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1. WO1982002313 - INDUCTION HEAT COOKING APPARATUS

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[ JA ]


明 細 書 明の名称 -誘導加熱調理器 '技 分野 この癸明は電 誘導によ i?被加熱物 誘導加熱する誘導加熱 調理器に て、 調理器内に設けた仕切板によ 却風で調 ¾ 器内を効率的に冷却すると ともにこの仕切板で誘導 射 も防 止する冷却構造 よびノ ィズによる誤動作防止に関するもので る 0 、 誘導加熱調理器は、 商用電源を トランジスタゃサイリスタ等 から るィ ンバータ回路によ 一例と して約 2 〇 KHz程度の高 周波電流に 渙し、 この高周波電流 平板状の 導加熱コ イル に印加して鍋等 加熱する方式、 る は高局 電流に変換す る こと く低周波電流を平板状の誘導加熱 ィルに印加 して加 熱する方式が る。 上記誘導加熱コ イル上にセラミック等の絶 緣性材料よ ¾る トップブレートを介して調理の導電性鍋を 载置する と、この導電性鍋を 束が横切ることに 、導電性 鍋中 起電力が誘起され 電流が流れる 0 この 電流を導電 鍋の抵抗によ 生して導電性鍋が加熱され中の調理物が 加熱される ものである。このように誘導加熱コ イルから出た 京が直接、 鋦を加熱するので薪 ,ガス,石油,電熱器に比べて 熱損失 きわめて小さ く、高い熱効率が得られ、 二ネルギーを ¾る く利用でき省エネルギーに大き ぐ貢献する このよ う誘導加熱 11理器は複 ^の誘導 コィル 設 o IPO~" —、 ることが調理の効率化と ¾るが、 半面、調理器内の機器の冷却 が大き ¾問題と る。 .第 1 1 図は従来の仕切板 3 3が 場合の冷却空気の流れを 示したものである。 誘導加熱調理器に使用されるよ う ¾小型の 5 軸流型フ ァンは一般に 生静圧が非常に小さ 為、 吸気口及び 排気口の有効開口面積が小さ く るほど、吸 気 抗が大き ぐ ¾ 9 ' 、筐体内空間に けるファンの吸気領域と送 I領域での静 圧差が大き く るため、筐体内での空気流の逆流循環路 ( ショ トサーキット)が形成され、吸排気効率は著しく低下する。 o すなわち、 第 1 1 図に示すように、筐体内の吸気側空間である 3 6 , 3 7領域の内圧は 却フ ァン送風側空間である 3 7領 の内圧及び外部圧 (大気圧)に対し、負圧とる。各部の気圧 の大きさの順位は 3 7領域〉外部圧〉 3 6領域の順と 、3"Γ 領 と 3 6領域との差圧が最大と ¾るため、 送風気流の多 くは 5 · 第 1 1 図に示す矢線のように逆流循環する。 したが って、 却ファンの全送気能力のうちの数 1 Ο は前 述の よう熱気の逆流循環に費され、 冷却ファンの外部冷気の 気能力 ,内部熱気の排気能力は著しく 低下するので、か ¾ 高 の空気流が、 ソリッドステート電力変換装置に送られる。 0 このため、 回路部品 却効率は著しく 下し、 大容量の 却フ アンゃヒ一トシンクが必要とされる。 発明の開示 そこでこの癸明は誘導加熱 理器では、 単純で 駄の 合 理的 シ ステムを実現することによ ¾来の複数の誘導加熱 5 コイル 有する誘導加熱調理器では実 でき かった、 高 で、使い勝手が優れ、. メィンテナンスの簡便 低価格タイブの 複数パーナ誘導加熱調理器を提供しよ う とするもので る。す わち、複数の加熱部 模方向に直線的に配置 し、加熱部前方 に操作部 ,表示部或 は力ッティングボ—ドを配置することに よ ]?