【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温度制御機能を有し、しかも十分大きな発熱量を得ることができる誘導発熱材と、それを使用する誘導加熱容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
調理用の誘導加熱器が家庭用、業務用として広く普及しつつある。
【０００３】
このものは、数１０〜数１００ｋＨｚ程度の交番磁束を発生する誘導コイルを内蔵しており、適切な導電率、透磁率を有する磁性金属材料製の加熱容器を天板上に仕掛けると、電磁誘導によって加熱容器自体が発熱し、加熱容器内の調理材料を加熱調理することができる。なお、加熱容器は、交番磁束の浸透深さδ＝ｋ（ρ／μｆ）１／２内のうず電流と表皮抵抗とに基づき、ジュール熱によって発熱する。ただし、ｋは定数、ρ、μは、それぞれ磁性金属材料の固有抵抗、透磁率、ｆは、交番磁束の周波数である。なお、加熱容器は、キュリー点以上の高温時において透磁率が急減する整磁合金材料を使用することにより、高温時の発熱量を小さくして誘導加熱器を自動的に停止させ、温度制御機能を実現することができる。透磁率が減少すると、それに比例して内部磁束密度が減少し、うず電流を発生させる誘起電圧が小さくなる一方、交番磁束の浸透深さが透磁率の平方根に反比例して大きくなり、表皮抵抗が小さくなるからである。
【０００４】
一方、整磁合金材料を薄くすると、キュリー点以上となっても、交番磁束の浸透深さが板厚を超えるため表皮抵抗が十分に減少せず、適確な温度制御機能を実現できないことがあるが、整磁合金材料の上面に銅やアルミニウムのような非磁性の良導電性金属材料を積層することにより、この問題を解決することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、薄い整磁合金材料は、キュリー点未満の低温時における発熱量が小さく、十分な加熱能力を実現することができないという問題があった。なお、整磁合金材料を厚くしても、内部の温度むらのためにキュリー点以上の高温部分が偏在し、十分大きな発熱量を得ることが困難である。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、整磁合金材料からなる発熱層の下面に磁性金属材料からなる補助層を積層することによって、適確な温度制御機能を実現するとともに、低温時に十分大きな発熱量を得ることができる誘導発熱材と、それを使用する誘導加熱容器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明の構成は、整磁合金材料からなる発熱層の上面に非磁性金属材料からなる均熱層を積層し、発熱層の下面に磁性金属材料からなる補助層を積層することをその要旨とする。
【０００８】
なお、発熱層は、厚さ０．１〜０．７ｍｍとし、補助層は、厚さ０．０５〜０．２ｍｍとすることができる。
【０００９】
また、補助層の外面を耐腐食性の保護被膜により保護することができる。
【００１０】
第２発明の構成は、第１発明に係る誘導発熱材を容器状に形成することをその要旨とする。
【００１１】
なお、均熱層を容器状に形成し、発熱層、補助層を均熱層の底面に付設することができる。
【００１２】
ただし、第２発明において、容器状とは、和風または洋風の鍋状や、和風の椀状、和風または洋風の皿状、鉢状や、焼肉用などの鉄板状、湯沸し用のポット状等を含む容器状の形状をいう。
【００１３】
第３発明の構成は、容器本体と、容器本体の底面に付設する第１発明に係る誘導発熱材とからなることをその要旨とする。
【００１４】
【作用】
かかる第１発明の構成によるときは、整磁合金材料からなる発熱層は、キュリー点未満の低温時において透磁率、表皮抵抗が大きく、誘導加熱器からの交番磁束により発熱する一方、磁性金属材料からなる補助層も、交番磁束により発熱して発熱層の発熱を補助することができる。ただし、交番磁束は、補助層側から与えるものとし、補助層の厚さは、交番磁束の浸透深さより十分薄く、発熱層の厚さは、キュリー点未満における浸透深さより厚く、キュリー点以上における浸透深さより薄くするものとする。すなわち、低温時において、交番磁束は、補助層から発熱層に到達するが、実質的に均熱層にまで到達することがない。
【００１５】
