特開 2022-137605 誘導加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022137605

(43)【公開日】2022-09-22

(54)【発明の名称】誘導加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/06 20060101AFI20220914BHJP

   H05B 6/02 20060101ALI20220914BHJP

【ＦＩ】

H05B6/06 381

H05B6/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021037158

(22)【出願日】2021-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000194893

【氏名又は名称】ホシザキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155099

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 裕輔

(74)【代理人】

【識別番号】100147625

【弁理士】

【氏名又は名称】澤田 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100190333

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 群司

(72)【発明者】

【氏名】鵜飼 義之

【テーマコード（参考）】

3K059

【Ｆターム（参考）】

3K059AA02

3K059AA08

3K059AC03

3K059AC09

3K059AC12

3K059AC54

3K059AD15

3K059CD07

3K059CD14

(57)【要約】

【課題】簡素な制御アルゴリズムを用いて共振周波数が変動した場合にも正常な制御を行う。
【解決手段】加熱調理器に内蔵される蒸気発生装置の加熱ユニットでは、コントローラにより高周波電流の周波数を変化させるように誘導加熱回路のＩＧＢＴの駆動周波数を制御する（Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０７）とともに駆動周波数ごとの高周波電流の情報を電圧センサと電流センサから取得して（Ｓ１０４）、高周波電流の電力テーブルを作成し（Ｓ１０９）、コントローラのメモリに記憶するようにした（Ｓ１１０）。そして、この記憶した電力テーブルに基づいて、目標の高周波電力を誘導加熱コイルが出力し得る駆動周波数を一義的に決定し、この決定された駆動周波数により誘導加熱回路を制御するようにした。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加熱体を定まった位置関係で誘導加熱するコイルと、
前記コイルに高周波電力を供給する駆動部と、
前記駆動部が前記高周波電力を発生させる駆動周波数を制御する制御部と、
前記高周波電力の電力情報を検出する検出部と、を備えた誘導加熱装置であって、
前記制御部は、
前記高周波電力の周波数を変化させるように前記駆動周波数を制御するとともに前記駆動周波数ごとの前記高周波電力の電力情報を前記検出部から取得して前記高周波電力の周波数特性情報を記憶した後、前記周波数特性情報に基づいて、所望の高周波電力を前記コイルが出力し得る前記駆動周波数を決定し、この決定された駆動周波数により前記駆動部を制御することを特徴とする誘導加熱装置。

【請求項2】

請求項１に記載の誘導加熱装置において、
前記周波数特性情報は、前記コイルを含む共振回路の共振周波数を中心とした所定周波数帯を除いたものであり、前記所定周波数帯よりも上側または下側の周波数帯域であることを特徴とする誘導加熱装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の誘導加熱装置において、
前記制御部は、当該誘導加熱装置の電源電圧の変動情報に基づいて前記周波数特性情報を補正することを特徴とする誘導加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加熱体を定まった位置関係で誘導加熱する誘導加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被加熱体を定まった位置関係で誘導加熱する誘導加熱装置は、例えば、下記の特許文献１に開示されている加熱調理器の蒸気発生装置に用いられる。蒸気発生装置を備えた加熱調理器（スチームコンベクションオーブン等）は、蒸気発生装置から供給される蒸気や、ヒータにより加熱させて調理庫内で循環する熱風によって調理庫内の食材を加熱調理する機能を有する。蒸気発生装置は、例えば、所定水位の水を貯えた蒸気発生容器と、蒸気発生容器内の水を加熱する加熱手段と、蒸気発生容器の下部に連通接続して蒸気発生容器内の水位を検知するための水位検知タンクや水位センサ等と、を備えており、この加熱手段として誘導加熱装置が用いられる。

【0003】

例えば、下記の特許文献１に開示されている加熱手段（誘導加熱装置）は、蒸気発生容器内に収容された加熱体と、蒸気発生容器の外周に巻回された誘導加熱コイルと、を備え、誘導加熱コイルに高周波電流に供給することで電磁誘導により加熱体に渦電流が流れる現象を利用して加熱体を発熱させて蒸気発生容器内の水を蒸気にする。誘導加熱コイルには、例えば、特許文献２に開示されているような直列共振回路によって高周波電流が供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１５１３６９号公報

【特許文献2】特開２０１０－１５３１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献２に開示されているような誘導加熱コイル（インダクタ及び抵抗）と共振コンデンサ（キャパシタ）からなる直列共振回路では、共振周波数においてインピーダンスが急激に低下するため、共振周波数では、直列共振回路に流れる電流が最大になり、誘導加熱コイルに供給される電力は最大になる。共振周波数は非常に狭く、また直列共振回路に流れる電流の周波数特性は共振周波数を中心とした尖鋭な凸形状を有する。そのため、誘導加熱装置においては、例えば、直列共振回路に流れる電流を所定の目標値に近づけるフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）系を構成したとしても、電流値の偏差に対する操作量が非線形であったり、共振周波数を境界に電流値の増減が反転したりすることから、制御アルゴリズムが複雑になり構成が容易ではないという問題があった。

【0006】

また、誘導加熱装置の直列共振回路を構成する誘導加熱コイルや共振コンデンサは、使用年月の経過に伴う経年変化等によりそれらを構成する電気材料等に物性変化が生じ得ることから、共振周波数に影響するリアクタンス値も変動し得る。つまり、直列共振回路の共振周波数は経年変化等により変動する可能性がある。そのため、前述のようなフィードバック制御系を構成することが可能であったとしても、共振周波数が経年変化等により変動した場合には正常な制御が行われないおそれがあった。本発明は、簡素な制御アルゴリズムを用いて共振周波数が変動した場合にも正常な制御を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は、被加熱体を定まった位置関係で誘導加熱するコイルと、コイルに高周波電力を供給する駆動部と、駆動部が高周波電力を発生させる駆動周波数を制御する制御部と、高周波電力の電力情報を検出する検出部と、を備えた誘導加熱装置であって、制御部は、高周波電力の周波数を変化させるように駆動周波数を制御するとともに駆動周波数ごとの高周波電力の電力情報を検出部から取得して高周波電力の周波数特性情報を記憶した後、周波数特性情報に基づいて、所望の高周波電力をコイルが出力し得る駆動周波数を決定し、この決定された駆動周波数により駆動部を制御することを特徴とする誘導加熱装置を提供するものである。なお、高周波電力は、高周波電圧と高周波電流の積により得られることから、力率が略１の場合には「高周波電力」は高周波電圧または高周波電流に置き換えることが可能であり、また「電力情報」は電圧情報または電流情報に置き換えることが可能である（本明細書において以下同じ）。

