JPH1085123A

JPH1085123A - 誘導加熱炊飯方法及び装置

Info

Publication number: JPH1085123A
Application number: JP8241873A
Authority: JP
Inventors: Yuji Asahara; 裕司浅原; Shinji Seze; 新二瀬々; Hirotomo Tagata; 浩智田方; Rui Kagami; 路以鏡; Takeya Kawamura; 武也川村; Kazuya Tsurusaki; 一也鶴崎
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】大型の炊飯釜の場合にも炊きむらのない炊飯
を可能とし、また、加熱コイル間の干渉や誘導電圧の重
畳によるスイッチング素子の破損防止を可能とする。【解決手段】制御装置８が制御信号を出力し、これを
入力したそれぞれのインバータ９ａ〜９ｄが周期的にそ
の通電時間の変化する高周波電流を出力し、これらを入
力し炊飯釜１８の外側に設けられたそれぞれの加熱コイ
ル４ａ〜４ｄが誘導加熱により炊飯釜内に生じる対流の
方向を周期的に変化させ、炊飯釜内の温度の均一化を図
り、また、上記制御装置８が基準発振器を備え、それぞ
れの加熱コイル４ａ〜４ｄに流す高周波電流を同位相と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炊飯工場、レスト
ラン、学校、病院などの業務用炊飯に用いられる誘導加
熱炊飯方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の炊飯装置において、業務用炊飯装
置等のように、例えば一度に５升以上という大量の米を
処理する必要がある場合、電力により誘導加熱する炊飯
システムはなく、ガス等の火力による伝統的炊飯がほと
んどである。一方、電力による炊飯システムとしては家
庭用のものがあり、例えば１升炊き程度のものが国内の
ほとんどの家庭に行き渡っている。

【０００３】家庭用炊飯釜としては、特願昭６３−２７
４８７８号（特開平２−１２１６０８号）に開示された
発明がある。この発明においては、図５に示すように釜
の底面、釜の側面に誘導加熱コイル１０１，１０２が配
置され、各加熱コイル１０１，１０２の近辺で各加熱コ
イル１０１，１０２に対向し鍋の部分の温度を検出する
温度検出装置１０３が設けられ、この検出装置１０３の
出力信号を受けて、鍋の各部分の温度が一定になるよう
に加熱コイル１０１，１０２への高周波電力の供給が制
御されている。

【０００４】上記加熱コイルへ供給する電力の制御につ
いては、例えば図６に示す方式のものが特願平３−１２
９６５号（特開平６−９０８５１号）で提案されてい
る。図６において、制御手段８はスイッチング素子７の
電圧ＶｃｅをＶｃｅレベル変換手段１３、Ｖｃｅ用ＡＤ
コンバータ１４を介して測定し、予め設定されたＶｃｅ
設定値にこの測定値が一致するよう、制御手段８がスイ
ッチング素子７のオンオフ制御を行っている。

【０００５】なお、鍋の温度を一定にした場合の釜内の
温度の移動（対流）については、釜底面および側面の加
熱に対して中央部の加熱が若干遅れるため、図７に示す
ように外から内へ向かう方向に対流が発生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の誘導加熱炊飯に
おいては、次の課題があった。

【０００７】（１）家庭用炊飯釜の場合、釜の容量が小
さく処理量が少ないことから、比較的短時間に熱が伝わ
るため、釜の温度を一定に制御すれば、ほぼ内部温度は
均一になり、炊きむらは防止することができる。

【０００８】一方、業務用炊飯の場合、例えば５升炊き
のような大きな釜で一度に大量の米を処理する場合に
は、複数の加熱コイルを用いて釜の温度を均一に制御し
ても、釜の中央部と釜の底面あるいは側面に近い部分と
で温度差が生じ、炊きむらが生じる。

【０００９】（２）インバータにより発生させた高周波
電流を用いて加熱を制御する場合、従来より周波数とコ
イル電流値を変更することにより制御がおこなわれてい
る。

【００１０】一般に、複数の加熱コイルを隣接して設置
し、それぞれを独立に制御する場合、それぞれに要求さ
れる必要熱量の違いから、各加熱コイル用インバータは
それぞれ独立に制御されている。そのため、隣接する加
熱コイル間で加えられる周波数に差異が生じ、加熱コイ
ル間の干渉が生じたり、スイッチング素子の測定電圧に
隣接コイル電流による誘導電圧が重畳されたりする。

