JP2010287364A - Induction heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般家庭やオフィス、レストラン、工場などで使用される誘導加熱調理器をはじめとする誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating apparatus such as an induction heating cooker used in general homes, offices, restaurants, factories and the like.
従来、この種の誘導加熱装置は、例えば、誘導加熱調理器に関して、アルミニウム若しくは銅またはこれらと略同等以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる被加熱物を誘導加熱可能な加熱コイルと、加熱コイルと被加熱物の間に設けられた電気導体とを備え、加熱コイルの発生する磁界と被加熱物に誘導される誘導電流の作用により被加熱物に対して働く浮力を低減する浮力低減機能を有し、相互に間隔を設けて複数の電気導体を配置する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of induction heating apparatus has, for example, an induction heating cooker, a heating coil capable of induction heating an object to be heated made of aluminum, copper, or a low magnetic permeability material having an electric conductivity substantially equal to or higher than these. A buoyancy that includes an electric conductor provided between the heating coil and the object to be heated and reduces the buoyancy acting on the object to be heated by the action of the magnetic field generated by the heating coil and the induced current induced in the object to be heated A technique that has a reduction function and arranges a plurality of electrical conductors at intervals is known (see, for example, Patent Document 1).
また、加熱調理器に関して、誘導加熱コイルと誘導発熱体とを有し、誘導加熱コイルに高周波電流が供給されることにより、誘導発熱体に発生する誘導電流を制御して加熱を行う技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, a heating cooker has an induction heating coil and an induction heating element, and a technique of heating by controlling the induction current generated in the induction heating element by supplying a high frequency current to the induction heating coil is known. (For example, refer to Patent Document 2).
図3は、特許文献2に記載された従来の加熱調理器本体の正面断面図を示す図である。また、図4は、特許文献2に記載された従来の加熱調理器の誘導発熱部17の構成を示す図である。また、図5(a)は、特許文献2に記載された従来の加熱調理器の誘導発熱部17の詳細構造を示す平面図、(b)は、特許文献2に記載された従来の加熱調理器の誘導発熱部の詳細構造を示す正面断面図、(c)は、特許文献2に記載された従来の加熱調理器の誘導発熱部の詳細構造を示すA部を拡大した正面断面図である。
FIG. 3 is a diagram showing a front sectional view of a conventional cooking device body described in
図5において、誘導発熱体17は、被加熱調理器具がアルミや銅のような低抵抗金属材料の場合、端子17aと17bを短絡させて閉ループを形成する。閉ループが形成されると、誘導加熱コイル6で発生する磁束により誘導発熱体17に誘導電流が流れて発熱する。この誘導発熱体17で発生するジュール熱は、熱伝導により被加熱調理器具を間接的に加熱する。また、被加熱調理器具が高抵抗金属材料の場合、端子17aと17bを開放させるため、誘導発熱体17に誘導電流はほとんど流れない。
In FIG. 5, when the cooked utensil is a low resistance metal material such as aluminum or copper, the
しかしながら、前記従来の構成では、閉ループを形成する誘導発熱体17で発生するジュール熱によって被加熱調理器具を間接的に加熱するものであるため、熱伝達がうまくいかない場合には、加熱効率が低下したり、温度上昇による誘導発熱体17の溶融、損傷が発生する恐れがあるという課題を有していた。
However, in the conventional configuration, since the cooked utensil is indirectly heated by Joule heat generated in the
また、前記従来の構成は、特にアルミや銅のような低抵抗金属材料の被加熱調理器具を、誘導発熱体17を利用して、直接誘導加熱をしないで加熱することによって、鍋底に流れる誘導電流と磁束との相互作用による鍋浮きを発生させないことを目的としている。そのため、高抵抗金属材料の被加熱調理器具である場合には、誘導発熱体17は機能を果たさないものである。
Moreover, the said conventional structure is the induction | guidance | derivation which flows into a pan bottom by heating the to-be-heated cooking appliance of a low resistance metal material like aluminum and copper especially without using induction heating using the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、互いに絶縁された複数導線の集合線からなる集合線部分と、単線導線からなる単線部分との並列接続体で構成され、トッププレートの下方に設けられた加熱コイルを備え、単線部分は互いに隣接する単線導線間に空間距離を設けて集合線部分とトッププレートの間に配置することにより、誘導加熱効率を高めて加熱コイル損失を低減し、冷却設計が容易となる誘導加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is constituted by a parallel connection body of an assembly line portion composed of an assembly line of a plurality of conductor wires insulated from each other and a single wire portion composed of a single wire conductor, and is provided below the top plate. Provided with a heating coil provided, the single wire portion is arranged between the collecting wire portion and the top plate by providing a spatial distance between adjacent single wire conductors, thereby increasing induction heating efficiency and reducing heating coil loss, An object of the present invention is to provide an induction heating device that facilitates cooling design.
