JP4853153B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

この発明は、高周波電力の供給される誘導加熱コイルにより、導電電材で構成された被加熱物を電磁誘導によって加熱するようにした誘導加熱装置に関する。

一般的な誘導加熱装置は、図６ないし図８に示すような構成を有する。

図６の誘導加熱装置は、特許文献１に示されるような、コイル導体を筒状に巻回して構成した誘導加熱コイル５ａを使用したものである。このような筒状の誘導加熱コイル５ａを使用する場合は、誘導加熱コイル５ａによって発生される磁束の集中する中心の中空部に導電材で構成された棒状の被加熱物１ａを挿入して加熱することから、非常に効率のよい加熱を行うことができる。

これに対して、図７に示す、例えば、特許文献２に示されるような電磁調理器に最適な誘導加熱装置は、コイル導体を平板状に巻回して構成した誘導加熱コイル５ｂの上面に導電材で構成された調理鍋等の被加熱物１ｂを置いて、誘導加熱コイル５ｂにより誘導加熱するようにしている。この図７のような誘導加熱装置の場合は、誘導加熱コイル５ｂによって発生される磁束が加熱コイル５ｂの上下で分散されるため、図６の従来装置に比べ、加熱効率が低くなる傾向にあるので、加熱効率を高めるためには磁束を集中させることが必要である。このため、このような誘導加熱装置においては、加熱コイルの下面に棒状または平板状のフェライトなどからなる磁性体４ｇを複数分散配置して、磁束の下方へ分散を抑制するようにしている。

また、図８に示す、特許文献３に示されるような図７の装置と同様に電磁調理器に最適な誘導加熱装置は、図７の加熱コイル５ｂの下面だけに配置された磁性体４ｇを、加熱コイル５ｂの外周部分まで囲むようにした断面Ｕ字形の磁性体４ｈにしたものである。このように、加熱コイル５ｂの周囲も磁性体で囲むようにすると、加熱コイル５ｂで発生された磁束の周囲への分散がより抑制され、調理鍋などの被加熱物１ｂに磁束を集中させることができ、加熱効率を一段と高めることができる。
特開２００５−２０６９０６号公報 特開２００４−３２７０５６号公報 特開２００３−１００４２９号公報

ところで、誘導加熱装置で、中心部に支柱が結合され、この支柱によって回転可能に支持された平板状の被加熱物を加熱する場合、この支柱を加熱コイルの中心部の中空部に挿入して平板部分を誘導加熱コイルの上面に位置させる関係で、支柱に磁束が集中し、加熱の不要な支柱が加熱されることになる。このため、このように中心に棒状の支柱の結合された平板状の被加熱物を誘導加熱する場合は、支柱を加熱しないで、平板状の被加熱物を効率よく加熱することが困難となる問題がある。

この発明は、このような問題を解決するために支柱の誘導加熱を回避し、かつ平板状の被加熱物を効率よく加熱することのできる誘導加熱装置を提供することを課題とするものである。

このような課題を解決するため、この発明は、コイル導体を筒状に巻回して構成した誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルの上面に置かれ、この加熱コイルにより電磁誘導によって加熱される被加熱物と、この被加熱物を下面から支持する導電材製の支柱を備え、この支柱を前記誘導加熱コイルの中心の中空部に挿通してなる誘導加熱装置において、前記誘導加熱コイルの中空部内の前記支柱とコイル内壁との間に磁性体を配置したことを特徴とする。

そして、この発明においては、前記の磁性体を、前記誘導加熱コイルの内壁と支柱との間でこれらと平行に置かれた垂直部材と、前記誘導加熱コイルの下側に水平に置かれた水平部材とで構成することができ、この磁性体の垂直部材と水平部材との間に空隙を設けるようにするのがよい。

この発明によれば、誘導加熱コイルの中心部の中空部に挿入された平板状の被加熱物を支持する支柱と誘導加熱コイルの内壁との間に磁性体を配置することにより、コイル中心部の磁束がこの磁性体に集中して流れ、支柱へ流れる磁束が遮蔽されるので、支柱は誘導加熱されにくくなり、かつ、誘導加熱コイルの上部に置かれた平板状の被加熱物へ流れる磁束量が増大し、加熱効率を向上することができる。

この発明の実施の形態を、図に示す実施例について説明する。

図１は、この発明の実施例１を示す縦断面を含む斜視図である。この図において、１は、導電性金属で構成された平板状の被加熱物であり、この被加熱物１は、下面の中心に結合された金属製の支柱２により回転可能に支持されている。３は、コイル導体を円筒状に巻回して構成した誘導加熱コイルであり、図示しない高周波電源から供給される高周波交流電流により励磁される。