【００１１】家庭用炊飯釜の場合、容量が小さいために
各コイル間の条件の違いが小さくて問題にならないが、
容量が大きくなると温度差が大きいために周波数の差異
も大きく、干渉による効率の低下、あるいはスイッチン
グ素子の制御不良、さらにはスイッチング素子の破壊に
つながるおそれがある。本発明は上記の課題を解決しよ
うとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の誘導加熱炊飯方法は、炊飯釜の外部から
誘導加熱により加える熱を制御し、釜内部に生じる対流
の方向を周期的に変化させて、釜の内部温度を均一化さ
せることを特徴としている。

【００１３】本発明においては、誘導加熱により生じる
炊飯釜内の対流の向きを周期的に変化させ、早く加熱さ
れる部分と加熱が遅れる部分を変化させて釜内温度の均
一化を図っているため、炊きむらのない炊飯が可能とな
る。

【００１４】（２）本発明は、上記発明（１）に記載の
誘導加熱炊飯方法において、上記誘導加熱が炊飯釜の外
側に配設された複数の加熱コイルにより行われ、上記熱
の制御がそれぞれの加熱コイルへ供給される高周波電流
の通電時間の長短を周期的に切り替えることにより行わ
れることを特徴としている。

【００１５】本発明においては、炊飯釜の外側に複数の
加熱コイルを配設して誘導加熱を行うものとしたため、
炊飯釜内に適切な対流を形成することが可能となり、ま
た、それぞれの加熱コイルへ供給する高周波電流の通電
時間の長短を周期的に切り替えるものとしたため、炊飯
釜内の対流の向きを切り替えるための安価で確実な制御
を実現する。

【００１６】（３）本発明は、上記発明（２）に記載の
誘導加熱炊飯方法において、上記加熱コイルへ供給され
るそれぞれの高周波電流が同位相であることを特徴とし
ている。

【００１７】本発明においては、それぞれの加熱コイル
に流す高周波電流が同位相であるため、お互いの干渉を
防ぐとともに、スイッチングによる誘起電圧の重畳を押
さえることができ、スイッチング素子の破損の防止が可
能となる。

【００１８】（４）本発明の誘導加熱炊飯装置は、炊飯
釜の外側に設けられた複数の加熱コイル、同それぞれの
加熱コイルにそれぞれ接続され高周波電流を供給するイ
ンバータ、および同それぞれのインバータへ制御信号を
出力しそれぞれのインバータがそれぞれの加熱コイルへ
供給する高周波電流の通電時間の長短を周期的に変化さ
せそれぞれの加熱コイルが炊飯釜内に形成する対流の方
向を周期的に変化させる制御装置を備えたことを特徴と
している。

【００１９】本発明においては、制御装置より制御信号
を入力したそれぞれのインバータがそれぞれの加熱コイ
ルに通電時間の長短が周期的に変化する高周波電流を供
給し、それぞれの加熱コイルが周期的にその方向が変化
する対流を炊飯釜内に形成するため、炊きむらのない炊
飯を安価に実現することが可能となる。

【００２０】（５）本発明は、上記発明（４）に記載の
誘導加熱炊飯装置において、上記制御装置に基準発振器
が設けられそれぞれの加熱コイルに供給される高周波電
流を同位相とすることを特徴としている。

【００２１】本発明においては、制御装置に設けられた
基準発振器によりそれぞれの加熱コイルに流す高周波電
流を同位相とすることができるため、加熱コイル間の干
渉を防ぎ、スイッチングによる誘起電圧の重畳を押さえ
ることができ、スイッチング素子の破損防止が可能とな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る誘導
加熱炊飯装置について、図１及び図２により説明する。

【００２３】図１に示す本実施形態に係る炊飯装置は、
炊飯釜１８の底面両側、底面中央、長側面、短側面にそ
れぞれ設けられた加熱コイル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、
同加熱コイル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄがそれぞれ接続さ
れたインバータ回路９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、および同
インバータ回路９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが接続された制
御装置８を備えている。

