JP6101649B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、被調理物を焼く誘導加熱調理器に関するものである。

従来のこの種の加熱調理器においては、特許文献１に示すように、鍋などの被加熱調理容器を加熱する加熱コイルと、魚などの調理物を加熱するグリル加熱コイルを設け、加熱コイルとグリル加熱コイルへ同時に高周波電流を供給できる駆動回路を備えた加熱調理器が記載されている。

特開２０１０−２６７４２２

特許文献１の駆動回路は、加熱コイルとグリル加熱コイルへ同時に誘導加熱を行うための高周波出力を供給するとともに、単独加熱の場合は所定の比率にて分配した高周波出力を供給するようにリレーおよび共振コンデンサなどの共振系の回路を形成した分配回路にて切り替えを行うため、駆動回路は加熱コイルおよびグリル加熱コイルの発生する加熱出力の最大値を足し合わせたものを最大値（たとえば加熱コイルが１５００Ｗ、グリル加熱コイルが１２００Ｗの場合は、１５００Ｗ＋１２００Ｗ＝２７００Ｗ）を許容できる回路構成を施す必要がある。そのため、回路構成はひとつでも、その回路構成自体が大変大きな出力を出す設計が必要になる課題がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本体上面に被調理物である鍋を載置するプレートと、該プレートの下方に設けられ前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記本体の内部に魚などの被調理物を収納する調理庫と、該調理庫の前記被調理物の下方に設けられ該被調理物を加熱する加熱プレートと、該加熱プレートの下方に設けられ該加熱プレートを誘導加熱するオーブン加熱コイルと、前記加熱コイルと前記オーブン加熱コイルの一方に電流を流すための切替回路と、前記加熱コイルと前記オーブン加熱コイルに高周波電流を供給し前記加熱コイルと前記オーブン加熱コイルに供給する電力を制御する共用インバータと、前記本体に設け前記加熱コイルの設定と前記オーブン加熱コイルの設定を行う操作部と、前記操作部の設定に応じて前記切替回路と前記共用インバータを制御する制御部とを備えたものである。

本発明によれば、複数の加熱コイルを加熱する場合でも、共用するインバータ回路に使用する部品の仕様は、約１個の加熱コイルに電力を供給できる程度の仕様とすることができる。

一実施例の加熱調理器をシステムキッチンに収納した状態の斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図。 一実施例のオーブンユニットの展開図。 一実施例のオーブンユニットの断面図。 一実施例の基板ボックスの断面図。 一実施例の動作説明図。

以下、本発明の実施例を上記した図１から図６に従って説明する。

図１において、加熱調理器の本体２は、システムキッチン１の上面の天板１ａの穴から落とし込んで設置され、設置後は本体２の後述するオーブン４と前操作部５がシステムキッチン１の天板１ａの下方の前面部から操作できるようになっており、操作部４０を構成する前操作部５は主にオーブン４の電源の入・切やメニューの選択・設定、操作を行う。

調理を行う際の調理鍋（図示せず）は、本体２の上面に配置された耐熱ガラス等からなるプレート３上に載置され、プレート３の周囲端面は、プレート枠１４によって保護されている。

プレート３には前記調理鍋を載置する位置である載置部６が描かれている。載置部６は、プレート３の上面手前の右に載置部右６ａ、左に載置部左６ｂが配置され、これら両載置部６ａ、６ｂ間の奥（中央後部）に載置部中央６ｃが配置されている。そして、プレート３を挟んで各載置部６の下に位置するように、本体２内の上部に調理鍋を誘導加熱する加熱コイル２５（載置部右６ａの下方には加熱コイル右２５ａ、載置部左６ｂの下方には加熱コイル左２５ｂ、載置部中央６ｃの下方には加熱コイル中央２５ｃ）が設置されている。

また、プレート３の前面側には、上面操作部９とその奥側に位置する上面表示部１０が設けられており、操作部４０を構成する上面操作部９は前記調理鍋を加熱する加熱コイル２５の設定を行う。

本体２の内部には、発熱部品である加熱コイル２５や電子部品、および、これらの発熱部品を冷却するための冷却ファン２０、加熱コイル２５を駆動制御する制御部２３、加熱コイル右２５ａと加熱コイル左２５ｂの各々に電力を供給する二組のインバータ２１と加熱コイル中央２５ｃと後述するオーブン加熱コイル１６ａに電力を供給する共用インバータ２２などが配置されている基板ボックス２４が備えられている。

