JP5884212B2 - Ｉｈクッキングヒータ用の上火ヒータユニット - Google Patents

Description

本発明は、フライパン等の手持ちの調理容器を用いてＩＨクッキングヒータによって焼き魚等の焼き物調理をする際に、その調理容器に蓋をする使用態様で用いることにより、調理材料を上下両面から焼き上げることができるようにしたＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニットに関する。

省エネルギー思想の浸透に伴い厨房における調理用の熱源として熱利用効率が高いＩＨクッキングヒータが普及している。

ＩＨクッキングヒータは、環状に形成した誘導加熱コイルに高周波電流を流して高周波交番磁束を発生させ、発生した高周波交番磁束を誘導加熱コイル上に配置された鍋やフライパン等の調理容器の金属材料に作用させて調理容器自体に発熱をさせるものである。なお、この際に調理容器に熱が発生するのは、高周波交番磁束が金属材料に作用することによって金属材料に電磁誘導による誘導電流が流れ、金属材料が有する電気抵抗との関係によってジュール熱が発生するからである。

上記のような発熱原理によって調理容器自体を発熱させることができるＩＨクッキングヒータは、熱源から調理材料に至るまでの熱の伝達ロスが発生する余地がないことから、熱利用効率も頗る良好であるという特徴を有する。また、電気的制御に対する親和性が高く、予め設定されたプログラムによる調理の自動化にも対応することができる。

ここで注目すべき事柄は、ＩＨクッキングシステムの多くが誘導加熱とは発熱原理を異にするラジエントヒータを組み込んだ焼き物調理用のオーブングリルを備えていることである。これは、ＩＨクッキングヒータは、焼き物調理が不得手であり、焼き物調理については、ラジエントヒータに頼らざるを得ないという実情に起因している。

ＩＨクッキングヒータが焼き物調理を不得手とする理由は、焼き物調理をおいしく仕上げるために必要とされる高温領域の遠赤外線成分を発生させることができないことが一つの理由である。これは、調理容器自体を発熱させるＩＨクッキングヒータにおいては、調理容器の耐熱性や取扱いの安全性の問題もあって高温領域の遠赤外線成分を発生させるに至る高温にまで調理容器を加熱することが許容されないからである。これに対して、専用の耐熱部材からなるラジエントヒータにおいては、このような制約要因は存しない。

ＩＨクッキングヒータが焼き物調理を不得手とする他の理由は、焼き物調理特有の油煙や臭気物質を有効に処理することができず、一旦室内に排出された油煙等をレンジフードファンによって屋外に排出することができるにすぎない。このため、ＩＨクッキングヒータを利用してフライパン等で焼き物調理をした場合には、ＩＨクッキングシステムのクリーンなイメージを大きく減殺するとともに、レンジフード回りの油煙汚れが問題になる。

ＩＨクッキングシステムは、上記のような理由によってＩＨ方式本来の誘導加熱方式の熱源のほかに直熱式のラジエントヒータを熱源とするオーブングリルを備えているのであるが、このように発熱原理が異なる２系統の熱源を必要とすることは、ＩＨクッキングシステムのコストを引き上げる要因となっていることの他にも、ＩＨクッキングシステムのデザイン上の制約となる等の不利益をもたらしている。

さらに、ＩＨクッキングシステムに組み込まれたオーブングリルは、単品製品のオーブングリルに対して使い勝手が悪いという問題がある。

ＩＨクッキングシステムに付属するオーブングリルの使い勝手の悪さは、次のような問題点に起因している。オーブングリルへの調理材料の出し入れや清掃が不便であるという問題がある。これは、ＩＨクッキングシステムのトッププレートが適切な高さに設定され、したがって、その下方に配置されざるを得ないオーブングリルの位置が低く、中腰での作業を余儀なくされるからである。