【００２４】上記において、制御装置８には事前にそれ
ぞれの米種に最も適した一定時間の制御周期における加
熱時間が記憶されており、制御装置８は米種が指定され
ると、それに基づいてそれぞれ加熱コイル４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄの加熱時間と加熱休止時間を求めてインバー
タ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに指示し、インバータ９ａ，
９ｂ，９ｃ，９ｄはその指示により加熱コイル４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄにそれぞれ高周波電流を供給し、加熱さ
せる。

【００２５】上記炊飯釜１８の底面外側に設けられた加
熱コイル４ａ，４ｂは、それぞれ別のグループを形成し
ており、一方のグループについてはその加熱ゾーンの温
度が他方のグループのそれよりも高くなるように高周波
電流を長時間流し、一定の時間経過後は、温度が逆転す
るようにそれぞれの高周波電流の通電時間を切り替え
る。

【００２６】すなわち、底面中央の加熱コイル４ｂが底
面両側の加熱コイル４ａより長く加熱すると、図２
（ａ）に示すように中央の水の温度が高くなって上昇
し、上部で中央から両側に向かう対流を発生する。この
まま加熱を続けると中央ばかりが加熱され、加熱コイル
４ｂの上部の米が飯になっても加熱コイル４ａの上部は
まだ米のままという炊きむらが発生する。

【００２７】底面両側の加熱コイル４ａが中央の加熱コ
イル４ｂより長く加熱すると、図２（ｂ）に示すように
上部で両側から中央に向けた対流が発生し、このまま加
熱を続けると、加熱コイル４ａの上部の米が飯になって
も加熱コイル４ｂの上部はまだ米のままという炊きむら
が発生する。

【００２８】そのため、加熱コイル４ａ，４ｂによる加
熱を十数秒から数十秒のサイクルで切り替えて中央と両
側の加熱を交互に行い、対流の向きを周期的に変更する
ことにより米や水を攪拌して釜内の温度を均一化させ、
炊きむらを防止する。この時間の切替は、米が飯になる
前のまだ水が十分対流可能な状態の間にできるだけ回数
を多く行うのがよい。

【００２９】上記加熱コイル４ａ，４ｂによる加熱の切
り替えを行った場合の炊きむらの発生状況について、装
置を試作して確認した。その結果は、加熱コイルの容
量、設置数等の条件により異なるが、約１５秒で対流を
切り替えた場合は良好であったが、１分以上のサイクル
にすると、加熱の強い部分と弱い部分の米の状態に炊き
むらが見られた。

【００３０】なお、本実施形態においては、炊飯釜の底
面に３個、側面に４個の加熱コイルが設けられ、これら
が接続されるインバータを４台としているが、これらの
数量については特に限定されるものではない。

【００３１】また、７個の加熱コイルを４つのグループ
に分け、４つの加熱ゾーンが形成されているが、この加
熱ゾーンについては炊飯釜の大きさその他の条件により
適宜決めることができるものである。

【００３２】次に、上記加熱コイル４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄに高周波電流を供給するそれぞれのインバータ９
と、それぞれインバータ９を制御する制御装置８の詳細
について、図３及び図４により説明する。

【００３３】上記インバータ９は、図３に示すように、
三相交流電源１に接続された全波整流器２、同整流器２
に接続されたフィルタ３、共振コンデンサ６と加熱コイ
ル４からなる共振回路５、および同共振回路５と上記フ
ィルタ３の間に設けられたスイッチング素子７により形
成されている。

【００３４】上記において、三相交流電源１から供給さ
れる交流電圧は、全波整流器２により整流されて直流電
圧となる。この整流された直流電圧はフィルタ３により
リップル分が除去される。

【００３５】平滑された直流電圧による直流電力は、ス
イッチング素子７を介して加熱コイル４と共振コンデン
サ６からなる共振回路５へ供給されるが、このスイッチ
ング素子７は制御装置８からの制御信号により制御さ
れ、オンオフを繰り返すため、共振回路５には高周波電
力が供給される。なお、上記フィルタ３には、複数のス
イッチング回路間の電流の逆流を阻止するためのダイオ
ードが含まれている。

【００３６】上記制御装置８には、それぞれの加熱コイ
ル４についての設定加熱量に対応し所定のタイミングで
切り替わる一定時間の制御周期Ｔ₀における加熱時間Ｔ
₁が記憶されており、また、一定の周期でパルスを出力
する基準発振器８ａが設けられている。