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、外郭を構成する本体と、被加熱物を戴置する本体の上部に設けたトッププレートと、互いに絶縁された複数導線の集合線からなる集合線部分と単線導線からなる単線部分との並列接続体により構成され、トッププレートの下方に設けられて被加熱物を誘導加熱する加熱コイルとを備え、単線部分は互いに隣接する単線導線間に空間距離を設けて集合線部分とトッププレートの間に配置したものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an induction heating apparatus of the present invention includes a main body constituting an outer shell, a top plate provided on an upper part of a main body on which an object to be heated is placed, and a set of a plurality of conductors insulated from each other. It is composed of a parallel connection body of an assembly line portion made of wires and a single wire portion made of single wire conductors, and is provided with a heating coil that is provided below the top plate and induction-heats an object to be heated, and the single wire portions are adjacent to each other. A space distance is provided between the conductors, and it is arranged between the assembly line portion and the top plate.
これによって、被加熱物の過昇温などによって集合線部分の絶縁を劣化させることなく、被加熱物と加熱コイルとの距離を近付け、磁気結合を高めて誘導加熱効率を高めることが可能となり、同じ加熱電力に必要な加熱コイル電流を少なくすることで加熱コイル損失を低減することが出来て、誘導加熱装置の冷却設計が容易となる。 This makes it possible to increase the induction heating efficiency by increasing the magnetic coupling by reducing the distance between the object to be heated and the heating coil without deteriorating the insulation of the assembly line part due to overheating of the object to be heated, By reducing the heating coil current required for the same heating power, the heating coil loss can be reduced, and the cooling design of the induction heating device is facilitated.
本発明の誘導加熱装置は、誘導加熱効率を高めて加熱コイル損失を低減し、冷却設計を容易にすることができる。 The induction heating apparatus of the present invention can increase the induction heating efficiency, reduce the heating coil loss, and facilitate the cooling design.
第1の発明は、外郭を構成する本体と、被加熱物を載置する前記本体の上部に設けたトッププレートと、互いに絶縁された複数導線の集合線からなる集合線部分と単線導線からなる単線部分との並列接続体により構成され前記トッププレートの下方に設けられて被加熱物を誘導加熱する加熱コイルとを備え、前記単線部分は互いに隣接する単線導線間に空間距離を設けて前記集合線部分と前記トッププレートの間に配置したものである。 1st invention consists of the main body which comprises an outer shell, the top plate provided in the upper part of the said main body which mounts a to-be-heated material, the assembly line part which consists of the assembly line of several conducting wires mutually insulated, and a single wire conductor A heating coil for inductively heating an object to be heated, which is configured by a parallel connection body with a single wire portion and provided below the top plate, and the single wire portion has a space distance between adjacent single wire conductors It is arranged between the line portion and the top plate.
これによって、集合線部分とトッププレートの間に加熱コイルの単線部分を設けているため、被加熱物と加熱コイルとの間の距離が近付くことになり、磁気結合を高めることとなり、効率のよい誘導加熱を実現するとともに、被加熱物で発生する誘導加熱電力を一定とするのに必要な加熱コイル電流を低減して、加熱コイル損失を低減することが可能となる。 As a result, since the single wire portion of the heating coil is provided between the assembly wire portion and the top plate, the distance between the object to be heated and the heating coil will be close, and magnetic coupling will be enhanced, which is efficient. In addition to realizing induction heating, it is possible to reduce the heating coil loss by reducing the heating coil current necessary for making the induction heating power generated in the object to be heated constant.
