JP3939944B2 - Electromagnetic induction heating device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁誘導コイルにより磁界を発生させて容器の誘導損により容器を加熱して食品等を調理する電磁誘導加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電磁誘導加熱装置の使用例としては、電磁調理器や炊飯器等が一般に知られており、図14は例えば特開平6−253974号公報等により類推される従来の炊飯器の概略構成を示す断面図、図15は炊飯の各過程における内釜の温度変化を示す図、図16は炊飯各過程の電磁誘導コイルの動作を示すタイミングチャートである。
【0003】
図において、1は米、2は水、11は炊飯器本体、12は炊飯器本体11内に配置され、被加熱物を入れる容器である内釜、13は内釜12の底部下方および側部外周に間隔を有して配線された電磁誘導コイル、14は内釜12の温度を検出する内釜用温度センサ、15は内釜12の側部に電極が接触、または接着された超音波振動子、16は誘導加熱コイル13に電力を供給する第1インバータ、17は超音波振動子15に電力を供給する第2インバータで、超音波振動子15とともに、超音波発生手段を構成する。18は炊飯器本体11の側部に設けられ、炊飯器の運転・停止その他の炊飯メニューをユーザーが選択し、操作する操作パネルである。
【0004】
次に、動作について説明する。
まず、洗米し、内釜12内に適量の米1と水2とを共に入れ、炊飯器本体11にセットする。つぎに、操作パネル18内の炊飯スイッチ(図示せず)を入れる。炊飯器は、予熱過程に入り、60℃を越えない程度に誘導加熱コイル13の通電量を制御しながら米1と水2を加温する(図15の1)。この際、誘導加熱コイル13の電流量と温度センサ14の関係から、大まかに炊飯量を検知する。さらに、この時、第2インバータ17より超音波振動子15に超音波振動に必要な電力が供給され、超音波振動子15自体が振動する。これにより内釜内の米1と水2が微振動し、米の吸水が促進される。
【0005】
炊飯開始から約15分後、自動的に炊飯過程に入り(図15の2)、誘導加熱コイル13の通電を継続し、釜内温度が100℃に達すると水が沸騰すると同時に、沸騰状態を継続させるように誘導加熱コイル13の通電を制御する。炊飯過程に入って約15分経過後、蒸らし過程(図15の3)となる。蒸らし過程では釜内温度を約100℃に維持するように誘導加熱コイル13の通電を制御する。蒸らし開始から約15分後、蒸らし過程の終了したことを操作パネル18の表示と終了報知音(図示せず)によりユーザーに知らせる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記ような従来の電磁誘導加熱装置では、内釜12に超音波振動子15が取り付けられているため、超音波振動子15の先端部電極が腐食する可能性があるという問題点があり、また、内釜12の洗浄、洗米等の作業において超音波振動子15が邪魔になるため、不便であるという問題点があった。
【0007】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、超音波振動子を使用せずに、内釜等の容器自身を騒音が出ないように超音波振動させることができ、容器内の米の吸水を促進させるようにしても容器の洗浄を容易に行うことができ、美味しい飯を炊飯できる電磁誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電磁誘導加熱装置においては、電磁誘導コイルに発生する磁界により内釜を加熱する電磁誘導加熱装置であって、容器底面材料の音速と底面の大きさ・形状よりベッセル関数を用いて算出した容器固有の底面振動数または、その整数倍に合わせて設定した高周波電流の周波数に基づいてインバータ制御するものである。
【0009】
また、前記算出された容器の固有振動の腹部分に電磁誘導コイルを配置したものである。
【0010】
さらに、前記算出された容器の固有振動の正、逆どちらかの位相位置にのみ電磁誘導コイルを配置したものである。
【0011】
また、前記算出された容器の固有振動の位相に対応して、電磁誘導コイルの巻線方向を合わせたものである。