【００３７】そのため、上記制御装置８は、それぞれの
スイッチング素子７に対して、それぞれの所定の加熱時
間Ｔ₁の間、図４（ａ）に示すようなオンオフパルス列
をスイッチング回路１９を介して入力し、それぞれのス
イッチング素子７は、図４（ｂ）に示すような高周波電
流を加熱コイル４に入力する。

【００３８】上記スイッチング素子７に入力されるオン
オフパルス列の制御周期Ｔ₀とそれぞれのパルスの周期
は、制御装置８に設けられた基準発振器８ａが出力する
パルスが基準となっており、それぞれが同期しているた
め、隣接する加熱コイルに流れる電流が干渉してトラブ
ルを発生させることがない。

【００３９】なお、上記加熱時間Ｔ₁については、電源
電圧レベル変換手段１６を介して測定される電源電圧Ｖ
₁と基準電圧Ｖ₀とを用い、（Ｖ₀／Ｖ₁）²×Ｔ₁と
する補正を行い、電源電圧Ｖ₁が変動した場合にも常に
一定の加熱量が確保できるものとしている。

【００４０】

【発明の効果】本発明の誘導加熱炊飯方法及び装置にお
いては、制御装置が制御信号を出力し、これを入力した
それぞれのインバータが周期的にその通電時間の変化す
る高周波電流を出力し、これらを入力し炊飯釜の外側に
設けられたそれぞれの加熱コイルが誘導加熱により炊飯
釜内に生じる対流の方向を周期的に変化させるものとし
たことによって、炊飯釜内の温度の均一化が図られ、大
型の炊飯釜の場合にも炊きむらのない安価な炊飯が可能
となり、また、上記制御装置が基準発振器を備え、それ
ぞれの加熱コイルに流す高周波電流を同位相としたこと
によって、加熱コイル間の干渉を防ぎ、スイッチングに
よる誘導電圧の重畳を押さえ、スイッチング素子の破損
防止が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る誘導加熱炊飯装置
の説明図である。

【図２】上記一実施形態に係る炊飯装置の作用説明図で
ある。

【図３】上記一実施形態に係る炊飯装置の電気系統の説
明図である。

【図４】上記一実施形態に係る炊飯装置の電気系統の作
用説明図で、（ａ）は制御信号電圧、（ｂ）はコイル電
流の説明図、（ｃ）はコイル電流の拡大説明図である。

【図５】従来の装置の説明図である。

【図６】従来の装置の電気系統の説明図である。

【図７】従来の装置の作用説明図である。

【符号の説明】

１交流電源２整流器３フィルタ４加熱コイル５共振回路６共振コンデンサ７スイッチング素子８制御装置９インバータ１６電源電圧レベル変換手段１８炊飯釜１９スイッチング回路２１，２２対流の向き

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田方浩智広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者鏡路以神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者川村武也神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者鶴崎一也広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炊飯釜の外部から誘導加熱により加える
熱を制御し、釜内部に生じる対流の方向を周期的に変化
させて、釜の内部温度を均一化させることを特徴とする
誘導加熱炊飯方法。
【請求項２】請求項１に記載の誘導加熱炊飯方法におい
て、上記誘導加熱が炊飯釜の外側に配設された複数の加
熱コイルにより行われ、上記熱の制御がそれぞれの加熱
コイルへ供給される高周波電流の通電時間の長短を周期
的に切り替えることにより行われることを特徴とする誘
導加熱炊飯方法。
【請求項３】請求項２に記載の誘導加熱炊飯方法におい
て、上記加熱コイルへ供給されるそれぞれの高周波電流
が同位相であることを特徴とする誘導加熱炊飯方法。
【請求項４】炊飯釜の外側に設けられた複数の加熱コイ
ル、同それぞれの加熱コイルにそれぞれ接続され高周波
電流を供給するインバータ、および同それぞれのインバ
ータへ制御信号を出力しそれぞれのインバータがそれぞ
れの加熱コイルへ供給する高周波電流の通電時間の長短
を周期的に変化させそれぞれの加熱コイルが炊飯釜内に
形成する対流の方向を周期的に変化させる制御装置を備
えたことを特徴とする誘導加熱炊飯装置。
【請求項５】請求項４に記載の誘導加熱炊飯装置におい
て、上記制御装置に基準発振器が設けられそれぞれの加
熱コイルに供給される高周波電流を同位相とすることを
特徴とする誘導加熱炊飯装置。