(57)【要約】【課題】複数のインバータの冷却をそれぞれ効率よくおこなう誘導加熱調理器を提供すること。【解決手段】各インバータ回路ごとにそれぞれ冷却用のファンユニットを設け、各インバータ回路に、それぞれ独立した冷却風を送風することにより、冷却性能を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体上面に被加熱体を置載するトッププレートを設け、トッププレート下方に被加熱体を加熱する左右加熱コイルを配し、左右加熱コイルに電流を供給する左右用それぞれのインバータ回路を設け、本体上面に配した一つの吸気開口部の下方に、送風ファンと送風ファン駆動用モータと送風ファンの吸気口と排気口を形成するケーシングを有するファンユニットを複数個配し、本体上面に配した一つの吸気開口部から複数個のファンユニットの吸気口を連結するダクトを設け、前記左右それぞれのインバータ回路に別々に複数のファンユニットの排気口を配する構成とした誘導加熱調理器。
【請求項２】
複数個のファンユニットを同じファンユニットとし、それぞれ送風ファンの回転数が異なる回転数とした請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
左右インバータによる被加熱体の加熱量を左右それぞれ調節する制御部を本体右前面に設け、左右それぞれに調節される加熱量に応じて複数個の送風ファンの回転数をそれぞれ変化させる構成とした請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
複数個のファンユニットの吸気口に整流板を設けた請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
左右インバータによる被加熱体の最大加熱量の大小に対応して、複数のファンユニットの大きさを大小とした請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
複数個のファンユニットを異なる種類のファン形態とした請求項１記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導加熱調理器は、１つのファンユニットにより左右加熱用のインバータ冷却をおこなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８、図９は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器を示すものである。図８、図９に示すように、この誘導加熱調理器はシステムキッチンのキャビネットに組み込んで使用する構成のものである。本体上部に被加熱調理器具である鍋などを載置するトッププレート１があり、そのトッププレート１の下には、左右手前に２口の誘導加熱コイル左右２が置かれている。また左側にロースター３が置かれ、これらが本体外郭４の中に納められている。本体外郭６内のロースター３の右側には、誘導加熱コイル左右２を駆動制御するインバータ回路部上下５を配している。インバータ回路部上下５の奥には１個のファン６が取り付けられ、吐出口は上下のインバータ回路部上下５にまたがるように設けられている。ファン６を囲んでケーシングを構成するファンケースが設けられ、ファン６を駆動するモータ７がファンケース上部に取り付けられている。
【０００４】
トッププレート１の右後方に設けられた吸気開口部８から外気が入り、ファンケースの通気経路を通り、開口部の略前下方に配したファン６に吸い込まれ、吐出した空気は、インバータ回路部上下５に向けて吹き付けられ、インバータ回路部上下５を冷却し、その後誘導加熱コイル左右２およびロースター３の外郭を通って各部を冷却しながら、トッププレート１の左後方に設けられた排気口から空気を排出する構成になっている。
【特許文献１】特開２００１−２６７０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、従来、１つのファンユニットにより左右加熱用のインバータ冷却をおこなっているため、それぞれのインバータを冷却するのに、吹出した風を無理やり分流し、それぞれの発熱量に合わせ冷却風を流す必要があり、冷却風のロスが大きいため冷却効率が悪くなるとともに、吹き出した風を無理やり分流することで、強い風が分流板にあたり、騒音を大きくするという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、各インバータごとにそれぞれ冷却用のファンユニットを設けて冷却を行うことで冷却性能を向上させるとともに騒音を低減することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、各インバータ回路に別々にそれぞれのインバータ冷却用の複数のファンユニットの排気口を配する構成としたものである。
【０００８】
