JP2008126050A - Bottom structure of uniformly heatable induction heating type large circular cooking pot - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は自衛隊・学校・各種団体・コンビニ・ファミレス・スーパーなどに調理物を提供するために一度に大量の調理をする必要のある調理工場に設置する大円形の調理釜の底を誘導加熱する方法に関し、本来均等加熱が困難な電磁誘導加熱により、釜底を斑なく均等に加熱し調理物の温度を一斉に規定値にすることのできる釜底の構造とその釜底へのコイル取り付け構造に関する。This invention induction heats the bottom of a large circular cooking pot installed in a cooking factory that needs to cook a large amount at once to provide food to the Self-Defense Forces, schools, various organizations, convenience stores, family restaurants, supermarkets, etc. Concerning the method, the structure of the bottom of the pot that can uniformly heat the bottom of the pot by electromagnetic induction heating, which is inherently difficult to heat evenly, and the temperature of the cooked food can be brought to the specified value all at once. About.
高周波誘導加熱は、コイルに高周波電流を流すことによって、コイルの近傍に配置した磁性金属に高周波磁界を発生させると共に、その磁性金属に誘導電流としての渦電流を発生させ、この渦電流によって磁性金属内にジュール熱を発生させる。
このような渦電流による発熱作用を用いる誘導加熱調理器は、被加熱金属である釜底の真下に設置して誘導加熱調理器内のコイルに高周波電流を流すことにより釜底に渦電流を生じさせ、これにより、釜底に自己発熱を生じさせ、釜内部の調理物を加熱するように構成される。In high-frequency induction heating, a high-frequency magnetic field is generated in a magnetic metal disposed in the vicinity of a coil by causing a high-frequency current to flow through the coil, and an eddy current is generated as an induced current in the magnetic metal. Generate Joule heat inside.
An induction heating cooker using such an eddy current heat generating action is installed just below the bottom of the pot, which is the metal to be heated, and a high frequency current is passed through the coil in the induction heating cooker to generate an eddy current at the bottom of the pot. Thus, self-heating is generated at the bottom of the pot, and the cooked food inside the pot is heated.
この種の誘導加熱調理器を応用した誘導加熱式大円形調理釜は、釜の底面から数十mmの隙間を介してコイルを配設してコイルに流す高周波電流によって釜底に誘導渦電流を発生させて釜底を加熱する。An induction heating type large circular cooking pot using this type of induction heating cooker has a coil placed through a gap of several tens of millimeters from the bottom of the pot, and an induction eddy current is generated at the bottom of the pot by a high-frequency current flowing through the coil. Generate and heat the bottom of the kettle.
このコイルを固定する方法として従来、釜の底表面に対向して単純には絶縁材を介して固定されるが釜底の表面に直付けされた座にネジなどで固定される場合と釜底表面の近くに釜本体とは別の構造体によりコイルを固定する場合の両方がある。As a method of fixing this coil, it is conventionally fixed simply via an insulating material so as to face the bottom surface of the hook, but it is fixed to a seat directly attached to the surface of the hook bottom with a screw or the like. There are both cases where the coil is fixed by a structure different from the hook body near the surface.
しかしながらいずれの方法も釜底面に対し均等に高周波磁界を発生させることができず必ず円形の釜底に対しドーナツ状に磁界が集中しドーナツ状に渦電流が発生してドーナツ状に加熱力が集中する欠点があった。このために釜底の熱歪みも極端に大きくなり釜の底が凸凹になってその周囲の発生磁界強度にも影響を与え誘導渦電流密度が変化してジュール熱による発生熱が不均一になっていた。However, none of these methods can generate a high-frequency magnetic field evenly on the bottom of the hook, and the magnetic field is always concentrated in a donut shape on the circular bottom, and an eddy current is generated in a donut shape, and the heating power is concentrated in a donut shape. There was a drawback. For this reason, the heat distortion at the bottom of the hook becomes extremely large, and the bottom of the hook becomes uneven, affecting the intensity of the magnetic field generated around it, and the induced eddy current density changes, resulting in non-uniform heat generation due to Joule heat. It was.
