JPWO2017064804A1 - 誘導加熱調理装置、複合調理装置、およびこれらを備えた誘導加熱調理システム - Google Patents
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Abstract
Description
前記誘導加熱調理装置は、誘導加熱エリアおよび調理デバイスエリアを有するトッププレートと、前記誘導加熱エリアおよび前記調理デバイスエリアの下方に配置された第1および第2の磁界発生部と、高周波磁界を発生するように前記第1および第2の磁界発生部のそれぞれに高周波電流を供給する第1および第2のインバータ回路と、前記第1および第2のインバータ回路を制御する制御部とを備える。
前記複合調理装置は、前記第1の磁界発生部で生じた高周波磁界により第1の電力で誘導加熱される被誘導加熱部と、前記第2の磁界発生部で生じた高周波磁界により電磁誘導されて第2の電力を発電する発電部と、前記発電部で得られた第2の電力を用いて動作する調理支援部とを備え、前記複合調理装置の前記被誘導加熱部が前記誘導加熱エリア上に載置され、前記複合調理装置の前記発電部が前記調理デバイスエリア上に載置されたとき、前記制御部は、前記複合調理装置で調理される食材が前記被誘導加熱部により加熱されると同時に、前記調理支援部により前記被誘導加熱部上の食材の調理が支援されるように、前記第1および第2のインバータ回路を互いに独立して制御する。
本発明に係る実施の形態の誘導加熱調理システム100は、誘導加熱調理装置1および複合調理装置101から構成され、まず誘導加熱調理装置1および複合調理装置101のそれぞれについて個別に説明する。
図1〜図9を参照しながら、本発明に係る誘導加熱調理装置の実施の形態1について以下詳細に説明する。図1は、本発明に係る誘導加熱調理装置(以下、単に「IH調理装置」という。)1の全体を概略的に図示する斜視図である。図1に示すIH調理装置1は、キッチンに設けた収納部(図示せず)に据え付けられるビルトインタイプのものであり、図2は、キッチンの収納部に据え付けられたIH調理装置1の平面図である。このIH調理装置1は、概略、主に板金等で形成された本体部2と、その上側表面のほぼ全体を覆うガラス等で形成された耐熱性の天板(以下、「トッププレート」という。)3と、複数の誘導加熱エリア10a,10b,10cと、複数の調理デバイスエリア30a,30bと、調理用グリル4とを有する。なお、複数の誘導加熱エリア10a,10b,10c、および複数の調理デバイスエリア30a,30bのそれぞれは、トッププレート3上の異なる領域に互いに独立して配設されている。以下、説明の便宜上、図1および図2に示す誘導加熱エリア10a,10b,10cをそれぞれ左側誘導加熱エリア10a、中央誘導加熱エリア10b、および右側誘導加熱エリア10cといい、調理デバイスエリア30a,30bをそれぞれ左側調理デバイスエリア30aおよび右側調理デバイスエリア30bという。
加熱コイル12aは、第1のインバータ回路14から高周波電流の供給を受けて高周波磁界を形成し、鍋等の被加熱物110が高周波磁界と鎖交することにより、渦電流によるジュール熱を発生させて被加熱物110を直接的に誘導加熱するものである。給電コイル32a,32bは、同様に、第2のインバータ回路34から高周波電流の供給を受けて高周波磁界を形成し、後述する補助調理装置70または複合調理装置101に設けた受電コイル72が高周波磁界を受けて電磁誘導されることにより、起電力を生成させるものである。すなわち、加熱コイル12および給電コイル32は、高周波電流の供給を受けて高周波磁界を形成する点においては共通の機能または作用を有するので、これらを第1および第2の磁界発生部12,32ともいう。
図8は、本発明に係るIH調理装置1の電気回路構成を示すブロック回路図である。図8に示すIH調理装置1は、概略、加熱コイル12に高周波電流を供給する第1のインバータ回路14と、給電コイル32に高周波電流を供給する第2のインバータ回路34と、第1および第2のインバータ回路14,34に直流電圧を印加する電源部40とを備える。またIH調理装置1は、第1および第2のインバータ回路14,34から加熱コイル12および給電コイル32に供給される高周波電流を制御する制御部50を備え、制御部50には操作部7,8および表示部9が電気的に接続されている。