、人間工学的に極めて使 やすいデザイ ンを実現すると同 時に加熱コ ィルを含' 複数のソリッドステート電力変換手 と 低周波交流電源部 (電源スィツチ,ノイズフィルター,電源タ ―ミナル等)並びに入力電力調節手段,入力表示手 等の檮造 部とを仕切板にょ 完全に分割するこ とによ 、並びに適当 位置に強制空冷手段を配する ことによ 極めて効率の高い部品 却を可能にし、 更に仕切板による外筐の機械的剛性の向上 , 音の低減 ,そして かつ、天板の分割による優れたサービ ス性の実現と ようにあらゆる面に てパフ ォーマンスの 優れた合理的 誘導加熱調理器を提供 しょ うとするものである。 図面の簡単る説明 第 1 図は本発明の一実施例に る誘導加熱調理器のブ ッ ク図、 第 2図は誘導加熱調理器の全体斜視図、 3図は同誘導 加熱調理器の要部を切欠 斜視図、 第4図は同誘導加熱調理 器の側面断面図、 第 5図は同誘導加熱調理器の回路図、 第 6図 、は同誘導加熱調理器の吸気口部分の断面図、 第 7図は同誘導加 熱調理器の 気口部分の断面図、 第 3図は同誘導加熱調理器の 全体斜視図、 第 9図は同誘導加熱調理器の側面断面図、 第 1 Ο 図は同誘導加熱調理器の平面断面図、 1 図は従来の誘導加 熱調理器の平面断面図で る。 発明 実 ¾する めの最良の形態 第 1 図は本発明のブ ック図で、複数の加熱コィル 9は複数 のンリッドステート電力変換回路 2 aの一部を構成する。第 2 i 図は第 1 図に示した回路を収納した、 本発明の誘導加熱調理器 の外筐外観図である .。第 2図に於いて、外筐は底部及び全局を 5 囲むケー ス 1 及び加熱コィルの上方部に配された鍋载置板 3 , 操作部並びに表示^を形成するコ ン ト ルパネル 6 , 前記コ ント —ルパネル 6 支持するとともに天板の一部を形成する 前部天板 7 によつて形成される。前部天板 7の上には力 ッティ ングボード 8等が配置される。筐体内に された複数の加熱 ί θ コイルは、前方よ ]?見て横方向に直線的に配置されて 、 - 各 々の加熱コ ィルに対応する加熱部表示も同様横方向に一列に並 ふ o 外筐の前面または前 下部には 気孔 4 ,後方上面には排気 孔 5が設けられ、 筐侔内に収鈉され ソ リッドステート電力変 換装置の空 を行 ¾える よう 構造に つて る。 第 3図は本癸明の構成例の要部透視図、 第 4図は撗断面図で ある。第 3図及び第 4図に於いて、 外篁内部空間は金属製の仕 切板 1 Oによ 、前後に分割され、 仕切钣 1 Oの一部に設けら れ オリ フィス部 1 O aに強制空 装置 1 , 1 2 ( 1 1 はモ 20 —タ、 1 2は冷却フ ァン)が配置されて る。 却ファン 1 2 によ 筐体前面の 気孔 4 よ 気された気流は、 後部の 上面 気孔 5 よ排気される。 切板 〇とケース 及び 载 置板 3にて形成される空間 B室、 仕切板 O とケース 1 及び 前部天板 7にて形成される空間 A室とすると 切 ¾ 1 Oの後 25 方の 3室に、加熱コイル Sを含むンリッドステート電力変 — 5一一'' , 置を構成する電力回路部品 2 が設置され、 仕切板 Οの前方の Α室側には電源スィ ツチや入力制御装置並びに入力レベル表示 装置を含むコ ント口ールパネル 6 が配置される。そして仕切板 1 0の所望の位置にオ リフィス部 1 0 a を設け、このオリフィ ス部 1 O a に 却フアン 1 2が配置される。 却ファン " I 2は モータ 1 によ 動される。 