更に釜の中の調理物に与えられる熱も不均一になって製品の仕上がり品質も悪いという問題があり調理物を攪拌しようとしても上述した如く釜底が熱歪みを起こしており十分な攪拌ができないという問題に発展していた。Furthermore, there is a problem that the heat given to the food in the kettle becomes uneven and the quality of the finished product is poor, and even when trying to stir the food, the bottom of the kettle is thermally distorted as described above, so that sufficient stirring is achieved. It developed into the problem of being unable.
本発明は、上述の課題を解決するものであり、大円形調理釜の底を均等に誘導加熱できるように釜底の被加熱面に当たる部分の構造とコイル固定構造を工夫して釜底面の強度を向上させながら高周波磁界の均一性をも高められる構造を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems, and devise the structure of the portion that contacts the heated surface of the pot bottom and the coil fixing structure so that the bottom of the large circular cooking pot can be uniformly induction-heated, and the strength of the pot bottom An object of the present invention is to provide a structure capable of improving the uniformity of a high-frequency magnetic field while improving the above.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の大円形調理釜底表面には中心から外径方向に向かって放射状に磁性金属リブを配置しその下に載置したコイルによって発生した電磁誘導磁束を釜の中心から外径方向に向かって放射状に通過させる磁路として機能させこれと直角に発生する渦電流を釜底面の半径方向に均等配分して流れるようにしたことを特徴とする。即ち磁路としての磁性金属は釜底面に溶接固定する。In order to achieve the above-mentioned object, electromagnetic waves generated by coils placed radially under magnetic metal ribs radially from the center toward the outer diameter direction on the bottom surface of the large circular cooking pot according to
請求項2の固定リブは釜底の熱歪み防止補強にも機能できるように釜底に対し強固に溶接固定するものとする。その際単なる機械的な強度向上ではなく磁束の通過磁路とするために磁性金属は薄板で幅広のものを釜底に対しエッジ状に立てて溶接し単に数多く配分するのではなく円周上を均等角度配分し中心から外径方向に向かって放射状に固定することが要求される。又半径方向に発生した磁束が不規則に回帰しないよう固定リブに直角に鎖交するリング状リブを適正に配置し半径方向の中間付近での磁束集中を避けている。The fixing rib of
請求項3に述べるように磁束通過用リブを2本組で配置することで磁束の性質としてある近くに存在する磁性体に近接しようとする現象に幅を持たせて磁束が円周上で均等角度的に分散回帰する際ばらつきが最小になるようにした。As described in
ここで請求項4及び請求項5のように2本の固定リブの間にコイル固定用耐熱材料を挟み込みこれにコイルを固定するための加工を施してコイルを固定する際コイルが固定リブに接しないように固定リブの高さよりコイル固定用耐熱材料の取り付け高さを数mm高くしたことを特徴としその際コイル固定用耐熱材料と釜底との隙間を取り固定リブを含む釜底の温度がコイルに伝導し難い構造にしたことを特徴とする。Here, when a coil-fixing heat-resistant material is sandwiched between two fixing ribs as in
請求項6に述べるように高耐熱絶縁材料をコイル固定座に使用する場合は熱伝導の防止とコイルとの絶縁確保の両方を処置することができるがコイル固定座を挟む2本の固定リブにボルトを貫通させると渦電流が流れてボルトが加熱するため高耐熱絶縁材料にはインサートネジを埋め込み両固定リブ側からボルトを挿入してコイル固定ボルトは絶縁状態で固定する。As described in
請求項7に述べるようにコイル固定用耐熱材料に非磁性金属を使用し誘導による自己発熱を回避してコイルに伝導する熱を最小限にした場合はコイルとのアース接地の起こらないようコイルと非磁性金属の間に高耐熱絶縁材料のライナーを挿入し十分な沿面距離を確保した確実な絶縁を施工する。If a non-magnetic metal is used as the heat-resistant material for fixing the coil as described in claim 7 and the heat conducted to the coil is minimized by avoiding induction self-heating, the coil is prevented from being grounded with the coil. Insert a liner of high heat-resistant insulating material between non-magnetic metals to construct a reliable insulation with sufficient creepage distance.
