(57)【要約】【課題】加熱コイルの自己発熱による影響を抑制して、精度の高い被加熱体の温度制御を行える使い勝手の優れた誘導加熱装置を提供する。【解決手段】本発明の誘導加熱装置は、鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱可能な第１の加熱コイル及び鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できない第２の加熱コイルと、前記第１の加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバータ回路及び第２の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路とを備え、被加熱体の温度を制御目標温度に対応した温度に制御する温度制御手段が、前記第１の加熱コイルにより加熱される鉄系の被加熱体についてのみ動作するよう構成されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱体を載置する絶縁板と、前記絶縁板における前記被加熱体と反対側に設けられた、鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱可能な第１の加熱コイル及び鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できない第２の加熱コイルと、前記第１の加熱コイル及び第２の加熱コイルに各々高周波電流を供給する第１及び第２のインバータ回路とを備え、前記絶縁板を介して被加熱体の温度を検知する温度検知手段と被加熱体の制御目標温度を設定する温度設定手段の出力情報に応じて前記インバータ回路の出力を制御して被加熱体の温度を前記制御目標温度に対応した温度に制御する温度制御手段が、前記第１の加熱コイルにより加熱される鉄系の被加熱体についてのみ動作するよう配設されてなる誘導加熱装置。
【請求項２】
第１の加熱コイルは第２の加熱コイルよりも巻き数が多い請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
第１の加熱コイルと共振体を構成する第１のコンデンサの容量を切り替えられるよう構成された請求項１又は２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
第１の加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバータ回路により、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体及び鉄系の被加熱体の何れもを加熱可能に構成された請求項１乃至３のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
第２の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路の定格出力が第１の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路の定格出力よりも大きく構成した請求項１乃至４のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
第１及び第２の加熱コイルは円環形状若しくは渦巻き形状であり、第１の加熱コイルの内径が第２の加熱コイルの内径よりも大きく形成されており、温度検知手段を第１の加熱コイルの中心部分近傍に配設した請求項１乃至５のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
絶縁板に対する第１の加熱コイルからの距離が前記絶縁板に対する第２の加熱コイルからの距離よりも長く構成した請求項１乃至６のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
複数の加熱コイルのそれぞれに所望の高周波電流を供給する複数のインバータ回路を冷却する冷却手段をさらに具備し、当該冷却手段による冷却条件が最も良い位置に第１の加熱コイルを配置した請求項１乃至７のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般家庭、レストラン、オフィス、あるいは工場などで使用される誘導加熱装置に関するものであり、さらに詳しくは複数の加熱装置を同時に使用することが可能な誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の誘導加熱装置の加熱方法を誘導加熱調理器を例に挙げて、図２を用いて説明する。図２は従来の誘導加熱調理器の概略構成を示すブロック図である。
図２において、鍋等の被加熱体２１を載置する絶縁板２２の下方には加熱コイル２３が配設されている。加熱コイル２３はインバータ回路２５から高周波電流が供給されることにより被加熱体２１に高周波交番磁界を印加して誘導加熱を行う。温度検知手段２７は加熱コイル２３の近傍に配設され、被加熱体２１の温度を絶縁板２２を介して検知している。温度検知手段２７により検知した被加熱体２１の温度情報は温度制御手段２８に送られ、この温度制御手段２８は制御目標温度に等しくなるようにインバータ回路２５の動作を制御する。
【０００３】
