JP4130212B2 - 誘導加熱型炊飯器用内釜 - Google Patents

Description

本発明は炊飯器用内釜に関するもので、より詳しくは電子誘導加熱方式で加熱される炊飯器用内釜に関するものである。

一般的に電気炊飯器は電気を使って内釜の内部を加熱して高温高圧の状態にして食べ物を調理する機器であるが、「熱管ヒーター」を使わない誘導加熱型（Induction Heat）電気炊飯器が多く使われている傾向にある。

上記の誘導加熱型炊飯器は、炊飯器のボディに内蔵しているコイルに高周波電流を流し、コイルの周辺に磁力線が発生して内釜に磁力線が通過するようになる。内釜を通過した磁力線は２次電流を発生させて、２次電流と炊飯器の抵抗によってジュール（Joul）熱が発生して内釜が熱く加熱されるので食べ物の調理が可能になる。

上記の誘導加熱型炊飯器は大きく本体（１）と上記の本体の上端に開閉が可能なふた（２）で構成される。

図１で見るように、上記の本体（１）は、ａ．外部ケース（１０１）、ｂ．外部ケース内の下部に支持された支持プレート（１０２）、ｃ．外部ケース（１０１）内に分離可能に結合され上端に複数の爪が外側に曲がるように形成された内釜（１０３）、ｄ．支持プレート（１０２）の外側面に設置され電源の供給を受けて作動しながら内釜（１０３）を発熱させるために磁力線を発生させるワーキングコイル（１０３）、ｅ．外部ケース（１０１）と支持プレート（１０２）の間に内釜（１０３）をくるんだ状態で設置された側面熱板（１０５）、ｆ．側面熱板の外側面に設置されて電源の供給を受けて作動しながら側面熱板を加熱させる側面ヒーターコイル（１０６）との６部分で構成される。勿論、ワーキングコイル（１０４）だけ具備して、側面ヒーターコイル（１０６）は省略することもできる。

また、ふた（２）は、ａ．アウトカバー（２０１）：本体（１）を構成する外部ケース（１０１）の後方に回動可能なヒンジが結合されたもの、ｂ．上部熱板（２０３）：アウトカバー（２０１）の内側に固定されてアウトカバー（２０１）の回動の時本体の外部ケース（１０１）前方にロックされるかロック解除されるインナーカバー（２０２）の下部面に固定されて本体（１）を構成する内釜（１０３）の開閉版の役目をするもの、ｃ．上部ヒーターコイル（２０４）：上部熱板（２０３）の上部面に設置されて電源の供給を受けて作動しながら上部熱板（２０３）を加熱させるもの、ｄ．ふた（２０５）：上部熱板（２０３）の下端に挟まれたもの、ｅ．ソレノイド（２０９）：アウトカバー（２０１）に上端が支持され上部熱板（２０３）に下端が支持された圧力錘バルブ用パイプ（２０７）に設置されてコントローラの制御信号によって上記のソレノイドバルブ用パイプ（２０７）の管路を開閉させてくれるもの、ｆ．ロック：アウトカバー（２０１）の上部面に外部に露出した状態で回転可能に設置されたロックハンドル（２１６）と上部熱板（２０３）にまわりの部分をくるんだ状態で回転可能に設置されてロックハンドル（２１６）の回転力を受けて回転しながら、本体を構成する内釜（１）の爪に着脱されるもの、の６部分で構成することができる。勿論、上部ヒーターコイル（２０４）などは省略することができる。

ここで、内釜（１０３）の内部で食べ物の調理の時に発生した高温、高圧の蒸気はふた（２）に具備された圧力錘バルブ用パイプ（２０６）及びソレノイドバルブ用パイプ（２０７）の焜炉を通じて続けて外部に排出する。これにより、内釜（１０３）の内部の圧力が一定圧力（圧力錘バルブ用パイプ（２０６）の上端に挟まれた圧力錘（２０８）の重さを支えることができるほどの圧力）を維持することができ、これを通じて内釜の内部の圧力が過度に上昇することによって爆発などの事故を防止することができる。