【0008】

上記のように構成した誘導加熱装置においては、高周波電力の周波数を変化させるように駆動周波数を制御するとともに駆動周波数ごとの高周波電力の電力情報を検出部から取得して高周波電力の周波数特性情報を記憶するようにした。そして、この記憶した周波数特性情報に基づいて、所望の高周波電力をコイルが出力し得る駆動周波数を決定し、この決定された駆動周波数により駆動部を制御するようにしたので、制御アルゴリズムが簡素でも、共振周波数が変動した場合にも正常な制御を行うことができた。また、例えば、使用年月の経過に伴う経年変化等により、コイルを構成する電気材料等に物性変化が生じる場合があっても、そのような物性変化の後に新たな高周波電力の周波数特性情報を記憶することによって、コイルの物性が変化した場合にも正常な制御を行うことができた。さらに、コイル等に電気的な特性に個体差がある場合においても、誘導加熱装置ごとに駆動周波数ごとの高周波電力の電力情報を検出部から取得して高周波電力の周波数特性情報を記憶するようにしたので、このようなコイルの個体差やその他の電気的な特性に誤差等が生じてもそれらを吸収することができるようになった。

【0009】

上記のように構成した誘導加熱装置においては、周波数特性情報は、コイルを含む共振回路の共振周波数を中心とした所定周波数帯を除いたものであり、所定周波数帯よりも上側または下側の周波数帯域であるのが好ましい。このように構成したときには、周波数特性情報は、コイルを含む共振回路の共振周波数を中心とした所定周波数帯を除いたもの、即ち、周波数変化に対して高周波電力が急激に増加したり減少したりする尖鋭な凸形状部分が除外されるため、周波数変化に対して高周波電力が比較的に安定する周波数帯域の周波数特性情報を記憶することになる。また、駆動周波数の全域について、高周波電力の電力情報を検出部から取得して高周波電力の周波数特性情報を記憶する場合に比べて、このような周波数特性情報を得るための所要時間が略半分に減るため、高周波電力の周波数特性情報の記憶に要する時間を短くすることができるようになった。

【0010】

また、上記のように構成した誘導加熱装置においては、制御部は、当該誘導加熱装置の電源電圧の変動情報に基づいて周波数特性情報を補正するのが好ましい。本発明は「被加熱体を定まった位置関係で誘導加熱するコイル」を備える誘導加熱装置であることから、主な外乱要因として想定されるものは電源電圧の変動に限られる。したがって、このように構成したときには、当該誘導加熱装置の電源電圧が変動した場合、その変動情報に基づいて周波数特性情報を補正したうえで、補正後の周波数特性情報に基づいて所望の高周波電力をコイルが出力し得る駆動周波数を決定するので、主な外乱要因として想定される電源電圧の変動の影響を受けにくくすることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の誘導加熱装置の一実施形態である蒸気発生装置を内蔵した加熱調理器の正面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線の断面図である。

【図3】加熱調理器の側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。

【図4】加熱調理器の縦方向断面図である。

【図5】電気制御系のブロック図である。

【図6】蒸気発生装置のブロック図である。

【図7】蒸気発生装置による電力テーブル生成処理の流れを示したフローチャートである。

【図8】蒸気発生装置による加熱制御処理の流れを示したフローチャートである。

【図9】高周波電力の周波数変動に対する誘導加熱コイルの出力電力特性図（ａ）と、電源電圧の変動に対する誘導加熱コイルの出力電力特性図（ｂ）である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0012】

以下に、本発明の誘導加熱装置を、加熱調理器に内蔵される蒸気発生装置に適用した一実施形態について、添付図面を参照して説明する。この実施形態の加熱調理器は、スチームコンベクションオーブンと呼ばれるものであり、蒸気を含んだ熱風を対流させて食材を加熱調理するものである。

【0013】

図１及び図２に示したように、加熱調理器１０は、ハウジング１１内の左側部を除いた部分に食材を加熱調理するための調理庫１４と、調理庫１４の前部を開閉可能にする扉１２と、ハウジング１１の左側部の空間に機械室１５と、機械室１５の前部を覆う操作パネル１３と、を備えている。操作パネル１３には、図示されていないが、例えば、加熱調理器１０の電源投入時に押下される電源ボタン、ユーザが選択可能な各種の調理モードや現在の運転状態等が表示されたり画面に触れることで選択された情報等を入力できたりする液晶タッチパネルや、加熱調理の開始や終了を指示するときに押下されるスタートボタン等が設けられている。

【0014】

図２に示したように、この調理庫１４内の左側部を加熱空間１４ａとして、調理庫１４内を加熱するヒータ１６と、調理庫１４内の空気を循環（対流）させる送風ファン１７とを設け、加熱空間１４ａを除く部分を食材を収容する収容空間１４ｂとしている。送風ファン１７はシロッコファン等の遠心ファンであり、中央部から吸引した空気を遠心方向外向きに空気を送るものである。送風ファン１７を駆動させると、収容空間１４ｂから図２の矢印に示したように空気が吸引され、遠心方向外向きに送り出された空気はヒータ１６によって加熱されて熱風となり、調理庫１４の周壁（前壁、後壁、上壁及び下壁）に沿って再び収容空間１４ｂに送られる。

【0015】

調理庫１４の収容空間１４ｂの左右両側部にはホテルパンと呼ばれる食材を受けるトレイ（図示省略）を上下方向に多段状に支持するラックフレーム１８が設けられている。図２に示したように、ラックフレーム１８は、前後に立設した支持柱１８ａ，１８ｂと、上下方向に等間隔に配置された位置で支持柱１８ａ，１８ｂとの間に掛け渡された複数個の支持レール１８ｃとを備えている。機械室１５の後部には、調理庫１４内に蒸気を供給するための蒸気発生装置２０が設けられている。また、機械室１５の前部の操作パネル１３の裏側には、ヒータ１６、送風ファン１７や蒸気発生装置２０等を制御するための制御装置５０が設けられている。

【0016】

図３～図５に示したように、蒸気発生装置２０は、所定水位の水を貯えた蒸気発生容器２１と、蒸気発生容器２１の上部に連通接続して調理庫１４内に蒸気を送り出す蒸気導出筒２２と、蒸気発生容器２１の下部に連通接続して蒸気発生容器２１内の水位を検知するための水位検知タンク２３と、水位検知タンク２３内に設けられて内部の水位を検知することで蒸気発生容器２１内の水位を検知する水位センサ２６と、蒸気発生容器２１内の水を加熱する加熱ユニット３０とを備えており、制御装置５０により制御されている。