本体２の後部上面には、前記冷却ファン２０の駆動によって外気を吸引する吸気口７と、発熱部品である加熱コイル２５や電子部品を冷却した後の廃熱を本体２外に排出する排気口８が設けられている。なお、排気口８からは、後述するオーブン４の廃熱も同時に排出される。

オーブン４は、魚やピザ等の被調理物１２を焼くためのもので、本体２の前記加熱コイル２５の下方に位置し、前面部の左側若しくは右側に配置されている（本実施例では、本体２の左側に配置されている）。

次にオーブン４の詳細について説明する。

オーブン４の調理庫２６は、前面に被調理物１２を出し入れするための開口部である出入り口２６ａを設けた箱型をしており、内部の上部には加熱手段１６である上ヒータ１６ｂ、下部にはガラス等の電磁波を透過するフラット形状の底プレート１８の下方に誘導加熱コイルからなるオーブン加熱コイル１６ａが設けられている。底プレート１８の上面には被調理物１２から調理中に垂れる脂を受けるための受け皿１７と被調理物１２を載置する焼き網１３を設け、受け皿１７と焼き網１３の間にはオーブン加熱コイル１６ａによって加熱される加熱プレート１５が設けられている。受け皿１７はオーブン加熱コイル１６ａにより誘導加熱されないように、例えばアルミ等の誘導加熱され難い非磁性金属で構成し、加熱プレート１５は例えば鉄等の誘導加熱が良好な磁性金属板で構成されている。また、加熱プレート１５は複数の開口孔１５ａを有しており、被調理物１２から調理中に垂れた脂が受け皿１７に溜まるようにしている。

上ヒータ１６ｂ、オーブン加熱コイル１６ａを制御する制御部２３は、オーブン４からの熱の影響を受けない場所に配置されており、前操作部５や上面操作部９とも連なっている。

調理庫２６の後方上部には、排気出口２９が設けられ、該排気出口２９は排気通路３５を介して本体２の後部上面に開口した排気口８に連通している。

また、排気出口２９の入り口側には調理庫２６内で発生する煙や臭いを浄化する空気浄化用の触媒３４と、触媒３４を加熱するための触媒ヒータ３７が配置され、途中には煙や臭いを強制的に排気口８から本体２外に排出するための排気手段３６が設けられている。なお、排気手段３６は、排気ファン３６ａと排気モータ３６ｂとで構成されている。

触媒ヒータ３７と排気モータ３６ｂは制御部２３に接続されている。

温度センサー（図示せず）は、調理庫２６の側面に設けられ、調理庫２６の内部の温度を検出するためのもので、制御部２３に接続されている。

オーブン加熱コイル１６ａに電力を供給する共用インバータ２２は、加熱コイル中央２５ｃにも電力を供給することで一個のインバータ回路で共用するように設けられている。

共用インバータ２２とオーブン加熱コイル１６ａと加熱コイル中央２５ｃとの回路構成は図６に示す。共用インバータ２２は四個の半導体スイッチＱ１，Ｑ２で構成し、切替回路３０はスイッチＳ１，Ｓ２で構成し、オーブン加熱コイル１６ａは、一端側をスイッチＳ２と接続し、他端側を直流電源３１に接続された共振コンデンサＣ２と直列に接続されている。加熱コイル中央２５ｃは、一端側をスイッチＳ１と接続し、他端側を直流電源３１に接続された共振コンデンサＣ１と直列に接続されている。

切替回路３０のスイッチＳ１とＳ２は、電力の供給先となるオーブン加熱コイル１６ａ、もしくは加熱コイル中央２５ｃのどちらか一方のみを接続する切替スイッチである。

駆動回路となる共用インバータ２２はオーブン加熱コイル１６ａと加熱コイル中央２５ｃに高周波電流を流し、オーブン加熱コイル１６ａと加熱コイル中央２５ｃに供給する電力を制御するものである。この切替回路３０と共用インバータ２２は制御部２３によって制御される。

初めにオーブン４を単独で加熱した場合について図６（ａ）を用いて説明する。

オーブン４の加熱を開始すると、切替回路３０のスイッチＳ２が閉成して電力がオーブン加熱コイル１６ａへ流れる回路構成とする。そして、初めに（ａ１）に示すように共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１を閉成してオーブン加熱コイル１６ａを介して共振コンデンサＣ２へと電流が流れる。次に（ａ２）に示すように共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１を開成した後に半導体スイッチＱ２を閉成することでオーブン加熱コイル１６ａを介して共振コンデンサＣ２から放電する。この動作を繰り返してオーブン加熱コイル１６ａに磁界が発生する。オーブン加熱コイル１６ａに磁界が発生するとオーブン４の下方に設けられた加熱プレート１５に渦電流が発生して加熱プレート１５が発熱して、焼き網１３に載置された被調理物１２を加熱する。

