(57)【要約】【課題】  誘導加熱装置用被加熱容器においてアルミ鍋の抵抗を増加させ、熱効率の向上と鍋浮きを低減させる。【解決手段】  本発明は、誘導加熱装置用被加熱容器において、非磁性のアルミ鍋に多孔質底部あるいは放射状溝底部を設けたものである。また、本発明は、軽量アルミ鍋底部にスリット構成あるいは、渦巻き構成のアルミ板を接着，接合させる構造としたものである。【効果】  本発明の誘導加熱装置用被加熱容器は、鍋抵抗を増加させ印加コイル電流の低減を実現させるので、非磁性鍋でも熱効率の向上を取得でき、回路の小型化に繋がり、さらには、鍋ずれ，鍋浮きを軽減できる。【選択図】図１
2008237262.tif 000002
【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、
前記低磁性金属体の底部に、多孔質形状を構成することを特徴とする被加熱容器。
【請求項２】
請求項１の被加熱容器において、
前記低磁性金属体としてアルミを用いたことを特徴とする被加熱容器。
【請求項３】
請求項１の被加熱容器において、
前記多孔質形状として凹凸構造を備えたことを特徴とする被加熱容器。
【請求項４】
請求項１の被加熱容器において、
前記低磁性金属体の底部は、コーティングした構造とすることを特徴とする被加熱容器。
【請求項５】
低磁性金属体により構成される被加熱容器において、
前記低磁性金属体の底部に、少なくとも１つ以上の溝を構成することを特徴とする被加熱容器。
【請求項６】
請求項５の被加熱容器において、
前記低磁性金属体の底部で、円周に放射状の溝を構成したことを特徴とする被加熱容器。
【請求項７】
請求項５の被加熱容器において、
低磁性金属体により構成される被加熱容器において、
前記低磁性金属体の溝として、円周に沿って凹凸形状を備えたことを特徴とする被加熱容器。
【請求項８】
請求項５の被加熱容器において、
前記低磁性金属体の底部は、コーティングした構造とすることを特徴とする被加熱容器。
【請求項９】
低磁性金属体により構成される被加熱容器において、
前記低磁性金属体の底部に、非磁性金属板を付加したことを特徴とする被加熱容器。
【請求項１０】
請求項９の被加熱容器において、
前記非磁性金属板は、少なくとも１つ以上のスリットを構成することを特徴とする被加熱容器。
【請求項１１】
請求項９の被加熱容器において、
前記非磁性金属板は、少なくとも１巻き以上の渦巻きを構成することを特徴とする被加熱容器。
【請求項１２】
請求項９の被加熱容器において、
前記非磁性金属板は、前記低磁性金属体の底部に接着あるいは接合する構造であることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１３】
請求項９の被加熱容器において、
前記非磁性金属板と前記低磁性金属体鍋底部とをコーティング構造とすることを特徴とする被加熱容器。
【請求項１４】
請求項９の被加熱容器において、
前記非磁性金属板は、前記低磁性金属体鍋底部に付着できるアダプタ構造であることを
特徴とする被加熱容器。
【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】
図２は一般に表される鍋浮きの原理構成である。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は被加熱容器アルミ鍋１の底部の裏面部を磁力線３２に反するように渦電流３３を発生させる。この渦電流３３とアルミ鍋１の電力損失により熱を発生させる。同時に、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アルミ鍋１の底部裏面に上向きに力が生じ、軽量であるアルミ鍋１は鍋浮きや鍋ずれを生じてしまうことになる。
【０００４】
また、この非磁性体のアルミでできたアルミ鍋１は磁性鍋に対して鍋金属の透磁率に大きくな差があり、鍋抵抗が小さく鍋のジュール熱が得られ難い。
【０００５】
特許文献１の非磁性被加熱容器で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。また、特許文献２の誘導加熱装置では鍋を感知して印加電力をパワーダウンさせる制御して鍋浮きを軽減させている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０２０８４号公報