その一方で、単線部分は互いに隣接する単線導線間に空間距離を設けているため、例えば被加熱物からの熱伝達が過剰となり、単線部分の温度が上昇しても、隣接する単線導線
間同士の絶縁劣化を生じることはない。
On the other hand, since the single wire portion has a spatial distance between the adjacent single wire conductors, for example, even if the heat transfer from the object to be heated becomes excessive and the temperature of the single wire portion rises, between the adjacent single wire conductors This will not cause deterioration of insulation.
さらに、加熱コイルを集合線部分と単線部分の並列接続体で構成しているため、加熱コイル電流が集合線部分と単線部分に分割されて流れ、それぞれの損失が抑制される。 Furthermore, since the heating coil is constituted by the parallel connection body of the collecting wire portion and the single wire portion, the heating coil current is divided and flows into the collecting wire portion and the single wire portion, and each loss is suppressed.
したがって、本発明の構成によれば、効率よい誘導加熱を実現するとともに、誘導加熱装置の冷却設計を容易にすることができる。 Therefore, according to the configuration of the present invention, efficient induction heating can be realized and the cooling design of the induction heating device can be facilitated.
第2の発明は、特に、第1の発明において、単線部分は集合線部分よりもインピーダンスを大きくしたものである。 In the second invention, in particular, in the first invention, the single line portion has a larger impedance than the collective line portion.
加熱コイル損失に影響する加熱コイル電流は、加熱コイルが並列接続されている場合、インピーダンス(抵抗及びインダクタンス)が小さいほうに多く流れる。そのため、加熱コイル電流が一定の場合、インピーダンスが大きいほうへの加熱コイル電流が少なくなる。 When the heating coils are connected in parallel, the heating coil current that affects the heating coil loss flows more when the impedance (resistance and inductance) is smaller. Therefore, when the heating coil current is constant, the heating coil current toward the larger impedance decreases.
本発明の構成によれば、例えば単線部分は集合線部分よりも巻数を大きく設定することによりインピーダンスが大きくなる構成としている。また、単線部分と集合線部分は並列接続されているため、単線部分に流れる加熱コイル電流は、集合線部分に流れる加熱コイル電流に比べて少ない。したがって、集合線部分に比べて単線部分の損失が小さくすることが可能であり、誘導加熱装置の冷却設計が容易にすることができる。 According to the configuration of the present invention, for example, the impedance of the single wire portion is increased by setting the number of turns larger than that of the collective wire portion. Further, since the single wire portion and the collective wire portion are connected in parallel, the heating coil current flowing through the single wire portion is smaller than the heating coil current flowing through the collective wire portion. Therefore, it is possible to reduce the loss of the single wire portion compared to the assembly wire portion, and the cooling design of the induction heating device can be facilitated.
また、被加熱物に近い側の単線部分の巻数を集合線部分よりも多くして、インピーダンスを大きくすることにより、被加熱物と加熱コイルの磁気結合を高くすることが出来るため、少ない電流で一定の被加熱物加熱電力を得ることが可能となる。 In addition, by increasing the number of turns of the single wire portion closer to the object to be heated than the assembly line portion and increasing the impedance, it is possible to increase the magnetic coupling between the object to be heated and the heating coil. It becomes possible to obtain a constant heating power for the object to be heated.
第3の発明は、特に、第1の発明の単線部分を被加熱物と熱的に接続したものである。 In the third invention, in particular, the single wire portion of the first invention is thermally connected to an object to be heated.
単線部分は、互いに隣接する単線導線間に空間距離を設けているため、単線に使用する金属の融点を超えない限り、単線部分の温度が上昇しても誘導加熱装置としての動作に影響は及ぼさない。 Since the single wire portion has a spatial distance between adjacent single wire conductors, even if the temperature of the single wire portion does not exceed the melting point of the metal used for the single wire, the operation as an induction heating device is not affected. Absent.
したがって、被加熱物が異常加熱されていない場合には、逆に単線部分で発生する熱を、単線部分と熱的に接続された被加熱物に伝達することにより、加熱効率を向上させることが可能となる。 Therefore, when the object to be heated is not abnormally heated, the heating efficiency can be improved by transferring the heat generated in the single wire portion to the object to be heated thermally connected to the single wire portion. It becomes possible.
