JPH04267093A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘導加熱調理器の改良に
関し、特に被加熱物を収容する金属容器の浮上防止に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】誘導加熱調理器は、調理器に備えられた
加熱コイルに通電される高周波電流の電磁誘導作用によ
り、調理器に載置された通常金属性の容器に発生する渦
電流のジュール熱損を利用し、被加熱物を収容した金属
容器（以下総称して被加熱金属容器という）を加熱する
ものであるが、この加熱コイルの通電電流と渦電流は、
お互いに反対方向に流れるので、この電流間には反発方
向のすなわち容器を浮上させる電磁力（揚力）が働く。

【０００３】従来の誘導加熱調理器は、鉄，ステンレス
等の比較的重量の大きい金属容器を加熱対象としており
、また、これらの材料は磁性導体で、かつ固有抵抗値が
高いため、誘導加熱に要する渦電流が少なくてすむこと
から、被加熱金属容器の電磁力による浮上は少なく、実
用上ほとんど問題なかった。

【０００４】そのため、前述のような材料を使用した被
加熱金属容器の浮上を防止する手段は必要がないため設
けられていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】非加熱金属容器に働く
電磁力Ｆは、加熱コイルの通電電流をＩｃ、被加熱金属
容器の渦電量をＩｉ、加熱コイルと被加熱金属容器の距
離をｒとすると、一般的に

【０００６】

【数１】

【０００７】となる。しかし、実際には被加熱金属容器
の底面に誘導される渦電流の分布は一様ではなく、計算
によりその電磁力Ｆを求めるのは困難である。

【０００８】また、被加熱金属容器に発生する加熱出力
Ｐは、被加熱金属容器の表皮抵抗値をＲｓとすると、

【
０００９】

【数２】

【００１０】となり、また、この渦電流Ｉｉは、加熱コ
イルの通電電流Ｉｃに比例する。従来の誘導加熱調理器
では、前述のように加熱対象は磁性導体で固有抵抗値の
高い鉄，ステンレス等であり、その表皮抵抗Ｒｓも比較
的高く、少ない渦電流Ｉｉで十分な加熱出力が得られる
ので、その結果被加熱金属容器に働く電磁力Ｆは弱かっ
た。

【００１１】しかし、アルミ、銅等の非磁性導体で固有
抵抗値の低い被加熱金属容器を加熱する場合、その表皮
抵抗Ｒｓは低いので、同一の加熱出力を得るのに、多く
の渦電流Ｉｉを要し、その結果その電磁力Ｆは強くなり
、被加熱金属容器に強い揚力が発生し、高出力加熱時に
は浮上する場合がある。浮上したものは電磁力Ｆは減少
し沈下する。この浮上により加熱エネルギーが損失する
。

【００１２】従来の鉄，ステンレスのような材料で作ら
れた容器のみを使用する誘導加熱調理器は、加熱中に浮
上することはほとんどなく、特に問題とはならないが、
アルミ，銅等の非磁性導体を使用した容器を加熱する誘
導加熱調理器では、その浮上力および沈下にともなう振
動が大きく、調理中耳障りであるばかりでなく、高温の
被加熱物が飛出して危険でもある。

【００１３】これらの不具合を防止する手段として、被
加熱金属容器を固定する方法もあるが、もし固定手段に
不都合が生じた場合、その反発により被加熱金属容器が
飛出し、かえって危険である。

【００１４】下記の表１は、底面外径１７０ｍｍ、底面
厚さ０．８ｍｍのアルミ鍋を加熱した時の加熱出力と、
加熱コイル電流と、揚力（重量換算）との関係を表す実
験値を示すものである。

【００１５】

【表１】

【００１６】以上のように、加熱出力と、加熱コイル電
流と、揚力の間には、正の相関関係がある。

【００１７】この誘導加熱調理器において、たとえば１
０００ｇの重量の被加熱金属容器を１０００Ｗの加熱出
力で加熱すると、その揚力は１０１０ｇであり浮上がる
ことが分る。

【００１８】本発明の目的は、前述の課題に鑑みて成さ
れたもので、被加熱金属容器の浮上を未然に防止するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の誘導加熱調理器は、被加熱物とこれを収
容する金属容器の合計重量を検出する手段と、検出され
た重量により加熱コイルの通電電流を制御する手段とを
設け、被加熱物を収容する金属容器の浮上を防止するよ
うにした。

【００２０】

【作用】前述のように、誘導加熱調理器により調理され
る被加熱金属容器に働く電磁力は、その被加熱金属容器
に流れる渦電流、すなわち、加熱コイルの通電電流に比
例し、その電磁力により被加熱金属容器には、揚力が発
生する。揚力は加熱コイルの通電電流に比例するので、
加熱出力を上げるにつれてその揚力は大きくなる。

【００２１】一方、被加熱物とこれを収容する金属容器
とのみかけの重量は、被加熱時の重量と加熱時の揚力と
の差であるから、被加熱物とこれを収容する金属容器と
の重量を検出する手段により、その重量を常に測定し、
その重量が０に近付くと、加熱コイルの通電電流を制御
する手段により、その通電電流を下げ加熱出力を下げ容
器の浮上を防止する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。

