JPH0820121B2 - 誘導加熱型暖房方式 - Google Patents
誘導加熱型暖房方式Info
- Publication number
- JPH0820121B2 JPH0820121B2 JP2323215A JP32321590A JPH0820121B2 JP H0820121 B2 JPH0820121 B2 JP H0820121B2 JP 2323215 A JP2323215 A JP 2323215A JP 32321590 A JP32321590 A JP 32321590A JP H0820121 B2 JPH0820121 B2 JP H0820121B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction heating
- disk
- conductive
- induction
- heating coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 高周波誘導加熱方式による暖房器に関する。
（従来の技術） 20KHz〜50KHzの高周波を用いて高周波誘導加熱する調
理器などが知られている。第５図は高周波誘導加熱調理
器のブロック図である。商用電源49はスイッチ50を介し
て全波整流器51に入力されている。この全波整流器51の
出力端子には平滑コンデンサ43と、チョウクコイル44お
よびフイルターコンデンサ45からなるフイルター回路を
それぞれ並列に接続されている。また、加熱コイル41お
よび共振回路と、ダイオード47とトランジスタ48の逆並
列回路の直列回路がフイルターコンデンサ45に並列接続
されている。制御装置42は全波整流器51およびトランジ
スタ48のベースにそれぞれ接続されている。なお、この
回路にはトランジスタを用いた直列共振型インバータの
構成を示してあるが、サイリスタによる並列共振型イン
バータの場合もあり制御装置42からの周期パルスにより
作動して加熱コイル41を励振して、近接した位置の鉄，
ステンレス，アルミニューム，銅等の金属板に渦電流を
発生させてその渦電流によって発熱させるものである。
理器などが知られている。第５図は高周波誘導加熱調理
器のブロック図である。商用電源49はスイッチ50を介し
て全波整流器51に入力されている。この全波整流器51の
出力端子には平滑コンデンサ43と、チョウクコイル44お
よびフイルターコンデンサ45からなるフイルター回路を
それぞれ並列に接続されている。また、加熱コイル41お
よび共振回路と、ダイオード47とトランジスタ48の逆並
列回路の直列回路がフイルターコンデンサ45に並列接続
されている。制御装置42は全波整流器51およびトランジ
スタ48のベースにそれぞれ接続されている。なお、この
回路にはトランジスタを用いた直列共振型インバータの
構成を示してあるが、サイリスタによる並列共振型イン
バータの場合もあり制御装置42からの周期パルスにより
作動して加熱コイル41を励振して、近接した位置の鉄，
ステンレス，アルミニューム，銅等の金属板に渦電流を
発生させてその渦電流によって発熱させるものである。
このような渦電流を発生させて利用するものに誘導電
動機がある。第３図はデイスク形誘導電動機の断面図を
示す図である。図において、31はデイスク形誘導回転
子、32は３相固定子巻線、33はベアリング、34はシャフ
トを示す。第４図はディスク形誘導回転子31である。導
電性の材質で銅、アルミニウム、鉄などを用いる。デイ
スク形回転子の円盤にスリット35を多数設けて形成した
ものである。この誘導電動機の動作を説明する。まず、
３相固定子巻線32に３相電流を供給して回転磁界を発生
させると、対向したデイスク形誘導回転子31にはその磁
界の発生に応じて渦電流による磁界を発生して電磁力が
生じてデイスク形回転子31に回転トルクを生じさせて回
転する。以上に説明した誘導加熱調理器と誘導電動機は
いずれも渦電流の応用例である。
動機がある。第３図はデイスク形誘導電動機の断面図を
