WO2008068850A1

WO2008068850A1 - 電磁誘導加熱調理器用冷却装置

Info

Publication number: WO2008068850A1
Application number: PCT/JP2006/324271
Authority: WO
Inventors: Yasuhiko Ookuma
Original assignee: Kyushu Electric Power Co., Inc.
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-12
Also published as: EP2091299A1; CN101558681B; US20100072191A1; JPWO2008068850A1; KR20100014254A; CN101558681A; EP2091299A4; JP5030971B2

Abstract

　本発明は、通常は加熱のために用いられる電磁誘導加熱調理器で発生する交番磁界を、冷却装置のエネルギー源として使用することにより、電磁誘導加熱調理器を加熱および冷却装置に兼用することのできる装置を提供することを目的とする。磁力発生コイルを設けた電磁誘導加熱調理器のプレートの上に設置される冷却装置であって、当該冷却装置は、２種の金属または半導体で構成されるペルチェ素子を複数、同種のペルチェ素子と異種のペルチェ素子が交互になるように配置するとともに、吸熱側と発熱側が同一方向になるように各ペルチェ素子を電極板３，４で直列に接続してペルチェモジュールＡを形成し、ペルチェモジュールＡの始端と終端の電極板に、導電体８および整流用ダイオード７を接続した電磁誘導加熱調理器用冷却装置。

Description

明細書

電磁誘導加熱調理器用冷却装置

技術分野

[0001] 本発明は、電磁誘導加熱調理器 (IHクッキングヒータ)の発熱原理である高周波誘導磁界による誘導電流を利用し、ペルチェ素子を冷却装置として用いる技術に関する。

背景技術

[0002] 近年、一般家庭において、ガス調理器に比べて、炎を使わないこと、一酸化ガス中毒にならないこと、などにより、安全性の高い調理器として、電磁誘導加熱調理器の普及が進んでいる。

この電磁誘導加熱調理器は、絶縁体のプレートの下部に磁力発生コイルを配置し、高周波（GHzオーダー）をコイルに流すと、交流磁場が発生し、プレート上に置いた金属製 (例えば鉄製)の鍋に渦電流が誘導されて、鍋の金属の抵抗によりジュール熱が発生して、鍋が加熱されるというものである。この電磁誘導加熱調理器は、もつばら、誘導される渦電流により、鍋自体が発熱することを利用したものである。

[0003] 一方、調理物を加熱および冷却できる調理装置として、特許文献 1に記載されたものがある。これは、調理物が載せられるように上部が筐体の上面力突出形成され、調理物と熱交換して調理物を加熱および冷却できるように温度調節装置を備えた調理器である。この調理器は、ペルチェ素子に直流の電流を流すことで冷却およびカロ熱を行うものである力ペルチヱ素子は、 100°C程度の保温できる程度の温度までし力加熱することができず、高温加熱調理が必要な炒め物などの調理には適して、ないため、別回路として電磁誘導加熱調理器が必要である。

[0004] 特許文献 2には、加熱コイルによって誘導加熱される加熱プレートを有する加熱器と、ペルチェ素子を用いた冷却用のペルチェモジュールを設けたペルチェモジユール室とを併設したカ卩 ·冷熱機器が記載されて！、る。

[0005] 特許文献 3には、調理物を覆って保温を行う調理物保温器であって、外面が断熱性の良い材質、内面が熱伝導性の良い金属からなるカバーの頂面に、ペルチェ素子からなる電子冷却装置を設け、カバー内を冷却する調理物保温器が記載されている。

[0006] 特許文献 1：特開 2004— 335447号公報

特許文献 2 :特開 2003— 148850号公報

特許文献 3：特開平 11― 276358号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 一般家庭にお!、て、オール電ィヒ住宅の普及が進んでおり、ライフスタイルも変化しつつある中、家庭料理に対する意識の変化も顕著であり、電磁誘導加熱調理器の普及に伴い、料理の手法も多種多様となってきている。調理の手法によっては加熱後、冷却するなどの調理方法もあり、冷却が可能な調理器具を求める要望も多くなつてきている。

現在普及して！/、る電磁誘導加熱調理器は、システムキッチン等の据え置タイプまたは卓上タイプがあるが、冷却を必要とする調理の場合には、氷や保冷剤など冷凍冷蔵庫で冷却したものを利用するなど、準備および片付けに手間が力かっている。現在、一般的に普及している調理器は、ガス調理器、電磁誘導加熱調理器共に加熱はできるものの冷却の必要な調理には適して!/、な、。

