JP4593939B2 - 電磁誘導加熱装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電磁誘導加熱装置に関し、さらに詳しくは、半タイヤ形状の容器に入れた被加熱液を好適に加熱できると共に磁束の漏れを簡単な構成で抑制することが出来る電磁誘導加熱装置に関する。
従来、被加熱液を収容するための平底容器と、前記平底容器の底部中央を中心として導線を渦巻き状に多重に巻いてなる電磁誘導加熱コイルと、電磁誘導加熱コイルから漏れる磁束を遮断するシールドケースとを具備してなる電磁誘導加熱装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
従来の電磁誘導加熱装置では、電磁誘導加熱コイルとして、導線を円周状に巻いてなるコイルが用いられている。これは、被加熱液を収容するための容器として平底容器を想定しているからである。すなわち、平底容器では、被加熱液の量が少なくなっても、被加熱液が平底容器の底全体に均等に広がっているため、電磁誘導加熱コイルが平底容器の底面の一部をカバーしていれば、被加熱液を加熱できるからである。
しかし、被加熱液を収容するための容器が半タイヤ形状の容器である場合、被加熱液の量が少なくなると、被加熱液が容器の底部中央に集中してしまう。このため、コイルは必ず容器の底部中央をカバーしなければならないが、導線を円周状に巻いてなるコイルでは不都合を生じる問題点がある。すなわち、半タイヤ形状の容器では、長さに比べて幅が狭いため、導線を円周状に巻いてなるコイルのサイズは容器の幅で制限されるが、それを底部中央に配置したのでは、長さ方向の両端部分をカバーできず、被加熱液の量が多い場合に好適に加熱できなくなる。一方、長さに合わせて導線を長円周状またはトラック状に巻いてなるコイルを用いることが考えられるが、その場合、容器の底部中央を十分にカバーできなくなり、被加熱液の量が少なくなった場合に好適に加熱できなくなる。
さらに、半タイヤ形状の容器に対しては、シールドケースも簡単な形状では済まなくなる問題点がある。
さらに、半タイヤ形状の容器に対しては、シールドケースも簡単な形状では済まなくなる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、半タイヤ形状の容器に入れた被加熱液を好適に加熱できると共に磁束の漏れを簡単な構成で抑制することが出来る電磁誘導加熱装置を提供することにある。
第１の観点では、本発明は、被加熱液を収容するための容器と、前記容器の底部中央での前記被加熱液の温度を検知するための温度センサと、前記容器の底部中央を挟んで前記容器の長さ方向に対称な位置に設置した２つの、導線を渦巻き状に多重に巻いてなる電磁誘導加熱コイルと、前記電磁誘導加熱コイルの各々を２つのループ部でそれぞれ囲む８の字状のショートコイルとを具備したことを特徴とする電磁加熱装置を提供する。
上記第１の観点による電磁誘導加熱装置では、半タイヤ形状の容器でも、容器の底部中央を挟んで容器の長さ方向に対称な位置に一対の電磁誘導加熱コイルを設置するので、長さ方向の広い部分をカバーでき、被加熱液の量が多い場合でも好適に加熱できる。また、電磁誘導加熱コイルの各々を２つのループ部でそれぞれ囲む８の字状のショートコイルを設けたので、電磁誘導加熱のための磁束の一部が周囲へ漏れることを防止できる。また、この８の字状のショートコイルは、構成が簡単である。
上記第１の観点による電磁誘導加熱装置では、半タイヤ形状の容器でも、容器の底部中央を挟んで容器の長さ方向に対称な位置に一対の電磁誘導加熱コイルを設置するので、長さ方向の広い部分をカバーでき、被加熱液の量が多い場合でも好適に加熱できる。また、電磁誘導加熱コイルの各々を２つのループ部でそれぞれ囲む８の字状のショートコイルを設けたので、電磁誘導加熱のための磁束の一部が周囲へ漏れることを防止できる。また、この８の字状のショートコイルは、構成が簡単である。
第２の観点では、本発明は、上記構成の電磁加熱装置において、前記容器は、半タイヤ形状であり、前記各電磁誘導加熱コイルは、導線を渦巻き状に多重に巻いてなるコイルであって、前記底部中央側に位置する導線の外側部分が張り出して巻かれ、前記張り出して巻かれた部分の内側の導線は円周状に巻かれていることを特徴とする電磁加熱装置を提供する。
上記第２の観点による電磁誘導加熱装置では、容器の底部中央側に位置する導線の一部分が張り出し且つその内側に位置する残り部分の導線は円周状に巻かれている電磁誘導加熱コイルを用いるので、容器の底部中央を十分にカバーでき、被加熱液の量が少なくなった場合でも好適に加熱できる。
上記第２の観点による電磁誘導加熱装置では、容器の底部中央側に位置する導線の一部分が張り出し且つその内側に位置する残り部分の導線は円周状に巻かれている電磁誘導加熱コイルを用いるので、容器の底部中央を十分にカバーでき、被加熱液の量が少なくなった場合でも好適に加熱できる。
第３の観点では、本発明は、上記構成の電磁加熱装置において、前記導線は複数本の細線を撚った束を複数束撚り合わせたものであり、複数本の細線を撚る方向と複数束を撚る方向とが逆であることを特徴とする電磁加熱装置を提供する。
上記第３の観点による電磁加熱装置では、複数本の細線を撚る方向と複数束を撚る方向とを同方向にするよりも、導線の断面に含まれる空隙の割合が増え、電磁誘導加熱コイル自体の温度上昇を抑制することが出来る。また、同じ銅量で全体のサイズを大きくすることが出来る。