【0017】

蒸気発生容器２１は上下が開口した筒形形状をしており、その上端の開口２１ａは蒸気の噴き出し口に、また蒸気発生容器２１の下端の開口２１ｂは排水口になっている。蒸気発生容器２１の下部には排水筒部（図示省略）が接続されており、蒸気発生容器２１内の水は排水筒部に設けた排水弁（図示省略）を開放することにより排水される。蒸気発生容器２１の周面上部には貫通孔（図示省略）が形成されており、この貫通孔には後述する加熱体３１の過熱状態等を検知するための温度センサ３９が挿入されている。

【0018】

加熱ユニット３０は、蒸気発生容器２１内に加熱体３１と、蒸気発生容器２１の外周にて上下方向の中間部から下部に巻回された誘導加熱コイル３４と、誘導加熱コイル３４を含む誘導加熱回路３５と、誘導加熱回路３５に直流電力を供給する整流回路３６と、誘導加熱回路３５を制御するコントローラ３７と、外部電源である交流電源９０の入力電圧を検出するための電圧センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃと、交流電源９０の入力電流を検出するための電流センサ３８ｄ，３８ｅ，３８ｆを備えている（図４及び図６参照）。

【0019】

これらのうち、誘導加熱回路３５、整流回路３６、コントローラ３７、電圧センサ３８ａ～３８ｃ及び電流センサ３８ｄ～３８ｆは、加熱体３１や誘導加熱コイル３４から離れて、制御装置５０と同様に操作パネル１３の裏側に設けられている。また、電圧センサ３８ａ～３８ｃや電流センサ３５ｄ～３５ｆにより検出された交流電源９０の電圧値や電流値はコントローラ３７に出力される。

【0020】

加熱体３１は、蒸気発生容器２１の上部に支持された略円環形のホルダ３２と、円環形状に配置されてホルダ３２に上端部が固定された複数の加熱棒３３とを備えている。この実施形態では、加熱棒３３は径方向断面形状が円形であり１７本で構成されている。ホルダ３２はオーステナイト系ステンレス鋼製であり非磁性体であるのに対して、加熱棒３３はフェライト系ステンレス鋼であり磁性体である。

【0021】

このように構成される加熱体３１を収容する蒸気発生容器２１の外周には、複数の加熱棒３３の配置形状の円環と略同軸に誘導加熱コイル３４が巻回されている。図６においては、加熱体３１（加熱棒３３）と誘導加熱コイル３４の位置関係を明示する図面表現上の便宜のため誘導加熱コイル３４の中に破線で表している。誘導加熱コイル３４には、例えば、複数のエナメル被覆銅線をより合わせたリッツ線（撚線）や、単線のエナメル被覆銅線が用いられる。これにより、後述するように、誘導加熱コイル３４に周波数の高い交流電流（高周波電流）が流れることに伴って繰り返し生じる磁力線が複数の加熱棒３３を通過するため、これに起因した渦電流が加熱棒３３内に流れることで当該加熱棒３３が有する電気抵抗によるジュール熱が発生して加熱棒３３自体が発熱する。

【0022】

この実施形態では、複数の加熱棒３３は、誘導加熱コイル３４と同じ高さ位置で誘導加熱コイル３４に高周波電力を供給したときに発熱する発熱部３３ａと、この発熱部３３ａより上側位置で発熱しない非発熱部３３ｂを有している。加熱棒３３の上側の非発熱部３３ｂがホルダ３２に取り付けられている。複数の加熱棒３３のうちの１つには、非発熱部３３ｂに径方向に延びる挿通孔（図示省略）が形成されている。この挿通孔には、蒸気発生容器２１の貫通孔（図示省略）に挿通された温度センサ３９が嵌挿されている。これにより、加熱体３１（加熱棒３３）の温度を計測可能にしている。このようにこの実施形態では、複数の加熱棒３３（被加熱体）と誘導加熱コイル３４は、予め定められた位置関係（定まった位置関係）を維持している。

【0023】

整流回路３６は、交流電圧を直流電圧に整流するシリコンダイオードからなるブリッジ回路であり、この実施形態では、三相交流２００Ｖを供給する交流電源９０の各相に対応して整流した後、誘導加熱回路３５に直流２００Ｖを出力し得るように構成されている。整流回路３６から出力される直流電圧の正極側を高電位側といい、同直流電圧の負極側を低電位側という場合がある。なお、交流電源９０は単相交流２００Ｖの場合もあり、その場合には入力電圧を検出するセンサは電圧センサ３８ａと電流センサ３８ｄだけになる。

【0024】

誘導加熱回路３５は、当該誘導加熱回路３５の高電位側にコレクタが接続されたＩＧＢＴ３５ａと、このＩＧＢＴ３５ａのエミッタにコレクタが接続されるとともにエミッタが同回路３５の低電位側に接続されたＩＧＢＴ３５ｂと、これらの高電位側と低電位側の間に直列に接続された２つの同容量のコンデンサ３５ｃ，３５ｄと、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂの接続部とコンデンサ３５ｃ，３５ｄの接続部との間に両端が接続される誘導加熱コイル３４と、により構成されている。なお、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂのコレクタとエミッタの間には還流ダイオード（図示省略）が逆並列に接続されている。

【0025】

このように構成される誘導加熱回路３５は、コントローラ３７によりＩＧＢＴ３５ａとＩＧＢＴ３５ｂが交互にオンオフ（スイッチング）制御されることによって誘導加熱コイル３４に交流電流が流れる。即ち、ＩＧＢＴ３５ａをオンに制御しＩＧＢＴ３５ｂをオフに制御した瞬間にはＩＧＢＴ３５ａ→誘導加熱コイル３４→コンデンサ３５ｄの経路で電流が流れ、またコンデンサ３５ｃにも流れる。ＩＧＢＴ３５ｂをオンに制御しＩＧＢＴ３５ａをオフに制御した瞬間にはコンデンサ３５ｃ→誘導加熱コイル３４→ＩＧＢＴ３５ｂの経路で電流が流れ、またコンデンサ３５ｄにも流れる。

【0026】

つまり、誘導加熱コイル３４（インダクタ及び抵抗）とコンデンサ３５ｃ，３５ｄ（キャパシタ）とからなるＲＬＣ直列共振回路を形成する。そのため、図９（ａ）に示したように、誘導加熱コイル３４が加熱体３１の加熱棒３３に対して出力する電力（出力電力）は、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂを交互にオンオフする周波数が直列共振回路の共振周波数ｆｒに近づくほど大きく、共振周波数ｆｒから遠ざかるほど小さくなる。

