JP2011253669A - 誘導加熱式調理釜 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却用の通風を加熱用コイルの全体に当たるようにし、加熱用コイルにおける温度を低下させたい。
【解決手段】筐体（３）の底面で、円環状の吸気口（９）を備えると共に底面の外周近傍に排気ファン（１２）を備えた排気口（１１）を備え、
筐体（３）の内部で、第一円筒（２０）と第二円筒（２１）を略同心状に備え、
第一円筒（２０）の一端は吸気口（９）の円環外周で筐体（３）の底面と接合すると共に第一円筒（２０）の高さを第一円筒（２０）の他端が加熱用コイル（１４）の近傍とし、第一円筒（２０）が筐体（３）の内部への吸気用ガイド（２２）の一部を構成し、
第二円筒（２１）の一端は排気口（１１）の内側端部にて筐体（３）の底面と接合すると共に第二円筒（２１）の高さを第二円筒（２１）の他端が加熱用コイル（１４）の近傍とし、第二円筒（２１）が筐体（３）の外部への排気用ガイド（２３）の一部を構成することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、誘導加熱式調理釜の加熱用コイルの冷却に関する。

誘導加熱式調理釜（以下、「ＩＨ調理釜」ということもある）は、磁性材料よりなる釜本体の下に加熱用コイルを配置し、その加熱用コイルに高周波電流を流して直上の釜本体に磁束を鎖交させ、釜本体に渦電流を流して加熱し、調理を行うものである。

電磁誘導による加熱であることから、熱効率が高く、また、燃焼式の調理釜よりも排熱が少ないため調理環境が向上し、特に、回転釜に適用したものが自治体の学校給食センターや企業の社員食堂などに多く採用されている。

加熱用コイルは、高周波電流が流れることからジュール熱が発生し、また、誘導加熱により熱せられた釜本体からの輻射熱も受け、加熱調理中にはその温度が上昇する。

この加熱用コイルが規定温度以上の高温となると、構成材であるリッツ線の絶縁寿命が急激に低下するので、規定温度以下に冷却する必要がある。このため、冷却には、ファンを用いた空冷式のものが適用されている。

従来は、図４に示すように、ＩＨ調理釜１の筐体３の底面に吸気口９と排気口１１を設け、夫々に吸気ファン１０と排気ファン１２を設置して、吸気口９から筐体３の内部に風を通し、この通風により加熱用コイル１４（内輪加熱用コイル４と外輪加熱用コイル５を総称したもの）を冷却していた。しかし、加熱用コイル１４の位置によっては（例えば、外輪加熱用コイル５の外側部分などには）この通風が当たらず、そこが特に高温になってしまう現象が見られた（加熱用コイル１４の配置等については、特許文献１を参照）。

そのため、加熱用コイル１４を構成するリッツ線１３の絶縁性を耐熱温度の高い特殊なもの（特注品）とする必要があり、製造コストが高くなっていた。

また、加熱用コイル１４の温度上昇により、リッツ線１３の電気抵抗も上昇するため、加熱用コイル１４におけるジュール熱も増大し、誘導加熱の効率も低下していた。

特開２００３−７０６４３号公報

そのため、冷却用の通風を加熱用コイルの全体に当たるようにし、加熱用コイルにおける最高温度を低下させたい。

そこで、発明者は、この課題を解決すべく、次の構成の第一の誘導加熱式調理釜１を発明した。つまり：
加熱用コイル１４を有する誘導加熱式調理釜１の筐体３の底面において、排出孔８の外周に略円環状の吸気口９を備えると共に前記底面の外周近傍に排気ファン１２を備えた排気口１１を複数個備え、
前記筐体３の内部において第一円筒（内側円筒）２０と第二円筒（外側円筒）２１を略同心状に備え、
前記第一円筒２０の一方の片端は前記吸気口９の略円環の外周又はそれよりも外側部分にて前記筐体３の底面と接合すると共に前記第一円筒２０の高さを前記第一円筒２０の他の片端が前記加熱用コイル１４の近傍となるようにすることで、前記第一円筒２０が前記筐体３の内部への吸気用ガイド（案内）２２の一部を構成し、
前記第二円筒２１の一方の片端は前記排気口１１の内側端部又はそれよりも内側部分にて前記筐体３の底面と接合すると共に前記第二円筒２１の高さを前記第二円筒２１の他の片端が前記加熱用コイル１４の近傍となるようにすることで、前記第二円筒２１が前記筐体３の外部への排気用ガイド２３の一部を構成し、
前記排気ファン１１の動作により、前記吸気口９から吸気し、前記筐体３の内部に入る外気を加熱用コイル１４に沿って通風した上で、前記筐体３の外部に前記排気口１１から排気できることを特徴とする誘導加熱式調理釜１。