発熱層は、キュリー点以上の高温時において透磁率が急減し、補助層を合わせた全体の見掛けの透磁率が低下するとともに、均熱層を含む見掛けの表皮抵抗が低下し、誘導加熱器を自動停止させて適確な温度制御機能を実現することができる。高温時において、交番磁束は、補助層、発熱層を介し、均熱層にまで到達するからである。なお、このときの誘導加熱器は、仕掛ける加熱容器の材質を判別して誘導コイルの通電の適否を判断する通電制御機能を有するものとする。そこで、かかる誘導発熱材は、たとえば非磁性材料からなる加熱容器内に投入し、または誘導加熱器と任意の加熱容器との間に挟むようにして介装し、加熱アタッチメントとして使用することができる。なお、誘導発熱材は、誘導加熱器上に仕掛ける加熱容器の下に介装する場合、補助層を誘導加熱器側にし、均熱層を加熱容器側にして使用するものとする。
【００１６】
発熱層に使用する整磁合金材料は、温度によって透磁率が変化するＮｉ−Ｆｅ合金や、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金等が知られており、内部ひずみが残留していてもよく、焼なましにより内部ひずみが除去されていてもよい。また、補助層に使用する磁性金属材料は、外部からの交番磁束によって発熱する高透磁率の鉄、ニッケルなどの他、ステンレスを含むこれらの磁性合金が好適であり、均熱層に使用する非磁性金属材料は、たとえば銅、アルミニウム、またはこれらの合金のような、電気抵抗が小さく、熱伝導率が大きい良導電性材料が好適である。なお、補助層、均熱層は、それぞれ圧延、圧接、爆発圧接、爆発溶接などによるクラッドや、ろう付け、接着、めっき、溶射、蒸着、爆着などの任意の手法により、発熱層に一体に積層することができる。
【００１７】
発熱層を厚さ０．１〜０．７ｍｍとし、補助層を厚さ０．０５〜０．２ｍｍとすれば、発熱層、補助層は、全体として、整磁合金材料のキュリー点未満の低温時における見掛けの透磁率、表皮抵抗が大きく、誘導加熱器からの交番磁束によって大きな発熱量を実現することができ、キュリー点以上の高温時における見掛けの表皮抵抗が急減し、誘導加熱器を自動停止させることができる。
【００１８】
なお、厚さ０．１ｍｍより小さい発熱層は、温度に拘らず、交番磁束が均熱層にまで到達し、厚さ０．７ｍｍより大きい発熱層は、キュリー点以上の高温時においても交番磁束が均熱層に到達せず、いずれの場合も、見掛けの表皮抵抗が十分変化しないので、適確な温度制御機能を発揮することができないおそれがある。ただし、発熱層の厚さの最適範囲は、整磁合金材料の特性や交番磁束の周波数によって変動する可能性があり、キュリー点未満の低温時において十分な発熱量を発生し、キュリー点以上の高温時において、均熱層を含む全体の見掛けの表皮抵抗が十分低下し得る範囲に定めればよい。
【００１９】
一方、補助層は、厚さ０．０５ｍｍより小さいと、発熱量が少なく、発熱層を十分に補助することができず、厚さ０．２ｍｍより大きいと、発熱層と合わせた高温時の見掛けの透磁率、均熱層を含む高温時の見掛けの表皮抵抗が急減しなくなり、誘導加熱器を自動停止させることができなくなるおそれがある。ただし、補助層の厚さの最適範囲も、磁性金属材料の特性や交番磁束の周波数によって変動する可能性があり、要は、低温時に十分な発熱量を発生し、高温時において見掛けの表皮抵抗が十分低下し得るような範囲に定めればよい。
【００２０】
補助層を保護する耐腐食性の保護被膜は、補助層が外部に露出して酸化したり、有害な金属イオンが溶出したりすることを防止することができる。なお、保護被膜は、極く薄肉の非磁性のステンレス被膜の他、ほうろう、耐熱性の合成樹脂被膜、アルマイト被膜などを使用することができる。
【００２１】
第２発明の構成によるときは、誘導加熱容器は、第１発明に係る誘導発熱材を容器状に形成することによって、極めて簡単に製造することができる。なお、誘導発熱材は、それ自体に絞り加工や鍛造加工などの塑性加工を加える他、容器状に形成した整磁合金材料の内面側、外面側にそれぞれ溶融状態の非磁性金属材料、磁性金属材料を付着させて接合するなどの手法により、誘導加熱容器に形成することができる。
【００２２】
均熱層を容器状に形成し、発熱層、補助層を均熱層の底面に付設すれば、底面側のみが発熱する誘導加熱容器を作ることができる。
【００２３】