示す図である。図において、31はデイスク形誘導回転
子、32は３相固定子巻線、33はベアリング、34はシャフ
トを示す。第４図はディスク形誘導回転子31である。導
電性の材質で銅、アルミニウム、鉄などを用いる。デイ
スク形回転子の円盤にスリット35を多数設けて形成した
ものである。この誘導電動機の動作を説明する。まず、
３相固定子巻線32に３相電流を供給して回転磁界を発生
させると、対向したデイスク形誘導回転子31にはその磁
界の発生に応じて渦電流による磁界を発生して電磁力が
生じてデイスク形回転子31に回転トルクを生じさせて回
転する。以上に説明した誘導加熱調理器と誘導電動機は
いずれも渦電流の応用例である。
（発明が解決しようとする課題） 本発明はヒートポンプ方式や抵抗線を用いた暖房器と
は異なる方式によって、導電性円板を誘導コイルによる
電磁誘導で渦電流を発生させて発熱および回転トルクに
変換して導電性円板が送風する暖房器の提供を目的とす
る。
は異なる方式によって、導電性円板を誘導コイルによる
電磁誘導で渦電流を発生させて発熱および回転トルクに
変換して導電性円板が送風する暖房器の提供を目的とす
る。
（課題を解決するための手段） 高周波電流を通電する複数の加熱コイルと該加熱コイ
ルの高周波磁力線で渦電流を発生して加熱される導電性
円板とを有し、該導電性円板には中心から放射状に複数
の通風用スリットと送風羽根とを設けた構造とし、加熱
コイルと導電性円板の配置をデイスク形誘導電動機の固
定子巻線と回転子と対応するように、導電性円板を回転
可能になるようベアリングを介して軸支して回転子と
し、複数の加熱コイルを導電性円板に近接して導電性円
盤の円周方向に配設装備して固定子巻線として働くよう
に構成し、加熱コイルの供給電源は商用電源を整流し、
出力の一部を制御装置で高周波を発生した出力を位相の
異なる２相高周波に変換し、その２相高周波出力を各加
熱コイルに供給する複数の共振回路にそれぞれの制御信
号として供給して複数の加熱コイルの高周波電流を生成
して位相の順に加熱コイルに順次供給して回転導電性円
板を加熱，回転および送風をする誘導電磁波暖房器であ
る。
ルの高周波磁力線で渦電流を発生して加熱される導電性
円板とを有し、該導電性円板には中心から放射状に複数
の通風用スリットと送風羽根とを設けた構造とし、加熱
コイルと導電性円板の配置をデイスク形誘導電動機の固
定子巻線と回転子と対応するように、導電性円板を回転
可能になるようベアリングを介して軸支して回転子と
し、複数の加熱コイルを導電性円板に近接して導電性円
盤の円周方向に配設装備して固定子巻線として働くよう
に構成し、加熱コイルの供給電源は商用電源を整流し、
出力の一部を制御装置で高周波を発生した出力を位相の
異なる２相高周波に変換し、その２相高周波出力を各加
熱コイルに供給する複数の共振回路にそれぞれの制御信
号として供給して複数の加熱コイルの高周波電流を生成
して位相の順に加熱コイルに順次供給して回転導電性円
板を加熱，回転および送風をする誘導電磁波暖房器であ
る。
（実施例） 第１図は本発明の構造を説明する為の概略斜視図であ
る。1,2,3,4は２相高周波による加熱コイルで、暖房器
に固定装着する。５は導電性円板であり暖房器の誘導加
熱コイル1,2,3,4に近接して回転自在に軸支する。導電
性円板の６は通風用のスリット、７は送風用羽根であ
る。
る。1,2,3,4は２相高周波による加熱コイルで、暖房器
に固定装着する。５は導電性円板であり暖房器の誘導加
熱コイル1,2,3,4に近接して回転自在に軸支する。導電
性円板の６は通風用のスリット、７は送風用羽根であ
る。
暖房器の動作を説明する。誘導加熱コイル1,2,3,4に
は第２図に示す制御装置10とその出力を各誘導加熱コイ
ルと共振する共振回路とで構成されている。まず制御装
置10の高周波の出力が共振回路を含む誘導加熱コイル１
に入力し、導電性円板の近接した部分に渦電流を発生し
磁力線と渦電流により発熱をする。次に90度位相の遅れ
た高周波出力を誘導加熱コイル２に供給する誘導加熱コ