【0012】
また、容器と電磁誘導コイルの間に強磁性材料、常磁性材料、反磁性材料、およびそれらの含有物質からなる中間材により、容器に伝わる磁界を歪めて容器に発生する振動を増幅させる電磁誘導加熱装置において、中間材を容器振動の腹部分に設けたものである。
【0013】
また、前記中間材を前記容器の固有振動の位相に応じて、正、逆どちらかの位相位置にのみ用いるものである。
【0014】
また、容器側面に円盤状の突起を設け、この突起部分に電磁誘導コイルを配置して、前記周波数に基づいてインバータ制御するものである。
【0015】
また、振動の周波数を20kHz以上の超音波域としたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係わる電磁誘導加熱装置としての炊飯器を示す断面図、図2は内釜11を炊飯器本体10から外し、図1の上方向から見た平面図である。
図において、1は米、2は米1に吸収させる水、11は炊飯器本体、12は米1、水2を入れる炊飯容器の内釜、13は内釜12を加熱するための電磁誘導コイル、14は内釜12に接し、温度を検知するための内釜用温度センサ、21は炊飯器本体11に回動自在に設けられた蓋体、22は蓋体21に取り付けられた下蓋、23は内釜12上部の蓋部分の温度を検知する蓋用温度センサ、24は電磁誘導コイル13に高周波電流を供給するインバータである。25は、操作パネル18側に設けられた制御回路部で、内釜12の底部に接触するように取り付けられた内釜用温度センサ14と蓋用温度センサ23とからの検出温度に基づいて炊飯状態を認識し、これに基づいてインバータ24を制御する。
【0017】
26は例えば反磁性材の銅、銀、金、黒鉛、ビスマス何れかからなるリング状の磁束変調板で、内釜用温度センサ14を中心として内釜12と電磁誘導コイル13との間に設けられたものである。電磁誘導コイル13の周囲に発生する磁束を反磁性材の磁束変調板26が乱すことによって、内釜12底部の円盤部が振動し、円盤部の固有振動数と一致することによって増幅される。
【0018】
電磁誘導コイル13への高周波電流の周波数は、内釜12底部の円盤部の振動から、以下のように設定されている。
2次元円盤釜底の縦波振動は、ベッセル関数Jn(i,x)を微分することによって求められる。モード数をi、固有値をn、無次元半径をxとすると、ベッセル関数の1階微分値はつぎのようになる。
di(x)=・Jn(i,x)
x=n・r/r0
無次元半径xをパラメータとして、振動速度di(x)を各モード数iについて計算する。
共鳴周波数は、加振点r=roで振動速度が最大になるところであり、振動速度の微分値が0となる無次元半径xより、固有値niが求められる。この時の固有値と共鳴周波数f0の関係は
つぎのようである。
f0=ni・c/2πr0
例えば、モード数0では、振動速度が0になる無次元半径位置xを求めると、
x=1.87、5.33…となる。共鳴周波数f0は、以下のように計算で求められる。
(ここでは、内釜材の音速cを5330m/s、釜底半径を7cmとした。)
f0=ni・c/2πr0=1.87×5330/(2π×0.07)=23.5 kHz
f0=ni・c/2πr0=5.33×5330/(2π×0.07)=67.0 kHz
この内釜は、23.5kHzで共振することがわかり、この場合の振動モードを図5に示す。
【0019】
ここで、電磁誘導コイル13の周波数を内釜12の固有振動と無関係にした場合と上記計算結果に従い、固有振動数と一致させた場合、さらに振動の腹位置とコイル位置を一致させた場合の実験結果を述べる。電磁誘導コイル13の直径を5cmにして、内釜12の振動数とは違う22.0kHzの電流を流した場合の振動レベルは、-19.8dB(超音波音圧計(本多電子HUS-5)の出力を画像信号解析装置(RION SA74)を用いて測定)、上記計算結果に合わせた23.5kHzの電流を流した場合は-7.3dB(同)、さらに、電磁誘導コイル13の直径を7cmにして、図5で示す振動の腹位置に一致させた場合には+2.3dB(同)であった。
【0020】
