| 【発明の名称】 |
被加熱容器 |
| 【発明者】 |
【氏名】神長 保男
【氏名】宇留野 純平
【氏名】庄司 浩幸
【氏名】磯貝 雅之
【氏名】大友 博
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| 【要約】 |
【課題】軽量で低磁性金属であるアルミニウムなどで構成される被加熱容器を、誘導加熱装置で加熱した際に発生する、被加熱容器の浮上を防止することを最大の課題とし、さらに加熱効率の向上を目的とする。
【構成】誘導加熱装置用の被加熱容器１に、誘導加熱装置により誘導される渦電流を絶縁する分離絶縁部９を設けて、被加熱容器１の底部裏面１１と底部表面１２に互いに反対の向きの渦電流を流すことにより、被加熱容器底部にかかる浮力を相殺し、被加熱容器の浮上を防止する。また、渦電流が被加熱容器１の底部裏面１１と底部表面１２を流れるため、渦電流の流路長が長くなり被加熱容器１の流路抵抗は増加する。したがって、熱となる被加熱容器１への電力は増加し、加熱効率が向上する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低磁性金属体により構成される被加熱容器において、
誘導加熱装置から発生する磁界により前記被加熱容器に流れる渦電流を絶縁する分離絶縁部を、前記被加熱容器の底部の中央部から前記被加熱容器の側面にかけて配置することを特徴とする被加熱容器。
【請求項２】
請求項１において、
前記分離絶縁部は前記被加熱容器にスリット状に構成されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項３】
請求項２において、
前記分離絶縁部は前記低磁性金属体のスリットに埋設するか、若しくは覆うか、若しくは前記被加熱容器の底部の表面全体を覆う構造とすることを特徴とする被加熱容器。
【請求項４】
請求項１において、
前記分離絶縁部の一部、若しくは全部が渦巻き状に配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項５】
請求項１において、
前記分離絶縁部は前記被加熱容器の底部のみに配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項６】
請求項１において、
前記分離絶縁部が前記渦電流の流路を、長くするように配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項７】
請求項１において、
前記分離絶縁部は前記渦電流を前記被加熱容器の底部の表面と裏面の両方を逆方向に流すように配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項８】
請求項７において、
前記被加熱容器の底部の厚さは、前記低磁性金属体の金属表皮深さの２倍以上であることを特徴とする被加熱容器。
【請求項９】
請求項１において、
前記被加熱容器の底部裏面に断熱材を構成することを特徴とする被加熱容器。
【請求項１０】
低磁性金属体により構成される被加熱容器において、
誘導加熱装置から発生する磁界により前記被加熱容器に流れる渦電流を絶縁するスリット状の分離絶縁部を備え、
該分離絶縁部は前記渦電流を前記被加熱容器の底部の表裏両面に逆方向に流れるように配置することを特徴とする被加熱容器。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記分離絶縁部は前記被加熱容器の底部の中央部から前記被加熱容器の側面にかけて配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記分離絶縁部の一部、若しくは全部が渦巻き状に配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１３】
請求項１０において、
前記分離絶縁部は前記被加熱容器の底部のみに配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１４】
請求項１０において、
前記分離絶縁部は前記低磁性金属体のスリットに埋設するか、若しくは覆うか、若しくは前記被加熱容器の底部の表面全体を覆う構造とすることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１５】
請求項１０において、
前記被加熱容器の底部の厚さは、前記低磁性金属体の金属表皮深さの２倍以上であることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１６】
請求項１０において、
前記被加熱容器の底部裏面に断熱材を構成することを特徴とする被加熱容器。
【請求項１７】
低磁性金属体で構成される被加熱容器において、
誘導加熱装置から発生する磁界により前記被加熱容器を流れる渦電流を絶縁するスリット状の分離絶縁部を備え、
該分離絶縁部は前記被加熱容器が受ける前記誘導加熱装置からの浮力を抑制する前記渦電流の流路を構成することを特徴とする被加熱容器。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記分離絶縁部は前記被加熱容器の底部の中央部から前記被加熱容器の側面にかけて配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１９】
請求項１７において、
前記分離絶縁部は前記渦電流を前記被加熱容器の底部の表裏両面に逆方向に流すように配置されることを特徴とする被加熱容器。
【請求項２０】
請求項１７において、