単線部分と被加熱物とを熱的に接続させるとは、例えば、単線部分をトッププレートの加熱コイル側から押し当てる構成として、単線部分の発熱がトッププレートを介して被加熱物に伝達出来るようにすることである。 The connection of the single wire portion and the object to be heated is, for example, a configuration in which the single wire portion is pressed from the heating coil side of the top plate so that the heat generated in the single wire portion can be transmitted to the object to be heated via the top plate. Is to do.
また、単線部分の発熱が被加熱物に伝達することにより、単線部分の温度上昇も緩和されるため、誘導加熱装置の冷却設計をさらに容易にすることができる。 Further, since the heat generated in the single wire portion is transmitted to the object to be heated, the temperature rise in the single wire portion is alleviated, so that the cooling design of the induction heating device can be further facilitated.
第4の発明は、特に、第3の発明において、加熱コイルを支持する加熱コイル支持部と、加熱コイルの集合線部分と単線部分の間に位置する加熱コイル支持部に固定された絶縁部を備え、前記単線部分は絶縁体のトッププレート側に設けたものである。 In particular, according to a fourth invention, in the third invention, there is provided a heating coil support part for supporting the heating coil, and an insulating part fixed to the heating coil support part located between the collecting wire part and the single wire part of the heating coil. The single wire portion is provided on the top plate side of the insulator.
単線部分を、例えばトッププレートの加熱コイル側から押し当てて、被加熱物と熱的に接続させる効果を向上するためには、単線部分をまんべんなくトッププレートに押し当てることが必要である。 In order to improve the effect of pressing the single wire portion from, for example, the heating coil side of the top plate and thermally connecting it to the object to be heated, it is necessary to press the single wire portion evenly against the top plate.
本発明の構成によれば、単線部分は、加熱コイル支持部に固定された絶縁部のトッププレート側に設けられているため、たわみ等が生じない。そのため、単線部分をトッププレートにまんべんなく押し当てることが可能であり、単線部分からの被加熱物への熱伝達を向上させることが可能となる。 According to the configuration of the present invention, since the single wire portion is provided on the top plate side of the insulating portion fixed to the heating coil support portion, no deflection or the like occurs. Therefore, the single wire portion can be pressed evenly against the top plate, and heat transfer from the single wire portion to the object to be heated can be improved.
さらに、単線部分と集合線部分の間に絶縁部が固定されるため、単線部分と集合線部分との間での電気絶縁の劣化の心配がなく、信頼性の高い誘導加熱装置とすることが出来る。 Furthermore, since the insulating portion is fixed between the single wire portion and the collective wire portion, there is no fear of deterioration of electrical insulation between the single wire portion and the collective wire portion, and a highly reliable induction heating device can be obtained. I can do it.
第5の発明は、特に、第4の発明において、断熱部を備え、断熱部は単線部分と絶縁部の間に設けたものである。 In a fifth aspect of the invention, in particular, in the fourth aspect of the invention, a heat insulating portion is provided, and the heat insulating portion is provided between the single wire portion and the insulating portion.
これによって本発明の構成によれば、単線部分から絶縁部、加熱コイル支持部、集合線部分へ伝達する熱量が制限され、よりトッププレート側へ伝達しやすくなる。したがって、単線部分からの被加熱物への熱伝達をさらに向上させることが可能となる。 Thus, according to the configuration of the present invention, the amount of heat transmitted from the single wire portion to the insulating portion, the heating coil support portion, and the collecting wire portion is limited, and the heat can be more easily transmitted to the top plate side. Therefore, it is possible to further improve the heat transfer from the single wire portion to the object to be heated.
また、単線部分の発熱によって集合線部分への熱伝達、熱輻射が生じ、集合線部分の温度が上昇、絶縁が劣化する等といった心配がなく、信頼性の高い誘導加熱装置とすることが出来る。 In addition, heat generation and heat radiation to the assembly line portion are generated by heat generation of the single wire portion, and there is no concern that the temperature of the assembly line portion rises and the insulation deteriorates, so that a highly reliable induction heating device can be obtained. .