【0027】

このように誘導加熱コイル３４の出力電力は、誘導加熱コイル３４に流れる高周波電流（高周波電力）の周波数に依存する。したがって、この実施形態では、後述するように、誘導加熱回路３５の直列共振回路に適した周波数（例えば５ｋHz～３５ｋHz）でＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂをスイッチング（駆動）するようにコントローラ３７により制御している。

【0028】

コントローラ３７は、制御装置５０から入力される制御情報に基づいて誘導加熱回路３５を制御するワンチップマイコン（図示省略）を備えている。ワンチップマイコンは、バスを介してそれぞれ接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ及び入出力インタフェース等（いずれも図示省略）を有するマイクロコンピュータであり、このＲＯＭには、前述したようにＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂをスイッチング制御するプログラムのほかに、後述する電力テーブル生成処理や加熱制御処理を行うプログラム等が格納されている。

【0029】

蒸気発生容器２１に隣接する位置には水位検知タンク２３が立設しており、水位検知タンク２３の下部は蒸気発生容器２１の下部に連通接続されている。水位検知タンク２３は上面が開口して水を貯える容器として機能するタンク本体２４と、水位検知タンク２３の上壁部を構成してタンク本体２４の上面開口を着脱可能に塞ぐ蓋体２５とを備えている。水位検知タンク２３の蓋体２５の中央部には貫通孔２５ａが形成されており、水位検知タンク２３には貫通孔２５ａを通すようにして水位センサ２６が取り付けられている。

【0030】

水位センサ２６は、水位検知タンク２３内の水位を検知することで蒸気発生容器２１内の水位を検知するものである。水位センサ２６は、水位検知タンク２３の上壁部２５の一部を構成しつつ貫通孔２５ａを塞ぐように設けた筒形取付部２６ａと、筒形取付部２６ａから貫通孔２５ａを通って水位検知タンク２３内に延びるステム２６ｂと、ステム２６ｂに上下動可能に支持したフロート２６ｃとを備えている。ステム２６ｂにはリードスイッチ等の近接スイッチ２６ｄが設けられており、フロート２６ｃの上部には磁石２６ｅが設けられている。水位センサ２６は水の浮力により上下動するフロート２６ｃの位置をステム２６ｂの近接スイッチ２６ｄにより検出することで水位検知タンク２３内の水位を検知している。

【0031】

なお、この実施形態では、水位センサ２６は、２つの近接スイッチ２６ｄを備え、この２つの近接スイッチ２６ｄによって上限水位Ｌ１と下限水位Ｌ２との２つの水位を検知可能となっている。上限水位Ｌ１は蒸気発生容器２１内の加熱棒３３の発熱部３３ａと略同じ高さ位置の水位となっており、下限水位Ｌ２は蒸気発生容器２１内の加熱棒３３の発熱部３３ａの上部の一部が水から露出する高さ位置となっている。

【0032】

図３に示したように、水位検知タンク２３の蓋体２５には給水部２５ｂが設けられており、給水部２５ｂには水道等の給水源から導出した給水管２７が接続されている。給水管２７に介装した給水弁２９（図５参照）を開放することにより、給水部２５ｂから水位検知タンク２３内に水が供給される。この実施形態では、給水部２５ｂは水位検知タンク２３の中心部より外側に少し離れた位置に設けられている（図３（ｂ）参照）。

【0033】

水位検知タンク２３のタンク本体２４の底壁には、蒸気発生容器２１と反対側となる側部に排水口２４ａが形成されており、タンク本体２４の蒸気発生容器２１と反対側となる側壁と対向する位置に隔壁部２４ｂが形成されている。隔壁部２４ｂはタンク本体２４の側壁とともに排水口２４ａを囲んで水位検知タンク２３内の過剰な水位の水を排出する筒形のオーバーフロー部２４ｃを形成している。オーバーフロー部２４ｃの下部には排水管２８が接続されており、排水管２８の先端には調理庫１４内からの排水を受ける排水タンク（図示省略）に接続されている。水位検知タンク２３内の過剰な水位の水は隔壁部２４ｂの上縁を超えてオーバーフロー部２４ｃ内に流入し、排水管２８を通って排水タンクに排出される。

【0034】

図３（ｂ）及び図４に示したように、水位検知タンク２３の蓋体２５には下面の中央部に下方に延びる筒部２５ｃが形成されている。筒部２５ｃは給水部２５ｂとオーバーフロー部２４ｃとを外側に配置するように水位センサ２６を囲んでいる。筒部２５ｃの下端は水位検知タンク２３の底壁と離間しており、筒部２５ｃの内側と外側とは水位検知タンク２３の下部で連通している。筒部２５ｃの下端位置は水位センサ２６により検知される下限水位Ｌ２よりも下側となっており、水位センサ２６により下限水位Ｌ２を検知したときにも、水位検知タンク２３は筒部２５ｃの内側と外側が空気が通過しないようになっている。蓋体２５には筒部２５ｃより内側位置に連通孔２５ｄが形成されており、連通孔２５ｄは水位検知タンク２３内の筒部２５ｃの内側を水位検知タンク２３の外側と連通させ、水位検知タンク２３内の筒部２５ｃの内側を大気開放状態としている。

【0035】

図２及び図５に示したように、制御装置５０は、操作パネル１３の裏側に設けられており、液晶タッチパネル１３ａ、スタートボタン１３ｂ、ヒータ１６、送風ファン１７、蒸気発生装置２０の加熱ユニット３０のコントローラ３７、水位センサ２６、給水弁２９及び温度センサ３９に接続されている。制御装置５０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ及び入出力インタフェース等（いずれも図示省略）を備えている。

【0036】

制御装置５０は、例えば、調理庫１４内の食材を加熱調理する調理プログラム等をＲＯＭに格納している。この加熱調理器１０は、調理プログラム等により、ヒータ１６及び送風ファン１７を作動させて熱風により調理するホットエアーモードと、送風ファン１７及び蒸気発生装置２０を作動させて蒸気により調理するスチームモードと、ヒータ１６、送風ファン１７及び蒸気発生装置２０を作動させて蒸気を含んだ熱風により調理するコンビモードと、の３つのモードで食材を加熱調理できるように構成されている。これらの３つのモードは、ユーザが操作パネル１３の液晶タッチパネル１３ａを操作して選択される。

【0037】

例えば、ユーザの操作により液晶タッチパネル１３ａからコンビモードが選択された情報が入力されると、制御装置５０は、調理庫１４内に熱風が循環するようにヒータ１６と送風ファン１７を作動させるとともに、調理庫１４内に蒸気が供給されるように蒸気発生装置２０を作動させる。これにより、調理庫１４内には蒸気と熱風が循環するため、調理庫１４内の食材はこの蒸気を含んだ熱風によって加熱調理される。

