JP2013192838A

JP2013192838A - 誘導加熱炊飯器

Info

Publication number: JP2013192838A
Application number: JP2012064992A
Authority: JP
Inventors: Sunao Okuda; 直奥田; Hiroo Nitta; 浩朗新田; Suguru Kiriseki; 卓桐石
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: JP5816796B2; CN103315616A

Abstract

【課題】加熱コイルを略平面形状にすると、安価で構成することは可能になるが、加熱コイルが発生する誘導磁界が鍋の中心に集中し、加熱ムラが生じ炊飯性能が低下するという課題があった。鍋の中心に加熱が集中することから、側面の温度が上昇し難くなり、炊飯性能が低下するという課題があった。
【解決手段】本体１内に着脱自在に収納される鍋２と、鍋２の底面に対向して備え、鍋２を誘導加熱する略平面形状の加熱コイル５と、加熱コイル５に高周波電流を印加するインバータ７と、加熱コイル５に印加する高周波電流を制御する制御手段８とを備え、鍋２は高熱伝導材料を使用した鍋本体２ａと、鍋本体２ａの底面に接合される磁性金属材料を使用した磁性板１６とを備え、鍋底面外周部２ｂは鍋底面内周部２ｃと比べ加熱コイル５に近接するよう構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭、レストランなどで使用される誘導加熱炊飯器に関するものである。

従来、この種の炊飯器は、鍋を加熱する誘導磁界を発生させる加熱コイルを備え、前記加熱コイルは鍋の底面を加熱する内側コイルと鍋の底面と側面の間の斜面を加熱する外側コイルとを備え、前記鍋を立体的に加熱する誘導加熱炊飯器が知られている。

また、前記加熱コイルの下部にフェライトと、前記加熱コイルと前記フェライトを支持するコイルベースを備え、前記加熱コイルと前記フェライトと前記コイルベースを樹脂でインサート成型し、一体成型する誘導加熱炊飯器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−６１９８６号公報

しかしながら、上記従来の技術では高価なインサート成型装置が必要になるなど、安価に構成することが困難であった。

一方、前記加熱コイルを略平面形状にすると、安価で構成することは可能になるが、前記加熱コイルが発生する誘導磁界が前記鍋の中心に集中し、加熱ムラが生じ炊飯性能が低下するという課題があった。

また、前記鍋の中心に加熱が集中することから、側面の温度が上昇し難くなり、炊飯性能が低下するという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱ムラを抑制し炊飯性能を高めた誘導加熱炊飯器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の誘導加熱炊飯器は、本体と、前記本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記鍋の底面に対向して前記鍋を加熱する誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を印加するインバータと、前記加熱コイルに印加する高周波電流を制御する制御手段とを備え、前記鍋は高熱伝導材料を使用した鍋本体と、前記鍋本体の底面に接合される磁性金属材料を使用した磁性板とを備え、前記鍋の底面の外周部は内周部と比べ前記加熱コイルに近接するよう構成したものである。

本発明によって、鍋の底面の外周部は内周部と比べ加熱コイルに近接するため、前記鍋の底面の外周部が受ける磁束密度が高くなり、前記加熱コイルが発生する誘導磁界が前記鍋の底面の内周部に集中することがなくなり、加熱ムラを抑制し炊飯性能を向上させることができる。

また、前記鍋の底面の外周部を集中して加熱する事で前記鍋の底面から側面へ熱伝達を加速させ、前記鍋を立体的に加熱し炊飯性能を向上させることができる。

また、前記加熱コイルの成形、支持が容易であり安価に構成することが可能となる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱炊飯器の側断面図本発明の実施の形態１における誘導加熱炊飯器の鍋と加熱コイルと仕切り板の側断面図本発明の実施の形態２における誘導加熱炊飯器の鍋の側断面図と下面図本発明の実施の形態３における誘導加熱炊飯器の鍋の側断面図と下面図

第１の発明は、本体と、前記本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記鍋の底面に対向して前記鍋を加熱する誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を印加するインバータと、前記加熱コイルに印加する高周波電流を制御する制御手段とを備え、前記鍋は高熱伝導材料を使用した鍋本体と、前記鍋本体の底面に接合される磁性金属材料を使用した磁性板とを備え、前記鍋の底面の外周部は内周部と比べ前記加熱コイルに近接するように構成したものである。

これによって、鍋の底面の外周部は内周部と比べ前記加熱コイルに近接するため、前記鍋の底面の外周部が受ける磁束密度が高くなり、前記加熱コイルが発生する誘導磁界が前記鍋の底面の内周部に集中することがなくなり、加熱ムラを抑制し炊飯性能を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記磁性板は複数の孔を備え、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記磁性板の単位面積当たりにおける前記複数の孔の面積の和を小さくしたものである。

これによって、前記加熱コイルが発生する誘導磁界によって前記磁性板に流れる渦電流について、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記磁性板の単位面積当たりにおける前記複数の孔の面積の和が小さいため、より多くの渦電流が流れるようになる。そのため、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、誘導加熱しやすくなる。

