JP3687169B2 - Induction heating rice cooker - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は商用電源を高周波に電力変換する電力変換装置と、この電力変換装置を使用した誘導加熱式炊飯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来使用している誘導加熱式炊飯器の構成を示している。高周波磁界を発生して内鍋１を誘導加熱する加熱コイル５は、主回路１から高周波電流の供給を受けている。主回路１は、商用電源をスイッチングして高周波に電力変換する半導体スイッチング素子２を搭載した構成となっている。この半導体スイッチング素子２は、スイッチング動作時に大きな発熱をするものであり、この冷却を行うために放熱フィン１２・ファン１３を使用しているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の構成の誘導加熱式炊飯器は、ファン１３の動作音が大きいという課題を有しているものである。つまり、例えばタイマー設定によって炊飯を開始させたりした場合、夜半・早朝等のように周囲が静かなときには、ファン１３の風切り音が大きくて、就寝時に目が覚めてしまったりするようなことがあるものである。またこのような現象は、誘導加熱式炊飯器に限ったものではなく、広く誘導加熱式調理器全般に共通するものである。
【０００４】
本発明はこのような従来の構成が有している課題を解決しようとするもので、発熱部品である半導体スイッチング素子の温度上昇を効果的に抑制することによって、使用するファンを小型のものあるいはファンを使用する必要のない誘導加熱調理器に使用する電力変換装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の第一の手段は、半導体スイッチング素子が構成する主回路の発熱を放熱フィンに蓄熱材を注入した構成の蓄熱部に蓄熱して、主回路の発熱を低く抑え、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない電力変換装置から、高周波磁界を発生して内鍋を誘導加熱する加熱コイルに、高周波電流を供給する誘導加熱式炊飯器としている。
【０００６】
また本発明の第二の手段は、蓄熱部を断熱材によって囲んだ構成として、主回路が蓄熱部の放熱を受けて温度上昇することを防止でき、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない誘導加熱式炊飯器としている。
【０００７】
本発明の第三の手段は、特に蓄熱部に設けた温度検出手段が予め設定した温度以下になるまでは動作しないようにして、安全性を確保した誘導加熱式炊飯器としている。
【０００８】
本発明の第四の手段は、特に蓄熱部に設けた温度検出手段が予め設定した温度より高い温度を検出している間は、表示手段によって待機中を表示することができる誘導加熱式炊飯器としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施形態の構成を示す電力変換装置のブロック図である。１は、半導体スイッチング素子２によって商用電源１４を高周波に電力変換する主回路である。この主回路１の発熱は、蓄熱部３に放熱している。蓄熱部３は、本実施形態ではアルミ放熱フィンにシリコン等の蓄熱材を注入した構成となっている。蓄熱材の種類は特にシリコンに限定するものでなく、蓄熱性を有するワックス類であっても支障はないものである。
【００１０】
以下本実施形態の動作について説明する。電力変換装置が動作して、商用電源１４を高周波に電力変換しているときに、半導体スイッチング素子２は高速でスイッチング動作を実行している。このスイッチング動作によって、半導体スイッチング素子２は発熱して主回路１全体は温度上昇する。この主回路１の発熱は、蓄熱部３が熱的に接続されているため蓄熱部３に放熱されるものである。蓄熱部３はアルミ放熱フィンにシリコン等の蓄熱材を注入した構成となっており、熱容量が非常に大きくなっているものである。またここで蓄熱された熱量は、放熱フィンから筺体等に放熱されるものである。従って電力変換装置の駆動条件によっては、半導体スイッチング素子２が動作が連続している間の発熱は全て蓄熱部３が吸収することも考えられ、この動作が一段落した時点で蓄熱部３が蓄熱した熱量を放熱出来るものである。
【００１１】
従って本実施形態によれば、従来、主回路１の冷却に使用していた冷却ファンが小型のもので済んだり、あるいは使用する必要がなくなったりするものである。
【００１２】
（実施形態２）
次に本発明の第二の実施形態について、図２に基づいて説明する。本実施形態は、電力変換装置を誘導加熱式炊飯器に適用したものである。内鍋６の底部には、高周波磁界を発生する加熱コイル５を配置している。半導体スイッチング素子２によって構成している主回路１は、商用電源１４を高周波に電力変換して、加熱コイル５に高周波電流を供給している。特に本実施形態では、蓄熱部３の周囲には断熱材７を配置している。断熱材７は、例えば間に空気層を有した２重層を構成するように樹脂等を成形して形成している。あるいは、厚みを厚くして１層構成とした樹脂によって形成している。
【００１３】
以下本実施形態の動作について説明する。図示していない炊飯スタートボタンを押して炊飯を開始すると、主回路１が加熱コイル５に高周波電流を供給する。加熱コイル５はこの高周波電流を受けて高周波磁界を発生し、内鍋６を誘導加熱する。このため、内鍋６ないの炊飯物は加熱され炊飯が進行する。このとき実施形態１で説明したように、半導体スイッチング素子２のスイッチング動作によって主回路１は発熱しており、この発熱は蓄熱部３に放熱されているものである。蓄熱部３はこの放熱を蓄熱しているため、徐々に高温となってくるものである。このとき本実施形態では、蓄熱部３は周囲に断熱材７を配置された構成となっている。このため、蓄熱部３の蓄熱熱量が主回路１・加熱コイル５に直接放射されることがないものである。つまり、主回路１・加熱コイル５の温度は、冷却ファンが従来よりも小型のものであったとしても異常に高くなることはないものである。
【００１４】
以上のように本実施形態によれば、蓄熱部３の周囲を断熱材７によって囲った構成とすることによって、主回路１・加熱コイル５に対する熱放射を少なくしてこれらの部品の温度上昇を抑えることが出来て、使用する冷却ファンを小型のものに或いは冷却ファンを使用する必要がないものにできる。
【００１５】
