JPH02291694A - 低周波電磁誘導加熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は低周波、とくに商用波数の交流電源を用いた電
磁誘導加熱を用いた加熱調理器に関する。

［従来の技術］ 発電所や工場などでは、蒸気や温水の熱源としては、石
油、石炭、天然ガスなどを用い、これを燃焼させること
が一般的に行なわれている。

また、調理器の加熱源は都市ガス、プロパンガスなどの
燃焼用ガスが一般的に広く用いられている。とくにステ
ーキやお好み焼きなどを扱うレストランなどの業務用グ
リドルはガスが広く使用されている。この業務用グリド
ルは厚い鉄板の裏でガスを燃焼させ、その伝導熱を用い
て鉄板の表面で肉などの被調理物を調理する。

一方、調理用鉄板を抵抗加熱されたニクロム線ヒーター
を用いて加熱する方法も一部では行われ、さらに別の方
法としては、誘導加熱された加熱体により間接的に加熱
する方法も提案されている（特公昭４９−３８２３３号
公報、実開昭５６−８６７８９号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、最も一般的に行われている前記のガス燃
焼方式では、排気ガスの処理に困難をともなっていた。

すなわち客の座っている方向に排ガスを排気できないし
、横や下に強制排気すると熱効率が低下するので、やむ
なく手前側の調理者の方向に排気しているのである。さ
らにガスを使用する場合は必ず排気ダクトの設置が必要
であり、これは頭の上方に設けられている。このため調
理者は、ガスの排気と油煙をまともに吸い込む上、高温
多湿の条件にさらされ、作業環境はきわめて悪いという
課題がある。さらに油煙が室内の壁や天井などを汚すと
いう課題もある。加えてガス爆発の危険性や、酸欠の危
険性も高いという課題があり、地下街や高層ビルにおい
ては安全性の観点から使用が制約される場合もある。ま
た厚い鉄板内部に熱応力歪みを発生させ、鉄板が曲がっ
たままとなり、もとに戻らなくなるという課題もあった
。

一方、抵抗加熱されたニクロム線ヒーターを用いる方法
は、電気容量の増加とヒータ一の局部的加熱に伴う熱歪
みの増加が大きく実用化に困難性を伴う。さらに誘導加
熱された加熱体により間接的に加熱する従来の方法は、
電磁振動により大きな音を発生したり、電磁振動により
装置が破壊したりするという本質的な課題を有していた
。

前記従来技術の課題を解決するため、本発明の第１の目
的は、三相交流電源を用いて結線方法を特定なものとし
、調理用鉄板又は金属容器等の被加熱体を常に連続して
コイル側に吸引させることにより、電磁振動の発生を防
止し、安定かつ安全な低周波電磁誘導加熱調理器を提供
することにある。

本発明の第２の目的は、熱効率に優れ、しかも焼き肉な
どの調理を行っても焼け焦げなどを起こしにくい熱応答
性に優れた低周波誘導加熱調理器を提供することにある
。

本発明の第３の目的は、磁束が外部に漏れ出すことを防
止し、鋼鉄製のナイフ、ヘラ、コテなどの調理用機器類
が磁力線によっ吸引されて振動音が出ることを防止した
り、腕時計などの精密機器への磁力線の影響を防止する
ことである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。

すなわち本発明は、被加熱体を接触した状態で加熱する
電磁誘導加熱調理器であって、前記加熱調理器に用いる
加熱器は、磁束を発生させるための少なくとも６個の誘
導コイルで形成され、隣接する一組の誘導コイルは三相
交流電源のいずれか一の電源から電力供給を受け、実質
的に対称の位置にある誘導コイルへ電流を流す結線とし
たことを特徴とする低周波電磁誘導加熱調理器である。

本発明において好ましくは、電磁誘導コイルが６個から
なり、三相ダブルデルタ結線である。

また本発明において好ましくは、三相交流電源が商用周
波数である。

また本発明において好ましくは、電磁誘導コイルが樹脂
モールドされてなることである。

また本発明において好ましくは、被加熱体が鉄板又は金
属容器である。

また本発明において好ましくは、鉄板又は金属容器の実
質的中心と、磁束の実質的中心がほぼ一致していること
である。

また本発明において好ましくは、被加熱体が焼き肉川鉄
板である。

また本発明において好ましくは、被加熱体が蒸気発生器
である。

また本発明において好まし《は、脚鉄心の周囲であって
、かつ被加熱体に接して、漏れた磁束を吸収するための
磁束良導体を配設したことである。

［作用］ 前記した本発明の構成によれば、加熱調理器は少なくと
も６個の誘導コイルで形成され、該誘導コイルは円周状
に配置されているとともに、隣接する一組の誘導コイル
は三相交流電源のいずれか一の電源から電力供給を受け
、実質的に対称の位置にある誘導コイルへ電流を流す結
線としたことである。このような特異な結線方式とした
ことにより、被加熱体を常に電磁吸引しつつ加熱できる
ので、磁束密度を大幅に上げることができ、しかも電磁
振動音を発生せず、きわめて優れた加熱効率を達成する
ことができる。