次に実施形態1に係わる炊飯器の動作を図3、図4を用いて説明する。図3は、炊飯各過程の温度を模式的に示した温度変化のグラフ、図4は誘導加熱コイル13の動作のタイミングチャートである。まず、内釜12に米と適量の水を入れ、炊飯SW(図示せず)を入れて炊飯を開始する。すると、誘導加熱コイル13に電流が流れ、内釜12には電磁誘導により、熱と機械的な力が発生する。まず、誘電損失による発熱で炊飯する過程を説明する。誘導加熱コイル13からの磁界では、電流量60℃を越えない程度に加熱し、約15分間の予熱(吸水促進)過程(図3の1)を経て、炊飯過程(図3の2)に入る。誘導加熱コイル13への通電によって内釜12が発熱し続け、内釜12内がほぼ100℃に達したことを内釜用温度センサ14,蓋用温度センサ23で検知すると、誘導加熱コイル13の電力供給を制御し、適宜加熱量を調整しながら炊飯を継続する。この時、加熱量が多過ぎても内釜内の水が沸騰するため、この蒸発潜熱によって内釜内の温度は、100℃を維持する。沸騰を継続した後、内釜12の水がなくなったことを内釜用温度センサ14を通して検知すると、インバータ24の制御を停止し、蒸らし過程(図3の3)に入る。蒸らし過程では、内釜12の温度を100℃に保持するため、誘導加熱コイル13への通電を断続的に約15分間継続する。
【0021】
図6は、誘導加熱コイル13に流れる電流およびこの電流によって発生する磁界、内釜12内の渦電流によって発生する力の向きと大きさを各部分で計算によって求め、表示したものである。磁束変調板26は、予熱および炊飯過程において、誘導加熱コイル13から発生する磁界を乱し、内釜12に対し図のような加振力を局部的に発生する。内釜12の振動は、その中の水2を介して、米1に伝わる。本実験例では、超音波音圧計による測定で、磁束変調板26を用いることにより+5.1dB(なし条件+2.3dB)まで増強することができた。このような振動と共に炊飯した飯(図9の超音波振動ありの飯)と、そうでない通常法(-19.8dB)で炊飯した飯(図9の対象実験の飯)の硬さと粘りを測定した一例を図9に示す。超音波振動中で炊飯した飯の硬さは、対照飯より小さく(柔らかく)、粘りが大きいことから、美味しく炊飯できたものと考えられる。
【0022】
つぎに、洗米せずに炊飯できる無洗米の吸水率向上の実験例を図7、8を用いて述べる。室温吸水の図7を用いて説明する。通常の米の含水率は、15%程度である(本測定では、14.5%)。洗米時に約5%の吸水があるため、炊飯開始時の含水率は約20%である。これに対し、無洗米は、含水率15%で炊飯を開始するため、通常の米と同一の炊飯条件(温度、維持時間)では、吸水不足状態であり、硬い飯になる。図8の予熱吸水でも同様で、洗米しないことによる吸水不足は修復できていない状態である。これに、超音波吸水を行うことで、かなり改善する効果が見られた。なお、吸水時間を長く設定することで、この無洗米を含め、インディカ米、玄米等吸水しにくい米の美味しさ向上が図れることは周知の通りである。
【0023】
以上のように、実施の形態1においては、内釜12の材料の音速と底面の大きさ・形状よりベッセル関数を用いて算出された固有振動数底面振動数または、その整数倍に合わせて設定した高周波電流の周波数に基づいてインバータ制御し、振動の腹位置に合わせて電磁誘導コイル13と磁束変調板26を設けてあるため、従来技術のような超音波振動子15が不要になり、このため、内釜12の着脱が容易で内釜12の洗浄や内釜12での洗米が容易にでき、しかも、美味しい飯ができるという効果が得られる。
【0024】
実施の形態2.
図10は本発明の実施の形態2に係わる電磁誘導加熱装置としての炊飯器の構成を模式的に示す断面図である。図において、12は内釜、13は電磁誘導コイル、14は内釜用温度センサ、28はコイルベース、30は内釜12底部の円盤振動の振幅を示したものである。
【0025】
上記実施の形態1に記述した内釜12の前記ベッセル関数による固有振動数の計算結果から、電磁誘導コイル13の周波数を一致させ、その振動の腹部分に電磁誘導コイル13を設けたため、電磁誘導コイル13からの磁界による内釜12の振動が共振周波数と合致し、容易に振動する構造となっている。
【0026】
以上のように、実施の形態2においては、内釜12の振動振幅に一致するよう電磁誘導コイル13を配置しているため、内釜12の振動が起こりやすい効果があり、内釜12の着脱が容易で内釜12の洗浄や内釜12での洗米が容易にでき、しかも、美味しい飯ができるという効果が得られる。
【0027】
実施の形態3.
