しない１２０℃程度以上の耐熱を有するグラスウール等の成形体を充填し、内部を真空排気したものである。したがって、従来の断熱材と比べ断熱性能が高いため厚さ１〜２ｍｍ程度で充分な効果が得られる。また、通常の真空断熱材は表面を６μｍ以上のアルミ箔でラミネートされているため、誘電加熱コイル２によってアルミ箔に渦電流が発生し、加熱されて破損するが、この真空断熱材５は、３μｍ以下のアルミ蒸着ラミネートが施されているので、磁束は透過し、渦電流が発生せず、したがって加熱されない。

この真空断熱材５を挿入したことにより、前記誘導加熱コイル２と調理鍋６との距離が増加し、加熱効率は落ちるが、前記トッププレート１ａの厚さを、通常３ｍｍ程度のものを２ｍｍ以下としているため、この課題は解決する。また、前記真空断熱材５によってトッププレート１ａと誘導加熱コイル２との間の熱伝導は極めて小さくなるため、トッププレート１ａの厚さの決定には強度のみを考慮すればよい。

上記トッププレート１ａの厚さの決定について、調理鍋６に水を入れ、湯を沸かす場合を例に説明する。

制御部３ａは、誘導加熱コイル２へ通電させ、調理鍋６は加熱される。従来では、加熱された調理鍋６の熱は、前記トッププレート１ａを伝い誘導加熱コイル２をさらに温度上昇させるが、本実施の形態では、真空断熱材５によってこの熱伝導は遮断される。そのため、前記冷却ファン４は、誘導加熱コイル２の発熱分のみを放熱させれば良い。したがって、前記冷却ファン４の回転数や大きさを下げることも可能となり、コストダウンや消費電力ダウンにもつながる。

また、従来では冷却ファン４によって吹きこまれた冷風により、トッププレート１ａを冷却することにもなり加熱効率が落ちていたが、真空断熱材５の挿入によってこの課題も解決される。

さらに、保温時にも調理鍋６からトッププレート１ａの裏側への放熱もなくなるため、保温性も上がる。

以上のように本実施の形態においては、前記トッププレート１ａと誘導加熱コイル２との間に、蒸着アルミラミネートを施された真空断熱材５を設けて前記トッププレート１ａ上の被加熱物と誘導加熱コイル２間を断熱する構成としたもので、前記真空断熱材５は、誘導加熱コイル２によって加熱されることがなく、また、高断熱性能を持ち肉厚も薄く、前記誘導加熱コイル２と被加熱物との間を薄く構成することが可能となり、誘導加熱コイル２とトッププレート１ａとの距離延長による加熱効率の減少が抑制できる。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における電磁誘導加熱式調理器の側面断面図である。

図２において、温度検出手段である温度センサ７は、トッププレート１ｂの下部中央に設けた凹状のセンサ取付け部７ａに設けられており、ここで調理鍋６の底部の温度を検知する。

かかる構成は、前記温度センサ７が調理鍋６の底部の温度をより正確に検知できるように、前記トッププレート１ｂの下部中央にセンサ取付け部７ａである凹部を設けており、この凹部の形成により、かかる部分は他の厚さの１／２程度にすることができ、これにより、前記トッププレート１ｂの熱伝導率の影響を最小限に留めことができる。

また、前記温度センサ７と誘導加熱コイル２との間には、実施の形態１と同様の真空断熱材５があるため、誘導加熱コイル５から温度センサ７への熱伝導はなく、また温度センサ７は、冷却ファン４による冷却風の影響も受けないため、調理鍋６からの熱伝導のみを検知することができる。制御部３ｂは温度センサ７の検知温度に基づいて誘導加熱コイル２への出力を調整する。

上記誘導加熱コイル２への出力の調整について、調理鍋６に水を入れ、湯を沸かす場合を例に説明する。

電磁誘導加熱では調理鍋６を直接加熱するため、最初の加熱段階では調理鍋６内の水温よりも調理鍋６の温度が高くなってしまうが、ある程度時間が経過すると、前記調理鍋６と水温の温度はほぼ一致する。この特性を利用すると温度センサ７による沸騰検知が可能となる。

すなわち、調理鍋６内の水温が１００℃になっているときには温度センサ７の検知温度も１００℃前後になっている。

また、調理鍋６内の食材等を７０℃で調理を行いたいときに、そのように設定にしておけば自動的に出力を調整し、センサ６の検知温度が７０℃になるように保つ。特に、本実施の形態では、前記温度センサ７を取付けた箇所（センサ取付け部７ａ）のトッププレート１ｂの厚さが薄くなっているので温度検知が正確である。

