JP2010049901A - 電磁厨房機器制御装置 - Google Patents

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安治 田村
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Abstract

【課題】電気容量の増大を抑制し、安価な電磁厨房機器を使用することのできる電磁厨房機器制御装置を提供する。
【解決手段】入力交流電力を直流電力に変換する電源部10と、直流電力をスイッチング素子によりスイッチングして高周波電力に変換するインバータ部20と、電磁コンロ1のワークコイル35又は電磁湯沸器2のワークコイル61、62、63のいずれかとインバータ部20とを切替えて接続する切替部30と、インバータ部20及び切替部30を制御する制御部40、55とを備える電磁厨房機器制御装置である。制御部40、55は電磁コンロ1と電磁湯沸器2とを同時に駆動することがないように、切替部30を制御する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、2種類の電磁厨房機器のワークコイルを切替える電磁厨房機器制御装置に関する。
近年、電化厨房が普及しつつあり、電磁コンロ、電磁フライヤー、電磁グリル、電磁湯沸器等の電磁厨房機器が使用されている(例えば、特許文献1記載の電磁コンロ)。特に、電磁コンロは普及しており、10kwの大型コンロを複数台導入している電化厨房も多い。
特開2007−66782号公報
しかし、新たに電磁厨房機器を導入しようとすると、厨房全体の電気容量が増大する(例えば、電磁湯沸器については、ガス式の湯沸器と同等の性能を発揮するには30kw程度の電気容量が必要)のみならず、新たな電磁厨房機器の費用がかかるため、断念せざるを得ない場合がある。
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電気容量の増大を抑制し、安価な電磁厨房機器を使用することのできる電磁厨房機器制御装置を提供するものである。
発明者は、上記問題解決のため鋭意研究し、厨房の種類によっては同時に使用できなくても、さほど問題の生じることはない電磁厨房機器があることに着目し、以下の発明を完成するに至った。すなわち、本発明の電磁厨房機器制御装置は、入力交流電力を直流電力に変換する電源部と、該直流電力をスイッチング素子によりスイッチングして高周波電力に変換するインバータ部と、第1電磁厨房機器の第1ワークコイル又は第2電磁厨房機器の第2ワークコイルのいずれかと前記インバータ部とを切替えて接続する切替部と、前記インバータ部及び前記切替部を制御する制御部とを備える電磁厨房機器制御装置であって、前記制御部は、前記第1電磁厨房機器と前記第2電磁厨房機器とを同時に駆動することがないように、前記切替部を制御することを特徴とする。
本発明の電磁厨房機器制御装置では、制御部が第1電磁厨房機器と第2電磁厨房機器とを同時に駆動することがないように、切替部を制御するため、合計の電気容量より少ない電気容量で第1電磁厨房機器及び第2電磁厨房機器を使用することができる。また、この電磁厨房機器制御装置では、切替部が第1電磁厨房機器の第1ワークコイル又は第2電磁厨房機器の第2ワークコイルのいずれかとインバータ部とを切替えるため、第1ワークコイルと第2ワークコイルの合計の数のインバータ部は不要である。したがって、本発明の電磁厨房機器制御装置によれば、電気容量の増大を抑制し、安価な電磁厨房機器を使用することができる。
また、この電磁厨房機器制御装置は、切替部がインバータ部と第1ワークコイルとの間に接点を配設した第1電磁開閉器と、インバータ部と第2ワークコイルとの間に接点を配設した第2電磁開閉器とを有し、制御部が第1電磁開閉器又は第2電磁開閉器のうちのいずれか一方を駆動するため、第1電磁厨房機器と第2電磁厨房機器とが同時に駆動されることがない。
さらに、この電磁厨房機器制御装置は、第1電磁厨房機器を電磁コンロとし、第2電磁厨房機器を電磁湯沸器とすることができる。電磁湯沸器は連続して長時間使用することは少なく、電磁コンロと電磁湯沸器とを両方使用できなくても、さほど問題の生じることはない組み合わせだからである。