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の概略構成図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an induction heating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図1において、誘導加熱装置の外郭を構成する本体101の上部には、被加熱物102を載置するトッププレート103が設けられている。トッププレート103の下方で、本体101の内側には、被加熱物102を誘導加熱する加熱コイル104が設けられている。
In FIG. 1, a top plate 103 on which an object to be heated 102 is placed is provided on an upper portion of a
加熱コイル104には、インバータ105が接続されている。インバータ105は、内部にスイッチング素子等(図示せず)を有しており、供給された電源(図示せず)をスイッチングすることにより、加熱コイル104に20kHz〜100kHzの高周波電流を供給する。加熱コイル104は、高周波電流によって高周波磁界を発生し、被加熱物102を誘導加熱する。
An
加熱コイル104は、互いに絶縁された複数導線の集合線である、リッツワイヤからなる集合線部分106と、平板状の銅線である、単線導線からなる単線部分107との並列接続体によって構成されている。
The
集合線部分106のトッププレート103側表面から被加熱物102底面までの距離は8mmに、単線部分107のトッププレート103側表面から被加熱物102底面までの距離は4mmになるよう配置されている。
The distance from the top plate 103 side surface of the assembly line portion 106 to the bottom surface of the object to be heated 102 is 8 mm, and the distance from the top plate 103 side surface of the
単線部分107のトッププレート103側表面から被加熱物102底面までの距離が4mmであるのは、トッププレート103厚みが4mmであり、後述するように単線部分107はトッププレート103の加熱コイル104側に当接されているからである。
The distance from the surface of the
加熱コイル104の集合線部分106は、加熱コイル104を支持する加熱コイル支持部108上に、シリコーン等の熱硬化性接着剤により固定されている。
The assembly line portion 106 of the
加熱コイル支持部108の下面(トッププレート103の反対側面)には、放射状に磁性体である棒状のフェライト109が8本配置されている。このフェライト109は、加熱コイル104から発生する高周波磁界が、出来るだけ漏れずに被加熱物102に伝達し、被加熱物102以外の部分を誘導加熱したり、本体101外部へ漏洩するのを防止する目的で設けられている。
On the lower surface of the heating coil support portion 108 (on the side surface opposite to the top plate 103), eight rod-shaped
加熱コイル支持部108の外周部分には、一部にスリットが入った厚み1mmのドーナツ状の絶縁部110の外周に設けられた端子部111が固定されている。絶縁部110は十分な耐熱を持つマイカで構成されている。
A terminal portion 111 provided on the outer periphery of a doughnut-shaped insulating
絶縁部110は、加熱コイル104の集合線部分106と単線部分107の間に位置するよう固定されている。このスリットは、温度上昇によって絶縁部110であるマイカに生じる変形を吸収し、平面形状を保ちやすくするためのものである。
The insulating
絶縁部110のトッププレート103側には、断熱効果を持つセラミックファイバーシートからなる厚み0.5mmのドーナツ状の断熱部112が配置されている。
On the top plate 103 side of the insulating
また、断熱部112のさらにトッププレート103側には、単線部分107が載置されており、加熱コイル支持部108、絶縁部110、断熱部112によって本体101内部よりトッププレート103の加熱コイル104側の面に押し当てられている。
Further, a
つまり、単線部分107は集合線部分106とトッププレート103の間に配置される構成となっている。
That is, the
図2は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の加熱コイル104の詳細構成図を示すものである。
FIG. 2 shows a detailed configuration diagram of the
図2において、集合線部分106及び単線部分107は、それぞれドーナツ状に巻き回して加熱コイル104を形成している。巻数はそれぞれ集合線部分106が20ターン、単線部分107が30ターンとなっており、単線部分107のインピーダンスが集合線部分106に比較して大きくなっている。単線部分107、集合線部分106の内径、外径はほぼ同一で、それぞれ50mm、180mmとなっている。
In FIG. 2, the collecting wire portion 106 and the
集合線部分106は、被加熱物102の発熱分布を均一化するために、同一円心の2つのドーナツ状部分から構成されている。2つのドーナツ状部分のそれぞれでは、隣接するターン間に空間隙間はない。 The collective line portion 106 is composed of two donut-shaped portions having the same circular center in order to make the heat distribution of the object to be heated 102 uniform. In each of the two donut-shaped portions, there is no space gap between adjacent turns.