被加熱物１を加熱するために、支柱２を誘導加熱コイル３の中心部の中空部３ａに挿入して、被加熱体１が誘導加熱コイル３の上面に位置するように配置する。そして、誘導加熱コイルの中空部３ａ内の、支柱２と誘導加熱コイル３の内壁との間に、フェライトなどからなる磁性体４を配置し、誘導加熱コイル３によって発生される磁束が、コイル中空部３ａ内において磁性体に４に集中して通り、被加熱物１を支える支柱２を通らないようにする。

磁性体４は、円筒状に一体に構成しても、あるいは、図２に示すように複数の棒状のセグメント４ａに分割し、これを支柱２の外周に適宜の間隔をおいて分散して配置するようにしてもよい。なお、棒状のセグメント４ａの形状は、図示の形状に限らず、直方体形状でもよい。

被加熱物１を加熱する場合は、誘導加熱コイル３に図示しない電源から高周波の交流電力を供給し、コイル３により高周波磁界を発生させる。この高周波磁界により形成された磁束が図１に点線で示すように、コイル３の中空部３ａの磁性体４−被加熱物１−コイル３の外周−磁性体４の磁気回路を通り、その電磁誘導作用により、導電材の被加熱物１に発生する渦電流により被加熱物１が加熱される。このとき、被加熱物１に結合された支柱２には、間に挿入された磁性体４が磁気的遮蔽体となるため、ほとんど磁束が流れることがなく、支柱２は導電性の金属で構成されていてもほとんど加熱されることがない。誘導加熱コイル３で発生された磁束は磁性体４により収束されて被加熱物１に集中して流れることになるので、被加熱物１は効率よく加熱されるようになる。

図３にこの発明の実施例２を示す。この実施例２は、誘導加熱コイル３と被加熱物１を支える支柱２との間に挿入されるフェライトなどからなる磁性体４が、コイル中空部３ａ内に挿入され、支柱２と平行に延びた垂直部材４ｂの外に、コイル３の下面に水平に配置された水平部材４ｃを備えている点が、実施例１とは相違している。

このように、磁性体４にコイル３の下面側に水平に延びた水平部材４ｂを設けると、誘導加熱コイル３の下方へ拡散される磁束が、この磁性体の水平部材４ｂによって収束されることになり、結果として、被加熱物１を通る磁束の量を増大することができるため、実施例１のものより、被加熱物１の加熱効率を高めることができるようになる。

この磁性体４は、鍔付きの円筒体として一体構成してもよいが、図４に示すように、断面がＬ字型の分割されたセグメント４ｄを円周上に複数並置して構成することもできる。

そして、磁性体４の垂直部材４ｂ部分と、水平部材４ｃ部分は、図５に示すように、一体に構成するのではなく、分割して構成し、両部材間に適宜の空隙ｇを設けるようにする。一体構成にすると、垂直部材４ｂと水平部材４ｃの結合される角部に磁束が集中することにより、磁束密度が高くなり、磁束の飽和現象が発生するが、この空隙ｇを設けることにより、この角部の磁気抵抗が増大し、磁束の集中が抑えられるため、磁束の飽和現象が発生するのを抑制することができる。

この発明の実施例１の誘導加熱装置の構成を示す縦断面を含む斜視図である。 図１の誘導加熱装置を下方から見た平面図である。 この発明の実施例２の誘導加熱装置の構成を示す縦断面を含む斜視図である。 この発明の実施例２における、磁性体４の変形例を示す縦断面を含む斜視図である。 この発明の実施例２における、磁性体４の他の変形例を示す縦断面を含む斜視図である。 従来の誘導加熱装置の概略構成を示す斜視図である。 他の従来の誘導加熱装置の概略構成を示す縦断面図である。 さらに他の従来の誘導加熱装置の概略構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１：平板状の被加熱物
２：被加熱物の支持用の支柱
３：誘導加熱コイル
４：磁性体

Claims (3)

1. コイル導体を筒状に巻回して構成した誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルの上面に置かれ、この加熱コイルにより電磁誘導によって加熱される被加熱物と、この被加熱物を下面から支持する導電材製の支柱を備え、この支柱を前記誘導加熱コイルの中心の中空部に挿通してなる誘導加熱装置において、前記誘導加熱コイルの中空部内の前記支柱とコイル内壁との間に磁性体を配置したことを特徴とする誘導加熱装置。
2. 前記磁性体を、前記誘導加熱コイルの内壁と支柱との間でこれらと平行に置かれた垂直部材と、前記誘導加熱コイルの下側に水平に置かれた水平部材とから構成したことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱装置。
3. 前記磁性体の垂直部材と水平部材との間に空隙を設けたことを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱装置。
   
   

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