【0038】

蒸気発生装置２０を作動時には、制御装置５０は、給水管２７から供給される水が給水部２５ｂから水位検知タンク２３内に注入されるように給水弁２９を開放制御する。これにより水位検知タンク２３内に供給された水は蒸気発生容器２１内に流入することから、水位検知タンク２３内の水が上限水位Ｌ１まで供給されたことを水位センサ２６の近接スイッチ２６ｄが検出すると制御装置５０はそれに基づいて給水弁２９を閉止制御する。

【0039】

水位検知タンク２３内の水位が上限水位Ｌ１に到達している場合には、蒸気発生容器２１内の水も同様に上限水位Ｌ１になっているため、この状態で制御装置５０は、加熱ユニット３０の誘導加熱コイル３４に高周波電力を供給するように蒸気発生装置２０を制御する。具体的には、蒸気発生装置２０の加熱ユニット３０（コントローラ３７）に対して、後述するように定められた所定の周波数でＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂが交互にオンオフするようにスイッチング制御を開始させる制御情報を送出する。これにより、誘導加熱コイル３４に高周波電力が供給されることにより生じる電磁誘導によって、加熱棒３３には渦電流が流れることから、渦電流が流れる加熱棒３３は、当該加熱棒３３が有する電気抵抗によりジュール熱が発生して加熱棒３３自体が発熱する。

【0040】

このように蒸気発生装置２０が制御されることにより、蒸気発生容器２１内の水は加熱されて蒸気になることから、蒸気発生容器２１内で発生した蒸気は、蒸気発生容器２１の上端の開口２１ａから噴き出して、蒸気導出筒２２によって調理庫１４内に導かれる。このように水蒸気が発生すると、蒸気発生容器２１内の水位は徐々に減少して、やがて加熱棒３３の発熱部３３ａの上端部が水から露出する水位になる。制御装置５０は、水位検知タンク２３内の水が下限水位Ｌ２まで減少したことを水位センサ２６の近接スイッチ２６ｄが検出すると制御装置５０はそれに基づいて給水弁２９を開放制御する。そして、給水管２７から供給される水が給水部２５ｂから水位検知タンク２３内に注入される。

【0041】

水位検知タンク２３に注入された水は蒸気発生容器２１内に流入して加熱棒３３の発熱部３３ａと略同じ高さの水位となり、水位センサ２６により上限水位Ｌ１を検出すると、制御装置５０の制御によって給水弁２９を閉止制御することで、給水管２７から水位検知タンク２３内への水の供給が停止される。このように、蒸気発生装置２０では、蒸気発生容器２１内の水位は水位検知タンク２３内の水位センサ２６の検知水位に基づいて上限水位Ｌ１と下限水位Ｌ２の範囲の水位となるように制御装置５０により制御されている。

【0042】

また、蒸気発生装置２０を作動させているときに、蒸気発生容器２１内の水位が上述した上限水位Ｌ１と下限水位Ｌ２との範囲で正常に制御されているときには、加熱棒３３の発熱部３３ａは蒸気発生容器２１内の水（湯）及び発生した蒸気と熱交換されるために過熱状態とならない。蒸気発生容器２１内の水位が上限水位Ｌ１と下限水位Ｌ２との範囲で正常に制御されているときの温度センサ３９により検出される温度は１００℃～１０１℃の範囲となっている。つまり、この例では、温度センサ３９による検出温度が１００℃～１０１℃を維持し続けるように蒸気発生装置２０の加熱ユニット３０が制御装置５０により制御されている。

【0043】

これに対し、蒸気発生容器２１内の水位が正常に制御されずに下限水位Ｌ２より低くなると、加熱棒３３の発熱部３３ａは蒸気発生容器２１内の水（湯）及び蒸気と十分に熱交換されずに過熱状態となる。過熱状態となった発熱部３３ａの熱は上側の非発熱部３３ｂに急激に伝わり、非発熱部３３ｂは急激に温度上昇する。この場合には、温度センサ３９により例えば１０４℃以上を検出すると、制御装置５０は、誘導加熱コイル３４への高周波電力の供給を停止するように加熱ユニット３０を制御する。具体的には、蒸気発生装置２０の加熱ユニット３０（コントローラ３７）に対して、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂのスイッチング制御を停止させる制御情報を送出する。これにより、加熱棒３３には渦電流が流れなくなり熱源がなくなるので、蒸気発生容器２１内が空焚きの状態となるのを防ぐ。

【0044】

なお、ユーザの操作により液晶タッチパネル１３ａからスチームモードが選択された情報が入力された場合には、制御装置５０は、調理庫１４内に蒸気が供給されるように蒸気発生装置２０を作動させるとともに、その蒸気が収容空間１４ｂ内を循環するように送風ファン１７を作動させる。スチームモードにおける蒸気発生装置２０や給水管２７の制御も、上述したコンビモードの場合における蒸気発生装置２０等の制御と概ね同様である。

【0045】

このように制御装置５０により行われる蒸気発生装置２０の制御は、温度センサ３９による検出温度に基づくものであるが、加熱ユニット３０のコントローラ３７では、例えば、制御装置５０から送られてくる制御情報において要求される温度（要求温度）に対して誘導加熱コイル３４が出力すべき電力（出力電力）の対応関係を表した情報が予めＲＯＭに記憶されている。また、図９（ａ）に示したように誘導加熱コイル３４が出力する電力（出力電力）は、前述したように高周波電力の周波数に依存する。

【0046】

このため、例えば、要求温度が１００℃である場合には、コントローラ３７では、温度センサ３９により検出される加熱棒３３の温度が１００℃になるために必要となる出力電力を誘導加熱コイル３４が出力し得る高周波電力の周波数を決定して誘導加熱回路３５に出力する。これにより、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂはその周波数でスイッチング（駆動）されることから、加熱棒３３の温度が１００℃になるために必要な高周波電力が誘導加熱コイル３４に供給される。なお、このような対応関係を表した情報は、加熱調理器１０ごと（個別）に生成する必要はなく、例えば、加熱ユニット３０の製造時に一律にコントローラ３７のＲＯＭに書き込んで記憶させる。

【0047】

ところで、この実施形態では、交流電源９０の各相の電圧値や電流値は、電圧センサ３８ａ～３８ｃや電流センサ３８ｄ～３８ｆにより検出されてコントローラ３７に出力されることから、力率が略１である場合には、交流電源９０の電圧値と電流値の積により誘導加熱コイル３４に供給される電力が求められる。そのため、例えば、誘導加熱コイル３４に供給される電力値に基づいて所望の高周波電力が得られるようにＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂのスイッチ周波数を制御するフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）系を構成することも可能である。しかし、図９（ａ）に示したように、高周波電力の周波数に対する誘導加熱コイル３４の出力電力は、周波数変化に対して非線形に変化する範囲が多く、また共振周波数ｆｒ未満は増加し共振周波数ｆｒを超えると減少するというように共振周波数ｆｒを中心（境界）に出力電力の増減が反転する。そのため、このようなフィードバック制御はその制御アルゴリズムが複雑になり構成が容易ではない。

