JPS59139591A - 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】 産業上の利用分野 本発明は電磁誘導により発生した鍋の渦電流によってジ
ュール熱を発生させ、調理を行なう誘導加熱調理器に関
するものである。

従来例の構成とその問題点 従来のガスや電気ヒータによる加熱方式と異なって鍋底
を直接加熱する誘導加熱調理器は、その加熱原理に依り
、本質的に高効率、高い安全性などの優れた特徴を有し
ている。特に熱伝導による熱応答の遅れがないために、
鍋を一時的に持上げた場合に加熱動作を中断し、再び置
かれた時に再度加熱動作を開始しても、調理上は従来の
熱源と同一であるため、使用者にとっては実質的な節電
となる。この様に、本質的な高効率に加えて実使用時の
鍋の上げ下ろしに伴う使用効率の高さを加味すると、誘
導加熱調理器の特長は極めて太きい。

しかし、反面、超可聴周波数の大電流を加熱コイルに供
給するために静止電力変換装置を必要とし、調理によっ
て出力を絞る場合には、その静止電力変換装置自体で消
費される電力損失が出力に比較して大きな割合となり、
総合的な効率は低下する。

ところで従来は、低出力時に冷却すべき部品の損失が少
ないにも拘らず、常に一定に冷却ファンは作動していた
ので、無駄な電力損失を続けていた。

又、冷却ファンの回転に伴なう騒音も不必要に発生して
いた。

さらに鍋が置かれない場合、静止電力変換装置は作動し
ないものの、その制御回路には通電され続けておジ、通
電による部品の信頼性の低下や無駄な電力損失を大きく
することにつながっていた。

上記のことは、鍋が置かれていても、静止電力変換装置
のデユーティコントロール（通電時間比制御ンによって
平均出力を低くする場合についても全く同様である。

この様に、従来の誘導加熱調理器は、最大出力時での効
率しか優れておらず、煮込み料理や保温状態のように低
出力動作時については高い効率が得られなかった。

発明の目的 本発明の誘導力ロ熱調理器は従来の問題全解消したもの
で、一般に低出力で使用する時間は長時間であるだけに
、低出力設定時にも機器の効率を高めるようにしたもの
である。

発明の構成 本発明の誘導加熱調理器は、加熱コイルを有し、その加
熱コイルに超可聴周波数の交番電流を供給する静止電力
変換装置と、磁性体の有無を検出する磁性体検出手段と
、その出力により静止電力変換装置の駆動回路への電源
の供給を制御する電源トランスと、冷却されるべき部品
に熱結合して配置された温度検出器が所定の温度に達し
た事を検出した時にのみ駆動される冷却ファンとを備え
たもので、加熱コイルと電磁誘導結合すべき磁性体が載
置されない場合には電力消費が発生しないようにしたも
のである。

実施例の説明 本発明の一実施例を第１図に従って説明する。

商用電源１は全波整流ブリッジ２に交流入力を与えると
共に、静止電力変換装置３を駆動する駆動回路４へ電源
を供給する電源トランス５の１次側に鍋スイッチ６を介
して接続される。又、冷却用ファンモータ７も、常開型
サーモスタットからなる温度検出器８を介して商用電源
１に接続されている。温度検出器８は冷坤妊れるべき部
品（実施例ではトランジスタ）に熱結合して配置されて
いる。整流器２の直流出力端子には静止電力変換装置３
が接続されていて、静止電力変換装置３はチョークコイ
ル１２とフィルタコンデンサ１３からなるフィルタと、
そのフィルタコンデンサ１３にトランジスタ１４を介し
て加熱コイル９　’ｒ共振コ７デンサ１５の並列共振回
路が接続されて構成されている。トランス５の２次側に
は駆動回路４が接続されて電源供給を受けており、その
出力端子はトランジスタ１４のベース端子へ接続されて
いて、駆動パルス信号に旧じてトランジスタ１４はオン
オフを周期的に繰り返し加熱コイル９を励振する。

ここで、かかる構成の作用を説明すると、初期状態とし
ては部品温度も低いので、温度検出器８は「開」　であ
り、冷却用ファンモータ７は駆動されない０又、磁性体
よジなる鍋１１が載せられない場合、磁性体検出手段で
ある鍋スイッチ６が「開−１となり、トランス５も又、
励磁されない。ここで鍋スイッチ６は、第２図に示すよ
うにドーナツ状の加熱コイル９の中心部に配置されて、
上下移動可能な磁石１０が磁性体から成る鍋１１が載置
された場合に上部へ吸引移動し、それ壕で磁石１゜の重
量によって押圧されていた鍋スイッチ６の接点が「開」
から「閉」に反転する。したがって鍋１１が載置されな
ければ、電源トランス５の一次側に電圧が印加されない
ため、駆動回路４からのパルス出力も一切なくトランジ
スタ１４はオフを保っている。その他、トランジスタ１
４に逆並列接続された帰還用ダイオード３２やフィルタ
コンデンサ１３には、トランジスタ１４がスイッチング
しないため、直流電圧が印加されているだけであり、静
止電力変換装置３としても電力消費が実質的に発生しな
い。従って、部品温度が低く磁性体からなる鍋１１が置
かれない間ば実質的に消費電力はない。

