JP6991304B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の加熱コイルを有する誘導加熱調理器に関するものである。
従来の誘導加熱調理器においては、複数の加熱コイルを備え、被加熱物が載置されていない加熱コイルに、被加熱物が載置されている加熱コイルよりも小さい電力を供給するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許第5213937号公報
誘導加熱調理器によって加熱される被加熱物には、非磁性体の金属に磁性体の金属を取り付けた複合体で形成されたものがある。例えば、非磁性体のアルミ材質のフライパンの底の中央部にステンレスなどの磁性体の金属が貼り付けられた貼付フライパンなどが存在する。また、一般に、複合体の被加熱物は、非磁性体の底面が平らとなる中央部分に磁性体が取り付けられ、底面が湾曲する外周部には磁性体が取り付けられていない。
しなしながら、特許文献1に記載の誘導加熱調理器は、被加熱物の外径に応じて加熱コイル毎の電力分配を変化させているが、被加熱物の材質に応じた制御を何ら行っていない。このため、複合体の被加熱物を誘導加熱する場合、被加熱物の材質に適した誘導加熱を行うことができず、加熱温度の不均一が生じる、という問題点があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複合体の被加熱物を誘導加熱する際における、加熱温度の不均一を抑制することができる誘導加熱調理器を得るものである。
本発明に係る誘導加熱調理器は、同一平面上に少なくとも一列に配置された複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルにそれぞれ高周波電流を供給する複数のインバータ回路と、前記複数の加熱コイルのそれぞれの上方に載置された被加熱物の材質を判定する材質判定部と、前記材質判定部の判定結果に基づき、前記複数のインバータ回路の駆動を制御する制御装置と、を備え、前記複数の加熱コイルは、互いに隣り合う第1加熱コイルと第2加熱コイルとを含み、前記制御装置は、前記第1加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、前記第2加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である場合、前記第1加熱コイルに供給する高周波電流の周波数を、前記第2加熱コイルに供給する高周波電流の周波数よりも高くし、前記第1加熱コイルへの高周波電流の供給を停止し、前記第2加熱コイルに高周波電流を供給する動作と、前記第2加熱コイルへの高周波電流の供給を停止し、前記第1加熱コイルに高周波電流を供給する動作とを切り替えるものである。
また、本発明に係る誘導加熱調理器は、同一平面上に少なくとも一列に配置された複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルにそれぞれ高周波電流を供給する複数のインバータ回路と、前記複数の加熱コイルのそれぞれの上方に載置された被加熱物の材質を判定する材質判定部と、前記材質判定部の判定結果に基づき、前記複数のインバータ回路の駆動を制御する制御装置と、を備え、前記複数の加熱コイルは、互いに隣り合う第1加熱コイルと第2加熱コイルとを含み、前記制御装置は、前記第1加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、前記第2加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である場合、前記第1加熱コイル及び前記第2加熱コイルへ、磁性体に対応する周波数の高周波電流を供給する動作と、前記第1加熱コイル及び前記第2加熱コイルへ、非磁性体または磁性体と非磁性体とを含む材質に対応する周波数の高周波電流を供給する動作とを切り替えるものである。
本発明は、複合体の被加熱物を誘導加熱する際、被加熱物の材質に適した誘導加熱を行うことができ、加熱温度の不均一を抑制することができる。
実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器と被加熱物を示す斜視図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の第1の誘導加熱手段を示す平面図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の第1の誘導加熱手段の配置を説明する平面図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器におけるコイル電流と入力電流の関係に基づく材質判定特性図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器が誘導加熱する複合体の被加熱物を示す図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと被加熱物を示す図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと被加熱物を示す図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと被加熱物を示す図である。 実施の形態2に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 実施の形態2に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。 実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。 実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。 実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。 実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。 実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。 実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。 実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。 実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。 実施の形態3に係る誘導加熱調理器の別の駆動回路を示す図である。 実施の形態4に係る誘導加熱調理器の概略構成を示す斜視図である。
実施の形態1.
(構成)
図1は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。
図2は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器と被加熱物を示す斜視図である。
図1及び図2に示すように、誘導加熱調理器100は、鍋等の被加熱物5が載置される天板4を上部に有している。天板4には、被加熱物5を誘導加熱するための加熱口として、第1の誘導加熱口1、及び第2の誘導加熱口2を備えている。第1の誘導加熱口1及び第2の誘導加熱口2は、天板4の手前側において、横方向に並設されている。また、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器100は、3口目の加熱口として、第3の誘導加熱口3も備えている。第3の誘導加熱口3は、第1の誘導加熱口1及び第2の誘導加熱口2の奥側であって、天板4の横方向のほぼ中央位置に設けられている。
第1の誘導加熱口1、第2の誘導加熱口2及び第3の誘導加熱口3のそれぞれの下方には、加熱口に載置された被加熱物5を加熱する第1の誘導加熱手段11、第2の誘導加熱手段12及び第3の誘導加熱手段13が設けられている。各々の加熱手段は加熱コイルで構成されている。
天板4は、全体が耐熱強化ガラス又は結晶化ガラス等の赤外線を透過する材料で構成されている。また、天板4には、第1の誘導加熱手段11の加熱範囲に対応して、被加熱物5の大まかな載置位置を示す矩形の位置表示が、塗料の塗布又は印刷等により形成されている。また、天板4には、第2の誘導加熱手段12及び第3の誘導加熱手段13の加熱範囲に対応して、被加熱物5の大まかな載置位置を示す円形の位置表示が、塗料の塗布又は印刷等により形成されている。
天板4の手前側には、第1の誘導加熱手段11、第2の誘導加熱手段12及び第3の誘導加熱手段13で被加熱物5を加熱する際の投入電力及び調理メニュー等を設定するための入力装置として、操作部40が設けられている。なお、本実施の形態1では、誘導加熱手段毎に操作部40を分けて、操作部40a、操作部40b及び操作部40cとしている。
また、操作部40の近傍には、報知手段として、各誘導加熱手段の動作状態、操作部40からの入力及び操作内容等を表示する表示部41が設けられている。なお、本実施の形態1では、誘導加熱手段毎に表示部41を分けて、表示部41a、表示部41b及び表示部41cとしている。
なお、操作部40及び表示部41は、上述のように誘導加熱手段毎に設けられている場合、及び、各誘導加熱手段共通のものとして設ける場合等、特に限定するものではない。ここで、操作部40は、例えばプッシュスイッチ及びタクトスイッチ等の機械的なスイッチ、電極の静電容量の変化により入力操作を検知するタッチスイッチ等により構成されている。また、表示部41は、例えばLCD及びLED等で構成されている。
なお、操作部40と表示部41とは、これらを一体に構成した操作表示部43としても良い。操作表示部43は、例えば、LCDの上面にタッチスイッチを配置したタッチパネル等によって構成される。
なお、LCDは、Liquid Crystal Deviceの略称である。また、LEDは、Light Emitting Diodeの略称である。
誘導加熱調理器100の内部には、第1の誘導加熱手段11、第2の誘導加熱手段12、及び第3の誘導加熱手段13のコイルに高周波電力を供給する駆動回路50が設けられている。また、誘導加熱調理器100の内部には、駆動回路50を含め誘導加熱調理器100全体の動作を制御するための制御部45とが設けられている。
駆動回路50により高周波電力が、第1の誘導加熱手段11、第2の誘導加熱手段12及び第3の誘導加熱手段13に供給されることで、各誘導加熱手段の加熱コイルからは高周波磁界が発生する。なお、駆動回路50は加熱手段毎に設けられているが、その回路構成は同一であっても良いし、加熱手段毎に変更しても良い。駆動回路50の詳細構成については、後述する。
図3は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の第1の誘導加熱手段を示す平面図である。
第1の誘導加熱手段11は、同一平面上に一列に配置された複数の加熱コイルを備える。図3に示す例では、第1の誘導加熱手段11が、第1加熱コイル11a、第2加熱コイル11b、第3加熱コイル11c、及び第4加熱コイル11dの、4つの加熱コイルを備えるものを示している。第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、例えば、天板4の横方向に一列に配置されている。
第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、絶縁皮膜された金属からなる導線が巻き付けられることにより構成される。導線としては、例えば、銅又はアルミニウムなど任意の金属を用いることができる。また、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、それぞれ、導線が独立して巻かれている。
