JP2018032551A - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Abstract
Description
(構成)
図1は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。
図1に示すように、誘導加熱調理器100の上部には、鍋などの被加熱物5が載置される天板4を有している。図1では負荷として被加熱物5が載置された例について説明する。天板4には、被加熱物5を誘導加熱するための加熱口として、第1の加熱口1、第2の加熱口2、第3の加熱口3とを備え、各加熱口に対応して、第1の加熱手段11、第2の加熱手段12、第3の加熱手段13を備えており、それぞれの加熱口に対して被加熱物5を載置して誘導加熱を行うことができるものである。
本実施の形態1では、本体の手前側に左右に並べて第1の加熱手段11と第2の加熱手段12が設けられ、本体の奥側ほぼ中央に第3の加熱手段13が設けられている。
なお、各加熱口の配置はこれに限るものではない。例えば、3つの加熱口を略直線状に横に並べて配置しても良い。また、第1の加熱手段11の中心と第2の加熱手段12の中心との奥行き方向の位置が異なるように配置しても良い。
なお、以下の説明においては、操作部40と表示部41とを一体に構成した表示操作部43を設ける場合について説明する。表示操作部43は、例えば、LCDの上面にタッチスイッチを配置したタッチパネルなどによって構成される。
なお、第1の加熱手段11、第2の加熱手段12、及び第3の加熱手段13の少なくとも一つを、例えば輻射によって加熱するタイプの電気ヒータ(例えばニクロム線やハロゲンヒータ、ラジェントヒータ)で構成しても良い。
図3は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の第1の加熱手段を模式的に示す斜視図である。
図2及び図3において、第1の加熱手段11は、加熱口の中央に配置された内周コイル11aと、内周コイル11aの周囲に配置された、外周左板状コイル111b、外周右板状コイル112b、外周上板状コイル111c、及び外周下板状コイル112cとで構成されている。第1の加熱手段11の外周は、第1の加熱口1に対応した略円形状である。
また、4つの環状導電体311b、312b、311c、312cを、「環状導電体310」と総称する場合がある。
また、4つの磁性コア321b、322b、321c、322cを、「磁性コア320」と総称する場合がある。
また、外周左一次コイル331b、外周右一次コイル332b、外周上一次コイル331c、及び外周下一次コイル332cを、「一次コイル330」と総称する場合がある。
このように、環状導電体310の下に磁性体70を設けることで、高周波磁束が鎖交しやすくなり漏れ磁束が低減する。また、磁性体70は、外周側の端部が、環状導電体310よりも外周側に配置されている。このため、環状導電体310から発生した高周波磁束の外周側への漏れ磁束が低減でき、誘導加熱の効率を向上することができる。
図4に示すように、第1の加熱手段11は、駆動回路50a、50b、50cにより駆動制御される。即ち、内周コイル11aを構成する内周内コイル111aと内周外コイル112aは、駆動回路50aにより駆動制御される。また、外周左一次コイル331bと外周右一次コイル332bは、駆動回路50bにより駆動制御される。外周上一次コイル331cと外周下一次コイル332cは、駆動回路50cにより駆動制御される。
また、駆動回路50aのインバータ回路23は、本発明の「第2駆動回路」に相当し、また駆動回路50aの直流電源回路22を含んでも良い。
また、外周板状コイル300は、本発明の「第1加熱部」に相当する。
また、内周コイル11aは、本発明の「第2加熱部」及び「加熱コイル」に相当する。
また、磁性体70は、本発明の「第1磁性体」に相当する。
また、磁性体80は、本発明の「第2磁性体」に相当する。
また、一次コイル330は、本発明の「第1コイル」に相当する。
また、磁性コア320は、本発明の「コア」に相当する。
図6は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の外周板状コイルを模式的に示す図である。なお、図6においては、図3に示した外周板状コイル300を上下反転させた状態を示している。また、図6においては説明のため、外周板状コイル300の各部の形状及び大きさの比率を図2、図3とは相違させている。
次に、本実施の形態1における誘導加熱調理器の加熱動作について説明する。
駆動回路50aが駆動されると、内周コイル11aに高周波電流が供給され、内周コイル11aから高周波磁束が発生する。これにより、内周コイル11aの上方に載置された被加熱物5に渦電流が流れ、この渦電流により被加熱物5が誘導加熱される。
図7に示すように、一次コイル330に高周波電流が供給されると、一次コイル330の周囲には高周波磁束φ1が発生する。高周波磁束φ1は、磁気抵抗の小さい磁性コア320(フェライト)を通る。磁性コア320からなる磁気回路は、環状導電体310と鎖交するように配置されているので、高周波磁束φ1は環状導電体310と鎖交する。その結果、図7に示すように、環状導電体310には電磁誘導により誘導電流が流れる。
なお、制御部45は、外周板状コイル300へ供給する電力の最大値を、内周コイル11aへ供給する電力の最大値よりも大きくしても良い。
