JP2013058309A - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一つの加熱口に対して設けられた複数の誘導加熱コイル21の下方に配置され、該複数の誘導加熱コイル21に向けて冷却風を噴き出す複数の吐出穴31が形成されたコイル冷却ダクト3bを備え、コイル冷却ダクト3bの内部に、複数の誘導加熱コイル21の配置位置に対応させてコイル冷却ダクト3b内の冷却風を複数の風路に分流する仕切り32を設けたものである。
【選択図】図2
Description
このため、熱損失の大きな誘導加熱コイルの冷却が十分できない、という問題点があった。
しかしながら、複数の開口を均一直径でかつ均等配分とし、誘導加熱コイルの中で発熱密度の最も大きい部位に合わせて設けている。このため、発熱密度の小さい部位でも必要以上の冷却性能を持つなど、場所による冷却性能差が発生する、という問題点があった。
また、少ない風量で複数の加熱コイルを冷却することができ、冷却ファンの回転数を低下させることができる誘導加熱調理器を得るものである。
また、少ない風量で複数の加熱コイルを冷却することができる。また、冷却ファンの回転数を低下させることができる。
(全体構成)
図1は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器のトッププレートを外した状態を示す分解斜視図である。
なお、ここでは誘導加熱調理器が、誘導加熱による調理鍋載置部(加熱口)を左右手前に二口と中央奥側に一口設けた、ビルトイン型(組込み型)IHクッキングヒータである場合を例に説明する。
筐体1内には、複数のコイルユニット2(2a〜2c)が設けられている。
筐体1内の左底部にはグリル部4が配設され、その側方である筐体1内の右底部には制御基板5などを収納した基板ケース6が配設され、その後方に冷却ファン7が配設されている。
なお、「冷却ファン7」は、本発明における「送風機」に相当する。
右コイル冷却ダクト3aは基板ケース6と連通し、左コイル冷却ダクト3bは左右接続部30により右コイル冷却ダクト3aと連通している。これにより、冷却ファン7により発生した高静圧の冷却空気が、基板ケース6、右コイル冷却ダクト3a、左コイル冷却ダクト3bの内部を順次流れる冷却風路を形成している。詳細は後述する。
なお、以下の説明において、右コイル冷却ダクト3a、左コイル冷却ダクト3bを区別しないときは「コイル冷却ダクト3」と称する。
なお、「コイル冷却ダクト3」は、本発明における「冷却ダクト」に相当する。
また、トッププレート10の後方には複数の通気孔が形成されており、冷却ファン7が筐体1の外部から吸気する吸気口15と、筐体1内部の冷却後に筐体1の外部へ排気する排気口16に、冷却空気が通過するようになっている。ここではトッププレート10の後方に通気孔を形成している場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、例えば、トッププレート10後方の通気孔をなくして筐体1の前面及び背面に通気孔を形成して冷却風の吸気口15と排気口16を設けても良い。
制御基板5は、誘導加熱コイル21(後述)に高周波電流を供給させるためのインバータ11と、誘導加熱コイル21やグリル部4、冷却ファン7などを駆動制御する制御部13と、被加熱物8の載置位置を判別する鍋載置判別部9とを備える。詳細は後述する。
次に、左コイルユニット2bとその駆動構成について説明する。なお、右コイルユニット2aの構成は左コイルユニット2bと同様である。
図3は、実施の形態1に係る左コイルユニットと冷却ダクトの部分断面(A−A’断面)図である。
図2及び図3に示すように、左コイルユニット2bは、誘導加熱コイル21、コイルベース22、フェライト23とを備えている。
誘導加熱コイル21は、それぞれ径の異なる、誘導加熱コイル21(I)、誘導加熱コイル21(II)、誘導加熱コイル21(III)が、同心円状かつ略同一平面上に複数配置されて構成される。
