JPS59123180A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 れるものではないが、波長０．８〜５ミクロンの範囲で
かつ約１．２ミクロンの波長で最大値をとる１つ捷たは
それ以上の赤外線放射源を備えた加熱装置ＩＣ関する。

赤外線放射源を備えた加熱装置は英国特許第１、　２　
７　３　０　２　３号に記載されており、それではタン
グステンフィラメントを有するランプよりなる１つまた
はそれ以上の赤外線放射源がガラスセラミノク製の熱板
の下に設けられている。この放射源から下方に放射され
る赤外線を上方へ反射させて上記熱板を透過させるだめ
の金属製反射板が放射源の下方に設けられている。金属
製反射板は、磨かれかつ陽極化されたアルミニウムより
なリ、熱板の上に置かれる調理器具の底の面積をカバー
しつる範囲に赤外線を反射させるような形状となされて
いる。

しかしながら、このような従来の加熱装置においては、
金属製反射器を備えているために、種々の問題が生じて
いる。すなわち、この反射板は赤外線放射源に近接して
設けられることにより理想的な効率が得られかつ比較的
浅い構成となしうるが、この反射板は多量の熱が失われ
る断熱手段を設けない限り、放射源からの熱によって溶
けたりあるいは少なくとも著しくゆがんだりまたは変色
］７たリする欠点があった。この問題は反射板全放射源
から遠ざけたり、あるいは断熱手段を設けなかったりす
ることによってのみ解決できるが、これにより反射板の
効率を許容できないレベルに減少させてしまうものであ
る。

よって本発明は、清潔であるという本来の特徴は維持し
ながら、ガスを態別とする加熱装置よりも動作時間が早
い効率的な加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも１つの赤外線放射源を、この赤外
線放射源によって加熱される食品を収容した調理器具を
支持する支持手段の下方に設けた加熱装置であって、−
Ｈ記載なくとも１つの赤外線放射源の下方に設け１ｌ−
）Ｊｌ、た断熱材層と、上記載々くとも１つの赤外線放
射源から放射される赤外線の反射手段とを備え、この反
射手段が赤外線放射源と断熱材層の主要部との間に設け
られている。

以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に税関
しよう。

第１図を参照すると、金属製を可とするほぼ円形の浅い
盆状体１内の底板上に、例えば［マイクロザームｊ　（
Ｍｉｃｒｏｔｈｅｒｍ　）として知られている微多孔質
月利で作製された断熱材層２が取付けらねでいる。盆状
体１けその対向する縁部に２個のフランジ３，４を備え
ており、各フランジ３，４は」一方に屈曲した部分５，
６をそわ、ぞね有している。

４個ケ可とＬ７、そのうちの１個が符号７で示されてい
る赤外線放射源である複数のランプが断熱材層２」−に
数句けられており、これら複数のランプ７はその両端が
フランジ３，４によって支持されている。

セラミック繊維よりなる成形物８が盆状体１上に取付け
られかつランプ７の両端の周囲に嵌着されていて、ラン
プのだめの適当なハノギングの役目をしている。

各ランプ７けタングステンフィラメント（図示せず）を
備えた石英管のハロゲンランプよりなり、ソーン　イー
エムアイ社（ＴＨＯＲＮ　ＥＭＩ　ｐｉｅ、　）出願の
英国特許出願第８３０８１０３号に適当な例が記載され
ている。

各ランプ７の両端にはそのフィラメント封入端に接続さ
れたタグ型コネクタを伴なうピンチ・シール（ｐｉｎｃ
ｈ−ｓｅａｌ　）　（図示せず）を包囲する成形セラミ
ックよりなるエンドキャップ９が設けられており、各エ
ンドキャップ９には、各管状ランプがフランジ３，４．
１の部分５．　６１／１７形成されたギャップ内に容易
に挿入さね、うるように、位置決めタブ１０が設けられ
ている。