また本発明の加熱調理器は、温度コントロールが容易で
、かつ鉄板を被加熱体にした場合を例にとると、鉄板自
体が発熱源となるので温度差を高くとる必要が無く、こ
の鉄板の上で焼き肉な。どを行っても焼け焦げは発生せ
ず、油煙の発生および飛散が無く、極めて合理的な加熱
調理器とすることができる。

さらに、脚鉄心の周囲であって、かつ被加熱体に接して
、漏れた磁束を吸収するための磁束良導体を配設したこ
とにより、磁束が外部に漏れ出すことを防止し、鋼鉄製
のナイフ、ヘラ、コテなどの調理用機器類が磁力線によ
っ吸引されて振動音が出ることを防止したり、腕時計な
どの精密機器への磁力線の影響を防止することができる
。

［実施例］ 以下一実施例により詳細に説明する。ただし本発明は下
記の実施例に限定されるものではない。

第１図は本発明の原理図である。脚鉄心３に誘導コイル
２を巻き、継鉄心４の上に配置させる。

被加熱体１として鉄板を用いた場合、鉄板には磁束路が
でき、この回りの厚み方向に渦電流が発生して、鉄板が
中心部から加熱される。

ここで漏れ磁束を吸収しようとする場合は、被加熱体１
と脚鉄心３の接続部の周囲に、漏れた磁束を吸収するた
めの磁束良導体７を配設する。第１図の実施例では磁束
良導体７は被加熱体１にボルトで固定したが、他の接続
方法を用いてもよい。

磁束良導体７としては、硅素鋼板を積層しリング状にし
たものが好ましい。磁束良導体７の大きさは、あまり大
きいと被加熱体１の加熱効率が損なわれるので、被加熱
体１の加熱効率が損なわれない程度である。一例として
は２０ｍｍ幅の硅素鋼板で厚さ１５ｍｍ程度に積層し、
直径４００ｍｍ程度のリングにしたものである。

以上において、磁束は誘導コイル２が捲回している脚鉄
心３の内部で発生し、被加熱体１を通過し、このときに
ジュール熱を発生し、対応する脚鉄心２に流れる。ここ
で脚鉄心２は磁束良導体であり、被加熱体１は脚鉄心３
に比べて磁束は通過しにくいので、漏れ磁束が発生しや
すい。そこで被加熱体１と脚鉄心３の接続部の周囲に磁
束良導体７を配設することにより、漏れた磁束を吸収す
るようにしたのである。

第２図は本発明の要部である結線図を示す。６個の誘導
コイルを円周状に配置し、その各々にＡ１〜八〇と番号
をつけると、隣接するＡ１とＡ２を三相電源のうちのＵ
相に結線し、隣接するＡ３とＡ４を三相電源のうちのＶ
相に結線し、同じく隣接するＡ５と八６を三相電源のう
ちのＷ相に結線する。そして実質的に対称の位置にある
誘導コイルへ電流を流す結線を行う。すなわちＡ１とＡ
４を、Ａ２とＡ５を、Ａ３とＡ６を各々結線する。

このようにすると第７図（Ａ）のように電磁力による吸
引力が連続して発生し、被加熱体（一例として鉄板）を
引っ張り続けるので、低周波交流電源を用いていても振
動音の発生を防ぐことができる。第７図（Ａ）のＯ点は
吸引力がゼロになる点を示す。第７図（Ｂ）は三相交流
電流の波形を示す。すなわち、ある時間の瞬間のＵ，Ｖ
ＸＷ各相の電流波形を示す。ここで第７図（Ａ）と第７
図（Ｂ）との関係を説明すると、第７図（Ａ）の吸引力
の波形は、第７図（Ｂ）の波形の同じ時間軸の延長上に
描かれている。そして本発明の特定の結線による装置の
吸引力は第７図（Ｂ）の、０点を中心にする一側の波形
が十側の波形に合成され、結果として第７図（Ａ）のよ
うな吸引力となる。