図11は、本発明の実施の形態3に係わる電磁誘導加熱装置としての炊飯器の構成を模式的に示す断面図である。なお、実施の形態2と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図において、30は内釜12底部の円盤振動の振幅を示したものであり、振幅の方向を+と―で区別したものである。
【0028】
上記実施の形態1に記述した前記ベッセル関数による内釜12の固有振動数の計算結果から、電磁誘導コイル13の周波数を一致させ、その振動の腹部分で、図に示すように振動の極性が一致するよう電磁誘導コイル13aを右巻き、13bを左巻きとして配置している。13aの位置と13bの位置では、常に振動の位相が逆となるため、電流の方向を逆にすることで、内釜12に働くそれぞれの力は、常に逆位相位置で逆方向となるように働く。このため、13a、13bから受ける力が増幅し合い、より強い振動を得ることができる。
【0029】
以上のように、実施の形態3においては、内釜12の振動振幅の極性に一致するよう電磁誘導コイル13を配置しているため、内釜12の振動が起こりやすい効果があり、内釜12の着脱が容易で内釜12の洗浄や内釜12での洗米が容易にでき、しかも、美味しい飯ができるという効果が得られる。
【0030】
実施の形態4.
図12は、本発明の実施の形態4に係わる電磁誘導加熱装置としての炊飯器の構成を模式的に示す断面図である。なお、実施の形態2と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図において、30は内釜12底部の円盤振動の振幅を示したものであり、振幅の方向を+と―で区別したものである。26は例えば強磁性材料(鉄、コバルト、ニッケル)、常磁性材料(たとえばアルミ、クロム、チタン)、反磁性材料(たとえば黒鉛、ビスマス、金、銀、銅)およびそれらの含有物質からなるリング状の中間材である磁束変調板で、内釜用温度センサを中心として内釜12と電磁誘導コイル13に流れる高周波電流に応じて発生する磁界を歪め、内釜12の振動を増幅するように作用する。この振動は、電磁誘導コイル13の周囲に発生する磁束を磁束変調板が乱すことによっておこるものである。
【0031】
前記ベッセル関数による内釜12の固有振動数の計算結果から、電磁誘導コイル13の周波数を一致させ、その振動の腹部分で、図に示すように振動の極性が一致するよう磁束変調板26を振動振幅が+位置(26a)または、―位置(26b)に設けたため、電磁誘導コイル13からの磁界による内釜12の振動が共振周波数と合致し、極性も一致するため容易に振動する構造となっている。
【0032】
以上のように、実施の形態4においては、内釜12の振動振幅の極性に一致するよう磁束変調板26を配置しているため、内釜12の振動が起こりやすい効果があり、内釜12の着脱が容易で内釜12の洗浄や内釜12での洗米が容易にでき、しかも、美味しい飯ができるという効果が得られる。
【0033】
実施の形態5.
図13は、本発明の実施の形態5に係わる電磁誘導加熱装置としての炊飯器の構成を模式的に示す断面図である。なお、実施の形態2と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図において、121は内釜12の側面に設けられた円形の突起部、131はこれに対応する加振用の電磁誘導コイルである。
【0034】
上記実施の形態1に記述した前記ベッセル関数により、内釜12の突起部121の半径から突起部分の固有振動数を計算により求め、対応する電磁誘導コイル131の周波数をこの周波数に一致させ、超音波振動を起こさせる構造となっている。
【0035】
以上のように、実施の形態5においては、内釜12の側面に超音波振動を起こさせる専用の電磁誘導コイル131を設けたため、通常の加熱のための電磁誘導コイルの周波数変更、変調板26が不要となる効果があり、内釜12の着脱が容易で内釜12の洗浄や内釜12での洗米が容易にでき、しかも、美味しい飯ができるという効果が得られる。
【0036】
このように、本実施の形態では、内釜12の固有振動数の整数倍と電磁誘導コイル13の駆動周波数の整数倍(どちらも1を含む)が一致するよう調整されているため、小さな加振力でも大きな振動が発生させられるという効果がある。
なお、実施の形態1〜5は、炊飯器を示したが、内釜を容器として他の食品の電磁誘導加熱に使用してもよい。
【0037】
【発明の効果】
この発明は、容器底面材料の音速と底面の大きさ形状よりベッセル関数を用いて算出される容器固有の底面振動数または、その整数倍に合わせて設定した高周波電流の周波数に基づいてインバータ制御するようにしたので、従来技術のような超音波振動子が不要になり、内釜の着脱が容易にでき、内釜を振動させて美味しく炊飯することができる効果がある。
【0038】
また、前記算出された容器の固有振動の腹部分に電磁誘導コイルを配置するため、振動しやすい腹部分での加振ができ、効率良く振動させることができ、美味しく炊飯することができる効果がある。
【0039】
さらに、前記算出された容器の固有振動の正、逆どちらかの位相位置にのみ電磁誘導コイルを配置したため、加振力が振動の腹に伝わり、しかも振動位相の違いによる打消し合いがなく、効率良く振動させることができ、美味しく炊飯することができる効果がある。
【0040】
また、前記算出された容器の固有振動の位相に対応して、電磁誘導コイルの巻線方向を合わせているため、振動位相の違いによる打消し合いがなく、効率良く振動させることができ、美味しく炊飯することができる効果がある。
【0041】
また、容器と電磁誘導コイルの間に容器に伝わる磁界を歪めて容器に発生する振動を増幅させる中間材を容器振動の腹部分に設けたため、振動しやすい腹部分での加振ができ、効率良く振動させることができ、美味しく炊飯することができる効果がある。
【0042】
また、容器と電磁誘導コイルの間に設ける中間材を容器振動の腹部分の位相に応じて、正、逆どちらかの位相位置にのみ用いるため、効率良く振動させることができ、美味しく炊飯することができる効果がある。
【0043】
また、容器側面に円盤状の突起を設け、この突起部分に電磁誘導コイルを配置して、前記周波数に基づいてインバータ制御するため、通常の加熱のための電磁誘導コイルの周波数変更、中間材が不要となる効果があり、美味しく炊飯することができる効果がある。
【0044】
また、振動の周波数を20kHzを超える超音波領域としたので、騒音発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係わる電磁誘導加熱装置の構成を示す断面図である。
【図2】 図1の蓋体および内釜を外した状態の平面図である。
【図3】 電磁誘導加熱装置の炊飯の各過程における内釜の温度変化を示す図である。
【図4】 電磁誘導加熱装置の炊飯各過程の電磁誘導コイルの動作を示すタイミングチャートである。