上記第３の観点による電磁加熱装置では、複数本の細線を撚る方向と複数束を撚る方向とを同方向にするよりも、導線の断面に含まれる空隙の割合が増え、電磁誘導加熱コイル自体の温度上昇を抑制することが出来る。また、同じ銅量で全体のサイズを大きくすることが出来る。
本発明の電磁誘導加熱装置によれば、半タイヤ形状の容器に入れた被加熱液を好適に加熱できると共に磁束の漏れを簡単な構成で抑制することが出来る。
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、実施例１に係る電磁誘導加熱装置１００を示す構成説明図である。
この電磁誘導加熱コイル１００は、被加熱液Ｓを収容するための半タイヤ形状の容器２０と、容器２０の底部中央での被加熱液Ｓの温度を検知するための温度センサ３０と、容器２０の底部中央を挟んで容器の長さ方向に対称な位置に設置した一対の電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２と、温度センサ３０で検出する温度が所定温度になるように電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２を駆動する温度制御部４０と、電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２を２つのループ部でそれぞれ囲む８の字状のショートコイル５０とを具備している。
この電磁誘導加熱コイル１００は、被加熱液Ｓを収容するための半タイヤ形状の容器２０と、容器２０の底部中央での被加熱液Ｓの温度を検知するための温度センサ３０と、容器２０の底部中央を挟んで容器の長さ方向に対称な位置に設置した一対の電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２と、温度センサ３０で検出する温度が所定温度になるように電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２を駆動する温度制御部４０と、電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２を２つのループ部でそれぞれ囲む８の字状のショートコイル５０とを具備している。
具体例を挙げると、容器２０は、ステンレス（ＳＵＳ４３０）製で、底面２０ａの幅Ｘは１１５ｍｍ，長さＹは４２０ｍｍ，深さＺは２１０ｍｍである。
なお、容器２０が半タイヤ形状なのは、杓子Ｌを機械的に旋回させて被加熱液Ｓを残すことなく汲み出し可能にするためである。
図２は、電磁誘導加熱コイル１０−１を示す構成説明図である。
この電磁誘導加熱コイル１０−１は、導線１を渦巻き状に多重に巻いてなるコイルであって、基本的には長円周状またはトラック状であるが、外側に巻かれた導線１ａの一部分は張り出して巻かれ、その張り出して巻かれた部分１１の内側の導線１ｂは円周状に巻かれている。
張り出して巻かれた部分１１のコーナ部１１ａ，１１ｂと内側の導線１ｂの間には、隙間２ａ，２ｂが形成されている。隙間２ａ，２ｂの最大幅は、３ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
この電磁誘導加熱コイル１０−１は、導線１を渦巻き状に多重に巻いてなるコイルであって、基本的には長円周状またはトラック状であるが、外側に巻かれた導線１ａの一部分は張り出して巻かれ、その張り出して巻かれた部分１１の内側の導線１ｂは円周状に巻かれている。
張り出して巻かれた部分１１のコーナ部１１ａ，１１ｂと内側の導線１ｂの間には、隙間２ａ，２ｂが形成されている。隙間２ａ，２ｂの最大幅は、３ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
具体例を挙げると、電磁誘導加熱コイル１０−１の長さ方向の大きさは１２０ｍｍ，幅方向の大きさは９０ｍｍである。外側に巻かれた導線１ａは３〜７ターン、内側の銅線１ｂは１０〜１５ターンである。導線１は、０.３ｍｍφの融着被覆銅線を３本撚りにした束を、１７束撚り合わせたものである。３本撚りの撚り方向と１７束撚りの撚り方向は逆にしてある（例えば一方が右ネジ方向なら他方は左ネジ方向）。撚り方向を逆にすることにより、断面に含まれる空隙の割合が増え、電磁誘導加熱コイル１０−１自体の温度上昇を抑制することが出来る。また、同じ銅量で全体のサイズを大きくすることが出来るので、広い面積をカバーできるようになる。
電磁誘導加熱コイル１０−２も、電磁誘導加熱コイル１０−１と同じ構造である。
図３に示すように、電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２は、張り出して巻かれている部分１１が容器２０の底部中央側に位置するように、容器２０の底面２０ａに貼り付けられている。
電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２には、電流方向が逆方向（一方が時計回り方向の時は他方が反時計回り方向）になるように、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの高周波電流Ｉを流す。
電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２には、電流方向が逆方向（一方が時計回り方向の時は他方が反時計回り方向）になるように、２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの高周波電流Ｉを流す。