また、前記加熱コイルが発生する誘導磁界が前記鍋の底面の内周部に集中することがなくなり、加熱ムラを抑制し炊飯性能を向上させることができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記孔の数を少なくしたものである。

これによって、前記加熱コイルが発生する誘導磁界によって前記磁性板に流れる渦電流について、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記孔の数が少ないため、より多くの渦
電流が流れるようになる。そのため、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、誘導加熱しやすくなる。

第４の発明は、特に、第２の発明において、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記孔の面積を小さくしたものである。

これによって、前記加熱コイルが発生する誘導磁界によって前記磁性板に流れる渦電流について、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記孔の面積が小さいため、より多くの渦電流が流れるようになる。そのため、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、誘導加熱しやすくなる。

第５の発明は、特に、第１から４のいずれか１つの発明において、前記磁性板の内周部に前記鍋の中心から半径方向に長くした複数の長形孔を備えるよう構成したものである。

これによって、前記加熱コイルが発生する誘導磁界によって前記磁性板に流れる渦電流について、前記磁性板に円周方向に流れる渦電流を遮ることが可能となり、前記磁性板の内周部は渦電流が流れ難くなる。そのため、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、誘導加熱し難くなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱炊飯器の側断面図を示すものである。

図１において、本体１は、上面が開口する略円筒状に形成しており、本体１の内部に鍋収納部である保護枠１０を備え、この保護枠１０内には内周面に描かれた水位線を有する鍋２を着脱自在に配置している。また保護枠１０は鍋２と加熱コイル５を内包するよう備えている。

加熱コイル５は鍋２の底面に対向して備え、略平面形状に構成している。加熱コイル５の下面にはフェライト１４を備え、加熱コイル５が発生する誘導磁界を収束させる。また
、鍋２と加熱コイル５の間に仕切り板１５を備える。

また、制御手段８はインバータ７を制御し、加熱コイル５に高周波電流を印加することで鍋２を加熱する。

本体１の上部に蓋３を開閉自在に取り付けている。蓋３は、保護枠１０の後部にヒンジ３ａを介して回動自在に支持し、回動バネにより付勢されている。蓋３のもう一端には、保護枠１０の前方に回動自在に軸支されたフックボタン（図示しない）を配設し、蓋３の開放を抑止する。フックボタンが蓋３へ嵌合しているときには、蓋３は開放することなくフックボタンに保持され、閉塞状態となっている。

蓋３の下部に、炊飯および保温中に鍋２内に発生する蒸気を排出する蒸気口４ｂを有する内蓋４を配設し、その上部には本体外部と蒸気筒口１１ａにて連通している筒形状の蒸気筒１１を配設している。

蒸気筒１１と内蓋４の間に蒸気口パッキン６を配設し、蒸気が蓋３の内部に流入するのを防止している。また、内蓋４の外周部に、鍋２のフランジ部（図示しない）の上面と当接する内蓋パッキン４ａを配設しており、炊飯および保温中に鍋２内に発生する蒸気が蒸気口４ｂ以外から外部に流出するのを防止している。

鍋温度検知手段９は、鍋２の底略中心部に当接して熱伝導によって鍋２の温度を検知することができる。蓋温度検知手段１２は蓋３に当接して熱伝導によって鍋２の温度を検知することができる。

操作表示部１３はユーザからの操作を受け付け、またユーザに対して炊飯器の状態などを報知する。

なお、本体１と蓋３と蒸気筒１１には樹脂ケースを、仕切り板１５には樹脂板を、内蓋４には金属製蓋を、内蓋パッキン４ａと蒸気口パッキン６にはゴム製パッキンを、加熱コイル５にはリッツ線を、インバータ７には高周波インバータを、制御手段８にはマイクロコンピュータを、鍋温度検知手段９と蓋温度検知手段１２にはサーミスタを、保護枠１０にはアルミ材を、操作表示部１３にはタッチパネルを用いることで容易に構成できる。

図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱炊飯器の鍋と加熱コイルと仕切り板の側断面図を示すものである。

図２において、鍋２は鍋本体２ａと、鍋本体２ａの底面に接合される磁性板１６とを備える。また、鍋２は、底面の中心から半径Ｔ２の円形部分を鍋底面内周部２ｃ、残りの環状部分を鍋底面外周部２ｂとし、側面は鍋側面２ｄとする。ここで鍋２の底面の半径をＴ１とすると、鍋底面内周部２ｃと鍋底面外周部２ｂは次の関係とする。
２×Ｔ２ ≧ Ｔ１
そして、鍋２の底面を屈曲させることで鍋底面外周部２ｂは鍋底面内周部２ｃと比べ加熱コイル５に近接するよう構成する。

なお、鍋本体２ａにはアルミニウムなど高熱伝導材料を、磁性板１６には、ステンレス板など磁性金属材料を用いることで容易に構成できる。

導体を巻いてリング状に形成した加熱コイル５において、発生する誘導磁界の磁束は、加熱コイル５の半径方向にコイルの周囲に発生する。そして、加熱コイル５がリング状のため、鍋底面内周部２ｃは鍋底面外周部２ｂと比べ磁束が集中する。