上記のように構成された従来の誘導加熱調理器における動作を説明する。
インバータ回路２５は商用電源（図示せず）から入力された商用周波数の交流を整流、平滑して直流に変換し、さらに所望の高周波交流に変換して、加熱コイル２３に高周波電流を供給する。高周波電流が供給された加熱コイル２３は、この加熱コイル２３と磁気結合した鍋等の被加熱体２１に渦電流を発生させて、そのジュール熱で被加熱体２１を誘導加熱する。
被加熱体２１が誘導加熱されているとき、温度検知手段２７はインバータ回路２５が加熱コイル２３に供給した高周波電流によって誘導加熱されている被加熱体２１の温度を検知している。このとき、誘導加熱されている被加熱体２１の温度が制御目標温度となるよう、温度制御手段２８はインバータ回路２５の動作を制御している。すなわち、被加熱体２１が誘導加熱されているとき、温度検知手段２７により検知された被加熱体２１の温度に基づき温度制御手段２８はインバータ回路２５により被加熱体２１に対する加熱出力を可変させている。
【０００４】
従来の誘導加熱調理器において、加熱コイル２３の形状は一般的に渦巻き状であり、その内径は約５０ｍｍであり、絶縁板２２に対して約３ｍｍの距離を有して配置されている。温度検知手段２７は、加熱コイル２３の内側部分の略中央位置でかつ絶縁板２２に接するように配設されており、被加熱体２１の温度を絶縁板２２を通して検知するよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２５４４８３号公報（第４−６頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の誘導加熱装置においては、温度検知手段２７により検知された温度に応じて温度制御手段２８がインバータ回路２５の出力を可変し、加熱コイル２３に流れる高周波電流値を変化させて被加熱体２１を誘導加熱している。しかしながら、このとき加熱コイル２３自体も発熱しており、加熱コイル２３の自己発熱量もそこに流れる高周波電流値に応じて変化する。したがって、この発熱体である加熱コイル２３の近傍に配設されている温度検知手段２７は、被加熱体２１の発熱による温度のみならず、加熱出力に応じて変化する加熱コイル２３自体の発熱による温度にも影響を受ける。この結果、温度検知手段２７は被加熱体２１の正確な温度を検知することができないため、温度制御に悪影響を及ぼし、誘導加熱調理器の場合においては調理の出来映えに不具合をもたらすという重大な問題を有していた。
本発明は、従来の誘導加熱装置における問題を解決するものであり、被加熱体の温度制御において、加熱コイルの自己発熱による影響を抑制して、精度の高い温度制御を行うことができる、使い勝手の優れた誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の誘導加熱装置は、上記の目的を達成するために、被加熱体を載置する絶縁板と、前記絶縁板における被加熱体と反対側に設けられた、鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱可能な第１の加熱コイル及び鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できない第２の加熱コイルと、前記第１の加熱コイル及び第２の加熱コイルに各々高周波電流を供給する第１及び第２のインバータ回路とを備え、前記絶縁板を介して被加熱体の温度を検知する温度検知手段と被加熱体の制御目標温度を設定する温度設定手段の出力情報に応じて前記インバータの出力を制御して被加熱体の温度を前記制御目標温度に対応した温度に制御する温度制御手段が、前記第１の加熱コイルにより加熱される鉄系の被加熱体についてのみ動作するよう配設されている。上記のように構成された本発明の誘導加熱装置は、各々のインバータ回路が対応する加熱コイルに高周波電流を供給することにより、加熱コイルから発生する高周波磁束により被加熱体を誘導加熱すると共に、同一被加熱体材質、同一加熱出力における高周波電流値の少ない加熱コイル、つまり、第２の加熱コイルよりも巻数が多い第１の加熱コイルは、その通電損失が第２の加熱コイルよりも低く発熱量も小さいので、温度検知手段が検知する被加熱体の温度に加熱コイルの発熱による影響が少なく、加熱対象としている被加熱体の温度制御を正確に行うことが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成することができるので、以下には各請求項の特徴とする構成に作用を併記して実施の形態の意義を理解しやすく説明することとする。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、被加熱体を載置する絶縁板と、前記絶縁板における被加熱体と反対側に設けられた、鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱可能な第１の加熱コイル及び鉄系の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できない第２の加熱コイルと、前記第１の加熱コイル及び第２の加熱コイルに各々高周波電流を供給する第１及び第２のインバータ回路とを備え、前記絶縁板を介して被加熱体の温度を検知する温度検知手段と被加熱体の制御目標温度を設定する温度設定手段の出力情報に応じて前記インバータの出力を制御して被加熱体の温度を前記制御目標温度に対応した温度に制御する温度制御手段が、前記第１の加熱コイルにより加熱される鉄系の被加熱体についてのみ動作するよう配設されてなる誘導加熱装置である。