誘導加熱コイル21は、高周波電流が流れることにより高周波磁界を発生させ、その磁力線によってトッププレート10上に載置される被加熱物8に渦電流が生じ、被加熱物8が発熱することで加熱されるようになっている。
なお、「誘導加熱コイル21」は、本発明における「加熱コイル」に相当する。
これにより、本体組立て時及びキッチン組込み時においても、トッププレート10上の被加熱物8と誘導加熱コイル21との距離を一定に維持することが可能となり、効率良く決められた電力で加熱することができる。
なお、この支持部材は、バネなどのコイルベース22を支持できるものであれば良く、種類及び個数を特に限定するものでない。
なお、コイルベース22には被加熱物の温度状態を検出するための温度センサを設けておくのが好ましい。
制御部13は、インバータ11(I)〜(III)を制御して、誘導加熱コイル21(I)〜(III)を、それぞれ個別に、または、複数組み合わせて駆動する。
インバータ11(I)〜(III)は、スイッチング素子等の発熱部分で形成された回路と、その回路に接続されている1または2個以上のコンデンサとで構成されている。
被加熱物8の載置位置判別は、例えば、各誘導加熱コイル21を上面から見た投影面積と被加熱物8の底面の面積とを比較し、投影面積の被加熱物8の底面の面積に占める割合を算出することで、被加熱物8の設置状態を検知して行う。検知手段の具体例としては、例えば、各誘導加熱コイル21の間に設けた照度センサのレベルにより設置状態を検知するものや、各誘導加熱コイル21に微弱電流を流すことで変化するインピーダンス値から設置状態を検知するものなど、任意の検知方法を用いることができる。
なお、「吐出穴31」は、本発明における「開口」に相当する。
図4は、実施の形態1に係るコイル冷却ダクトの構成を示す上面図である。
図4に示すように、右コイル冷却ダクト3a、左コイル冷却ダクト3bは、それぞれ、右コイルユニット2a及び左コイルユニット2bの形状に対応するように、上方から見て略円形状に形成されている。
右コイル冷却ダクト3aには、基板ケース6と連結し、基板ケース6内を通過した冷却風を取り込む流入口36が設けられている。
左コイル冷却ダクト3bは、左右接続部30により右コイル冷却ダクト3aと通風可能に接続されており、右コイル冷却ダクト3aから流出した冷却風が左右接続部30を介して、流入口35から流入される。
右コイル冷却ダクト3a及び左コイル冷却ダクト3bの上壁には、上方に配置された誘導加熱コイル21に向けて冷却風を噴き出す複数の吐出穴31が形成されている。
また、左コイル冷却ダクト3bの内部には、誘導加熱コイル21(I)〜(III)の配置位置に対応させて左コイル冷却ダクト3b内の冷却風を複数の風路に分流する仕切り32が設けられている。
以下、左コイル冷却ダクト3bの詳細を説明する。
このように仕切り32を設けることにより、個別駆動可能な各誘導加熱コイル21(I)〜(III)に対してそれぞれ別の風路が形成され、同一の誘導加熱コイル21に向けて噴き出す冷却風が、同一の風路を通過することとなる。
なお、本実施の形態では、仕切り曲げ部33を、各仕切り32の両端部にそれぞれ設ける場合を説明するが、本発明はこれに限るものではない。仕切り32を複数設ける場合には、一部の仕切り32にのみ仕切り曲げ部33を形成するようにしても良し、仕切り32の両端部のうち一方の端部のみに形成するようにしても良い。また、仕切り曲げ部33の設けない構成としても良い。
なお、本実施の形態では、分岐箇所の上流側に吐出穴31を設けない場合を説明したが、分岐箇所の上流側に、下流側の吐出穴31よりも開口径が小さい吐出穴31を設けても良い。
本実施の形態では、誘導加熱コイル21(II)に対応する風路と、誘導加熱コイル21(III)に対応する風路が、上流(紙面右側)で分流した後、下流(紙面左側)で合流することとなる。このため当該2つの風路について、分流した冷却風が下流側で再度合流しないように合流防止板34が設けられている。なお、誘導加熱コイル21(I)に対応した風路は、分流した冷却風が合流することがないため、合流防止板34は設けない構成としている。