また、オーブングリルへの調理材料の出し入れに不安感が伴うという問題がある。これは、オーブングリルの調理トレイの構造が戸棚の引き出しのような構造であることから、調理トレイを手前に出し切った際において極端な片持ち支持状態となって調理トレイの前面パネル側が垂れ下がるからである。抜け取れることはないのであるが、調理トレイ内に油受け用の水を張って使用している際には特に不安感が強い。

さらに、調理中の調理材料が全く見えないという問題がある。調理トレイの前面パネルには、目視確認用の透明窓が設けられているが、調理中のオーブングリル内には蒸気や煙が立ち込めており、見えない場合の方が多いと言える。調理時間は、タイマーで設定することもできるようにされているが、タイマーは、調理材料毎の適切な焼き上がりを告知する装置ではあり得ず、調理未了に際しての追加通電による焼き焦げも珍しいことではない。

ＩＨクッキングシステムに組み込まれたオーブングリルには、ＩＨクッキングシステムに組み込まれているということに起因して上記のような各種の不利不便が伴う。このため、オーブングリルを使用すれば、無用の排煙や臭気を発生させることなく調理ができるにもかかわらず、組込みのオーブングリルの使用を差し控え、フライパン等を用いて多量の煙を発生させながら焼き物調理をするという不合理が発生する事態ともなるのである。しかし、ＩＨクッキングシステムに組み込まれているという理由に基づく不利不便には、改良の余地がない。

上記のような理由によりメーカ側では、ＩＨクッキングシステムのオーブングリルを廃止したいと考えているところであるが、使用頻度はともかくとして、焼き物調理ができないという商品に対する需要者の抵抗感を考えると廃止に踏み切ることはできない。

上記問題は、ＩＨクッキングシステムを利用してそのトッププレート上で焼き物調理をすることができる適切な調理器具が提供されれば解決することができる問題である。このことに着目した提案としてとしては、次のような高周波誘導加熱調理器具の例がある（下記、特許文献１参照）。

しかし、上記提案例においては、調理材料から発生する焼き物調理特有の油煙や臭気の問題には触れられておらず、この問題をどのように処理するのかが不明である。焼き物調理の味覚的特徴は焦げ味であり、油煙や臭気を発生させることなく焼き物調理をすることはできない。仮に、油煙等を調理容器内に閉じ込めて調理するのであるとすると、油煙にまみれた黒っぽい調理が出来上がるであろうし、蓋を取り外すのであるとすると、蓋内の加熱部を利用することができないという問題が生じる。

そこで、本願の発明者らは、既に、上記提案の有する油煙等の処理問題を後燃焼触媒部材を利用して解決した提案を行っている（下記、特許文献２参照）。本願は、この提案をさらに改良したものである。

特開２０００−４０５３６号公報 特願２０１０−２６２１６９号

本願との関係において、本願の発明者らによる先の提案内容の概略および先の提案からその後に提出された問題点を簡単に説明する。

本願の発明者らによる先の提案は、焼き物調理に使用する調理容器の容器蓋の裏面側に調理材料を上面側から加熱する、いわゆる上火ヒータを設けるとともに、容器蓋に後燃焼触媒部材を付設した排気口を設け、調理材料から発生する油煙等を後燃焼触媒部材によって完全燃焼させて排出するようにしたものである。

この際、後燃焼触媒部材は、上火ヒータを利用して活性化させている。つまり上火ヒータは、調理用と後燃焼触媒部材の活性化用途とに供用されているのである。また、上火ヒータの電源としては、調理容器または容器蓋のいずれかに、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルから発生する高周波交番磁束によって起電力発揮する受電コイルを設置し、これを電源としている。

上記本願の発明者らによる先の提案は、その後継続的な追試に付され、この結果、次のような問題が顕在化した。

基本的な問題としては、受電コイルの電力不足が挙げられる。受電コイルの設置場所については、当初より問題となっていたのであるが、先の提案においては、調理容器または容器蓋に受電コイルを設置する案が採用されていた。しかし、いずれに受電コイルを設けるにしても調理器具としての取扱い性を確保しながら十分なターン数の受電コイルを設けることには限界があったのである。

