JPH06188070A - 電磁誘導加熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】巻鉄心の周囲に電線を巻回したコイル部で一次
コイルを形成し、脚部と加熱部で二次コイルを形成し、
変圧器の原理を応用することにより、温度制御、加熱効
率、安全性などに優れた低周波電磁誘導加熱器とする。 【構成】低周波交流電源を用いた電磁誘導加熱器であっ
て、巻鉄心１の周囲に電線を巻回したコイル部２と、巻
鉄心１の内部を通過し加熱部４へつながる良導電体材料
からなる脚部３と、脚部よりも相対的に高抵抗材料から
なる加熱部４を備え、脚部３と加熱部４とは取り外し可
能な接続部（６，７）で面接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低周波交流電源を用い
た電磁誘導加熱器に関する。さらに詳しくは商用波数の
交流電源を用い、一つの加熱器で煮物、焼き物、揚げ物
（炒め物）、蒸し物など各種の加熱調理が可能な調理用
加熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来調理用加熱器としては、ガス、電気
を加熱源として用いたものが一般的である。ガスはコス
トが安く最も一般的な加熱源であるが、排気ガスが環境
を汚染すること、加熱物の温度コントロールができない
ことなどの問題がある。電気を加熱源として用いた加熱
器は、環境を汚さずクリーンで、安全性にも優れてい
る。電気を加熱源として用いた加熱器としては一般的に
抵抗式電熱ヒーターを用いたものが知られている。しか
しながら抵抗式電熱ヒーターを用いたものは、熱効率が
低く運転コストが高くなり、かつ加熱物の温度コントロ
ールが困難であるという問題がある。

【０００３】また、近年電気を加熱源とし、熱効率の優
れた高周波加熱器が提案され市場にも現れている。この
高周波加熱器は、５〜２０ＫＨｚの高い周波数の交流電
流をインバータとワークコイルを用いて発生（変換）さ
せ、主に鉄製の鍋やホットプレートなどにジュール熱を
発生させて加熱するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら高周波加
熱器は、下記３つの問題点がある。 （１）温度コントロールがきわめて困難である。この理
由は、加熱源として高周波の交流を用いるので、温度コ
ントローラーに誤信号が入り、正確な温度測定と制御が
困難なためである。実際に測定してみると設定温度に対
して、±２０〜±３０℃程度も狂いを生じてしまう。こ
のような荒い温度コントロールでは、良い調理は困難で
ある。 （２）高周波電流を半導体を用いて発生（変換）させる
ため、半導体部分を常に冷却ファンを回転させて冷却し
なければならない。半導体は熱に弱いからである。この
ため回転ファンの音がうるさく、騒音が高いという問題
がある。 （３）半導体が熱に弱いという問題点から、業務用調理
器などにおいては、耐用期間が短いという問題もある。

【０００５】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、温度コントロールが正確に行え、騒音の発生がな
く、加熱源としては半導体を用いないため故障原因が少
なく、かつメンテナンスフリーが可能である電磁誘導加
熱器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電磁誘導加熱器は、低周波交流電源を用い
た電磁誘導加熱器であって、巻鉄心の周囲に電線を巻回
したコイル部と、前記巻鉄心の内部を通過し加熱部へつ
ながる良導電体材料からなる脚部と、前記脚部よりも相
対的に高抵抗材料からなる加熱部を少なくとも備え、前
記脚部と加熱部とは取り外し可能な接続部で面接触して
いることを特徴とする。

【０００７】前記構成においては、巻鉄心の周囲に電線
を巻回したコイル部が一次コイルを形成し、脚部と加熱
部で二次コイルを形成しているものである。また前記構
成においては、巻鉄心と脚部が同一方向に配置されてい
ることが好ましい。

【０００８】また前記構成においては、脚部が銅、真
鍮、アルミニウム、アルミ合金、鉄から選ばれる材料で
あることが好ましい。また前記構成においては、加熱部
がステンレス鋼で構成されることが好ましい。

【０００９】また前記構成においては、接続部が、複数
個の截円錐形状の突起とこれに対応する受け部、または
断面が台形状のレール状突起とこれに対応する受け部か
ら構成されることが好ましい。

【００１０】また前記構成においては、一次コイルに供
給する低周波交流電源が、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商
用波数の交流電源であることが好ましい。また前記構成
においては、加熱部が、鍋、釜、ホットプレート、フラ
イパン、フライ鍋、蒸し器から選ばれることが好まし
い。