一方、食べ物の調理の時にふた（２）を開けて本体（１）の内部を開放させた状態で本体（１）を構成する外部ケース（１０１）内に、分離可能な状態で結合されている内釜（１０３）を分離した後、内釜（１０３）の内部で炊飯物とともに水を入れた後、内釜（１０３）を再び外部ケース（１０１）内に結合させる。

以後、再度ふた（２）を回動させて閉めれば、ふたがヒンジ部を基準に設置されたスプリング（２１２）の弾力を受けながら回動する。回動が完了する直前にふた（２）のアウトカバー（２０１）の内側に固定されたインナーカバー（２０２）の前方の端が別途の手段によって本体（１）の外部ケース（１０１）にロックされる。

続けて、ふた（２）のアウトカバー（２０１）上部面に外部に露出した状態で設置されたロックハンドル（２１０）を取って、片側方向（ロックされた方向）に回転させる。熱板（２０３）の周りをくるんだ状態で回転可能に設置されているロック（２１１）がロックハンドル（２１０）の回転力を受けて回転しながら内釜（１０３）の上端の爪にかかる。内釜（１０３）の開閉版の役目をする上部熱板（２０３）も内釜（１０３）の上端内側のまわりに全体的に接触されるので上部熱管（２０３）と内釜（１０３）の間の隙間が完璧に密閉される。これによって内釜（１０３）内部が真空状態を維持する。

ふた（２）の開閉はふた（２０１）を構成するアウトカバー（１）が本体を構成する外部ケース（１０１）に回動ができるようにヒンジが結合されているので可能である。

このような状態で使用者が炊飯モードを選択すればふやかし、加熱、沸騰、蒸らしの段階が連続的に行われて炊飯が完了して、炊飯後には続けて保温段階が行われることで食べ物の調理が遂行される。

一方、従来の誘導加熱型炊飯器の内釜は全体的に一体化された一つのステンレススチールまたはCLAD（ステンレススチール+アルミニウム）板材を使って製作していた。アルミニウムは熱を伝導するのに良好な非磁性体で、ステンレススチールは誘導電流によって発熱が可能な磁性体である。

しかし、このようなステンレススチール材質の内釜に調理された食べ物を長時間保温貯蔵する場合、食べ物からにおいが発生するという問題点があった。

さらに、ステンレススチールには磁性を帯びる物質として鉄成分が多く含有されているが、鉄成分が酸化しやすく腐食する問題点があった。

上記のような問題点を解決するため、本発明は飲食物のにおいの発生を防止し、耐腐食性を改善した誘導加熱型炊飯器の内釜を提供することを目的とする。

上記の目的を果たすために、本発明は上面が開放されたベース容器；ベース容器の外部に鋳造されるアルミニウム材質の外部ボディ；誘導電流による磁気力線によって発熱されるように外部ボディの表面に溶射されたステンレススチール材質の磁性膜；そして磁性膜の外面に溶射されたアルミニウム材質のカバー部を含めて成り立っている誘導加熱型炊飯器用内釜を提供する。

ここで、上記の磁性膜及びカバー部が具備された外部ボディの外面に不活性樹脂材質のコーティング層がコーティングされることが望ましい。上記のベース容器は炭素成形体である炭をプレス加工して形成されることが望ましい。また、上記のベース容器は自然石材質で成り立つこともできる。

さらに、磁性膜は外部ボディの中央部を除いた底面と側面を連結する部分にリング形に溶射されることが望ましい。そして、カバー部の外郭側は外部ボディに密着されることが望ましい。

一方、上記の目的を果たすために、本発明は炭素成形体である炭をプレス加工してベース容器を形成する段階；ベース容器を加熱する段階；ベース容器の外部にアルミニウム材質の外部ボディを鋳造して形成する段階；外部ボディの外周面を切削加工して表面を粗度加工する段階；外部ボディの表面にステンレススチール材質の磁性膜を溶射してコーティングする段階；磁性膜の表面をグラインディング加工する段階；そして磁性膜の外面にアルミニウム材質のカバー部を溶射してコーティングする段階を含めて遂行される誘導加熱型炊飯器用内釜の製造方法を提供する。