第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、例えば、平面視において楕円状に形成される。第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、それぞれ、同一の形状及び同一の大きさである。ここで、同一の形状及び同一の大きさとは、厳密に同一の形状及び大きさである場合に限らず、製造誤差などにより生じた誤差を含むものであり、略同一の形状及び略同一の大きさである場合も許容される。
図4は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の第1の誘導加熱手段の配置を説明する平面図である。
図4に示すように、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、楕円形状の短軸が直線CL上に配置されている。即ち、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、楕円形状の長軸LAが直線CLと直交するように一列に配置されている。また、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、隣り合う2つの加熱コイルの間隔L2が、加熱コイルの短軸の長さL1の半分よりも短く配置されている。
なお、以下の説明において、第1加熱コイル11a、第2加熱コイル11b、第3加熱コイル11c、及び第4加熱コイル11dを総称して、各加熱コイルと称する場合がある。
第2の誘導加熱手段12及び第3の誘導加熱手段13は、径が異なる円形状の複数の加熱コイルが同心円状に配置されて構成されている。円形状の複数の加熱コイルは、絶縁皮膜された金属からなる導線が巻き付けられることにより構成される。導線としては、例えば、銅又はアルミニウムなど任意の金属を用いることができる。
なお、本実施の形態1においては、第1の誘導加熱手段11は、同一平面上に一列に配置された楕円状の複数の加熱コイルを備え、第2の誘導加熱手段12及び第3の誘導加熱手段13は、同心円状に配置された円形状の複数の加熱コイルを備える構成を説明するが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第2の誘導加熱手段12及び第3の誘導加熱手段13の少なくとも一方が、第1の誘導加熱手段11と同様の構成としても良い。
なお、以下の説明においては、第1の誘導加熱手段11に関わる構成及び動作について説明する。
図5は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
図5に示すように、第1の誘導加熱手段11は、駆動回路50a、駆動回路50b、駆動回路50c、及び駆動回路50dにより駆動制御される。第1加熱コイル11aは、駆動回路50aにより駆動制御される。第2加熱コイル11bは、駆動回路50bにより駆動制御される。第3加熱コイル11cは、駆動回路50cにより駆動制御される。第4加熱コイル11dは、駆動回路50dにより駆動制御される。
駆動回路50aから第1加熱コイル11aに高周波電流が供給されることで、第1加熱コイル11aから高周波磁界が発生する。駆動回路50bから第2加熱コイル11bに高周波電流が供給されることで、第2加熱コイル11bから高周波磁界が発生する。駆動回路50cから第3加熱コイル11cに高周波電流が供給されることで、第3加熱コイル11cから高周波磁界が発生する。駆動回路50dから第4加熱コイル11dに高周波電流が供給されることで、第4加熱コイル11dから高周波磁界が発生する。
制御部45は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するCPUで構成される。また、制御部45は、第1の誘導加熱手段11が、第1加熱コイル11a、第2加熱コイル11b、第3加熱コイル11c、及び第4加熱コイル11dのそれぞれの上方に載置された被加熱物5の材質を判定する材質判定部46を有している。
なお、CPUは、Central Processing Unitの略称である。また、CPUは、中央処理装置、処理装置、又は演算装置ともいう。
制御部45が専用のハードウェアである場合、制御部45は、例えば、単一回路、複合回路、ASIC、FPGA、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御部45が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現しても良いし、各機能部を一つのハードウェアで実現しても良い。
なお、ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。また、FPGAは、Field-Programmable Gate Arrayの略称である。
制御部45がCPUの場合、制御部45が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリに格納される。CPUは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部45の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、若しくはEEPROM等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。
なお、制御部45の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしても良い。
なお、RAMは、Random Access Memoryの略称である。また、ROMは、Read Only Memoryの略称である。また、EPROMは、Erasable Programmable Read Only Memoryの略称である。また、EEPROMは、Electrically Erasable Programmable Read-Only Memoryの略称である。
図6は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。
なお、駆動回路50a~駆動回路50dは、その回路構成は同一であっても良いし、加熱コイル毎に変更しても良い。図6では、第1加熱コイル11aを駆動する駆動回路50aについて図示する。
図6に示すように、駆動回路50aは、直流電源回路22と、インバータ回路23と、共振コンデンサ24aとを備える。
直流電源回路22は、ダイオードブリッジ22a、リアクタ22b及び平滑コンデンサ22cを備え、交流電源21から入力される交流電圧を直流電圧に変換して、インバータ回路23へ出力する。
インバータ回路23は、スイッチング素子としてのIGBT23a及びIGBT23bが、直流電源回路22の出力に直列に接続されている。インバータ回路23は、フライホイールダイオードとしてダイオード23c及びダイオード23dが、それぞれIGBT23a及びIGBT23bと並列に接続されている。インバータ回路23は、いわゆるハーフブリッジ型のインバータである。
IGBT23aとIGBT23bは、制御部45から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。制御部45は、IGBT23aをオンさせている間はIGBT23bをオフ状態にし、IGBT23aをオフさせている間はIGBT23bをオン状態にし、交互にオンオフする駆動信号を出力する。これにより、インバータ回路23は、直流電源回路22から出力される直流電力を20kHz~100kHz程度の高周波の交流電力に変換して、第1加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとからなる共振回路に電力を供給する。
共振コンデンサ24aは、第1加熱コイル11aに直列に接続されている。第1加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとからなる共振回路は、第1加熱コイル11aのインダクタンス及び共振コンデンサ24aの容量に応じた共振周波数を有する。なお、第1加熱コイル11aのインダクタンスは、金属負荷である被加熱物5が磁気結合した際に金属負荷の特性に応じて変化し、このインダクタンスの変化に応じて共振回路の共振周波数が変化する。
第1加熱コイル11aに高周波電流が供給されると、第1加熱コイル11aに流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって、第1加熱コイル11aの直上の天板4上に載置された被加熱物5が誘導加熱される。
なお、スイッチング素子であるIGBT23a及びIGBT23bは、例えばシリコン系からなる半導体で構成されているが、炭化珪素、あるいは窒化ガリウム系材料などのワイドバンドギャップ半導体を用いた構成でも良い。
スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、スイッチング素子の通電損失を減らすことができる。また、駆動周波数を高周波にしても、即ちスイッチングを高速にしても、駆動回路50aの放熱が良好であるため、駆動回路50の放熱フィンを小型にすることができ、駆動回路50aの小型化及び低コスト化を実現することができる。
さらに、駆動回路50aは、入力電流検出手段25a及びコイル電流検出手段25bを有している。入力電流検出手段25aは、例えば電流センサで構成され、交流電源21から直流電源回路22へ入力される電流を検出し、入力電流値に相当する電圧信号を制御部45へ出力する。コイル電流検出手段25bは、例えば、電流センサで構成され、第1加熱コイル11aに流れる電流を検出し、コイル電流値に相当する電圧信号を制御部45に出力する。
(動作)
次に、本実施の形態1における誘導加熱調理器の動作について説明する。
使用者により、第1の誘導加熱口1に被加熱物5が載置され、加熱開始の指示が操作表示部43に行われると、制御部45の材質判定部46は材質判定処理を行う。
図7は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器におけるコイル電流と入力電流の関係に基づく材質判定特性図である。
図7に示すように、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのそれぞれの上方に載置される被加熱物5の材質によって、コイル電流と入力電流の関係が異なる。制御部45は、図7に示すコイル電流と入力電流との関係をテーブル化した材質判定テーブルを、予めメモリに記憶している。
材質判定処理において、制御部45は、駆動回路50a~駆動回路50dのそれぞれについて、材質判定用の特定の駆動信号でインバータ回路23を駆動する。制御部45は、入力電流検出手段25aの出力信号から入力電流を検出する。また同時に制御部45は、コイル電流検出手段25bの出力信号からコイル電流を検出する。制御部45の材質判定部46は、検出したコイル電流及び入力電流と、図7の関係を表した材質判定テーブルから、各加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質を判定する。
ここで、被加熱物5の材質は、鉄又はステンレス鋼等の磁性体と、アルミニウム又は銅等の非磁性体とに大別される。さらに、被加熱物5の中には、非磁性体に磁性体を取り付けた複合体がある。
図8は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器が誘導加熱する複合体の被加熱物を示す図である。なお、図8においては、被加熱物5を底面から見た図を示している。