なお、本実施の形態では、上流で分流した冷却風が下流で合流する複数の風路の全てに合流防止板34を設ける場合を説明したが、本発明はこれに限るものではない。上流で分流した冷却風が下流で合流する複数の風路のうち、一部の風路にのみ合流防止板34を設ける構成としても良い。また、何れの風路にも合流防止板34を設けない構成としても良い。
次に、本体内の冷却風の流れについて説明する。
冷却ファン7が動作すると、トッププレート10の後方上面の吸気口15から空気が吸い込まれ、その空気が冷却風として基板ケース6内へと流入する。
基板ケース6内に流入した冷却風は、制御基板5に配設されたインバータ11のスイッチング素子などの発熱部品や耐熱温度の低い部品の冷却を行い、その後、基板ケース6と接続された右コイル冷却ダクト3aへと供給される。
右コイル冷却ダクト3aに流入した冷却風の一部は、右コイル冷却ダクト3aの上壁面の複数の吐出穴31(図4参照)から噴き出される。
右コイル冷却ダクト3aの吐出穴31から噴き出された冷却風は、右コイルユニット2aのコイルベース22底面の開口部を通過して誘導加熱コイル21へと到達し、主に衝突噴流による熱伝達により冷却を行う。
各風路に分流した冷却風は、各風路の上面に設けられた吐出穴31より噴き出され、左コイルユニット2bのコイルベース22底面の開口部を通して誘導加熱コイル21へと到達し、主に衝突噴流による熱伝達により冷却を行う。
次に、加熱時の具体的な動作の流れについて説明する。
図6は、実施の形態1に係る駆動例を示す模式図である。
図6(1)は、小径の被加熱物8が誘導加熱コイル21上に載置される例を示している。
このとき、鍋載置判別部9は、誘導加熱コイル21(I)上にのみ被加熱物8が載置されているものと判断し、誘導加熱コイル21(II)上及び誘導加熱コイル21(III)上には被加熱物8が載置されていないと判断する。
その結果、制御部13は、鍋載置判別部9による出力結果に基づき、誘導加熱コイル21(I)に電力を投入するようインバータ11(I)を駆動し、誘導加熱コイル21(II)、誘導加熱コイル21(III)には電力を投入しないようインバータ11(II)、11(III)を動作させる。
このとき、鍋載置判別部9は、誘導加熱コイル21(I)上に被加熱物8の底面の面積のうちの約5割、誘導加熱コイル21(II)上に被加熱物8底面の面積のうちの約5割が載置されているものと判断する。
その結果、制御部13は、鍋載置判別部9による出力に基づき、誘導加熱コイル21(I)と誘導加熱コイル21(II)に電力を投入するようインバータ11(I)、11(II)を駆動し、誘導加熱コイル21(III)には電力を投入しないようインバータ11(III)を動作させる。
このとき、鍋載置判別部9は、誘導加熱コイル21(I)上に被加熱物8の底面の面積のうちの約4割、誘導加熱コイル21(II)上に被加熱物8底面の面積のうちの約4割、誘導加熱コイル21(III)上に被加熱物8底面の面積のうちの約2割が載置されているものと判断する。
その結果、制御部13は、鍋載置判別部9による出力に基づき、誘導加熱コイル21(I)と誘導加熱コイル21(II)と誘導加熱コイル21(III)に電力を投入するようインバータ11(I)、11(II)、11(III)を駆動させるよう動作する。
なお、上記の説明では、鍋載置判別部9の出力により被加熱物8の大きさを判別して、各誘導加熱コイル21を個別駆動する場合を説明したが、これに限らず、予め設定された調理メニューや使用者による操作に応じて、各誘導加熱コイル21を個別駆動するようにしても良い。
以上のように本実施の形態においては、一つの加熱口12に対して設けられた誘導加熱コイル21(I)〜(III)の下方に配置され、この誘導加熱コイル21(I)〜(III)に向けて冷却風を噴き出す複数の吐出穴31が形成されたコイル冷却ダクト3を備え、このコイル冷却ダクト3の内部に、誘導加熱コイル21(I)〜(III)の配置位置に対応させてコイル冷却ダクト3内の冷却風を複数の風路に分流する仕切り32を設けている。