請求項１に記載の発明の誘導加熱装置は、各々のインバータ回路が対応する加熱コイルに高周波電流を供給することにより、加熱コイルから発生する高周波磁束により被加熱体を誘導加熱することができる。また、第１の加熱コイルに所望の高周波電流を供給する第１のインバータ回路により鉄系の被加熱体が所望の温度となるよう加熱可能であり、且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体が加熱可能であるという作用を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成を有すると共に、第１の加熱コイルが第２の加熱コイルよりも巻き数を多く形成している。請求項２に記載の発明においては、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱可能な第１の加熱コイルの巻き数が、鉄系材質の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できない第２の加熱コイルの巻き数より多くすることにより、同一加熱出力、同一被加熱体材質であれば、それぞれのインバータ回路が供給する高周波電流値は巻き数の多い第１の加熱コイルの方が、第２の加熱コイルよりも少なくなるという作用を有する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成を有すると共に、第１の加熱コイルと共振体を構成する第１のコンデンサの容量を切り替えられるよう構成されている。請求項３に記載の発明の誘導加熱装置は、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体、及び鉄系材質の被加熱体の両方を１つの加熱コイルにより加熱できるという作用を有する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構成を有すると共に、第１の加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバータ回路により、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体及び鉄系の被加熱体の何れもを加熱可能に構成されている。請求項４に記載の発明の誘導加熱装置は、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体、及び鉄系材質の被加熱体の両方を１つの加熱コイルにより加熱できるという作用を有する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の構成を有すると共に、第２の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路の定格出力が第１の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路の定格出力よりも大きく構成されている。請求項５に記載の発明の誘導加熱装置において、第１の加熱コイルと第２の加熱コイルにより加熱される被加熱体が同一の材質であれば、供給される高周波電流値は第２の加熱コイルに比べて第１の加熱コイルの方が小さくなる作用を有する。また、第２の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路の定格出力が、第１の加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバータ回路の定格出力より大きく設定されているため、第１の加熱コイルと第２の加熱コイルにより加熱される被加熱体が同一の材質であれば、第１の加熱コイルにおける自己発熱量は、第２の加熱コイルにおける自己発熱量より少なくなる作用を有する。この結果、第１の加熱コイルからの熱が温度検知手段による温度検知に悪影響を与えることがなく、第１の加熱コイルによる温度制御を高精度に行うことができ、湯沸かしや、焼き物等の高火力が必要な調理の場合は、大きな定格出力を有する第２の加熱コイルを用いることにより、調理時間の短縮等を図ることができるという作用を有する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の構成を有すると共に、第１及び第２の加熱コイルは円環形状若しくは渦巻き形状であり、第１の加熱コイルの内径が第２の加熱コイルの内径よりも大きく形成されており、温度検知手段を第１の加熱コイルの中心部分近傍に配設している。請求項６に記載の発明の誘導加熱装置によれば、第１及び第２の加熱コイルは円環形状若しくは渦巻き形状であるため、それぞれの加熱コイルにより誘導加熱される被加熱体の温度が一様になると共に、加熱コイルに対する被加熱体の位置ずれの影響を少なくすることができるという作用を有する。第１の加熱コイルの内径を第２の加熱コイルの内径よりも大きくすることにより、温度検知手段を第１の加熱コイルの略中央に配置しても、温度検知手段は第１の加熱コイルの内周部分から離すことが可能となり、温度検知手段が検知する温度において第１の加熱コイルの自己発熱による影響を低減することができるという作用を有する。