【0048】

そこで、この実施形態では、所定のタイミングにおいて、図７に示した電力テーブル生成処理を加熱ユニット３０のコントローラ３７が実行することによって、誘導加熱コイル３４が必要な電力を出力し得る高周波電力の周波数を決定することが可能な電力テーブルを生成することとした。所定のタイミングは、例えば、加熱調理器１０の電源投入直後や電源投入後から所定時間ごと、または加熱調理器１０がメンテナンスモードに移行した直後やメンテナンスモードから離脱した直後等である。また、メンテナンスモードにおける所定操作時でもよい。なお、以下、高周波電力の周波数のことを駆動周波数という場合がある。

【0049】

図７に示したように、電力テーブル生成処理Ｓ１００では、まずステップ１０１により所定の初期化処理が行われた後、駆動周波数設定処理が行われる。初期化処理では、例えば、前述の共振周波数ｆｒが２０ｋHzであり、２２ｋHz～３５ｋHz（図９（ａ）のｆ３～ｆ４）の周波数範囲で駆動する場合には、駆動周波数の初期値として上限周波数ｆ４の３５ｋHzが設定される。そのため、ステップ１０２の駆動周波数設定処理では最初の駆動周波数として３５ｋHzが設定されて、次のステップ１０３により駆動データとしてＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂをその駆動周波数で交互にオンオフ制御可能なデータが誘導加熱回路３５に出力される。

【0050】

これにより、誘導加熱コイル３４には３５ｋHzの高周波電力が供給されることから、続くステップ１０４の電力情報取得処理によって、現在、交流電源９０から入力されている電圧値や電流値を検出した電圧センサ３８ａ～３８ｃと電流センサ３８ｄ～３８ｆから、電圧情報と電流情報を取得する。直列共振回路においては、共振周波数ｆｒに近づくほど誘導加熱コイル３４に流れる電流や誘導加熱コイル３４が出力する電力（出力電力）が増えることから交流電源９０から供給される電力も増加する（力率は略１である）。そのため、ここでは電圧センサ３８ａ～３８ｃと電流センサ３８ｄ～３８ｆにより得られた電圧情報と電流情報に基づく電圧値と電流値の積（電源電力）に基づいて誘導加熱コイル３４の電力値（電力情報）を得る。例えば、このような電圧値と電流値の積により求められる電力値から、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂ等が消費する電力値を減算したものが誘導加熱コイル３４の電力値（電力情報）として得られる。ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂ等の消費電力が非常に小さい場合には電源電力を誘導加熱コイル３４の電力とみなすことができる。この電力情報は次のステップ１０５の電力情報記憶処理によりコントローラ３７のメモリに記憶される。電力情報の記憶は駆動周波数ごとに行われる。

【0051】

このようなステップ１０４，１０５による電力情報の取得と記憶は、ノイズや電圧変動等による誤差を低減するため、複数回行われる。そのため、次のステップ１０６では所定時間を経過したか否かを判定する処理が行われ、所定時間を経過するまで、電流情報（電力情報）の取得（Ｓ１０４）と記憶（Ｓ１０５）が繰り返し行われる（Ｓ１０６；ＮＯ）。所定時間は例えば１００ミリ秒である。交流電源９０が商用電源である場合、その電源周波数が５０Hzであるときには電源電圧の波形（以下「電源波形」という）の５周期時間に相当し、また電源周波数が６０Hzであるときには電源波形の６周期時間に相当し、いずれも電源波形の１周期時間の整数倍であり、また電源周波数に同期して取得することが可能になるからである。

【0052】

なお、ステップ１０６により判定する所定時間を交流電源９０の電源波形の１周期時間に設定してもよい。例えば、交流電源９０の電源周波数が５０Hzである場合には２０ミリ秒、また電源周波数が６０Hzである場合には１６．６ミリ秒に所定時間を設定する。これにより、ステップ１０４，１０５による電流情報（電力情報）の取得と記憶に要する時間が、１／５（電源周波数が５０Hzの場合）や１／６（電源周波数が６０Hzの場合）にそれぞれ短縮されることから、本電力テーブル生成処理Ｓ１００の処理速度を５～６倍に速くすることが可能になる。

【0053】

また、電圧センサ３８ａ～３８ｃからコントローラ３７に出力される交流電源９０の入力電圧情報に基づいて電源波形の１周期を検知することもできるので、例えば、ステップ１０６による所定時間の経過判定処理に代えて、電源波形の１周期判定処理を行ってもよい。この場合には、交流電源９０の入力電圧情報に基づく入力電圧の増減から、電源波形の１周期分の電圧変化がまだないと判定したときにはステップ１０４に処理を戻し、電源波形の１周期分の電圧変化があったと判定したときには次のステップ１０７に処理を移行させる。この場合にも、ステップ１０４，１０５による処理時間が１／５（電源周波数が５０Hzの場合）や１／６（電源周波数が６０Hzの場合）に短縮されるので、本電力テーブル生成処理Ｓ１００の処理速度を５～６倍に速くすることが可能になる。

【0054】

ステップ１０６により所定時間が経過したと判定された場合には（Ｓ１０６；ＹＥＳ）、次のステップ１０７により、予定しているすべての駆動周波数について電力情報の取得（Ｓ１０４）と記憶（Ｓ１０５）が終了しているか否かを判定する処理が行われる。例えば、３５ｋHz、３０ｋHz、２８ｋHz、２５ｋHz、２３ｋHz、２２ｋHzの各駆動周波数について電力情報の取得と記憶を予定している場合にはそれらすべての駆動周波数について前述した各処理（Ｓ１０２～Ｓ１０６）が完了するまでこれらの各処理が繰り返し行われる（Ｓ１０７；ＮＯ）。なお、ステップ１０２の駆動周波数設定処理では、３０ｋHz→２８ｋHz→ …（中略）… →２２ｋHzのように駆動周波数が順次低くなるように設定される。

【0055】

図９（ａ）に示したように、共振周波数ｆｒ及びその近傍周波数（ｆ２～ｆ３）においては駆動周波数の変化に対して誘導加熱コイル３４の出力電力の変化量が大きく、共振周波数ｆｒから遠ざかるに従って誘導加熱コイル３４の出力電力の変化量が小さくなる。そのため、この実施形態では、共振周波数ｆｒの２０ｋHzに近づくほど小さな周波数ステップ（１～２ｋHz）で変化し、また共振周波数ｆｒの２０ｋHzから離れて上限周波数や下限周波数に近づくほど大きな周波数ステップ（３～５ｋHz）で変化するように駆動周波数を設定している。