次に、内周コイル11a及び外周板状コイル300へ送風される冷却風の風量について説明する。
上述したように、誘導加熱調理器100の内部には、本体の内部に冷却風を送風する送風機60が設けられている。送風機60によって本体内に供給された冷却風は、内周コイル11a及び外周板状コイル300へ送風される。
図8に示すように、環状導電体310の下には、平板状に形成された磁性体70が設けられている。この磁性体70は、例えば環状導電体310の外縁よりも大きく形成されている。一方、内周コイル11aの下には、複数の磁性体80が放射状または半径方向に延びる棒状に形成されている。即ち、平面視において、内周コイル11aの外縁が囲む範囲の面積に占める磁性体80の面積の割合が、環状導電体310の外縁を囲む範囲の面積に占める磁性体70の面積の割合よりも小さく構成されている。
図9は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の内周コイル及び環状導電体を示す断面図である。
図9に示すように、内周コイル11aは、天板4の下面との間に間隔Gを空けて配置されている。
このように間隔Gを設けることで冷却風が通風し易くなり、内周コイル11aの温度上昇を抑制することができる。また、被加熱物5の熱が天板4を介して内周コイル11aへ伝熱しにくくなり、内周コイル11aの温度上昇を抑制することができる。
つまり、環状導電体310の耐熱温度が高いため、冷却風を通風させるための間隔Gを設ける必要が無く、環状導電体310と被加熱物5との距離を短くすることができ、効率よく誘導加熱を行うことができる。
上記の説明では、環状導電体310の下に、平板状に形成された磁性体70を設けたが、磁性体70の形状、数はこれに限定されない。
図10に示すように、環状導電体310の下には、例えばフェライトなどの磁性材料により形成された複数の磁性体71が設けられている。複数の磁性体71は、棒状に形成されている。また、平面視において、内周コイル11aの外縁が囲む範囲の面積に占める磁性体80の面積の割合が、環状導電体310の外縁を囲む範囲の面積に占める磁性体71の面積の割合よりも小さく構成されている。
なお、その他の構成は図3と同様であり、同様の構成には同一の符号を付する。
図11は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の第1の加熱手段を模式的に示す斜視図である。
図12は、図11のA−A断面を模式的に示す図である。
なお、図11及び図12においては、一部の構成については図示を省略している。
本実施の形態2においては、内周コイル11aによる誘導加熱と外周板状コイル300による誘導加熱とを交互に切り替える対流調理モードについて説明する。
なお、本実施の形態2における誘導加熱調理器100の構成は、上記実施の形態1と同様である。以下、上記実施の形態1との相違点を中心に説明する。
使用者により、対流調理モードによる調理開始の指示が行われると、制御部45は、誘導加熱させる火力に応じて、駆動回路50aと駆動回路50b、50cとを所定時間ごとに交互に駆動させる。これにより、内周コイル11aによる誘導加熱と外周板状コイル300による誘導加熱とが所定時間ごとに交互に切り替えられる。
このように、被加熱物5の内周部の加熱と外周部の加熱とを所定時間ごとに変化させることで、煮込み調理での被加熱物5(鍋)の内部の被調理物に対流を発生することができ、味を浸み込ませながら、煮くずれや焦げ付きを抑制することができる。
例えば、一つの加熱口における上限電力が3000Wである場合、外周板状コイル300へ供給する電力の合計が3000W以下となるように駆動回路50b、50cを制御し、内周コイル11aへ供給する電力が2000W以下となるように駆動回路50aを制御しても良い。
つまり、内周コイル11aについては導線の絶縁皮膜の耐熱等により定めた上限電力以下となるように駆動回路50aを制御し、外周板状コイル300については、規格や回路設計等によって一つの加熱口に対して投入可能な上限電力以下となるように駆動回路50b、50cを制御する。
このため、外周板状コイル300への投入電力を高くすることができる。例えば、被加熱物5として大きな鍋を用いて煮込み調理を行った場合、外周板状コイル300への投入電力が低くなると、加熱部位(面積)の大きな外周部を十分に加熱することできず、外周板状コイル300と内周コイル11aの投入電力の切り替えによる対流煮込みが不十分となることがある。本実施の形態2においては、被加熱物5の加熱部位(面積)の大きな外周部を十分に加熱することができ、対流煮込みをより強化することが可能となり、被加熱物5にしっかりと味を浸み込ませることが可能な、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
本実施の形態3においては、外周板状コイル300へ供給する高周波電流の周波数を、内周コイル11aへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする動作について説明する。
なお、本実施の形態3における誘導加熱調理器100の構成は、上記実施の形態1と同様である。以下、上記実施の形態1又は2との相違点を中心に説明する。