これによって、各インバータ回路に、それぞれ独立した冷却風を送風し、各インバータの冷却を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の誘導加熱調理器は、各インバータ回路ごとにそれぞれ冷却用のファンユニットを設けて冷却を行うことで冷却性能を向上させるとともに騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、本体上面に被加熱体を置載するトッププレートを設け、トッププレート下方に被加熱体を加熱する左右加熱コイルを配し、左右加熱コイルに電流を供給する左右用のインバータ回路を設け、本体上面に配した一つの吸気開口部の下方に、送風ファンと送風ファン駆動用モータと送風ファンの吸気口と排気口を形成するケーシングを有するファンユニットを複数個配し、本体上面に配した一つの吸気開口部から複数個のファンユニットの吸気口を連結するダクトを設け、前記それぞれのインバータ回路に別々に複数のファンユニットの排気口を配する構成とすることにより、冷却性能を向上させるとともに騒音を低減することができる。
【００１１】
第２の発明は、特に第１の発明の複数個のファンユニットを同じファンユニットとし、それぞれ送風ファンの回転数が異なる回転数とすることにより、マスメリットによるコスト低減が図れるとともに、異なる回転数とすることで、それぞれの騒音固有周波数をずらし、騒音を低減できる。
【００１２】
第３の発明は、特に第１の発明の左右用のインバータによる被加熱体の加熱量を左右それぞれ調節する制御部を本体右前面に設け、左右それぞれに調節される加熱量に応じて複数個の送風ファンの回転数をそれぞれ変化させる構成とすることにより、それぞれの火力に応じた冷却を行うことで、騒音低減をおこなうことができる。
【００１３】
第４の発明は、特に第１の発明の複数個のファンユニットの吸気口に整流板を設け、吸気損失を低減し、効率よく冷却風を吸い込むことができ、冷却性能を向上できる。
【００１４】
第５の発明は、特に第１の発明の左右用のインバータによる被加熱体の最大加熱量の大小に対応して、複数のファンユニットの大きさを大小とすることにより、ファンユニットの大きさは風量に反映され、各火力に応じたファンユニットを用いスペースを有効に利用することができる。
【００１５】
第６の発明は、特に第１の発明の複数個のファンユニットを異なる種類のファン形態とすることにより、それぞれに必要な冷却風を送風し、冷却性能を確保するとともに、限られた本体内のスペースにおいて、内部部品の配置を容易にし、またその他に使用できるスペースを生み出すこともできる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の内部の構成を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の右側面の断面を示す断面図、図３はファンユニットとインバータ回路部を示す概略図である。
【００１８】
この誘導加熱調理器はシステムキッチンのキャビネットに組み込んで使用する構成のものである。
【００１９】
図１、図２および図３において、被加熱調理器具である鍋などを載置するトッププレート１１があり、そのトッププレート１１の下には、左手前に出力定格が３ｋＷである誘導加熱コイル左１２−ａ、右手前に出力定格が２ｋＷである誘導加熱コイル右１２−ｂと中央奥に１口のラジェントヒータ１３が置かれている。また左側にロースター１４、前面右側には操作部１５が置かれ、これらが本体外郭１６の中に納められている。本体外郭１６内のロースター１４の右側には、誘導加熱コイル左１２―ａを駆動制御する左加熱用インバータ回路部１７−ａ、および誘導加熱コイル右１２―ｂを駆動制御する右加熱用インバータ回路部１７−ｂが、樹脂製の基板ベースに固定されている。これは、インバータ回路部を１ヵ所に集約することで、基板の面積を有効に使用できるともに、配線も短くてすみ、配線にノイズがのりにくくし、機器の信頼性を上げる目的で前記構成をとっている。
【００２０】
そして、本体上面右後方に配した一つの吸気開口部１８の下方に、送風ファンと送風ファン駆動用モータ１９−ａ、ｂと送風ファンの吸気口２０−ａ、ｂと排気口２１−ａ、ｂを形成するケーシングを有する２個のファンユニット２２−ａ、ｂ（本実施の形態はシロッコファンを用いている）を配し、本体上面に配した一つの吸気開口部から２個のファンユニット２２−ａ、ｂの吸気口を連結するダクト２３を設け、左加熱用インバータ回路部１７−ａ後方にファンユニット２２−ａの排気口２１−ａを、右加熱用インバータ回路部１７−ｂ後方にファンユニット２２−ｂの排気口２１−ｂを設けている。ここで、吸気開口部を右後方１箇所としているのは、右に集約されているインバータ回路部の冷却を集中的におこなえるよう構成したためである。