第３発明の構成によるときは、容器本体は、第１発明に係る誘導発熱材が底面に付設されているから、誘導加熱器によって誘導発熱材を発熱させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
誘導発熱材１０は、発熱層１１と、発熱層１１の上面に積層する均熱層１２と、発熱層１１の下面に積層する補助層１３とを備えてなる（図１）。ただし、均熱層１２は、容器状に形成され、発熱層１１、補助層１３を底面の全体に付設することにより、一体の誘導加熱容器に形成されている。
【００２６】
発熱層１１は、適切な導電率の整磁合金材料からなり、温度Ｔにより透磁率μが変化する（図２）。すなわち、発熱層１１は、温度Ｔ＜Ｔ１の低温時において透磁率μが十分大きく、温度Ｔ≧Ｔ１において、透磁率μが急激に減少する。ただし、キュリー点Ｔ１は、整磁合金材料の種類、処方等により任意に設定することができる。
【００２７】
均熱層１２は、電気抵抗が十分低く、熱伝導率が高い良導電性の非磁性金属材料である。また、補助層１３は、磁性金属材料からなり、発熱層１１、均熱層１２、補助層１３の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３は、一般にｔ３≦ｔ１≦ｔ２に設定されている（図１）。ただし、補助層１３の厚さｔ３は、誘導加熱器３０からの交番磁束の浸透深さより十分薄く、発熱層１１の厚さｔ１は、キュリー点Ｔ１未満の低温時の浸透深さより厚く、キュリー点Ｔ１以上の高温時の浸透深さより薄いものとする。なお、補助層１３は、発熱層１１の下面側に一体に積層されており、発熱層１１は、均熱層１２の下面に一体に積層されている。また、補助層１３の下面、発熱層１１、補助層１３の周端面は、容器状の均熱層１２の外面下部とともに、耐腐食性の保護被膜１４により被覆され、保護されている（図１の一点鎖線）。
【００２８】
かかる誘導加熱容器と組み合わせる誘導加熱器３０は、駆動回路３１、誘導コイル３２と、変流器ＣＴを介して誘導コイル３２の駆動電流Ｉを監視する判別器３３とを備えている。なお、判別器３３の出力は、駆動回路３１に接続されている。判別器３３は、駆動電流Ｉを適当な設定値と比較し、誘導加熱器３０に仕掛ける誘導加熱容器の材質を判別して駆動回路３１を適切に投入遮断することができ、誘導加熱器３０の通電制御機能を実現している。
【００２９】
誘導加熱容器に図示しない調理材料を投入して誘導加熱器３０の天板上に仕掛け、誘導加熱器３０を作動させると、駆動回路３１は、所定周波数の駆動電流Ｉを誘導コイル３２に通電し、誘導コイル３２は、交番磁束を発生する。そこで、誘導加熱容器は、発熱層１１の温度Ｔが低く、発熱層１１の透磁率μが大きいとき、発熱層１１、補助層１３が電磁誘導によって発熱して内部の調理材料を加熱調理することができる。このとき、補助層１３は、発熱層１１に交番磁束を到達させながら発熱層１１とともに発熱し、発熱層１１を補助することができ、均熱層１２は、発熱層１１の温度分布を均一にするとともに、発熱層１１からの熱を調理材料に伝達し、調理材料を加熱する。一方、判別器３３は、誘導コイル３２の駆動電流Ｉが適切な値をとることにより、誘導加熱器３０上に適切な材質の誘導加熱容器があると判別し、駆動回路３１を正常に作動させる。
【００３０】
温度Ｔ≧Ｔ１になると、発熱層１１は、透磁率μが急減し、交番磁束が均熱層１２にまで到達する。そこで、このときの誘導発熱材１０は、全体の見掛けの透磁率、見掛けの表皮抵抗が急激に低下し、誘導加熱器３０の駆動電流Ｉが異常となり、判別器３３は、誘導加熱器３０上に誘導加熱容器がない、または、誘導加熱容器の材質が適切でないと判断し、駆動回路３１を自動的に遮断して誘導加熱器３０を自動停止させる。なお、判別器３３は、誘導コイル３２の駆動電流Ｉに代えて、駆動回路３１を構成するインバータ回路の入力電流や、誘導コイル３２の無効電力、共振周波数等に着目して誘導加熱容器の有無または適否を判別してもよく、その作動形式を問わないものとする。
【００３１】
誘導発熱材１０は、発熱層１１の厚さｔ１、補助層１３の厚さｔ３を適切に設定することにより、低温時において効率よく発熱し、高温時に誘導加熱器３０を確実に停止させることができる（図３）。ただし、図３の実施例は、銅製の均熱層１２に対し、キュリー点Ｔ１≒１３５℃の発熱層１１の厚さｔ１＝０．１、０．２……０．７ｍｍとし、磁性金属材料としてのＳＵＳ３０４の補助層１３の厚さｔ３＝０．１ｍｍの誘導発熱材１０を形成した場合、Ａ社、Ｂ社……Ｅ社製の各誘導加熱器３０の作動状態を、誘導コイル３２の最大駆動電流Ｉ（Ａ）、均熱層１２の最高加熱温度（℃）とともに示している。また、比較例は、補助層１３を省略し、発熱層１１、均熱層１２だけの場合である。