前記分離絶縁部の一部、若しくは全部が渦巻き状に配置されることを特徴とする被加熱容器。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱容器に関し、特に誘導加熱装置用として用いられる被加熱容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、非磁性被加熱容器であるアルミニウム製の被加熱容器などでも誘導加熱が可能な誘導加熱装置が開発されている。しかし、この非磁性金属であるアルミニウム製の被加熱容器を加熱する際には、磁性鍋に比べ大きな起磁力を印加するため、磁力による反発力で軽量であるアルミニウム製の被加熱容器などは被加熱容器の浮上やズレが発生し易いという欠点を有している。一方、このアルミニウム製の被加熱容器は調理者にとって負担の少ない軽量被加熱容器であるため、今後も需要は大きいと考えられる。
【０００３】
特許文献１は大きな荷重構成や中央に重心を有する構成のアルミ製の被加熱容器として被加熱容器の浮上を軽減防止させている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０２０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、軽量で低磁性金属であるアルミニウムなどで構成される被加熱容器を誘導加熱装置で加熱した際に発生することのある被加熱容器の浮上を、防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
低磁性金属体により構成される被加熱容器において、誘導加熱装置により該被加熱容器に流れる渦電流を絶縁する分離絶縁部を前記被加熱容器の底部から側面にかけて配置することを特徴とする被加熱容器により上記課題を解決することができる。
【０００７】
若しくは、低磁性金属体により構成される被加熱容器において、前記被加熱容器に流れる渦電流を絶縁する分離絶縁部を備え、前記渦電流が前記被加熱容器の底部の表裏両面を逆方向に流れるように、前記分離絶縁部を配置することを特徴とする被加熱容器によっても上記課題を解決することができる。
【０００８】
若しくは、低磁性金属体で構成される被加熱容器において、前記被加熱容器を流れる渦電流を絶縁するスリット状の分離絶縁部を備え、該分離絶縁部は前記被加熱容器が受ける前記誘導加熱装置からの浮力を抑制するように前記渦電流の流路を構成することを特徴とする被加熱容器によっても上記課題を解決することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、誘導加熱装置により低磁性材の被加熱容器を加熱するにあたり、低磁性金属により構成される被加熱容器の浮上を防止することが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は一般的な被加熱容器の浮上の原理構成である。加熱コイル３へ高周波電流が交互の向きでコイルに印加され、図示の向きにコイル電流３１が流れると、コア４から磁力線３２が誘起する。この磁力線３２は被加熱容器１０の底部裏面１０１の裏面部を磁力線
３２に反するように渦電流を発生させる。この裏面渦電流３３と被加熱容器１０の電力損失により熱を発生させる。同時に、裏面渦電流３３の向きと磁力線３２の向きによりフレミング左手の法則で被加熱容器１０の底部裏面１０１に上向きに力が生じ、軽量である被加熱容器１０は被加熱容器の浮上やずれを生じてしまうことになる。
【００１１】
後述の各実施例に示す構成により、前述の被加熱容器の浮上を防止することができる。
【００１２】
（実施例１）
以下に、誘導加熱装置用被加熱容器の実施例１について図を用いて説明する。図２は本発明の実施形態における誘導加熱装置と被加熱容器の構成を示す。図２において、被加熱容器１とその分離絶縁部９，被加熱容器１の台板となるトッププレート２と被加熱容器１を誘導加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の磁力を増強し、被加熱容器１へ磁気誘導する複数のＵ型あるいはＬ型，Ｉ型のコア４と、加熱コイル３を駆動させる、交流電源５，整流回路６，直流から高周波電力に変換するインバータ回路７，共振コンデンサ８とを備えて構成される。
【００１３】
被加熱容器１には被加熱容器底部の中央から側面にかけてスリット状（スリットとは板状の部材を分離する隙間の意）に分離絶縁部９が構成され、この分離絶縁部９を設けることにより加熱コイル３，コア４から受ける渦電流を被加熱容器１底部の裏面の他、底部表面にも流すことで軽量の被加熱容器の浮上を防止するものである。その詳細を図３により説明する。
【００１４】
図３は本実施例である被加熱容器の浮上防止の原理構成を示す。加熱コイル３へ高周波電流となるコイル電流３１が図示方向に流れるとすると、コア４から磁力線３２が誘起される。この磁力線３２は被加熱容器１の底部裏面１１を通り、この磁力線３２に反するように裏面渦電流３３を発生させる。裏面渦電流３３は分離絶縁部９により、被加熱容器１底部表面１２にも裏面渦電流３３の反対向きにループして表面渦電流３５が流れる。したがって、フレミング左手の法則により裏面渦電流３３と表面渦電流３５の向きと磁力線
３２の向きから被加熱容器底部裏面１１に上向きの力が、被加熱容器底部表面１２に下向きの力が生じる。この被加熱容器１の底部裏面と底部表面において被加熱容器への力の向きが反対となる力が加わり、被加熱容器１への力は相殺されることになる。これは被加熱容器の浮上の低減でなく被加熱容器の浮上がほぼ解消されたことになる。
【００１５】
また、渦電流が被加熱容器１の底部裏面１１と底部表面１２を流れるため、渦電流の流路長が長くなり被加熱容器１の流路抵抗は増加する。したがって、熱となる被加熱容器１への電力は渦電流の２乗と被加熱容器１の抵抗の積に比例するため増加する。これにより、被加熱容器１の抵抗の増加分は加熱コイル３のコイル電流３１を低減できるので、加熱コイル３の銅損やインバータ回路７などの回路部での損失低減につながり、加熱効率の向上に寄与することになる。