【特許文献２】特願２００３−３２０７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の被加熱容器では、低磁性金属体の鍋底部に多孔質部あるいは放射状の溝を設けたことを特徴としたものである。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明の被加熱容器では、低磁性金属体により構成される被加熱容器において、低磁性金属体の底部に、非磁性金属板を付加したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、非磁性材の被加熱容器を加熱するにあたり、軽量の非磁性金属のアルミ鍋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の向上と、加熱コイル電流の低減によって鍋浮きを軽減することが実現できる。
【００１１】
また、本発明によれば、渦電流をお互い逆方向に流すことにより、下向き力を創出して相殺して鍋浮きを大幅に低減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】
【００１２】
以下、本発明の誘導加熱装置用被加熱容器の実施例形態について図を用い説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の誘導加熱装置における被加熱容器の構成である。
【００１４】
図１において、アルミ鍋１とその多孔質底部１１，アルミ鍋１の台板となるトッププレート２とアルミ鍋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、アルミ鍋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。
【００１５】
アルミ鍋１には多孔質底部１１が構成され、この多孔質底部１１を設けることにより加熱コイル３，コア４からの印加される渦電流３３の流路長を長くさせることによって鍋抵抗を大きくすることが可能となる。この鍋抵抗を大きくできることによりコイル電流の低減につながり、損失低減での高効率化と軽量のアルミ鍋を鍋浮きの軽減化が実現できる。その、詳細を図３を用いて説明する。
【００１６】
図３は本発明の実施例である非磁性鍋の鍋抵抗向上の原理構成を示す。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はアルミ鍋１の底部裏面１１の表面を通り、この磁力線３２に反するように渦電流３３を発生させる。渦電流３３は多孔質底部１１により、渦底電流長さをλ、渦電流幅をｗ、金属の抵抗率をρ、金属の透磁率をμ、周波数をｆとすると
Ｒnabe≒λ／ｗ（√ρ・μ・ｆ・π）から、渦電流流路長λが深さ方向に長くなり鍋底の抵抗Ｒnabeを増加できる。鍋の熱量はジュール熱の渦電流ｉ2・Ｒnabe となるので、渦電流の源となる起磁力Ｔが、巻数ｎ，コイル電流ＩとするとＴ＝ｎ・Ｉとなり、起磁力Ｔ一定とするとコイル電流Ｉを鍋抵抗の大きい磁性鍋のようにコイル電流Ｉを低減させていくことができる。このコイル電流Ｉの低減により、コイル銅損の低減やインバータ７などの回路部の損失低減により、鍋の熱効率は向上する。また、軽量アルミ鍋の鍋ずれや鍋浮きもこのコイル電流Ｉの低減によって、浮力∝ｎ2・Ｉ2から、低減化が図れることになる。
【００１７】
図４は本発明の実施例である鍋抵抗増加させた鍋底構成を示す。アルミ鍋１に多孔質底部１１を設けることにより、底部表面を流れる多孔質底部１１の凹凸構造により、渦電流流路長λが長くなり鍋抵抗が大きくなる。なお、底部に流れる渦電流表皮深さは駆動周波数９０ｋＨｚとすると、渦電流密度３７％でアルミニウム底で０.２６６mmとなる。
【００１８】
図５は本発明の実施例である非磁性鍋の鍋抵抗向上の他の原理構成を示す。鍋底部は円周に放射状の溝を構成した放射溝底部１２の構造とし、同じく渦電流の流路長λを長くさせている。
【００１９】
図６は本発明の他の実施例である鍋抵抗増加させた他の鍋底構成を示す。鍋底の縦構造を示し、渦電流は鍋表面流れ流路長λを深さ方向に長くさせることにより鍋抵抗を大きくさせている。
【００２０】
図７は本発明の他の実施例である鍋底構成の応用例を示す。多孔質底部１１にコーティングし、裏面の多孔質底部を平面構成としても同様の効果を得ることができる。コーティングは放射溝底部１２にも適応できる。なお、コーティング材料はテフロン（登録商標
（以下同様です））などでも良い。これにより、鍋底が平らになるので使用時に底部に異物が付くのを防ぐことが可能になり、また、汚れを除去する際にも簡単に行えるようになる。
【００２１】
次に、本発明の誘導加熱装置用被加熱容器の他の実施例形態について図を用い説明する。
【００２２】