次に載置部中央６ｃに載置した被調理物である鍋（図示なし）を単独で加熱した時の回路の動作について図６（ｂ）を用いて説明する。

載置部中央６ｃに載置した被調理物である鍋を加熱する場合は、切替回路３０のスイッチＳ１が閉成して載置部中央６ｃの下方に設けた加熱コイル中央２５ｃに電流が流れる回路構成とする。そして、初めに（ｂ１）に示すように共用インバータ２２の半導体スイッチＱ２を閉成して加熱コイル中央２５ｃを介して共振コンデンサＣ１へと電流が流れる。次に（ｂ２）に示すように共用インバータ２２の半導体スイッチＱ２を開成した後に半導体スイッチＱ１を閉成することで加熱コイル中央２５ｃを介して共振コンデンサＣ１から放電する。この動作を繰り返して加熱コイル中央２５ｃに磁界が発生する。加熱コイル中央２５ｃに磁界が発生すると加熱コイル中央２５ｃの上方のプレート３に載置された鍋の鍋底に渦電流が発生して鍋底が発熱して鍋内の調理物を加熱する。

次に、オーブン４で魚などの被調理物１２と載置部中央６ｃで被調理物の鍋を同時に加熱する場合について図６を用いて説明する。

これは、切替回路３０のスイッチＳ１とＳ２を交互に切替えて加熱コイル中央２５ｃとオーブン加熱コイル１６ａに交互に電流を流して両方の被調理物を加熱することが可能となる。

初めに、切替回路３０のスイッチＳ２が閉成（この時Ｓ１は開成）して電力がオーブン加熱コイル１６ａへ流れる回路構成として、初めに（ａ１）に示す共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１を閉成してオーブン加熱コイル１６ａを介して共振コンデンサＣ２へと電流を流し、次に（ａ２）に示すように共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１を開成した後に半導体スイッチＱ２を閉成することでオーブン加熱コイル１６ａを介して共振コンデンサＣ２から電流を流して放電する動作を行い、その後に、共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１、Ｑ２の両方を開成する。次に、切替回路３０のスイッチＳ２を開成してＳ１を閉成して加熱コイル中央２５ｃに電流が流れる回路構成として、初めに（ｂ１）に示すように共用インバータ２２の半導体スイッチＱ２を閉成して加熱コイル中央２５ｃを介して共振コンデンサＣ１へと電流を流し、次に（ｂ２）に示すように共用インバータ２２の半導体スイッチＱ２を開成した後に半導体スイッチＱ１を閉成することで加熱コイル中央２５ｃを介して共振コンデンサＣ１から電流を流して放電する動作を行い、その後に、共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１、Ｑ２の両方を開成する。この一連の動作を繰り返すことで、加熱コイル中央２５ｃとオーブン加熱コイル１６ａに交互に電流を流して両方の被調理物を加熱することが可能となる。

また、加熱コイル中央２５ｃとオーブン加熱コイル１６ａの同時加熱時の各々の出力は、切替回路３０のＳ１とＳ２の切替比率（該比率に対応して例えばＳ２の閉成時間を長くした場合は、共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１とＱ２の開閉の時間も長くする）を制御部２３で制御することで、一方の出力を約１０〜９０％出力しながら、他方は回路の許容する最大出力から一方の出力を減じた範囲の約９０〜１０％の出力が可能（ただし、他方側の加熱コイルが許容できる最大出力まで）となる。

また、一方の出力を一定となるように切替回路３０のＳ１とＳ２の切替比率を固定して、他方に電量を流す時の共用インバータ２２の半導体スイッチＱ１とＱ２の開閉する時間比率を制御部２３で制御することで、回路の許容できる最大出力範囲で他方の出力を自由に制御できる。ただし、切替回路３０のＳ１とＳ２の切替比率が先に加熱を開始した出力に支配的になるため、この状態では後から加熱を開始する方の出力が小さくなる可能性がある。その時は、先に加熱を開始した方の設定（火力を低下しても調理に影響しないメニュー、調理に影響しない程度の火力の低下）に応じて、先に加熱を開始した方の出力を低下して後から加熱を開始する方の火力を確保するために、切替回路３０のＳ１とＳ２の切替比率を変更することも可能である。