図8に示すように、複合体の被加熱物5は、例えば、アルミニウムなどの非磁性体のフライパンの底の中央部に、ステンレス鋼などの磁性体6が取り付けられて形成されている。磁性体6の非磁性体への取り付けは、例えば、貼り付け、溶着、溶射、圧着、嵌め込み、かしめ、又は埋め込み等、任意の方法が用いられる。
一般に、複合体の被加熱物5は、非磁性体であるベースの、底面が平らとなる中央部分に磁性体6が取り付けられ、底面が湾曲する外周部には磁性体6が取り付けられていない。このような複合体の被加熱物5が加熱口に載置されると、加熱コイルの上方に磁性体と非磁性体とが載置されることとなる。つまり、材質判定において、磁性体と非磁性体とが上方に載置された加熱コイルの材質特性は、図7に示すように、磁性体の特性と非磁性体の特性との間の領域である「複合領域」の特性となる。
次に、制御部45は、材質判定処理の結果に応じて駆動回路50a~駆動回路50dを制御して、誘導加熱させる火力に応じた高周波電力を供給する加熱動作を行う。
以下、誘導加熱調理器100の第1の誘導加熱口1に、複合体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作と、磁性体のみで形成された被加熱物5が載置された場合の加熱動作とに分けて説明する。
<複合体の被加熱物5>
以下、第1の誘導加熱口1に、複合体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作について、大きさが中径である被加熱物5が載置された場合と、大きさが大径である被加熱物5が載置された場合とに分けて説明する。
ここで、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのうち、3つの加熱コイルの上方に載置される被加熱物5の大きさを中径と称し、4つの加熱コイルの上方に載置される被加熱物5の大きさを大径と称する。
(中径)
図9は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと被加熱物を示す図である。なお、図9においては、複合体の被加熱物5が加熱口に載置された状態の縦断面を模式的に示している。また、図9においては天板4の図示は省略している。
図9に示すように、誘導加熱調理器100の加熱口に、中径である複合体の被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第1加熱コイル11aの上方には、一部に磁性体6が載置され、他の一部に非磁性体が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第2加熱コイル11bの上方には、磁性体6が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第3加熱コイル11cの上方には、一部に磁性体6が載置され、他の一部に非磁性体が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第4加熱コイル11dの上方には、被加熱物5が載置されていないと判定する。
つまり、材質判定部46は、第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cの上方に被加熱物5が載置され、この被加熱物5の材質が複合体であると判定する。
なお、材質判定部46が判定する、加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質は、加熱コイルの直上の被加熱物5の材質である。例えば図9に示す複合体の被加熱物5においては、第2加熱コイル11bの直上に磁性体6が載置され、磁性体6のさらに上方に被加熱物5のベースとなる非磁性体が載置される。この場合、材質判定部46は、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6であると判定する。
図10は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。
制御部45は、第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である場合、次の動作を行う。
制御部45は、駆動回路50a、駆動回路50b及び駆動回路50cを動作させ、駆動回路50dの動作を停止させる。すなわち、上方に被加熱物5が載置されている第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cへ高周波電流を供給し、上方に被加熱物5が載置されていない第4加熱コイル11dへの高周波電流の供給を停止する。
また、制御部45は、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数及び駆動回路50cから第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数を、駆動回路50bから第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
例えば、制御部45は、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数及び駆動回路50cから第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数を、非磁性体に対応する周波数、例えば90kHzに設定する。また、制御部45は、駆動回路50bから第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数を、磁性体に対応する周波数、例えば25kHzに設定する。
そして、制御部45は、インバータ回路23のスイッチング素子のオンデューティ(オンオフ比率)を変更することで火力(電力)を制御する。これにより、天板4上に配置された被加熱物5が誘導加熱される。
ここで、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数及び駆動回路50cから第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数を、第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする理由は次の通りである。
即ち、アルミニウムなどで構成された非磁性体を誘導加熱するには、被加熱物5に発生する渦電流の表皮深さを小さくし、浸透容積を小さくして電流のインピーダンスを大きくする必要がある。このため、上方に載置された被加熱物の材質が非磁性体を含む第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cには、例えば50kHz以上100kHz以下の高周波電流を供給し、非磁性体に高周波の渦電流を発生させる。これにより、非磁性体のジュール熱による加熱が可能となる。
一方、鉄などで構成された磁性体においては、渦電流に対するインピーダンスが大きい。このため、磁性体が上方に載置された第2加熱コイル11bには、第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数よりも低い周波数、例えば20kHz以上40kHz以下の周波数を供給しても十分に渦電流による被加熱物5のジュール熱による加熱が可能である。
このように、複合体の被加熱物5を誘導加熱する加熱動作において、制御部45は、各加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質に応じて、各加熱コイルへの通電を制御する。このため、被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができ、被加熱物5の加熱温度の不均一を抑制することができる。
仮に、複合体の被加熱物5を誘導加熱する加熱動作において、各加熱コイルへ通電する高周波電流の周波数を同一又は近似した周波数に設定すると、複合体の被加熱物5の中央部(磁性部)と外周部(非磁性部)の両方を均一に加熱することがでない。例えば、各加熱コイルを低周波で通電すると複合体の被加熱物5の中央部の温度が外周部よりも高くなる。また例えば、各加熱コイルを高周波で通電すると複合体の被加熱物5の外周部の温度が中央部よりも高くなる。
なお、図9においては第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cの上方に複合体の被加熱物5が載置された場合を説明したが、被加熱物5の載置位置はこれに限定されない。例えば、第2加熱コイル11b~第4加熱コイル11dの上方に複合体の被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第2加熱コイル11b及び第4加熱コイル11dの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6であると判定する。
すなわち、材質判定部46は、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのうち、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である2つの加熱コイルの間に、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である加熱コイルが位置する場合、複合体の被加熱物5が載置されたと判定する。
そして、制御部45は、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのうち、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイルに供給する高周波電流の周波数を、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である加熱コイルに供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
なお、近接した複数の加熱コイルを同時に駆動すると、お互いの駆動周波数の差分に相当する干渉音が発生する場合がある。このような干渉音を抑制するため、制御部45は、駆動回路50a及び駆動回路50cの駆動周波数を、駆動回路50bの駆動周波数よりも可聴周波数以上(略20kHz以上)高くするようにしても良い。前述のオンデューティ可変制御の他に、例えば、駆動回路50a及び駆動回路50cの駆動周波数を予め設定した範囲内で可変する場合、駆動回路50a及び駆動回路50cの下限の駆動周波数が、駆動回路50bの上限の駆動周波数よりも20kHz高く設定する。なお、駆動回路50a及び駆動回路50cの最高駆動周波数は例えば100kHzとする。
これにより、近接して配置された、第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cを同時に駆動した場合に生じる干渉音の発生を抑制することができる。
(大径)
図11は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと被加熱物を示す図である。なお、図11においては、複合体の被加熱物5が加熱口に載置された状態の縦断面を模式的に示している。また、図11においては天板4の図示は省略している。
