JP6921232B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器について、図1から図9を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1を示す誘導加熱調理器の構成図である。図1において、誘導加熱調理1は、筐体2、内鍋3、内鍋収納部4、加熱部5、インバータ回路基板6、制御部7、蓋体8及び開閉用ボタン9を有する。また、加熱部5は、内鍋収納部4の下方に配置され、第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bを備えている。誘導加熱調理器1は、例えば内鍋3に白米と水を投入し炊飯器として使用することも可能である。
また、内鍋3は、被加熱物であり、熱伝導率が高いアルミ等からなる母材で構成されている。内鍋3の外面には、強磁性材料がコーティングや接合等によって施されており、加熱部5への高周波電流の通電によって電磁誘導加熱される。内鍋収納部4は、筐体2の内部に形成されており、内鍋3が着脱自在に収納できるようになっている。
図2は、本発明の実施の形態1を示す誘導加熱調理器の回路ブロック図である。図2において、使用者により表示及び操作部を有する制御部7へ調理指示等の加熱開始の指示がなされると、制御部7はインバータ回路基板6の制御を開始する。インバータ回路基板6は、制御部7より信号を受けて動作を開始し、第1の加熱コイル5aまたは第2の加熱コイル5bに高周波電流を供給する。加熱部5に高周波電流が流れると、加熱部5からは交番磁界が発生し、これにより被加熱物である内鍋3に磁束が与えられる。これにより、内鍋3には渦電流が発生し、この渦電流と内鍋3の電気抵抗によりジュール熱が発生し、内鍋3は加熱される。なお、図2において、内鍋3は平面の外形のみを示している。
図3は、本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の対流加熱状態における加熱コイルの通電波形を示す図である。
図3において、高周波の交流電流が加熱部5に高周波電流が流れている状態をHIGH、高周波電流が流れていない状態をLOWとして簡略化して示している。制御部7は第1期間t1では第1の加熱コイル5aに高周波電流を供給し、第2期間t2では第2の加熱コイル5bに高周波電流を供給する。このように、第1の加熱コイル5aと第2の加熱コイル5bの何れか一方のみを通電するように第1のインバータ回路6aと第2のインバータ回路6bを制御することで対流の発生を促進する。即ち、制御部7は、第1期間t1と第2期間t2が連続して交互に繰り返すように第1のインバータ6a及び第2のインバータ6bを制御する。
このように、内鍋3の底面部20をレーストラック形状とし、第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bを内鍋3の底面の長手方向に対して一列となるように配置したので、内鍋3の長手方向に沿って長い流路が形成され、大きな対流が発生する。なお、図3では、第1の加熱コイル5aと第2の加熱コイル5bの通電している第1期間t1と第2期間t1の比率を1:1程度としているが、これに限定するものではなく、例えば調理メニューや対流状態、内鍋3の温度等に応じて、適宜比率を変更しても良いし、第1の加熱コイル5aと第2の加熱コイル5bがいずれも通電しない休止期間を設けても良い。
図5は弱火で対流加熱を行う際の第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bの通電状態を示す図である。図3と同様に加熱コイル5の通電状態をHIGH、LOWで示している。第1期間t1では、第1の加熱コイル5aに対して断続的に通電を行い、内鍋3への平均投入電力を減少させる。次に第2期間t2では、第2の加熱コイル5bに対して同様に断続的に通電を行う。各加熱コイルに断続的に通電を行う周期は、断続的な通電により内鍋3の温度が大きく変動しない周期としている。したがって、第1の加熱コイル5a、第2の加熱コイル5bの切換え周期より短い周期となっている。このように、断続的に通電することによって、第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bの加熱電力を平均的に減少させて、火力を弱めている。尚、第1期間t1及び第2期間t2の設定時間としては、例えば各々5秒から10秒程度に設定される。
均一加熱の動作は、使用者が制御部7に、内鍋3に投入された調理物に対して均一加熱を行う指示で開始される場合と、制御部7に予めプログラムされた調理メニューのシーケンスにしたがって均一加熱を行う場合がある。
図6は、本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の均一加熱状態における加熱コイルの通電波形を示す図である。図3と同様に加熱コイルの通電状態をHIGH、LOWで示している。
図7は、本発明の実施の形態1における2つの加熱コイルに同時に電流を流した場合
の電流の向きを示す図である。図7(a)に記載の矢印が指し示す方向に電流が流れる場
合は、第1の加熱コイル5aと第2の加熱コイル5bが隣接する付近では、互いに流れる
電流の向きが同一となり、互いの加熱コイルに発生する磁束は足し合わされるので問題な