このとき、図３に示しているように内鍋６と加熱コイル５の外周を、第二の断熱材８によって囲んだ構成とすれば、主回路１の温度上昇を一層低減できるものである。すなわち、内鍋６の温度は炊飯の進行と共に高くなってくるものであり、この熱量を第二の断熱材８によって断熱することによって主回路１に対する熱放射を低減できるものである。
【００１６】
このとき、図４に示しているように温度検出手段１０の検出温度を主回路１にフィードバックする構成とすればより安全な誘導加熱式炊飯器を実現できるものである。すなわち、温度検出手段１０は蓄熱部３に設けており蓄熱部３の温度を検出しているものである。主回路１は図５に示しているプログラムを有するマイコンを搭載しているものである。つまりステップ１で検出した温度をステップ２で設定値以下であるかどうかをチェックしており、このチェック結果がＮＯである間はステップ３の炊飯実行をしないものとなっている。
【００１７】
また、図６に示しているように表示手段１１に待機中を表示させる構成とした場合には、使用者が安心して使用できる誘導加熱式炊飯器を実現するものである。つまり、この場合主回路１は図７に示すプログラムを有するマイコンを搭載しているものである。すなわちステップ２でのチェックの結果がＮＯである場合にはステップ４に進んで表示手段１１に表示させるものである。従って使用者は、この誘導加熱式炊飯器が動作を停止している原因が、蓄熱部３の高温状態が継続しているためであり、故障によるものではないことを認識できるものである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の第一の手段は、半導体スイッチング素子によって商用電源を高周波に電力変換する主回路と、主回路の発熱を蓄熱するとともに放熱フィンに蓄熱材を注入した構成の蓄熱部とを備えた構成として、半導体スイッチング素子が構成する主回路の発熱を蓄熱部に蓄熱して、主回路の発熱を低く抑え、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない電力変換装置から、高周波磁界を発生して内鍋を誘導加熱する加熱コイルに、高周波電流を供給する誘導加熱式炊飯器を実現するものである。
【００１９】
本発明の第二の手段は、特に蓄熱部を断熱材によって囲った構成として、主回路が蓄熱部の放熱を受けて温度上昇することを防止でき、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない誘導加熱式炊飯器を実現するものである。
【００２０】
本発明の第三の手段は、蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度以下になるまでは動作しない構成として、安全性を確保した誘導加熱式炊飯器を実現できるものである。
【００２１】
本発明の第四の手段は、蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度より高い場合、使用可能温度となるまでの間、表示手段によって表示を行う構成として、表示手段によって待機中を表示することができる誘導加熱式炊飯器を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施形態である電力変換装置の構成を示すブロック図
【図２】 本発明の第二の実施形態である誘導加熱式炊飯器の構成を示す断面図
【図３】 同、蓄熱部と内鍋とを断熱材によって囲った構成を示す断面図
【図４】 同、蓄熱部に温度検出手段を設けた構成を示す断面図
【図５】 同、主回路に搭載したマイコンが備えているプログラムを示すフローチャート
【図６】 同、表示手段を設けた構成を示す断面図
【図７】 同、主回路に搭載したマイコンが備えているプログラムを示すフローチャート
【図８】 従来の誘導加熱式炊飯器の構成を示す断面図
【符号の説明】
１ 主回路
２ 半導体スイッチング素子
３ 蓄熱部
５ 加熱コイル
６ 内鍋
７ 断熱材
１０ 温度検出手段
１１ 表示手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power conversion device that converts commercial power into high frequency, and an induction heating rice cooker that uses this power conversion device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows the structure of a conventionally used induction heating rice cooker. A heating coil 5 that generates a high-frequency magnetic field and induction-heats the inner pot 1 is supplied with a high-frequency current from the main circuit 1. The main circuit 1 has a configuration in which a semiconductor switching element 2 that switches commercial power and converts power to high frequency is mounted. The semiconductor switching element 2 generates a large amount of heat during the switching operation, and uses the radiation fins 12 and the fan 13 to perform this cooling.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the induction heating rice cooker having the conventional configuration has a problem that the operation sound of the fan 13 is loud. In other words, for example, when cooking is started by setting a timer, when the surroundings are quiet, such as in the middle of the night or early morning, the wind noise of the fan 13 may be loud and you may wake up at bedtime. Is. Moreover, such a phenomenon is not limited to the induction heating type rice cooker, but is widely common to all induction heating type cookers.