このような異種金属の被加熱物5が加熱口に載置された場合、内周コイル11aと外周板状コイル300の駆動周波数を同一、あるいは近似した周波数に設定すると、中央部(内周部)と外周部を共に加熱することできず、内周部のみ加熱、または外周部のみ加熱されることになる。
使用者により、異種金属の被加熱物5を加熱調理する操作が行われると、制御部45は、駆動回路50a、50b、50cをそれぞれ駆動させる。制御部45は、外周板状コイル300へ供給する高周波電流の周波数を、内周コイル11aへ供給する高周波電流の周波数よりも高くする。例えば、駆動回路50b、50cの駆動周波数を60kHzに設定し、外周板状コイル300へ60kHzの高周波電流を供給する。また、駆動回路50aの駆動周波数を22kHzに設定し、内周コイル11aへ22kHzの高周波電流を供給する。
また、被加熱物5の材質を判定する負荷判定手段を備え、加熱口に載置された被加熱物5が異種金属の材質であるか否かを判定し、異種金属で有る場合には、上記動作を行うようにしても良い。
このため、異種金属の被加熱物5の内周部および外周部を共に誘導加熱することができる。よって、貼付フライパンや溶射フライパンを用いた炒め物調理を行った場合でも、調理性能を確保した、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。もちろんフライパン底の材質が一種類(一様)の場合は、内周コイル11aと外周板状コイル300の駆動周波数を同一にすることで同様の効果を得ることができる。
図13は、実施の形態4に係る誘導加熱調理器の第1の加熱手段を模式的に示す斜視図である。
図13に示すように、本実施の形態4における外周板状コイル300は、分割されていない一つの環状導電体310dと、磁性コア320dと、一次コイル330dとから構成されている。
環状導電体310dは、内周コイル11aよりも径が大きい円形形状を有し、内周コイル11aに対して同心円状に配置されている。即ち、内周コイル11aは、加熱口の中央に配置され、環状導電体310dは、内周コイル11aの外周側に配置されている。
一次コイル330dは、絶縁皮膜された任意の金属(例えば銅、アルミなど)からなる導電線が磁性コア320dに巻回されることにより構成されている。
磁性コア320dは、例えばフェライトによって構成され、一次コイル330dに高周波電流を流した時に発生する高周波磁束が環状導電体310dと鎖交する磁気回路を構成するように配置されている。
なお、外周板状コイル300と内周コイル11aには、別々の駆動回路50により高周波電流が供給されるため、被加熱物5にフライパンや大きな鍋を用いた場合でも同様の効果を奏することができる。
図14は、実施の形態5に係る誘導加熱調理器の第1の加熱手段を模式的に示す平面図である。
図14において、第1の加熱手段11は、中央に配置された内周板状コイル12a(第1加熱部)と、内周板状コイル12aの周囲に配置された外周コイル12b、12c(第2加熱部)とで構成されている。第1の加熱手段11の外周は、第1の加熱口1に対応した略円形状である。
4つの外周コイルは、略1/4円弧状(バナナ状または胡瓜状)の平面形状を有しており、絶縁皮膜された任意の金属(例えば銅、アルミなど)からなる導電線を外周コイルの1/4円弧状の形状に沿って巻きつけることで構成される。すなわち、外周コイルは、内周板状コイル12aに隣接する1/4円弧状領域において、内周板状コイル12aの円形の平面形状に実質的に沿って延びるように構成されている。なお、外周コイルの数は4つに限定されるものではない。また、外周コイルの形状もこれに限るものではなく、例えば円形の外周コイルを複数用いた構成でもよい。
図15は、実施の形態6に係る誘導加熱調理器の第1の加熱手段を模式的に示す平面図である。
図15において、第1の加熱手段11は、中央に配置された内周板状コイル12a(第1加熱部)と、内周コイル11aの周囲に配置された、外周左板状コイル111b、外周右板状コイル112b、外周上板状コイル111c、及び外周下板状コイル112c(第2加熱部)とで構成されている。
外周左板状コイル111b、外周右板状コイル112b、外周上板状コイル111c、及び外周下板状コイル112cは、上記実施の形態1と同様の構成である。
なお、その他の構成は上記実施の形態1と同様である。また、加熱動作は上記実施の形態1〜3の何れかと同様である。
Claims (21)
- 被加熱物が載置される天板と、
前記天板に形成され、前記被加熱物の載置位置を示す加熱口と、
前記天板の前記加熱口の下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する第1加熱部及び第2加熱部と、
前記第1加熱部を駆動する第1駆動回路と、
前記第1駆動回路とは別に設けられ、前記第2加熱部を駆動する第2駆動回路と、
を備え、
前記第1加熱部及び前記第2加熱部の少なくとも一方は、
平板状の導電材料を環状に形成した環状導電体を有する
誘導加熱調理器。 - 前記第1加熱部は、
前記環状導電体と、
前記第1駆動回路からの第1高周波電流が供給されることによって第1高周波磁束を発生する第1コイルと、
磁性材料により形成され、前記第1高周波磁束が前記環状導電体と鎖交する磁気回路を構成するコアと、を有し、
前記第2加熱部は、導線を巻いて形成した加熱コイルにより構成された
請求項1に記載の誘導加熱調理器。 - 前記加熱コイル及び前記環状導電体へ送風する送風機を備え、