また、前記加熱コイル 9 を含むンリッドステ一ト電力変換装 置を構成する電力回路部品 2は、 外筐とは絶緣スぺーサ 1 Sに よ 電気的に絶縁された内部 シャーシ 1 4に収納され、この内 部シャーシ 1 4は前記外篁内の仕切板 1 Oの後部空間す わち B室内に複数個収納される。 実施例では 2個の加熱コ イル 有 するシ ャ一シが各 2個収納されて る。 そして前記内シャーシ 毎に、 前記冷却フ アン 1 2が複数個設けられて る。さらに、 排気孔 5の近傍には排気用のフ ァン 1 3が設けられ、これを前 記吸気送風用の 却フ アン 1 2を駆動するモータ 1 によ 同 ¾動でき るような構造とする。苐 3図及び第 4図に於ける 実施例は両フ ァンに軸流フマンを用い、単一モータ一によ 、 両フ ァンを駆動するもので る。 5及び 1 6は、それぞれ異物の揷入防止手段と して吸排気 孔近傍に設けられた、 エキスパン ドメタルまたはルーバょ るバ リヤで る。また 1 7は排気用ダクト、 1 9は調理用鍋で >る 0 第 5図は第 3 及び第 4図の構成例をプ ック回路図 て示 したもので、 2点 線で示されて るのは筐体 , シャーシを示 す c 外 1 内には複 ( 2 i ) の ¾熱コイル 9 , 9 b 含 TPO — — 、 む複数個 ( 2個)のソリッドステート電力変換回路 2 , 2 b 及び入力制御回路並びに入力レベル表示回路 6 a , 6 bによ 形成される操作表示部が、 収納され構造的には仕切板 1 Oにて 分割叹納される。 そして、 内部シャーシ 1 4 a , "1 4 b内に前 記ソ リッドステート電力変換回路 2 a , 2 bが収納される。 第 6図及び第 7図は本発明の要部詳細図で、 第 S図' 吸気孔 4、 第了図は排気孔 5の 面図である。 第 6図に於 て、 気 孔 4の内側には 2重構造のエキスパ ンドメタルまたはルーバー 等の吸気用のバ リヤ 1 5を異物の揷入や、水はねの浸入等の障 害となる よう目の向きにして設け もので る。 第了図に於 て、上面に設けられた排気孔 5 の内側には所望の巾 と長さを 有するひさ し状のバリヤ 2 0 を設けるとともにさらにその内側 にはエキスパン ドメタル,ルーバ等にて形成されるバリャ 1 を設'け、上面排気孔 5から内部シ ャーシ 1 4への浸水異物揷 入 防止する。 気^ダク ト 1 7の底面に設け られた複数個の 孔 2 は浸水し 時の水抜き孔 (ドレン孔)で る。前記ひさ し 2 O及びバリャ 1 6及びドレン孔 2 を組合せた構造によ 棑気孔 5から筐侔内への浸水 、 完全にシ ャツトァゥトされる o 第 S図は本癸明による誘導加熱調理器 、 カウンタ一ボック ス 2 2 にビルトインした場合に、簡便にサ一ビスすることが可 能 ¾構造を示し もので、 鍋载置板 3及び前部天板 7は上方よ る構造と って 、前記前部天板 7は、鍋载置板 3 固定したま まの 態で開放固定でき る。即ち、ケース 1 と前部 天板は締結部品 2 3 よ 、カウンタ一^ックス 2 2の外部に はみ た部分の下面側よ 固定されて 、 品交換等のサ— Ο ΡΙ IPO , 一一,一 ビス時には最初にこの部分 外し、 次に鍋载置板 外す。 そし て部品交換作業後、 载置板 3 を固定し、 に前部天板 7 を開 状態で、 調理用基準鍋を鍋载置板 3の上に置 き、入力調整用 孔 2 4 , 2 5 , 2 6 , 2 7 よ調整ピンを突込みシャーシ内に 設けられた調整ボリ ゥ 厶を回転し、所望の入力調整を行なう。 この作業は、製造組立の最終工程に於ても、 行 れる もので る o 2 8は前部天板 7が開かれた時の支持棒で る。 前記の構成 によ 誘導加熱調理器がビルトィンされた時のサービスは全て o 上方から行な うことができるため、外筐本 をその度に取 外 す必要は ¾ く、箇便サービス性を提供する。 