また、ターン数の問題ばかりでなく受電コイルを容器蓋に取り付ける場合には、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルとの距離が過大となり、この問題を解決するには極めて特殊な形状のデザインを採用する必要があった。また、受電コイルを調理容器に取り付ける場合には、利用者において調理材料に応じた自由な調理容器の使用が制限されるとともに、さらに受電コイルの熱対策が問題となった。

他の基本的な問題としては、調理材料の上下両面の焼き上がり加減をバランスさせるのが難しいという問題が指摘された。具体的には、調理容器自体の発熱を受ける調理材料の裏面側が早期に焼け上がってしまいがちなのである。この問題は、上火ヒータの火力を増すことによって解決できるのであるが、受電コイルの能力不足がこの解決策の採用を阻んでいたのである。ただし、上火ヒータが容器蓋内に設置されるという構造上、調理容器自体の発熱に対抗できるような大出力の上火ヒータを使用すると、容器蓋としての取扱い性や安全性に問題が生じることから、この解決策のみに依存することもできないという事情がある。

本発明は、ＩＨクッキングヒータ上において、独立の電源に依存することなく無臭無排煙での上下両面焼き物調理を前提とした上で、上記２つの基本的な問題点、すなわち、受電コイルの設置上の制約を排除し十分な出力を確保することにより、大出力の上火ヒータを駆動することができるようにすること、および、上火ヒータの大出力化にも自ずと制約が伴うことから、調理材料の上下両面の焼き上がり加減を自由に設定することができる追加的な方策を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

（解決手段１）
本発明ＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニットは、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルとの間における相互誘導作用によって起電力を発揮する受電コイルを内蔵し、上面を調理容器を安定に載置可能に形成してなる非金属製の調理容器台と、裏面側に前記受電コイルに生じた電力によって駆動するラジエントヒータを内蔵し、前記調理容器台上に載置された調理容器を覆う態様で使用する容器蓋とを備え、前記調理容器台上に載置した調理容器内に収容された調理材料を誘導加熱コイルによる調理容器自体の発熱と前記容器蓋内のラジエントヒータからの放射熱とによって上下両面から焼き上げることを可能とするとともに、前記調理容器台の高さを調節することによって上下両面の焼き上がり加減をバランスさせることを可能とし、さらに、前記調理容器台の中心部に上下方向の貫通孔を形成し、該貫通孔に前記調理容器台上に載置された調理容器の底面からＩＨクッキングヒータのトッププレートに至る長さの熱伝導性の高い非磁性金属からなる伝熱部材を装填し、該伝熱部材を介してＩＨクッキングヒータに備えられている温度検出センサを機能させることを特徴とする。

上記解決手段１について説明する。上火ヒータユニットは、調理容器台と容器蓋とからなる。調理容器台は、非金属素材からなり、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルの電磁的影響を受けないばかりではなく、電磁的影響を与えることもない。この調理容器台には、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルとの間における相互誘導作用によって起電力を発揮する受電コイルを内蔵され、調理容器台の上面は、調理容器を安定に載置することができるように形成されている。

他方、容器蓋の裏面側には、調理容器台に内蔵された受電コイルの出力によって駆動するラジエントヒータが内蔵されている。したがって、ＩＨクッキングヒータ上に調理容器台を載置し、調理容器台上に任意の調理容器を載せ、調理容器に容器蓋をして使用することにより、調理容器内の調理材料をＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルによる調理容器自体の発熱と、容器蓋のラジエントヒータからの放射熱とによって上下両面から焼き上げることができる。この際、調理容器台の高さを調節することによってラジエントヒータによる火力を一定としながら調理容器自体の発熱量を加減することができるので、調理材料における上下両面の焼き上がり加減を最適化することができる。