更に、次の構成の第二の誘導加熱式調理釜１を発明した。つまり：
前記筐体３の内部で内側から外側に放射状に配置されたリブ（加熱用コイルの固定装置）６の隣り合う間にて通風ガイドを構成するために、曲面状のガイド構成材２４を備え、前記第一円筒２０及び前記第二円筒２１に接合したことを特徴とする第一の誘導加熱式調理釜１。

本発明により、加熱用コイルの全体に冷却用の通風が当たるようになり、加熱用コイルにおける最高温度ないし平均温度を低下させることができる。
そのため、リッツ線の絶縁被膜に汎用品を適用することができ、製造コストを低くできる。更に、電気抵抗が低下することで通電損失が減少し、誘導加熱の効率も向上する。

本願の第一の実施例の説明図である。（ａ）は（ｂ）のＡ１−Ａ２断面にお ける断面図、（ｂ）は底面図である。 第一円筒および第二円筒の形状の説明図である。 本願の第二の実施例の説明図である。（ａ）は（ｂ）のＢ１−Ｂ２断面にお ける断面図、（ｂ）は底面図である。 従来品の説明図である。（ａ）は（ｂ）のＣ１−Ｃ２断面における断面図 、（ｂ）は底面図である。 従来品の内部構造（リブの構造等）の説明図である。

以下、図面も参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明の具体例の一部であり、本発明の技術思想としての範囲を限定するものではない。

（実施例１の説明）
図１は、本発明に係るＩＨ調理釜１の第１の構成を示すものである。図１（ａ）にて、ＩＨ調理釜１の主な構成要素は、調理釜本体２、調理釜筐体３、加熱用コイル１４、リブ６、排出孔８を構成するドレン７、吸気口９、排気口１１および排気ファン１２である。

釜本体２は、加熱用コイル１４にて発生した磁束が鎖交することで渦電流を流し、誘導加熱するものであり、磁性材料（特に、好適なのは鉄系の材料）にて製造される。また、調理の用に供することから、その形状は、下に凸（上に凹）となるように製造される。

加熱用コイル１４は、加熱する釜本体２の温度分布をなるべく均一にするため、内輪加熱用コイル４と外輪加熱用コイル５からなる二重コイル方式を採用している。また、リブ６は、リッツ線１３を巻き回して加熱用コイル１４を形成するための治具であり、また、加熱用コイル１４の固定装置でもあり、図１（ｂ）では１６方位に放射状に配置している。

筐体３の底面にある排出孔８は、調理したものの廃材（残飯）等をＩＨ調理釜１から外に廃棄等するためのものである。この排出孔８は、調理時は釜本体２を構成する一部材により上から塞がれているが、廃材等の廃棄時や釜本体２の清掃時には当該一部材を外し、排出孔８を通して廃材等や清掃用の水等を廃棄できる構造とする。そして、この排出孔８は円柱状のドレン７により構成される。

この筐体３の底面の排出孔８の外周に、略円環状の吸気口９を設ける。吸気口９の位置は、ドレン７に接してもよいし、また、ドレン７の外側にしてもよい。吸気口９は、筐体３の内部に外気を吸入できるようにするためのものである。
また、前記底面の外周の近傍に複数の排気口１１を設け、更に、各排気口１１には排気ファン１２を備える。この排気口１１および排気ファン１２は、筐体３の内部から空気を外に排出できるようにするためのものである。
なお、上述では吸気口９には吸気ファン１０を備えていないが、設置できるスペースが確保できるのであれば取り付けてもよい（ただし、排出孔８の近傍に回転部を備える吸気ファン１０を設置すると、排出孔８からの水分を含んだ廃材等が飛散することにより吸気ファン１０が故障したり、更には、筐体３の内部に水分等が深く入り込み、加熱用コイル１４等に悪影響を与えたりする可能性もあるので、相応の対策が必要になる）。

そして、吸気口９から筐体３の内部に入った外気が加熱用コイル１４に当たる（吹き付けられる）ために、筐体３の内部に、第一円筒（内側の円筒）２０と第二円筒（外側の円筒）２１を略同心状に設置する。第一円筒２０と第二円筒２１は、それぞれ、後述する吸気用ガイド２２と排気用ガイド２３（空気の流れの隔壁）の一部を構成するものである。