【図5】 内釜底部分の振動モード解析した一例である。
【図6】 内釜の各部分に発生する力の強さと方向を表示した図である。
【図7】 常温吸水した時の米の含水率の変化を示した図である。
【図8】 電磁誘導加熱装置による予熱吸水した時の米の含水率の変化を示した図である。
【図9】 振動と共に炊飯した飯と、通常法で炊飯した飯の硬さと粘りを測定した一例を示す図である。
【図10】 この発明の実施の形態2に係わる電磁誘導加熱装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図11】 この発明の実施の形態3に係わる電磁誘導加熱装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図12】 この発明の実施の形態4に係わる電磁誘導加熱装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図13】 この発明の実施の形態5に係わる電磁誘導加熱装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図14】 従来例として引用した電磁誘導加熱装置を示す断面図である。
【図15】 電磁誘導加熱装置の炊飯の各過程における内釜の温度変化を示す図である。
【図16】 電磁誘導加熱装置の炊飯各過程の電磁誘導コイルの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1米、 2 水、 11 炊飯器本体、 12 内釜、 13 誘導加熱コイル、 121〜124 発振コイル、 14 内釜用温度センサ、 15 超音波振動子、 16 第1インバータ、 17 第2インバータ、 18 表示板および操作パネル、 26 磁束変調板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic induction heating device that cooks food by heating a container with an induction loss of the container by generating a magnetic field with an electromagnetic induction coil.
[0002]
[Prior art]
As an example of use of an electromagnetic induction heating device, an electromagnetic cooker, a rice cooker, or the like is generally known, and FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional rice cooker estimated by, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-253974. FIG. 15 is a diagram showing the temperature change of the inner pot in each process of cooking rice, and FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic induction coil in each process of cooking rice.
[0003]
In the figure, 1 is rice, 2 is water, 11 is a rice cooker body, 12 is an inner pot which is placed in the
[0004]
Next, the operation will be described.
First, the rice is washed, and an appropriate amount of
[0005]
About 15 minutes after the start of cooking, the rice cooking process automatically starts (2 in FIG. 15 ). The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional electromagnetic induction heating apparatus as described above, since the
[0007]
The present invention was made to solve the above-described problems, and without using an ultrasonic vibrator, the container itself such as the inner hook can be ultrasonically vibrated so as not to generate noise. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic induction heating apparatus that can easily clean a container even when promoting water absorption of rice in the container and can cook delicious rice.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The electromagnetic induction heating device according to the present invention is an electromagnetic induction heating device that heats the inner pot with a magnetic field generated in an electromagnetic induction coil, and uses a Bessel function from the sound velocity of the container bottom surface material and the size and shape of the bottom surface. The inverter is controlled based on the calculated bottom frequency of the container or the frequency of the high-frequency current set in accordance with an integral multiple thereof.