【００１１】また前記構成においては、フライ鍋の底部
の加熱部が、突起状断面形状に形成されていることが好
ましい。

【００１２】

【作用】前記した本発明の構成によれば、巻鉄心の周囲
に電線を巻回したコイル部と、前記巻鉄心の内部を通過
し加熱部へつながる良導電体材料からなる脚部と、前記
脚部よりも相対的に高抵抗材料からなる加熱部を少なく
とも備え、前記脚部と加熱部とは取り外し可能な接続部
で面接触していることにより、温度コントロールが正確
に行え、騒音の発生がなく、加熱源としては半導体を用
いないため故障原因が少なく、かつメンテナンスフリー
が可能である電磁誘導加熱器とすることができる。また
前記構成においては、巻鉄心の周囲に電線を巻回したコ
イル部が一次コイルを形成し、脚部と加熱部で二次コイ
ルを形成し、いわゆる変圧器の原理を応用して加熱器を
構成しているので、加熱効率と安全性にも優れた低周波
電磁誘導加熱器とすることができる。

【００１３】また、巻鉄心と脚部が同一方向に配置され
ているという本発明の好ましい構成によれば、コンパク
トで小形化した電磁誘導加熱器とすることができる。ま
た、脚部が銅、真鍮、アルミニウム、アルミ合金、鉄か
ら選ばれる材料であるという本発明の好ましい構成によ
れば、加熱部以外の部分では発熱せず熱効率に優れたも
のとすることができる。

【００１４】また、加熱部がステンレス鋼で構成される
という本発明の好ましい構成によれば、所定の加熱部の
みで発熱でき、熱効率に優れると同時に、水や調理物と
接触する部分の耐蝕性に優れたものとすることができ
る。

【００１５】また、接続部が、複数個の截円錐形状の突
起とこれに対応する受け部、または断面が台形状のレー
ル状突起とこれに対応する受け部から構成されるという
本発明の好ましい構成によれば、脚部と加熱部の面接触
を確実に行えるとともに、調理容器の安定化かが図れ、
安全性に優れた調理器とすることができる。

【００１６】また、一次コイルに供給する低周波交流電
源が、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用波数の交流電源で
あるという好ましい構成によれば、商用波数の交流電源
をそのまま直接使用することができるので、加熱器の必
要な部品数が少なくできコストを低くできるとともに、
温度制御を正確におこなうことがてきる。

【００１７】また、加熱部が鍋、釜、ホットプレート、
フライパン、フライ鍋、蒸し器から選ばれるという好ま
しい構成によれば、一つの加熱器で煮物、焼き物、揚げ
物（炒め物）、蒸し物など各種の調理が可能な調理用加
熱器とすることができる。

【００１８】また、フライ鍋の底部の加熱部が、突起状
断面形状に形成されているという好ましい構成によれ
ば、容器内のオイルの上部の温度が高く、底部の温度が
低いフライヤーとすることができるので、調理物や水分
が加熱オイルの中に入ってもはねたりせず、安全性の高
い調理器とすることができる。

【００１９】

【実施例】次に、図面を用いて本発明の一実施例をさら
に具体的に説明する。図１〜２は本発明の一実施例の低
周波交流電源を用いた電磁誘導加熱器である。図１〜２
において、１は巻鉄心である。巻鉄心１としては、硅素
鋼板またはアモルファス合金などを用いた鉄心を用いる
ことができる。２は巻鉄心１の周囲に電線を巻回したコ
イル部である。コイル部２を形成する電線は絶縁被覆し
たアルミ線などを用いることができる。３は巻鉄心１の
内部を通過し加熱部４へつながる良導電体材料からなる
脚部である。脚部３は銅、真鍮、アルミニウム、アルミ
合金、鉄から選ばれる材料などで形成することが好まし
い。脚部３では電導性を良好に保ち、発熱を起こさない
ようにするためである。次に加熱部４は、脚部３よりも
相対的に高抵抗材料で形成する。例えばＳＵＳ４３０な
どのステンレス鋼などを用いる。この実施例において
は、加熱部４は鍋の底のみとし、鍋の側壁部分５を鉄で
形成したが、鍋全体をステンレス鋼で形成しても良い。
次に脚部３と加熱部４とは取り外し可能な接続部で面接
触している。面接触の一例としては、複数個の截円錐形
状の突起６とこれに対応する受け部７とからなるハーメ
チックシールがある。８は取り付け具であり、９はテー
ブルなどのハウジング、１０はテーブルの天板である。
また１１は加熱部の温度を検知する温度センサーであ
る。この温度センサー１１はいかなるタイプのものであ
ってもよい。