[0004]
The present invention is intended to solve the problems of such a conventional configuration, and by effectively suppressing the temperature rise of the semiconductor switching element, which is a heat generating component, the fan to be used can be reduced in size or It aims at providing the power converter device used for the induction heating cooking appliance which does not need to use a fan.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The first means of the present invention for achieving the above object is to store the heat generated in the main circuit formed by the semiconductor switching element in the heat storage section having a structure in which a heat storage material is injected into the heat radiating fin, thereby reducing the heat generated in the main circuit. As an induction heating rice cooker that supplies high-frequency current to a heating coil that generates a high-frequency magnetic field from a power conversion device that does not require a small cooling fan or that uses a cooling fan. Yes.
[0006]
Further, the second means of the present invention has a configuration in which the heat storage section is surrounded by a heat insulating material, so that the main circuit can be prevented from rising in temperature due to heat radiation from the heat storage section, and a small cooling fan can be used. It is an induction heating rice cooker that does not need to be used.
[0007]
The third means of the present invention is an induction heating rice cooker that secures safety by not operating until the temperature detecting means provided in the heat storage section is below a preset temperature.
[0008]
The fourth means of the present invention is an induction heating rice cooker that can display the standby state by the display means, particularly while the temperature detection means provided in the heat storage unit detects a temperature higher than a preset temperature . It is said.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram of a power conversion device showing the configuration of the present embodiment. Reference numeral 1 denotes a main circuit that converts the commercial power supply 14 to a high frequency by the semiconductor switching element 2. The heat generated by the main circuit 1 is radiated to the heat storage unit 3. In the present embodiment, the heat storage unit 3 has a configuration in which a heat storage material such as silicon is injected into an aluminum radiation fin. The type of the heat storage material is not particularly limited to silicon, and there is no problem even with waxes having heat storage properties.
