(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉磁路を構成する鉄心構体の鉄心脚に、誘導コイル及び前記誘導コイルと磁気的に結合する帯状のコイルを巻装し、前記帯状のコイルの一端に金属製の発熱プレートを、他端に導体をそれぞれ接続し、前記発熱プレート、導体の先端を電気的に接続するとともに、前記発熱プレートには、内部に気液二相の熱媒体を封入したジャケット室を、その発熱プレートの幅方向に沿って延びるように前記発熱プレートの長さ方向に沿って複数設けてなるヒートプレート装置。
【請求項２】
閉磁路を構成する鉄心構体の鉄心脚に、誘導コイル及び前記誘導コイルと磁気的に結合する帯状のコイルを巻装し、前記帯状のコイルの両端のそれぞれに金属製の発熱プレートを接続し、前記両発熱プレートの先端を電気的に接続するとともに、前記各発熱プレートには、内部に気液二相の熱媒体を封入したジャケット室を、その発熱プレートの幅方向に沿って延びるように前記発熱プレートの長さ方向に沿って複数設けてなるヒートプレート装置。
【請求項３】
発熱プレートの温度を検出する温度センサと、前記温度センサによる検出温度と設定温度との差を検出して、その差に対応する出力信号を出す温度コントローラと、前記温度コントローラからの出力信号に基づいて、交流電源から誘導コイルに供給される電力を、前記温度センサによる検出温度と設定温度との差が減少するように調整する電力調整装置とを備えてなる請求項１又は請求項２記載のヒートプレート装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートプレート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
任意の平面又は曲面のプレートを電気的に加熱することが要求されることがある。従来ではそのプレートの内部にニクロム線のような発熱線を封入し、これに通電して発熱させてプレートを加熱するようにしている。しかしこのような手段ではプレートの熱慣性の影響を受けるため熱応答性が悪く、また温度制御が面倒であるといった欠点がある。
【０００３】
これを避けるために電磁誘導によって発熱させることが提案されている。これは電磁誘導によって発生する磁束をプレートに鎖交させ、これによってプレート内に電流を誘起させるようにしたもので、この電流によるジュール熱によってプレートが発熱されるようになる。
【０００４】
しかしこのような電磁誘導により発熱させるためには、鉄心とこれに巻回される誘導コイルを備えた電磁誘導発熱機構を使用する必要があるが、これをプレートに設置する場合は、これから誘起する磁束がブレートと鎖交するように設置する必要があることから、これをプレートに対して向かいあうように設置しなければならないことになり、したがって装置として大型化するし、また使用条件が制約されるといった欠点がある。
【０００５】
更にここに使用する電磁誘導発熱機構は、加熱対象のプレートの大きさ、形状に応じて鉄心の大きさ、形状を定めなければならない不便があり、またプレートが大きい場合は、複数の電磁誘導発熱機構を設置しなければならないし、しかもこのように複数の電磁誘導発熱機構を設置した場合は、プレートを全面にわたって均等に加熱するのが困難となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プレートを電気的に発熱させるにあたり、簡単な構成で、しかもプレートの表面を全面的に均等に発熱させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、閉磁路を構成する鉄心構体の鉄心脚に、誘導コイル及び前記誘導コイルと磁気的に結合する帯状のコイルを巻装し、この帯状のコイルの一端に金属製の発熱プレートを、他端に導体をそれぞれ接続し、この発熱プレートと導体とを絶縁した状態で重ね合わせて一体化し、発熱プレート、導体の先端を電気的に接続して構成し、更に発熱プレートには、内部に気液二相の熱媒体を封入したジャケット室を、その発熱プレートの幅方向に沿って延びるように前記発熱プレートの長さ方向に沿って複数設けたことを主な特徴とする。
【０００８】
鉄心脚に巻装された誘導コイルと帯状のコイルとは磁気的に結合しているので、今誘導コイルを交流電源で励磁すると、変圧器の原理によりコイルの両端に二次電圧が発生する。コイルの両端間には発熱プレート（以下の説明では、単にプレートという。）導体が接続されているので、この導体を介してプレートには前記二次電圧に基づいて電流（二次電流）が流れる。この電流によりプレートにはジュール熱が発生して加熱されることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図により説明する。１は閉磁路を構成する鉄心構体で、一対の鉄心脚２、３と、両鉄心脚２、３の各端部を橋絡する継鉄４、５によって構成されている。なお図に示す鉄心脚、継鉄はいずれも巻鉄心によって構成したものを示している。６は一方の鉄心脚２に巻装された誘導コイルで、これは交流電源によって励磁される。
【００１０】
７は誘導コイル６と磁気的に結合する帯状の銅体からなるコイルで、図の例では誘導コイル６と同じ鉄心脚２に１ターン巻回されてある。コイル７の一方の端部８には例えば鉄製又はステンレス製のプレート９が接続されてあり、また他方の端部１０にはたとえば銅製の導体１１が接続されてある。１２はその各接続のための接続金具である。