前述したように、本発明による誘導加熱型炊飯器用内釜は次のような效果を持つ。

第一、上記の内釜のベース容器を炭素成形物である炭をプレス加工して形成すると自然石材質になるので、料理された食べ物を長時間保温貯蔵しても食べ物からにおいが発生するのを防止することができる。

第二、上記の磁性を帯びる物質として鉄成分が多く含まれているステンレススチール材質の磁性膜の外部にアルミニウム材質のカバー部を溶射することで、磁性膜が酸化されるのを防止することができる。

第三、上記の磁性膜の外部にアルミニウム材質のカバー部を具備することで、磁性膜とカバー部の組合から誘導電流を発生させるための共振電圧を調節することができ、カバー部及び磁性膜の厚さを最小化することができる。これを通じて、カバー部及び磁性膜の材料費を節減して、内釜の内部収容空間を維持しながら厚さ及び体積を減少させることができる。

第四、上記の磁性膜及びカバー部が具備された内がまの外面をPTFE及び/またはPFAを使ってコーティング層を形成することで耐腐食性をさらに改善することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態による誘導加熱型炊飯器用内釜を詳しく説明する。ここで、従来の技術と等しい構成要素は説明の便宜上、同一名称及び同一符号を付与しながらこれに対する詳しい説明は省略する。

図２は本発明の実施形態による誘導加熱型炊飯器の内釜（１０）はベース容器（１１）、外部ボディ（１３）、磁性膜（１５）、そしてカバー部（１７）を含めて成り立っている。ここで、ベース容器（１１）は上面が開放されて内部に食べ物を収納することができる。

ベース容器（１１）は麦飯石、セラミックス、ゴブドル（角閃石）、玉などの自然石材質で成り立つこともできるが、炭素成形体である炭を容器形でプレス加工して製造されることが望ましい。このように、炭素成形体である炭をプレス加工して製造された容器は耐熱性が非常に優秀であり、炭固有の脱臭機能を遂行することで食べ物を長期間保管しても一般の自然石と比べてにおいが発生することをさらに抑えることができる。

そして、ベース容器（１１）の外部にはアルミニウム材質の外部ボディ（１３）が鋳造されて具備される。その時、ベース容器（１１）側面部の厚さは３〜５mmで、外部ボディ（１３）の側面部の厚さは３〜５mmであるのが望ましい。

また、ベース容器（１１）の上端はアルミニウム鋳物作業の時、外部ボディ（１３）に包ませるようにすることで、ベース容器（１１）の外面全体が外部ボディ（１３）と相互密着されて熱の伝達率を改善すると同時に外部の衝撃によって相互分離離脱することを防止できる。

ベース容器（１１） の外面全体をくるむように具備されたアルミニウム材質の外部ボディ（１３）の下面と側面の連結部分は丸く形成し、下面の中央部（１４ｂ）は上側に平らに形成される。また、外部ボディ（１３）の上端（１４ｂ）は取っ手として機能することができるように円周方向で外部に突き出される。

一方、外部ボディ（１３）の外面には誘導電流による磁気力線によって発熱できるようにステンレススチール材質の磁性膜（１５）が溶射コーティング方式に具備されることが望ましい。ここで、上記のステンレススチールは磁性を帯びるように鉄成分をたくさん含んだSUS４３０で構成することが望ましい。また、外部ボディ（１３）で磁性膜（１５）が溶射される部分にはサンドブラスト（Sand Blast）方式で粗度加工することで磁性膜（１５）の付着力を増大させることが望ましい。

そして、溶射コーティング方式とはアーク原料溶射の一種で、熱源に電気を使って二本の金属ワイヤを電極にしてアークを発生させて噴射圧縮制御に形成された減圧層の中に溶融した霧模様の微粒子金属を高速気流とともに基本材料に噴射することで被膜を形成する方式である。

ここで、上記の磁性膜（１５）は外部ボディ（１３）の底面と外側面の丸くなっている連結部分にリング形に溶射されることが望ましい。すなわち、外部ボディ（１３）側面の上部には磁性膜（１５）が溶射されないことが望ましいが、これは実質的に食べ物が内釜（１０）内部の下側に収納されるので外部ボディ（１３）の側面全体を加熱する必要がないからである。