このため、請求項６に記載の発明の誘導加熱装置は、正確な被加熱体の温度制御が可能となるという作用を有する。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の構成を有すると共に、絶縁板に対する第１の加熱コイルからの距離が前記絶縁板に対する第２の加熱コイルからの距離よりも長くなるよう構成されている。請求項７に記載の発明の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイルと絶縁板との間に形成される空気の断熱層となる空間を第２の加熱コイルと絶縁板との間に形成される空間よりも厚く形成しているため、第１の加熱コイルの自己発熱による絶縁板及び温度検知手段に与える熱的影響を低減できるという作用を有する。このため、請求項７に記載の発明の誘導加熱装置は、温度検知手段による被加熱体の温度を高精度に検知することが可能となり、第１の加熱コイルによる被加熱体の温度制御をより正確に行うことができるという作用を有する。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の構成を有すると共に、複数の加熱コイルのそれぞれに所望の高周波電流を供給する複数のインバータ回路を冷却する冷却手段をさらに具備し、当該冷却手段による冷却条件が最も良い位置に第１の加熱コイルを配置している。請求項８に記載の発明の誘導加熱装置は、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱するときの第１の加熱コイル及びその第１の加熱コイルに所望の高周波電流を供給する第１のインバータ回路に対して、冷却手段を設けて熱的ストレスの増加する部分を集中的に冷却することにより、機器の信頼性を高めるという作用を有する。冷却手段、例えば冷却ファンの冷却風が、第１の加熱コイルに対して、第２の加熱コイルよりも効率的に当てることにより、第１の加熱コイルの自己発熱による絶縁板及び温度検知手段に対する熱的影響を低減することが可能となるという作用を有する。例えば、冷却ファンの冷却風が効率的に当る位置としては、冷却風量の最も多い位置、或いは、吸気とほぼ同程度の温度の冷却風が当たる位置等である。このように冷却手段を設けることにより、第１の加熱コイルの自己発熱による絶縁板及び温度検知手段に与える熱的影響を低減して、温度検知手段による被加熱体の温度を高精度に検知して、第１の加熱コイルによる被加熱体の温度制御をより正確に行うことができるという作用を有する。
【００１７】
我々の実験によれば、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体が、鉄系材質の被加熱体とほぼ同程度の加熱出力を得るために、そして、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱するアルミニウム用加熱コイルの自己発熱を低減するためには、そのアルミニウム用加熱コイルの巻き数を、鉄系材質の被加熱体のみを加熱する鉄用加熱コイルの巻き数より多くする必要があった。
【００１８】
したがって、本発明においては、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱可能な第１の加熱コイルの巻き数が、鉄系材質の被加熱体を加熱可能で且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できない第２の加熱コイルの巻き数より多くしている。これにより、同一加熱出力、同一被加熱体材質であれば、インバータ回路が供給する高周波電流値は巻き数の多い第１の加熱コイルの方が、第２の加熱コイルよりも少なくなる。この結果、同じ条件においては第１の加熱コイルの自己発熱量が第２の加熱コイルよりも小さくなる。本発明においては、自己発熱量が低減されている第１の加熱コイルにおいて被加熱体温度を検知して温度制御を行うよう構成し、温度制御に対する第１の加熱コイルの自己発熱による影響を小さくして正確な被加熱体の温度制御を可能としている。
【００１９】
また、本発明においては、巻き数の少ない第２の加熱コイル及びその第２の加熱コイルに所望の高周波電流を供給する第２のインバータ回路を設けて、第２の加熱コイルが鉄系の被加熱体のみを加熱可能とする構成である。このように、本発明では加熱対象の材質に応じて加熱コイルの巻き数を適切に設定しているため、加熱コイルの巻き数増加に伴うリッツ銅線の使用量増加を抑制することができる。この結果、本発明の誘導加熱装置は、コストアップを抑えるという作用を有する。
さらに、本発明の誘導加熱装置は、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱するときの第１の加熱コイル及びその第１の加熱コイルに所望の高周波電流を供給する第１のインバータ回路に対して、冷却手段を設けて熱的ストレスの増加する部分を集中的に冷却することにより、機器の信頼性を高めるという作用を有している。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の誘導加熱装置に係る好適な実施例を添付の図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