請求項8に述べるようにコイル固定材料に加工する長穴によってコイルの巻きピッチがどの位置にきても固定用ボルトを移動でき且つ適性位置でボルト締め付けが可能なように回り止め用の段付きザグリ溝加工を施し、確実に固定できるようにしたことを特徴とする。As described in
請求項9においてはコイル固定用耐熱材料に絶縁材料を使用した場合で一般に高耐熱絶縁材料は非常に高価であり使用量を少なくすればするほど安価になる。そこで釜の底や固定リブの高温になる部分のみに高耐熱絶縁材料を使用しそれ以外の場所には低温用低価格材料を組み合わせて使用できるよう加工したことを特徴とする。In the ninth aspect, when an insulating material is used as the heat-resistant material for fixing the coil, the high-heat-resistant insulating material is generally very expensive and becomes cheaper as the amount of use is reduced. Therefore, it is characterized in that it is processed so that a high-temperature insulating material is used only for the high temperature portion of the bottom of the hook and the fixing rib, and a low-cost material for low temperature can be used in combination in other places.
現在使用されている大円形調理釜は大部分がガスまたは蒸気加熱式でガスの燃焼効率上または蒸気耐圧の関係から釜の直径は小さく釜底は半球面体形状をしている。この形状は釜の中心付近に在る調理物に対して熱を与え難いため調理物を釜内部で攪拌するのであるが攪拌することで調理物の煮崩れが起こる。また炒め調理をする場合は余分な水分を取り去る必要があり釜底にある調理物から水分を取り去るために調理物を反転することが必要であるが球面形状の釜底では調理物は釜底の中心に寄ってしまい反転し難い。Most of the large circular cooking pots currently in use are gas or steam heating type, and the diameter of the pot is small due to gas combustion efficiency or steam pressure resistance, and the bottom of the kettle has a hemispherical shape. Since this shape makes it difficult to apply heat to the food near the center of the pot, the food is stirred inside the pot. In addition, when fried, it is necessary to remove excess water, and it is necessary to invert the food in order to remove water from the food at the bottom of the pot. It ’s hard to flip because it ’s close to the center.
今回発明の直径を大きく釜底を平らにした大円形調理釜の加熱方式によれば、釜底の磁束配分を均等にできて渦電流を均等に流し釜底全体を均等加熱できるようになっており調理物を釜面全体に薄く広げて調理でき、煮炊き調理では攪拌の必要が無くなり煮崩れが無くなる。また炒め調理をする場合も調理物を釜面全体に薄く広げて調理できるため余分な水分の除去が容易で食材の反転も非常に簡単になる。現行品の中にはこの釜と同種で大円形調理釜の底を誘導加熱する方法としたものがあるが本案のようにコイル及び発生磁束通過を工夫するのではなく釜そのものを回転させて均等加熱する方法であり釜が回転することで折角加熱した釜の熱が空中に放熱し約10%の熱ロスが発生する。本方式では釜が固定式で熱ロスは最小に抑えられるだけでなくコイルと釜底の空隙が変化せず加熱力が常に一定になる。またコイル位置が変わることもなく加熱のモードも変化しない。更に釜の縁に付着した食材に雑菌が繁殖するのを防ぐ目的で別熱源である抵抗ヒーターなどで釜の縁を100℃程度に余熱することも容易である。一方回転式では非接触の誘導加熱方法以外では効率のよい加熱できないため釜底から立ち上がった釜の縁の加熱対策は非常に困難である。According to the heating method of the large circular cooking pot with a large diameter and a flat bottom according to the present invention, the distribution of the magnetic flux at the bottom of the pot can be made uniform, eddy currents can be flowed evenly, and the entire bottom of the pot can be heated evenly. The cooked food can be cooked thinly over the entire surface of the kettle, and the boiled cooking eliminates the need