また、この電磁厨房機器制御装置は、電源部、インバータ部及び切替部は電磁コンロに内臓され、制御部は電磁コンロ及び電磁湯沸器に内臓されることが好ましい。電磁コンロの電源部及びインバータ部を電磁湯沸器と共用することにより、安価な電磁湯沸器を提供することができる。
さらに、この電磁厨房機器制御装置は、電磁コンロが複数台であるため、電磁湯沸器の電気容量を大きくすることができ、ガス式の湯沸器と同等の性能を発揮させることができる。
本発明に係る電磁厨房機器制御装置を電磁コンロ及び電磁湯沸器からなる電磁厨房システムに用いた実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図1に示すように、この電磁厨房システムは、3台の電磁コンロ1(No1〜3)と1台の電磁湯沸器2とからなっている。電磁コンロ1(No1〜3)は、10kwの大型電磁コンロであり、トッププレート上に載置された寸胴鍋のスープを沸騰直前の温度に保温するのに用いられる。また、電磁湯沸器2は、上水道から供給された水道水をごく短時間で高温の湯にして蛇口から吐出するものであり、食器洗浄器に湯を供給したり、電磁コンロ1(No1〜3)に置かれた寸胴鍋からの蒸発によって湯量が減ったときの補充のために湯を供給したりするために用いられる。電磁湯沸器2を使用している短時間の間に、電磁コンロ1(No1〜3)に置かれた寸胴鍋のスープの温度が低下するのはわずかであるため、電磁コンロ1(No1〜3)と電磁湯沸器2とは同時に使用できなくても、さほど問題となることはない。電源として、電磁コンロ1(No1〜3)には3相200V交流電源が用いられ、電磁湯沸器2には単相100V〜200V交流電源が用いられる。電磁コンロ1(No1〜3)と電磁湯沸器2との間は、互いの端子L1、L2及びコネクタCNが電気的に接続されている。端子L1、L2を介して電磁湯沸器2のワークコイルに高周波電流が流され、コネクタCNを介して制御信号及び状態信号等が双方向に伝達される。ここで、電磁コンロ1(No1〜3)が「第1電磁厨房機器」であり、電磁湯沸器2が「第2電磁厨房機器」である。
図2は、電磁コンロ1(No1〜3)の回路図である。この回路は、電磁コンロ1(No1〜3)内に収納されており、電源部10、インバータ部20、切替部30、ワークコイル35及び制御部40を備えている。電源として3相200V交流電源が用いられ、入力端子(R、S、T)からヒューズ15、ノイズフィルタ16を介して電源部10に接続されている。ヒューズ15は過電流から回路を守るものであり、ノイズフィルタ16は電源ノイズを抑制するものである。ここで、ワークコイル35が「第1ワークコイル」である。
電源部10は、整流スタック11と平滑コンデンサ12とを有し、三相交流電力を直流電力に変換するものである。電源部10の入力側には電流センサ17が設けられ、電流センサ17の出力が制御部40に入力されるようになっている。また、電源部10の出力側の電圧が制御部40に入力されるようになっている。さらに、電源部10の直流出力がDC電源36に入力されている。電源部10の直流出力はインバータ部20に入力される。
インバータ部20は、直流電力をスイッチングして高周波電力に変換するものであり、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)21、22、フライホイールダイオード23、24、スナバコンデンサ25、26及び共振コンデンサ27、28を有している。IGBT21、22を駆動するゲートドライブ信号が制御部40から出力されるようになっている。インバータ部20の出力は、電磁開閉器M1の接点を介してワークコイル35に接続されるとともに、電磁開閉器M2の接点を介して端子L1、L2に接続されている。これにより、制御部40によりゲートドライブ信号が出力され、IGBT21とIGBT22とが交互に駆動されると、ワークコイル35(又は、後述する電磁湯沸器2のワークコイル)に高周波電流が流れる。インバータ部20の出力側には電流センサ29が設けられ、電流センサ29の出力が制御部40に入力されるようになっている。ここで、IGBT21、22が「スイッチング素子」であり、電磁開閉器M1が「第1電磁開閉器」、電磁開閉器M2が「第2電磁開閉器」である。また、電磁開閉器M1、M2が切替部30である。