図８は、本発明の他の実施形態の誘導加熱装置における被加熱容器の構成である。
【００２３】
図８は本実施例である非磁性鍋の鍋抵抗向上と鍋浮き低減の原理構成を示す。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を中心とした磁力線３２が誘起される。この磁力線３２はアルミ鍋１の底部に構成されるスリット板８１の裏面を通り、この磁力線３２に反するように渦電流３３を発生させ矢印円方向に流れ、スリット板８１のスリットにより表面ではその方向を逆向きに渦電流は流れ表裏面をループする。渦電流３３はスリット板８１により、渦底電流長さをｌ、渦電流幅をｗ、金属の抵抗率をρ、金属の透磁率をμ、周波数をｆとするとＲnabe≒ｌ／ｗ（√ρ・μ・ｆ・π）から、渦電流流路長ｌが深さ方向に長くなり鍋底の抵抗Ｒnabeを増加できる。鍋の加熱量はジュール熱の渦電流ｉ2・Ｒnabe となるので、渦電流の源となる起磁力Ｔが、巻数ｎ、コイル電流ＩとするとＴ＝ｎ・Ｉとなり、起磁力Ｔ一定とするとコイル電流Ｉを鍋抵抗の大きい磁性鍋のようにコイル電流Ｉを低減させることができる。このコイル電流Ｉの低減により、コイル銅損の低減やインバータ７などの回路部の損失低減により、鍋の熱効率は向上する。一方、軽量アルミ鍋の鍋ずれや鍋浮きもこのコイル電流Ｉの低減によって、浮力∝ｎ2・Ｉ2から低減化が図られる。さらにはスリット板８１により、渦電流３３がスリット板８１の裏表面をループするので、同一磁力線３２で裏表逆方向の渦電流３３のため、フレミング左手の法則により金属スリット板８１の裏面では上向きの力が、表面では下向きの力が発生してお互い相殺することになり鍋浮きが大幅に低減することになる。被加熱物であるアルミ鍋１は、この金属スリット板８１からの伝熱、あるいは一部アルミ鍋１へ直接の誘導加熱により加熱される。
【００２４】
図９は本実施例であるアルミなどの金属スリット板８１の構造を示す。中心部から縁部に向けての少なくとも１つのスリット構造で構成される。これにより渦電流流路長ｌが長くなり鍋抵抗が大きくなり、渦電流が裏表面を互いに逆方向にループする。このアルミ金属板８１の厚さは駆動周波数９０ｋＨｚとすると表皮深さは約０.２７mm となるので、渦電流を両面流すので約０.７mm程度でも良い。
【００２５】
図１０は本実施の他の例である金属スリット板８２の構造を示す。中心部に内径孔を設けて、加熱コイルからの磁力線３２を被加熱容器であるアルミ鍋１に一部誘導加熱させる構成である。
【００２６】
図１１は本実施の他の例である金属スリット板８３の構造を示す。中心部に内径孔を設け、さらに外周部面積を小さくして、加熱コイルからの磁力線３２をさらに被加熱容器であるアルミ鍋１に一部誘導加熱させる構成である。金属スリット板８３の大きさと内径は鍋抵抗向上と鍋浮き低減の適正値により定まる。
【００２７】
図１２は本実施の他の例である金属スリット板８４の構造を示す。図１０の実施例にさらに内径部にスリットを設け、金属スリット板８４の渦電流路を長くし、鍋抵抗をさらに大きくさせる構成である。
【００２８】
図１３は本実施の他の例である金属スリット板８５の構造を示す。図１２の実施例にさらに外径部にスリットを設け、金属スリット板８５の渦電流路を長くし、鍋抵抗をさらに大きくさせる構成である。これは、複数孔でも良い。
【００２９】
図１４は本実施の他の例である金属スリット板８６の構造を示す。図１０の実施例のスリットの変わりに、１つ以上の渦巻き構造にし、これも渦電流が裏表を流れる。したがって、渦電流路はさらに長くなり鍋抵抗をさらに大きくさせる構成である。
【００３０】
図１５は本実施の例である金属スリット板８１と被加熱物であるアルミ鍋１の接着構造を示す。金属スリット板８１など種々のスリット板を被加熱物であるアルミ鍋１に絶縁，熱伝導率の良い接着剤１００で固定する構成である。この構造方式は、一般のユーザアルミ鍋に、アダプタとして容易に接着できる構造にしても良い。
【００３１】
図１６は本実施の例である金属スリット板８１と被加熱物であるアルミ鍋１の接合構造を示す。表面のスポット溶接接合１０１は、スリットを介して渦電流を裏表面ループさせるので全面でなく、円周上ポイントや多リング状などの部位に構成する。また、金属スリット板８１とアルミ鍋１の間がたとえばアルマイトのように絶縁性があれば直接金属を接合しても良い。
【００３２】
図１７は本実施の例である金属スリット板８１などと被加熱物であるアルミ鍋１の接合構造を示す。表面のクラッドの接合１０２は、スリットを介して渦電流を裏表面ループさせるので、全面でなく、円周上ポイントや多リング状などの部位に構成する。また、金属スリット板８１とアルミ鍋１の間が例えばアルマイトのように絶縁性があれば直接金属を接合しても良い。