for stirring and eliminates boiling. In addition, when fried cooking, the food can be spread thinly over the entire surface of the kettle, so that excess water can be easily removed and the inversion of the ingredients becomes very easy. Some of the current products have the same type as this kettle, and a method of induction heating the bottom of the large circular cooking kettle, but instead of devising the coil and generated magnetic flux passage as in this proposal, the kettle itself is rotated to equalize it. This is a heating method. When the hook rotates, the heat of the pot heated at a corner is dissipated into the air, and a heat loss of about 10% occurs. In this method, the hook is fixed and the heat loss is minimized, and the gap between the coil and the bottom of the hook does not change, and the heating power is always constant. Further, the coil position does not change and the heating mode does not change. Furthermore, it is easy to preheat the edge of the kettle to about 100 ° C. with a resistance heater or the like, which is another heat source, in order to prevent germs from growing on the food material attached to the edge of the kettle. On the other hand, since the rotary type cannot be heated efficiently except by a non-contact induction heating method, it is very difficult to take measures for heating the edge of the kettle rising from the bottom of the kettle.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は従来のままの形状をした釜底5を誘導加熱した場合を示し、単に渦巻き状コイル1を釜底下に近接して置き誘導加熱した場合、誘導磁界12の発生分布がどのようになるかをシュミレーションした場合を示す。これによれば釜の底にコイルを一様に分布して巻いても磁界強度変化曲線4は釜の中心と外周の磁界強度が極端に低下し、釜底面中間径付近の磁界強度が高くなることが判る。即ち釜底面中間径付近に誘導渦電流が集中して流れドーナツ状の加熱モードになる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a case where the
又、釜底の平坦度が悪くてコイルと釜底の空間距離に数mmの変化が発生したりコイル自身の巻きピッチの変化で釜底面を真下から見た場合の磁界強度が斑島状11に変化しそこに発生する磁束2の密度が変わることで渦電流が蛇行し、それに連れて釜底の発熱分布が変わってしまう。ここで磁界の等強度曲線を7と8に示し7は理想状態を示し8はコイルと被加熱体の関係で変化する様子を示す。In addition, the flatness of the bottom of the hook is poor, and the space distance between the coil and the bottom of the coil is changed by several millimeters. As the density of the
第2図は請求項1に示す如く釜5の底に磁性金属リブ12〜16を溶接付けすることによって磁束2を適正に通過させる磁路を形成させた例を示す。これによれば第3図に示すようにコイルによって発生する誘導磁束2は釜底面の中心から外径方向に放射状に配した磁性金属リブ12・13によって形成された磁路により強制的に均等配分された磁束が釜底面の円周を等角度分割して分布する。この結果、磁界の等強度曲線19は理想状態の7に近似してくる。また請求項2で述べるようにリング状のリブ14〜16によって案内された磁束はその場所でコイルの反釜底側に回り込むように回帰し、磁界強度変化曲線4は17になりその場所の誘導渦電流量を軽減して集中加熱状態を避けるように働く。FIG. 2 shows an example in which a magnetic path for properly passing the