《実施例１》
図１は本発明に係る実施例１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、実施例１の誘導加熱装置は、平板な耐熱セラミック材等で形成された絶縁板２の上に２種類の鍋形状の被加熱体１ａ，１ｂが載置可能に構成されている。以下の実施例１の説明において、第１の被加熱体１ａは、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する材料で形成された被加熱体の一例としてアルミニウム製の鍋で説明し、第２の被加熱体１ｂは、鉄系の材料で形成された被加熱体の一例として鉄製の鍋で説明する。
【００２２】
絶縁板２の下側には２つの加熱コイル３，４が配置されている。第１の加熱コイル３は第１の加熱コイル出力調整手段である第１のインバータ回路５から所望の高周波電流が供給されて、その上部の絶縁板２上に載置された鍋等の被加熱体に高周波交番磁界を印加して誘導加熱を行う。また、第２の加熱コイル４は第２の加熱コイル出力調整手段である第２のインバータ回路６から所望の高周波電流が供給されて、その上部の絶縁板２上に載置された鍋等の被加熱体に高周波交番磁界を印加して誘導加熱を行う。第１及び第２の加熱コイル３，４は、それぞれが細い素線を束ねて撚り合わせ、それをさらに撚ったリッツ線を平板状で渦巻き形状に巻回して形成したものである。したがって、第１及び第２の加熱コイル３，４は、それぞれが円環形状を有している。
【００２３】
図１に示すように、絶縁板２の裏面における円環形状の第１の加熱コイル３の略中心軸上に温度検知手段７が設けられている。この温度検知手段７は、絶縁板２に固着されたホルダー内にサーミスタを嵌め込み、サーミスタと絶縁板２が確実に接触するよう構成されている。サーミスタにより絶縁板２を介して検知された第１の加熱コイル３上の被加熱体の温度情報は、被加熱体温度制御手段８へ送られる。
【００２４】
本発明に係る実施例１の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイル３により加熱される被加熱体は、アルミニウム製の鍋である第１の被加熱体１ａと、鉄製の鍋である第２の被加熱体１ｂの両方である。したがって、導電率が低く透磁率の高い鉄鍋と導電率が高く透磁率の低いアルミニウム鍋や銅鍋等を加熱できるように、第１の加熱コイル３に供給される高周波電流の周波数はその上に載置される被加熱体の材質に応じて切り替えられるよう構成されている。例えば、アルミニウム製の鍋である第１の被加熱体１ａが載置されたときには約６３ｋＨｚの高周波電流が第１の加熱コイル３に供給され、鉄製の鍋である第２の被加熱体１ｂが載置されたときには約２３ｋＨｚの高周波電流が第１の加熱コイル３に供給される。この選択は被加熱体選択手段１０において使用者が行う。
【００２５】
また、本発明に係る実施例１の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイル３により鉄製の鍋である第２の被加熱体１ｂが加熱されるとき、その第２の被加熱体１ｂの温度を設定するための温度設定手段９が設けられている。したがって、被加熱体温度制御手段８においては、絶縁板２を介して検知された第２の被加熱体１ｂの温度が温度設定手段９により設定された制御目標温度と等しくなるよう、第１のインバータ回路５の動作を制御する。
【００２６】
さらに、本発明に係る実施例１の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイル３によりアルミニウム製の鍋である第１の被加熱体１ａを加熱することを被加熱体選択手段１０により選択した場合には、第１の加熱コイル出力設定手段１１により第１の加熱コイル３の出力が設定され、その設定に基づき第１のインバータ回路５の動作が制御される。
【００２７】
一方、第２の加熱コイル４は鉄製の鍋である第２の被加熱体１ｂのみを加熱でき、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できないよう構成されている。実施例１の誘導加熱装置においては、第２の加熱コイル３により鉄製の鍋である第２の被加熱体１ｂを加熱するとき、第２の加熱コイル出力設定手段１２により第２の加熱コイル４の出力が設定され、その設定に基づき第２のインバータ回路６の動作が制御される。
【００２８】
実施例１の誘導加熱装置には、冷却手段である冷却ファン１３が設けられている。この冷却ファン１３は第１の加熱コイル３、第１のインバータ回路５、第２の加熱コイル４、第２のインバータ回路６を強制冷却しており、特に第１の加熱コイル３及び第１のインバータ回路５を強く冷却するよう冷却ファン１３は配置されている。
【００２９】
上記のように構成された実施例１の誘導加熱装置における動作を説明する。
第１のインバータ回路５は商用電源（図示せず）から入力された商用周波数の交流を整流、平滑して直流に変換し、さらに所望の高周波電流に変換して、第１の加熱コイル３にその高周波電流を供給する。高周波電流が供給された第１の加熱コイル３は、この第１の加熱コイル３と磁気結合した鍋等の被加熱体に渦電流を発生させて、そのジュール熱で被加熱体を誘導加熱する。