このため、一つの加熱口12を形成する複数の誘導加熱コイル21の全面に対して吐出穴31から誘導加熱コイル21に向かい衝突するように噴き出すことができる。
また、誘導加熱コイル21の場所による冷却性能差を少なくすることができる。
また、少ない風量で効果的に冷却でき、冷却ファン7の回転数を低下させることができる。よって、冷却ファン7の運転騒音の小さな誘導加熱調理器を得ることが可能となる。
このため、コイル冷却ダクト3に流入した冷却風をコイル冷却ダクト3の内部で分流することができ、コイル冷却ダクト3の外部に分流のための構成(分岐ダクト等)を設ける必要がなくなり、コンパクトな冷却構造を得ることができる。
このため、上面から見て略C型形状にのみ仕切り32を設けた場合と比較して、仕切り32の端部における冷却風の流れ剥離を防いで乱流発生に伴う左コイル冷却ダクト3b内における圧力損失の増加を抑制することができる。よって、確実に分流しながらより冷却ファン7を低回転数で運転騒音の小さい誘導加熱調理器を得ることができる。
このため、分流前の多い風量のまま吐出穴31から噴き出されてしまい誘導加熱コイル21の分流箇所付近が積極的に冷却されて冷却ムラが発生してしまうことを防止することができる。
このため、下流側での合流に伴う圧力損失を抑制することができる。また、吐出穴31からの噴流同士の干渉に伴う圧力損失の増加を抑制することができる。よって、冷却ファン7の負荷をより小さくすることができ、運転騒音の小さい誘導加熱調理器を提供することができる。
図7は、実施の形態2に係る加熱コイルの駆動構成とコイル冷却ダクトを示す上面図である。
なお、実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
図7に示すように、本実施の形態では、誘導加熱コイル21の構成として、加熱口12の中央に位置するよう誘導加熱コイル21(I)を配置し、誘導加熱コイル21(I)の周辺に誘導加熱コイル21(II)及び誘導加熱コイル21(III)を複数個配置している。ここでは誘導加熱コイル21(I)の周辺に、誘導加熱コイル21(II)を2個配置し、誘導加熱コイル21(III)を2個配置する例を示す。なお、各誘導加熱コイル21の個数及びその配置位置はこれに限定されるものではない。
なお、「誘導加熱コイル21(II)」及び「誘導加熱コイル21(III)」は、本発明における「周辺加熱コイル」に相当する。
各誘導加熱コイル21(I)〜(III)は、それぞれ別のインバータ11(I)〜(III)へと接続されることで、個別に駆動が可能な構成となっている。
本実施の形態における左コイル冷却ダクト3bの内部には、誘導加熱コイル21(I)と、誘導加熱コイル21(II)及び誘導加熱コイル21(III)とのコイル間に位置するように、垂直方向に仕切り32が設けられている。つまり、仕切り32は、誘導加熱コイル21(I)に向けて冷却風を噴き出す風路と、誘導加熱コイル21(II)及び誘導加熱コイル21(III)に向けて冷却風を噴き出す風路とを形成している。
このように仕切り32を設けることにより、誘導加熱コイル21(I)と、誘導加熱コイル21(II)及び誘導加熱コイル21(III)とに対してそれぞれ別の風路が形成され、同一の誘導加熱コイル21に向けて噴き出す冷却風が、同一の風路を通過することとなる。
言い換えれば、左右接続部30と左コイル冷却ダクト3bとの接続箇所において、流入口35から左コイル冷却ダクト3b内へと流入する冷却風の向きが、左コイル冷却ダクト3b外周の接線方向に対して略垂直とならないように構成されている。
これにより、上面から見て、左コイル冷却ダクト3bの中心より下側、かつ、誘導加熱コイル21(II)と誘導加熱コイル21(III)との略間に、流入口35が設けられている。
本実施の形態では、誘導加熱コイル21(II)及び誘導加熱コイル21(III)に対応する風路が、上流(紙面右側)で分流した後、下流(紙面左側)で合流することとなる。このため当該風路について、分流した冷却風が下流側で再度合流しないように合流防止板34が設けられている。