【００２０】以上のように構成した本実施例の作用を説
明する。巻鉄心１の周囲に例えば電線を１００回巻いコ
イル部２を用い、これに商用波数（５０Ｈｚまたは６０
Ｈｚ）の交流電流を流すと、コイル部２は一次コイルを
形成し、脚部３と加熱部４で二次コイルを形成する。例
えばコイル部２に商用波数の１００Ｖ、２０アンペアの
交流電流を流すとコイル部２には２ＫＷの電流が流れ
る。一方脚部３と加熱部４で形成される二次コイルは１
ターン（１回）の閉磁路であるので、１Ｖ、２０００ア
ンペアの交流電流が流れることになる。脚部３は良導電
体であるからこの電流を単に通過させるにすぎない。そ
して１Ｖ、２０００アンペアの交流電流は、加熱部４に
流れると、加熱部４は高抵抗材料であるからジュール熱
が発生し、鍋の底自体が直接の加熱源となる。この結果
加熱効率の良い加熱器とすることができる。また例えば
１Ｖ、２０００アンペアという低電圧、大電流はジュー
ル発熱にとって有効であるとともに、人体に対しても安
全である。

【００２１】また本実施例の大きな特徴としては、高周
波加熱器のように電磁力が温度センサー１１の温度検知
を阻害することはなく、正確な温度検知ができる。この
ため、±１℃以内の正確さで温度制御ができる。したが
って優れた加熱調理が可能となる。

【００２２】次に、図３〜４を用いて本発明の第２の実
施例を説明する。図１〜２と同一部品は同一の番号を用
いて説明を省略する。図３〜４において、１６は断面が
台形状のレール状突起、１７はこれに対応する受け部の
例である。このようにすると接続部にさらに大電流を流
すことができる。

【００２３】また図３〜４においては、フライ鍋（フラ
イヤー）の底部の加熱部１４を、突起状断面形状に形成
している。このようにすると加熱面積を大きく取れるば
かりでなく、鍋の内部の上部の油の温度を高く、鍋の底
の温度を低くでき、油の対流が行われるため、調理物と
ともに水が入ったりまたは単独で水が入った場合でも突
沸が起こらず、安全な調理器とすることができる。また
図４に示す１８は、電流のショートパス防止回路、１９
は絶縁部である。

【００２４】なお、図１〜２における複数個の截円錐形
状の突起６とこれに対応する受け部７、図３〜４におけ
る断面が台形状のレール状突起１６とこれに対応する受
け部１７以外の接続部であっても電流を流せる接続部で
あれば、いかなる構成でも採用できる。例えば図５に示
すように、断面が台形状のレール状突起２６の上部を櫛
形に形成し、この櫛形に合体するように受け部２７を形
成しても良い。このような櫛形突起は接触部の面積を大
きくするので、より好ましい構成である。

【００２５】さらに加熱部は鍋、釜、ホットプレート、
フライパン、フライ鍋、蒸し器など各種の加熱器に応用
することができる。また巻鉄心１、コイル部２、脚部３
をテーブルの天板１０の下に収納すれば、必要なときの
み取り出して使用することができ、家庭用や業務用の加
熱器として便利なものとすることができる。

【００２６】また本実施例においては、一例として１．
５ＫＷ〜５．０ＫＷの電力が使用でき、単相または三相
電源を使用することができる。次に図６を用いて本発明
の安全性試験の結果を説明する。本実施例の商用波数の
誘導加熱方式は、低電圧大電流の端子部（脚部と加熱部
との取り外し可能な接続部）の構成が安全性にとって重
要である。すなわち、この部分が大電流によって異常高
温に発熱してしまうと、目的とする鍋、鉄板、網状の加
熱部分に十分な容量の電流が送れなくなる。そこで図６
の実験を行った。図６において、３１は通電用ケーブ
ル、３２は圧着端子部、３３はリード線取り付け用銅
板、３４，３５は固定用締め付けボルト、３６は下部テ
スト端子、３７は上部テスト端子、３８は短絡用銅板で
ある。下部テスト端子３６と上部テスト端子３７は、前
記実施例の脚部と加熱部との取り外し可能な接続部と同
様な状態で嵌合している。また、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、温
度測定のための温度検出端子の位置を示す。このテスト
装置の全体の大きさは、幅約５０ｍｍ、奥行き約１００
ｍｍ、高さ約６０ｍｍであり、下部テスト端子３６と上
部テスト端子３７の接続部の接触面積は、片側で約７０
００ｍｍ² （７０ｃｍ² ）、両側で約１４０００ｍｍ²
（１４０ｃｍ² ）である。