イル１の時と同様に導電性円板に磁力線と渦電流による
発熱する。同様に誘導加熱コイル３にも更に90度位相の
遅れた高周波出力が供給される。それから更に90度位相
の遅れた高周波出力が誘導加熱コイル４に供給される。
このように順次高周波出力が各誘導加熱コイルに供給さ
れることで暖房器として導電性円板は発熱する。また、
この誘電加熱コイルによる順次切り替わる磁力線が導電
性円板に対して円周方向に回転することによって、デイ
スク型誘導電動機と同様の回転駆動力を発揮するもので
ある。この暖房器とデイスク型誘導電動機との相異点は
デイスク型誘導電動機には周波数50Hzの低周波数と暖房
器の誘導加熱コイルに供給する高周波20KHzの違いおよ
び、誘導電動機による扇風機なら50W程度で回転するが
誘導加熱暖房器の場合は発熱させるために1KW位電力を
供給する違いがある。
は第２図に示す制御装置10とその出力を各誘導加熱コイ
ルと共振する共振回路とで構成されている。まず制御装
置10の高周波の出力が共振回路を含む誘導加熱コイル１
に入力し、導電性円板の近接した部分に渦電流を発生し
磁力線と渦電流により発熱をする。次に90度位相の遅れ
た高周波出力を誘導加熱コイル２に供給する誘導加熱コ
イル１の時と同様に導電性円板に磁力線と渦電流による
発熱する。同様に誘導加熱コイル３にも更に90度位相の
遅れた高周波出力が供給される。それから更に90度位相
の遅れた高周波出力が誘導加熱コイル４に供給される。
このように順次高周波出力が各誘導加熱コイルに供給さ
れることで暖房器として導電性円板は発熱する。また、
この誘電加熱コイルによる順次切り替わる磁力線が導電
性円板に対して円周方向に回転することによって、デイ
スク型誘導電動機と同様の回転駆動力を発揮するもので
ある。この暖房器とデイスク型誘導電動機との相異点は
デイスク型誘導電動機には周波数50Hzの低周波数と暖房
器の誘導加熱コイルに供給する高周波20KHzの違いおよ
び、誘導電動機による扇風機なら50W程度で回転するが
誘導加熱暖房器の場合は発熱させるために1KW位電力を
供給する違いがある。
第１図では構造的なことは記載していないが誘導加熱
コイル１〜４は筺体に固着装備するが空隙を設けて銅電
性円板の回転によって送風羽根で暖房器の背後から誘導
加熱コイルによる渦電流で発熱した導電性円板の周囲の
温風を前方に吸い出すものである。また発熱回転体のた
め誘電加熱コイル１〜４の後部や導電性円板の前面に通
風性の保護具を配設することは勿論必要である。
コイル１〜４は筺体に固着装備するが空隙を設けて銅電
性円板の回転によって送風羽根で暖房器の背後から誘導
加熱コイルによる渦電流で発熱した導電性円板の周囲の
温風を前方に吸い出すものである。また発熱回転体のた
め誘電加熱コイル１〜４の後部や導電性円板の前面に通
風性の保護具を配設することは勿論必要である。
第２図の制御装置10と誘導加熱コイル1,2,3,4の各共
振回路誘導加熱部以外の場所例えば脚部や別のケースに
装備する。
振回路誘導加熱部以外の場所例えば脚部や別のケースに
装備する。
次に第２図の高周波発生回路について説明する。商用
電源８を全波整流器９で整流した出力をチョークコイル
Ｌおよび共振用コンデンサ25介して誘導加熱コイル１に
駆動信号として供給される。誘導加熱コイル１には並列
にスイッチング素子としてサイリスタSCR（以下SCRと称
す）17が接続されている。このスイッチング素子のSCR1
7には制御信号が供給されて誘導加熱コイルを共振す
る。制御信号は、高周波発生回路10の発振回路11で40KH
z〜100KHz範囲から所望の周波数の矩形波を発振させ
る。この出力は第６図に示す信号波形のａの信号であ
る。この出力をダイオード12を介してフリップフロップ
15と、直列接続のダイオード13、インバータ14を介して
180度位相の遅れた信号をフリップフロップ16に供給す
る、入力された信号はそれぞれのフリップフロップで1/
2分周して180度位相差のある２つの信号を第６図に示す
ｂ信号とｃ信号として出力する。これによってフリップ