このとき、合流防止板34は、隣接する誘導加熱コイル21の略間に設けられている。図7の例では、上面から見て、下流側(紙面左側)の誘導加熱コイル21(II)と、誘導加熱コイル21(III)との間に設けられている。これにより、分流後に流れる風路の長さが異なるようになっている。
なお、誘導加熱コイル21(I)に対応した風路は、分流した冷却風が合流することがないため、合流防止板34は設けない構成としている。
次に、本体内の冷却風の流れについて説明する。
なお、左コイル冷却ダクト3bに流入するまでの冷却風の流れは、上記実施の形態1と同様である。
各風路に分流した冷却風は、各風路の上面に設けられた吐出穴31より噴き出され、コイルベース22の底面の開口部を通して誘導加熱コイル21(I)〜(III)へと到達し、主に衝突噴流による熱伝達により冷却を行う。
次に、加熱時の具体的な動作の流れについて説明する。
図8は、実施の形態2に係る駆動例を示す模式図である。
図8(1)は、誘導加熱コイル21上に、上方から見て楕円形状の被加熱物8が左右方向に載置される例を示している。
このとき、鍋載置判別部9は、誘導加熱コイル21(I)上に被加熱物8底面の面積のうちの約5割、誘導加熱コイル21(II)上に被加熱物8底面の面積のうちの約5割が載置され、誘導加熱コイル21(III)上には被加熱物8は載置されていないものと判断する。
その結果、制御部13は、鍋載置判別部9による出力に基づき、誘導加熱コイル21(I)と誘導加熱コイル21(II)に電力を投入するようインバータ11(I)、11(II)を駆動し、誘導加熱コイル21(III)には電力を投入しないようインバータ11(III)を動作する。
このとき、鍋載置判別部9は、誘導加熱コイル21(I)上に被加熱物8底面の面積のうちの約5割、誘導加熱コイル21(III)上に被加熱物8底面の面積のうちの約5割、誘導加熱コイル21(II)上には被加熱物8は載置されていないものと判断する。
その結果、制御部13は、鍋載置判別部9による出力に基づき、誘導加熱コイル21(I)と誘導加熱コイル21(III)には電力を投入するようインバータ11(I)、11(III)を駆動し、誘導加熱コイル21(II)には電力を投入しないようインバータ11(II)を動作する。
以上のように本実施の形態においては、一つの加熱口12に対して設けられた複数の誘導加熱コイル21は、誘導加熱コイル21(I)の周辺に、誘導加熱コイル21(II)、21(III)が配置されて構成される。そして、誘導加熱コイル21(I)〜(III)の下方に配置されたコイル冷却ダクト3の内部に、誘導加熱コイル21(I)に向けて冷却風を噴き出す風路と、第二の誘導加熱コイル21に向けて冷却風を噴き出す風路とを形成する仕切り32を設けている。
このため、一つの加熱口12を形成する複数の誘導加熱コイル21の全面に対して吐出穴31から誘導加熱コイル21に向かい衝突するように噴き出すことができる。
また、誘導加熱コイル21の場所による冷却性能差を少なくすることができる。
また、少ない風量で効果的に冷却でき、冷却ファン7の回転数を低下させることができる。よって、冷却ファン7の運転騒音の小さな誘導加熱調理器を得ることが可能となる。
このため、分流前で多い風量のまま上方の誘導加熱コイル21を冷却すべく吐出穴31から噴き出されてしまうことで、誘導加熱コイル21の分流場所付近が積極的に冷却されてしまい誘導加熱コイル21全体として冷却ムラが発生してしまうことを防止することができる。
これにより、分流後の誘導加熱コイル21(II)と21(III)に対応した風路において、上面から見て下側の風路と上側の風路内の圧力損失が異なり、上流側に流れる風量が多くなるようにしたため、吐出穴31から誘導加熱コイル21へと噴き出される風速が誘導加熱コイル21全体の中で均一化することが可能となり、より冷却ムラの発生を防止することができる。その結果、より少ない風量で効果的に冷却でき、より運転騒音の小さい誘導加熱調理器を提供することができる。
Claims (12)
