JPH0736355B2 - 加熱装置 - Google Patents

加熱装置

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JPH0736355B2
JPH0736355B2 JP50008585A JP50008585A JPH0736355B2 JP H0736355 B2 JPH0736355 B2 JP H0736355B2 JP 50008585 A JP50008585 A JP 50008585A JP 50008585 A JP50008585 A JP 50008585A JP H0736355 B2 JPH0736355 B2 JP H0736355B2
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24C15/102—Tops, e.g. hot plates; Rings electrically heated
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の抵抗加熱要素の出力を制御する出力制
御装置を備えた加熱装置に関する。
抵抗加熱要素を制御するための多くの方法が知られてい
る。米国特許第4,334,147号明細書からは、電子スイッ
チングを利用して各制御間隔ごとに導通する半サイクル
の数を制御しその導通の間に出力を加熱要素に与えるこ
とによって加熱要素に供給される出力を制御するように
したバースト点弧手法を使用することが知られている。
しかし、バースト点弧手法は加熱要素が高速熱応答時間
を有し温度と共に激しく変化する抵抗値を有する時フリ
ッカーが出るという問題に遭遇する。使用可能レベルま
でフリッカーを減らすためには、制御間隔はできるだけ
短かく、たとえば５半サイクル分の長さにすべきである
が、制御間隔が短くなると、最小出力レベルが上がって
しまい、５つのうちの１つの半サイクルでは出力レベル
が全出力の29％にもなるのである。たとえば1000ワツト
の加熱要素を有する電気調理器では、290ワットという
最小出力までしか十分な制御は与えられない。
また、英国特許出願第2 132 060A号明細書からは、出力
設定時にダイオードと共に４つの赤外線ランプを直並列
に接続して全出力の７％という最小出力レベルを得てい
ることが知られている。このような装置は４つの赤外線
ランプが備えられた時に十分に作用し、出力の満足的な
範囲が得られるのである。しかし、赤外線ランプは高価
なので使用ランプ数を減らしたいが、この従来の公報に
おいてランプの数を減らすことは出力の制御範囲にいく
つかの制約がもたらされることになる。
従って、本発明の目的は、出力範囲を広くでき比較的高
価にならないような複数の抵抗加熱要素用の出力制御装
置を備えた加熱装置を提供することである。
本発明によると、赤外線ランプのような早い熱応答を有
する２つだけの抵抗加熱要素と、交流電流の通電に応答
して要素の出力を制御する手動操作可能なスイッチ手段
とを備えた加熱装置において、前記スイッチ手段は交流
電流の複数の完全な半サイクルを有する所定の制御間隔
において選択された数の完全な半サイクルを抵抗加熱要
素に通電できるように選択的に操作でき、前記要素を直
列または並列に選択的に接続する手段と、前記要素への
通電をブロックしようとする交流電流の完全な半サイク
ルの数を選択する手段と、前記要素が直列に接続された
か並列に接続されかたに拘わらず前記選択された数の完
全な半サイクルが前記要素を通電するのをブロックする
手段とを備えていることを特徴とする加熱装置が提供さ
れる。
本発明を更に理解するために、以下添付図面に例示した
ものを参照することにする。
第１図は本発明による加熱装置の一実施例の機能ブロッ
ク図である。
第2A図ないし第2C図は各種出力レベル設定に相当する出
力信号を示している。
第３図は本発明による加熱装置の別な実施例を示す機能
ブロック図である。
第１図に示した加熱装置は、相互接続された４つのスイ
ッチS1,S2,S3,S4の機械的スイッチアセンブリ１を包含
している。これらのスイッチはカム作動式のものあるい
はたとえば２極７位置のウエハスイッチの形のものを２
つ組み合せたものとすることができる。７つの位置は１
つのOFF位置と６つの個々の出力設定位置とに相当し、