第4図はコイルを固定する方法を示し請求項3で述べている如く固定リブ12〜16を2列構成にして誘導磁束2を効率よく収束できるようにしながらコイル固定座21・22を適正に釜底に取り付けられるようにしてコイル間の隙間を正確に保持できるようにしてある。このコイル固定座21・22は請求項4に述べる如くコイル座固定用ボルトナット29によって釜底に固定され固定リブ12〜16より数mm高くコイルが固定できる位置を保持し熱的に影響しないように且つ絶縁確保上も問題無いようにしてある。FIG. 4 shows a method of fixing the coils, and as described in
第5図は第4図でいうコイル固定座21・22を裏側から見た図で釜側への取り付け面を示す。材料に非磁性材のアルミニュームを使用すれば請求項5に述べるように誘導加熱作用から回避されコイルに熱的ダメージを与えない効果がある。請求項6の効果を出すように絶縁材を使用した場合は第6b図に示すようにコイル固定座21・22の幅方向の中間を貫通させない止まり穴にし両側面からインサートネジを埋め込みコイル座固定用ボルトナット29を一箇所に2本使用して両側面から固定できる構造にする。FIG. 5 is a view of the
第6a図はコイル固定座21・22を裏側から見たる図の詳細であるが材料にアルミニュームを使用し側面方向から貫通穴を加工し請求項7でいうシンチュウ製等の良導体金属ボルトを使用して固定する場合の構造例である。又この構造の内、請求項8でいうコイル固定ボルトナット28のボルト貫通長穴にザグリ加工した面にコイル固定用ボルト28の頭部端面が嵌まり込む状態にすることで回り止め機能構造30となる。図6bはコイル固定座21・22に耐熱絶縁材を使用した例でありコイル座固定用ボルトナット29への渦電流を遮断しコイル固定座絶縁に熱的な影響を与えないようにした構造を示す。FIG. 6a is a detailed view of the
第7図は請求項9で述べるコイル固定座21・22を低価格化するための方法を示し釜底5及び金属リブ12・13の高温部に接触する部分のみに高耐熱絶縁材24・26を使用しその他の部分は低価格の低温向き絶縁座を使用した一構造例である。ここで重要な点である高温接触部に必要最少量で高耐熱絶縁材24・26を使用し釜底5に低価格の低温向き絶縁座が接触しないように隙間27を確保したその他の構造であっても本案に含まれる。FIG. 7 shows a method for reducing the price of the
1 渦巻き状ワークコイル
2 誘導磁束
3 誘導磁界強度方向
4 誘導磁界強度曲線または渦電流発生密度曲線
5 鍋または釜
6 磁界強度観測軸
7 磁界の等強度曲線(期待モード)
8 磁界の等強度曲線(蛇行した場合)
9 鍋または釜の中心
10磁界強度が不均一になる範囲
11誘導磁束密度が高くなる範囲
12磁路形成用磁性金属リブ(長い物)
13磁路形成用磁性金属リブ(短い物)
14磁路形成用磁性金属リブ(湾曲形状)
15磁路形成用磁性金属リブ(小リング状)
16磁路形成用磁性金属リブ(大リング状)
17改善後の誘導磁界強度曲線または渦電流発生密度曲線
18磁束回帰位置
19改善後の磁界の等強度曲線
20磁路に収束された磁束モード
21コイル固定座(長)
22コイル固定座(短)
23コイル押さえ座
24高価高耐熱コイル固定座
25低価格低温向きコイル固定座
26高価高耐熱コイル固定座
27低価格コイル固定座が釜底に接触しない隙間
28コイル固定用ボルトナット
29コイル座固定用ボルトナット
30コイル固定用ボルトの回り止め
31コイル座固定用ボルト穴
32コイル座固定用インサートネジ穴DESCRIPTION OF
8 Magnetic field isointensity curve (when meandering)
9 Center of pan or
13 Magnetic metal ribs for magnetic path formation (short)
14 Magnetic metal ribs for magnetic path formation (curved shape)
15 Magnetic metal rib for magnetic path formation (small ring shape)
16 magnetic metal ribs for magnetic path formation (large ring shape)
17 Inductive magnetic field strength curve after improvement or eddy current
22 coil fixing seat (short)
23
Claims (9)
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JP2006345027A JP2008126050A (en) | 2006-11-26 | 2006-11-26 | Bottom structure of uniformly heatable induction heating type large circular cooking pot |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106016387A (en) * | 2016-07-28 | 2016-10-12 | 杭州信多达电器有限公司 | Structure capable of reducing radiation of induction cooker |
KR102245946B1 (en) * | 2021-01-22 | 2021-04-29 | 화신주방산업(주) | Cooking pot with electric heating device |
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2006
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