[0009]
Also, it is obtained by placing the electromagnetic induction coil to the natural vibration antinode portion of the pre-hexane out the container.
[0010]
Moreover, positive intrinsic vibration before hexane issued the container is obtained by placing the electromagnetic induction coil only in the opposite one of the phase position.
[0011]
Further, in response to specific vibration phase prior hexane issued the container, it is a combination of the winding direction of the electromagnetic induction coil.
[0012]
Also, electromagnetic induction that amplifies the vibration generated in the container by distorting the magnetic field transmitted to the container by using an intermediate material composed of a ferromagnetic material, paramagnetic material, diamagnetic material, and those containing substances between the container and the electromagnetic induction coil. In the heating device, the intermediate material is provided on the belly portion of the container vibration.
[0013]
Further, the during material depending on the intrinsic vibration of the phase of the container, positive, those who are for viewing inverse either phase position Nino.
[0014]
Further, a disk-shaped projection provided on the sides of the container, place the electromagnetic induction coil to the protruding portion is for inverter control based on the previous distichum wavenumber.
[0015]
Further, the vibration frequency is an ultrasonic range of 20 kHz or more.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a sectional view showing a rice cooker as an electromagnetic induction heating apparatus according to
In the figure, 1 is rice, 2 is water to be absorbed by
[0017]
26 is a ring-shaped magnetic flux modulation plate made of diamagnetic material such as copper, silver, gold, graphite, or bismuth, and is provided between the
[0018]
The frequency of the high-frequency current to the
Longitudinal wave vibration at the bottom of the two-dimensional disk pot is obtained by differentiating the Bessel function Jn (i, x). If the number of modes is i, the eigenvalue is n, and the dimensionless radius is x, the first-order differential value of the Bessel function is as follows.
di (x) =. Jn (i, x)
x = n · r / r 0
The vibration speed di (x) is calculated for each mode number i using the dimensionless radius x as a parameter.
Resonant frequency, the vibration velocity at the excitation point r = r o is the place where is maximum, from the dimensionless radius x of the differential value of the vibration velocity becomes 0, eigenvalues ni are obtained. Relationship eigenvalues and the resonance frequency f 0 at this time is as follows.
f 0 = ni · c / 2πr 0
For example, when the number of modes is 0 and the dimensionless radial position x at which the vibration speed is 0 is obtained,
x = 1.87, 5.33. Resonance frequency f 0 is determined by calculation as follows.
(Here, the sound speed c of the inner hook material is 5330 m / s and the bottom radius is 7 cm.)
f 0 = ni · c / 2πr 0 = 1.87 × 5330 / (2π × 0.07) = 23.5 kHz
f 0 = ni · c / 2πr 0 = 5.33 × 5330 / (2π × 0.07) = 67.0 kHz
This inner hook is found to resonate at 23.5 kHz, and the vibration mode in this case is shown in FIG.
[0019]
Here, when the frequency of the
[0020]
Next, operation | movement of the rice
[0021]
FIG. 6 shows the current flowing in the
[0022]
Next, an experimental example of improving the water absorption rate of non-washed rice that can be cooked without washing is described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. The water content of normal rice is about 15% (14.5% in this measurement). Since there is about 5% water absorption at the time of washing the rice, the water content at the start of cooking is about 20%. On the other hand, unwashed rice starts cooking with a moisture content of 15%, so under the same rice cooking conditions (temperature, maintenance time) as normal rice, it is in a state of insufficient water absorption and becomes hard rice. The same applies to the preheated water absorption in FIG. 8, and the lack of water absorption due to not washing the rice is not repaired. In this, the effect of improving considerably by ultrasonic water absorption was seen. As is well known, by setting the water absorption time long, it is possible to improve the taste of rice that is difficult to absorb water, such as indica rice and brown rice, including this unwashed rice.