なお、上下両面の焼き上がり加減の設定は、本発明の上火ヒータユニットの利用者において実施するようにすることも可能であるが、ここでは、設計者において予め最適化したものを前提としている。したがって、本発明の利用者において調理容器台の高さを調節することを要しない。
また、ＩＨクッキングヒータにおける火力制御は、調理容器がトッププレート上に置かれていることを前提とするセンサ群によって行われている。しかし、本発明の上火ヒータユニットにおいては、使用状態において調理容器とトッププレートとの間に調理容器台が介在することとなる。そこで、調理容器台の中心部に伝熱部材を設け、この伝熱部材を利用して調理容器の熱をトッププレート位置にまで伝達し、ＩＨクッキングヒータに備えられたセンサ群を機能させることによって、異常加熱による通電停止等の制御成果を利用することができる。

（解決手段２）
本発明のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニットは、解決手段１に記載の上火ヒータユニットを基本発明として、その容器蓋に、加熱された調理材料から発生する煙および臭気物質を燃焼するための後燃焼触媒部材を付設した排気口を形成し、この後燃焼触媒部材を調理材料とともにラジエントヒータによって加熱することによって活性化することを特徴とする。

上記解決手段２について説明する。容器蓋に排気口を形成すると、調理材料から発生した煙や臭気物質は、蒸気に追われて排気口を通過して外部に流出する。この際外部に流出する雰囲気は、排気口に付設され、ラジエントヒータに加熱されて活性化した後燃焼触媒部材の触媒作用によって完全燃焼される。

（解決手段３）
本発明のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニットは、解決手段１または解決手段２に記載の上火ヒータユニットを基本発明として、その受電コイルの平面視における外形が、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルの平面視における外形に対応する外形に形成されていることを特徴とする。

上記解決手段３について説明する。上記解決手段は、受電コイルの効率を向上させることができる受電コイルの外形を示している。導線に電流を流すと導線に対して一定の位置関係を有する磁界が発生する。また、導線に磁界を作用させると導線に電流が流れる。このような可逆的な電磁変換作用の効率は、受電コイルの外形をＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルの外形に対応する外形とし、受電コイルと誘導加熱コイルとをできるだけ接近させることによって向上させることができるのである。

（解決手段４）
本発明のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニットは、上記解決手段１ないし解決手段３のいずれかに記載の上火ヒータユニットを基本発明として、その受電コイルの上面側に、調理容器台上に載置された調理容器からの熱を遮断するための断熱部材が配設されていることを特徴とする。

上記解決手段４について説明する。上記解決手段は、調理容器台上に載置され、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルによって発熱した調理容器からの放射熱に対する受電コイルの熱対策を示している。調理容器台上の調理容器は、当然に調理容器台に内蔵された受電コイルの上に位置する。したがって、受電コイルの上面側に断熱部材を配置することによって有効な断熱効果が得られるのである。

本発明のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニットは、受電コイルを内蔵した調理容器台と、ラジエントヒータを内蔵した容器蓋とからなり、調理容器台上にフライパン等の任意の調理容器を載置し、その調理容器に容器蓋をして焼き物調理をすることにより、調理材料を上下両面から焼き上げることができる。この際、受電コイルを調理容器としての制約が存しない調理容器台に内蔵することによって、受電コイルの外形やターン数の制限を排除することができるので、受電コイルによる電磁変換効率を格段に高めることができるとともに、それに伴ってＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルによる調理容器自体の発熱とバランスさせやすい出力のラジエントヒータの採用が可能であり、調理材料の上下両面間における焼き上がり状態の偏り問題を解消することができる。さらには、調理容器台の高さを調節し、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルと調理容器との間隔を変化させることで上下両面の焼き上がり加減をバランスさせることもできる。

また、容器蓋に後燃焼触媒部材を付設した排気口を形成し、後燃焼触媒部材を内蔵のラジエントヒータによって活性化しながら使用するものは、調理材料から発生する煙や臭気物質を後燃焼触媒部材によって完全燃焼させながら焼き物調理をすることができるので、上記、本発明の効果を無煙無臭下において享受することができる。