なお本発明において誘導コイルの巻き方向は、交流電源
を使用することから、いかなる方向に巻いてもよい。た
だし、右巻か左巻きかどちらかに統一しておくことが最
も好ましい。

第３図は本発明の加熱調理器の端子６の方向から見た側
面図である。このＣ−Ｃ断面図が第４図である。端子６
が３個あるのは、前記の通り三相電源から電流を取るた
めである。第５図は第３図のＡ−Ａ断面図である。脚鉄
心３に誘導コイルを巻き、継鉄心４の上に配置させる。

そしてこれを樹脂モールドで充填させる。樹脂モールド
を充填した理由は、使用者の感電を防ぎ、かつ機器の美
観を向上するためである。モールド用樹脂は、エボキシ
樹脂、シリコーン樹脂など耐熱性に優れたものを使用す
るのが好ましい。漏れ磁束を吸収しようとする場合は、
被加熱体１と脚鉄心３の接続部の周囲に、漏れた磁束を
吸収するための磁束良導体７を配設する。

第６図は第５図のＢ−Ｂ断面図である。被加熱体として
ステーキ等を焼くための調理用の鉄板１を用いたもので
ある。

第８図は、第６図に相当する断面図であるが、磁束良導
体７を設けない例である。磁束漏れを許容する場合は、
第８図に示す構成でも十分加熱調理器として使用できる
。

本発明の装置においては、一次側の誘導コイルに、たと
えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用周波数の２００■、
２５Ａの交流電流を流すと、変圧器の原理により二次側
の鉄板にはたとえば０．５Ｖ，１０．ＯＯＯＡの電流が
流れる。低電圧、大きな電流は加熱にとって最も重要で
あり、本発明はこの原理を見事に応用している。また鉄
板１にはきわめて低い電圧しか流れないので、人体に接
触しても感電などは起こらない。

本発明において好まし《は、電磁誘導コイルが６個から
なり、三相ダブルデルタ結線である。第７図に示したと
おり、吸引力を最も発揮しゃすい結線方式だからである
。

本発明において、被加熱体の一例である鉄板１は、磁束
が通る厚さであればいかなる厚さでもよい。たとえば１
〜１０ｃｍ程度のものであるが、これに限られない。そ
して鉄板１の下に脚鉄心３の上に巻いた誘導コイル２が
少なくとも６個配置されている。誘導コイルは６個以上
であれば９個とか１２個等いかなる数でもよいが、配線
の容易性からすると６個が好ましい。６個はほぼ円周状
に配置させることが好ましいが、配置の方法はこれに限
らない。要は磁束が鉄板１上を通る配置であればいかな
る配置でもよい。

被加熱体は誘導コイル２に密接して配置する。

磁束を通りやすくするためである。なお磁束が通る状態
であれば鉄板１と脚鉄心３との間にはポリイミドフィル
ム、アラミドフィルム等の耐熱フィルムを緩衝材として
いれてもよい。脚鉄心３、継鉄心４は磁束を通しやすい
ものであればいかなるものでもよい。好ましい具体例と
しては、ケイ素鋼板を巻いた継鉄心である。脚鉄心、及
び継鉄心の太さは磁気飽和に達しない磁束密度に保てる
程度であり、好ましくは２万ガウス以下に保つような断
面積を有することである。

次に本発明において好ましくは、三相交流電源が商用周
波数であることである。経済的に最も使いやすいからで
ある。ここで商用周波数とは、各国で異なるが、例えば
日本国においては５　０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。ま
た三相交流電源を用いるのは、吸引力を連続して発生さ
せ、維持できるからである。

本発明において温度コントロールは、電流値（アンペア
）によって容易にできる。すなわち電流値と温度は一定
の関係にあるので、コントロールはきわめて容易である
。さらに調理用鉄板又は金属容器の温度制御も容易で、
調理に合った温度設定ができる。その結果たとえばステ
ーキを焼く場合、１８０〜２００℃に自動的に温度設定
でき、具体的には±１℃程度の精度が保持できるので、
いわゆるカンで調理することが不要となり、ベテランの
料理人（シェフ）を必要としない。。その理由は、調理
用鉄板又は金属容器自体が発熱源になるからである。か
かる点従来の、加熱体と被加熱体との温度差を設けなけ
ればならないという加熱の概念がまったく異なるもので
ある。また焼け焦げたり、油煙が発生することもきわめ
て少なくなり、ダクト等も不要になる。そして清潔な調
理ができ、労働環境上もきわめて優れたものとなる。