前記加熱コイルへ供給される風量が、前記環状導電体へ供給される風量よりも大きい
請求項2に記載の誘導加熱調理器。 - 磁性材料により形成され、前記環状導電体の下方に配置された第1磁性体と、
磁性材料により形成され、前記加熱コイルの下方に配置された第2磁性体と、
を備え、
平面視において、
前記加熱コイルの外縁が囲む範囲の面積に占める前記第2磁性体の面積の割合が、
前記環状導電体の外縁を囲む範囲の面積に占める前記第1磁性体の面積の割合よりも小さい
請求項2又は3に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第1磁性体は、
1つの前記環状導電体に対して1つ又は複数設けられ、
平面視において、
前記環状導電体の外縁を囲む範囲の面積に占める前記第1磁性体の面積の割合が、50%以上である
請求項4に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第1磁性体は、平板状のフェライトにより構成された
請求項4又は5に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第1磁性体は、前記環状導電体が配置される溝が形成された
請求項4〜6の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第1磁性体は、前記加熱口の外周側の端部が、前記環状導電体よりも外周側に配置された
請求項4〜7の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記環状導電体は、前記加熱コイルよりも前記天板に近い位置に配置された
請求項2〜8の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記環状導電体は、前記天板に接触した
請求項2〜9の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記環状導電体及び前記加熱コイルは、それぞれ径が異なり、同心円状に配置された
請求項2〜10の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記加熱コイルは、前記加熱口の中央に配置され、
前記環状導電体は、前記加熱コイルの外周側に配置された
請求項11に記載の誘導加熱調理器。 - 前記環状導電体は、前記加熱口の中央に配置され、
前記加熱コイルは、前記加熱コイルの外周側に配置された
請求項11に記載の誘導加熱調理器。 - 前記環状導電体は、一つの前記加熱口に対して複数設けられ、
前記加熱コイルは、前記加熱口の中央に配置され、
複数の前記環状導電体は、前記加熱コイルの周辺に配置された
請求項2〜10の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記第1加熱部へ供給する電力の最大値を、前記第2加熱部へ供給する電力の最大値よりも大きくする
請求項2〜14の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記制御装置は、
前記第1加熱部による誘導加熱と前記第2加熱部による誘導加熱とを交互に切り替える調理モードにおいて、
前記第1加熱部へ供給する電力を、前記第2加熱部へ供給する電力よりも大きくする
請求項15に記載の誘導加熱調理器。 - 前記制御装置は、
前記第1加熱部へ供給する電力が3000W以下となるように前記第1駆動回路を制御し、
前記第2加熱部へ供給する電力が2000W以下となるように前記第2駆動回路を制御する
請求項15又は16に記載の誘導加熱調理器。 - 前記制御装置は、
前記第1加熱部へ供給する高周波電流の周波数を、前記第2加熱部へ供給する高周波電流の周波数よりも高くする
請求項15〜17の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第1加熱部及び前記第2加熱部は、それぞれ前記環状導電体を有し、
前記第1加熱部は、
前記第1駆動回路からの第1高周波電流が供給されることによって第1高周波磁束を発生する第1コイルと、
磁性材料により形成され、前記第1高周波磁束が前記環状導電体と鎖交する磁気回路を構成する第1コアと、を有し、
前記第2加熱部は、
前記第2駆動回路からの第2高周波電流が供給されることによって第2高周波磁束を発生する第2コイルと、
磁性材料により形成され、前記第2高周波磁束が前記環状導電体と鎖交する磁気回路を構成する第2コアと、を有する
請求項1に記載の誘導加熱調理器。 - 磁性材料により形成され、前記第1加熱部の下方に配置された第1磁性体を備え、
前記第1磁性体は、
1つの前記環状導電体に対して1つ又は複数設けられ、
平面視において、
前記環状導電体の外縁を囲む範囲の面積に占める前記第1磁性体の面積の割合が、50%以上である
請求項19に記載の誘導加熱調理器。 - 磁性材料により形成され、前記第2加熱部の下方に配置された第2磁性体を備え、
前記第2磁性体は、
1つの前記環状導電体に対して1つ又は複数設けられ、
平面視において、
前記環状導電体の外縁を囲む範囲の面積に占める前記第2磁性体の面積の割合が、50%以上である
請求項19又は20に記載の誘導加熱調理器。
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