第一円筒２０と第二円筒２１の筐体３の内部での設置の仕方を、以下、説明する。
第一円筒２０の一方の片端は吸気口９の略円環の外周又はそれよりも外側部分にて筐体の底面を構成する部材と接合する。第一円筒は、筐体３の内部への吸気用ガイド２２を（ドレン７の側面と共に）構成するものであるから、この接合は、全周で密封されるように（空気が吸気用ガイド２２から漏れないように）するのが望ましい。
また、第一円筒２０の高さは、第一円筒２０の他の片端が加熱用コイル１４の近傍となるように設定する。これは、第一円筒２０が吸気用ガイド２２の構成部材の役割を担い、加熱用コイル１４の近傍にまで吸気を導くためである。

第二円筒２１の一方の片端は排気口１１の内側端部又はそれよりも内側部分の筐体３の底面を構成する部材と接合する。第二円筒は、筐体３の外部への排気用ガイド２３を（筐体３の側面と共に）構成するものであるから、この接合は、全周で密封されるように（空気が排気用ガイド２３から漏れないように）行うのが望ましい。
また、第二円筒２１の高さは、第二円筒２１の他の片端が加熱用コイル１４の近傍となるように設定する。これは、第二円筒２１が排気用ガイド２３の役割を担い、加熱用コイル１４の近傍まで筐体３の内部に吸入された空気を通気させて加熱用コイル１４を冷却した後に、これを排気するためである。

次に、上述のように物的に構成したものが、どのように加熱用コイル１４に冷却風を当てる（吹きつける）のかを、以下、説明する。
排気ファン１２を動作させることで、筐体３の内部は負圧となり、吸気口９から筐体３の内部に外気が吸入される。吸入された空気は吸気用ガイド２２を通過し、第一円筒２０の他の片端まで到達する。他方で、筐体３の内部からの排気は、第二円筒２１の他の片端の近傍から排気用ガイド２３を通過して排気口１１から排気される。そのため、吸気された空気は、第一円筒２０の他の片端（内輪加熱用コイル４の近傍）から第二円筒２１の他の片端（外輪加熱用コイル５の近傍）の間で斜め上向きに流れることになる。
また、釜本体２及び加熱用コイル１４の形状は、上述のように調理釜１としての機能上の要請から、下に凸（上に凹）となっている。更に、加熱用コイル１４に当たった空気は、それとの熱交換により気温が上昇し、密度差からも上向きに流れる。
そのため、空気は、加熱用コイル１４に当たりながら、加熱用コイル１４の曲面形状に沿いながら上向きに流れることになる。これにより、加熱用コイル１４の冷却効率は格段に高まることになる。

吸気用ガイド２２を構成する第一円筒２０及びドレン７並びに排気用ガイド２３を構成する第二円筒２１及び筐体３の外側面には、空気が漏れないように孔等は極力設けないのが望ましい。

また、上述では、ドレン７を吸気用ガイド２２の構成材として、また、筐体３の外側面を排気用ガイド２３の構成材として、それぞれ兼用している。しかし、兼用せずとも、第一円筒２０や第二円筒２１を二重円筒にして、専用の吸気用ガイド２２や排気用ガイド２３を構成してもよい。

なお、吸気用ガイド２２及び排気用ガイド２３からの空気漏れ以外にも、筐体３からの空気漏れは加熱用コイル１４の冷却効果を低下させてしまうことから、筐体の内部に通ずる開口部分ないし孔は、吸気口９と排気口１１以外は設けないのが望ましい（電線等を貫通する場合などは、シールを施すのが望ましい）。

更に、加熱用コイル１４（外輪加熱用コイル５）の最上部まで通気が当たるよう、第二円筒２１の他の片端がリッツ線１３の最上層以上となるように第二円筒２１の高さを設定するのが望ましい。しかし、筐体３の幅やその内部構造等の制限から、図２に示すように、第二円筒２１ａが直円筒構造ではリッツ線１３の最上層まで到達できない場合もあり得る。そのため、斜円筒構造の第二円筒２１ｂや、上部の径方が下部の径よりも大きい二段構造の第二円筒２１ｃとしてもよい。
また、これは特に第二円筒２１にのみ該当する訳ではなく、第一円筒２０においても、加熱用コイル１４（内輪加熱用コイル４）の最下部に通気が当たるように、直円筒構造だけでなく、斜円筒構造や二段構造としてもよい（第一円筒２１のバリエーションについては図示しない）。

なお、排気口１１と排気ファン１２を筐体３の側面上部に設ければ、第二円筒２１が不要になり、また、筐体３の内部での通風の方向が一貫して斜め上向きとなるので、加熱用コイル１４の冷却効率向上と筐体３の内部での風損低減を図る観点からは、このようにするのが有利であるようにも思える。しかし、排気口１１が筐体３の側面にあると、釜本体２から被調理物が吹きこぼれたり、若しくは、調理釜１が回転釜の場合は、傾斜時に被調理物が筐体３の側面にこぼれたりして、排気口１１から筐体３の内部に水分等が侵入して故障を引き起こしたり、また、調理釜１にて調理する人間に排気ファン１２からの温排気が直接かかったりすることから、実際上の実施は困難である。