図11に示すように、誘導加熱調理器100の加熱口に、大径である複合体の被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第1加熱コイル11aの上方には、一部に磁性体6が載置され、他の一部に非磁性体が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第2加熱コイル11bの上方には、磁性体6が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第3加熱コイル11cの上方には、磁性体6が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第4加熱コイル11dの上方には、一部に磁性体6が載置され、他の一部に非磁性体が載置されたと判定する。
つまり、材質判定部46は、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dの上方に被加熱物5が載置され、この被加熱物5の材質が複合体であると判定する。
図12は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。
制御部45は、第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である場合、次の動作を行う。
制御部45は、駆動回路50a~駆動回路50dを動作させる。すなわち、上方に被加熱物5が載置されている第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dへ高周波電流を供給する。
また、制御部45は、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数及び駆動回路50dから第4加熱コイル11dへ供給する高周波電流の周波数を、駆動回路50bから第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数及び駆動回路50cから第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
例えば、制御部45は、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数及び駆動回路50dから第4加熱コイル11dへ供給する高周波電流の周波数を、非磁性体に対応する周波数、例えば90kHzに設定する。また、制御部45は、駆動回路50bから第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数及び駆動回路50cから第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数を、磁性体に対応する周波数、例えば25kHzに設定する。
そして、制御部45は、インバータ回路23のスイッチング素子のオンデューティ(オンオフ比率)を変更することで火力(電力)を制御する。これにより、天板4上に配置された被加熱物5が誘導加熱される。
なお、上述した中径の被加熱物5における動作と同様に、近接した複数の加熱コイルを同時に駆動した際の干渉音を抑制するため、制御部45は、駆動回路50a及び駆動回路50dの駆動周波数を、駆動回路50b及び駆動回路50cの駆動周波数よりも可聴周波数以上(略20kHz以上)高くするようにしても良い。
以上、複合体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作について、大きさが中径である被加熱物5と大径である被加熱物5とに分けて説明したが、被加熱物5の大きさはこれに限定されない。第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのうち、2つの加熱コイルの上方に載置される小径の被加熱物5が載置された場合、制御部45は次の動作を行う。
例えば、第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bの上方に小径である複合体の被加熱物5が載置され、材質判定部46が、第1加熱コイル11aの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6であると判定した場合、制御部45は次の動作を行う。制御部45は、駆動回路50a及び駆動回路50bを動作させる。また、制御部45は、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数を、駆動回路50bから第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
そして、制御部45は、インバータ回路23のスイッチング素子のオンデューティ(オンオフ比率)を変更することで火力(電力)を制御する。これにより、天板4上に配置された複合体の被加熱物5が、その材質に適した周波数によって誘導加熱される。
<磁性体の被加熱物5>
次に、第1の誘導加熱口1に、磁性材のみで形成された被加熱物5が載置された場合の加熱動作について説明する。
図13は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと被加熱物を示す図である。なお、図13においては、中径である磁性体の被加熱物5が加熱口に載置された状態の縦断面を模式的に示している。また、図13においては天板4の図示は省略している。
図13に示すように、誘導加熱調理器100の加熱口に、磁性体のみで形成され、中径である被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第1加熱コイル11a、第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cの上方に磁性体が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第4加熱コイル11dの上方には、被加熱物5が載置されていないと判定する。
制御部45は、駆動回路50a、駆動回路50b及び駆動回路50cを動作させ、駆動回路50dの動作を停止させる。すなわち、上方に被加熱物5が載置されている第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cへ高周波電流を供給し、上方に被加熱物5が載置されていない第4加熱コイル11dへの高周波電流の供給を停止する。
また、制御部45は、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数、駆動回路50bから第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数、及び駆動回路50cから第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数を、磁性体に対応して予め設定した周波数、例えば25kHzに設定する。
そして、制御部45は、インバータ回路23のスイッチング素子のオンデューティ(オンオフ比率)を変更することで火力(電力)を制御する。これにより、天板4上に配置された被加熱物5が誘導加熱される。
以上、磁性体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作について、大きさが中径である被加熱物5について説明したが、被加熱物5の大きさはこれに限定されない。大きさが小径又は大径である磁性体の被加熱物5が載置された場合、制御部45は、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのうち、上方に磁性体が載置された加熱コイルに、磁性体に対応して予め設定した周波数の高周波電流を供給する。これにより、天板4上に配置された磁性体の被加熱物5が、その大きさに適した誘導加熱が行われる。
なお、上述した加熱動作において、材質判定部46は材質判定処理を定期的に実行し、制御部45は、判定結果が更新された場合、当該更新後の判定結果に基づいて、被加熱物5の大きさ及び材質に適した誘導加熱を行うようにしても良い。
これにより、加熱動作中に被加熱物5の載置位置が移動された場合、又は材質が異なる別の被加熱物5に置き換えられた場合であっても、加熱口に載置されている被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができる。
(効果)
以上のように本実施の形態1においては、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である2つの加熱コイルの間に、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である少なくとも1つの加熱コイルが位置する場合、制御部45は次の動作を行う。即ち、制御部45は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイルに供給する高周波電流の周波数を、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である加熱コイルに供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
このため、複合体の被加熱物5を誘導加熱する際、被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができ、被加熱物5の加熱温度の不均一を抑制することができる。
また、被加熱物5の中央部あるいは外周部のみを誘導加熱した場合と比較すると、被加熱物5の速く加熱することができ、短時間で加熱調理ができる使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができると共に、高効率の誘導加熱調理器が得られる。
また本実施の形態1においては、第1加熱コイル11aの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である場合、制御部45は次の動作を行う。即ち、制御部45は、駆動回路50aから第1加熱コイル11aへ供給する高周波電流の周波数を、駆動回路50bから第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
このため、複合体の被加熱物5を誘導加熱する際、被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができ、被加熱物5の加熱温度の不均一を抑制することができる。
また本実施の形態1においては、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、それぞれ、同一の形状及び同一の大きさである。
このため、各加熱コイルの平面視における面積が同一となり、各加熱コイルに同じ高周波電流が供給される場合、各加熱コイルの直上の被加熱物5に発生する単位面積あたりの渦電流が同一となる。よって、被加熱物5の加熱温度の不均一を抑制することができる。
また本実施の形態1においては、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、楕円形状の長軸LAが直線CLと直交するように一列に配置されている。
このため、大きさが中径以下である被加熱物5を、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dの範囲内において任意の位置に載置して誘導加熱することができる。よって、被加熱物5の載置位置の自由度が高く、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
また本実施の形態1においては、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dは、隣り合う2つの加熱コイルの間隔L2が、加熱コイルの短軸の長さL1の半分よりも短く配置されている。
このため、2つの加熱コイルの間における被加熱物5の温度低下を抑制でき、加熱温度の不均一を抑制することができる。
実施の形態2.