また、集合線部分106のリッツワイヤは、表面をエナメル被覆された直径0.3mmの銅線が60本撚り合わされた構成で、厚みは約5mmとなっている。リッツワイヤを採用しているため、高周波電流が流れた際に発生する表皮効果、近接効果による抵抗増加を緩和することが可能である。 Further, the litz wire of the assembly line portion 106 has a configuration in which 60 copper wires having a diameter of 0.3 mm whose surfaces are enamel-coated are twisted, and the thickness thereof is about 5 mm. Since a litz wire is used, it is possible to mitigate the increase in resistance due to the skin effect and proximity effect that occur when a high-frequency current flows.
単線部分107は、幅1mm、厚み0.8mmの平板状の銅線で構成されている。また、互いに隣接する単線導線間に、約1mmの空間距離が設けられている。互いに隣接する単線導線間の絶縁が確保されているため、単線導線の表面被覆処理はされていない。
The
集合線部分106と単線部分107は、電気的に並列になるよう互いに接続されている。具体的には、集合線部分106の外周側端子と単線部分107の外周側端子は互いに接続されてインバータ105に接続され、集合線部分106の内周側端子と単線部分107の内周側端子も同様に互いに接続されてインバータ105に接続されている。
The collective line portion 106 and the
つまり、インバータ105から見て集合線部分106と単線部分107が並列接続体となって、加熱コイル104を構成するようになっている。
That is, when viewed from the
また、集合線部分106と単線部分107に電流が流れる際、それぞれに流れる電流向きが同方向になるよう、巻き方向が調整されている。具体的には、加熱コイル104をトッププレート103側から見た際、集合線部分106も単線部分も時計方向に巻き回されている。
In addition, the winding direction is adjusted so that when the current flows through the collective line portion 106 and the
以上のように構成された、誘導加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。 About the induction heating apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、インバータ105は、供給された電源(図示せず)を整流した後、内包するスイッチング素子(図示せず)のオン、オフ動作によって高周波電圧に変換する。高周波電圧は、インバータ105に接続された加熱コイル104に供給されて高周波電流が流れる。
First, the
加熱コイル104に流れる高周波電流によって、高周波磁界が発生し、加熱コイル104上方に載置された被加熱物102内部に渦電流を誘導し、ジュール熱によって被加熱物102を加熱する。
A high-frequency magnetic field is generated by the high-frequency current flowing through the
このとき、加熱コイル104の単線部分107は、トッププレート103の加熱コイル104側面に押し当てられており、被加熱物102との距離が極小になっている。そのため、単線部分107から発生した磁界は、無駄なく被加熱物102に到達することが容易であり、被加熱物102と単線部分107の磁気結合が高められており、効率よく誘導加熱を行うことが可能である。
At this time, the
被加熱物を効率よく誘導加熱するためには、被加熱物と加熱コイルの磁気結合を高めることが有効である。磁気結合を高めるとは、一方の磁気エネルギーを効率よくもう一方へ伝達するという意味である。 In order to efficiently induction-heat the object to be heated, it is effective to increase the magnetic coupling between the object to be heated and the heating coil. Increasing magnetic coupling means efficiently transmitting one magnetic energy to the other.
具体的な手段として、被加熱物と加熱コイルとの間の距離を近付けたり、誘導加熱に寄与せずに漏れていく漏れ磁束を少なくする構成にしたり、加熱コイルの巻数を増やして等価的に加熱コイルから見た被加熱物の面積を増やしたりする等の方法がある。 As specific means, the distance between the object to be heated and the heating coil is made closer, the leakage magnetic flux leaking without contributing to induction heating is reduced, or the number of turns of the heating coil is increased equivalently. There are methods such as increasing the area of the object to be heated as seen from the heating coil.
本実施の形態においては、被加熱物と加熱コイルの磁気結合を高めることにより、効率よい誘導加熱を実現するとともに、被加熱物で発生する誘導加熱電力一定とするのに必要な加熱コイル電流を低減して、加熱コイル損失を低減することが可能となる。 In the present embodiment, by increasing the magnetic coupling between the object to be heated and the heating coil, efficient induction heating is realized, and the heating coil current required to make the induction heating power generated in the object to be heated constant is set. It becomes possible to reduce heating coil loss.
