JP5599376B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
このため、磁気シールド手段に必要以上の電流が流れ、磁気シールド手段が過度に発熱し、誘導加熱調理器の筐体内部の温度が上昇してしまう恐れがあった。筐体内部の温度が上昇すると、筐体内部を冷却するための冷却手段の冷却能力を増加させる必要が生じ、冷却手段への供給電力が増大し、また、冷却手段の動作による騒音も増大するという問題点があった。また、磁気シールド手段に流れる電流は有効に活用されていなかった。
また、磁気シールド手段に流れる電流を有効活用することができる誘導加熱調理器を提供するものである。
また、磁気シールド部材に流れる電流を、誘導加熱調理器内の動作用電力として活用することが可能になり、漏洩磁束を抑制するとともに、省エネルギー化を図ることができる。
図1はこの発明の実施の形態1を示す誘導加熱調理器のブロック図である。
図1において、被加熱物である炊飯釜1の外周には炊飯釜1を誘導加熱するための加熱コイル2が配置されている。この加熱コイル2は駆動部3によって高周波電力が供給され炊飯釜1を誘導加熱する。また使用者の炊飯指示やその内容を受け付ける表示操作部5を備え、制御部4によってその制御内容で駆動部3を駆動する。
図2に示すように、電力変換手段9は、例えば、磁気シールド手段8に流れる誘導電流を整流する整流回路と、整流回路と並列に接続されたコンデンサにより構成されており、誘導電流を直流電力に変換して電源部7に供給する。
使用者により表示操作部5へ炊飯指示等の加熱開始の指示がなされると、制御部4は、駆動部3の制御を開始する。駆動部3は、電源部7から供給された駆動用電力(例えば直流電力)を高周波電力に変換し、高周波電流を加熱コイル2に供給する。これにより、加熱コイル2から発生する磁束によって被加熱物である炊飯釜1に渦電流が流れ、炊飯釜1は誘導加熱される。
なお、磁気シールド手段8に流れる電流を抑制すると、磁気シールド手段8からの磁束、即ち加熱コイル2からの漏洩磁束と反対方向の磁束の発生が減ることとなるので、加熱コイル2の漏洩磁束に対するシールド効果は弱まる。そこで、磁気シールド手段8を構成するコイルの巻き数や、電力変換手段9のコンデンサ容量等を、シールド効果を必要以上に損なわず、かつ、磁気シールド手段8の発熱を抑える最適な設計値を適用するのが望ましい。即ち、シールド効果を重視するのであれば、磁気シールド手段8に流れる電流の減少を抑える方向で設計し、磁気シールド手段8の発熱の低減を重視するのであれば、回収する電力が増加するように設計する。
例えば、磁気シールド手段8を構成するコイルは、加熱コイル2の漏洩磁束から取り出す電力として数ワット程度の小電力となるように、加熱コイル2と比べて巻き回すターン数を少なく、小インダクタンス値となるように構成する。
このため、磁気シールド手段8で熱として損失していたエネルギーを電力として回収し、回収した電力を機器内部の制御用電源として使用するので、外部への漏洩磁束を抑制するとともに、機器の省エネルギー化を図ることが可能になる。
また、磁気シールド手段8に流れる電流を電力に変換して制御駆動用電源として回収することで、磁気シールド手段8に流れる電流が抑制され、磁気シールド手段8の発熱を抑えることができる。
実施の形態1では、磁気シールド手段8を、導線を巻き回したコイルで構成したが、本実施の形態2では、磁気シールド手段8をプリント基板上のパターン配線として形成した形態を説明する。
なお、本実施の形態2の構成と上記実施の形態1(図1)の構成との相違点は磁気シールド手段8のみであり、実施の形態1と同様の構成には同一の符号を付する。
図3の上段の図は、磁気シールド手段8を炊飯釜1側から見た図であり、図3の下段の図は、磁気シールド手段8を側面から見た図である。
図3に示すように、磁気シールド手段8は、プリント基板10上に、所謂パターン配線としてコイルを形成したものである。例えば、ガラスエポキシ基板などの基材のプリント基板10で両面配線可能なものに銅箔などで磁気シールド手段8を形成しているものである。この磁気シールド手段8は、渦巻状にパターンでコイルを形成し、コイルの両端のうち片側8aを基板の表面(コイルを形成した面)に配線し、他方の片側8bを基板の裏面(コイルが形成されていない面)へ配線したものである。
実施の形態1および2では、加熱コイル2からの漏洩磁束を磁気シールド手段8と電力変換手段9により電力として取り出し、誘導加熱調理器内部の制御駆動電源として使用するように構成した。本実施の形態3では磁気シールド手段8と電力変換手段9により取り出した電力により冷却手段6を駆動するように構成した形態について説明する。
なお、本実施の形態3では、上記実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同様の構成には同一の符号を付する。
図4に示すように、本実施の形態3における冷却手段6は、電力変換手段9により変換された電力が駆動用電源として供給される。なお、本実施の形態3では、冷却手段6には電源部7からの電力が供給されない構成としている。なお、冷却手段6は、本発明における「電気負荷」に相当する。