本実施の形態2では複合体の被加熱物5の加熱動作において、複数の加熱コイルのうち、高周波電流を供給する加熱コイルを切り替える動作について説明する。なお、以下の説明では、上記実施の形態1と同一部分には同一の符号を付し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
(構成)
図14は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
図14に示すように、第1の誘導加熱手段11は、駆動回路50e及び駆動回路50fにより駆動制御される。第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bは、駆動回路50eにより駆動制御される。第3加熱コイル11c及び第4加熱コイル11dは、駆動回路50fにより駆動制御される。駆動回路50eから第1加熱コイル11aに高周波電流が供給されることで、第1加熱コイル11aから高周波磁界が発生する。駆動回路50eから第2加熱コイル11bに高周波電流が供給されることで、第2加熱コイル11bから高周波磁界が発生する。駆動回路50fから第3加熱コイル11cに高周波電流が供給されることで、第3加熱コイル11cから高周波磁界が発生する。駆動回路50fから第4加熱コイル11dに高周波電流が供給されることで、第4加熱コイル11dから高周波磁界が発生する。
図15は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。
図15では、第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bを駆動する駆動回路50eについて図示する。
図15に示すように、駆動回路50eは、直流電源回路22と、インバータ回路23と、共振コンデンサ24aと、共振コンデンサ24bと、スイッチ26aと、スイッチ26bとを備える。
直流電源回路22及びインバータ回路23の構成は、上記実施の形態1と同様である。
共振コンデンサ24aは、第1加熱コイル11aに直列に接続されている。共振コンデンサ24bは、第2加熱コイル11bに直列に接続されている。第1加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとからなる共振回路と、第2加熱コイル11bと共振コンデンサ24bとからなる共振回路とは並列に接続されている。
第1加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとからなる共振回路は、第1加熱コイル11aのインダクタンス及び共振コンデンサ24aの容量に応じた共振周波数を有する。なお、第1加熱コイル11aのインダクタンスは、金属負荷である被加熱物5が磁気結合した際に金属負荷の特性に応じて変化し、このインダクタンスの変化に応じて共振回路の共振周波数が変化する。
第2加熱コイル11bと共振コンデンサ24bとからなる共振回路は、第2加熱コイル11bのインダクタンス及び共振コンデンサ24bの容量に応じた共振周波数を有する。なお、第2加熱コイル11bのインダクタンスは、金属負荷である被加熱物5が磁気結合した際に金属負荷の特性に応じて変化し、このインダクタンスの変化に応じて共振回路の共振周波数が変化する。
スイッチ26aは、第1加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとからなる共振回路に直列に接続されている。スイッチ26aは、制御部45によってオンオフ切替される。スイッチ26aがオン状態の場合、インバータ回路23からの高周波電流が、第1加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとからなる共振回路に供給される。スイッチ26aがオフ状態の場合、第1加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとからなる共振回路への高周波電流の供給が停止する。
スイッチ26bは、第2加熱コイル11bと共振コンデンサ24bとからなる共振回路に直列に接続されている。スイッチ26bは、制御部45によってオンオフ切替される。スイッチ26bがオン状態の場合、インバータ回路23からの高周波電流が、第2加熱コイル11bと共振コンデンサ24bとからなる共振回路に供給される。スイッチ26bがオフ状態の場合、第2加熱コイル11bと共振コンデンサ24bとからなる共振回路への高周波電流の供給が停止する。
第1加熱コイル11aに高周波電流が供給されると、第1加熱コイル11aに流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって、第1加熱コイル11aの直上の天板4上に載置された被加熱物5が誘導加熱される。また、第2加熱コイル11bに高周波電流が供給されると、第2加熱コイル11bに流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって、第2加熱コイル11bの直上の天板4上に載置された被加熱物5が誘導加熱される。
コイル電流検出手段25bは、第1加熱コイル11aと第2加熱コイル11bとに流れる電流の和を検出し、コイル電流値に相当する電圧信号を制御部45に出力する。
なお、図15では第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bを駆動する駆動回路50eについて説明したが、第3加熱コイル11c及び第4加熱コイル11dを駆動する駆動回路50fについても同様の構成を適用することができる。すなわち、駆動回路50eの共振コンデンサ24aに代えて、駆動回路50fは、第3加熱コイル11cに直列に接続された共振コンデンサ24cを備える。駆動回路50eの共振コンデンサ24bに代えて、駆動回路50fは、第4加熱コイル11dに直列に接続された共振コンデンサ24dを備える。駆動回路50eのスイッチ26aに代えて、駆動回路50fはスイッチ26cを備える。駆動回路50eのスイッチ26bに代えて、駆動回路50fはスイッチ26dを備える。
スイッチ26cがオン状態の場合、インバータ回路23からの高周波電流が、第3加熱コイル11cと共振コンデンサ24cとからなる共振回路に供給される。スイッチ26cがオフ状態の場合、第3加熱コイル11cと共振コンデンサ24cとからなる共振回路への高周波電流の供給が停止する。スイッチ26dがオン状態の場合、インバータ回路23からの高周波電流が、第4加熱コイル11dと共振コンデンサ24dとからなる共振回路に供給される。スイッチ26dがオフ状態の場合、第4加熱コイル11dと共振コンデンサ24dとからなる共振回路への高周波電流の供給が停止する。
なお、本実施の形態2では、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dを、駆動回路50e及び駆動回路50fで駆動する構成を説明するが、本発明はこの構成に限定されない。上記実施の形態1と同様に、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dを、それぞれ独立した駆動回路50a~駆動回路50dを用いて駆動してもよい。
(動作)
次に、本実施の形態2における誘導加熱調理器の動作について説明する。
使用者により、第1の誘導加熱口1に被加熱物5が載置され、加熱開始の指示が操作表示部43に行われると、制御部45の材質判定部46は材質判定処理を行う。
材質判定処理において、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのそれぞれについて、材質判定用の特定の駆動信号でインバータ回路23を駆動する。また、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのスイッチ26a~スイッチ26dを、順次オン状態に切り替え、第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのそれぞれに、インバータ回路23からの高周波電流を供給する。制御部45は、入力電流検出手段25aの出力信号から入力電流を検出する。また同時に制御部45は、コイル電流検出手段25bの出力信号からコイル電流を検出する。
制御部45の材質判定部46は、上記実施の形態1と同様に、検出したコイル電流及び入力電流と、材質判定テーブルとから、各加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質を判定する。
以下、第1の誘導加熱口1に、複合体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作について、大きさが中径である被加熱物5が載置された場合(図9参照)と、大きさが大径である被加熱物5が載置された場合(図11参照)とに分けて説明する。
(中径)
図9に示すように、誘導加熱調理器100の加熱口に、中径である複合体の被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含むと判定する。また、材質判定部46は、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である判定し、第4加熱コイル11dの上方には被加熱物5が載置されていない無負荷であると判定する。
図16は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。
図17は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。
図16では、誘導加熱調理器100の加熱口に、中径である複合体の被加熱物5が載置された場合における、各加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質と、第1動作及び第2動作における各加熱コイルの通電状態を示している。
図17(a)は、第1動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。図17(b)は、第2動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。
制御部45は、第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である場合、第1動作と第2動作とを交互に切り替える。
第1動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cへの高周波電流の供給を停止し、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11bに高周波電流を供給する動作である。
第2動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cに高周波電流を供給し、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11bへの高周波電流の供給を停止する動作である。
また、制御部45は、第2動作において第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数を、第1動作において第2加熱コイル11bへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
具体的には、第1動作において、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26aをオフ状態にし、スイッチ26bをオン状態にする。そして、制御部45は、駆動回路50eのインバータ回路23を、磁性体6に対応する周波数である低周波にて駆動させる。制御部45は、駆動回路50fの動作を停止させる。
すなわち、複合体の被加熱物5が載置された3つの加熱コイルのうち、中央に配置された第2加熱コイル11bのみに低周波の高周波電流を供給する。ここで低周波とは、ステンレスなどの磁性体6を誘導加熱するための周波数であり、20kHz以上40kHz以下程度の周波数帯に含まれる任意の周波数である。第2加熱コイル11bのみを低周波通電することで、複合体の被加熱物5の中央部の磁性体6を誘導加熱することができる。
第1動作が所定時間経過した後、制御部45は、駆動回路50eのインバータ回路23の駆動を停止させる。
次に、第2動作において、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26aをオン状態、スイッチ26bをオフ状態にする。また、制御部45は、駆動回路50fのスイッチ26cをオン状態、スイッチ26dをオフ状態にする。そして、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23を、それぞれ、非磁性体に対応する周波数である高周波にて駆動させる。