【００３２】
すなわち、誘導発熱材１０は、厚さｔ１の発熱層１１に厚さｔ３≦ｔ１の補助層１３を積層することにより、比較例に比して、低温時において駆動電流Ｉを大きくして十分大きな発熱量を得るとともに、高温時に殆どの誘導加熱器３０を正しく自動停止させることができる。ただし、好ましくは、発熱層１１の厚さｔ１≧０．２ｍｍとすることにより、低温時の発熱量を一層大きくすることができる。
【００３３】
また、発熱層１１のキュリー点Ｔ１≒２００℃とした場合のＡ社、Ｄ社製の各誘導加熱器３０の作動状態を図４に示す。すなわち、補助層１３を有する実施例の誘導発熱材１０は、図３と同様に、補助層１３を有しない比較例に比して、良好な作動状態が得られた。なお、発熱層１１の厚さｔ１≧０．４ｍｍの場合、高温時の見掛けの表皮抵抗が十分に低下しないため、誘導加熱器３０を自動停止させることができなくなる場合がある。
【００３４】
【他の実施の形態】
誘導発熱材１０は、別体の容器本体２１と組み合わせて使用することができる（図５）。誘導発熱材１０は、容器本体２１の底面と図示しない誘導加熱器３０の天板との間に挟むようにして介装し、容器本体２１の加熱アタッチメントとして使用することができる。ただし、誘導発熱材１０は、非磁性の容器本体２１に投入して使用してもよい。
【００３５】
誘導発熱材１０は、それ自体を容器状に形成して誘導加熱容器としてもよい（図６）。なお、同図の誘導発熱材１０は、均熱層１２、発熱層１１、補助層１３の全表面が保護被膜１４、１４により保護されている。ただし、図６において、保護被膜１４は、均熱層１２側、補助層１３側のいずれか一方に対してのみ設けてもよく、全部を省略して全く設けなくてもよい。また、図１において、保護被膜１４は、均熱層１２の内面、外面の一方または双方にも併せて設けてもよく、全く設けなくてもよい。
【００３６】
以上の説明において、誘導発熱材１０は、発熱層１１のキュリー点Ｔ１をたとえば５０〜９０℃程度に設定することにより、調理済みの調理材料を適温に保温する用途に使用することも可能である。また、発熱層１１は、透磁率μの低下に伴って導電率が低下するものであってもよい。なお、誘導加熱容器の内外面には、適当な加飾を施してもよい。
【００３７】
この発明は、調理用のみならず、たとえば金属溶融用等の他の任意の用途に用いる誘導加熱容器にも適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この出願に係る第１発明によれば、整磁合金材料からなる発熱層の上面、下面にそれぞれ非磁性金属材料からなる均熱層、磁性金属材料からなる補助層を一体に積層することによって、補助層は、低温時において発熱層とともに発熱して発熱層を補助することができ、均熱層は、発熱層のキュリー点以上の高温時において見掛けの表皮抵抗を十分に低下させることができるから、適確な温度制御機能を実現するとともに、低温時の発熱量を十分大きくすることができるという優れた効果がある。
【００３９】
第２、第３発明によれば、第１発明に係る誘導発熱材を使用することによって、第１発明の効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成縦断面説明図
【図２】整磁合金材料の温度特性線図
【図３】動作説明図表（１）
【図４】動作説明図表（２）
【図５】他の実施の形態を示す縦断面図（１）
【図６】他の実施の形態を示す縦断面図（２）
【符号の説明】
ｔ１、ｔ２…厚さ
１０…誘導発熱材
１１…発熱層
１２…均熱層
１３…補助層
１４…保護被膜
２１…容器本体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction heating material having a temperature control function and capable of obtaining a sufficiently large heating value, and an induction heating container using the same.