[0010]
The operation of this embodiment will be described below. When the power conversion device operates to convert the commercial power supply 14 to a high frequency, the semiconductor switching element 2 performs a switching operation at a high speed. By this switching operation, the semiconductor switching element 2 generates heat and the temperature of the entire main circuit 1 rises. The heat generated in the main circuit 1 is radiated to the heat storage unit 3 because the heat storage unit 3 is thermally connected. The heat storage unit 3 has a structure in which a heat storage material such as silicon is injected into an aluminum heat radiation fin, and has a very large heat capacity. Further, the amount of heat stored here is radiated from the radiation fins to the housing or the like. Therefore, depending on the driving conditions of the power conversion device, it is possible that the heat storage unit 3 absorbs all the heat generated while the semiconductor switching element 2 continues to operate, and the heat storage unit 3 stored heat when this operation was completed. It can dissipate heat.
[0011]
Therefore, according to this embodiment, the cooling fan conventionally used for cooling the main circuit 1 may be small or need not be used.
[0012]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the power converter is applied to an induction heating rice cooker. A heating coil 5 that generates a high-frequency magnetic field is disposed at the bottom of the inner pot 6. The main circuit 1 constituted by the semiconductor switching element 2 converts the commercial power supply 14 into a high frequency and supplies a high frequency current to the heating coil 5. In particular, in this embodiment, the heat insulating material 7 is disposed around the heat storage unit 3. The heat insulating material 7 is formed by molding a resin or the like so as to constitute a double layer having an air layer in between. Alternatively, it is formed of a resin having a single layer structure with a large thickness.
[0013]
The operation of this embodiment will be described below. When rice cooking is started by pressing a rice cooking start button (not shown), the main circuit 1 supplies a high-frequency current to the heating coil 5. The heating coil 5 receives this high-frequency current, generates a high-frequency magnetic field, and induction-heats the inner pot 6. For this reason, the cooked rice without the inner pot 6 is heated and cooked. At this time, as described in the first embodiment, the main circuit 1 generates heat by the switching operation of the semiconductor switching element 2, and the generated heat is radiated to the heat storage unit 3. Since the heat storage unit 3 stores this heat radiation, the temperature gradually increases. At this time, in the present embodiment, the heat storage unit 3 has a configuration in which the heat insulating material 7 is arranged around the heat storage unit 3. For this reason, the amount of heat stored in the heat storage section 3 is not directly radiated to the main circuit 1 and the heating coil 5. That is, the temperatures of the main circuit 1 and the heating coil 5 are not abnormally high even if the cooling fan is smaller than the conventional one.
[0014]
As described above, according to the present embodiment, the heat storage unit 3 is surrounded by the heat insulating material 7, thereby reducing the heat radiation to the main circuit 1 and the heating coil 5 and increasing the temperature of these components. The cooling fan to be used can be made small, or the cooling fan need not be used.
[0015]
At this time, if the outer periphery of the inner pot 6 and the heating coil 5 is surrounded by the second heat insulating material 8 as shown in FIG. 3, the temperature rise of the main circuit 1 can be further reduced. That is, the temperature of the inner pot 6 increases with the progress of rice cooking, and the heat radiation to the main circuit 1 can be reduced by insulating this amount of heat with the second heat insulating material 8.
[0016]
At this time, a safer induction heating rice cooker can be realized if the temperature detected by the temperature detecting means 10 is fed back to the main circuit 1 as shown in FIG. That is, the temperature detection means 10 is provided in the heat storage unit 3 and detects the temperature of the heat storage unit 3. The main circuit 1 is equipped with a microcomputer having the program shown in FIG. That is, it is checked whether or not the temperature detected in step 1 is equal to or lower than the set value in step 2, and rice cooking in step 3 is not performed while the result of this check is NO.
[0017]
Moreover, when it is set as the structure which displays on standby on the display means 11 as shown in FIG. 6, the induction heating type rice cooker which a user can use in comfort is implement | achieved. That is, in this case, the main circuit 1 is equipped with a microcomputer having the program shown in FIG. That is, if the result of the check in step 2 is NO, the process proceeds to step 4 and is displayed on the display means 11. Therefore, the user can recognize that the cause of the operation of the induction heating rice cooker being stopped is because the high-temperature state of the heat storage unit 3 is continuing, and not due to a failure.