【００３３】
図１８は本実施例である鍋底構成の応用例を示す。金属スリット板８１にコーティング２００をし、スリット部を保護する構成とする。なお、コーティング材料はテフロンなどでも良い。
【００３４】
図１９は本実施例である鍋底構成の他の応用例を示す。金属スリット板８１にコーティング２１０をし、スリット部を保護する構成とする。コーティング２１０は接着剤の役目もさせることで、金属スリット板８１はアダプタとして容易に被加熱容器に付加することも望める。
【００３５】
尚、上述の実施例では低磁性金属体としてアルミを用いた例を示したが、対象となる金属体としてはアルミ以外の低磁性金属体にも適用可能であり、更には、ステンレス等の磁性金属体に適用した場合にも加熱効率を向上させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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。
【００３７】
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】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の誘導加熱装置における被加熱容器の構成である。
【図２】一般に表される渦電流発生と鍋浮きの原理構成である。
【図３】本発明の一実施例である渦電流発生の原理構成である。
【図４】本発明の一実施例である鍋抵抗向上の鍋底構造を示す。
【図５】本発明の一実施例である渦電流発生の原理構成である。
【図６】本発明の他の一実施例である鍋抵抗向上の鍋底構造を示す。
【図７】本発明の他の一実施例である鍋底構造の応用例を示す。
【図８】本発明の他の一実施例である渦電流発生の原理構成である。
【図９】本発明の他の一実施例である鍋に接着接合させるアルミスリット板構造を示す。
【図１０】本発明の他の一実施例である鍋に接着接合させるアルミスリット板構造を示す。
【図１１】本発明の他の一実施例である鍋に接着接合させるアルミスリット板構造を示す。
【図１２】本発明の他の一実施例である鍋に接着接合させるアルミスリット板構造を示す。
【図１３】本発明の他の一実施例である鍋に接着接合させるアルミスリット板構造を示す。
【図１４】本発明の他の一実施例である鍋に接着接合させるアルミスリット板構造を示す。
【図１５】本発明の他の一実施例である鍋にアルミスリット板を接着接合させる構造を示す。
【図１６】本発明の他の一実施例である鍋にアルミスリット板を接着接合させる構造を示す。
【図１７】本発明の他の一実施例である鍋にアルミスリット板を接着接合させる構造を示す。
【図１８】本発明の他の一実施例である鍋にアルミスリット板のコーティング構造を示す。
【図１９】本発明の他の一実施例である鍋にアルミスリット板のコーティング構造を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１  アルミ鍋
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
１１  多孔質底部
１２  放射溝底部
１３  コーティング部
３１  コイル電流
３２  磁力線
３３  渦電流
【図１】
2008237262.tif 000003
【図２】
2008237262.tif 000004
【図３】
2008237262.tif 000005
【図４】
2008237262.tif 000006
【図５】
2008237262.tif 000007
【図６】
2008237262.tif 000008
【図７】
2008237262.tif 000009
【図８】
2008237262.tif 000010
【図９】
2008237262.tif 000011
【図１０】
2008237262.tif 000012
【図１１】
2008237262.tif 000013
【図１２】
2008237262.tif 000014
【図１３】
2008237262.tif 000015
【図１４】
2008237262.tif 000016
【図１５】
2008237262.tif 000017
【図１６】
2008237262.tif 000018
【図１７】
2008237262.tif 000019
【図１８】
2008237262.tif 000020
【図１９】
2008237262.tif 000021