【００２１】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、トッププレート１１の後方に設けられた吸気開口部１９から外気が入り、ダクト２３の通気経路を通り、吸気口２０−ａ、ｂに吸い込まれ、排気口２１−ａ、ｂから吐出した空気は、左加熱用右加熱用インバータ回路部１７−ａ、ｂに向けて吹き付けられ、冷却される構成になっている。特にそれぞれのインバータ回路部にはアルミの押し出しで形成されたヒートシンク２４−ａ、ｂに取り付けられた、インバータ回路部の中で最も発熱量が大きいスイッチング素子２５−ａ、ｂやダイオードブリッジ２６−ａ、ｂが設けられており、冷却性能向上による機器の信頼性をどれだけ向上できるかは、この発熱量が大きなスイッチング素子２５−ａ、ｂやダイオードブリッジ２６−ａ、ｂをいかに効率よく冷却するかにかかっている。
【００２３】
また、本実施の形態ではシロッコファンを用いているが、これは圧損が大きな構造に対して適しているファン形態であり、前記記述のヒートシンク２４−ａ、ｂは、アルミの幹板にフィンと呼ばれる薄いリブ（厚み１ｍｍ程度、高さ２０ｍｍ程度）が複数立っている構造で、この複数のフィンの間を勢いよく冷却風を通過させ、スイッチング素子２５−ａ、ｂやダイオードブリッジ２６−ａ、ｂからの伝導熱を効率よく放熱させることが必要で、圧損が大きなヒートシンクに冷却風を流し込むには、このシロッコファン形態が適している。
【００２４】
ここで、ヒートシンクの放熱すなわち放熱フィンからの放熱量は次式で表される。
【００２５】
Ｑ＝μ・ｈ・Ｓ・ΔＴ
（Ｑ：放熱量（Ｗ）、Ｓ：放熱面積（ｍ２）、ΔＴ：物体の表面温度と流体温度との温度差（℃）、ｈ：平均熱伝達率（Ｗ／ｍ２・℃）、μ：フィン効率（％）（μ＜１））
また、フィン効率の式は次式で表される。
【００２６】
μ＝（Ｔｍ−Ｔａ）／（Ｔｗ−Ｔａ）
（Ｔｍ：フィン表面の平均温度、Ｔｗ：フィン根元温度、Ｔａ：空気温度）
したがって、ヒートシンクフィン間にスムーズに風が流れることでＴｍ（フィン表面温度）とＴｗ（フィン根元温度）の差が小さくなり、よりフィン効率μは１に近づくこととなり、放熱量Ｑがおおきくなり、よりスイッチング素子２５−ａ、ｂやダイオードブリッジ２６−ａ、ｂからの熱を放熱でき、温度をさげることができ、冷却向上および、スイッチング素子やダイオードブリッジの部品温度許容値から余裕をもつことができ、機器の信頼性を向上することができる。
【００２７】
一方、従来のように、一つの冷却風の排気口からの風を無理やりそれぞれのインバータのヒートシンクに風が向かうように風向きを変えるため、ヒートシンクのフィン間への風の流入がわるく冷却効率を下げてしまうこととなる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態では、各インバータごとに各ファンユニットによる冷却を行うことで、ヒートシンクのフィン間にスムーズに冷却風が通り、特に発熱が大きいスイッチング素子２５−ａ、ｂやダイオードブリッジ２６−ａ、ｂを効率よく冷却することができるため、その他のインバータ回路部の部品へのヒートシンクからの熱影響が低減され、冷却を向上させることができる。
【００２９】
また、発熱部品の発熱量と温度上昇および風量には次の関係がある。
【００３０】
ΔＴ＝Ｗ／Ｑｆ（Ｑｆ：風量、Ｗ：発熱量、ΔＴ：温度上昇）
すなわち、温度上昇を抑えるためには、風量を多くする必要があるが、それぞれにインバータに各ファンユニットにより冷たい空気があたり、効率よくヒートシンクを冷却することができるため、ヒートシンクの放熱量が大きくなり、温度上昇を抑えることができ、風量を多くしなくても風量を増やしたのと同じ効果がでる。したがって少ない風量でも冷却できるため、ファンの回転数をさげることができ、ファンの騒音を低くすることができる。なお、騒音増減量は、次式の比例則より７０ｌｏｇ（Ｄａ／Ｄｂ）＋５０ｌｏｇ（ｎａ／ｎｂ）  （Ｄａ，Ｄｂ：ファン直径（ｍｍ）  ｎａ，ｎｂ：回転数（ｒ．ｐ．ｍ）概略計算できる。
【００３１】
また、本実施の形態の２個のファンユニット２２−ａ、ｂを同じ直流モータ駆動のファンユニットとし、それぞれのファンユニットに異なる電圧を加えることにより、ファンの回転数と電圧の関係Ｎ＝Ｅ／（ｋφ）（Ｎ：回転数、ｋ：係数、Ｅ：直流電圧、φ：磁束）により、それぞれ送風ファンの回転数が異なる回転数としている。これにより、回転数に起因するファンユニットの騒音周波数、たとえば、アンバランス音Ｎ／６０（Ｎ：回転数）や、ブレード音Ｚ・Ｎ／６０（Ｚ：羽枚数、Ｎ：回転数）、コギング音Ａ・Ｎ／６０（Ａ：スロットと極数の最小公倍数、Ｎ：回転数）などの周波数をずらすことができ、騒音を低減することができる。また、同じファンユニットを使用することで、マスメリットによるコスト低減を可能とすることができる。
【００３２】