そのうちの任意の１つを扱者によって選択することがで
きる。明らかに、出力設定の数をこれより増減させるこ
とができる。スイッチアセンブリ１がOFF位置（０の位
置）にある時、ON-OFFスイッチ10は開成されて、端子
２、３に供給された交流電源から加熱装置が切り離され
る。
零電圧スイッチ４は交流電源を監視し、交流電源の零電
圧クロスを検出するたびにゼロクロスパルスを発生す
る。ゼロクロスパルスはANDゲート５およびクロックパ
ルス発生器６に供給される。クロックパルス発生器６は
零電圧スイッチ４によって発生されたゼロクロスパルス
に応答してシフトレジスタ７を駆動するパルスを発生す
る。
シフトレジスタ７は４ビット右シフトレジスタとして作
用し、このシフトレジスタ７の出力信号はスイッチS3の
位置1,2,4および５に、そしてスイッチS3からANDゲート
５へ供給される。このようにして、シフトレジスタ７に
よって発生された波形は交流電源のゼロクロス点にてト
ライアックまたは背向形サイリスタのような半導体素子
８へ供給されて、半導体素子８は無線周波数妨害を生ぜ
しめる高調波ひずみを発生することなく導通するように
なる。また、この半導体素子８を作動させるこの方法は
加熱要素９が通電された時のサージ電流を制限する役目
もする。
加熱要素９は２つの独立した要素9aおよび9bを包含す
る。加熱要素9aの一端はON-OFFスイッチ10に接続され、
加熱要素9aの他端は加熱要素9bの一端に接続され、この
両接続部はスイッチS2の極に接続されている。加熱要素
9bの他端はスイッチS1の極に接続されている。
電源の中性線はスイッチS4の極に接続される。
半導体素子８は、出力設定1,2および３のところで、ス
イッチS2が無効となり、加熱要素9aおよび9bが直列に接
続され、かつ電源がスイッチS1によって半導体素子８に
接続されるようになって、スイッチS1,S2,S3により加熱
要素９と直列に接続される。出力設定4,5およびでは、
スイッチS2が加熱要素を並列に接続し、スイッチS1が加
熱要素9bに出力を供給する。スイッチS4はスイッチS3が
無効となる出力設定３および６で有効となり、加熱要素
を出力設定３で直列に、出力設定６で並列に接続して加
熱要素9aおよび9bに全出力を供給させる。
スイッチS3およびS4の組合せ効果は第2A図ないし第2C図
に見ることができる。出力設定１および４では、スイッ
チS3は３つの半サイクルごとに１つの半サイクルについ
て半導体素子８を導通させる。加熱要素9a,9bは出力設
定１のとき直列に、出力設定４のとき並列に接続されて
いる。これは使用率（デューティサイクル）1/3を表し
ている。出力設定２および５では、第2B図に示したよう
に、スイッチS3は３つの半サイクルごとに２つの半サイ
クルについて半導体素子８を導通させる。加熱要素9a,9
bは出力設定２のとき直列に、出力設定５のとき並列に
接続される。これは2/3の使用率を表している。第2C図
はスイッチS4が出力設定３および６のとき半導体素子８
をバイパスして使用率100％であることを示している。
各種出力設定時の接続は以下の第１表で要約される。
電子回路は故障が生じた場合、第１図の加熱装置は全体
的に作動を中止するが、出力設定３および６では電子回
路がバイパスされるので、これらの設定は電子回路が修
理交換されるときまで利用可能である。
上述のように、半導体素子８のトリガは制御間隔が３つ
の半サイクルとしたことに基いている。しかし、必ずし
もこの制御間隔を有する必要はなく、制御間隔は半サイ
クルまたは全サイクルの任意の適当な数とすることがで
きる。たとえば、制御間隔は３つの全サイクルとするこ
とができ、半導体素子は妨害フリッカーが発生すること
はあるが、その制御間隔の間に１つ、２つまたは３つの
全サイクルについて作動させることができる、さもなけ
れば、制御間隔はより多くの出力レベル設定を可能にさ
せる４以上の半サイクルとすることができる。１つの特
定の実施例（図示しない）では、上述の出力設定０と出
力設定１との間に更なる出力設定を設けることが望まし
い。これは、バースト点弧法を変え、５つのうち１つの
半サイクルでの更なる設定を包含させて全出力の10％の
出力を生ぜしめるようにすることによって達成される。
しかし、これは再び妨害フリッカーを生ぜしめるように