フロップ15,16の出力の４信号は90度づつ位相がずれて
出力される。まずフリップフロップ15からSCR17に供給
して加熱誘導コイルを共振させる。この共振信号は第６
図のｆの信号である。次にフリップフロップ16からSCR2
1に90度位相の遅れた信号すなわち第６図のｄの信号が
供給され加熱誘導コイル２を第６図のｈ信号のように共
振される。次にフリップフロップ15からSCR19に更に90
度位相の遅れた信号が第６図のｃ信号が供給され加熱誘
導コイル３を第６図のｇ信号のように共振される。次に
フリップフロップ16から更に90度位相の遅れた信号第６
図のｅ信号をSCR23に供給され加熱誘導コイル４を第６
図のｉ信号のように共振させる。以上に説明したように
高周波信号が回転方向に並んだ順の誘導加熱コイルに供
給されて導電性円板５に渦電流を生じ発熱および磁力線
を発生させる。誘導加熱コイル磁力線と導電性円板の渦
電流による磁力線とでトルクを発生し導電性円板が回転
する。この導電性円板通風用のスリットと送風羽根によ
って導電性円板周辺の熱風を送出する。
電源８を全波整流器９で整流した出力をチョークコイル
Ｌおよび共振用コンデンサ25介して誘導加熱コイル１に
駆動信号として供給される。誘導加熱コイル１には並列
にスイッチング素子としてサイリスタSCR（以下SCRと称
す）17が接続されている。このスイッチング素子のSCR1
7には制御信号が供給されて誘導加熱コイルを共振す
る。制御信号は、高周波発生回路10の発振回路11で40KH
z〜100KHz範囲から所望の周波数の矩形波を発振させ
る。この出力は第６図に示す信号波形のａの信号であ
る。この出力をダイオード12を介してフリップフロップ
15と、直列接続のダイオード13、インバータ14を介して
180度位相の遅れた信号をフリップフロップ16に供給す
る、入力された信号はそれぞれのフリップフロップで1/
2分周して180度位相差のある２つの信号を第６図に示す
ｂ信号とｃ信号として出力する。これによってフリップ
フロップ15,16の出力の４信号は90度づつ位相がずれて
出力される。まずフリップフロップ15からSCR17に供給
して加熱誘導コイルを共振させる。この共振信号は第６
図のｆの信号である。次にフリップフロップ16からSCR2
1に90度位相の遅れた信号すなわち第６図のｄの信号が
供給され加熱誘導コイル２を第６図のｈ信号のように共
振される。次にフリップフロップ15からSCR19に更に90
度位相の遅れた信号が第６図のｃ信号が供給され加熱誘
導コイル３を第６図のｇ信号のように共振される。次に
フリップフロップ16から更に90度位相の遅れた信号第６
図のｅ信号をSCR23に供給され加熱誘導コイル４を第６
図のｉ信号のように共振させる。以上に説明したように
高周波信号が回転方向に並んだ順の誘導加熱コイルに供
給されて導電性円板５に渦電流を生じ発熱および磁力線
を発生させる。誘導加熱コイル磁力線と導電性円板の渦
電流による磁力線とでトルクを発生し導電性円板が回転
する。この導電性円板通風用のスリットと送風羽根によ
って導電性円板周辺の熱風を送出する。
次に特許請求の第２項に付いて説明する。誘導加熱コ
イルと導電性円板との間隔が小さい程渦電流の発生が大
きくなるものであるがが、固定された誘導加熱コイルと
回転する導電性円板は量産する場合ある程度間隔がある
ほうが製作しやすいものである。その結果として渦電流
の減少をきたす。それを補うために誘導加熱コイルの前
後に２枚の導電性円板を回転自在に軸支して表側の導電
性円板は送風構造とし、裏側の導電性円板は吸気構造と
すればよい。この場合２枚の導電性円板の間が狭過ぎる
と誘導加熱コイルによる磁界と渦電流による磁界が相殺
しあうので効果がなくなる。
イルと導電性円板との間隔が小さい程渦電流の発生が大
きくなるものであるがが、固定された誘導加熱コイルと
回転する導電性円板は量産する場合ある程度間隔がある
ほうが製作しやすいものである。その結果として渦電流
の減少をきたす。それを補うために誘導加熱コイルの前