【００２７】前記下部テスト端子３６と上部テスト端子
３７の接続部の接触面積を、全断面積、１／２断面積、
１／４断面積にして、それぞれ５００Ａ、１０００Ａ、
１５００Ａの電流を流して温度検出端子の温度上昇を測
定した。なお接触面積を変える場合は、絶縁物で接触部
を覆って調節した。雰囲気温度（室温）は２０℃であっ
た。実験の結果の温度上昇値を下記（表１）に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から明らかな通り、接続部の接触面積
が１／４程度になっても、それによる温度上昇値は＋６
０℃であることが確認できた。従って温度上昇値は＋６
０℃程度までを予想しておけば、安全対策上大きな問題
にはならないことが確認できた。また、本発明の加熱方
式は、負荷として使用される鍋、鉄板焼き、油加熱など
１００℃〜３００℃の熱源となる構造物（加熱部）を接
続部の上に設置するので、接続部からの発熱よりも前記
加熱部からの伝熱の方がはるかに高いので、実用上は接
続部の発熱は問題にならない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、巻
鉄心の周囲に電線を巻回したコイル部と、前記巻鉄心の
内部を通過し加熱部へつながる良導電体材料からなる脚
部と、前記脚部よりも相対的に高抵抗材料からなる加熱
部を少なくとも備え、前記脚部と加熱部とは取り外し可
能な接続部で面接触していることにより、温度コントロ
ールが正確に行え、騒音の発生がなく、加熱源としては
半導体を用いないため故障原因が少なく、かつメンテナ
ンスフリーが可能である電磁誘導加熱器とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の加熱装置の斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の加熱装置の断面図である。

【図３】本発明の別の実施例の加熱装置の斜視図であ
る。

【図４】本発明の別の実施例の加熱装置の断面図であ
る。

【図５】本発明の別の実施例の接続部の断面図である。

【図６】本発明の一実施例の安全性試験を示す装置側面
図。

【符号の説明】

１ 巻鉄心 ２ コイル部 ３ 脚部 ４ 鍋の加熱部 ５ 鍋の側壁部 ６ 截円錐形状の突起 ７ 受け部 ８ 取り付け具 ９ ハウジング １０ テーブルの天板 １１ 温度センサー １４ フライ鍋（フライヤー）の底部の加熱部 １６ 断面が台形状のレール状突起 １７ 受け部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低周波交流電源を用いた電磁誘導加熱器
   であって、巻鉄心の周囲に電線を巻回したコイル部と、
   前記巻鉄心の内部を通過し加熱部へつながる良導電体材
   料からなる脚部と、前記脚部よりも相対的に高抵抗材料
   からなる加熱部を少なくとも備え、前記脚部と加熱部と
   は取り外し可能な接続部で面接触していることを特徴と
   する電磁誘導加熱器。
2. 【請求項２】 巻鉄心の周囲に電線を巻回したコイル部
   が一次コイルを形成し、脚部と加熱部で二次コイルを形
   成した請求項１に記載の電磁誘導加熱器。
3. 【請求項３】 巻鉄心と脚部が同一方向に配置されてい
   る請求項１に記載の電磁誘導加熱器。
4. 【請求項４】 脚部が、銅、真鍮、アルミニウム、アル
   ミ合金、鉄から選ばれる材料である請求項１に記載の電
   磁誘導加熱器。
5. 【請求項５】 加熱部がステンレス鋼で構成される請求
   項１に記載の電磁誘導加熱器。
6. 【請求項６】 接続部が、複数個の截円錐形状の突起と
   これに対応する受け部、または断面が台形状のレール状
   突起とこれに対応する受け部から構成される請求項１に
   記載の電磁誘導加熱器。
7. 【請求項７】 低周波交流電源が、５０Ｈｚまたは６０
   Ｈｚの商用波数の交流電源である請求項１に記載の電磁
   誘導加熱器。
8. 【請求項８】 加熱部が、鍋、釜、ホットプレート、フ
   ライパン、フライ鍋、蒸し器から選ばれる請求項１に記
   載の電磁誘導加熱器。
9. 【請求項９】 フライ鍋の底部の加熱部が、突起状断面
   形状に形成されている請求項８に記載の電磁誘導加熱
   器。