い。図7(b)に記載の矢印が指し示す方向に電流が流れる場合は、第1の加熱コイル5
aと第2の加熱コイル5bが隣接する付近では、互いに流れる電流の向きが逆方向になり
、磁束が打ち消される。したがって有効な加熱ができず、加熱効率が大幅に低下してしま
う。第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bを同時に通電しながら、干渉音や効
率低下を抑制する場合、加熱コイルに流れる電流の周波数や位相を正確に一致させる必要
があり、高度な制御技術やインバータ回路技術が必要となり、機器の高コスト化や大型化
を招くことがある。
図8において、内鍋3の底面部20をレーストラック形状としているため、加熱部5の半径aを、内鍋3の半円部の半径bにほぼ合わせて2個配置できるので、例えば、真円形状の内鍋3を用いて、真円形状の加熱部5を2個並べる場合と比較して、内鍋3の底面部20の面積に対して、加熱部5の設置面積を大きくすることができる。したがって、底面部20内の誘導加熱されない部分を小さくすることができる。さらには、レーストラック形状なので、真円形状の内鍋と比較して、長手方向に沿って対流経路が長くなり、大きな対流を発生させることができる。また、魚等の細長い食材をそのままの形状で調理できるという効果もある。
図9は、本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の内鍋と加熱コイルの外形形状及び位置関係の変形例を示す平面図である。
図9において、内鍋3と加熱部5の平面図を示しており、内鍋3の形状について、(a)が長方形、(b)がオーバル(楕円)、(c)が円形の構成である。内鍋3の底面部20内に、第1の加熱コイル5a及び第1の加熱コイル5bが含まれる構成で有れば良い。尚、図9は、図8と同様に、内鍋3、第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bの外形のみを簡略化して示した平面図であり、詳細な構造は省略している。
本発明の実施の形態2の誘導加熱調理器について図10から図12を用いて説明する。
上述した実施の形態1との相違点を主に説明するため、実施の形態1と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。
実施の形態1では、内鍋3は、上部が開口した有底筒形状に構成されており、底面部20の平面形状が横長形状に形成され、筐体2の内鍋収納部4に着脱自在に設ける形態を示した。図10において、誘導加熱調理器1は、実施の形態1の構成に加え、第1の加熱コイル5a、または、第2の加熱コイル5bの何れか一方の上面に配置され、筐体2の内鍋収納部4に着脱自在に設けられた円筒状の小型内鍋10を有し、使用者は調理内容に応じて内鍋3か小型内鍋10を選択し、いずれか一方の内鍋を内鍋収納部4に収納するものとする。尚、小型内鍋10の底面部のサイズは、内鍋3の底面部の長手方向よりも短い構成である。
図11は、本発明の実施の形態2における誘導加熱調理器の加熱コイルの通電波形を示す図である。
図11において、使用者により表示及び操作部を有する制御部7へ調理指示等の加熱開始の指示がなされると、制御部7はインバータ回路基板6の駆動、制御を開始する。インバータ回路基板6は、制御部7より信号を受けて動作を開始し、図11の時刻t1で、第1の加熱コイル5aに高周波電流を短時間供給し、時刻t2で第2の加熱コイル5bに高周波電流を短時間供給する。ここでは、第1の加熱コイル5aの上面に小型内鍋10が設置され、第2の加熱コイル5bの上部は加熱物がない、無負荷状態であるとする。したがって、制御部7は第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bの負荷状態を供給する高周波電流や、それに伴って発生する電圧等から判別し、小型内鍋10の有無及び、内鍋の種類を判別する。すなわち、第1の加熱コイル5aと第2の加熱コイル5bの両方に鍋があることを検知すれば、内鍋3が収納されていると判断し、第1の加熱コイル5aか第2の加熱コイル5bの何れかに内鍋があることを検知すれば、小型内鍋10が収納されていると判断する。図10に示す誘導加熱調理器1の場合、第1の加熱コイル5aの上面に小型内鍋10が収納された状態で、第2の加熱コイル5bは無負荷状態であると判断する。
図12は、発明の実施の形態2における誘導加熱調理器の温度センサの設置を示す平面図である。
図12において、小型内鍋10は第1の加熱コイル5aの上部または第2の加熱コイル5bの上部の何れでも設置可能とするため、温度センサ11を設けても良い。温度センサ11は、例えば、第1の加熱コイル5aの中央部と第2の加熱コイル5bの中央部の両方に第1の温度センサ11a及び第2の温度センサ11bを設けている。温度センサ11は、例えばサーミスタで構成され、内鍋収納部4を貫通して小型内鍋10の底面部20にバネ等を用いて押し当てられ、小型内鍋10の底面部20の温度を直接測定するためのものである。これにより小型内鍋10の温度を監視しながら調理を行い、調理メニューに応じて投入電力や調理時間の制御に使用される。このように第1の加熱コイル5a側と第2の加熱コイル5b側の何れにも温度センサ11を設けたので、使用者は小型内鍋10を第1の加熱コイル5aの上部または第2の加熱コイル5bの上部の何れに設置しても調理を行うことができる。