８の字状のショートコイル５０は、その２つのループ部で電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２をそれぞれ囲んでいる。
８の字状のショートコイル５０には、電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２に流れる電流Ｉによる周囲への漏洩磁束を打ち消す電流ｉが発生し、周囲への磁束の漏洩を防止する。
８の字状のショートコイル５０には、電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２に流れる電流Ｉによる周囲への漏洩磁束を打ち消す電流ｉが発生し、周囲への磁束の漏洩を防止する。
容器２０の内部底面の図４に示すａ〜ｍ点で測定した温度は次の通りであった。
ａ：１００℃，ｂ：１００℃，ｃ：９０℃，ｄ：９０℃，ｅ：９０℃，ｆ：９０℃，ｇ：９０℃，ｈ：９０℃，ｉ：９０℃，ｊ：７０℃，ｋ：７０℃，ｍ：７０℃。
ａ：１００℃，ｂ：１００℃，ｃ：９０℃，ｄ：９０℃，ｅ：９０℃，ｆ：９０℃，ｇ：９０℃，ｈ：９０℃，ｉ：９０℃，ｊ：７０℃，ｋ：７０℃，ｍ：７０℃。
以上の電磁誘導加熱装置１００によれば、容器２０の長さ方向の広い部分をカバーでき、被加熱液Ｓの量が多い場合でも好適に加熱できる。また、底部中央側には、電磁誘導加熱コイル１０−１，１０−２の角形に張り出して巻かれた部分１１を位置させているので、容器２０の底部中央を十分にカバーでき、被加熱液Ｓの量が少なくなって底部中央に集中した場合でも好適に加熱できる。さらに、簡単な構成の８の字状のショートコイル５０により、周囲への磁束の漏洩を防止することが出来る。
図５に示すように、単純なトラック形状に巻回した電磁誘導加熱コイル６０−１，６０−２を容器２０の底面２０ａに貼り付けてａ〜ｍ点で測定した温度は次の通りであった。
ａ：１００℃，ｂ：１００℃，ｃ：９０℃，ｄ：９０℃，ｅ：９０℃，ｆ：７０℃，ｇ：９０℃，ｈ：７０℃，ｉ：５０℃，ｊ：７０℃，ｋ：５０℃，ｍ：３０℃。
ａ：１００℃，ｂ：１００℃，ｃ：９０℃，ｄ：９０℃，ｅ：９０℃，ｆ：７０℃，ｇ：９０℃，ｈ：７０℃，ｉ：５０℃，ｊ：７０℃，ｋ：５０℃，ｍ：３０℃。
実施例２では、実施例１より温度むらがやや大きくなった。
本発明の電磁誘導加熱装置は、バイキング形式でスープを提供する際に利用できる。
１ 導線
１ａ 外側に巻かれた導線
１ｂ 内側の導線
２ａ，２ｂ 隙間
１０，１０−１，１０−２ 電磁誘導加熱コイル
１１ 張り出して巻かれた部分
２０ 容器
３０ 温度センサ
４０ 温度制御部
５０ ショートコイル
６０−１，６０−２ 電磁誘導加熱コイル
１００ 電磁誘導加熱装置
１ａ 外側に巻かれた導線
１ｂ 内側の導線
２ａ，２ｂ 隙間
１０，１０−１，１０−２ 電磁誘導加熱コイル
１１ 張り出して巻かれた部分
２０ 容器
３０ 温度センサ
４０ 温度制御部
５０ ショートコイル
６０−１，６０−２ 電磁誘導加熱コイル
１００ 電磁誘導加熱装置
Claims (3)
- 被加熱液を収容するための半タイヤ形状の容器と、前記容器の底部中央での前記被加熱液の温度を検知するための温度センサと、前記容器の底部中央を挟んで前記容器の長さ方向に対称な位置に設置した２つの、導線を渦巻き状に多重に巻いてなる、逆方向に電流を流す電磁誘導加熱コイルと、前記電磁誘導加熱コイルの各々を２つのループ部でそれぞれ囲む８の字状のショートコイルとを具備し、たことを特徴とする電磁加熱装置。
- 請求項１に記載の電磁加熱装置において、前記各電磁誘導加熱コイルは、導線を渦巻き状に多重に巻いてなるコイルであって、前記底部中央側に位置する導線の外側部分が張り出して巻かれ、前記張り出して巻かれた部分の内側の導線は円周状に巻かれていることを特徴とする電磁加熱装置。
- 請求項１または請求項２に記載の電磁加熱装置において、前記導線は複数本の細線を撚った束を複数束撚り合わせたものであり、複数本の細線を撚る方向と複数束を撚る方向とが逆であることを特徴とする電磁加熱装置。
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| JP2005228572A JP2005228572A (ja) | 2005-08-25 |
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| JPH0927071A (ja) * | 1995-07-11 | 1997-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 缶飲料誘導加熱装置 |
| JPH0991523A (ja) * | 1995-09-21 | 1997-04-04 | Fuji Electric Co Ltd | 自動販売機の缶商品加熱装置およびその制御方法 |
| JP2001278195A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 航空機用除氷装置 |
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2004
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