【００１６】
図４は被加熱容器底部の断面構成を示す。被加熱容器１に分離絶縁部９を設けることにより、被加熱容器底部裏面１１の裏面渦電流３３のループは分離絶縁部９により厚み方向へ流れ、被加熱容器底部表面１２を逆方向ループして表面渦電流３５が流れることになる。この渦電流を被加熱容器底部裏面１１と被加熱容器底部表面１２の両面に流すためには、被加熱容器底部に表皮深さの約２倍を上回る厚さが必要となる。例えば、駆動周波数
９０ｋＨｚとすると、アルミニウムの表皮深さは０.２６６mmで、厚さは約０.５３mm以上となる。
【００１７】
上記の分離絶縁部９の絶縁物は被加熱容器１の分離されるスリットに埋設接合，接着され、材料はセラミックなどでも良い。また、図５に示すように分離絶縁部９１は絶縁物を被加熱容器１に覆わせる構造でも良い。さらには、被加熱容器底部の表面全体にコーティングを施しても良い。
【００１８】
図６は本実施例である被加熱容器の応用例を示す。分離絶縁部９を構成した被加熱容器１の底部の裏面に断熱材４０を配置して、被加熱容器１からの伝導熱をトッププレート２の上面へ熱遮蔽し、トッププレート２の上面の伝導熱による温度上昇を防止させる。この構成により、トッププレート２の温度上昇の抑制による安全性向上とさらなる熱効率の向上を可能にする。
【００１９】
（実施例２）
図７は実施例２における被加熱容器の構成図を示す。ここでは被加熱容器の底部に渦巻き状の分離絶縁部９２を有する構造とする。この渦巻き構造により、底部の裏表両面を逆方向に渦電流が流れることはもちろん、渦電流の流路長を長くして被加熱容器２０の抵抗をさらに増加する。これにより、加熱コイル３へのコイル電流をさらに低減することができ、銅損などの損失低減で加熱効率を向上させることができる。
【００２０】
また、図８に示すような被加熱容器の底面に渦巻き状の分離絶縁部９２を有し、被加熱容器の側面のも分離絶縁部９を有する構造や、図９に示すような被加熱容器の底部に構成された渦巻き状の分離絶縁部を側面にまで延長した構造とすると、加熱効率がより向上する効果を有する。
【００２１】
本実施例においても、分離絶縁部９の絶縁物は被加熱容器１の分離されるスリットに埋設接合，接着され、材料はセラミックなどでも良い。また、図５に示すように分離絶縁部９１は絶縁物を被加熱容器１に覆わせる構造でも良い。さらには、被加熱容器底部の表面全体にコーティングを施しても良い。
【００２２】
また、図８に示す本実施例である被加熱容器の応用例は、分離絶縁部９を構成した被加熱容器１の底部の裏面に断熱材４０を配置して、被加熱容器１からの伝導熱をトッププレート２の上面へ熱遮蔽し、トッププレート２の上面の伝導熱による温度上昇を防止させる。この構成も図７に示すような引例１の構成と同様の効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、誘導加熱装置に用いることにより、容器の浮上を防止することができる被加熱容器を提供することが可能になる。
【００２４】
また、本発明によれば、誘導加熱装置に用いることにより、容器を流れる渦電流の抵抗を増大させることで加熱コイル電流を低減して加熱効率を向上させる被加熱容器を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一般的な被加熱容器の浮上の原理構成図。
【図２】本発明の実施形態における誘導加熱装置と被加熱容器の構成図。
【図３】本発明の実施例１における被加熱容器の浮上防止の原理構成図。
【図４】本発明の実施形態における被加熱容器底部の第１の断面構成図。
【図５】本発明の実施形態における被加熱容器底部の第２の断面構成図。
【図６】本発明の実施例１における被加熱容器の応用例の構成図。
【図７】本発明の実施例２における被加熱容器の第１の構成図。
【図８】本発明の実施例２における被加熱容器の第２の構成図。
【図９】本発明の実施例２における被加熱容器の第３の構成図。
【図１０】本発明の実施例２における被加熱容器の応用例の構成図。
【符号の説明】
【００２６】
１，１０，２０…被加熱容器、２…トッププレート、３…加熱コイル、４…コア、５…交流電源、６…整流回路、７…インバータ回路、８…共振コンデンサ、９，９１，９２…分離絶縁部、１１，１０１…被加熱容器底部裏面、１２，１０２…被加熱容器底部表面、３１…コイル電流、３２…磁力線、３３…裏面渦電流、３５…表面渦電流、４０…断熱材。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９９０４８９１７
【氏名又は名称】日立アプライアンス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年９月１日（２００６．９．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１００３１０
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 学
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| 【公開番号】 |
特開２００８−５５０１３（Ｐ２００８−５５０１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年３月１３日（２００８．３．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２３７１４０（Ｐ２００６−２３７１４０） |
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