（実施例２の説明）
図３は、本発明に係るＩＨ調理釜１の第２の構成を示すものである。この実施例２は、基本となる実施例１のバリエーションであるので、その差異を中心に説明していく。

実施例２では、第一円筒２０の他の片端（加熱用コイル１４（内輪加熱用コイル４）の近傍）と第二円筒２１の他の片端（加熱用コイル１４（外輪加熱用コイル５）の近傍）の間で、加熱用コイル１４に沿って通風が流れるように、曲面状のガイド構成材２４を設けるものである。

実施例１では、上向き（斜め上向き）の空気の流れにより加熱用コイル１４に空気が当たることを利用して冷却した。しかし、この空気の流れは常に加熱用コイル１４の近傍で発生し、かつ、加熱用コイル１４に常に通風が当たっているとは限らず、通風が加熱用コイル１４に対してある間隔をもって当たることにより脈動した空気の流れが生じる可能性がある。
そのため、この空気の流れの脈動を抑制し、加熱用コイル１４の近傍のみ空気が流れるようにするため、加熱用コイル１４に沿った曲面状のガイド構成材２４を設けることで、
曲面状ガイド２５を備えるものである。

このガイド構成材２４は、空気の流れの脈動を抑制するものであるから、曲面状ガイド２５の風路（加熱用コイル１４とガイド構成材２４の間の間隔）は狭くするのが望ましい（ただし、余りに狭くすると風損が大きくなり、逆に、加熱用コイル１４の冷却効率が低下するので、適当な間隔としなければならない）。また、曲面状ガイド２５からは、冷却効果を保つため、空気が漏れないように、つまり、曲面状ガイド２５には孔等は備えないのが望ましい。

また、ガイド構成材２４は、半球形状の一枚物の板にしなければならないものではなく、筐体３の内部に放射状に配置したリブ６を用いたもの、つまり、隣り合うリブ６に接合させるような複数の扇状の曲面板としてもよい（図３において、これを１６枚、隣り合うリブ６の間に接合することで、半球形状の曲面状ガイド２５が形成される）。これだと、半球形状の一枚物の板を用いるよりも施工性の面で優れている。

１…調理釜、２…調理釜本体、３…調理釜筐体、４…内輪加熱用コイル、
５…外輪加熱用コイル、６…リブ、７…ドレン、８…排出孔、９…吸気口、
１０…吸気ファン、１１…排気口、１２…排気ファン、１３…リッツ線、
１４…加熱用コイル、２０…第一円筒（内側円筒）、２１…第一円筒（外側円筒）、
２２…吸気用ガイド、２３…排気用ガイド、２４…ガイド構成材（曲面）、
２５…曲面状ガイド、２７…内輪側リブ固定材、２８…外輪側リブ固定材

Claims (2)

1. 加熱用コイル（１４）を有する誘導加熱式調理釜（１）の筐体（３）の底面において、排出孔（８）の外周に略円環状の吸気口（９）を備えると共に前記底面の外周近傍に排気ファン（１２）を備えた排気口（１１）を複数個備え、
   前記筐体（３）の内部において第一円筒（２０）と第二円筒（２１）を略同心状に備え、
   前記第一円筒（２０）の一方の片端は前記吸気口（９）の略円環の外周又はそれよりも外側部分にて前記筐体（３）の底面と接合すると共に前記第一円筒（２０）の高さを前記第一円筒（２０）の他の片端が前記加熱用コイル（１４）の近傍となるようにすることで、前記第一円筒（２０）が前記筐体（３）の内部への吸気用ガイド（２２）の一部を構成し、
   前記第二円筒（２１）の一方の片端は前記排気口（１１）の内側端部又はそれよりも内側部分にて前記筐体（３）の底面と接合すると共に前記第二円筒（２１）の高さを前記第二円筒（２１）の他の片端が前記加熱用コイル（１４）の近傍となるようにすることで、前記第二円筒（２１）が前記筐体（３）の外部への排気用ガイド（２３）の一部を構成したことを特徴とする誘導加熱式調理釜（１）。
2. 前記筐体（３）の内部で内側から外側に放射状に配置されたリブ（６）の隣り合う間にて通風ガイドを構成するために、曲面状のガイド構成材（２４）を備え、前記第一円筒（２０）及び前記第二円筒（２１）に接合したことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱式調理釜（１）。

Images