することによって達成される。しかし、これは再び妨害
フリッカーを生ぜしめることになり、制御間隔を半サイ
クルの偶数とした場合は連続する半サイクルのパルスが
全て同じ極性であるので、電源電流に不要な直流成分が
生じることになる。
使用可能レベルまでサージ電流を制限するためには、使
用者は中間設定を経由して設定０から設定６まで、すな
わちOFFから全出力まで出力レベルを変えるだけでよい
ように加熱装置を構成するとよい。このようにして、出
力設定1,2および３は加熱要素9a,9bが直列に接続される
のでサージ電流を制限する有効手段を与え、加熱要素は
出力設定４が得られて加熱要素が並列に接続される前に
使用可能温度まで加熱する機会を有することになる。
第３図に示した加熱装置は第１図に示したものと同様の
ものであり、同じ参照符号は同一または同様の構成要素
を示すのに使用している。第３図に示した加熱装置は、
別な加熱要素11を先に述べた加熱要素９の片側または両
側に配置したような二重回路ヒータによって使用するの
に特に適している。加熱要素９および11は絶縁物質の壁
（図示しない）によって隔てられている。スイッチ12
は、加熱要素11が加熱要素９と独立しては通電できない
が加熱要素９は加熱要素11と独立して通電できるよう
に、加熱要素11への出力の供給を制御するのに使用され
ている。スイッチ12は加熱要素９の出力レベルを設定す
るノブと同中心を持つことができ、たとえば引く、押
す、または回転作用によって作動させることができる。
スイッチ12は普通の一対の接点で作ってもよいし半導体
素子でもよい。加熱要素11は要素9aおよび9bと同様直並
列に接続される要素11aおよび11bを包含している。
第１図に示した加熱要素9a,9bおよび第３図に示した加
熱要素11a,11bは、たとえば裸の抵抗線または赤外線ラ
ンプとすることができる。
上述の電気回路は簡単まつ安価であり、バースト点弧と
加熱要素の直並列接続との組み合せの結果として出力の
範囲を広げることができるのである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−123180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−129815（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】赤外線ランプのような早い熱応答を有する
    ２つだけの抵抗加熱要素と、交流電流の通電に応答して
    要素の出力を制御する手動操作可能なスイッチ手段とを
    備えた加熱装置において、前記スイッチ手段は交流電流
    の複数の完全な半サイクルを有する所定の制御間隔にお
    いて選択された数の完全な半サイクルを抵抗加熱要素に
    通電できるように選択的に操作でき、前記要素を直列ま
    たは並列に選択的に接続する手段と、前記要素への通電
    をブロックしようとする交流電流の完全な半サイクルの
    数を選択する手段と、前記要素が直列に接続されたか並
    列に接続されたかに拘わらず前記選択された数の完全な
    半サイクルが前記要素を通電するのをブロックする手段
    とを備えていることを特徴とする加熱装置。
  2. 【請求項２】スイッチ手段は相互接続した４つのスイッ
    チの機械的スイッチアセンブリを備えていることを特徴
    とする請求の範囲第１項記載の加熱装置。
  3. 【請求項３】７つの出力レベル設定が与えられているこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の加
    熱装置。
  4. 【請求項４】抵抗加熱要素が各中間出力レベル設定を通
    ってから最大出力へ切換えられることを特徴とする請求
    の範囲第１項、第２項または第３項記載の加熱装置。
  5. 【請求項５】ブロックされない半サイクルの数は３つの
    半サイクルごとに1,2または３つの半サイクルを含むこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
    か１項に記載の加熱装置。
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