本発明の実施の形態3の誘導加熱調理器について図13から図15を用いて説明する。
上述した実施の形態1との相違点を主に説明するため、実施の形態1と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。
実施の形態1に示す誘導加熱調理器1は、内鍋3は、上部が開口した有底筒形状に構成されており、上面からみて、横長形状に形成され、筐体2の内鍋収納部4に着脱自在に設ける形態を示した。図13において、誘導加熱調理器1は、実施の形態1の構成に加え、第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bの上部にそれぞれ配置され、筐体2の内鍋収納部4に着脱自在に設けられた円筒状の複数の小型内鍋10を有し、使用者は調理内容に応じて内鍋3か複数の小型内鍋10の何れかを選択し、内鍋収納部4に収納するものとする。また、小型内鍋10の底面部20は、内鍋収納部4に複数配置されるため、内鍋3の底面部20の長手方向よりも短い長さに設定されている。
図14は、本発明の実施の形態3における誘導加熱調理器の加熱コイルの通電波形を示す波形図である。
図14において、使用者により表示及び操作部を有する制御部7へ調理指示等の加熱開始の指示がなされると、制御部7はインバータ回路基板6の制御を開始する。インバータ回路基板6は、制御部7より信号を受けて動作し、第1の加熱コイル5a及び第2の加熱コイル5bに交互に高周波電流を供給する。例えば、使用者の指示又は予めプログラムされた調理シーケンスにより、第1の加熱コイル5a上に配置される小型内鍋10が高火力で加熱され、第2の加熱コイル5b上に配置される小型内鍋10が低火力で加熱される場合に、図14に示すように、第1の加熱コイル5aに通電する第1期間t1を、第2の加熱コイル5bに通電される第2期間t2に対して長く設定し、第1の加熱コイル5aと第2の加熱コイル5bに交互に高周波電流を供給する。これにより、第1の加熱コイル5aの上部に配置される小型内鍋10への平均投入電力を、第2の加熱コイル5bの上部に配置される小型内鍋12bの平均投入電力よりも大きくすることができる。
図15は、本発明の実施の形態3における誘導加熱調理器の他の変形例を示す構成図である。
図13においては、独立した2つの小型内鍋を用いた構成について説明したが、例えば、図15に示すように、1つの横長形状の内鍋として、内側に調理物を分離する分離壁13を設けた二室内鍋12を用いても構わない。この分離壁13は、二室内鍋12の底面部20が横長形状である場合、この底面部の長手方向に対して調理物を収納する空間を2分割する構成である。
Claims (6)
- 筐体と、
第1領域と第2領域を含む底面部を有する内鍋と、
前記筐体内に設置され前記内鍋を着脱自在に収納する内鍋収納部と、
前記内鍋収納部の下方に設置され前記内鍋の前記第1領域に対向する位置に配置され前記内鍋を誘導加熱する第1の加熱コイルと、
前記内鍋収納部の下方に設置され前記内鍋の前記第2領域に対向する位置に配置され前記内鍋を誘導加熱する第2の加熱コイルと、
前記筐体内に設置され前記第1の加熱コイル及び前記第2の加熱コイルに高周波電流を供給する駆動手段と、
前記駆動手段を制御し、前記第1領域の加熱と、前記第2領域の加熱とを交互に繰りかえす制御部と、を備え、
前記第1領域は、前記底面部の中心を通過する軸線の一方側にあり、前記第2領域は前記軸線の他方側にあり、
前記内鍋の前記底面部は、レーストラック形状を有し、
前記第1の加熱コイルおよび前記第2の加熱コイルは、前記内鍋の前記底面部における半円部の半径と同じ半径を有する円形状を有することを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記第1領域と前記第2領域は、前記軸線に関して対称の形状である
ことを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理器。 - 前記駆動手段は、
前記第1の加熱コイルに高周波電流を供給する第1のインバータと、
前記第2の加熱コイルに高周波電流を供給する第2のインバータと、を備える
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。 - 前記制御部は、前記第1の加熱コイルにのみ通電する第1期間と、前記第2の加熱コイルにのみ通電する第2期間と、を有する
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記制御部は、前記第1期間では、前記第1の加熱コイルに断続的に通電し、前記第2期間では前記第2の加熱コイルに断続的に通電するように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項4に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第1の加熱コイルによって加熱される前記内鍋の温度を計測するための第1の温度センサと、
前記第2の加熱コイルによって加熱される前記内鍋の温度を計測するための第2の温度センサと、を備える
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の誘導加熱調理器。
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