盆状体１およびフランジ３．４は金属製材料で形成され
るのを可とし、エンドキャップ９が挿入されるギャップ
は、盆状体１およびフランジ３゜４の熱膨張によってラ
ンプ７が破壊されないように充分なりリアランスを有（
〜ており、かつ一方ではランプ７タグ型コネクタとの電
気的接続に対して充分な支持を捺供している。また上記
ギャップは、ランプ７のピンチ・シールからフランジ３
゜４への熱伝導が良好になされて動作温度が適温に保た
れうる役目もしている。熱はランプ７の両端における電
気的接続を介しても伝導されるようになされている。

もしさらにピンチシールの冷却が必要なときには、英国
特許出願第８３１４．４５１号、第８３１６３０４号お
よび第８３１８４５７号に記載されたヒートシンク手法
および冷却手法あるいは従来の適当な方法を適用すわば
よい。

ランプ７を支えるセラミックファイバの成形物８ば、盆
状体１およびフランジ３，４の熱膨張および収縮が生じ
たときに動きうるように充分な可撓性を有する。

第１図に示された、４個を可とする複数の赤外線放射源
であるランプ７はガラスセラミック層の下に置かれるの
が好ましく、このガラスセラミックは本実施例ではコー
ニング　ブラック　クンクトノプ９６３２から作製され
たものであり、標準的なワークトップ（ｗｏｒｋｔｏｌ
）　）の深さに匹敵する薄型調理テーブル（ｃｏｏｌ＜
ｉｎｇ　ｈｏｂ　）を構成している。

ガラスセラミック層の動作温度を制限するために、マイ
クロスイッチ１２を作動するだめのバイメタル棒からな
る熱制限器１１がランプ７と断熱材層２との間に設けら
れており、この熱制限器］１はランプ７から放散される
熱によってバイメタル棒が変形することによって動作す
る」：う（Ｃなされ、温度が１〜きい値に達するとバイ
メタル棒の一端がマイクロスイッチ１２を作動してラン
プ７に対する電力供給全遮断する。この熱制限器１１の
調整に際［７てけ、調度の読みを変化させる原因となる
赤外線放射の影響を考慮に入れる必要がある。

対応部分に第１図と同じ符号の付された第２図および第
６図は、それぞれ第１図のＸ−Ｘ線およびＺ−２線にお
ける断面図であり、本発明にょる加熱装置の構成、特に
薄型の全体構成のみでなく盆状体１およびエントキャソ
プ９の構造を示している。

１’ｌｉ＋述したガラスセラミック層は、赤ＩＡ線の周
波数（Ｃ合致する透過特性を有するが故に、赤外線ラン
プから放射される赤外線に対して理想的な透過ｔ１、〒
性を備えている。

このガラスセラミック層は０．６ミクロン以下の波長の
輻射線を実質的に吸収する。しかしながら、赤色光のよ
う々」−記波長より長い波長の可視光線は、透過する。

−１−述した加熱装置は、単位発熱面当りの公称エネル
ギー負荷が高いという利点がある。標準的々加熱装置の
単位発熱面当りの公称エネルギー負荷は約６Ｗ／ｃＡに
過ぎないが、この実施例においては、ランプのエネルギ
ー放射特性と熱板のエネルギー通過特性とプハマッチン
グしているために、エネルギー負荷が８Ｗ／ｃ４にもな
る。

第４図は厚さ約４　ｍｍのガラスセラミック板の好寸し
い輻射線透過特性曲線を示し、本発明による赤外線放射
源から放射される赤外線の波長帯域内での最大値が、波
長約１．２ミクロンの位置で横１（ｂに直交する鎖線Ａ
上で得られ１、その波長での透過度は約８０係である。

本発明による加熱装置を制御するために多極好ましくけ
７極のスイッチ装置が用いられ、５００Ｗのフィラメン
トを備えた４本のランプの直並列接続によって約２１（
Ｗから１４７Ｗｔでの範囲内で切換えがなされる。