本発明の上火ヒータユニットの実施の形態を示す斜視図である。 本発明の上火ヒータユニットの使用状態を示す断面図である。

以下、図面を引用しながら本発明のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニットの実施の形態について説明する。

上火ヒータユニットは、電源としての機能を分担する調理容器台５０と、熱源としての機能を分担する容器蓋６０とからなる（図１）。

調理容器台５０は、耐熱性に優れたシリコーン樹脂材料から一体成形されたベース台５１を備え、必要な機構部材を全てベース台５１に組み付ける構成を採用している。ベース台５１の概略的形状は、中抜した円柱状部材に５角形の
周枠５Ａを一体化したような形状である。ベース台５１は、ＩＨクッキングヒータのトッププレートＴＰ上に滑動するおそれなく安定に載置することができる。ベース台５１の中心部には、上下方向の貫通孔５Ｈが形成されている。周枠５Ａには、全体として５徳として機能する５本の支脚５Ｂ…が放射状に配置され、ベース台５１上にフライパン等の調理容器１０を安定に載置することができる（図１，図２）。

調理容器台５０に組み込まれる主な部材は、受電コイルＬ２と伝熱部材５２である。受電コイルＬ２は、円環状に密巻きされ、ベース台５１の中抜きした部分に落とし込む態様でセットされている。セットされた受電コイルＬ２の上面側は断熱部材５Ｄによって保護され、受電コイルＬ２から５徳の支脚５Ｂ…までの空間は、断熱部材５Ｄおよび断熱空間の併用による断熱層５Ｓとされている。これによって、調理容器台５０上に載置された調理容器１０からの輻射熱を遮断することができる。

なお、ベース台５１のサイズは、平面視においてＩＨクッキングヒータの加熱誘導コイルＬ１に対応する平面形状の受電コイルＬ２をその平面形状のまま収納することができるサイズに設定されている。また、ベース台５１の高さは、その上に載置された調理容器１０のＩＨクッキングヒータによる発熱量と、その上火ヒータユニットに使用されるラジエントヒータ６２の発熱量とがバランスする高さに設定されている。

伝熱部材５２は、例えば、アルミニウム合金や銅のような熱伝導性の高い非磁性金属からなる。伝熱部材５２は、調理容器台５０に載置された調理容器１０の底面１１からＩＨクッキングヒータのトッププレートＴＰに至る長さを有する丸棒状に形成され、ベース台５１の中心部に形成された貫通孔５Ｈに装填されている。

なお、伝熱部材５２の基部には、一定のストローク範囲で伝熱部材５２を上方に付勢するスプリング５Ｅが組み込まれ、伝熱部材５２と調理容器１０の底面１１との密着性が確保されるようになっている。この伝熱部材５２によってトッププレートＴＰレベルにまで調理容器１０の熱を伝えることで、ＩＨクッキングヒータに内蔵された各種センサを機能させることができる。

調理容器台１０におけるベース台５１の側面部には、内蔵された受電コイルＬ２の出力を外部に取り出すためのコンセント５３が設けられている。

本発明の上火ヒータユニットを構成する容器蓋６０は、蓋面６１の裏面側にラジエントヒータ６２を内蔵し、蓋面６１の中央位置に配置される排気口６Ｈに後燃焼触媒部材６３を付設してなる。

容器蓋６０の蓋面６１は、裏面側を鏡面仕上げしたステンレス系の素材のプレス加工部材であり、調理材料Ｆに向けて熱線を効率よく反射することができる。容器蓋６０は、調理容器１０の規格に応じたサイズに設定され、調理容器１０を覆う態様で使用することができる。