以下、本癸明の誘導加熱調理器'の動作及び効杲につ て説明 する。 1 図,第 2図に於 て、加熱コイル 9を横方向に一列 に配量したこと よ る効果は、 1 . 使用者に対する安全 が ffi^ ' 。また使 勝手が良 。 2 . -筐 内部に収納される装置の配 置が単純に 7¾る。したがって部品 却構成も簡単に る。 また 当然、 サービス性も向上する。 第 3図〜第 5図に於いて、 A室側に設けられた入力コ ント口 ール装置は、高温に弱 半導 ゃキ ャパシタ等の電子部品よ o 形成されて る場合が多 ため、 周 さえ る必要があるが、 本構成によれば調理器動作 は、 常に の 気流に 泠却され熱気にさ らされることはるい c そして、 ンリッドステート電力変 装置を形 する、損失癸 生熱の多 パヮ 一半導体や加熱コィ ル等の電力 品 却ファン 1 2の送 ¾側つま B室 : IE置されて るので、高 O PI 風速の 気流つま 、風速数メ一トル/^ の風を受けるため、 放熱劾杲は極めて大きい。 もちろんチョークコイル等の高温度 回路部品ほど後方の拂気孔側に設置されて 、 めて合理的 ¾強制空冷が行なわれる。 第 9図 ,第 1 O図に てケース 1 の所要位置には吸気口 29 及び 気口 3 Oが設けられ、 吸気口 2 9近傍 ¾ファン 3 1 及び フ アンモータ 3 2が設けられて 、 ^気口側にはソ リッドステート電力変換回路 2 aが配されて る。また、前記 却フ ァン局囲には才リフィス^に形成され ft切板 3 3が設 けられ、 籃体ケース 1 の内部空間を、ファン吸気室 3 4 とンリ ッ ドステート電力変.換装置収納室 3 5 と 分割する。図中の矢 線 (点線)は 却空気の流れ方向を示し もので る。 第 9図 ,第 1 〇図に て、筐内を仕切るように 却ファ ン局 Sに設けられたオリ フィス状仕切板は、筐体内圧差が最大 で る収 室 3 5 の領域空間とファ ン吸気室 3 の領 空間を 仕切ることによ ]? 、内圧差による気流の逆流循環 (ショート サーキッ ト)の形成 防止し もので、送風気流は第 O図に 示す矢籙のよう 流れを形成し、 回路部品 却後の熱気は筐侔 内圧によ スムーズに外部へ排気される。 す わち、 このオリ フ ィス状仕切板を設けること よ ]? 、従来、逆流循 に費やさ れて たフ ァンの損失エネルギは皆^と 、 ファンの送気能 力のほ 1 o o 、外部 気の吸入と内部熟気の £に使 され、 効車は著しく向上するもので る 0 ま 、ファン羽 ¾直局 の ¾口 オリ フイス形^にすることによって、 ¾車と局 a静止空気と 搴擦 失 し、 気,送気 O ?I ノ \VIP 流の整流を行 ¾わせる。この整流効杲によ って、 却ファンの 送風効率は更に向上する 0 また、乱流騒音も低 する。このよ うに、筐体内に才リフィス形仕切板を設けることによって、熱 気の逆流循環の防止、 送風気流の整流と う二重の効果が得ら 5 れるため、 冷却効率の大巾向上が実現 し、小型の翱流型フ ァン にて 来のク ロスフローファンゃ複数の軸 フアンと同等の 却能力を得ることが可能となる。 以上の ように本 却システムによれば次のよう効果が得ら れる o O 筐体内部熱気の逆流循環 (ショートサーキット)の防止 による 却効率の向上。 2. 整流作用の付加による送風効率の向上。 ' 整流作用に伴 う乱流騷音の 。 . 却効率の向上に ¾い、 ヒートシンク等の回 部品の 小型化 , 却ファン自体の小型化が可能と る為、装置自 の小型化が実現する。 