このような回路構成と制御方法を取り入れることで、オーブン４のみの加熱時はオーブン加熱コイル１６ａは最大出力で加熱が可能となり、載置部中央６ｃのみで加熱時は加熱コイル中央２５ｃは最大出力で加熱が可能となり、オーブン４と載置部中央６ｃの両方で加熱する時は、オーブン加熱コイル１６ａと加熱コイル中央２５ｃの同時加熱時が可能となる。同時加熱時は、各々の最大出力での加熱は出来なくなるが、回路に使用する部品の仕様は、加熱コイル中央２５ｃとオーブン加熱コイル１６ａの最大出力の大きい加熱コイルに通電する仕様に合わせて回路を構成することが可能となるので、先行技術文献に示すように加熱コイル中央２５ｃとオーブン加熱コイル１６ａの最大出力の合計した出力を許容する大きな回路構成が必要無くなる。

また、加熱コイル中央２５ｃの有る載置部中央６ｃは、本体２の奥側に有り、使い方としては、使用者の手のかからない、保温などの加熱が主となり、加熱コイル中央２５ｃの最大出力の約５０％に満たない程度の火力があれば足りるものであり、回路を共用する加熱部を選ぶことで使い勝手を低下することは無い。

また、オーブン４の加熱において、加熱コイル中央２５ｃの使用している出力に応じてオーブン加熱コイル１６ａの使用できる最大出力が影響を受ける。オーブン４の加熱では、被調理物１２の上下にある加熱のバランスが崩れると被調理物１２の下面側と上面側の加熱に悪影響を与えてしまう。そこで、上ヒータ１６ｂの出力をオーブン加熱コイル１６ａの出力に合わせて調整できるように、上ヒータ１６ｂへ供給する電力は、リレーなどの開閉器によるＯＮ／ＯＦＦ制御に代わってトライアックなどの半導体スイッチを設けて電力を調整することで、被調理物１２を調理するときの悪影響を低減することが可能となる。

さらに、オーブン４を加熱する時に先に載置部中央６ｃが使用されていた場合（もしくは載置部中央６ｃを加熱する時に先にオーブン４が使用されていた場合）は、調理への影響が無い一方の出力を自動で低減して他方の出力を確保し、他方の調理が終了後に一方の出力を自動で回復することで、使用者は何も気にすることなく自由に調理が可能となる。前述した調理への影響が無い調理として、載置部中央６ｃ側で出力が３０〜６０％程度で長時間タイマーを使用した保温や、一方の加熱時間に対して他方の加熱時間が極端に長い設定を行っている調理があげられる。

以上、本実施例によれば、複数の加熱コイルを加熱する場合でも、共用するインバータ回路に使用する部品の仕様は、約１個の加熱コイルに電力を供給できる程度の仕様とすることができる。

５ ・・・前操作部
６ ・・・載置部
９ ・・・上面操作部
１６ａ・・・オーブン加熱コイル
２２ ・・・共用インバータ
２３ ・・・制御部
２５ ・・・加熱コイル
３０ ・・・切替回路
３１ ・・・直流電源
４０ ・・・操作部

Claims (1)

1. 本体上面に被調理物である鍋を載置するプレートと、
   該プレートの下方に設けられ前記鍋を加熱する加熱コイルと、
   前記本体の内部に魚などの被調理物を収納する調理庫と、
   該調理庫の前記被調理物の下方に設けられ該被調理物を加熱する加熱プレートと、
   該加熱プレートの下方に設けられ該加熱プレートを誘導加熱するオーブン加熱コイルと、
   前記加熱コイルと前記オーブン加熱コイルの一方に電流を流すため前記加熱コイルに電力を供給する第一のスイッチと、前記オーブン加熱コイルに電力を供給する第二のスイッチを有する切替回路と、
   前記加熱コイルと前記オーブン加熱コイルに高周波電流を供給し、前記加熱コイルと前記オーブン加熱コイルに供給する電力を制御し、前記加熱コイルに電流を流す第一の半導体スイッチと前記オーブン加熱コイルに電流を流す第二の半導体スイッチを有する共用インバータと、
   前記本体に設けられ、前記加熱コイルの設定と前記オーブン加熱コイルの設定を行う操作部と、該操作部の設定に応じて、前記加熱コイルと前記オーブン加熱コイルの同時加熱のために、前記切替回路の第一および第二のスイッチを切り替えて前記切替回路の切替比率を制御し、前記共用インバータの前記第一および第二の半導体スイッチの開閉の時間長さを制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。