後に２枚の導電性円板を回転自在に軸支して表側の導電
性円板は送風構造とし、裏側の導電性円板は吸気構造と
すればよい。この場合２枚の導電性円板の間が狭過ぎる
と誘導加熱コイルによる磁界と渦電流による磁界が相殺
しあうので効果がなくなる。
特許請求の範囲第３項について説明する。本発明の誘
導加熱暖房方式では600W〜1200W程度の電力で加熱する
ものであり回転は単に送風羽根を回転させるだけのトル
クがあればよい。扇風機などでは通常50W程度の電力で
充分である。そこで本発明では渦電流による発熱分と渦
電流による磁界とは同時に存在するものであり、当然発
熱と磁界の強さは比例するものである。したがって回転
トルクを有効利用する為に導電性円板の回転軸に発電機
を接続して発生した電力を２相高周波に変換して誘導加
熱コイルに供給して還元利用するものである。
導加熱暖房方式では600W〜1200W程度の電力で加熱する
ものであり回転は単に送風羽根を回転させるだけのトル
クがあればよい。扇風機などでは通常50W程度の電力で
充分である。そこで本発明では渦電流による発熱分と渦
電流による磁界とは同時に存在するものであり、当然発
熱と磁界の強さは比例するものである。したがって回転
トルクを有効利用する為に導電性円板の回転軸に発電機
を接続して発生した電力を２相高周波に変換して誘導加
熱コイルに供給して還元利用するものである。
本発明による暖房方式は２相高周波信号を複数の誘導
加熱コイルに回転方向順に供給して回転磁界を発生さ
せ、近接した導電性円板に順次渦電流を発生し、発熱と
回転力を得る。この導電性円板には通風用のスリットと
送風羽根を設けてあるので、温風を吹き出す機能も備え
て導電性円板に回転子と発熱と送風の３つの機能を持た
せてあるので簡単な構造であり量産に適している。ま
た、導電性円板に遠赤外線セラミックをコウテイングし
て遠赤外線も付加することも可能であり、実用上の効果
がある。
加熱コイルに回転方向順に供給して回転磁界を発生さ
せ、近接した導電性円板に順次渦電流を発生し、発熱と
回転力を得る。この導電性円板には通風用のスリットと
送風羽根を設けてあるので、温風を吹き出す機能も備え
て導電性円板に回転子と発熱と送風の３つの機能を持た
せてあるので簡単な構造であり量産に適している。ま
た、導電性円板に遠赤外線セラミックをコウテイングし
て遠赤外線も付加することも可能であり、実用上の効果
がある。
第１図は本発明の誘導加熱コイルと導電性円板の構造を
説明する概略斜視図、第２図は誘導加熱コイルと誘導加
熱コイルに供給する高周波信号発生回路、第３図はデイ
スク型電動機の断面図、第４図はデイスク型電動機の回
転子、第５図は誘導加熱調理器の回路図。第６図は第２
図の制御装置と共振回路の各部の信号を示す図である。 1,2,3,4……誘導加熱コイル、5,31……導電性円板、６
……通風用スリット、７……送風用羽根、8,49……商用
電源、9,51……全波整流器、10,42……制御装置、11…
…高周波発振器、12,13,18,20,22,24,47……ダイオー
ド、14……インバータ、15,16……フリップフロップ、1
7,19,21,23……サイリスタSCR、25,26,27,28,43,45,46,
C……コンデンサ、32……３相固定子巻線、33……ベア
リング、34……シャフト、35……スリット、41……加熱
コイル、43……コンデンサ、44,L……チョウクコイル、
48……トランジスタ、50……スイッチ、
説明する概略斜視図、第２図は誘導加熱コイルと誘導加
熱コイルに供給する高周波信号発生回路、第３図はデイ
スク型電動機の断面図、第４図はデイスク型電動機の回
転子、第５図は誘導加熱調理器の回路図。第６図は第２
図の制御装置と共振回路の各部の信号を示す図である。 1,2,3,4……誘導加熱コイル、5,31……導電性円板、６
……通風用スリット、７……送風用羽根、8,49……商用
電源、9,51……全波整流器、10,42……制御装置、11…
…高周波発振器、12,13,18,20,22,24,47……ダイオー