磁気シールド手段8から電力変換手段9までの電力を取り出す動作は実施の形態1と同様なので説明を省略する。本実施の形態3においては、電力変換手段9で取り出した電力を、冷却手段6の駆動用電源、例えば冷却手段6としての軸流ファンの駆動用電源として使用する。電力変換手段9により変換された電力が、冷却手段6への駆動用電源として供給されるタイミングは、加熱コイル2からの漏洩磁束が発生したとき、即ち駆動部3によって加熱コイル2に電流が流されたときである。つまり、加熱コイル2による誘導加熱が行われる際に、冷却手段6(軸流ファン)の駆動用電源が供給され、冷却手段6(軸流ファン)による冷却が行われる動作となる。
また、磁気シールド手段8に流れる電流を電力に変換して冷却手段6の駆動用電源として回収することで、磁気シールド手段8に流れる電流が抑制され、磁気シールド手段8の発熱を抑えることができる。
実施の形態3では磁気シールド手段8と電力変換手段9で取り出した電力を冷却手段6の駆動用電源として使用する方法について説明した。本実施の形態4では、冷却手段6の駆動用電源として利用する別の形態について説明する。
なお、本実施の形態4では、上記実施の形態3との相違点を中心に説明し、実施の形態3と同様の構成には同一の符号を付する。
図5に示すように、本実施の形態4においては、上記実施の形態3(図4)の構成に加え、電源部7からの制御駆動電源を選択的に冷却手段6の駆動用電源として供給する電源選択手段11を備えている。
加熱コイル2からの漏洩磁束を電力変換手段9によって電力として取り出す動作までは、これまでの実施の形態と同様であり説明を省略する。また本実施の形態4においても、電源部7では商用の交流電源から誘導加熱調理器内部で必要な制御駆動用電源を生成している。電源部7では冷却手段6で使用される駆動用電源も生成される。
このように、電力変換手段9と電源部7のそれぞれで生成された冷却手段6の駆動用電源は、電源選択手段11によって電力変換手段9で取り出した電力か、電源部7で生成された電力のいずれかを冷却手段6へ供給する。
この電源選択手段11の構成は特に限定するものではないが、例えばダイオードOR回路などの一般的回路で構成することが可能である。
電力変換手段8から取り出す電力(ここでは電圧とする)を12.5Vと設定しておき、電源部7からの供給電圧を12Vと設定しておけば(ダイオードの順方向電圧降下を理想的なゼロと仮定)、電力変換手段9の出力が12V以上の場合は、電力変換手段9からの電力が冷却手段6へ供給され、12V未満に下がると電源部7からの電力が冷却手段6へ供給される。
このため、加熱コイル2が非駆動状態(誘導加熱停止)や、加熱状態にある場合でも低火力で加熱していて、漏洩磁束から十分な電力が確保されない場合には、電源部7で生成された電力を冷却手段6の駆動用電源として使用するように構成しているので、安定して冷却手段6を駆動させることが可能になり、誘導加熱調理器の信頼性を向上することが可能になる。また、冷却手段6へ供給する電力を切り替える方法についても簡易な構成で実現可能であるため、誘導加熱調理器の小型化、低コスト化を図ることが可能になる。
Claims (5)
- 被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電力を供給する駆動部と、
少なくとも前記駆動部に電力を供給する電源部と、
前記加熱コイルの磁束により生じた誘導電流により磁束を発生し、前記加熱コイルからの漏洩磁束を抑制する磁気シールド手段と、
電気負荷と、
前記磁気シールド手段に流れる前記誘導電流を電力に変換し、該電力を前記電源部および前記電気負荷の少なくとも一方に供給する電力変換手段と
を備え、
前記磁気シールド手段は、前記加熱コイルの近傍に対向配置され、かつ前記被加熱物とは前記加熱コイルを挟んで反対側に配置されたコイルであり、
前記磁気シールド手段からの磁束が、前記加熱コイルからの前記漏洩磁束を打ち消す向きに発生することを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記コイルは、プリント基板上にパターン配線として形成されたものである
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記電気負荷は、前記電力変換手段により変換された電力が駆動用電源として供給される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の誘導加熱調理器。 - 前記電気負荷は、前記電力変換手段により変換された電力が所定値未満のとき、前記電源部からの電力が駆動用電源として供給される
ことを特徴とする請求項3記載の誘導加熱調理器。 - 前記電気負荷は、前記加熱コイルおよび前記駆動部を冷却する冷却手段である
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
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