そのうえ騒音が発生せず、静かな調理器として有用であ
る。加えて長期使用により鉄板が曲がるような欠点もな
い。

なお本発明の加熱調理器には、温度検出機や、過熱防止
器、リミットスイッチなど適宜設けることができる。

本発明の加熱調理器の用途としては、前記したステーキ
等の焼き肉調理用加熱調理器をはじめ、ボイラー、蒸器
（むしき）、鍋、釜、フランス料理などに用いられるロ
ーレンジ等、あるいはその他の金属製物品を加熱するの
に有効に利用できる。

本発明は三相交流電源を用いて前記したとおりの特別な
結線方法を採用したので、調理用鉄板又は金属容器を常
に連続してコイル側に吸引させることができ、これによ
り、電磁振動の発生を防止し、安定かつ安全にしかも熱
効率や熱応答性に優れた電磁誘導加熱調理器を提供する
ことができた。

また焼け焦げたり、油煙が発生することもきわめて少な
くなり、ダクト等も不要で、清潔な調理ができ、労働環
境上もきわめて優れたものとなる。

そのうえ騒音が発生せず、静かな調理器として有用であ
る。加えて調理用鉄板又は金属容器自体が発熱源になる
ので、鉄板や容器をあまり高温にする必要性もないので
、長期使用により変形するような欠点もないという顕著
な効果を発揮する。

実施例１ 厚さ５Ｑｍｍ，縦５Ｑｃｍ，横１００ｃｍの調理用鉄板
を第８図に示すように加熱調理器に設置し、誘導加熱グ
リドルを製作した。結線方式は第２図に示すとおりとし
た。コイル部２の大きさは、平面図の全体の外周直径が
約２７０ｍｍ，平面図の中心部の中空部の直径が約１０
０ｍｍ、平面図の６個のコイル部それぞれの直径が約４
５ｍｍ，平面図のコイル部内の中空部の直径が約４５ｍ
ｍ，正面図の全体の高さが約１６０ｍｍである。そして
モールド用樹脂としてエポキシ系耐熱樹脂を用いた。

以上説明した加熱調理器に６０Ｈｚ，２００Ｖ、２５Ａ
の三相交流電源より電流を流した。調理用鉄板には０．
５Ｖ，１０．ＯＯＯＡの電流値が一次側の電力値の計算
から予測できる。この装置は１５分で２００℃まで昇温
できた。その後２００℃の一定温度でステーキを焼いた
ところ、焼け焦げたり、油煙が発生することもきわめて
少なく、良好にステーキが焼けた。そのうえ騒音が発生
せず、静かな調理器であった。またこの調理器は３か月
継続使用したが、とくに欠点もみられず、初期の目的ど
おりの結果を得ることができた。

実施例２ 本実施例は、漏れた磁束がどれくらい減少できたかをガ
ウス計による測定データを用いて説明する。

厚さ５　０　ｍ　ｍ　％縦５０ｃｍ，横１００ｃｍの調
理用鉄板の第２〜６図示すように誘導加熱グリドルを製
作した。そして６０Ｈｚ，２００Ｖ，２５Ａの三相交流
電源より電流を流した。調理用鉄板には０．５Ｖ，１０
．ＯＯＯＡの電流値が一次側の電力値の計算から予測で
きる。この装置は１５分で１８５゜Ｃまで昇温できた。

その後１８５°Ｃの一定温度でステーキを焼いたところ
、焼け焦げたり、油煙が発生することもきわめて少なく
、良好にステーキが焼けた。そのうえ騒音が発生せず、
静かな調理器であった。

そして磁束良導体７としては、硅素鋼板を積層しリング
状にしたものであって、２０ｍｍ幅の硅素鋼板で厚さ１
５ｍｍ程度に積層し、直径４００ｍｍ程度のリング状に
したものを用いた場合、６０Ｈｚ，２００Ｖ、２５Ａの
三相交流電流を流して昇温する時、ガウス計を用いて磁
束密度を測定したところ３〜５ガウスであった。

これに対し、磁束良導体７を用いない場合、ガウス計に
よる測定磁束密度は１８０〜２００ガウスであった。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、加熱調理器は少な
くとも６個の誘導コイルで形成され、該誘導コイルは円
周状に配置されているとともに、隣接する一組の誘導コ
イルは三相交流電源のいずれか一の電源から電力供給を
受け、実質的に対称の位置にある誘導コイルへ電流を流
す結線としたことにより、被加熱体を常に電磁吸引しつ
つ加熱できるので、磁束密度を大幅に上げることができ
、しかも電磁振動音を発生せず、きわめて優れた加熱効
率を達成することができるという特別な効果を達成する
ことができる。