【００２３】図１は、本発明の誘導加熱調理器の内部構
造のブロック図である。図２は、本発明の誘導加熱調理
器の回路のブロック図である。

【００２４】図１において、誘導加熱調理器の箱体８の
上部には、被加熱金属容器１を載置するトッププレート
２が設けられている。トッププレート２の裏面には被加
熱物と金属容器の合計の重量を検出する重量検出手段３
が設けられている。箱体８の内部には、加熱コイル４、
その通電電流を検出する電流検出手段５、加熱コイルの
通電電流を制御する制御手段６、共振コンデンサ７等が
備えられている。

【００２５】図２は、図１の回路をさらに詳細に示すも
のである。制御手段６は、電源入力部６ａ、全波整流回
路６ｂ、平滑コンデンサ６ｃおよびインバータ６ｄなら
びにマイコン９ａおよびインバータ駆動回路９ｂより構
成されるインバータ制御回路９等から構成されている。 インバータ６ｄの出力は、電流センサ５ａおよび変換回
路５ｂよりなる電流検出手段５を介して、加熱コイル４
に供給される。重量検出手段３は重量センサ３ａと圧力
センサ回路３ｂとより構成され、マイコン９ａに接続さ
れている。

【００２６】電源入力部６ａから供給された商用電源は
、全波整流回路６ｂにより整流され、さらに平滑コンデ
ンサ６ｃで平滑され、インバータ６ｄに印加される。 インバータ６ｄは、直列に接続されたトランジスタが交
互に高速でスイッチングし、次の加熱コイル４と共振コ
ンデンサ７とで構成される直列共振回路に高周波電圧を
印加する。

【００２７】ここで、この加熱コイル４の通電電流Ｉｃ
は、加熱コイル４の抵抗値をＲ、インダクタンス値をＬ
、共振コンデンサ７のキャパスタンス値をＣ、印加電圧
をＥ、周波数をｆとすると、

【００２８】

【数３】

【００２９】となり、高周波印加電圧の周波数の関数と
なる。このことは、インバータの駆動周波数により加熱
コイル電流を制御できることを意味する。

【００３０】加熱コイル電流は、加熱コイル４の通電電
流を検出する電流検出手段５の電流センサ５ａにより検
出され、その通電電流値に比例した直流電圧に変換する
変換回路５ｂにより直流電圧に変換され、加熱コイルの
通電電流を制御する制御手段６のマイコン９ａに入力さ
れる。

【００３１】一方、トッププレート２の底面には、被加
熱金属容器１の重量を検出する手段として、たとえば、
歪みゲージ方式の重量センサ３ａがあり、被加熱金属容
器１の重量をトッププレート２の歪みで検出し、その歪
みは圧力センサ回路３ｂにより重量に比例した電圧に変
換され、マイコン９ａに入力される。

【００３２】マイコン９ａは、誘導加熱調理器外部に設
けられたスイッチ（図示せず）によって設定された加熱
出力値にすべく、インバータ駆動回路９ｂに駆動周波数
信号を送信し、加熱コイルの通電電流を制御するが、同
時に被加熱金属容器１との重量を検出する手段からの重
量データ（実際の重量から揚力を減じたもの）を演算し
、その結果が予め設定された値より小さくなった場合は
、被加熱金属容器が浮上する恐れがあるので、たとえそ
の時の加熱出力が前記設定値に達していない場合でも、
加熱コイル４の通電電流を、加熱コイル４の通電電流を
検出する電流検出手段５から得られた現在値より高く制
御しないようにする。

【００３３】通常、被加熱金属容器１を加熱すると、水
分の蒸発によりその重量は低下するが、本実施例では常
にその重量を検出しているので、その都度重量データが
設定値以上になるように、加熱コイル４の通電電流を制
御することができる。

【００３４】具体例として、本発明の誘導加熱調理器で
は、被加熱金属容器の重量検出手段により、加熱時の被
加熱金属容器の重量が分るので、１０００ｇの重量の被
加熱金属容器を加熱する場合は、加熱コイルの電流をた
とえば２４．２アンペアに制御し、その揚力を９３０ｇ
に抑え浮上を防止する（表１参照）。

【００３５】また、加熱中に被加熱物を増量した場合は
、重量データに余裕ができるので、設定された加熱出力
値に近づけるよう、加熱コイルの通電電流を増加させる
ことができる。

【００３６】本実施例では、加熱コイルの通電電流をイ
ンバータ６ｄの周波数にて制御したが、その他の手段、
たとえばインバータの印加電圧にて制御してもよい。

【００３７】また、重量センサには歪みゲージを使用し
たが、コンデンサ容量検出方式その他適宜の方式として
もよい。

【００３８】なお、加熱コイルの通電電流を検出するこ
となく、検出されたみかけの重量のみにより加熱コイル
の通電電流を制御することもできる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、揚力を常に重量以下に
制御できるので、固定手段を使用せずに、容器の浮上お
よび振動を防止することができる。

【００４０】また、加熱中の被加熱物の重量の変動にも
対処でき、常に被加熱金属容器の重量に対して最大の出
力で加熱制御できるので、たとえば、水が湯になるまで
の沸上がり時間も少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘導加熱調理器の内部構造のブロック
図である。

【図２】本発明の誘導加熱調理器の回路のブロック図で
ある。

【符号の説明】

１　　被加熱金属容器 ３　　重量検出手段 ４　　加熱コイル ５　　電流検出手段 ６　　制御手段 ７　　共振コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被加熱物とこれを収容する金属容器と
   の合計重量を検出する手段と、検出された重量により加
   熱コイルの通電電流を制御する手段とを備え、被加熱物
   を収容する金属容器の浮上を防止することを特徴とする
   誘導加熱調理器。