しかしながら、単に加熱コイルを被加熱物に近付けることは、トッププレートと加熱コイル間距離が近付くことにもなり、被加熱物で発生する熱が加熱コイルにも影響する。 However, simply moving the heating coil closer to the object to be heated also brings the distance between the top plate and the heating coil closer, and the heat generated in the object to be heated also affects the heating coil.
例えば、野菜炒め等の調理において被加熱物(フライパン等)の底面は200〜300℃程度にまで上昇するため、トッププレートを介して加熱コイル温度を上昇させる。また、天ぷら等の揚げ物調理において油が少量であった場合は、油の過昇温が発生しやすく、同様に加熱コイル温度を上昇させる。 For example, in cooking such as stir-fried vegetables, the bottom surface of an object to be heated (such as a frying pan) rises to about 200 to 300 ° C., so the heating coil temperature is raised through the top plate. In addition, when a small amount of oil is used in cooking fried food such as tempura, overheating of the oil is likely to occur, and the heating coil temperature is similarly increased.
さらには、トッププレートと加熱コイル間の空間に流れていた冷却風の循環が阻害され
ることになって、十分な冷却を行うことが出来ず、加熱コイル温度が上昇する。
Furthermore, the circulation of the cooling air flowing in the space between the top plate and the heating coil is hindered, so that sufficient cooling cannot be performed and the heating coil temperature rises.
このような場合、加熱コイル温度が耐熱温度を超えると、加熱コイルのターン間絶縁被覆が劣化して絶縁が保てなくなり、加熱コイルや誘導加熱装置の破損に繋がる。
本実施の形態においては、単線部分は互いに隣接する単線導線間に空間距離を設けているため、例えば被加熱物からの熱伝達が過剰となり、単線部分の温度が上昇しても、隣接する単線導線間同士の絶縁劣化を生じることはない。
In such a case, if the heating coil temperature exceeds the heat resistance temperature, the insulating coating between turns of the heating coil is deteriorated and insulation cannot be maintained, leading to breakage of the heating coil or the induction heating device.
In the present embodiment, since the single wire portions are provided with a spatial distance between the adjacent single wire conductors, for example, even if the heat transfer from the object to be heated becomes excessive and the temperature of the single wire portion rises, the adjacent single wires There is no degradation of insulation between conductors.
また、単線部分107は、非常に融点の高い銅(例えば純銅で約1000℃)を使用している。また、互いに隣接する単線導線間に空間距離を設けており、特別な絶縁被覆処理は設けていない。
Further, the
被加熱物102が野菜炒め等の調理において底面が200〜300℃になったようなとき、或いは天ぷら等の揚げ物調理において油が少量で、油の過昇温が発生したようなとき等で、トッププレート103を介して被加熱物102の発熱によって単線部分107の温度が上昇したとする。集合線の場合は、互いに絶縁された複数の導線で構成されているため、高温時に絶縁被覆が劣化し、劣化した部分での局所発熱が顕著となる。その結果、導線の劣化、損傷等が発生する可能性がある。
When the bottom of the object to be heated 102 is 200-300 ° C. in cooking such as stir-fried vegetables, or when a small amount of oil is used in cooking fried food such as tempura, etc. It is assumed that the temperature of the
しかしながら、単線の場合は、高温による絶縁被覆の劣化がなく、局所発熱が発生しないことにより導線の損傷も少ないため、十分な耐熱性を有しており、誘導加熱装置の動作への影響がない。 However, in the case of a single wire, there is no deterioration of the insulation coating due to high temperature, and since there is little damage to the conductor due to no local heat generation, it has sufficient heat resistance and does not affect the operation of the induction heating device .