[0002]
[Prior art]
Induction heaters for cooking are becoming widespread for home use and business use.
[0003]
This device incorporates an induction coil that generates an alternating magnetic flux of about several tens to several hundreds of kHz. When a heating vessel made of a magnetic metal material having appropriate conductivity and magnetic permeability is mounted on a top plate, electromagnetic induction is generated. As a result, the heating container itself generates heat, and the cooking material in the heating container can be heated and cooked. In addition, the heating container generates heat by Joule heat based on the eddy current and the skin resistance within the permeation depth δ = k (ρ / μf) 1/2 of the alternating magnetic flux. Here, k is a constant, ρ and μ are the specific resistance and magnetic permeability of the magnetic metal material, and f is the frequency of the alternating magnetic flux. The heating container is made of a magnetic shunt alloy material whose magnetic permeability decreases rapidly at high temperatures above the Curie point, thereby reducing the amount of heat generated at high temperatures, automatically stopping the induction heater, and controlling the temperature. Can be realized. When the magnetic permeability decreases, the internal magnetic flux density decreases in proportion to that, and the induced voltage that generates the eddy current decreases.On the other hand, the penetration depth of the alternating magnetic flux increases in inverse proportion to the square root of the magnetic permeability, and the skin resistance increases. This is because it becomes smaller.
[0004]
On the other hand, when the magnetic shunt alloy material is made thinner, even if it exceeds the Curie point, the penetration depth of the alternating magnetic flux exceeds the plate thickness, so that the skin resistance does not sufficiently decrease and it is not possible to realize an accurate temperature control function. However, this problem can be solved by laminating a nonmagnetic good conductive metal material such as copper or aluminum on the upper surface of the magnetic shunt alloy material.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to such a conventional technique, the thin magnetic shunt alloy material has a problem that the calorific value at a low temperature lower than the Curie point is small, and sufficient heating ability cannot be realized. Even when the thickness of the magnetic shunt alloy material is increased, high-temperature portions higher than the Curie point are unevenly distributed due to uneven internal temperature, and it is difficult to obtain a sufficiently large heat generation amount.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to realize an accurate temperature control function by laminating an auxiliary layer made of a magnetic metal material on the lower surface of a heat generating layer made of a magnetic shunt alloy material in view of the problems of the related art. Another object of the present invention is to provide an induction heating material capable of obtaining a sufficiently large amount of heat at low temperatures, and an induction heating container using the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first invention according to the present application is configured such that a heat equalizing layer made of a nonmagnetic metal material is laminated on an upper surface of a heat generating layer made of a magnetic shunt alloy material, and a magnetic metal material is The main point is to laminate an auxiliary layer made of
[0008]
The heat generating layer may have a thickness of 0.1 to 0.7 mm, and the auxiliary layer may have a thickness of 0.05 to 0.2 mm.
[0009]
Further, the outer surface of the auxiliary layer can be protected by a corrosion-resistant protective film.
[0010]
The gist of the configuration of the second invention is that the induction heating material according to the first invention is formed in a container shape.
[0011]
In addition, the heat equalizing layer can be formed in a container shape, and the heat generating layer and the auxiliary layer can be provided on the bottom surface of the heat equalizing layer.
[0012]
However, in the second invention, the container shape refers to a Japanese- or Western-style pot, a Japanese-style bowl, a Japanese- or Western-style dish, a bowl, an iron plate for yakiniku, a pot for boiling water, or the like. Container-like shape.
[0013]
The gist of the configuration of the third invention is that it comprises a container main body and the induction heating material according to the first invention attached to the bottom surface of the container main body.
[0014]
[Action]
According to the configuration of the first aspect, the heat generating layer made of the magnetic shunt alloy material has a large magnetic permeability and skin resistance at a low temperature lower than the Curie point, and generates heat by the alternating magnetic flux from the induction heater. The auxiliary layer made of is also capable of generating heat by the alternating magnetic flux to assist the heat generation of the heat generating layer. However, the alternating magnetic flux shall be given from the auxiliary layer side, the thickness of the auxiliary layer shall be sufficiently thinner than the penetration depth of the alternating magnetic flux, and the thickness of the heat generating layer shall be greater than the penetration depth below the Curie point and above the Curie point. It shall be thinner than the penetration depth. That is, at a low temperature, the alternating magnetic flux reaches the heat generating layer from the auxiliary layer, but does not substantially reach the soaking layer.