さらにIH調理装置1は、加熱コイル12の上方に載置された被加熱物110の電気的特性(負荷抵抗および共振周波数等の負荷特性を含む)を検知する鍋検知部(第1の検知部)15と、給電コイル32の上方に載置された補助調理装置70または複合調理装置101の受電コイル72の電気的特性を検知するコイル検知部(第2の検知部)35と、電源部40で消費される電力を検知する電力検知部45とを備える。なお上記説明では、加熱コイル12の上方に載置された被加熱物110と、給電コイル32の上方に載置された補助調理装置70または複合調理装置101の受電コイル72とを区別したが、ともにトッププレート3上に載置されるものとして、これらを総称して「載置物」ということがある。すなわち、「載置物」とは、被加熱物110と、受電コイル72を備えた補助調理装置70または複合調理装置101とを含む。また電源部40は、第1および第2のインバータ回路14,34に直流電圧を印加するものであるが、各インバータ回路に独立して直流電圧を印加する複数の電源部を設けてもよく、同様に複数の電力検知部を各電源部に設けてもよい。
なお図8においては、補助調理装置70は、受電コイル(発電部)72と、インダクタンス成分を有する負荷部(調理支援部)74とを有するものとして図示されている。給電コイル32に高周波電流が供給されると、その周囲に高周波磁界が形成され、受電コイル(発電部)72に起電力が生じ、負荷部(調理支援部)74に電力を供給して、調理の仕上がりが改善されるように食材の調理が支援される。
図10は、本発明に係る複合調理装置101の一部破断斜視図であり、図11は、複合調理装置101をIH調理装置1のトッププレート3上に載置したときの斜視図である。また、図12は、IH調理装置1および複合調理装置101からなる誘導加熱調理システム100の電気回路構成を示すブロック回路図である。図10に示す複合調理装置101は、トッププレート3の誘導加熱エリア10上に載置される被加熱物110(被誘導加熱部)と、調理デバイスエリア30上に載置される受電コイル72を含む発電部72とを有する。図10の複合調理装置101は、たとえば魚等の食材をグリル調理するための魚焼き器として構成され、その被加熱物110は、磁性を有する銅や鉄等の金属からなる金属プレートを折り曲げ加工して、凹部を有する矩形の皿部材110として形成されたものである。皿部材110の上には焼き網116を設けて、食材Fに網状の焼き目を付けてもよい。図10に示すように、皿部材(被加熱物)110は、誘導加熱エリア10の下方に配置された加熱コイル12に高周波電流が供給されると、加熱コイル12(第1の磁界発生部)により誘導加熱され、その輻射熱で食材Fを加熱調理する。
一方、加熱コイル12および給電コイル32(第1および第2の磁界発生部)は、ともに磁界を発生させるものであるから、回路構成上(理論的には)、給電コイル32が被加熱物110を誘導加熱し、加熱コイル12が補助調理装置70等の受電コイル72を電磁誘導することが可能である。しかしながら、給電コイル32で被加熱物110を誘導加熱するときに必要な電力量は、一般に、補助調理装置70等の受電コイル72を電磁誘導する際に必要な電力量より大きいので、補助調理装置70等のための第2のインバータ回路34を構成する半導体スイッチング素子等は、その最大定格電流が被加熱物110を誘導加熱する第1のインバータ回路14を構成するものより小さく、安価であることが好ましい。そこで理論的には可能であっても、この実施の形態に係るIH調理装置1において、加熱コイル12を用いて鍋等の被加熱物110を誘導加熱し、受電コイル72を用いて補助調理装置70等を動作させることが構成部品の小型化および製造コストの観点から極めて好ましい。
図17および図18は、図2と同様の誘導加熱調理装置1の平面図であって、トッププレート3上の不適切な位置(前後逆または左右にずれた位置)に載置された複合調理装置101を示す。すなわち、これらの複合調理装置101の被加熱物110および受電コイル72はそれぞれ、誘導加熱エリア10および調理デバイスエリア30の上方の適正な位置に載置されていない。
a)駆動部(第1および第2のインバータ回路14,34)を独立して設けたので、それぞれの電力(第1および第2の電力)を個別に制御できる。これにより、調理の進行状況(でき具合)に応じて、上面からの加熱量を増大させたい場合には、複合調理装置101の調理支援部74を構成する抵抗発熱体76へ供給される電力を増大させて、抵抗発熱体76の電力(火力)を強めることができる。また、食材Fの下面の調理焦げを防止または抑制したい場合には、複合調理装置101の被加熱物110へ供給される電力を低減して、誘導加熱の電力(火力)を弱めることができる。このように、上方向からの調理支援部74および下方向からの被加熱物110へ供給される電力を個別に制御できるので、調理の仕上がり具合をより改善することができる。