[0008] 冷却を可能とした装置の技術としては、前記特許文献 1〜3のようなものもあり、調理物を加熱及び冷却できる調理装置として、特許文献 1に記載されたものがある。しかし、特許文献 1の、ペルチヱ素子を利用した冷却及び加熱を行うペルチヱ素子は、前述のとおり、加熱調理に適するほどまで高温にできないため、別回路として、電磁誘導装置を具備する必要があり、冷却時と加熱時にペルチェ素子と電磁誘導とを切替を行えるなどの不便さがある。

[0009] また、一般的には既に調理器を所有しており、新たに冷却機能を得るためには、既存の電磁誘導加熱調理器を改造するか、特許文献 1記載の調理器に買い替える必要がある。

しかし、現在普及している電磁誘導加熱調理器も大変高価なものであり、特許文献 1記載の調理器のように冷却機能を備えた電磁誘導加熱調理器となれば更に高価な装置となることが予想され、新規購入を計画している以外の場合には、どちらとも安価に対応できるものではなぐ利用頻度が少ない調理法のために既に所有している調理器と買替えるのは、現実的ではない。

また、特許文献 2〜3に記載された冷却装置は、調理物を囲ってしまうため、冷却しながらの調理ができない。

[0010] さらに、特許文献 1〜3に記載された冷却装置は冷却装置を構成するペルチェ素子のエネルギー源として、商用電源 (コンセント）が必要であり、装置に備え付けられた温度調節装置を用いて温度調節を行うようになって!/、るため、温度調節回路を糸且み込む必要があるなど装置の構成が複雑となり、高価になる、コンパクトィ匕できない、重い、持ち運びが困難、コードが邪魔になる等の問題点を抱えており、技術的にはあるものの一般的に普及するまでに至って、な、。

[0011] 本発明は、電源を入れた状態の電磁誘導加熱調理器のプレートの上に、コンセントを必要とすることなぐ載せるだけで、調理物を調理しながら冷却することができる軽量、コンパクトな冷却装置を提供すること、更には、既に一般家庭で所有している、通常加熱用として用いられている電磁誘導加熱調理器を買い替えることなぐ加熱および冷却装置兼用の電磁誘導加熱調理器とすることができるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 前記課題を解決するため、本発明の第 1の構成は、磁力発生コイルを設けた電磁誘導加熱調理器のプレートの上に設置される冷却装置であって、当該冷却装置のェネルギ一源を、前記電磁誘導加熱調理器で発生する交番磁界から得ることを特徴とする。

[0013] この第 1の構成においては、電磁誘導加熱器の磁力発生コイルによって発生する交番磁界を冷却装置のエネルギー源として使用することにより、冷却装置を運転させるための外部電源が不要となり、コンセントへ接続するための配線も不要となる。

[0014] 本発明の第 2の構成は、前記冷却装置を、 2種の金属または半導体で構成されるペルチェ素子で構成したものである。これにより、動力が不要な冷却装置を実現することができる。 [0015] 本発明の第 3の構成は、前記ペルチェ素子の外部に閉ループ回路を形成する導電体および整流用ダイオードを接続することにより、前記ペルチヱ素子にエネルギー源としての直流電流を供給することを特徴とする。

[0016] この第 3の構成においては、電磁誘導加熱器の磁力発生コイルによって発生する交番磁界を閉ループ回路で受け、整流用ダイオードで直流に変換してペルチェ素子に直流を流すことにより、ペルチェ素子の吸熱側が冷却する。この吸熱側に底の平らな鍋や容器を載せると、内部の調理物が冷却される。

[0017] 本発明の第 4の構成は、磁力発生コイルを設けた電磁誘導加熱調理器のプレートの上に設置される冷却装置であって、当該冷却装置は、 2種の金属または半導体で構成されるペルチェ素子を複数、同種のペルチヱ素子と異種のペルチヱ素子が交互になるように配置するとともに、吸熱側同士と発熱側同士がそれぞれ同一方向になるように各ペルチェ素子を電極板で直列に接続してペルチェモジュールを形成し、前記ペルチェモジュールの始端と終端の電極板に、導電体および整流用ダイオードを接続したことを特徴とする。

[0018] この第 4の構成においては、複数のペルチェ素子を上記のように配列してペルチェモジュールを構成することにより、面積の広い冷却面を形成し、また複数のペルチェ素子自体をループの一部を形成するように配置しているので、冷却効率が向上する

[0019] 本発明の第 5の構成は、第 4の構成のペルチェモジュールの始端と終端に、磁力発生コイルで発生する磁界と鎖交するコイルを、前記導電体および整流用ダイォードを介して接続したことを特徴とする。