【0056】

そして、ステップ１０７により全駆動周波数終了したと判定された場合には（Ｓ１０７；ＹＥＳ）、ステップ１０８により各駆動周波数における平均電力を算出する処理が行われる。この実施形態では、ステップ１０５において電力情報が駆動周波数ごとに複数記憶されているため、各駆動周波数についてそれぞれ加算平均（単純平均）を算出して各駆動周波数に１つの値を得る。例えば、電力情報の場合には、３５ｋHzでは３．８ｋＷ、３０ｋHzでは８．５ｋＷ、２８ｋHzでは１１ｋＷ、２５ｋHzでは２８ｋＷ、２３ｋHzでは４６ｋＷ、２２ｋHzでは５０ｋＷ等になる。

【0057】

続くステップ１０９では電力テーブル作成処理が行われる。この処理では、電力情報の取得や記憶が行われていない駆動周波数について電力情報を補間計算する処理も行われる。補間計算では例えば線形補間が行われる。これにより、駆動周波数と出力電力の対応関係を示す電力テーブルが作成される。先の電力情報の例では、共振周波数ｆｒである２０ｋHz±１ｋHzの周波数帯と、駆動周波数３４ｋHz～３１ｋHz、２９ｋHz、２７ｋHz、２６ｋHz、２４ｋHzの情報がない。

【0058】

このため、共振周波数ｆｒ前後の周波数（２１ｋHz～１９ｋHz）を除いて補間すると、例えば、３５ｋHz（＝ｆ４）では３．８ｋＷ（＝ＰＬ）、３４ｋHzでは４．７ｋＷ、３３ｋHzでは５．７ｋＷ、３２ｋHzでは６．６ｋＷ、３１ｋHzでは７．５ｋＷ、３０ｋHzでは８．５ｋＷ、２９ｋHzでは１０ｋＷ、２８ｋHzでは１１ｋＷ、２７ｋHzでは１６ｋＷ、２６ｋHzでは２３ｋＷ、２５ｋHzでは２８ｋＷ、２４ｋHzでは３７ｋＷ、２３ｋHzでは４６ｋＷ、２２ｋHz（＝ｆ３）では５０ｋＷ（＝ＰＨ）となる電力テーブルが得られる。

【0059】

ステップ１０９により作成された電力テーブルは、ステップ１１０によりコントローラ３７のメモリに記憶されて、一連の本電力テーブル生成処理Ｓ１００を終了する。このように作成された電力テーブル（高周波電力の周波数特性情報）は、次に説明する加熱制御処理において使用される。

【0060】

なお、上述した例では、上周波数帯ＢＵにおいて２２ｋHz～３５ｋHzの周波数範囲で駆動する場合において、駆動周波数の初期値として上限周波数ｆ４の３５ｋHzを設定して、駆動周波数を高い方から低い方に変化させて誘導加熱コイル３４の電力情報の取得と記憶を行ったが、これとは逆に、駆動周波数の初期値として下限周波数ｆ３の２２ｋHzを設定して、駆動周波数を低い方から高い方に変化させて誘導加熱コイル３４の電力情報の取得と記憶を行ってもよい。

【0061】

また、下側周波数帯ＢＬにおいて５ｋHz～１８ｋHzの周波数範囲で駆動してもよい。この場合、例えば、駆動周波数の初期値として上限周波数ｆ２の１８ｋHzを設定し（Ｓ１０１）、駆動周波数を高い方から低い方に変化させて誘導加熱コイル３４の電力情報の取得と記憶を行うように、上述の電力テーブル生成処理Ｓ１００のアルゴリズムを構成する。例えば、ステップ１０２の駆動周波数設定処理においては、最初の駆動周波数として１８ｋHzが設定されることにより、１８ｋHz、１７ｋHz、１５ｋHz、１２ｋHz、１０ｋHz、５ｋHzの各駆動周波数について電力情報が取得されて記憶される（Ｓ１０２～Ｓ１０６）。また、ステップ１０８の各平均電力算出処理により各駆動周波数における平均電力が、例えば、１８ｋHzでは５０ｋＷ、１７ｋHzでは４６ｋＷ、１５ｋHzでは２８ｋＷ、１２ｋHzでは１１ｋＷ、１０ｋHzでは８．５ｋＷ、５ｋHzでは３．８ｋＷのように算出される。さらに、ステップ１０９の電力テーブル作成処理により、電力情報の取得や記憶が行われていない駆動周波数、例えば、１６ｋHz、１４ｋHz、１３ｋHz、１１ｋHz、９ｋHz～６ｋHzについて補間計算が行われて、例えば、１８ｋHz（＝ｆ２）では５０ｋＷ（＝ＰＨ）、１７ｋHzでは４６ｋＷ、１６ｋHzでは３７ｋＷ、１５ｋHzでは２８ｋＷ、１４ｋHzでは２３ｋＷ、１３ｋHzでは１６ｋＷ、１２ｋHzでは１１ｋＷ、１１ｋHzでは１０ｋＷ、１０ｋHzでは８．５ｋＷ、９ｋHzでは７．５ｋＷ、８ｋHzでは６．６ｋＷ、７ｋHzでは５．７ｋＷ、６ｋHzでは４．７ｋＷ、５ｋHz（＝ｆ１）では３．８ｋＷ（＝ＰＬ）となる電力テーブルが得られる。

【0062】

なお、このような下側周波数帯ＢＬにおいても、駆動周波数の初期値として下限周波数ｆ１の５ｋHzを設定して、駆動周波数を低い方から高い方に変化させて誘導加熱コイル３４の電力情報の取得と記憶を行ってもよい。

【0063】

この実施形態では、電力テーブル生成処理Ｓ１００において、共振周波数ｆｒの２０ｋHz±１ｋHzの周波数帯（図９（ａ）のｆ２～ｆ３）については駆動周波数に設定することなく、誘導加熱コイル３４の電力情報の取得や記憶を行わなかった。即ち、共振周波数ｆｒを中心とした所定周波数帯（図９（ａ）のｆ２～ｆ３）は、周波数変化に対して高周波電力が急激に増加したり減少したりする尖鋭な凸形状部分であり、この周波数帯が除外されることによって、周波数変化に対して高周波電力が比較的に安定する周波数帯域の周波数特性情報を電力テーブルとして記憶することになる。