高価なクロ スフ —ファンを使せず、篁侔の高さ寸 を増加させずに安価る小型の軸流フ アンの採用が可能と 次に、 却ファンを 2個直列に使^ した場合の効杲について 0 第 4図を参照 して説明する。 上述したよ うに小型の軸流フマンは発生静圧が く、 気抵 抗 よ 、送風効率が く ¾る。即ち、送風フアン方式で、単 一の ¾流型のフ ァン 1 2 だけ 使用した場合、 ^気抵抗に充分 打ち っだけの静圧を岀すこ とができず、 で不要 ¾空気 ¾ や^環を起こ し、 ¾率が ち、 径の大き ¾大¾のフ ァン が必要と る。 しかし、第 4図のように、 気側にもう一個の 流型のフ ァン 1 3 追加することによ ]?、拂気側の静 上 け'ることができ、 し がつて 気 抗は非常に小さ く る め 熱気の排気効率が上が 、送風側のフ ァン 1 2の送風効率も向 上する。 即ち、小型の軸流型のフ ァン 1 , 3を 2個直列に 単一のモータ 1 にて 動さ ることによ 、部品 向上し、 筐 の小型化を図る ことができる。 次に、 調理器前面よ 気し、 後面上方に排気する効杲は、 (1 ) 使用者に熱気が たら o (2) 加熱部が後方にあ 、 気孔近傍の前部上面は、 操作表示部並びにカ ッティングボード 等が設置されて 、加熱され 調理^鍋 1 9から 気孔 4ま での距離が比較的遠 め、 調理用鍋 1 9の発生する高温蒸気 込まず、 内の回路部品を蒸気や熟気から保護する。 (3) ^気孔を上面に設けたことによ 、比重の 熱気流は 自然に上昇気流と つて排気される為、 強制空 に稆乗効果を える。 次に、 外筐内に収納されるソ リッドステート電力変換装置と 操作部表示部構造と し、 しかも、仕切後 Oにて仕 切つた場合の不要妨害波及び耐ノィ ズ誤動作に対する効杲につ いて 明 加える。 局知の如 く、高局波大電力 取扱ぅソリッ ' トステート電力変換装置は、か ハイ レベルの不要妨害 生する。 し がって、 高周 大電力変渙部に、 局 電 が混在して る と、 局 が誘導輕射を受 、機器 の it音端子電£ 大き くする o また、小電力信号取扱 近 存在すると、不要 誘導を受けて、ノイズ誤 作の原因と ¾ Ο ΡΓ . る。本発明によれば、高周波大電力.部と電源部及び入力コ ント ロール部つま 電子コントロール部とをほ 分離し、電源部 ント Π —ル部に対する誘導の影響を少 くするとともに、誘 導遮蔽板と しても機能する仕切板 1 oを両者の間に設けること 5 によ j?、機器のノイズ誤動作に対する信頼性を高め、かつ、機 器の発生する 音端子電 EEの を図る ものである。 更に、第 3図を見ても明らか ¾ ように、最も不要 ¾射の発生量の多い加 熱コ イル 9は、金属製ケース 1 及び金属製の仕切板1 oによ 形成される電気的に閉ループで る枠にてその近傍を囲まれて o る為、 この金属枠が、加熱コイル 9の発生するに対して一種 の誘導遮藪板と して作用 し、機器の 生するの ^減をも実現す るもので る o 次に仕切板 1 oの 剛性の見地から見た効果について説明 する。 第 3図及び第 4図よ ]?明らかなように外筐 ケース 1 と 1 5 载置板 3及び 部天板 7 の 3つで構成した場合、 全体に 性 が不十分で特に 2個の部材から構成される天板部の機械的剛性 が弱 。 ケース 1 の平板^の底面部も弱 。 したがつて、 重量物が調 理器上に置かれた場合、 外筐の変形が大き く ¾ 、加熱コイル 0 9 と載置板 3 とのギヤッブが変化した、载置板 3 の 損, 却フ ァンの倡心等、大き 欠陥 まねくものである。したがつ て、第 3図及び第 4図のように、前記構成に仕切板 1 〇を加え ることによ 、 載置 3は堅固に固定され、 ケース 1 の底面 性も向上し、 全 構造の が ¾めて高 く 、外筐を厚 5 料ゃ複雜 j 向上のためのビー 行 つ ΟΜ?