- 被加熱物が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートに形成され、前記被加熱物の載置位置を示す加熱口と、
前記トッププレートの下方に配置され、一つの前記加熱口に対して複数設けられた加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルの下方に配置され、該複数の加熱コイルに向けて冷却風を噴き出す複数の開口が形成された冷却ダクトと、
前記冷却ダクトに冷却風を供給する送風機と
を備え、
前記冷却ダクトの内部に、前記複数の加熱コイルの配置位置に対応させて前記冷却ダクト内の冷却風を複数の風路に分流する仕切りを設けた
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記仕切りは、
同一の前記加熱コイルに向けて噴き出す冷却風が、同一の前記風路を通過するように設けられた
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記仕切りは、
平面視において略C形状に形成され、前記冷却ダクトに流入した冷却風の上流側が前記風路の分流箇所となるように設けられた
ことを特徴とする請求項1または2記載の誘導加熱調理器。 - 前記仕切りは、
その端部に、前記冷却ダクトに流入した冷却風の流れ方向に対し、略平行となる向きに折り曲げた曲げ部を形成した
ことを特徴とする請求項3記載の誘導加熱調理器。 - 前記複数の開口は、
前記冷却風が分流される分流箇所より下流側に設けられた
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記複数の風路のうち、上流で分流した前記冷却風が下流で合流する風路に、当該風路の下流側を閉塞する合流防止板を設けた
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 一つの前記加熱口に対して設けられた前記複数の加熱コイルは、径の異なる加熱コイルが同心円状に複数配置されて構成され、
前記仕切りは、
平面視において、前記各加熱コイルの略間に設けられ、前記各加熱コイルに対してそれぞれ別の風路を形成する
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 一つの前記加熱口に対して設けられた前記複数の加熱コイルは、中央加熱コイルの周辺に、周辺加熱コイルが複数配置されて構成され、
前記仕切りは、
平面視において、前記中央加熱コイルと、前記周辺加熱コイルとの略間に設けられ、
前記中央加熱コイルに向けて冷却風を噴き出す風路と、前記周辺加熱コイルに向けて冷却風を噴き出す風路とを形成する
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記合流防止板は、
隣接する前記周辺加熱コイルの略間に設けられた
ことを特徴とする請求項6に従属する請求項8記載の誘導加熱調理器。 - 前記冷却ダクトは、
平面視において、略円形状に形成され、
側方側から前記冷却風を流入させる流入口を有し、
前記流入口から前記冷却ダクト内へと流入する冷却風の向きが、前記冷却ダクトの接線方向に対して略垂直とならないように構成された
ことを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 隣接する複数の前記加熱口にそれぞれ前記冷却ダクトが設けられ、
一方の前記冷却ダクトから流出した冷却風を、他方の前記冷却ダクトに流入させる接続部を備えた
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
一つの前記加熱口に対して設けられた前記複数の加熱コイルを、それぞれ個別に、または、所定の組み合わせで駆動する
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
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