次に鍋１１が置かれた場合、鍋スイッチ６が閉じて電源
トランス５が励磁され、駆動回路４に電源が供給されて
トランジスタ１４がスイッチング動作を開始し、励振さ
れた加熱コイル９により鍋１１が加熱される。そして鍋
１１が外さ孔ると、駆動回路４の電源が消失し、トラン
ジスタ１４は再びオフ状態を続ける。ここで、鍋１１の
置かれている時間が短いと、部品の温度上昇は少ないの
で、温度検出器８がオンになることもなく、直接、加熱
に必要な電力しか消費されないので、高い効率が得られ
る。

次に第３図に示す実施例をもとて説明する。第３図の構
成は基本的には第１図と同一であるが、使用される鍋１
１の種類や部品配置条件によって、各部品の温度上昇が
異なるため、耐熱性の低い半導体であるトランジスタ１
４と整流ブリッジ２に、それぞれ温度検知器８ａ、、８
ｂｉ取付けて、且つそれらを並列接続することにより、
いずれかの部品の温度が設定値を超えている場合には冷
却用ファンモータ７を駆動する例を示している。なお、
この方法を広く応用してコンデンサなどの他の部品に取
付けることも差支えないし、各部品専用の冷却用ファン
モータを配置してそれぞれを温度検仰手段のオン、オフ
により制御することも含まれる。

次に駆動回路４の構成に関して説明する。電源トランス
６の２次巻線に接続された整流器１６の全波整流出力は
、インバータ２１により商用電源１の零ボルト点に同期
した正ノくルスに波形整形されＤ−フリップフロップ２
６のクロック信号として接続される。

電力、整流器１６の出力端子に接続されたダイオード１
７とコンデンサ１８からなる平滑回路により得られる直
流電圧は、駆動回路４の電源として供給される。電源に
は可変抵抗２２によって、その通電比率を可変できるデ
ユーティ制御回路２３が接続されており、その繰り返し
矩形波出力はアンドゲート２５の入力端子を弁してＤ−
フリップフロップ２６のＤ端子へ接続されている。一方
、磁性体検出手段である鍋スイッチ６は同一動作を行な
うａ、ｂ二つの接点Ｔ構成され鍋スイ６．チロａは電源
トランス５０１次側を制御し、鍋スイッチ６ｂは抵抗２
４と直列接続されてコンデンサ１８の両端Ｋｇ続されて
いる。鍋スイッチ６ｂがオン時に抵抗２４の端子に発生
する電圧はアンドゲート２６の他の入力端子に接続され
ている。Ｄ−フリップフロップ２６の出力端子は、発振
何路２７の入力端子に接続され、発振回路２７の出力に
接続されてパルス出力をトランジスタ１４へ供給するト
ランジスタ３０のオン、オフ動作の禁止・解除を制御す
るもので、鍋スイッチ６ｂ、抵抗２４ている゛。

かかる構成の動作全第４図に従って説明する。

第４図■は鍋スイッチ６ａ　、６ｂの状態を示しており
、同図ではＸ点で鍋１１が置かれ、７点で取外すされた
ことを示す。Ｘ点で鍋１１が置かれると、鍋スイッチ６
ａがオンになるので、電源トランス５は２次電圧を発生
しコンデンサ１８の端子電圧が発生する＋（Ｂ）ｏと同
時に鍋スイッチ６ｂも又、オンしているので、抵抗２４
には◎のように電圧が発生し、アンドゲート２５に信号
を与える。又、デユーティ制御回路２３は設定用の可変
抵抗２２ＶＣより所定の通電比率のパルス信号全アンド
ゲート２５の他の入力端に加える（Ｑ）。

従ってインバータ２１からの零ボルト同期ハルス（■）
をクロックとして与えられ、Ｄ入力−子に◎と◎のアン
ド入力を与えられたＤ−フリップフロップ２６は■の出
力を発振回路２了へ与える。