ワークコイル35は、トッププレートの下に配設され、高周波電力により電磁誘導される。これにより、寸胴鍋に渦電流が流れ、寸胴鍋内の麺が加熱される。DC電源36は、直流電圧を降圧して(例えば、DC5V)安定化するものであり、制御部40及び操作表示部37の電源として使用される。操作表示部37は、操作表示パネル上に配置された操作用スイッチやLED等を有しており、制御部40との間で入出力を行う。作業者は、操作表示部37の操作用スイッチを操作することにより、電磁厨房システムの制御を制御部40に要求することができる。また、作業者は、操作表示部37のLED等の表示により、電磁厨房システムの状態を知ることができる。
制御部40は、マイクロコンピュータ、インターフェイス回路、切替リレー41等を有し、電流センサ17、29により検出される電流及び電源部10の出力側の電圧に基づいてインバータ部20の制御を行っている。マイクロコンピュータの指令により切替リレー41が駆動され、この切替リレー41により、電磁開閉器M1又は電磁開閉器M2のいずれかがONにされる。電磁開閉器M1がONにされると、電磁開閉器M1の接点が閉じ、インバータ部20とワークコイル35とが接続されて、ワークコイル35に高周波電流が流れる。また、電磁開閉器M2がONされると、電磁開閉器M2の接点が閉じ、インバータ部20と電磁湯沸器2のワークコイルとが接続されて、電磁湯沸器2のワークコイルに高周波電流が流れる。また、制御部40は、コネクタCNに接続されている。このコネクタCNを介して、電磁湯沸器2との間で制御信号及び状態信号等が相互に伝達される。
図3は、電磁湯沸器2の回路図である。この回路は、電磁湯沸器2内に収納されており、DC電源50、操作表示部51、制御部55、加熱槽60及びワークコイル61、62、63を備えている。電源として単相100〜200V交流電源が用いられ、入力端子から図示しないヒューズ、ノイズフィルタを介してDC電源50に接続されている。ヒューズは過電流から回路を守るものであり、ノイズフィルタは電源ノイズを抑制するものである。ここで、ワークコイル61、62、63が「第2ワークコイル」である。
DC電源50は、交流電力を直流電力に変換して定電圧化(例えば、DC5V)するものであり、制御部55及び操作表示部51の電源として使用される。操作表示部51は、操作表示パネル上に配置された操作用スイッチやLED等を有しており、制御部55との間で入出力を行う。作業者は、操作表示部51の操作用スイッチを操作することにより、電磁厨房システムの制御を制御部55に要求することができる。また、作業者は、操作表示部51のLED等の表示により、電磁厨房システムの状態を知ることができる。したがって、作業者は、電磁コンロ1(No1〜3)の操作表示部37又は電磁湯沸器2の操作表示部51のいずれによっても、電磁厨房システムの制御を行ったり、その状態を知ることができる。
制御部55は、マイクロコンピュータ、インターフェイス回路等を有し、加熱槽60に設けられた流量センサ64及び温度センサ65により検出される水量及び温度に基づいて電磁コンロ1(No1〜3)のインバータ部20の制御を電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に依頼している。制御部55はコネクタCN(No1〜3電磁コンロ)に接続されており、このコネクタCN(No1〜3電磁コンロ)を介して、電磁コンロ1(No1〜3)との間で制御信号及び状態信号等が相互に伝達される。
加熱槽60は、上水道から供給された水道水をごく短時間で高温の湯にして蛇口から吐出するものであり、流量センサ64及び温度センサ65が設けられている。流量センサ64は上水道から供給される水道水の流量を測定するものであり、温度センサ65は蛇口から吐出される湯の温度を測定するものである。また、加熱槽60にはワークコイル61、62、63が配設されている。ワークコイル61は電磁コンロ1(No1)のインバータ部20により電磁誘導され、ワークコイル62は電磁コンロ1(No2)のインバータ部20により電磁誘導され、ワークコイル63は電磁コンロ1(No3)のインバータ部20により電磁誘導される。したがって、電磁湯沸器2には電源部10、インバータ部20が設けられておらず、電磁湯沸器2の製造コストを低廉化することができる。