しかし、鍋底面外周部２ｂは鍋底面内周部２ｃと比べ加熱コイル５に近接するよう構成しているため、加熱コイル５が発生する磁束について、鍋底面外周部２ｂは磁性板１６に届く磁束の密度が高くなり、逆に鍋底面内周部２ｃは磁性板１６に届く磁束の密度が低くなる。

そのため、加熱コイル５から鍋底面外周部２ｂおよび鍋底面内周部２ｃの距離をそれぞれ適切な高さにすることで、鍋２の底面を略均一に誘導加熱する、あるいは、加熱コイル５と鍋底面外周部２ｂをさらに近接させることで、誘導加熱を鍋底面外周部２ｂ集中させ、鍋底面外周部２ｂから鍋側面２ｄへの熱伝達を加速させ、鍋２を立体的に加熱し炊飯性能を向上させることができる。

また、鍋温度検知手段９は鍋２の底面略中心部に当接して熱伝導によって鍋２の温度を検知し、検知した温度から鍋２内の水や米の温度を推測し、各炊飯工程の制御を行っている。

しかし、従来では、鍋２の中心に加熱が集中することから、鍋２の偏った温度を検知することとなり、鍋２内の水や米の温度を正確に推測することが困難になり、炊飯性能が低下するという課題があった。

本発明により、加熱コイル５が発生させる誘導磁界を略均一に発生させることが可能となり、鍋２を均一に加熱させることが可能となり鍋２内の水や米の温度を正確に推測することが可能になり、炊飯性能を向上させることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における誘導加熱炊飯器の鍋の側断面図と下面図を示すものである。

図３において、鍋本体２ａの底面の外面に複数の凸部を配設し、かつ、凸部に対応する磁性板１６に鍋本体２ａの底面に向かって凸となるような略バーリング形状に開口させた複数の孔１６ａを配設するとともに、鍋本体２ａの凸部と磁性板１６の孔１６ａを合わせて圧着して、鍋本体２ａに磁性板１６を固定した構成としてある。その他は図１、２と同様のため、省略する。

磁性板１６について、鍋底面外周部２ｂに固定される部分を磁性板外周部１６ｂ、鍋底面内周部２ｃに固定される部分を磁性板内周部１６ｃとすると、磁性板内周部１６ｃは磁性板外周部１６ｂと比べ孔１６ａの数を少なくしている。

これによって、加熱コイル５が発生する誘導磁界によって磁性板１６に流れる渦電流について、磁性板外周部１６ｂは磁性板内周部１６ｃと比べ、単位面積当たりにおける孔１６ａの面積の和が小さいため、より多くの渦電流が流れるようになり、誘導加熱しやすくなる。

尚、磁性板外周部１６ｂは磁性板内周部１６ｃと比べ、孔１６ａの面積を小さくするよう構成しても同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における誘導加熱炊飯器の鍋の側断面図と下面図を示すものである。

図３において、磁性板内周部１６ｃに鍋２の中心から半径方向に長くした複数の長形孔１６ｄを備えるよう構成している。

これによって、加熱コイル５が発生する誘導磁界によって磁性板１６に流れる渦電流について、磁性板１６に円周方向に流れる渦電流を遮ることが可能となり、磁性板内周部１６ｃは渦電流が流れ難くなる。そのため、磁性板内周部１６ｃは磁性板外周部１６ｂと比べ、誘導加熱し難くなる。

加熱コイル５が発生する磁束について、鍋２の底面に届く磁束密度を略均一にし、鍋２の底面を略均一に誘導加熱することが可能となり、加熱ムラを抑制し炊飯性能を向上させることができる。また、加熱コイル５の成形、支持が容易であり安価に構成することが可能となり、一般家庭、レストランなどで使用される炊飯器に有用である。

１本体
２鍋
２ａ鍋本体
２ｂ鍋底面外周部
２ｃ鍋底面内周部
５加熱コイル
７インバータ
８制御手段
１６磁性板
１６ａ孔
１６ｂ磁性板外周部
１６ｃ磁性板内周部
１６ｄ長形孔

Claims

本体と、
前記本体内に着脱自在に収納される鍋と、
前記鍋の底面に対向し前記鍋を加熱する誘導磁界を発生させる略平面形状の加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電流を印加するインバータと、
前記加熱コイルに印加する高周波電流を制御する制御手段とを備え、
前記鍋は、高熱伝導材料を使用した鍋本体と、前記鍋本体の底面に接合される磁性金属材料を使用した磁性板とを備え、前記鍋の底面の外周部は内周部と比べ前記加熱コイルに近接するようにした誘導加熱炊飯器。
前記磁性板は複数の孔を備え、前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記磁性板の単位面積当たりにおける前記複数の孔の面積の和を小さくした請求項１に記載の誘導加熱炊飯器。
前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記孔の数を少なくした請求項２に記載の誘導加熱炊飯器。
前記磁性板の外周部は内周部と比べ、前記孔の面積を小さくした請求項２に記載の誘導加熱炊飯器。
前記磁性板の内周部に前記鍋の中心から半径方向に長くした複数の長形孔を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の誘導加熱炊飯器。