[0018]
【The invention's effect】
The first means of the present invention comprises a main circuit that converts commercial power to high frequency by a semiconductor switching element, and a heat storage section that stores heat generated by the main circuit and injects a heat storage material into the radiating fin. as the heat generation of the main circuit and heat storage section in which the semiconductor switching element is configured, suppressing the heat generation of the main circuit, a small or a cooling fan, or a power converter that does not require the use of cooling fan, radio frequency An induction heating rice cooker that supplies a high-frequency current to a heating coil that generates a magnetic field and induction-heats the inner pot is realized.
[0019]
According to the second means of the present invention, in particular, the heat storage part is surrounded by a heat insulating material, so that the main circuit can be prevented from rising in temperature due to heat radiation from the heat storage part, and a small cooling fan can be used. An induction heating rice cooker that does not need to be used is realized.
[0020]
The third means of the present invention is an induction heating rice cooker that secures safety as a configuration in which temperature detection means is provided in the heat storage section and the temperature detection means does not operate until the temperature detected by the temperature detection means is equal to or lower than a preset temperature. It can be realized.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, a temperature detection unit is provided in the heat storage unit, and when the temperature detected by the temperature detection unit is higher than a preset temperature, display is performed by the display unit until the temperature reaches a usable temperature. Thus, it is possible to realize an induction heating rice cooker that can display the waiting state by the display means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power conversion apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an induction heating rice cooker according to a second embodiment of the present invention. 3] A cross-sectional view showing a configuration in which the heat storage section and the inner pan are surrounded by a heat insulating material. [FIG. 4] A cross-sectional view showing a configuration in which a temperature detection means is provided in the heat storage section. [FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration provided with display means. FIG. 7 is a flowchart showing a program provided in the microcomputer mounted on the main circuit. ] Cross-sectional view showing the configuration of a conventional induction heating rice cooker [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main circuit 2 Semiconductor switching element 3 Heat storage part 5 Heating coil 6 Inner pan 7 Heat insulating material 10 Temperature detection means 11 Display means

Claims (4)

高周波磁界を発生して内鍋を誘導加熱する加熱コイルと、半導体スイッチング素子によって商用電源を高周波に電力変換し前記加熱コイルに高周波電流を供給する主回路と、主回路の発熱を蓄熱する蓄熱部とを備え、前記蓄熱部は放熱フィンに蓄熱材を注入した構成とし、前記主回路の発熱は前記蓄熱部に放熱される誘導加熱式炊飯器。 A heating coil for induction heating of the inner bowl a high-frequency magnetic field is generated, the heat storage unit for heat storage and the main circuit for supplying a high-frequency current to the heating coil to the power converting commercial power into a high frequency, the heat generation of the main circuit by a semiconductor switching element The heat storage unit is configured by injecting a heat storage material into a heat radiating fin, and heat generation of the main circuit is radiated to the heat storage unit . 蓄熱部を断熱材によって囲むことにより主回路が蓄熱部の放熱を受けて温度上昇することを防止する請求項１記載の誘導加熱式炊飯器。 Induction heating cooker of claim 1, wherein the main circuit by enclosed Mukoto the heat storage unit by the heat insulating material is prevented from temperature rise by receiving heat radiation of the heat storage unit. 蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度以下になるまでは動作しない請求項１または２記載の誘導加熱式炊飯器。The induction heating type rice cooker according to claim 1 or 2, wherein a temperature detection means is provided in the heat storage section, and does not operate until the temperature detected by the temperature detection means is equal to or lower than a preset temperature. 蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度より高い場合、使用可能温度となるまでの間、表示手段によって表示を行う請求項１または２記載の誘導加熱式炊飯器。The induction heating type rice cooker according to claim 1 or 2, wherein a temperature detection means is provided in the heat storage section, and when the temperature detected by the temperature detection means is higher than a preset temperature, the display means displays until the temperature becomes usable. Vessel .

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