次に、以上の構成をした電磁厨房システムの作用について、図4、5に示すフローチャートに基づき説明する。図4は電磁湯沸器2のスタートプログラムのフローチャートであり、図5は電磁湯沸器2のストッププログラムのフローチャートである。これらスタートプログラム及びストッププログラムは、制御部55のROM内に記憶されている。
まず、図4のスタートプログラムについて説明する。電磁湯沸器2の操作表示部51の運転スイッチを押すと、スタートプログラムに起動がかかり、ステップS10において制御部55から3台の電磁コンロ1(No1〜3)に運転停止信号が出力される。この運転停止信号は、コネクタCNを介し、電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に入力される。電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に運転停止信号が入力されると、制御部40によりIGBT21、22の駆動が停止される。これにより、電磁コンロ1(No1〜3)の運転が停止され、停止終了信号がコネクタCNを介し電磁湯沸器2に出力される。
制御部55に停止終了信号が入力されると、ステップS11において制御部55から3台の電磁コンロ1(No1〜3)に切替信号及び操作無効信号が出力される。このように、運転停止信号に対する停止終了信号を確認した後、切替信号及び操作無効信号が出力されるため、確実な作動が担保される。この切替信号及び操作無効信号は、コネクタCNを介し、電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に入力される。電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に切替信号及び操作無効信号が入力されると、制御部40により切替リレー41が切替えられ、操作表示部37の操作用スイッチ入力が無効にされる。切替リレー41が切替えられると、電磁開閉器M1がOFFにされ、電磁開閉器M2がONにされる。これにより、電磁開閉器M1の接点が開き、インバータ部20とワークコイル35とが遮断される。また、電磁開閉器M2の接点が閉じ、インバータ部20と電磁湯沸器2のワークコイル61、62、63とが接続される。操作表示部37の操作用スイッチ入力が無効にされると、作業者は電磁コンロ1(No1〜3)を運転することができなくなる。
ステップS12において、制御部55は、流量センサ64からの入力により水流が検出されるまで待つ。水流が検出されると、ステップS13において、制御部55から3台の電磁コンロ1(No1〜3)にインバータ部20のパワー設定値及びインバータ駆動信号が出力される。パワー設定値の値は、操作表示部51の操作用スイッチで指定された湯温等に基づいて決定される。このパワー設定値及びインバータ駆動信号は、コネクタCNを介し、電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に入力される。電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40にパワー設定値及びインバータ駆動信号が入力されると、パワー設定値に基づく周波数でIGBT21とIGBT22とが交互に駆動される。これにより、IGBT21、ワークコイル61、62、63、共振コンデンサ28の順に電流が流れる状態と、共振コンデンサ27、ワークコイル61、62、63、IGBT22の順に電流が流れる状態とが交互に繰り返される。その結果、ワークコイル61、62、63高周波電流が流れる。そして、ワークコイル61、62、63から発生する磁束により加熱槽60に渦電流が流れて、加熱槽60内の水道水が加熱される。この際、温度センサ65により加熱槽60内の湯温が検出され、この湯温がパワー設定値にフィードバックされる。
ステップS14において、制御部55は、流量センサ64からの入力により水流が検出されなくなるまで待つ。水流が検出されなくなると、ステップS15において、制御部55から3台の電磁コンロ1(No1〜3)に、値が0のパワー設定値が出力される。このパワー設定値(値0)は、コネクタCNを介し、電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に入力される。電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40にパワー設定値(値0)が入力されると、IGBT21、22の高周波駆動が停止される。これにより、ワークコイル61、62、63への高周波電流の通電が停止され、加熱槽60の渦電流が消失して、加熱槽60内の水道水の加熱が停止される。ステップS15実行後、ステップS12に戻り、制御部55は、流量センサ64からの入力により水流が検出されるまで待つ。水流が検出されると、再度、ステップS13が実行され、加熱槽60内の水道水の加熱が再開される。