同様に、第２のインバータ回路６は商用電源（図示せず）から入力された商用周波数の交流を整流、平滑して直流に変換し、さらに所望の高周波電流に変換して、第２の加熱コイル４にその高周波電流を供給する。高周波電流が供給された第２の加熱コイル４は、この第２の加熱コイル４と磁気結合した鍋等の被加熱体に渦電流を発生させて、そのジュール熱で被加熱体を誘導加熱する。
【００３０】
第１の加熱コイル３により鉄製の鍋である第２の被加熱体１ｂを加熱する場合について説明する。
まず、被加熱体選択手段１０により鉄製の鍋である第２の被加熱体１ｂを加熱することを選択し、第２の被加熱体１ｂの加熱温度が設定される。加熱温度が設定されると、第１の加熱コイル３に第１のインバータ回路５から高周波電流が供給され、第２の被加熱体１ｂは誘導加熱される。
このとき、温度検知手段７のサーミスタが第２の被加熱体１ｂの温度を絶縁板２を介して検出して、被加熱体温度制御手段８は温度検知手段７の検出した温度情報に基づき、第１のインバータ回路５に対して第１の加熱コイル３に供給すべき高周波電流を制御する。このとき、被加熱体温度制御手段８は第１のインバータ回路５を制御して、第１の加熱コイル３に供給すべき高周波電流を所望の値とし、第２の被加熱体１ｂへの加熱出力を可変させている。この結果、誘導加熱されている第２の被加熱体１ｂの温度は、使用者が温度設定手段９で設定した制御目標温度となる。
【００３１】
次に、第１の加熱コイル３によりアルミニウム製の鍋である第１の被加熱体１ａを加熱する場合について説明する。
まず、被加熱体選択手段１０によりアルミニウム製の鍋である第１の被加熱体１ａを加熱することを選択し、第１の加熱コイル出力設定手段１１により第１の加熱コイル３の出力が設定される。第１の加熱コイル３の出力が設定されると、第１の加熱コイル３に第１のインバータ回路５から高周波電流が供給され、第１の被加熱体１ａは誘導加熱される。
このとき、誘導加熱されている第１の被加熱体１ａは、使用者が第１の加熱コイル出力設定手段１１で設定した第１の加熱コイル３の出力により加熱されている。
【００３２】
次に、実施例１の誘導加熱装置における構成を具体的に説明する。
第１の加熱コイル３は被加熱体の材質がアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する場合にも実調理に十分な加熱火力を得ることができるように、そして第１の加熱コイル３の自己発熱を低減するために、第１の加熱コイル３の巻き数は、鉄系の被加熱体のみが加熱可能な第２の加熱コイル４の巻き数より多くして、第１のインバータ回路５が供給する高周波電流値を低減している。具体的には、実施例１においては、第１の加熱コイル３の巻き数が４３ターンであり、第２の加熱コイル４の巻き数が２５ターンである。実施例１におけるそれぞれの加熱コイルの断面積は、約３．０ｍｍ２のリッツ銅線を用いている。具体的には、第１の加熱コイル３は、直径が０．０５ｍｍである素線（銅線）を１６２０本束ねた３．２ｍｍ２の断面積のリッツ線を用いており、第２の加熱コイル４は、直径が０．３ｍｍである素線（銅線）を４０本束ねた２．８ｍｍ２の断面積のリッツ線を用いて、実施例１の誘導加熱装置を実現している。
【００３３】
第１の加熱コイル３と第２の加熱コイル４により同一材質の被加熱体が同一加熱火力により加熱される場合には、被加熱体に与えられる電力は加熱コイルに流れる高周波電流と加熱コイルの巻き数との積の２乗に比例する。したがって、この場合に第１の加熱コイル３に流れる高周波電流値は第２の加熱コイル４に流れる高周波電流値の約半分である。このため、実施例１の構成においては、巻き数増による抵抗分の増加を含めても、第１の加熱コイル３の自己発熱量が第２の加熱コイル４の自己発熱量よりも小さくなっている。
実施例１の誘導加熱装置では、自己発熱量の小さい第１の加熱コイル３において鉄系の被加熱体である第２の被加熱体１ｂの温度制御を行うよう構成している。したがって、実施例１の誘導加熱装置によれば、第１の加熱コイル３の自己発熱による熱の影響が少なくなり、正確な第１の被加熱体１ａの温度制御が可能である。
【００３４】
実施例１の誘導加熱装置は、鉄系の被加熱体のみを加熱することができ、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱できない第２の加熱コイル４及び第２の加熱コイル出力調整手段である第２のインバータ回路６を設けているのは以下の理由による。アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱するための加熱コイルは巻き数が多いため、すべての加熱コイルがアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体と鉄系の被加熱体とを加熱できるよう構成すると、使用機会の少ないアルミニウム鍋等のために加熱コイルの巻き数が無用に多くなる。したがって、無用な加熱コイルの巻き数の増加によるリッツ線の使用量の増加を抑制するため、本発明の実施例１においては、必要な加熱コイルのみにおいて巻き数を多くしている。本発明においては、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱するとき、第１の加熱コイル及び第１のインバータ回路を用いるよう構成して、加熱コイル及びインバータ回路における熱的ストレスの増加する部分をできるだけ小さくしている。すなわち、本発明では高温度となる領域を限定して、そこを集中的に冷却するよう構成している。これにより、本発明においては機器のコストアップの抑制が可能となっている。