また、外部ボディ（１３）底面の中央部（１４ｂ）にも磁性膜を形成しないが、これは外部容器底面の中央部（１４ｂ）にセンサー感知部が具備されてコイルとの相互作用を通じる誘導加熱效率が低いからである。

一方、上記の磁性膜を形成するための溶射過程で微粒化されないで比較的大きな体積を持つステンレススチール粒子が表面に付着して、磁性膜の表面を粗くすることができる。この時、このような体積が大きいステンレススチール粒子をグラインディング加工する工程が要求される。

このように表面にグラインディング処理された磁性膜（１５）の外面にはアルミニウム材質のカバー部（１７）が溶射コーティング方式で具備されることが望ましい。よって、磁性膜（１５）は外部に露出しないようにカバー部（１７）によって包ませるので、長時間使われる場合にも腐食を防止することができる。

さらに、磁性膜（１５）とカバー部（１７）の組合された構造は誘導電流を発生させるための共振電圧を調節することができるので、同一電圧対比発熱量を維持しながら上記の磁性膜（１５）とカバー部（１７）を最適の組合で薄く形成することができる。これを通じて、上記の磁性膜（１５）及びカバー部（１７）の厚さを単一材質で溶射された既存の磁性膜（１５）より薄く形成することで内釜（１０）の全体的な厚さを薄くできる。

ここで、カバー部（１７）は磁性膜（１５）を覆いながらもっと広い範囲に溶射される。よって、カバー部（１７）の外郭は等しいアルミニウム材質で成り立った外部ボディ（１３）に一体的に付着することで付着性及び持続性を改善することができる。

また、磁性膜（１５）及びカバー部（１７）が具備された外部ボディ（１３）の外面に不活性樹脂材質のコーティング層（２０）がコーティングされることでカバー部（１７）といっしょに二重に腐食を防止することができる。その時、コーティング層（２０）はＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）またはＰＦＡ樹脂で成り立つことが望ましいし、ＰＦＡコーティング層の上にPTFEコーティング層を二重にコーティングして成り立つこともできる。上記のＰＦＡ及びＰＴＦＥは耐腐食性及び耐熱性が優秀なので内釜外面のコーティング材として相応しい材質である。

一方、図４〜図７は本発明の実施形態による誘導加熱型炊飯器用内釜の製造方法であり、これを説明すれば次のとおりである。

先ず、図４で見るように、炭素成形体である炭をプレス加工してベース容器（１１）を形成する。上記の炭の脱臭機能を通じて上記のベース容器（１１）の内部に収納される食べ物からにおいが発生することを防止できる。

また、図５で見るように、ベース容器（１１）の外部でアルミニウム材質の外部ボディ（１３）を鋳造して形成する。ここでアルミニウム材質の鋳造作業以前にベース容器（１１）を加熱するのが望ましい。これを通じて、ベース容器（１１）とアルミニウム材質で鋳造作業を通じて具備される外部ボディ（１３）の間の相互付着性を改善することができる。

以後、図６で見るように、外部ボディ（１３）の下面及び側面部を容器形に丸く切削などの方式で加工する。その時、外部ボディ（１３）の下面の枠は丸い曲面形に加工して、側面部の厚さは３〜５mmで均一化になるように加工することが望ましい。

次に、外部ボディ（１３）の外側表面にステンレススチール材質の金属層が溶射コーティング方式でコーティングされるが、このような溶射コーティング工程が遂行する前に溶射する部分の表面をサンドブラスト方式で粗度加工することが望ましい。これを通じて、上記の外部ボディ（１３）に溶射される磁性膜（１５）の付着性を改善することができる。

図７で見るように、外部ボディ（１３）の粗度加工された表面にステンレススチール材質の磁性膜（１５）を溶射コーティングするが、溶射コーティングとはアーク原料溶射の一種で、熱源に電気を使って二本の金属ワイヤを電極にしてアークを発生させて噴射圧縮制御で形成された減圧層の中に溶融した霧模様の微粒子金属を高速気流とともに基本材料に噴射することで被膜を形成する方式である。