また、本実施の形態の制御部１５は、左右インバータによる被加熱体の加熱量を左右それぞれ調節する制御回路を有しており、制御部１５の制御回路マイコンによる指令で、左右それぞれに調節される加熱量に応じて複数個の送風ファンの回転数をそれぞれ変化させることができる。たとえば、左３ｋＷ加熱時に、左のファンユニットのファン回転数を２５００ｒｐｍ、２ｋＷ時に２１００ｒｐｍ、１ｋＷ時に１８００ｒｐｍというように、ファンユニットに印加する電圧を切り替えることにより、回転数を変化させる。これにより、ファン回転数と風量の関係Ｑｆ∝ｎ・Ｄ３（Ｑｆ：風量、ｎ：回転数、Ｄ：ファン直径）からわかるように、回転数変化すなわち冷却風量を増減させ発熱量にみあった風量を各インバータごとにそれぞれ送風することができる。ここで、従来の１つのファンによる送風では、風量を変化させようとしても、インバータの発熱量の高い方に風量をあわせるしかなく、他方のインバータが発熱量が低い場合でも、無駄に冷却風を流すことになるとともに、ファン回転数を下げることが困難であった。本実施の形態のようにファンの回転数を下げることを容易にすれば、前述したように、騒音増減量比例則、７０ｌｏｇ（Ｄａ／Ｄｂ）＋５０ｌｏｇ（ｎａ／ｎｂ）  （Ｄａ，Ｄｂ：ファン直径（ｍｍ）  ｎａ，ｎｂ：回転数（ｒ．ｐ．ｍ）より、騒音を低減することが可能となる。
【００３３】
（実施の形態２）
図４は本発明の第２の実施の形態の誘導加熱調理器の内部の構成を示す斜視図、図５は本発明の実施の形態における整流板を設けた断面と整流板がない場合の断面を示す断面図である。
【００３４】
図４、５において、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、構成の違うところのみを説明する。第１の実施の形態と異なる点は、複数個のファンユニットの吸気口２０−ａ、ｂに整流板２７を設けた点である。
【００３５】
図５に示すように、それぞれのファンユニットに吸い込まれる風の経路は吸気口２０−ａ、ｂに整流板２７を設けることで、乱流を抑制し、スムーズに吸気することができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、整流板２７を設けることで、乱流を抑制し、スムーズに吸気することができるため、ファンの吸い込み効率がよくなり、冷却性能を向上するとともに、ファンの回転数を低減できるので、騒音を低減することができる。
【００３７】
（実施の形態３）
図６は本発明の第３の実施の形態の誘導加熱調理器におけるファンユニットとインバータ回路部を示す概略図である。
【００３８】
図６において、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、構成の違うところのみを説明する。第１の実施の形態と異なる点は、左右インバータによる被加熱体の最大加熱量の大小に対応して、ファンユニットの大きさを大小とした点である。
【００３９】
近年、誘導加熱調理器においても高火力化が望まれている。そのため、今までの２口の誘導加熱コイルの出力定格は共に２ｋＷであったが、高火力ヒータを設定し、どちらかの誘導加熱コイルの出力定格を２．４ｋＷや３ｋＷとすることが多くなってきている。誘導加熱コイルの出力を大きくするということは、これを制御しているインバータ回路部の発熱量も大きくなるということになる。そのため、高出力定格側のインバータ回路部に対してさらに冷却が必要となってくる。
【００４０】
ここで、ファンの大きさと風量には、前述のＱｆ∝ｎ・Ｄ３（Ｑｆ：風量、ｎ：回転数、Ｄ：ファン直径）の関係がある。また、前述のように発熱部品の発熱量と温度上昇および風量にはΔＴ＝Ｗ／Ｑｆ（Ｑｆ：風量、Ｗ：発熱量、ΔＴ：温度上昇）の関係がある。したがって、発熱量が大きい部品には大きな風量が必要であり、発熱量が小さい部品には少ない風量でよいことになる。送風ファンユニットを配置するスペースには制約があり、制約されたスペースの中で、必要な風量を確保するには、大きな風量が必要な大出力３ｋＷのインバータ回路部左１７−ａの方に大きいファンユニット２２−ａ、少ない風量でよい小出力２ｋＷのインバータ回路部右１７−ｂの方には小さいファンユニット２２−ｂを使用し、限られたスペースを大小のファンユニットを用いることで有効に活用することができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態においては、左右インバータによる被加熱体の最大加熱量の大小に対応して、ファンユニットの大きさを大小としたことにより、限られたスペース有効に活用することができる。
【００４２】
また、回転数に制約がある場合、たとえばファンモータが誘導モータの場合には、４０００ｒｐｍの回転数が必要でも誘導モータは次式ｎ＝１２０ｆ（１−Ｓａ）／Ｐ（ｎ：回転数、ｆ：電源周波数、Ｓａ：すべり、Ｐ：極数）により回転数が決まるため、すべりを無視しても電源周波数６０Ｈｚ、極数２のモータは３６００ｒｐｍとなり、４０００ｒｐｍの回転数をだすことはできない。前記の場合には、ファンユニットを大きくすることで、必要風量を低い回転数で実現することができる。