【００１１】
プレート９、導体１１は絶縁材１３を介して一体的に重ね合わせてある。そしてその各先端は電気的に接続されている。そのためには先端に導電材１４を介して重ね合わせ、締付ボルト１５により締め付けて一体化している。
【００１２】
プレート９には内部に気液二相の熱媒体（たとえば水類）が真空封入されてあるジャケット室１６が設けてある。ジャケット室１６はその長手方向（後記する誘起電流の流れる方向に対して直交する方向）がプレート９の幅方向に沿うように位置し、かつプレート９の長手方向（後記する誘起電流の流れる方向）に沿って複数並べて配置されている。各ジャケット室１６は連通路１７によって互いに内部が連通し合っている。
【００１３】
以上の構成において、今誘導コイル６を交流電源によって励磁すると、誘導コイル６と磁気的に結合しているコイル７に変圧器の原理にしたがって二次電圧が発生する。コイル７の各端部にはプレート９、導体１１が接続されているので、この電圧により誘起する電流はプレート９および導体１１をその長手方向（矢印で示す。）に沿って流れる。この電流によりプレート９にはジュール熱が発生し、この熱によりプレート９が発熱するようになる。
【００１４】
このような構成によれば、電流を誘起するのに必要な鉄心構体１、誘導コイル６、コイル７は加熱対象であるプレート９の端部側に偏って配置させることができるので、従来のように磁束をプレートに対して直交させて電流を誘起する場合のように電磁誘導発熱機構をプレート９の中央直下に配置する必要がなくなる。そのため従来構成に比較してプレート９の中央部分における上下方向の高さを低く構成することができ、したがってそれだけ小型化が可能となる。
【００１５】
また誘起された電流はプレート９にその長手方向に沿って流れるので、その長手方向に沿う発熱温度は全長にわたって均一となる。しかもプレート９の内部には気液二相の熱媒体が封入されてあるジャケット室１６が設置されてあるので、この熱媒体が加熱によって液相から気相に変換する際の蒸発潜熱、あるいは逆に気相から液相に変換する際の凝縮潜熱によって、プレート９の幅方向に沿う温度分布が均一化される。その結果プレート９の表面の発熱温度をその全面にわたって均一にすることができるようになる。しかもこのようにプレート全面の温度が均一となるので、プレート９が広い場合でも従来のように複数の電磁誘導発熱機構を用意する必要はなくなる。
【００１６】
なお図に示す構成において、プレート９を一つの平面として構成しているが、これに替えて任意の曲面（３次曲面を含む。）に構成してもよい。更に図の構成ではプレート９のみを発熱する構成としているが、これに替えて導体１１をプレート９と同じように例えば鉄製又はステンレス製のプレートとしておけば、両面において発熱させることができる。この場合プレートには図に示す構成と同様のジャケット室を設けるようにする。
【００１７】
なお図の構成では鉄心構体１及び両コイル６、７をプレート９の端部に設置しているが、このような構成に限られず、これらをプレート９の端部直下または端部直上に設置するようにしてもよい。いずれの場合でもこれらはプレート９の中央直下にはないので、プレート９の中央部分において高くなることはない。
【００１８】
次に本発明におけるプレートの発熱温度を制御するための構成を説明する。図４において、２１は温度センサで、プレート９内に埋設されるなどして設置される。２２は温度コントローラで、温度設定機能と、温度センサ２１によって検出された温度とを比較する比較機能を備えている。
【００１９】
そして温度センサ２１による検出温度と設定温度とに差があるとき、その差に対応した出力信号を出して、これを電力調整装置２３に送る。この電力調整装置２３により、交流電源２４から誘導コイル６に供給される電力が調整される。これによりプレート９の発熱温度が調整される。
【００２０】
この調整により温度センサ２１による検出温度と設定温度との差が減少するように、ひいてはその差が零となるように制御される。以上のように制御されることにより、プレート９の発熱温度を温度コントローラ２１に設定される任意の値に制御可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電磁誘導により電流を誘起させ、この誘起電流をプレートに流すことよるジュール熱によってプレートを加熱するようにしているので、発熱線を使用する従来構成に比較して応答性並びに制御性が良くなるし、また電磁誘導発熱機構を利用してプレートに電流を誘起するようにした構成に比較すれば、小型でしかもプレートの全面を均一に発熱させることができるし、またその発熱温度を任意の値に制御できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すもので一部を断面とした斜視図である。
【図２】図１のプレートの一部分の平面断面図である。
【図３】図２の横断面図である。
【図４】プレートを温度制御するための回路を併示した斜視図である。
【符号の説明】
１  鉄心構体
２  鉄心脚
６  誘導コイル
７  コイル
９  プレート
１１  導体
１６  ジャケット室
２１  温度センサ
２２  温度コントローラ
２３  電力調整装置
２４  交流電源
【図１】
0004047488.tif 000002
【図２】
0004047488.tif 000003
【図３】
0004047488.tif 000004
【図４】
0004047488.tif 000005