溶射コーティング過程の中で、ステンレススチールが均一に微粒化されないで一部が体積が大きい粒子状態に溶射されることがある。このような大きい粒子は磁性膜（１５）の表面を粗くした状態にする原因になるので、体積が大きい粒子をグラインディング加工して均一な表面を形成することが望ましい。

さらに、グラインディング加工された磁性膜（１５）の外面にアルミニウム材質のカバー部（１７）を溶射してコーティングすることで酸化成分の鉄が多く含有した磁性膜（１５）が腐食することを防止できる。また、磁性膜（１５）とカバー部（１７）の組合された構造は誘導電流を発生させるための共振電圧を調節することができるので、同一電圧対比発熱量を維持しながら磁性膜（１５）とカバー部（１７）を最適の組合で薄く形成するように設計の自由度を高める。これを通じて、磁性膜（１５）とカバー部（１７）の材料費を節減することができ、内釜（１０）の内部収容空間を維持しながら厚さ及び体積を減少させることができる。

また、磁性膜（１５）とカバー部（１７）が具備された内釜（１０）の外面は不活性樹脂でコーティング層を形成することで内釜の外面の耐腐食性をもっと増大させることができる。なお、不活性樹脂は前述したようにPTFE及び/またはPFAによることが望ましい。

一方、上述したような本発明の各実施形態は理解を深めるために示したことで、単純に前述した実施形態だけに限定されるのではなく、本発明は前述した実施形態の技術的な思想を脱しない範囲内で多様な形態を含む。

一般的な電気炊飯器の断面図。 本発明の実施形態による誘導加熱型炊飯器用内釜の断面図。 図２のＡ部分を拡大した断面図。 図４〜図７は本発明の実施形態による誘導加熱型炊飯器用内釜の製造方法による各段階別断面図であり、図４は第１段階の図。 図４〜図７は本発明の実施形態による誘導加熱型炊飯器用内釜の製造方法による各段階別断面図であり、図５は第２段階の図。 図４〜図７は本発明の実施形態による誘導加熱型炊飯器用内釜の製造方法による各段階別断面図であり、図６は第３段階の図。 図４〜図７は本発明の実施形態による誘導加熱型炊飯器用内釜の製造方法による各段階別断面図であり、図７は第４段階の図。

符号の説明

１０ : 内釜
１１ : ベース容器
１３ : 外部ボディ
１５ : 磁性膜
１７ : カバー部
２０ : コーティング部

Claims (5)

1. 上面が開放されたベース容器；
   上記のベース容器の外部に位置し、底面と側面との連結部分の外表面が丸く形成されたアルミニウム材質の外部ボディ；
   上記の外部ボディの上記の連結部分の外表面にリング形に形成され、誘導電流による磁気力線によって発熱する磁性膜；
   上記の磁性膜を覆い、外郭部が上記の外部ボディに密着しているアルミニウム材質のカバー部を含めて成り立っている誘導加熱型炊飯器用内釜。
2. 上記の磁性膜及びカバー部が具備された外部ボディの外面に不活性樹脂材質のコーティング層がコーティングされることを特徴とする、請求項１に記載の誘導加熱型炊飯器用内釜。
3. 上記のベース容器は炭素成形体である炭をプレス加工して形成されることを特徴とする、請求項１に記載の誘導加熱型炊飯器用内釜。
4. 上記のベース容器は自然石材質に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の誘導加熱型炊飯器用内釜。
5. 炭素成形体である炭をプレス加工してベース容器を形成する段階；
   上記のベース容器を加熱する段階；
   上記のベース容器の外部にアルミニウム材質であり、且つ、底面と側面との連結部分の外表面が丸い形状の外部ボディを鋳造して形成する段階；
   上記の外部ボディの外周面を容器形に加工して、上記の連結部分の表面を粗度加工する段階；
   上記の外部ボディの上記の連結部分の表面にリング形の磁性膜を溶射してコーティングする段階；
   上記の磁性膜の表面をグラインディング加工する段階；
   上記の磁性膜の表面を覆い外郭部が上記の外部ボディに密着するようにアルミニウム材質のカバー部を形成する段階を含めて遂行される誘導加熱型炊飯器用内釜の製造方法。

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