次に、図5のストッププログラムについて説明する。電磁湯沸器2の操作表示部51の停止スイッチを押すと、ストッププログラムに起動がかかり、ステップS20において制御部55から3台の電磁コンロ1(No1〜3)に運転停止信号が出力される。この運転停止信号は、コネクタCNを介し、電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に入力される。電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に運転停止信号が入力されると、制御部40によりIGBT21、22の駆動が停止される。これにより、インバータ部20の駆動が停止され、停止終了信号がコネクタCNを介し電磁湯沸器2に出力される。
制御部55に停止終了信号が入力されると、ステップS21において制御部55から3台の電磁コンロ1(No1〜3)に切替信号及び操作有効信号が出力される。このように、運転停止信号に対する停止終了信号を確認した後、切替信号及び操作有効信号が出力されるため、確実な作動が担保される。この切替信号及び操作有効信号は、コネクタCNを介し、電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に入力される。電磁コンロ1(No1〜3)の制御部40に切替信号及び操作有効信号が入力されると、制御部40により切替リレー41が切替えられ、操作表示部37の操作用スイッチ入力が有効にされる。切替リレー41が切替えられると、電磁開閉器M1がONにされ、電磁開閉器M2がOFFにされる。これにより、電磁開閉器M1の接点が閉じ、インバータ部20とワークコイル35とが接続される。また、電磁開閉器M2の接点が開き、インバータ部20と電磁湯沸器2のワークコイル61、62、63とが遮断される。操作表示部37の操作用スイッチ入力が有効にされると、作業者は電磁コンロ1(No1〜3)を運転することができるようになる。
作業者が電磁コンロ1(No1〜3)を運転することができるのは、電磁湯沸器2が停止されている間のみであり、電磁湯沸器2の運転中は電磁コンロ1(No1〜3)を運転することができない。また、スタートプログラムで示したように、電磁コンロ1(No1〜3)の運転中に、電磁コンロ1(No1〜3)の運転を中止して電磁湯沸器2の運転をすることができる。すなわち、電磁コンロ1(No1〜3)の運転よりも、電磁湯沸器2の運転の方が優先されるようになっている。なお、電磁コンロ1(No1〜3)の運転は、電磁湯沸器2の運転の方が優先される点を除いて、通常の電磁コンロと同様である。
次に、電磁コンロ1(No1〜3)の作用について概説する。まず、電磁湯沸器2の停止中に、湯の入った寸胴鍋を電磁コンロ1(No1〜3)のトッププレート上に置き、操作表示部37の運転スイッチを押す。三相交流電力は、電源回路10の整流スタック11により直流電力に変換され、平滑コンデンサ12を介してインバータ回路20に供給される。そして、制御部40により、IGBT21とIGBT22とが交互に駆動される。これにより、IGBT21、ワークコイル35、共振コンデンサ28の順に電流が流れる状態と、共振コンデンサ27、ワークコイル35、IGBT22の順に電流が流れる状態とが交互に繰り返される。その結果、ワークコイル35に高周波電流が流れる。そして、ワークコイル35から発生する磁束により寸胴鍋に渦電流が流れ、寸胴鍋内の湯が加熱される。