[0023]
As described above, in the first embodiment, the natural frequency is calculated using the Bessel function based on the sound speed of the material of the
[0024]
FIG. 10: is sectional drawing which shows typically the structure of the rice cooker as an electromagnetic induction heating
[0025]
The frequency of the
[0026]
As described above, in the
[0027]
FIG. 11: is sectional drawing which shows typically the structure of the rice cooker as an electromagnetic induction heating
[0028]
From the calculation result of the natural frequency of the
[0029]
As described above, in the
[0030]
FIG. 12: is sectional drawing which shows typically the structure of the rice cooker as an electromagnetic induction heating
[0031]
From the calculation result of the natural frequency of the
[0032]
As described above, in the
[0033]
FIG. 13: is sectional drawing which shows typically the structure of the rice cooker as an electromagnetic induction heating
[0034]
Using the Bessel function described in the first embodiment, the natural frequency of the protruding portion is calculated from the radius of the protruding
[0035]
As described above, in the
[0036]
As described above, in this embodiment, since an integral multiple of the natural frequency of the
In addition, although Embodiment 1-5 showed the rice cooker, you may use it for the electromagnetic induction heating of another foodstuff by using an inner pot as a container.
[0037]
【The invention's effect】
This invention performs inverter control based on the vessel-specific bottom frequency calculated from the sound velocity of the vessel bottom surface material and the size of the bottom surface using a Bessel function, or the frequency of a high-frequency current set in accordance with an integer multiple thereof. Since it did in this way, the ultrasonic vibrator like the prior art becomes unnecessary, and the inner pot can be easily attached and detached, and there is an effect that the inner pot is vibrated and can be cooked deliciously.
[0038]
Also, before to place the electromagnetic induction coil on the ventral part of the inherent vibration of hexane issued the container, it is vibrated in the vibration easily belly portion, it can be efficiently vibrated, to delicious rice There is an effect that can.
[0039]
Furthermore, before positive intrinsic vibration of hexane issued the container, because of arranging the electromagnetic induction coil only in the opposite one of the phase position, the excitation force is transmitted to antinodes, moreover cancellation due to the difference of the vibration phase There is no match, it can vibrate efficiently, and there is an effect that can be cooked deliciously.
[0040]
Further, in response to specific vibration phase prior hexane issued the container, since the combined winding direction of the electromagnetic induction coil, no cancel due to the difference of the oscillation phase, thereby efficiently vibrate Can be cooked deliciously.
[0041]
In addition, an intermediate material that distorts the magnetic field transmitted to the container and amplifies the vibration generated in the container between the container and the electromagnetic induction coil is provided in the container's vibration anti-vibration part. It can be vibrated well and has the effect of cooking deliciously.
[0042]
Also, depending on the phase of the abdominal portion of the container oscillates between material in provided between the container and the electromagnetic induction coil, positive, since there for seen opposite either phase position Nino, can be efficiently vibrate, delicious There is an effect that can cook rice.
[0043]
Further, a disk-shaped projection provided on the sides of the container, place the electromagnetic induction coil to the protrusion, prior to inverter control based on distichum wavenumber, frequency change of the electromagnetic induction coil for conventional heating, the intermediate There is an effect that the material becomes unnecessary, and there is an effect that the rice can be cooked deliciously.
[0044]
Further, since the vibration frequency is in the ultrasonic region exceeding 20 kHz, noise generation can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic induction heating device according to
FIG. 2 is a plan view showing a state in which a lid body and an inner hook in FIG. 1 are removed.
FIG. 3 is a diagram showing a temperature change of the inner pot in each process of rice cooking by the electromagnetic induction heating device.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic induction coil during each rice cooking process of the electromagnetic induction heating device.
FIG. 5 is an example of a vibration mode analysis of an inner pot bottom portion.
FIG. 6 is a diagram showing the strength and direction of the force generated in each part of the inner hook.
FIG. 7 is a graph showing changes in the moisture content of rice when water is absorbed at room temperature.
FIG. 8 is a graph showing changes in the moisture content of rice when preheated water is absorbed by an electromagnetic induction heating device.
FIG. 9 is a diagram showing an example of measuring the hardness and stickiness of cooked rice with vibration and cooked rice by a normal method.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an electromagnetic induction heating device according to
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an electromagnetic induction heating device according to
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an electromagnetic induction heating device according to
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an electromagnetic induction heating device according to
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an electromagnetic induction heating device cited as a conventional example.
FIG. 15 is a diagram showing a temperature change of the inner pot in each process of rice cooking by the electromagnetic induction heating device.
FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the electromagnetic induction coil in each rice cooking process of the electromagnetic induction heating device.
[Explanation of symbols]
1 rice, 2 water, 11 rice cooker body, 12 inner pot, 13 induction heating coil, 121-124 oscillation coil, 14 inner pot temperature sensor, 15 ultrasonic vibrator, 16 first inverter, 17 second inverter, 18 Display board and operation panel, 26 magnetic flux modulation board.
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