すなわち、複合体の被加熱物5が載置された3つの加熱コイルのうち、外側に配置された第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cに高周波の高周波電流を供給する。ここで高周波とは、アルミニウムなどの非磁性体を誘導加熱するための周波数であり、50kHz以上100kHz以下程度の周波数帯に含まれる任意の周波数である。第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cを高周波通電することで、複合体の被加熱物5の外周部の非磁性体を誘導加熱することができる。
第2動作が所定時間経過した後、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23の駆動を停止させ、上記第1動作を再び行う。
このように、第1動作と第2動作を交互に切り替えることで、複合体の被加熱物5の磁性体6及び非磁性体の両方に適した高周波電流によって誘導加熱することができる。
なお、第1動作の動作時間と第2動作の動作時間とは、同一時間でも良いし異なる時間でも良い。ここで、鉄又はステンレス等の磁性体の熱容量は、アルミニウム又は銅等の非磁性体の熱容量よりも大きい。このため、第1動作の動作時間を第2動作の動作時間よりも長くしても良い。これにより、熱容量が大きく熱が伝熱し難くい磁性体を十分に加熱することができる。また、熱容量が小さく熱が伝熱し易い非磁性体の過剰な加熱を抑制することができる。
また例えば、第1動作において各加熱コイルへ供給する電力と、第2動作において各コイルへ供給する電力とは、同一電力でも良いし異なる電力でも良い。例えば、第2動作において第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cへ供給する電力を、第1動作において第2加熱コイル11bへ供給する電力よりも小さくしても良い。これにより、熱容量が小さく局所的に発熱し易い非磁性体の過剰な加熱を抑制することができる。
なお、上記説明では、第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cの上方に複合体の被加熱物5が載置された場合を説明したが、被加熱物5の載置位置はこれに限定されない。すなわち、制御部45は、第1動作において、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイルへの高周波電流の供給を停止し、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である加熱コイルに低周波の高周波電流を供給する。また、制御部45は、第2動作において、上方に載置された被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイルに高周波の高周波電流を供給し、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である加熱コイルへの高周波電流の供給を停止する。
(大径)
図11に示すように、誘導加熱調理器100の加熱口に、大径である複合体の被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dの上方には、一部に磁性体6が載置され、他の一部に非磁性体が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cの上方には、磁性体6が載置されたと判定する。
図18は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。
図19は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。
図18では、誘導加熱調理器100の加熱口に、大径である複合体の被加熱物5が載置された場合における、各加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質と、第1動作及び第2動作における各加熱コイルの通電状態を示している。
図19(c)は、第1動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。図19(d)は、第2動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。
制御部45は、第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である場合、第1動作と第2動作とを交互に切り替える。
第1動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dへの高周波電流の供給を停止し、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cに高周波電流を供給する動作である。
第2動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dに高周波電流を供給し、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cへの高周波電流の供給を停止する動作である。
また、制御部45は、第2動作において第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dへ供給する高周波電流の周波数を、第1動作において第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
具体的には、第1動作において、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26aをオフ状態にし、スイッチ26bをオン状態にする。また、制御部45は、駆動回路50fのスイッチ26cをオン状態にし、スイッチ26dをオフ状態にする。そして、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23を、それぞれ、磁性体6に対応する周波数である低周波にて駆動させる。
すなわち、複合体の被加熱物5が載置された4つの加熱コイルのうち、中間部に配置された第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cに低周波の高周波電流を供給する。これにより、複合体の被加熱物5の中間部の磁性体6を誘導加熱することができる。
第1動作が所定時間経過した後、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23の駆動を停止させる。
次に、第2動作において、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26aをオン状態、スイッチ26bをオフ状態にする。また、制御部45は、駆動回路50fのスイッチ26cをオフ状態、スイッチ26dをオン状態にする。そして、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23を、それぞれ、非磁性体に対応する周波数である高周波にて駆動させる。
すなわち、複合体の被加熱物5が載置された4つの加熱コイルのうち、外側に配置された第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dに高周波の高周波電流を供給する。これにより、複合体の被加熱物5の外周部の非磁性体を誘導加熱することができる。
第2動作が所定時間経過した後、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23の駆動を停止させ、上記第1動作を再び行う。
このように、第1動作と第2動作を交互に切り替えることで、複合体の被加熱物5の磁性体6及び非磁性体の両方に適した高周波電流によって誘導加熱することができる。
以上、複合体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作について、大きさが中径である被加熱物5と大径である被加熱物5とに分けて説明したが、被加熱物5の大きさはこれに限定されない。第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのうち、2つの加熱コイルの上方に載置される小径の被加熱物5が載置された場合、制御部45は次の動作を行う。
例えば、第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bの上方に小径である複合体の被加熱物5が載置され、材質判定部46が、第1加熱コイル11aの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6であると判定した場合、制御部45は第1動作と第2動作とを交互に切り替える。
具体的には、第1動作において、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26aをオフ状態にし、スイッチ26bをオン状態にし、駆動回路50eのインバータ回路23を低周波にて駆動させる。第1動作が所定時間経過した後、第2動作において、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26aをオン状態、スイッチ26bをオフ状態にし、駆動回路50eのインバータ回路23を高周波にて駆動させる。なお、第1動作及び第2動作において、制御部45は、駆動回路50fの動作を停止させる。
このように、被加熱物5の大きさにかかわらず、複合体の被加熱物5の磁性体6及び非磁性体の両方に適した高周波電流によって誘導加熱することができる。また、制御部45は、被加熱物5の大きさに応じて各加熱コイルへの通電を制御することで、複合体の被加熱物5のサイズによらず、短時間で加熱調理ができる使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
(効果)
以上のように本実施の形態2においては、制御部45は、第1動作と第2動作とを交互に切り替える。第1動作において、制御部45は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイルへの高周波電流の供給を停止し、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である加熱コイルに高周波電流を供給する。第2動作において、制御部45は、上方に載置された被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイルに高周波電流を供給し、上方に載置された被加熱物の材質が磁性体である加熱コイルへの高周波電流の供給を停止する。
このため、複合体の被加熱物5を誘導加熱する際、被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができ、被加熱物5の加熱温度の不均一を抑制することができる。
また、本実施の形態2においては、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるので、近接して配置された各加熱コイルを同時に駆動した場合に生じる干渉音の発生を抑制することができる。例えば、近接する2つの加熱コイルに、25kHzの電流と40kHzの電流を同時に通電すると、その差分の15kHzの干渉音が発生する。一方、本実施の形態2においては、低周波通電を行う第1動作と、高周波通電を行う第2動作とを交互に切り替えるので干渉音を抑制できる。
また、上記実施の形態1で説明したように、干渉音を抑制するために、2の加熱コイルに供給する高周波電流の周波数の差分を可聴周波数以上(略20kHz以上)とする必要が無い。よって、第1動作及び第2動作のそれぞれにおいて、各加熱コイルに供給する高周波電流の周波数を任意に可変することができる。したがって、干渉音を抑制しつつ、より被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができる。
また、本実施の形態2においては、第1動作と第2動作とを交互に切り替えるので、隣接して配置された各加熱コイルから発生する高周波の磁束の影響により、他の加熱コイルを流れる高周波電流の通電を妨げる磁気干渉を抑制することができる。
例えば、隣接する2つの加熱コイルのうち、一方の加熱コイルから発生した磁束は、他方の加熱コイルの磁路に鎖交するため、当該他方の加熱コイルに高周波電流が通電しにくくなる。一方、本実施の形態2においては、第1動作と第2動作とにおいて、複数の加熱コイルのうち通電する加熱コイルを切り替えるので、磁気干渉の影響を抑制することができる。
例えば、磁気干渉の影響が大きい場合には、各加熱コイルから発生する磁路が閉磁路になるように、各加熱コイルの下面に設置するフェライトの使用量(体積)を多くする必要が生じる。本実施の形態2においては、磁気干渉の影響を抑制することができるので、各加熱コイルの下面に設置するフェライトの使用量(体積)を削減できる。
実施の形態3.