[0015]
In the heating layer, the magnetic permeability sharply decreases at high temperatures above the Curie point, the overall apparent magnetic permeability including the auxiliary layer decreases, and the apparent skin resistance including the soaking layer decreases. It can be stopped automatically to realize an accurate temperature control function. This is because, at a high temperature, the alternating magnetic flux reaches the soaking layer through the auxiliary layer and the heating layer. The induction heater at this time shall have an energization control function for judging the material of the heating vessel to be mounted and judging whether or not energization of the induction coil is appropriate. Therefore, such an induction heating material can be used as a heating attachment, for example, by being put into a heating container made of a non-magnetic material, or interposed between an induction heater and an arbitrary heating container. When the induction heating material is interposed below the heating vessel mounted on the induction heater, the auxiliary layer is used on the side of the induction heater and the soaking layer is used on the side of the heating vessel.
[0016]
As the magnetic shunt alloy material used for the heating layer, a Ni-Fe alloy or a Ni-Cr-Fe alloy whose magnetic permeability changes depending on the temperature is known, and an internal strain may remain, and annealing may be performed. May remove the internal strain. The magnetic metal material used for the auxiliary layer is preferably a high magnetic permeability iron or nickel which generates heat by an alternating magnetic flux from the outside, or a magnetic alloy of these magnetic materials including stainless steel. As the magnetic metal material, a good conductive material having low electric resistance and high thermal conductivity, such as copper, aluminum, or an alloy thereof, is preferable. The auxiliary layer and the soaking layer are integrated with the heating layer by any method such as cladding by rolling, pressure welding, explosion welding, explosion welding, brazing, bonding, plating, thermal spraying, vapor deposition, and explosion. Can be stacked.
[0017]
If the heat generating layer has a thickness of 0.1 to 0.7 mm and the auxiliary layer has a thickness of 0.05 to 0.2 mm, the heat generating layer and the auxiliary layer as a whole have a low temperature lower than the Curie point of the magnetic shunt alloy material. The apparent magnetic permeability and skin resistance at the time are large, and a large amount of heat can be realized by the alternating magnetic flux from the induction heater, the apparent skin resistance at high temperatures above the Curie point sharply decreases, and the induction heater is automatically turned on. Can be stopped.
[0018]
In the heat generating layer having a thickness of less than 0.1 mm, the alternating magnetic flux reaches the soaking layer regardless of the temperature. Does not reach the soaking layer, and in any case, the apparent skin resistance does not sufficiently change, so that an appropriate temperature control function may not be exhibited. However, the optimal range of the thickness of the heat generating layer may fluctuate depending on the characteristics of the magnetic shunt alloy material and the frequency of the alternating magnetic flux. At a high temperature, it may be set to a range where the entire apparent skin resistance including the soaking layer can be sufficiently reduced.
[0019]
On the other hand, if the thickness of the auxiliary layer is smaller than 0.05 mm, the calorific value is small and the heat generating layer cannot be sufficiently assisted. The apparent skin resistance at a high temperature including the magnetic permeability and the soaking layer does not suddenly decrease, and the induction heater may not be automatically stopped. However, the optimum range of the thickness of the auxiliary layer may also vary depending on the characteristics of the magnetic metal material and the frequency of the alternating magnetic flux. In short, a sufficient amount of heat is generated at low temperatures and the apparent skin resistance at high temperatures. May be set in such a range that can be sufficiently reduced.
[0020]
The corrosion-resistant protective coating that protects the auxiliary layer can prevent the auxiliary layer from being exposed to the outside and being oxidized, or harmful metal ions from being eluted. As the protective film, an enamel, a heat-resistant synthetic resin film, an alumite film, or the like can be used in addition to an extremely thin nonmagnetic stainless steel film.
[0021]
According to the configuration of the second invention, the induction heating container can be manufactured extremely easily by forming the induction heating material according to the first invention in a container shape. The induction heating material is subjected to plastic working such as drawing or forging, etc., and is formed on the inner and outer surfaces of the magnetized alloy material formed in a container shape, respectively, in a molten nonmagnetic metal material or a magnetic metal material. It can be formed in an induction heating container by a technique such as attaching and joining materials.
[0022]
If the soaking layer is formed in a container shape and the heating layer and the auxiliary layer are attached to the bottom surface of the soaking layer, an induction heating container that generates heat only on the bottom side can be produced.