b)誘導加熱エリア10と調理デバイスエリア30を独立して設けることにより、誘導加熱と給電(受電)を同時に行うことができ、さらに誘導加熱エリア10と調理デバイスエリア30を分離して(離間させて)配置することにより、互いのエリア間の磁気的干渉を抑制することができ、効率のよい加熱動作を実現できる。
c)また誘導加熱エリア10と調理デバイスエリア30を独立して設けたことにより、複合調理装置101は、誘導加熱エリア10で最大3kW(第1の電力の最大値)、調理デバイスエリア30で最大1.5kW(第2の電力の最大値)、最大合計4.5kWの電力を出力することができ、調理内容に応じて、調理時間を短縮することができる。
d)さらに誘導加熱エリア10と調理デバイスエリア30を独立して設けたことにより、複合調理装置101を使用しない場合は、誘導加熱エリア10で通常の加熱調理を行うことができ、一方、調理デバイスエリア30で別の補助調理装置(受電装置)70を載置して使用することができ、使用者の利便性が向上する。
e)誘導加熱エリア10と調理デバイスエリア30も磁界発生部を有しており、第1および第2の磁界発生部を制御して、誘導加熱部として動作させることができるので、これらのエリア10,30に跨る大きな加熱負荷、たとえば鉄板などを載置すれば、広い面積で誘導加熱することができ、利便性が向上する。
f)誘導加熱調理装置1は、誘導加熱エリア10に鍋検知部15を、調理デバイスエリア30にコイル検知部35を設けたことにより、各エリア10,30に適切な負荷が載置されている場合に動作するように構成したので、適正な電力を供給でき、誤載置による誘導加熱調理装置1の破壊を防止することができる。
図1に示すIH調理装置1は、被加熱物110を誘導加熱するための3つの加熱コイル12(誘導加熱エリア10)と、補助調理装置70等の受電コイル72を電磁誘導するための2つの給電コイル32(調理デバイスエリア30)とを有し、さらに任意的に調理用グリル4を有する。したがって、図1のIH調理装置1において、複数の加熱コイル12および給電コイル32に同時に高周波電流が供給される場合、これらに対してユーザが所望するそれぞれの火力(消費電力)の合計がIH調理装置1の全体の最大供給電力(最大許容電力)Pmax(たとえば5.8kW)を超える場合がある。このとき複数の加熱コイル12および給電コイル32で消費される電力の合計が最大定格電力Pmaxを超えないように少なくとも1つの加熱コイル12または給電コイル32で消費される電力を抑制する必要がある。このように加熱コイル12または給電コイル32で消費される電力を抑制する制御手法を「電力デマンド」という。
Pa’=t×Pa
Pb’=t×Pb
Pc’=t×Pc
∴Pmax=Pa’+Pb’+Pc’
Pa’=Pa
Pb’<Pb
Pc’=Pc
∴Pmax=Pa+Pb’+Pc
Pa’=Pa
Pb’=Pb
Pc’<Pc
∴Pmax=Pa+Pb+Pc’
Claims (19)
- 誘導加熱調理装置と複合調理装置とを備えた誘導加熱調理システムであって、
前記誘導加熱調理装置は、
誘導加熱エリアおよび調理デバイスエリアを有するトッププレートと、
前記誘導加熱エリアおよび前記調理デバイスエリアの下方に配置された第1および第2の磁界発生部と、
高周波磁界を発生するように前記第1および第2の磁界発生部のそれぞれに高周波電流を供給する第1および第2のインバータ回路と、
前記第1および第2のインバータ回路を制御する制御部とを備え、
前記複合調理装置は、
前記第1の磁界発生部で生じた高周波磁界により第1の電力で誘導加熱される被誘導加熱部と、
前記第2の磁界発生部で生じた高周波磁界により電磁誘導されて第2の電力を発電する発電部と、
前記発電部で得られた第2の電力を用いて動作する調理支援部とを備え、
前記複合調理装置の前記被誘導加熱部が前記誘導加熱エリア上に載置され、前記複合調理装置の前記発電部が前記調理デバイスエリア上に載置されたとき、前記制御部は、前記複合調理装置で調理される食材が前記被誘導加熱部により加熱されると同時に、前記調理支援部により前記被誘導加熱部上の食材の調理が支援されるように、前記第1および第2のインバータ回路を互いに独立して制御することを特徴とする誘導加熱調理システム。 - 複合調理装置とともに用いられる誘導加熱調理装置であって、
誘導加熱エリアおよび調理デバイスエリアを有するトッププレートと、