また本発明の加熱調理器は、温度コントロールが容易で
、かつ鉄板を被加熱体にした場合を例にとると、鉄板自
体が発熱源となるので温度差を高《とる必要が無く、こ
の鉄板の上で焼き肉などを行っても焼け焦げは発生せず
、油煙の発生および飛散が無《、極めて合理的な加熱調
理器とすることができるという効果を達成できる さらに、脚鉄心の周囲であって、かつ被加熱体に接して
、漏れた磁束を吸収するための磁束良導体を配設したこ
とにより、磁束が外部に漏れ出すことを防止し、鋼鉄製
のナイフ、ヘラ、コテなどの調理用機器類が磁力線によ
っ吸引されて振動音が出ることを防止したり、腕時計な
どの精密機器への磁力線の影響を防止することができる
という効果を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の加熱調理器およびその特性の一実
施態様を示す。 第１図は本発明の全体の概要図である。 第２図は本発明の要部である三相ダブルデルタ結線図を
示す。 第３図は本発明の加熱調理器の端子６の方向から見た側
面図である。 第４図は第３図のＣ−Ｃ断面図である。 第５図は第３図のＡ−Ａ断面図である。 第６図は第５図のＢ−Ｂ断面図である。 第７図（Ａ）（Ｂ）は本発明の加熱調理器の電磁吸引力
を示す。 第８図は本発明の加熱調理器の別の一実施態様を示す。 １：被加熱体 ２：電磁誘導コイル ３：脚鉄心 ４：継鉄心 ５：樹脂モールド ６：端子 磁束良導体 ６　端子 第４図 第１図 ６・端子 ７．磁束良導体 ：被加熱体 ：電磁誘導コイル ：脚鉄心 ：継鉄心 手続補正書（鮭） １．事件の表示 平成１年特許願第３３７９６０号 ２．発明の名称 低周波電磁誘導加熱調理器 ３．補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　京都市山科区大塚野溝町７６の１名称　日工株式
会社 代表取締役社長　　井　口　　熱 ４．代理人 住所　〒５３０大阪市北区西天満４丁目５番５号東急マ
ーキス梅田５０１号 （電話番号　０６−３６１−９３３４）７．補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明の欄」 ８．補正の内容 （１）明細書の第１５頁第１行目「必要としない。。 」を「必要としない。」と補正する。 ■　明細書の第１７頁第２行目「約４５ｍｍＪを［約１
５ｍｍＪと補正する。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加熱体を接触した状態で加熱する電磁誘導加熱
   調理器であって、前記加熱調理器に用いる加熱器は、磁
   束を発生させるための少なくとも６個の誘導コイルで形
   成され、隣接する一組の誘導コイルは三相交流電源のい
   ずれか一の電源から電力供給を受け、実質的に対称の位
   置にある誘導コイルへ電流を流す結線としたことを特徴
   とする低周波電磁誘導加熱調理器。
2. （２）電磁誘導コイルが６個からなり、三相ダブルデル
   タ結線である請求項１記載の低周波電磁誘導加熱調理器
   。
3. （３）三相交流電源が商用周波数である請求項１記載の
   低周波電磁誘導加熱調理器。
4. （４）電磁誘導コイルが樹脂モールドされてなる請求項
   １記載の低周波電磁誘導加熱調理器。
5. （５）被加熱体が鉄板又は金属容器である請求項１記載
   の低周波電磁誘導加熱調理器。
6. （６）鉄板又は金属容器の実質的中心と、磁束の実質的
   中心がほぼ一致している請求項５記載の低周波電磁誘導
   加熱調理器。
7. （７）被加熱体が焼き肉用鉄板である請求項１記載の低
   周波電磁誘導加熱調理器。
8. （８）被加熱体が蒸気発生器である請求項１記載の低周
   波電磁誘導加熱調理器。
9. （９）被加熱体が炊飯器またはローレンジである請求項
   １記載の低周波電磁誘導加熱調理器。
10. （１０）脚鉄心の周囲であって、かつ被加熱体に接して
    、漏れた磁束を吸収するための磁束良導体を配設した請
    求項１記載の低周波電磁誘導加熱調理器。