そのため超可聴周波数で発振している発振回路２７の出
力はＤ−フリップフロップ２６によって、Ｏに示す様に
まびかれてトランジスタ１４へ供給されるため、加熱コ
イル９に流れる電流も◎に示すように、電源の零点に同
期して起動・停止をくり返す間欠波形となる。ここで可
変抵抗２２によって、通電時間が極めて短かくなったり
、逆に連続通電となるかは上述の説明により明らかであ
ろう。

トランジスタ１４がスイッチング動作を行なって加熱コ
イル９が励振されると、整流器２やトランジスタ１４の
温度か■のように上昇する。この温度上昇の傾き（Ｉ′
１１．最大出力や過負荷の時はきつく、血に最少出力の
１寺はゆるくなることは説明を要しない。

示しており、サーモスタットなどヒステ１）シスを有す
るのが一般である。従って設定温度に達すると■に示す
ように温度検出器８がオンし、冷却用ファンモータ７を
駆動させるので部品温度は低下する。温度が下限に達す
ると、冷却用ファンモータ７は再びオフする。鍋１１を
取外した後でも部品温度が高い間は温度検出器８がオン
になっているので、冷却用ファンモータ７は冷却を継続
する。

鍋１１を取去った時、鍋スイッチ６ａはオフになるので
、コンデンサ１８の電圧は第４図■のように徐々に低下
して最終的には零になるが、トランジスタノ３０や発振
回路２７の出力を禁止しないと、トランジスタ１４の駆
動信号も徐々に低下して行く。その場合、静止電力変換
装置３には正規の電源が印加されているにも拘らず駆動
信号電力のみ低下して行くことになり、トランジスタ１
４のスイッチング動作が不完全となり、素子の破壊へつ
ながる場合が予想される。

それに対して本発明の実施例では鍋スイッチ６ｂにより
、・鍋１１を取去ったならば、コンデンサ１８の電圧が
残っていようと抵抗２４の電圧がなくなるので、禁止手
段の作用により発振回路２７は出力が禁止され、安定に
停止することが可能となる。

以上、トランジスタによる静止電力変換装置で述べて米
たが、トランジスタでなくとも他のスイッチング素子（
ＦＥＴ−４ｂＧＴｏなど）であれば同一の効果が期待で
き、又、ブリッジインバータへの適用も全く同一である
。又、鍋スイッチや温度検出器として機械式接点のもの
で説明したが、マイクロスイッチの代わりにポール素子
やフォトインタラプタ、又、サーモスタットの代わりに
温度センサとトライアックの組合せなどが、それらセン
サーのだめの微少な電源が用意されていれば容易に可能
である。又、コンデンサ１３の放電用抵抗なども、微少
な電力損失であり包含される。

発明の効果 以上述べた構成及び作用により、本発明の誘導加熱調理
器は、次のようなすぐれた効果を奏している。

（１）低出力設定時に不安な冷却用ファンモータが作動
しないので高効率であり、不要な騒音がない。

（２）磁性体（鍋）を外した時に不要な制御回路の電力
が消費されないので使用効率が高い。

（３）磁性体（鍋）を置かない場合、実質的な電力損失
がないので、機器の電源スィッチが不要となる。そのた
め、必要な時だけ磁性体を置きさえすれば加熱でき、取
外せば電力消費がないので、いちいち電源スィッチを入
切するわずられしさから使用者が解放される。

（４）機器の円で給油や寿命のために信頼性の低いファ
ンモータの実質的寿命全延長できて、総合的な信頼性が
向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の回路
図、第２図は磁性体検出装置の説明用断面図、第３図は
本発明の他の実施例？示す誘導加熱調器の回路図、第４
図は第３図に示す回路の動作説明図である。 ３・・・・・・静止電力変換装置、４・・・・・・駆動
回路、５・・・・・・電源トランス、６・・・・磁性体
検出手段（鍋スイッチ）、７・・・・・・冷却用ファン
モータ、８・・・・・・温度検出器、９・・・・・・加
熱コイル、１１・・・・・・磁性体（鍋）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱コイルを有し、その加熱コイルに超可聴周波
   数の交番電流を供給する静止電力変換装置と、磁性体の
   有無を検出する磁性体検出手段と、その出力により静止
   電力変換装置の駆動回路への電源の供給を制御する電源
   トランスと、冷却されるべき部品に熱結合して配置され
   た温度検出器が所定の温度に達した事を検出した時にの
   み駆動される冷却用ファンモータと全備えた誘導加熱調
   理器。
2. （２）磁性体検出手段が磁性体の無いことヲ槁出した時
   に、その出力で駆動される禁止手段が、静止電力変換手
   段の駆動回路の作動を禁止する特許請求の範囲第１項記
   載の誘導加熱調理器。