前記誘導加熱エリアおよび前記調理デバイスエリアの下方に配置された第1および第2の磁界発生部と、
高周波磁界を発生するように前記第1および第2の磁界発生部のそれぞれに高周波電流を供給する第1および第2のインバータ回路と、
前記第1および第2のインバータ回路を制御する制御部とを備え、
前記複合調理装置は、
前記第1の磁界発生部で生じた高周波磁界により第1の電力で誘導加熱される被誘導加熱部と、
前記第2の磁界発生部で生じた高周波磁界により電磁誘導されて第2の電力を発電する発電部と、
前記発電部で得られた第2の電力を用いて動作する調理支援部とを備え、
前記複合調理装置の前記被誘導加熱部が前記誘導加熱エリア上に載置され、前記複合調理装置の前記発電部が前記調理デバイスエリア上に載置されたとき、前記制御部は、前記複合調理装置で調理される食材が前記被誘導加熱部により加熱されると同時に、前記調理支援部により前記被誘導加熱部上の食材の調理が支援されるように、前記第1および第2のインバータ回路を互いに独立して制御することを特徴とする誘導加熱調理装置。 - 誘導加熱調理装置とともに用いられる複合調理装置であって、
前記誘導加熱調理装置は、
誘導加熱エリアおよび調理デバイスエリアを有するトッププレートと、
前記誘導加熱エリアおよび前記調理デバイスエリアの下方に配置された第1および第2の磁界発生部と、
高周波磁界を発生するように前記第1および第2の磁界発生部のそれぞれに高周波電流を供給する第1および第2のインバータ回路と、
前記第1および第2のインバータ回路を制御する制御部とを備え、
前記複合調理装置は、
前記第1の磁界発生部で生じた高周波磁界により第1の電力で誘導加熱される被誘導加熱部と、
前記第2の磁界発生部で生じた高周波磁界により電磁誘導されて第2の電力を発電する発電部と、
前記発電部で得られた第2の電力を用いて動作する調理支援部とを備え、
前記複合調理装置の前記被誘導加熱部が前記誘導加熱エリア上に載置され、前記複合調理装置の前記発電部が前記調理デバイスエリア上に載置されたとき、前記制御部は、前記複合調理装置で調理される食材が前記被誘導加熱部により加熱されると同時に、前記調理支援部により前記被誘導加熱部上の食材の調理が支援されるように、前記第1および第2のインバータ回路を互いに独立して制御することを特徴とする複合調理装置。 - 前記誘導加熱エリアは第1の領域に配設され、前記第1の領域とは異なる第2の領域に前記調理デバイスエリアが配設されることを特徴とする、請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、請求項3に記載の複合調理装置。
- 前記調理支援部は、前記被誘導加熱部とは異なる方向から食材を加熱することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、または請求項3に記載の複合調理装置。
- 前記調理支援部は、前記発電部で得られた第2の電力を用いて、食材を加熱する抵抗発熱体であることを特徴とする請求項5に記載の誘導加熱調理システム、誘導加熱調理装置、または複合調理装置。
- 前記トッププレート上の前記誘導加熱エリアおよび前記調理デバイスエリアは、分離して配置され、
金属材料からなる被加熱物が、前記誘導加熱エリア上に載置されたとき、前記第1の磁界発生部により誘導加熱され、
補助調理装置が、前記調理デバイスエリア上に載置されたとき、前記第2の磁界発生部により給電され、
前記制御部は、前記第1および第2の磁界発生部に高周波電流を供給するように前記第1および第2のインバータ回路を選択的に制御することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、または請求項3に記載の複合調理装置。 - 前記調理支援部は、誘導加熱される前記被誘導加熱部の部分を移動させることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、または請求項3に記載の複合調理装置。
- 前記調理支援部は、前記複合調理装置内で食材を固定する固定部品と、前記発電部で得られた第2の電力を用いて、前記固定部品を所定軸の周りで回転させる回転機構とを有することを特徴とする請求項8に記載の誘導加熱調理システム、誘導加熱調理装置、または複合調理装置。
- 前記調理支援部は、前記発電部で得られた第2の電力を用いて、食材を照明する照明部を有することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、または請求項3に記載の複合調理装置。