【００３５】
実施例１の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイル３を有する第１のインバータ回路５の最大出力が２ｋＷであり、第２の加熱コイル４を有する第１のインバータ回路６の最大出力が２ｋＷである。各々の最大出力は、実施例１の場合、少なくとも特定の大きさ（外径略２００ｍｍ以上等）の鉄鍋において確保される出力である。
なお、第２の加熱コイル４の最大出力は３ｋＷに構成してもよい。このように構成された場合には、被加熱体に対する高精度な温度制御が必要な第１の加熱コイル３においては自己発熱を増加させずに正確な検出温度を可能とし、湯沸かしや、焼き物等においてさらに高火力が必要な場合には、最大出力が大きな第２の加熱コイル４及び第２のインバータ回路６を用いることが可能となる。このような構成の誘導加熱装置は、調理時間の大幅な短縮を図ることが可能となる。
【００３６】
実施例１では、各加熱コイル３，４の形状が渦巻き形状であり、第１の加熱コイル３の内径を第２の加熱コイル４の内径よりも大きく形成している。具体的には、第１の加熱コイル３の内径（Ｒ１）が約８０ｍｍであり、第２の加熱コイル４の内径（Ｒ１）が約５０ｍｍである。
実施例１の誘導加熱装置においては、温度検知手段７を第１の加熱コイル３の内周の内側部分における略中心線上で、絶縁板２の裏面に接触するよう配設されている。すなわち、温度検知手段７は第１の加熱コイル３で誘導加熱される被加熱体の温度を確実に検知できる位置で、かつ第１の加熱コイル３の自己発熱の影響を受けにくい第１の加熱コイル３の内周から離れた位置に配置されている。このため、第１の加熱コイル３に対して被加熱体が多少ずれた位置に配置されたとしても、実施例１の誘導加熱装置における温度検知手段７は、被加熱体の位置ずれによる影響を受けることがなく、正確に被加熱体の温度を検出することができる。
【００３７】
また、実施例１の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイル３と絶縁板２との間の距離は、第２の加熱コイル４と絶縁板２との間の距離より長くなるよう構成している。すなわち、第１の加熱コイル３は第２の加熱コイル４より絶縁板２に対して離れて配置されている。具体的には、第１の加熱コイル３から絶縁板２の下面までの垂直方向の距離（Ｌ１）が約７ｍｍである。一方、第２の加熱コイル４から絶縁板２の下面までの垂直方向の距離（Ｌ２）は約４ｍｍである。したがって、もし第２の加熱コイル４の中心線上であり絶縁板２の裏面に同様の温度検知手段７を設けた場合、第１の加熱コイル３は第２の加熱コイル４に比して約３ｍｍ長く垂直方向に温度検知手段７から離れる。このとき、温度検知手段７から第１の加熱コイル３までの実質的な直線距離は、温度検知手段７から第２の加熱コイル４までの実質的な距離に比べて約１５ｍｍ長くなる。図１において、これらの距離（Ｌ１，Ｌ２）は誇張して記載している。
実施例１の誘導加熱装置は、上記のように第１の加熱コイル３と温度検知手段７との間の空間に断熱層としての空気層が形成されているため、温度検知手段７が検知する温度に対して第１の加熱コイル３の自己発熱の影響を低減することができ、第１の加熱コイル３による被加熱体に対する温度制御を高精度に行うことができる。
【００３８】
また、実施例１の誘導加熱装置においては、前述のように、各加熱コイル並びにインバータ回路を強制空冷すべく冷却手段としての冷却ファン１３が設けられている。実施例１においては、第１の加熱コイル３に対して冷却ファン１３の冷却風が最も強く当たるよう構成されている。なお、冷却ファン１３により装置外部から空気を取り込むように構成して、その吸気温度と略同程度の温度の冷却風が第１の加熱コイル３に当たるよう構成してもよい。このように構成することにより、第１の加熱コイル３の自己発熱による絶縁板２及び温度検知手段７に与える熱的影響を低減することが可能となる。この結果、温度検知手段７による被加熱体の温度を正確に検知することができ、第１の加熱コイル３による被加熱体の温度制御を高精度に行うことができる。
【００３９】
さらに、実施例１の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイル３と共振体を構成するコンデンサの容量を切り替えられるよう構成されている。被加熱体選択手段１０において、被加熱体が鉄系材質の被加熱体である場合にはアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体の場合に比べて、第１の加熱コイル３と共振体を構成するコンデンサの容量を大きくする容量変更手段１４を有するよう構成されている。これにより、鉄系材質の被加熱体及びアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体の両方を１つの加熱コイルにより確実に所望の温度で加熱できるという優れた効果を有する。
【００４０】