ド、14……インバータ、15,16……フリップフロップ、1
7,19,21,23……サイリスタSCR、25,26,27,28,43,45,46,
C……コンデンサ、32……３相固定子巻線、33……ベア
リング、34……シャフト、35……スリット、41……加熱
コイル、43……コンデンサ、44,L……チョウクコイル、
48……トランジスタ、50……スイッチ、
Claims (3)
- 【請求項１】導電性円板に複数の通風用スリットと送風
用羽根を中央部から外周に設け、回転によって導電性円
板の後部からの空気を吸い出し送風するように回転自在
になるよう軸支した誘電性円板と、該誘電性円板の回転
方向に沿って複数の偏平状誘導加熱コイルを前記誘電性
円板から微少間隔を介して向き合わせて装着し、該誘導
加熱コイルには位相の異なる周波数の等しい２相高周波
信号の正電圧の位相順に前記複数の誘導加熱コイルの回
転方向順に供給し、該誘導加熱コイルの磁力線が円周方
向に順次発生して回転磁界となり、その磁力線で導電性
円板に誘起される過電流による磁界と、誘導電加熱コイ
ルの磁界とで発生するトルクによって誘電性円板を回転
させ、過電流によって発熱した誘電性円板周辺の熱風を
送風することを特徴とする誘導加熱型暖房方式。 - 【請求項２】第一項の誘導加熱型暖房方式で誘導加熱コ
イルと誘電性円板の間隔が広く過電流の発生が弱い場
合、前記導電性円板２枚の誘導加熱コイルの前後に回転
自在になるよう軸支し、かつ、後部導電性円板は吸気羽
根とすることで、渦電流の誘導発熱の効率をよくするこ
とを特徴とする誘導加熱型暖房方式。 - 【請求項３】第二項の誘導加熱型暖房方式の導電性円板
の回転軸で発電機が回転するよう発電機を装備し、該発
電機で発生した電力を２相高周波に変換して誘電加熱コ
イルに供給して省電力化することを特徴とする誘導加熱
型暖房方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323215A JPH0820121B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 誘導加熱型暖房方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323215A JPH0820121B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 誘導加熱型暖房方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04194554A JPH04194554A (ja) | 1992-07-14 |
| JPH0820121B2 true JPH0820121B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=18152321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323215A Expired - Lifetime JPH0820121B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 誘導加熱型暖房方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820121B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011507153A (ja) * | 2007-12-05 | 2011-03-03 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 流体を加熱する方法および射出成形された成形体 |
| CN103582579A (zh) * | 2011-05-27 | 2014-02-12 | 株式会社Tbk | 电加热装置和电动车辆 |
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