第５図は５０　（ｌ　Ｗのフィラメントを備えた４本の
ランプ（第１図はそのうちの１本が符号７で示さねてい
る）の６通りの組合せを示し、使用者は６つの位置を選
択できる回転ノブ（図示せず）によって、切換手段を切
換えて希望する出力全選択することができる。第５図１
／ＩＩ総出力２０００Ｗに対する各出力のパーセンテー
ジも示されている。

上記６つの組合せの中の低い方の２つにダイオード］：
３が用いられ、でいるが、この位置がいわゆるしとろ火
」の状態に適しているのみでなく、ガラスセラミック層
全通ｊ〜でフィラメントの光が美しく見えるという審美
的々効果もある。

熱板を使用する加熱装置における切換手段に用いられる
ダイオードは、ライン電源から得られる交流を半波整流
する役目をする。

ある状況においては、スイッチ位置Ａ　３１Ｆおいて交
流ラインに高調波妨害が生ずることが認められだ。この
問題を緩和するために、ダイオード１３の代りに２個の
ダイオードを互いに逆極性で並列に接続したものを用い
、こ力によって、第２および第４高め１波を抑圧するこ
とができる。

さらに切換手段によって赤外線ランプの種々の用い方が
可能になり、加熱装置をより低い電力で動作させること
ができる。

ダイアック、トライアック等を用いた位相制御手段によ
っても、国際規準に従って約２００Ｗ以下の出力が得ら
れる。

し、かじながら、より高出力の動作設定に対しては、ラ
ンプにおけるフリッカ効果全軽減するために、１つまだ
は複数の連続励振ランプ （ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ−ｅｎｅｒｇｉｓｅｄ　ｌ
ａｍｐ　）を用いたマ一り・スペース・コントロールヲ
用イテモヨイ。

例えば、２本のバースト・ファイヤ・コンドロールド０
ランプ（ｂｕｒｓｔ−ｆｉｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
　ｌａｍｐ　）とともに２本の連続励振ランプを用いる
と、２本のバースト−ファイヤ・コンドロールド０ラン
プが４本のこの種のランプを用いた場合より高い周波数
で動作するという利点がある。

第１図および第２図に示されている熱制限器１１は、ガ
ラスセラミックよりなる熱板の下面における最高温度を
約７００℃以下に保持する。熱制限器１１けマイクロス
イッチ１２の誤動作を排除するように調整される必要が
あり、これによってランプに対する電力供給を遮断する
。

このような装置に熱制限器を用いると、如何なる材質の
調理用具も使用が可能となる利点がある。

しかしながら本発明による加熱装置を用いると、調理器
具が他の加熱装置を用いた場合と異なる特性ケ示す。す
なわち、赤外線放射によって調理器具の底が加熱される
につれて、変形した豚外線の吸収した調理器具は、調理
器具の底と加熱領域との間に良好な接触が保たれて熱が
伝わることにより他の電気調理装置１゛１′より効率的
に動作する効里かある。うφに調理器よｉ附−平らでな
い高反射性の底を４１−すると、赤外線が熱板側１で反
射されてし丑うたぬより低い効率をもって動作すること
になる。こ７１、Ｉ／ζ３１゛って動作温度が高くなり
熱制限器が動作する。このような状態で、熱制限器はラ
ンプをオン・オフとしてガラスセラミック層の温度を適
度に保ち、したがって調理器具が非効率的な条件で動作
していることが肉眼で確めらねる。

断熱材層２け１２ｍｍ程度の厚さを有することが　　　
′好ｔ、　Ｌ　＜　’１かつその表面の適当な位置に各
ランプの直径の約匙程度の溝が形成されているσ）がよ
い。

赤外、Ｙ梨放射源として石英管の・・ロゲンランプを用
いると、加熱装置と１−７で動作が速いという利点を有
するのみでなく、フィラメントの色温度が２４００°Ｋ
にも達するという高い効率を有しながらフィラメンＩ・
の寿命が長いという利点もある。