本実施の形態3では複合体の被加熱物5の加熱動作において、複数の加熱コイルに供給する高周波電流の周波数を切り替える動作について説明する。なお、以下の説明では、上記実施の形態1及び2と同一部分には同一の符号を付し、実施の形態1及び2との相違点を中心に説明する。なお、本実施の形態3における誘導加熱調理器100の構成は上記実施の形態2と同一である。
(動作)
以下、第1の誘導加熱口1に、複合体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作について、大きさが中径である被加熱物5が載置された場合(図9参照)と、大きさが大径である被加熱物5が載置された場合(図11参照)とに分けて説明する。
(中径)
図9に示すように、誘導加熱調理器100の加熱口に、中径である複合体の被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含むと判定する。また、材質判定部46は、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である判定し、第4加熱コイル11dの上方には被加熱物5が載置されていない無負荷であると判定する。
図20は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。
図21は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。
図20では、誘導加熱調理器100の加熱口に、中径である複合体の被加熱物5が載置された場合における、各加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質と、第3動作及び第4動作における各加熱コイルの通電状態を示している。
図21(a)は、第3動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。図21(b)は、第4動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。
制御部45は、第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である場合、第3動作と第4動作とを交互に切り替える。
第3動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11c、並びに上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11bへ、磁性体に対応する周波数の高周波電流を供給する動作である。すなわち、第3動作は、上方に載置された被加熱物5の材質にかかわらず、各加熱コイルへ磁性体に対応する低周波の高周波電流を供給する動作である。
第4動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第3加熱コイル11c、並びに上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11bへ、非磁性体に対応する周波数の高周波電流を供給する動作である。すなわち、第4動作は、上方に載置された被加熱物5の材質にかかわらず、各加熱コイルへ非磁性体に対応する高周波の高周波電流を供給する動作である。
具体的には、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26a及びスイッチ26b、並びに駆動回路50fのスイッチ26cをオン状態にし、駆動回路50fのスイッチ26dをオフ状態にする。
第3動作において、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23を、磁性体6に対応する周波数である低周波にて駆動させる。すなわち、複合体の被加熱物5が載置された第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cへ低周波の高周波電流を供給する。
第3動作が所定時間経過した後、第4動作において、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23を、それぞれ、非磁性体に対応する周波数である高周波にて駆動させる。すなわち、複合体の被加熱物5が載置された第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cへ高周波の高周波電流を供給する。
第4動作が所定時間経過した後、制御部45は、上記第3動作を再び行う。
すなわち、第3動作と第4動作との時間経過において、複数の加熱コイルのうち上方に載置された被加熱物5の材質が非磁性体である加熱コイルに供給する周波数が、複数の加熱コイルのうち上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である加熱コイルに供給する周波数よりも高い。
このように、第3動作においては、低周波の高周波電流によって複合体の被加熱物5の磁性体6を誘導加熱し、第4動作においては、高周波の高周波電流によって複合体の被加熱物5の非磁性体を誘導加熱する。そして、第3動作と第4動作を交互に切り替えることで、複合体の被加熱物5の磁性体6及び非磁性体の両方に適した高周波電流によって誘導加熱することができる。
(大径)
図11に示すように、誘導加熱調理器100の加熱口に、大径である複合体の被加熱物5が載置された場合、材質判定部46は、第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dの上方には、一部に磁性体6が載置され、他の一部に非磁性体が載置されたと判定する。また、材質判定部46は、第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cの上方には、磁性体6が載置されたと判定する。
図22は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明する図である。
図23は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの通電状態を模式的に示す平面図である。
図22では、誘導加熱調理器100の加熱口に、大径である複合体の被加熱物5が載置された場合における、各加熱コイルの上方に載置された被加熱物5の材質と、第3動作及び第4動作における各加熱コイルの通電状態を示している。
図23(c)は、第3動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。図23(d)は、第4動作における各加熱コイルの通電状態を模式的に示している。
制御部45は、第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11dの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である場合、第3動作と第4動作とを交互に切り替える。
第3動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11d、並びに上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cへ、磁性体に対応する周波数の高周波電流を供給する動作である。すなわち、第3動作は、上方に載置された被加熱物5の材質にかかわらず、各加熱コイルへ磁性体に対応する低周波の高周波電流を供給する動作である。
第4動作は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である第1加熱コイル11a及び第4加熱コイル11d、並びに上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である第2加熱コイル11b及び第3加熱コイル11cへ、非磁性体に対応する周波数の高周波電流を供給する動作である。すなわち、第4動作は、上方に載置された被加熱物5の材質にかかわらず、各加熱コイルへ非磁性体に対応する高周波の高周波電流を供給する動作である。
具体的には、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26a及びスイッチ26b、並びに駆動回路50fのスイッチ26c及びスイッチ26dをオン状態にする。
第3動作において、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23を、磁性体6に対応する周波数である低周波にて駆動させる。すなわち、複合体の被加熱物5が載置された第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dへ低周波の高周波電流を供給する。
第3動作が所定時間経過した後、第4動作において、制御部45は、駆動回路50e及び駆動回路50fのインバータ回路23を、それぞれ、非磁性体に対応する周波数である高周波にて駆動させる。すなわち、複合体の被加熱物5が載置された第1加熱コイル11a~第3加熱コイル11cへ高周波の高周波電流を供給する。
第4動作が所定時間経過した後、上記第3動作を再び行う。
このように、第3動作においては、低周波の高周波電流によって複合体の被加熱物5の磁性体6を誘導加熱し、第4動作においては、高周波の高周波電流によって複合体の被加熱物5の非磁性体を誘導加熱する。そして、第3動作と第4動作を交互に切り替えることで、複合体の被加熱物5の磁性体6及び非磁性体の両方に適した高周波電流によって誘導加熱することができる。
以上、複合体の被加熱物5が載置された場合の加熱動作について、大きさが中径である被加熱物5と大径である被加熱物5とに分けて説明したが、被加熱物5の大きさはこれに限定されない。第1加熱コイル11a~第4加熱コイル11dのうち、2つの加熱コイルの上方に載置される小径の被加熱物5が載置された場合、制御部45は次の動作を行う。
例えば、第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bの上方に小径である複合体の被加熱物5が載置され、材質判定部46が、第1加熱コイル11aの上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、第2加熱コイル11bの上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6であると判定した場合、制御部45は第3動作と第4動作とを交互に切り替える。
具体的には、制御部45は、駆動回路50eのスイッチ26a及びスイッチ26bをオン状態にする。第3動作において、制御部45は、駆動回路50eのインバータ回路23を低周波にて駆動させる。第1動作が所定時間経過した後、第2動作において、制御部45は、駆動回路50eのインバータ回路23を高周波にて駆動させる。なお、第3動作及び第4動作において、制御部45は、駆動回路50fの動作を停止させる。
このように、被加熱物5の大きさにかかわらず、複合体の被加熱物5の磁性体6及び非磁性体の両方に適した高周波電流によって誘導加熱することができる。また、制御部45は、被加熱物5の大きさに応じて各加熱コイルへの通電を制御することで、複合体の被加熱物5のサイズによらず、短時間で加熱調理ができる使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
なお、第3動作の動作時間と第4動作の動作時間とは、同一時間でも良いし異なる時間でも良い。また例えば、第3動作において各加熱コイルへ供給する電力と、第4動作において各コイルへ供給する電力とは、同一電力でも良いし異なる電力でも良い。
(効果)
以上のように本実施の形態3においては、制御部45は、第3動作と第4動作とを交互に切り替える。第3動作において、制御部45は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイル、及び上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体6である加熱コイルへ、磁性体6に対応する周波数の高周波電流を供給する。第4動作において、制御部45は、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイル、及び上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である加熱コイルへ、非磁性体または磁性体と非磁性体とを含む材質に対応する周波数の高周波電流を供給する。すなわち、複合体の被加熱物5のうち、磁性体6に適した低周波の高周波電流によって磁性体6を加熱する第3動作と、複合体の被加熱物5のうち、非磁性体に適した高周波の高周波電流によって非磁性体を加熱する第4動作とを交互に行う。
このため、複合体の被加熱物5を誘導加熱する際、被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができ、被加熱物5の加熱温度の不均一を抑制することができる。
また、本実施の形態3においても、上記実施の形態2と同様に、近接して配置された各加熱コイルを同時に駆動した場合に生じる干渉音の発生を抑制することができる。また、隣接して配置された各加熱コイルから発生する高周波の磁束の影響により、他の加熱コイルを流れる高周波電流の通電を妨げる磁気干渉を抑制することができる。
(変形例)
駆動回路50の別の構成例について説明する。ここでは、第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bを駆動する駆動回路50gについて説明する。
図24は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の別の駆動回路を示す図である。
図24に示す駆動回路50gは、スイッチング素子が一つで構成された、いわゆる一石電圧共振型のインバータである。駆動回路50gにおいては、第1加熱コイル11a、第2加熱コイル11b、共振コンデンサ24a、及び共振コンデンサ24bが並列に接続され、それぞれ、共振回路を形成している。これら共振回路と、スイッチング素子としてのIGBT23bとが、直流電源回路22の出力に直列に接続されている。また、フライホイールダイオードとしてダイオード23dが、IGBT23dと並列に接続されている。
また、共振コンデンサ24aにはスイッチ27aが直列に接続されている。共振コンデンサ24bにはスイッチ27bが直列に接続されている。制御部45は、第1加熱コイル11aに通電する際、スイッチ26a及びスイッチ27aをオン状態に制御して、並列の共振回路を構成する。また、制御部45は、第2加熱コイル11bに通電する際、スイッチ26b及びスイッチ27bをオン状態に制御して、並列の共振回路を構成する。
制御部45は、IGBT23bを駆動する駆動信号を出力し、上述した動作と同様に、第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bの少なくとも一方に高周波電流を供給する。このような構成においても、同様の効果を得ることができる。
なお、図24の例では、第1加熱コイル11a及び第2加熱コイル11bを駆動する駆動回路50gの例を示したが、これに限らず、上記実施の形態1~3における他の駆動回路にも適用することができる。
実施の形態4.