このように温度検知を正確に行うことで、吹きこぼれの防止や被加熱物の異常発熱対応といった安全性の向上につながり、また沸騰後に保温するような実用的な自動調理機能を持たせることも可能である。

以上のように本実施の形態においては、特に先の実施の形態１に加えて、トッププレート１ｂ下部中央の凹部（センサ取付け部７ａ）に温度センサ７を設けることで、前記トッププレート１ｂの熱伝導率の影響を最小限に留め、また前記温度センサ７と誘導加熱コイル２との間に真空断熱材５を設けることで、誘導加熱コイル５から温度センサ７への熱伝導はなく、また冷却ファン４による冷却風の影響も受けないため被加熱物からの熱伝導のみを正確に検知できる。

（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における電磁誘導加熱式調理器の側面断面図である。

図３において、被加熱物である調理鍋６を覆う断熱箱８は、トッププレート１ｂ上に設置されている。この断熱箱８を構成する断熱材にはグラスウールを用いた周知の断熱材、あるいは前記真空断熱材５と同じものを用いても良い。また、前記断熱箱８は、調理時に調理者の手によって上から被せる構成にしても、オーブンのように扉を設けて調理鍋６の出し入れができる構成にしても良い。

次に、調理鍋６で煮物を調理する場合を例に説明する。

まず、調理鍋６を強火で加熱する。そして、温度センサ７の検知温度が１００℃で安定すると、制御部３ｂにより、今度は出力を下げて煮込みを行う。

前記調理鍋６の上方と左右は断熱箱８で囲われており、またトッププレート１ｂの下部には真空断熱材５があるため、熱が外部に逃げることはない。また、発熱した調理鍋６から空気中へと発散する熱も、調理鍋６内から発生した蒸気も断熱箱８内に留まり、調理鍋６周辺から２次的に加熱するため、電磁誘導加熱により消費する電力が最小限で済むばかりではなく、蒸し煮の効果を得ることができる。また、調理鍋６の周辺全体から加熱を行うことで調理鍋６の内側では熱の対流が起きず、食材の煮崩れも起きにくいのである。

また、前記温度センサ６の検知温度も、前記断熱箱８で囲われているため、外気温の影響を受けにくく、より正確に調理鍋６の温度を検知することができる。

以上のように本実施の形態においては、前記被加熱物である調理鍋６からの放熱を断熱箱８内に留めることで被加熱物を２次的に加熱し、誘導加熱コイル２による電磁誘導加熱で消費する電力を最小限に抑えることができる。また、温度センサ７についても、被加熱物が外気温の影響を受けにくいため、より正確な温度検知を行うことができる。

本発明の誘導加熱装置は、蒸着アルミラミネートを施された真空断熱材を誘導加熱コイルとトッププレートとの間に挿入することで、被加熱物から機体内部への熱伝導を防止すると同時に誘導加熱コイルと被加熱物との間を薄く構成することが可能となり、誘導加熱コイルとトッププレートとの距離拡大による加熱効率の減少が防止でき、電磁誘導加熱式調理器に限らず、小型化を期待する電磁誘導加熱を用途とする装置へ広く利用できるものである。

本発明の実施の形態１における電磁誘導加熱式調理器の側面断面図 本発明の実施の形態２における電磁誘導加熱式調理器の側面断面図 本発明の実施の形態３における電磁誘導加熱式調理器の側面断面図

符号の説明

１ａ トッププレート
１ｂ トッププレート
２ 誘導加熱コイル
３ａ 制御部
３ｂ 制御部
４ 冷却ファン
５ 真空断熱材
６ 温度センサ
７ 調理鍋
８ 断熱箱

Claims (3)

1. 被加熱物を戴置するためのトッププレートと、前記被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルに出力を行う制御部と、前記誘導加熱コイルと前記制御部を冷却する冷却ファンと、蒸着アルミラミネートが施され、かつ前記トッププレート上の前記被加熱物と前記誘導加熱コイルとの間を断熱する断熱手段とを備えた電磁誘導加熱装置。
2. 前記トッププレートの中央下面にセンサ収納部を設け、さらに前記センサ収納部に、前記被加熱物の温度もしくはトッププレートの温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出温度に基づき前記制御部にて前記誘導加熱コイルへの通電を制御する請求項１に記載の電磁誘導加熱装置。
3. 前記トッププレート上に、前記被加熱物を覆う覆い箱を着脱可能に備えた請求項１または２に記載の電磁誘導加熱装置。

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