Γ - - する必要はな く、コストパフォーマンスも優れて るもので o .次に、単一又は 2個の加熱コイルを含むンリッドステ—ト電 力変換装置を外筐とは絶緣された内シ ャーシに収^し、このシ ャーシを外筐内に複数個配列した 合の効果について第3図〜 第 5図を参照して説明する 0 前記内シ ャーシ 個又は 2個の加熱コイル每にモジュ ール化するこ とによ 、部品故障時のメインテナンス(サー ビス性 )が向上する。即ち、一方のモジュ—ル 障しても 他方のモ ジユールは動作可能で ると ともに、モジュール化 することによる構造の簡硌化が図れる。 2. 各ソリッドステート電力変換装置毎に、 シャーシによ 前記電力回路から生ずる不要霜射を適薮する ことが容易で る。 複数のソリッドステート電力変換装置を単一の内シャ 一シに収納して しまうと不要贛射の遮蔹は非常 と る。 各加熱コィ ル単位で内シャーシを分割することによ 加熱コ ィル間の相互干 が防止できる。 即ち、加熱コィル間 に蘧蔹板が 場合各コ ィルの高周波の波形や 波数の差に よ 干湊が発生し、 異音や異常動作の原因とるることが多 旱―シ ヤーシ内に存在する加熱コィルが多 れ 多 ほど前 の欠点が生ずる機会が多く 、シャーシをモジュール化する ことによ 、防止できるつ 4- 効杲の見 ¾から考えると 、各内シヤーシの^壁 が各々 、タ'クト効杲 有するため効果的 送. 行なえる C モジュール化すること よる量産 ¾杲が大き 。 次に、 内シャーシ毎に強制空冷手段を設け 場合の効果につ て述べる o . 複数の 却フ ァンのうち、いずれかのファンが故障して も、故障したファンに対応するモジュールだけが、動作不完 5 全と 、他のモジュ一ルは使 可能である 0 したがって、 メインテナンスが容易で るとともに、全体 の故障率は単一のフ ァンで全 を冷却する場合に比べると、 非常に低く ¾るものである。 各フ ァンをソリッドステート電力変換回路の動作と違動 o させる ことによ?、動作中の電力変換回路に対してのみ、フ アンは動作するこ とに 、不 ¾ 却は行るわず、全体と して省電力が図れる o 次に、外筐内に収納された複数の内シ ャーシ 左右対称に配 置し 場合に、 内シヤーシ毎に設けた複数の ( 2個の)軸流フ 5 アンの回 方向をやは 左右対称に した場合のメ リットにつ て説 ¾する。 大きるメ リットとしては、左右のシャーシに搭载される電力 変換回路 (加熱コイル 含む)の温度特性(温度に依存する諸 ;例えば熱効率 , 部品の温度上昇,空 時の過熱保護特性) 0 を左右同一にする ことができる めである。もし、シャーシ又 は ¾ フ ァンの ずれかが、 る は一方が左右対称で けれ 、当然、左右のモジュール(電力変換回路 ) の度特性に差 具 生じ、 パーナによつて性能が異 るとい う 杲を生ずるわ けで る ァンの回 e方向による送' の上下左右の風 5 るとい う享実 考えれ 、 こ る!: QMPI 、 IPO ―、 また、 前部天板の左右両端に操作表示パネルを、 天板中央部 にカツ ティングボードを配した構成で使い勝手が良く、操作表 示部を両端にも ってくることによ、使用中操作表示部がじや まに ら ようにしたこと、中央にカッティング ードを配 したこ とによるスベースの有効利用が図れた。 産業上の利 Sの可能性 以上説明し よ うに本発明によれば、 誘導加熱調理器 て、調理器内の 却を効杲的に行な うことができ、全侔をコン パク 卜に形成でき、調理器として使用しゃす 誘導加熱調理器 O を提供することができ る。 insufficientOCRQuality