第６図はランプ１４とガラスセラミック層】５との絹合
せの概略図で、ランプ】４の下方部分ｌ／Ｃは金属酸化
物丑たは他の反射材料よりなる被膜１６が辛皮着されて
いる。ランプ１４のフィラメント１７は被膜１６の４に
点位置にあり、フィラメント１７から下方に放射される
赤外線（ｄこの被膜１６で反射してガラスセラミック層
１５に向うようになされている。

各ランプに施さねた反射被膜の代りに、あるいけこれに
加えて、断熱材層の表面にも金属酸化物のような反射被
膜が施されあるいけ表面反射層が設けられていてもよく
、このような反射層がランプと断熱材層の主要部との間
に設けられていることにより、断熱材層が赤外線放射を
実質的に遮断する。

微多孔質利料よりなる断熱材層２がランプの反射被膜と
ともに、あるいはさらに断熱材層２の表面の反射層どと
もに用いらねることによって、ランプからの直接放射成
分と、反射層からの反射成分とがともにガラスセラミッ
ク層を透過する利点があり、さらに、断熱材層またはそ
の上の反射層がより高い周波数で良好な反射性を示１２
、ガラスセラミンク層での赤外線吸収を少なくし７かつ
より高い周波数成分はガラスセラミック層を透過させな
いよう（でなされている。

ランプの管の反射膜が被着された部分の断面形状全円形
ではなく楕円形に１７で、フィラメント１０をその楕円
の焦点に位置させるようにしてもよい。

ランプの管を石英管で々くガラスセラミックとすること
も可能であり、これによりランプがその管内に光学フィ
ルタを備えることになる。

ランプを光学フィルタ特性を備えた別の管の中に入れて
もよい。捷だランプの管内に光学フィルタを設ける代り
に、あるいはそわに加えて別個の光学フィルタを用いて
もよい。

コーニング９６１８型のよう々ガラスセラミックを光学
フィルタとともにランプ管に用いても可視光を遮断する
ことができる。この場合、フィルタはガラスセラミンク
上に被膜の形で設けても、ランプとガラスセラミックと
の間に設けてもよく、あるいけ石英管上に設けてもよい
。

通常の機械的なカムで作動されるバイメタルスイッチを
赤外線放射量の設定に用いてもよく、こレニヨり安価に
なりかつ信頼性が同士する。同様にダイアック、トライ
アックのような位相制御手段を用いてもよい。

英国特許第２０７１９６９号に開示されているような帰
還型熱制御装置を用いてもよく、この装置では「ファイ
バ・オプティックス」がベースとなっている。

本発明の加熱装置においては、調理器具を支持１〜かつ
ランプを保護するための他の支持手段を用いることによ
り、ガラスセラミック層を用いても用いないでも使用す
ることができる。

また加熱装置上に調理器具を置く代りに、それ自体が調
理器具となる構成とすることもできる。

調理すべき食物に対する赤外線捷たけ熱の放射を確実に
するために、赤外線を直接食物に伝えるガラスセラミッ
ク製の調理器具あるいけ赤外線吸収性のベースを備えた
調理器具を用いてもよい。

本発明の加熱装置におけるランプによって照射される発
熱面は円形に限定されるものではなく、重力形あるいは
長方形等の種々の形状および寸法に構成できるものであ
り、丑だランプの形状も環状、半環状、馬蹄形あるいは
両端が揃った同心円状とすることができ、また数ケ所に
タップのついたランプを用いてもよい。

ランプの両端はアンプ型タグコネクタ９代りにリード線
で接続してもよい。

熱制限器１】は、ランプに対してどの位置に置いてもよ
く、ランプの上、下に置いてもランプと並列に同一平面
に置いてもよい。さらにランプと垂直に置いてもよい。

この熱制限器はガラスセラミック層の温度に対して応答
するようにするために、赤外線放射を受けないようにシ
ールドした方がよい。このシールドは金属酸化物被膜の
ような適当な赤外線反射被膜で形成するのがよく、ある
いは熱制限器をセラミック繊維その他の適当な材料で覆
ってもよい。あるいはこのサーモスタットを赤外線放射
からシールドした断熱材層内に設けてもよい。