容器蓋６０の排気口６Ｈに付設される後燃焼触媒部材６３は、セル孔構造のセラミックス基体に酸化パラジウム系の触媒剤を担持させてなる酸化促進用の触媒であり、排気口６Ｈ内に嵌め込む態様で取り付けられている。また、ラジエントヒータ６２には、シーズヒータが採用され、ステー６Ａ，６Ａを介して
蓋面６１の裏面との間に適切な間隔を維持して取り付けられている。なお、蓋面６１には、末端部にラジエントヒータ６２用のソケット６Ｓを設けた持ち手６４が取り付けられている。また、持ち手６４には、手元スイッチ６Ｔが備えられている。

本発明の上火ヒータユニットは、調理容器台５０と容器蓋６０とを専用の接続コードＣＤ接続し、調理容器台５０をＩＨクッキングヒータの加熱誘導コイルＬ１の中心部にセットし、調理容器台５０上にフライパン等の調理容器１０を載せて使用する。この状態において、調理容器台５０内の受電コイルＬ２とＩＨクッキングヒータの加熱誘導コイルＬ１とが上下に対応する位置関係となり、受電コイルＬ２の電磁変換効率が最も良くなるからである。

本発明の上火ヒータユニットの使用によって、ＩＨクッキングヒータ上において無煙無臭での上下両面焼きが実現される。調理容器１０内の調理材料Ｆから発生する煙や臭気物質は、排気口６Ｈから排出される際にラジエントヒータ６２に熱せられて活性化した後燃焼触媒部材６３によって完全燃焼されるからである。

なお、上記実施の形態における調理容器台５０のベース台５１の材質等は例示であり、例えば、珪藻土等の粘土質材料やセラミックス系の素材によるベース台５１とすることも可能である。また、ラジエントヒータ６２についても、例えば、セラミックス管入りの遠赤外線ヒータ、その他任意のヒータを用いることができる。

ＴＰ トッププレート
Ｌ１ 加熱誘導コイル
Ｌ１ 受電コイル
１０ 調理容器
５０ 調理容器台
５Ｈ 貫通孔
５２ 伝熱部材
６０ 容器蓋
６Ｈ 排気口
６Ｓ 断熱層
６２ ラジエントヒータ
６３ 後燃焼触媒部材

Claims (4)

1. ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルとの間における相互誘導作用によって起電力を発揮する受電コイルを内蔵し、上面を調理容器を安定に載置可能に形成してなる非金属製の調理容器台と、裏面側に前記受電コイルに生じた電力によって駆動するラジエントヒータを内蔵し、前記調理容器台上に載置された調理容器を覆う態様で使用する容器蓋とを備え、
   前記調理容器台上に載置した調理容器内に収容された調理材料を誘導加熱コイルによる調理容器自体の発熱と前記容器蓋内のラジエントヒータからの放射熱とによって上下両面から焼き上げることを可能とするとともに、前記調理容器台の高さを調節することによって上下両面の焼き上がり加減をバランスさせることを可能とし、
   さらに、前記調理容器台の中心部に上下方向の貫通孔を形成し、該貫通孔に前記調理容器台上に載置された調理容器の底面からＩＨクッキングヒータのトッププレートに至る長さの熱伝導性の高い非磁性金属からなる伝熱部材を装填し、該伝熱部材を介してＩＨクッキングヒータに備えられている温度検出センサを機能させることを特徴とするＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニット。
2. 前記容器蓋に、加熱された調理材料から発生する煙および臭気物質を燃焼するための後燃焼触媒部材を付設した排気口を形成し、前記後燃焼触媒部材を調理材料とともに前記ラジエントヒータによって加熱することによって活性化することを特徴とする請求項１に記載のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニット。
3. 前記受電コイルの平面視における外形が、ＩＨクッキングヒータの誘導加熱コイルの平面視における外形に対応する外形に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニット。
4. 前記受電コイルの上面側に、前記調理容器台上に載置された調理容器からの熱を遮断するための断熱層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＩＨクッキングヒータ用の上火ヒータユニット。

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