図25は、実施の形態4に係る誘導加熱調理器の概略構成を示す斜視図である。
図25に示すように、本実施の形態4に係る誘導加熱調理器101は、天板4の下方には、比較的小型の複数の加熱コイル120がほぼ均一的に分散配置されている。
複数の加熱コイル120は、それぞれ駆動回路50によって個別に駆動される。なお、加熱コイル120を駆動する駆動回路50の構成は、例えば上記実施の形態1の駆動回路50aの構成と同様である。
また、本実施の形態4における制御部45は、複数の加熱コイル120のそれぞれについて、上方に載置されている被加熱物5の材質判定を行う。なお、材質判定処理は上記実施の形態1と同様である。
なお、本実施の形態4においては、天板4上に加熱口の表示を設けない構成としても良い。なお、加熱コイル120の個数は任意の個数で良い。また、加熱コイル120のレイアウトについては、これに限らず、ハニカム状に配置しても良いし、大型の加熱コイル120と小型の加熱コイル120とを混在させて配置しても良い。
(動作)
使用者により天板4の任意の位置に被加熱物5が載置され、加熱開始の指示が操作表示部43に行われると、制御部45の材質判定部46は、材質判定処理を行う。材質判定処理において、材質判定部46は、上記実施の形態1と同様の動作により、複数の加熱コイル120のそれぞれについて、上方に載置された被加熱物5の材質を判定する。
材質判定部46は、複数の加熱コイル120のうち、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である2つの加熱コイルの間に、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である少なくとも1つの加熱コイルが位置する場合、被加熱物5の材質が複合体であると判定する。
制御部45は、被加熱物5の材質が複合体である場合、上記実施の形態1と同様に、上方に載置された被加熱物5の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である加熱コイル120に供給する高周波電流の周波数を、上方に載置された被加熱物5の材質が磁性体である加熱コイル120に供給する高周波電流の周波数よりも高くする。
なお、加熱動作において制御部45は、上記実施の形態2と同様に、第1動作と第2動作とを交互に切り替えても良い。また、加熱動作において制御部45は、上記実施の形態3と同様に、第3動作と第4動作とを交互に切り替えても良い。
以上のような構成においても、上記実施の形態1~3と同様に、複合体の被加熱物5を誘導加熱する際、被加熱物5の材質に適した誘導加熱を行うことができ、被加熱物5の加熱温度の不均一を抑制することができる。
また、被加熱物5を天板4の任意の位置に配置することができ、利便性を向上することができる。
1 第1の誘導加熱口、2 第2の誘導加熱口、3 第3の誘導加熱口、4 天板、5 被加熱物、6 磁性体、11 第1の誘導加熱手段、11a 第1加熱コイル、11b 第2加熱コイル、11c 第3加熱コイル、11d 第4加熱コイル、12 第2の誘導加熱手段、13 第3の誘導加熱手段、21 交流電源、22 直流電源回路、22a ダイオードブリッジ、22b リアクタ、22c 平滑コンデンサ、23 インバータ回路、23a IGBT、23b IGBT、23c ダイオード、23d ダイオード、24a 共振コンデンサ、24b 共振コンデンサ、24c 共振コンデンサ、24d 共振コンデンサ、25a 入力電流検出手段、25b コイル電流検出手段、26a スイッチ、26b スイッチ、26c スイッチ、26d スイッチ、27a スイッチ、27b スイッチ、40 操作部、40a 操作部、40b 操作部、40c 操作部、41 表示部、41a 表示部、41b 表示部、41c 表示部、43 操作表示部、45 制御部、46 材質判定部、50 駆動回路、50a 駆動回路、50b 駆動回路、50c 駆動回路、50d 駆動回路、50e 駆動回路、50f 駆動回路、50g 駆動回路、100 誘導加熱調理器、101 誘導加熱調理器、120 加熱コイル。

Claims (10)

  1. 同一平面上に少なくとも一列に配置された複数の加熱コイルと、
    前記複数の加熱コイルにそれぞれ高周波電流を供給する複数のインバータ回路と、
    前記複数の加熱コイルのそれぞれの上方に載置された被加熱物の材質を判定する材質判定部と、
    前記材質判定部の判定結果に基づき、前記複数のインバータ回路の駆動を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記複数の加熱コイルは、互いに隣り合う第1加熱コイルと第2加熱コイルとを含み、
    前記制御装置は、
    前記第1加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、
    前記第2加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である場合、
    前記第1加熱コイルに供給する高周波電流の周波数を、
    前記第2加熱コイルに供給する高周波電流の周波数よりも高くし、
    前記第1加熱コイルへの高周波電流の供給を停止し、前記第2加熱コイルに高周波電流を供給する動作と、
    前記第2加熱コイルへの高周波電流の供給を停止し、前記第1加熱コイルに高周波電流を供給する動作とを切り替える
    誘導加熱調理器。
  2. 同一平面上に少なくとも一列に配置された複数の加熱コイルと、
    前記複数の加熱コイルにそれぞれ高周波電流を供給する複数のインバータ回路と、
    前記複数の加熱コイルのそれぞれの上方に載置された被加熱物の材質を判定する材質判定部と、
    前記材質判定部の判定結果に基づき、前記複数のインバータ回路の駆動を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記複数の加熱コイルは、互いに隣り合う第1加熱コイルと第2加熱コイルとを含み、
    前記制御装置は、
    前記第1加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質であり、
    前記第2加熱コイルの上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である場合
    記第1加熱コイル及び前記第2加熱コイルへ、磁性体に対応する周波数の高周波電流を供給する動作と、
    前記第1加熱コイル及び前記第2加熱コイルへ、非磁性体または磁性体と非磁性体とを含む材質に対応する周波数の高周波電流を供給する動作とを切り替える
    誘導加熱調理器。
  3. 前記制御装置は、
    前記複数の加熱コイルのうち、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である2つの前記加熱コイルの間に、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である少なくとも1つの前記加熱コイルが位置する場合、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である前記加熱コイルに供給する高周波電流の周波数を、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である前記加熱コイルに供給する高周波電流の周波数よりも高くする
    請求項1に記載の誘導加熱調理器。
  4. 前記制御装置は、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である前記加熱コイルへの高周波電流の供給を停止し、上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である前記加熱コイルに高周波電流を供給する動作と、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である前記加熱コイルに高周波電流を供給し、上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である前記加熱コイルへの高周波電流の供給を停止する動作と、を切り替える
    請求項3に記載の誘導加熱調理器。
  5. 前記制御装置は、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である前記加熱コイル、及び上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である前記加熱コイルへ、磁性体に対応する周波数の高周波電流を供給する動作と、
    上方に載置された前記被加熱物の材質が少なくとも非磁性体を含む材質である前記加熱コイル、及び上方に載置された前記被加熱物の材質が磁性体である前記加熱コイルへ、非磁性体または磁性体と非磁性体とを含む材質に対応する周波数の高周波電流を供給する動作と、を切り替える
    請求項3に記載の誘導加熱調理器。
  6. 前記複数の加熱コイルは、それぞれ、同一の形状及び同一の大きさである
    請求項1~5の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
  7. 前記複数の加熱コイルは、平面視において楕円状に形成され、
    一列に配置された前記複数の加熱コイルの短軸が、同一直線上に配置された
    請求項1~6の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
  8. 前記複数の加熱コイルは、隣り合う2つの前記加熱コイルの間隔が、前記加熱コイルの短軸の長さの半分よりも短く配置された
    請求項7に記載の誘導加熱調理器。
  9. 前記被加熱物が載置される天板を備え、
    前記複数の加熱コイルは、前記天板の下方に均一に分散配置された
    請求項1~6の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
  10. 前記インバータ回路は、スイッチング素子がワイドバンドギャップ半導体材料により形成されている
    請求項1~9の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
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