これにより、磁力発生コイルで発生する磁界がコイルのターン数で増幅され、ペルチェモジュールに流れる電流が大きくなるため、冷却効果を増強できる。

[0020] 本発明の第 6の構成は、ペルチェモジュールの発熱側を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。

これにより、発熱側を冷却して温度を下げた分だけ冷却側の温度も下がり、また発熱側の温度上昇によって冷却側の温度が上昇し、冷却効率が下がるのを防止して、実用性の高い電磁誘導加熱調理器用冷却装置を実現することができる。発明の効果

[0021] 本発明は、磁力発生コイルを設けた電磁誘導加熱調理器のプレートの上に設置される冷却装置であって、当該冷却装置のエネルギー源を、前記電磁誘導加熱調理器で発生する交番磁界力得るようにしたので、通常は加熱のために用いられる電磁誘導加熱調理器で発生する交番磁界を、冷却装置のエネルギー源として使用することができる。このため、電磁加熱調理器を通常の加熱の用途のほかに、冷却装置の電力源としても使用することができる。また、冷却装置の温度制御は、電磁誘導加熱調理器側の交番磁界の強度調整で行えるため、冷却装置側に複雑な制御回路を設ける必要がない。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]ペルチヱ効果を利用したペルチヱモジュールの原理説明図である。

[図 2]誘導加熱調理器の原理を示す説明図である。

[図 3A]本発明の実施の形態に係るペルチヱモジュールの構成を示す断面図である。

[図 3B]本発明の実施の形態に係るペルチヱモジュールの構成を示す平面図である。

[図 4]実施の形態 1の動作原理を示す説明図である。

[図 5]実施の形態 2の動作原理を示す説明図である。

[図 6]実施の形態 2の動作原理におけるペルチェモジュールへの電力の供給の例を示す回路図である。

[図 7]実施の形態 2の動作原理におけるペルチェモジュールへの電力の供給の他の例を示す回路図である。

[図 8]本発明の電磁誘導加熱調理器用冷却装置の具体的実施例を示す断面図である。

符号の説明

[0023] 1 P型半導体

2 N型半導体

3, 4 電極板

5, 6 セラミック板

7 ダイオード 11 トッププレート

12 磁力発生コイル

13 鍋

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

[0025] まず、ペルチェ効果を、図 1に基づ!/、て説明する。

ペルチェ効果は、 2種類の金属または半導体の接合部に電流を流すと、一方の金属または半導体力他方の金属または半導体に熱が移動すると、うものである。これを利用し、図 1に示すように、 P型半導体 1と N型半導体 2を平面上に交互に配置し、金属製の電極板 3と 4で直列に接続したペルチェモジュールを構成する。これに直流を流すことにより、一方の電極板 4が吸熱側となり、冷却される。他方の電極板 3は発熱側となり、温度が上昇する。

[0026] 図 2は誘導加熱調理器の原理を示すものであり、耐熱ガラス等のトッププレート 11 の下部に磁力発生コイル 12を配置し、これに高周波電流を流すと、磁力発生コイル 12に交番磁界が発生する。トッププレート 11の上に鉄系鍋 13を置くと、鉄系鍋 13の底部に渦電流 ieが誘導される。この渦電流は、鍋 13の鉄の抵抗の中を流れるので、ジュール熱が発生し、鍋 13の底部が発熱し、鍋 13内の調理物を加熱する。

[0027] 本発明は、誘導加熱調理器の磁力発生コイル 12で発生する交番磁界が、トッププレート 11上に配置された閉ループ回路に鎖交することにより閉ループ回路に生じる電流を電源として、ペルチェモジュールを冷却装置とするものである。

[0028] すなわち、図 3A,図 3Bに示すように、 P型半導体 1と N型半導体 2を平面上に交互に配置し、金属製の電極板 3と 4で直列に接続し、全体で一筆書きの配列となるようにする。その配列は、渦巻き状でもよい。電極板 3側と 4側にそれぞれセラミック板 5, 6を貼り付けてペルチェモジュール Aとする。始端と終端の電極板 3の間を、ダイォード 7を介して導電体 8で閉ループ回路を形成する。

[0029] このように構成すると、ペルチェモジュール Aと導電体 8で形成される閉ループ回路に誘導加熱調理器の磁力発生コイル 12で発生する交番磁界が誘導され、ダイォード 7によって整流されるので、ペルチェモジュール Aには一方向の電流、すなわち直流が流れ、セラミック板 6側が吸熱される。これにより、セラミック板 6に鍋 (ガラスなどの絶縁物が好ましい）を載せると、鍋内の調理物が冷却される。なお、下側のセラミツク板 5は発熱側になるので、セラミック板 5側をラジェータ (後述)で循環される冷却用媒体に接触させ冷却すると、冷却効率が高くなる。