本発明の加熱装置においては、ガラスセラミック層の温
度を感知して制限するだめの手段として、適当な位置１
１設けられた熱センサを備えた電気制御システムを用い
てもよい。このセンサはバイメタルの熱制限器と同様な
態様で赤外線からシールドされることは勿論である。

また盆状体の外側にサーモスタットを設けてもよい。こ
のサーモスタットは、盆状体から直接あるいは盆状体内
の温度を検知しうる窓を通じて熱を受け、所望のガラス
セラミック層の温度に等しい温度を感知するように調整
される。

さらに丑だ赤外線ランプは、ガラスセラミンク層を透過
する赤外線量を高レベルに保ちながらこのガラスセラミ
ック層の発熱領域全体に赤外線放射全分布させる状態に
ある限り、ガラスセラミック層の下部において互いに垂
直あるいけ水平な自由な位置をとることができる。

断熱材層として、効率的な動作を確保するためには、断
熱材層は所定の厚さが要求される場合があるが、前記し
た「マイクロサ・−ム」の代りに、例えば、エゴ・フィ
ッシャー社、ワラカー社あるいはジョンズ・マンビル社
製の断熱材を用いてもよく、あるいは鉱物性ウール、ガ
ラス繊維、けい酸カルシウム、セラミック繊維またはア
ルミナ繊組：を用いてもよい。

自己保持型とするために適当な強度の材料を選ぶことに
より、この断熱材層およびランプを支持するための盆状
体も必要でなくなる。

盆状体を用いる場合でも、金属製に代りプラスチック製
とすることもできる。

本発明の好ましい実施例においては、約２４０００にの
色温度で動作する。しかしながら、約１８０００に〜３
０００°にの範囲内の色温度で動作させることが可能で
ある。

本発明による加熱装置は電子レンジ、グリル、肉焼き器
、トースタ等の種々の用途に用いることができる。

本発明による加熱装置の好ましい実施例は４個の熱源を
ガラスセラミック層の下に備えているが、如何なる数の
熱源を備えたものでもよく、特に１個の熱源を備えたも
のはより小型な構成とすることができる。