また、被加熱物102が湯沸かし、煮物調理等、底面温度がそれほど上昇しない場合には、単線部分107で発生した熱をトッププレート103を介して被加熱物102に伝達することにより、加熱効率を向上させることが出来る。
In addition, when the object to be heated 102 is boiled and the bottom surface temperature does not increase so much, such as cooking with boiled food, the heat generated in the
さらに、単線部分107の集合線部分106側には、断熱部112が配置されているため、単線部分107の被加熱物102への熱伝達はより促進され、集合線部分106への熱影響は少なくなる。
Further, since the heat insulating portion 112 is arranged on the side of the collective line portion 106 of the
また、単線部分107の発熱が被加熱物102に伝達することにより、単線部分107の温度上昇も緩和される。
Further, since the heat generated in the
加熱コイル104の集合線部分106と単線部分107は、並列に接続されている。単線部分107は、単線導線であるため、表皮効果、近接効果による高周波抵抗の上昇が、集合線部分106に比べて大きい。
The collecting wire portion 106 and the
しかしながら、巻数を多く設定されているため、単線部分107は全体として集合線部分106に比べてインピーダンス(抵抗、インダクタンス)が大きく、流れる電流が小さい。誘導加熱に利用するような高周波電流(20kHz〜100kHz)を単線の加熱コイルに供給した場合、単線加熱コイルは複数の導線の集合線(例えばリッツワイヤ)で構成された加熱コイルに比べて高周波抵抗が非常に高いため、加熱コイル自身の損失、発熱が大きく、誘導加熱効率が低下する。
However, since the number of turns is set to be large, the
また、本実施の形態では、単線部分107を断熱部112を介して絶縁部110及び加熱コイル支持部108によってトッププレート103の加熱コイル104側面にたわみなく、まんべんなく押し当てる構成となっている。
In the present embodiment, the
そのため、単線部分107の発熱は、効率よく被加熱物102に伝達する。
Therefore, the heat generated by the
さらに、単線部分107と集合線部分106の間に絶縁部110が固定されるため、単線部分107と集合線部分106との間での十分な絶縁を確保することが容易である。また、絶縁部110と集合線部分106との間には、約1.5mmの空間が空いているため、冷却風が通ることが可能であり、集合線106の冷却が容易となる。
Furthermore, since the insulating
本実施の形態では、単線部分107を銅線としたが、これに限定するものではなく、被加熱物102の異常時温度に比べて十分耐熱性を持つものであればよい。
In the present embodiment, the
例えば、低抵抗非磁性金属であるアルミニウム等が例として挙げられる。また、銅の場合、表面がさびる可能性があるが、アルミニウムの場合は表面に自然酸化層が形成され、表面の変化が少なく、トッププレート103への高い接触度を維持出来る。また、アルミニウムは銅に比べて安価である。 For example, aluminum which is a low-resistance nonmagnetic metal can be cited as an example. In the case of copper, the surface may be rusted, but in the case of aluminum, a natural oxide layer is formed on the surface, and the surface changes little, and a high degree of contact with the top plate 103 can be maintained. Aluminum is less expensive than copper.
また、単線部分107を複数の平板状導線を多層にしたものとしてもよい。この場合、平板状導線は打ち抜き工法によって高速に大量生産可能であるため、製作が容易となる。
Further, the
また、単線部分107の発熱を被加熱物102にさらに伝熱するために、トッププレート103と単線部分107の間に高熱伝導材を挿入すれば、単線部分107のトッププレート103へのあたりムラを低減することが可能である。
Further, if a high thermal conductive material is inserted between the top plate 103 and the
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、装置の低損失化が可能であり、冷却設計が容易となるので、誘導加熱調理器としてはもちろんのこと、誘導加熱式湯沸かし器、誘導加熱式アイロン、またはその他の誘導加熱式加熱装置などの用途にも適用できる。 As described above, the induction heating device according to the present invention can reduce the loss of the device and facilitates the cooling design. Therefore, as an induction heating cooker, the induction heating type water heater, the induction heating type It can also be applied to applications such as irons or other induction heating type heating devices.
101 本体
102 被加熱物
103 トッププレート
104 加熱コイル
106 集合線部分
107 単線部分
108 加熱コイル支持部
110 絶縁部
112 断熱部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009138892A JP2010287364A (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Induction heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009138892A JP2010287364A (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Induction heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010287364A true JP2010287364A (en) | 2010-12-24 |
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ID=43542923
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JP2009138892A Pending JP2010287364A (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Induction heating device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010287364A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102135323A (en) * | 2011-04-07 | 2011-07-27 | 徐均涛 | Instant electromagnetic water heater |
-
2009
- 2009-06-10 JP JP2009138892A patent/JP2010287364A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102135323A (en) * | 2011-04-07 | 2011-07-27 | 徐均涛 | Instant electromagnetic water heater |
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