[0030] 次に、本発明の実施の形態 1の動作原理を図 4に基づいて説明する。誘導電磁調理器のトッププレート 11上に前記構成のペルチェモジュール Aを載せると、トッププレート 11下部に設けられている磁力発生コイル 12 (図 2参照）に流される高周波電流により、磁力発生コイル 12に垂直な交番磁界が発生する。この交番磁界により、ベルチェモジュール Aとダイオード 7と導電体 8で構成される閉ループ回路に電流が誘導され、ダイオード 7により整流されて、ペルチェモジュール Aの各ペルチェ素子である P 型半導体 1と N型半導体 2に一方向の直流が流れ、表面側が冷却される。ペルチモジュール Aの上に鍋や容器を載せると、鍋や容器内の調理物が急冷される。

[0031] 次に、本発明の実施の形態 2の動作原理を図 5に基づいて説明する。この実施の形態 2は、ペルチェモジュール Aの下部にコイル 9を設け、このコイル 9と導電体 8およびダイオード 7を介してペルチェモジュール Aと接続したものである。実施の形態 1では、ペルチェモジュール Aの外部に形成される閉ループ回路は 1ターンに相当するものであるが、本実施の形態 2では、数ターンのコイル 9とすることにより、磁力発生コィル 12 (図 2参照)で発生する磁界の鎖交数を大きくし、誘導される起電力を増幅するようにしたものである。これは、磁力発生コイル 12とコイル 9間力交番磁界で結合されるトランスのような作用をすることに基づく。これにより、ペルチェモジュール Aによる冷却効率が高くなり、実用性が高まる。

[0032] ここで、コイル 9とペルチヱモジュール Aと導電体 8との間に介在する整流用のダイオード 7は、 1個であると図 6に示すようにペルチェモジュール Aに流れる電流は半波整流波形であるため、平均電流は全波の半分となり、効率が低い。そこで、図 7に示すように、 1個のダイオード 7の代わりにダイオードブリッジ 7，を用いると、ペルチェモジュール Aには全波整流波形の直流が流れるため、 1個の場合に比べて 2倍の電流を流すことができる。これにより、冷却効果がさらに高まる。 [0033] 今まで、ペルチェモジュール Aの電極板 4側が冷却されることについて説明した力ペルチェ素子は、熱の移動により冷却される側と加熱される側が生じる。そのため、冷却側と反対側の電極板 3は加熱される。そのため、電極板 3側の熱が冷却側の電極板 4に伝熱して、冷却側が一定温度以上には冷えない現象が生じる。そこで、図 8 の実施例に示すように、ラジェータを備えた構成とする。

[0034] 図 8において、ペルチヱモジュール Aの下面にアルミニウム等の非磁性体の放熱板 20を貼り付け、プラスチック等の非金属材料で形成したケース 21の上面に固定する。ケース 21の内底部には、誘導電磁調理器のトッププレート 11に近接するように数ターンのコイル 9を配置し、水その他の冷媒 23を入れた容器 24を収納する。ケース 21 の外部には、ラジェータ 25を設置し、循環パイプ 26を介して、冷媒 23を放熱する。なお、ラジェータ 25の冷却ファン（図示せず)等の電源は、コイル 9に誘導される高周波電流を電線 27で導、て整流することにより電源として用いることができる。

[0035] なお、ラジェータ 25、循環パイプ 26をケース 21内部に収納することで、設置面積を小さくすることができる。このような構成とすると、利用者は利用毎にラジェータ 25、循環パイプ 26をケース 21周辺に配置する手間から開放される。

[0036] ペルチェモジュール Aとしては、市販のものを一個、または複数個で構成することができる。例えば、 12V用、 6Amax、最大吸熱量 57Wのものを 12個使用すると、全体の消費電力は 864Wになるが、この電力は 600〜800Wの電磁誘導加熱調理器からの発生高周波磁界により賄える（一般的な電磁誘導加熱調理器の出力は 1000W 以上)。

[0037] ペルチェモジュール Aは、最大使用温度が、ハンダが溶け出す温度以下の 150°C とされているので、水冷にすると、 100°C以上にはならず、安全である。冷却側の温度は、発熱側が 50°Cのとき、計算上は— 22°Cになり、十分な冷却効果がある。