【００４３】
（実施の形態４）
図７は本発明の第４の実施の形態における誘導加熱調理器のファンユニットとインバータ回路部を示す概略図である。
【００４４】
図７において、基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、構成の違うところのみを説明する。第１の実施の形態と異なる点は、複数個のファンユニットを異なる種類のファン形態とする点である。
【００４５】
本実施の形態では、ヒートシンク２４−ａが長く、奥まで冷却風を吹き込む必要がある左用のインバータ回路部１７−ａ側のファンユニット２２−ａをシロッコファン形態とし、ヒートシンク２４−ｂが短く圧損が少ない右用のインバータ回路部１７−ｂ側のファンユニット２２−ｂを軸流ファン形態としている。
【００４６】
ここで、ファンの種類と原理および特徴と出力特性から見た用途を簡単に説明する。
【００４７】
ファンの種類は大別すると遠心ファン、軸流ファン、横流ファンに分けられる。
【００４８】
まず、遠心ファンは、遠心力を利用する方式で、空気は羽根の半径方向に流れる。特徴としては、比較的高風圧であり、装置内の通風抵抗が大きい場合などに使用して効果を発揮する。遠心ファンの中でもシロッコファンは比較的大風量である。
【００４９】
軸流ファンは、翼の揚力を利用する方式で、空気は軸方向に流れる。特徴としては、一般的に低風圧・大風量で、羽根と電動機とを直結できるため、小型軽量で、流路の途中にも簡単に設置できる。また、高速回転に適しており、効率もよい。
【００５０】
横流ファンは、側面から吸い込んだ風を吸い込みと直交する方向に吹き出す。風速分布が均一で幅の広い風が得られる。
【００５１】
冷却に必要な適切なファン形態をもちいることで、図７のように、軸流ファンは奥行き寸法が少なくてすむので、限られた本体内のスペースにおいて、インバータ回路部１７−ｂをファンユニット２２−ｂ（軸流ファン）側へ配置することができ、その他に使用できるスペース２８を生み出すことができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態においては、冷却に必要な適切なファン形態をもちいることで、冷却性能を確保するとともに、限られた本体内のスペースにおいて、内部部品の配置を容易にし、またその他に使用できるスペースを生み出すこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は各インバータごとに各ファンユニットによる冷却を行うことで冷却を向上させることができるので、ビルトイン型および、据え置き型の誘導加熱調理器の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の内部の構成を示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の右側面の断面を示す断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるファンユニットとインバータ回路部を示す概略図
【図４】本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調理器の内部の構成を示す斜視図
【図５】本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調理器の断面図
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるファンユニットとインバータ回路部を示す概略図
【図７】本発明の第４の実施の形態におけるファンユニットとインバータ回路部を示す概略図
【図８】従来の誘導加熱調理器の内部の構成を示す斜視図
【図９】従来の誘導加熱調理器の右側面の断面を示す断面図
【符号の説明】
【００５５】
１、１１  トッププレート
２  誘導加熱コイル左右
３、１４  ロースター
４、１６  本体外郭
５  インバータ回路上下
６  ファン
７  モータ
８、１８  吸気開口部
１２−ａ  誘導加熱コイル左
１２−ｂ  誘導加熱コイル右
１３  ラジェントヒータ
１５  操作部
１７−ａ  左加熱用インバータ回路部
１７−ｂ  右加熱用インバータ回路部
１９−ａ、ｂ  駆動用モータ
２０−ａ、ｂ  吸気口
２１−ａ、ｂ  排気口
２２−ａ、ｂ  ファンユニット
２３  ダクト
２４−ａ、ｂ  ヒートシンク
２５−ａ、ｂ  スイッチング素子
２６−ａ、ｂ  ダイオードブリッジ
２７  整流板
２８  スペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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