本実施形態の電磁厨房機器制御装置では、制御部40、55が電磁コンロ1と電磁湯沸器2とを同時に駆動することがないように、切替部30を制御するため、合計の電気容量より少ない電気容量で電磁コンロ1及び電磁湯沸器2を使用することができる。具体的には、切替部30がインバータ部20とワークコイル35との間に接点を配設した電磁開閉器M1と、インバータ部20とワークコイル61、62、63との間に接点を配設した電磁開閉器M2とを有し、制御部40、55が電磁開閉器M1又は電磁開閉器M2のうちのいずれか一方を駆動するため、電磁コンロ1と電磁湯沸器2とが同時に駆動されることがない。また、この電磁厨房機器制御装置では、切替部30が電磁コンロ1のワークコイル35又は電磁湯沸器2のワークコイル61、62、63のいずれかとインバータ部20とを切替えるため、ワークコイル35とワークコイル61、62、63の合計の数のインバータ部は不要である。したがって、本実施形態の電磁厨房機器制御装置によれば、電気容量の増大を抑制し、安価な電磁厨房機器を使用することができる。
また、この電磁厨房機器制御装置では、電源部10、インバータ部20及び切替部30は電磁コンロ1に内臓され、制御部40、55は電磁コンロ1及び電磁湯沸器2に内臓されているため、電磁コンロ1の電源部10及びインバータ部20を電磁湯沸器2と共用でき、安価な電磁湯沸器2を提供することができる。電磁コンロ1は広く普及しているが、電磁湯沸器2はあまり普及していない。そこで、この電磁厨房機器制御装置では、電磁コンロ1を改修してインバータ部20等を有効利用し、電磁湯沸器2のインバータ部等を省略して電磁湯沸器2の価格の低下を実現できる。
さらに、この電磁厨房機器制御装置では、電磁コンロ1を3台使用しているため、電磁湯沸器2の電気容量を大きくすることができ、ガス式の湯沸器と同等の性能を発揮させることができる。
なお、本実施形態の電磁厨房機器制御装置では、1台の電磁湯沸器2に対し3台の電磁コンロ1を使用しているが、電磁コンロ1は3台に限定されることはなく、3台以下であっても、3台以上であってもよい。また、電磁コンロ1と電磁湯沸器2との組合せ以外の組合せであってもよい。
以上、本発明の電磁厨房機器制御装置を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
本発明の電磁厨房機器制御装置は、電磁厨房機器に用いるのに適している。
実施形態の電磁厨房システムの概要図である。 実施形態の電磁厨房システムに係り、電磁コンロの回路図である。 実施形態の電磁厨房システムに係り、電磁湯沸器の回路図である。 実施形態の電磁厨房システムに係り、電磁湯沸器のスタートプログラムのフローチャートである。 実施形態の電磁厨房システムに係り、電磁湯沸器のストッププログラムのフローチャートである。
符号の説明
1…第1電磁厨房機器(電磁コンロ)
2…第2電磁厨房機器(電磁湯沸器)
10…電源部
20…インバータ部
21、22…スイッチング素子(IGBT)
30…切替部
M1…第1電磁開閉器(電磁開閉器)
M1…第1電磁開閉器(電磁開閉器)
40、55…制御部
35…第1ワークコイル(ワークコイル)
61、62、63…第2ワークコイル(ワークコイル)

Claims (5)

  1. 入力交流電力を直流電力に変換する電源部と、該直流電力をスイッチング素子によりスイッチングして高周波電力に変換するインバータ部と、第1電磁厨房機器の第1ワークコイル又は第2電磁厨房機器の第2ワークコイルのいずれかと前記インバータ部とを切替えて接続する切替部と、前記インバータ部及び前記切替部を制御する制御部とを備える電磁厨房機器制御装置であって、
    前記制御部は、前記第1電磁厨房機器と前記第2電磁厨房機器とを同時に駆動することがないように、前記切替部を制御することを特徴とする電磁厨房機器制御装置。
  2. 前記切替部は、前記インバータ部と前記第1ワークコイルとの間に接点を配設した第1電磁開閉器と、前記インバータ部と前記第2ワークコイルとの間に接点を配設した第2電磁開閉器とを有し、
    前記制御部は、前記第1電磁開閉器又は第2電磁開閉器のうちのいずれか一方を駆動することを特徴とする請求項1記載の電磁厨房機器制御装置。
  3. 前記第1電磁厨房機器は電磁コンロであり、前記第2電磁厨房機器は電磁湯沸器であることを特徴とする請求項1又は2記載の電磁厨房機器制御装置。
  4. 前記電源部、インバータ部及び切替部は前記電磁コンロに内臓され、前記制御部は前記電磁コンロ及び電磁湯沸器に内臓されることを特徴とする請求項3記載の電磁厨房機器制御装置。
  5. 前記電磁コンロは複数台であることを特徴とする請求項3又は4記載の電磁厨房機器制御装置。
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