[0038] このようにして、ペルチェ素子の加熱側を冷却することで、冷却側の温度を低くすることができる。

以上の実施の形態においては、電磁誘導加熱調理器のプレートの上にペルチェモジュールを置き、ペルチェモジュールの上に鍋や容器を載せることにより、鍋や容器内の調理物を冷却する例について説明したが、次のような各種の応用例も考えられる。

[0039] 1.ダイオードの極性を変えることにより、ペルチヱモジュールの上部を発熱面として利用する。電磁誘導加熱調理器では、その上に載せるものが適当な電気抵抗を有する金属材料、例えば鉄製であれば、渦電流によるジュール熱発生に基づいて発熱する。これは、ガラス等の絶縁材料製の鍋や容器では電磁誘導加熱調理器を用いても発熱しな、ことを意味する。本発明のペルチェモジュールの上面を発熱面として利用することにより、その上に載せたガラス製の鍋等を加熱することができ、今まで電磁誘導加熱調理器ではガラス製鍋は加熱することができな力つたところを、使用できるようになる。また、電磁誘導加熱方式は、加熱を目的としており、調理物の保温には不向きである。そのため、温度設定を低く調節しても「とろ火」程度の温度となり、長時間鍋を載せておくと、場合によっては調理物が焦げてしまう。これに対し、本発明のペルチェモジュールの上面を発熱面として利用することにより、低い温度での保温が可能になり、調理物が冷めない程度に長時間、カロ温することができる。

[0040] 2.本実施の形態のペルチヱモジュールを鍋の底部に一体ィ匕する。これにより、電磁誘導加熱調理器専用の冷却鍋を提供することができる。

[0041] 3.料理屋 (例えばお好み焼き屋、旅館、レストラン等)で、客のテーブル上で料理や加熱を行う熱源として電磁誘導加熱調理器を設置して!/ヽる場所で、冷却装置として使用する。

[0042] 例えば、デザートとしてアイスクリームやシャーベット、プリン等の冷菓を提供する場合に、それらが溶けたり温度が上がらないように、冷却する。

[0043] また、飲食店や宴会場で料理の最初に刺身の舟盛り等を出す場合、本発明の冷却装置を用いることで、鮮度を維持できるし、刺身を食べた後は、電磁誘導加熱調理器の加熱機能を用いて鍋料理や焼き物を調理することができる。

[0044] 回転寿司店等では、コンベアの下部に磁力発生コイルを配置し、コンベアの上部にペルチェモジュールを底部に埋め込んだ皿、またはトレィを載せて移動させることにより、移動中にも寿司や調理物を冷却しながら新鮮度を維持することができる。冷却したくない調理物は、通常の皿を用いることで、対応することができる。

産業上の利用可能性本発明は、電磁誘導加熱調理器の発熱原理である高周波誘導磁界による誘導電流を利用し、ペルチェ素子を冷却装置として用いることのできる技術として、家庭用、営業用の厨房器具等に好適に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 磁力発生コイルを設けた電磁誘導加熱調理器のプレートの上に設置される冷却装置であって、当該冷却装置のエネルギー源を、前記電磁誘導加熱調理器で発生する交番磁界から得ることを特徴とする電磁誘導加熱調理器用冷却装置。

[2] 前記冷却装置は、 2種の金属または半導体で構成されるペルチェ素子で構成されることを特徴とする請求項 1記載の電磁誘導加熱調理器用冷却装置。

[3] 前記ペルチェ素子の外部に閉ループ回路を形成する導電体および整流用ダイォードを接続することにより、前記ペルチェ素子にエネルギー源としての直流電流を供給することを特徴とする請求項 2記載の電磁誘導加熱調理器用冷却装置。

[4] 磁力発生コイルを設けた電磁誘導加熱調理器のプレートの上に設置される冷却装置であって、当該冷却装置は、 2種の金属または半導体で構成されるペルチェ素子を複数、同種のペルチヱ素子と異種のペルチヱ素子が交互になるように配置するとともに、吸熱側同士と発熱側同士がそれぞれ同一方向になるように各ペルチェ素子を電極板で直列に接続してペルチェモジュールを形成し、前記ペルチェモジュールの始端と終端の電極板に、導電体および整流用ダイオードを接続したことを特徴とする電磁誘導加熱調理器用冷却装置。

[5] 前記ペルチェモジュールの始端と終端に、磁力発生コイルで発生する交番磁界と鎖交するコイルを、前記導電体および整流用ダイオードを介して接続したことを特徴とする請求項 4記載の電磁誘導加熱調理器用冷却装置。

[6] 前記ペルチェモジュールの発熱側を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項 4または 5記載の電磁誘導加熱調理器用冷却装置。