本発明による加熱装置は、赤外線放射を用いた比較的湖
型々構成を有し、平らな」−面を有するから容易に洗う
ことができ、かつ如何なる材料の調理器具を用いること
も可能であるのみでなく、従来のガスを燃料とする調理
装置に比較して、応答時間が短かく、かつ効能率を有す
るが故に調理時間も短かくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加熱装置の一実施例の平面図、第
２図は第１図Ｘ−Ｘ線」−における断面図、第６図は第
１図Ｘ−Ｘ線上における断面図、第４図は本発明の加熱
装置に適用されるガラスセラミック板の輻射線透過特性
を示す曲線図、第５図は切換手段によるフィラメントの
種々の組合せを示す説明図、第６図は第１図の加熱装置
の要部の概略的拡大断面図である。 図中、］は盆状体、２は断熱材層、３．／Ｉはフランジ
、７．１４はランプ、１１は熱制限器、１２はマイクロ
スイッチ、１；３はダイオード、１５はガラスセラミッ
ク層、１６は反射被膜、１７にフィラメントをそれぞれ
示す。 特許出願人 ソーン　イーエムアイ　トメスティックアプライアンス
　リミテッド 代理人弁理士　山元俊仁 ９　　層 Ｆｔｃ、５ Ｆｔｃ、６ 第１頁の続き 優先権主張　＠１９８３年３月２４日■イギリス（ＧＢ
）■８３０８１０５ ０発　明　者　グラハム・ハウレット・グツドチャイル
ド イギリス国ハムプシャー州ボー トチニスター・キャメロット・ クレセント３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの赤外線放射源を備え、この赤外線
   放射源によって加熱される食品を収容した調理器具を支
   持する支持手段の下方に前記赤外線放射源が設けられて
   いる構成の加熱装置において、前記少なくとも１つの赤
   外線放射源の下方に設けられた断熱材層と、前記少なく
   とも１つの赤外線放射源から放射される赤外線の反射手
   段とを具備し、この赤外線反射手段が前記赤外線放射源
   と前記断熱材層の主要部との間に設けられていることを
   特徴とする加熱装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の加熱装置において、前
   記断熱材層が微多孔質材料よりなることを特徴とする前
   記装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の加熱装置
   において、前記少なくとも１つの赤外線放射源が石英管
   内に封入されたタングステンフィラメントを備え／ζタ
   ングステン・ハロゲンランプよりなることを特徴とする
   前記装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の加熱装置において、前
   記赤外線反射手段が前記石英管の下部表面に被着された
   金属酸化物被膜よりなることを特徴とする前記装置。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第４項のうちの何れか１
   つに記載さね、た加熱装置において、前記支持手段が前
   記赤外線放射源の上方において拡がるガラスセラミック
   ス層よりなることを特徴とする前記装置。 ６、特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちの何れか１
   つに記載された加熱装置において、前記断熱材別層が浅
   い盆状体内に収容さね、ていることを特徴とする前記装
   置。 ７、特許請求の範囲第１項乃至第６項のうちの何れか１
   つに記載された加熱装置において、セラミック繊維より
   なる成形物が前記少なくとも１つの赤外線放射源の両端
   の周囲に嵌着されて前記赤外線放射源のための可撓性バ
   ッキングを形成していることを特徴とする前記装置。 ８．特許Ｍ−１求の範囲第１項乃至第７項のうちの何れ
   か１つに記載さねた加熱装置において、前記赤外線放射
   源が複数段けられ、前記赤外線放射源の出力範囲全設定
   するために、前記赤外線放射源をｆｒｔｒ々の組合せで
   相互接続する切換手段よりなる温度調節装置が設けられ
   ていることを特徴とする前記装置。 ９、特許請求の範囲第８項記載の加熱装置において、前
   記切換手段が、適当なとろ火状態を得るために、ｍＩ記
   赤外紛放射源の組合せの少なくとも１つに接続されたダ
   イオードを備えていることを特徴とする前記装置。 １０、特許請求の範囲第１項乃至２！′Ｉ、７項のうち
   の１つに記載さね、た加熱装置において、前記少なくと
   も１つの赤外線放射源の位相を制御する温度調節装置が
   設けられていることを特徴とする前記装置。 １１、特許請求の範囲第１０項記載の加熱装置において
   、前記温度調節装置が前記赤外線放射のために連続的に
   エネルギーを供給する供給源を備えていることを特徴と
   する前記装置。 １２、特許請求の範囲第１項乃至第１１項のうちの１つ
   に記載された加熱装置において、不要な可視光を遮断す
   る光学フィルタが設けられていることを特命とする前記
   装置。 １３、特許請求の範囲第１項乃至第１２項のうちの１つ
   に記載され、た加熱装置において、最大動作湯度を超え
   ないようにする熱制限器が設けられていることを特徴と
   する前記装置。 １４、特許請求の範囲第１３項記載の加熱装置において
   、前記熱制限器が前記動作温度を正確に監視しうるよう
   に前記熱制限器が赤外線放射よりシールドされているこ
   とを特徴とする前記装置。 １５、特許請求の範囲第１項乃至第１４項のうちの１つ
   に記載された加熱装置の少なくとも１つを備えている調
   理用テーブル。 １６、特許請求の範囲第１５項記載の調理用テーブルに
   おいて、前記加熱装置が２つ捷だはそれ以上設けられ、
   各加熱装置はその切換手段にダイオードを備えており、
   このダイオードは電源に対して等分配負荷を保証するた
   めに任意の極性で接続されていることを特徴とする前記
   装置。