尚、上記実施例では、第１の加熱コイル及び第１のインバータ回路、並びに第２の加熱コイル及び第２のインバータ回路の２組で構成した例で説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、使用状況に応じてそれぞれの組が１つ以上あれば、上記実施例と同様の効果が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、実施の形態について詳細に説明したところから明らかなように、本発明は次の効果を有する。
【００４２】
本発明によれば、被加熱体の温度制御における、加熱コイルの自己発熱による影響を少なくし、精度の高い温度制御を行うことが可能な、使い勝手の優れた誘導加熱装置を提供することができる。
【００４３】
本発明の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイルに所望の高周波電流を供給する第１のインバータ回路により鉄系の被加熱体を所望の温度に加熱可能であり、且つアルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体が加熱可能である。
【００４４】
本発明の誘導加熱装置においては、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱可能な第１の加熱コイルの巻き数が、鉄系材質の被加熱体を加熱可能な第２の加熱コイルの巻き数より多くすることにより、同一加熱出力、同一被加熱体材質であれば、それぞれのインバータ回路が供給する高周波電流値は巻き数の多い第１の加熱コイルの方が、第２の加熱コイルよりも少なくなり、自己発熱が低減される。この結果、本発明においては、加熱コイルの自己発熱による熱の影響を抑制でき、より正確な被加熱体の温度制御が可能となる。
【００４５】
本発明の誘導加熱装置においては、第１の加熱コイルと共振体を構成する第１のコンデンサの容量を切り替えられるよう構成されているため、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体、及び鉄系材質の被加熱体の両方を１つの加熱コイルにより所望の温度で加熱できる。
【００４６】
本発明の誘導加熱装置においては、第２の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路の定格出力が第１の加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバータ回路の定格出力よりも大きく構成しているため、第１の加熱コイルと第２の加熱コイルにより加熱される被加熱体が同一の材質であれば、第１の加熱コイルにおける自己発熱量が第２の加熱コイルにおける自己発熱量より少なくなる。このため、本発明によれば、第１の加熱コイルからの熱が温度検知手段による温度検知に悪影響を与えることがなく、第１の加熱コイルによる温度制御を高精度に行うことができると共に、湯沸かしや、焼き物等の高火力が必要な調理の場合には、大きな定格出力を有する第２の加熱コイルを用いることにより、調理時間の短縮等を図ることができる。
【００４７】
本発明の誘導加熱装置は、第１及び第２の加熱コイルは円環形状若しくは渦巻き形状であるため、それぞれの加熱コイルにより誘導加熱される被加熱体の温度が一様になると共に、加熱コイルに対する被加熱体の位置ずれの影響を少なくすることができる。また、第１の加熱コイルの最内側の直径を第２の加熱コイルよりも大きく構成しているため、温度検知手段が第１の加熱コイルから離して配置されているため、温度検知手段が検知する温度において第１の加熱コイルの自己発熱による影響を低減することができる。
【００４８】
本発明の誘導加熱装置は、第１の加熱コイルと絶縁板との間に形成される空気の断熱層となる空間を第２の加熱コイルと絶縁板との間に形成される空間よりも厚く形成しているため、第１の加熱コイルの自己発熱による絶縁板及び温度検知手段に与える熱的影響を低減して、温度検知手段による被加熱体の温度を高精度に検知することが可能となり、第１の加熱コイルによる被加熱体の温度制御を正確に行うことができる。
【００４９】
本発明の誘導加熱装置は、アルミニウムの導電率と略同等またはそれ以上の導電率を有する被加熱体を加熱するときの第１の加熱コイル及びその第１の加熱コイルに所望の高周波電流を供給する第１のインバータ回路に対して、冷却手段を設けて熱的ストレスの増加する部分を集中的に冷却しているため、機器の信頼性を高めることが可能となり、第１の加熱コイルを第２の加熱コイルよりも効率的に冷却することにより、第１の加熱コイルの自己発熱による絶縁板及び温度検知手段に対する熱的影響を低減することができ、温度検知手段による被加熱体の温度を高精度に検知して、第１の加熱コイルによる被加熱体の温度制御をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例１の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ　第１の被加熱体
１ｂ　第２の被加熱体
２　　絶縁板
３　　第１の加熱コイル
４　　第２の加熱コイル
５　　第１のインバータ回路
６　　第２のインバータ回路
７　　温度検知手段
８　　被加熱体温度制御手段
９　　温度設定手段
１０　　被加熱体選択手段
１１　　第１の加熱コイル出力設定手段
１２　　第２の加熱コイル出力設定手段
１３　　冷却ファン
【図１】
2004139802.tif 000003
【図２】
2004139802.tif 000004