[0023]
According to the configuration of the third invention, since the induction heating material according to the first invention is provided on the bottom surface of the container body, the induction heating material can be heated by the induction heater.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
The induction heating material 10 includes a heating layer 11, a heat equalizing layer 12 laminated on the upper surface of the heating layer 11, and an auxiliary layer 13 laminated on the lower surface of the heating layer 11 (FIG. 1). However, the heat equalizing layer 12 is formed in a container shape, and the heat generating layer 11 and the auxiliary layer 13 are attached to the entire bottom surface to form an integral induction heating container.
[0026]
The heat generating layer 11 is made of a magnetic shunt alloy material having an appropriate conductivity, and the magnetic permeability μ changes depending on the temperature T (FIG. 2). That is, the magnetic permeability μ of the heat generating layer 11 is sufficiently large at a low temperature of temperature T <T1, and the magnetic permeability μ sharply decreases at a temperature T ≧ T1. However, the Curie point T1 can be set arbitrarily according to the type, prescription, and the like of the magnetic shunt alloy material.
[0027]
The soaking layer 12 is a highly conductive nonmagnetic metal material having sufficiently low electric resistance and high thermal conductivity. The auxiliary layer 13 is made of a magnetic metal material, and the thicknesses t1, t2, and t3 of the heat generating layer 11, the soaking layer 12, and the auxiliary layer 13 are generally set to t3 ≦ t1 ≦ t2 (FIG. 1). . However, the thickness t3 of the auxiliary layer 13 is sufficiently smaller than the penetration depth of the alternating magnetic flux from the induction heater 30, and the thickness t1 of the heating layer 11 is larger than the penetration depth at a low temperature lower than the Curie point T1, and the Curie point is small. It shall be thinner than the penetration depth at a high temperature of T1 or more. In addition, the auxiliary layer 13 is integrally laminated on the lower surface side of the heat generating layer 11, and the heat generating layer 11 is integrally laminated on the lower surface of the heat equalizing layer 12. In addition, the lower surface of the auxiliary layer 13, the heat generating layer 11, and the peripheral end surface of the auxiliary layer 13 are covered and protected by a corrosion-resistant protective film 14 together with the lower portion of the outer surface of the container-like heat equalizing layer 12 (FIG. 1). Dot-dash line).
[0028]
The induction heater 30 combined with the induction heating container includes a drive circuit 31, an induction coil 32, and a discriminator 33 for monitoring a drive current I of the induction coil 32 via a current transformer CT. The output of the discriminator 33 is connected to the drive circuit 31. The discriminator 33 compares the drive current I with an appropriate set value, discriminates the material of the induction heating vessel set on the induction heater 30, and can appropriately switch on and off the drive circuit 31. The power supply control function is realized.
[0029]
When a cooking material (not shown) is put into the induction heating container and set on the top plate of the induction heater 30, and the induction heater 30 is operated, the drive circuit 31 supplies a drive current I of a predetermined frequency to the induction coil 32. , The induction coil 32 generates an alternating magnetic flux. Therefore, when the temperature T of the heat generating layer 11 is low and the magnetic permeability μ of the heat generating layer 11 is large, the heat generating layer 11 and the auxiliary layer 13 generate heat by electromagnetic induction and heat the internal cooking material. Can be. At this time, the auxiliary layer 13 generates heat together with the heat generating layer 11 while causing the alternating magnetic flux to reach the heat generating layer 11, and can assist the heat generating layer 11, and the soaking layer 12 uniformly distributes the temperature distribution of the heat generating layer 11. At the same time, the heat from the heat generating layer 11 is transmitted to the cooking material, and the cooking material is heated. On the other hand, when the drive current I of the induction coil 32 takes an appropriate value, the discriminator 33 determines that there is an induction heating vessel of an appropriate material on the induction heater 30 and operates the drive circuit 31 normally. .
[0030]
When the temperature T ≧ T1, the magnetic permeability μ of the heat generating layer 11 decreases sharply, and the alternating magnetic flux reaches the soaking layer 12. Then, the induction heating material 10 at this time has a sudden decrease in the entire apparent magnetic permeability and apparent skin resistance, the drive current I of the induction heater 30 becomes abnormal, and the discriminator 33 It is determined that there is no induction heating container or the material of the induction heating container is not appropriate, and the drive circuit 31 is automatically shut off to automatically stop the induction heater 30. Note that the discriminator 33 focuses on the input current of the inverter circuit constituting the drive circuit 31, the reactive power of the induction coil 32, the resonance frequency, and the like, instead of the drive current I of the induction coil 32. Alternatively, whether or not the operation is appropriate may be determined, and the operation type may be determined.