- 前記誘導加熱調理装置は、
前記誘導加熱エリア上に載置された前記複合調理装置の前記被誘導加熱部または前記被加熱物の電気的特性を検知する第1の検知部と、
前記調理デバイスエリア上に載置された前記複合調理装置の前記発電部または前記補助調理装置の電気的特性を検知する第2の検知部とをさらに備え、
前記制御部は、前記第1および第2の検知部で検知された電気的特性に基づいて前記第1および第2のインバータ回路を制御することを特徴とする請求項7に記載の誘導加熱調理システム、誘導加熱調理装置、または複合調理装置。 - 前記第1の検知部は、前記複合調理装置の前記被誘導加熱部または前記被加熱物の負荷抵抗を検知し、
前記第2の検知部は、前記複合調理装置の前記発電部または前記補助調理装置の負荷抵抗を検知し、
前記制御部は、前記第1および第2の検知部で検知された負荷抵抗の周波数特性に基づいて、前記誘導加熱エリア上に前記複合調理装置の前記被誘導加熱部または前記被加熱物が載置されたか否か、および前記調理デバイスエリア上に前記複合調理装置の前記発電部または前記補助調理装置が載置されたか否かを判断することを特徴とする請求項11に記載の誘導加熱調理システム、誘導加熱調理装置、または複合調理装置。 - 前記第1の検知部が、前記誘導加熱エリアに前記複合調理装置の前記被誘導加熱部が載置されたことを検知し、かつ、前記第2の検知部が、前記調理デバイスエリア上に前記複合調理装置の前記発電部が載置されたことを検知したとき、前記制御部は、被誘導加熱部を誘導加熱させるとともに前記発電部を発電させるために、前記第1および第2の磁界発生部のそれぞれに高周波電流を供給するように前記第1および第2のインバータ回路を制御することを特徴とする請求項11に記載の誘導加熱調理システム、誘導加熱調理装置、または複合調理装置。
- 前記制御部は、前記第1および第2の検知部で検知された負荷抵抗が、その所定の負荷閾値範囲内であるとき、高周波電流を供給するように前記第1および第2のインバータ回路を制御することを特徴とする請求項12に記載の誘導加熱調理システム、誘導加熱調理装置、または複合調理装置。
- 前記制御部は、前記第1および第2の検知部で検知された負荷抵抗が、その所定の負荷閾値範囲内でないとき、高周波電流を供給しないように前記第1および第2のインバータ回路を制御することを特徴とする請求項12に記載の誘導加熱調理システム、誘導加熱調理装置、または複合調理装置。
- 前記誘導加熱調理装置は、前記第1および第2の磁界発生部で消費される第1および第2の消費電力を検知する第1および第2の電力検知部をさらに備え、
前記制御部は、前記第1および第2の電力検知部で検出した第1および第2の消費電力の合計電力が、前記誘導加熱調理装置の最大供給電力を超えると判断したとき、最大供給電力に対する合計電力の割合を第1および第2の消費電力に乗じた電力が供給されるように前記第1および第2のインバータ回路を制御することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、請求項3に記載の複合調理装置。 - 前記制御部は、前記第1および第2の検知部で検知した第1および第2の消費電力の合計電力が、前記誘導加熱調理装置の最大供給電力を超えると判断したとき、予め設定された優先順位に応じた電力が出力されるように第1および第2のインバータ回路を制御することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、請求項3に記載の複合調理装置。
- 前記第1および第2の磁界発生部は、リッツ線を巻線してなる誘導加熱コイル、または無端状の金属プレートもしくは金属薄膜の一部で構成されたことを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、または請求項3に記載の複合調理装置。
- 第1の電力の最大値は、第2の電力の最大値より大きく、
制御部は、複合調理装置の被誘導加熱部に第1の電力を供給し、複合調理装置の発電部に第2の電力を供給するように前記第1および第2のインバータ回路を互いに独立して制御することを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理システム、請求項2に記載の誘導加熱調理装置、または請求項3に記載の複合調理装置。
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