[0031]
By appropriately setting the thickness t1 of the heat generating layer 11 and the thickness t3 of the auxiliary layer 13, the induction heating material 10 can efficiently generate heat at low temperatures and reliably stop the induction heater 30 at high temperatures. Yes (Figure 3). However, in the embodiment of FIG. 3, the thickness t1 of the heat generating layer 11 at the Curie point T1 ≒ 135 ° C. is set to 0.1, 0.2... When the induction heating material 10 having a thickness t3 = 0.1 mm of the auxiliary layer 13 of the SUS 304 is formed, the operation state of each of the induction heaters 30 manufactured by the companies A, B,. The graph also shows the maximum drive current I (A) and the maximum heating temperature (° C.) of the soaking layer 12. The comparative example is a case where the auxiliary layer 13 is omitted and only the heat generating layer 11 and the soaking layer 12 are provided.
[0032]
That is, the induction heating material 10 has a sufficiently large driving current I at a low temperature as compared with the comparative example by laminating the auxiliary layer 13 having a thickness t3 ≦ t1 on the heating layer 11 having a thickness t1. In addition to obtaining the calorific value, most of the induction heaters 30 can be automatically and correctly stopped at a high temperature. However, preferably, by setting the thickness t1 of the heat generating layer 11 to 0.2 mm or more, the amount of heat generated at a low temperature can be further increased.
[0033]
FIG. 4 shows an operation state of each of the induction heaters 30 manufactured by Company A and Company D when the Curie point T1 of the heating layer 11 is set to about 200 ° C. That is, as in the case of FIG. 3, the induction heating material 10 of the embodiment having the auxiliary layer 13 exhibited a better operation state than the comparative example having no auxiliary layer 13. When the thickness t1 of the heat generating layer 11 is equal to or greater than 0.4 mm, the apparent skin resistance at a high temperature is not sufficiently reduced, so that the induction heater 30 may not be able to be automatically stopped.
[0034]
[Other embodiments]
The induction heating material 10 can be used in combination with a separate container body 21 (FIG. 5). The induction heating material 10 is interposed between the bottom surface of the container body 21 and the top plate of the induction heater 30 (not shown), and can be used as a heating attachment for the container body 21. However, the induction heating material 10 may be put into the non-magnetic container body 21 and used.
[0035]
The induction heating material 10 may be formed into a container itself to form an induction heating container (FIG. 6). In the induction heating material 10 shown in FIG. 1, the entire surfaces of the heat equalizing layer 12, the heat generating layer 11, and the auxiliary layer 13 are protected by the protective coatings 14,. However, in FIG. 6, the protective coating 14 may be provided only on one of the heat equalizing layer 12 side and the auxiliary layer 13 side, or may be omitted altogether and not provided at all. In FIG. 1, the protective coating 14 may be provided on one or both of the inner surface and the outer surface of the heat equalizing layer 12, or may not be provided at all.
[0036]
In the above description, the induction heating material 10 can also be used for keeping the cooked cooking material at an appropriate temperature by setting the Curie point T1 of the heating layer 11 to, for example, about 50 to 90 ° C. . Further, the heat generating layer 11 may have a structure in which the conductivity decreases with a decrease in the magnetic permeability μ. The interior and exterior surfaces of the induction heating container may be appropriately decorated.
[0037]
The present invention can be applied to an induction heating container used not only for cooking but also for any other purpose, for example, for melting metal.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the heat-generating layer made of the magnetic shunt alloy material has the upper surface and the lower surface integrated with the soaking layer made of the non-magnetic metal material and the auxiliary layer made of the magnetic metal material, respectively. By laminating the auxiliary layer, the auxiliary layer can generate heat together with the heat generating layer at a low temperature to assist the heat generating layer. Since the temperature can be reduced, there is an excellent effect that an accurate temperature control function can be realized and the amount of heat generated at a low temperature can be sufficiently increased.
[0039]
According to the second and third inventions, the effects of the first invention can be realized by using the induction heating material according to the first invention.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the entire structure. FIG. 2 is a temperature characteristic diagram of a magnetic shunt alloy material. FIG.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram (2).
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment (1).
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another embodiment (2).
[Explanation of symbols]
t1, t2: thickness 10: induction heating material 11: heating layer 12: soaking layer 13, auxiliary layer 14, protective coating 21, container body