【0064】

なお、このような周波数帯（図９（ａ）のｆ２～ｆ３）については、誘導加熱コイル３４に非常に大きな電流が流れる可能性がありＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂの故障を招くおそれがあるが、例えば、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂの仕様や電気的特性により、大電流が流れても当該ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂに故障するおそれがない場合には、共振周波数ｆｒ及びその近傍周波数を含む周波数帯についても駆動周波数に設定して、誘導加熱コイル３４の電力情報の取得や記憶を行ってもよい。

【0065】

また、この実施形態では、上周波数帯ＢＵの２２ｋHz～３５ｋHzの周波数範囲において誘導加熱回路３５を駆動させて電力テーブルを作成した。これにより、下側の周波数帯域ＢＬについては誘導加熱回路３５を駆動させることなく誘導加熱コイル３４の電力情報を得ることができた。したがって、駆動周波数の全域（例えば、周波数帯域ＢＵ，ＢＬ）について駆動周波数を設定して誘導加熱コイル３４の電力情報の取得や記憶を行う場合に比べて、電力情報を得るための所要時間が略半分に短縮されることから、本電力テーブル生成処理Ｓ１００の処理速度を約２倍に速くすることが可能になった。

【0066】

また、共振周波数ｆｒに近づくほど小さな周波数ステップ（１～２ｋHz）で変化し、共振周波数ｆｒから離れて上限周波数や下限周波数に近づくほど大きな周波数ステップ（３～５ｋHz）で変化するように駆動周波数を設定した。つまり、誘導加熱コイル３４の出力電力特性のカーブが緩やかな範囲は駆動周波数を粗く設定し、また同カーブが急峻な範囲は駆動周波数を密に設定したが、駆動周波数の中心周波数（共振周波数ｆｒ）、上限周波数や下限周波数（出力電力特性のカーブ形状）に関係なく、例えば、１ｋHzごとに均等な周波数間隔で駆動周波数を設定してもよい。これにより、誘導加熱コイル３４の電力情報として高精度な情報を取得したり記憶したりすることが可能になった。

【0067】

また、ステップ１０９の電力テーブル作成処理において、電力情報の取得や記憶が行われていない駆動周波数について補間計算を行いその計算結果である電力値（電力情報）を加えて電力テーブルを作成するようにした。しかし、電力テーブル作成処理ではそのような補間計算を行うことなく、例えば、後述する加熱制御処理Ｓ２００の電力テーブル参照処理（Ｓ２０５）において、現在必要な出力電力情報に対応する電力情報が電力テーブルに存在しない場合に補間計算を行って、誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂに供給すべき高周波電力の周波数を求めてもよい。これにより、コントローラ３７において電力テーブルを記憶するメモリ領域を小さくすることができる。

【0068】

次に、コントローラ３７において行われる電力テーブルに基づく加熱制御処理について説明する。この加熱制御処理は、制御装置５０から送出されてコントローラ３７に入力される制御情報に基づいて開始される。即ち、誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂのスイッチング制御を開始する制御情報が制御装置５０から送られてきた場合に当該加熱制御処理が起動される。

【0069】

図８に示したように、加熱制御処理Ｓ２００では、まずステップ２０１により所定の初期化処理が行われる。この処理では、現在の出力電力情報を初期値（例えば０ｋＷ）に設定する。次のステップ２０２では設定電力情報取得処理が行われる。前述したようにコントローラ３７のＲＯＭには、制御装置５０から送られてくる制御情報において要求される温度（要求温度）に対して誘導加熱コイル３４が出力すべき電力（出力電力）の対応関係を表した情報が予め記憶されている。そのため、この処理ではこのような対応関係を表した情報を参照することにより、最新の制御情報に含まれる要求温度の情報に基づいて、現在必要な出力電力情報を得る処理が行われる。

【0070】

続くステップ２０３では、スイッチング制御を停止するか否かを判定する処理が行われる。最新の制御情報として、スイッチング制御を停止させる制御情報が制御装置５０から送られてきた場合には、駆動データの出力を終了した後（Ｓ２０９）、本加熱制御処理Ｓ２００を終了する（Ｓ２０３；ＹＥＳ）。これに対して、新たな制御情報がまだ届いていない場合や届いた新たな制御情報がスイッチング制御を停止させる制御情報ではない場合には（Ｓ２０３；ＮＯ）、次の判定処理（Ｓ２０４）に移行する。

【0071】

ステップ２０４の判定処理では、出力電力の設定に変更があるか否かを判定する処理が行われる。即ち、現在設定されている出力電力情報とステップ２０２により取得された現在必要な出力電力情報とを比較して、現在設定されている出力電力情報を変更する必要があるか否かを判定する処理が行われる。例えば、現在設定されている出力電力情報が０ｋＷであり、ステップ２０２で取得した現在必要な出力電力情報が４６ｋＷである場合には、出力電力の設定に変更があるため（Ｓ２０４；ＹＥＳ）、次のステップ２０５の電力テーブル参照処理を移行する。

【0072】

一方、現在設定されている出力電力情報とステップ２０２で取得した現在必要な出力電力情報とが同じ（例えば４６ｋＷ）である場合には、出力電力の設定に変更はないため（Ｓ２０４；ＮＯ）、ステップ２０２に戻って設定電力情報取得処理が行われる。これにより、現在必要な出力電力情報を変更するような要求温度の情報を含む制御情報またはスイッチング制御を停止させる制御情報が制御装置５０から新たに届くまで、ステップ２０２～２０４が繰り返し行われ、この間においては、誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂはコントローラ３７により同じ周波数でスイッチング制御される。

【0073】

ステップ２０５の電力テーブル参照処理では、前述の電力テーブル生成処理により作成された電力テーブルを参照する処理が行われる。例えば、前述した電力テーブルの場合には、現在必要な出力電力情報が４６ｋＷであるときには、誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂに供給すべき高周波電力の周波数、つまり駆動周波数は２３ｋHzであることがわかる。そのため、続くステップ２０６の駆動周波数設定処理により駆動周波数を１７ｋHzまたは２３ｋHzに設定するとともに、その次のステップ２０７により駆動周波数２３ｋHzに対応した駆動データを誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ及びＩＧＢＴ３５ｂに出力する処理を開始する。

【0074】

なお、この実施形態では、このように設定された周波数で誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂを交互に繰り返しオンオフ制御する処理は別タスクにより行われる。そのため、ステップ２０６により新たな周波数が設定されたり、ステップ２０９により駆動データの出力を終了する処理が行われたりするまで、ＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂは同じ周波数でオンオフ（スイッチング）制御され続ける。ステップ２０７により駆動データの出力が開始された後は、ステップ２０２に戻り再び設定電力情報取得処理が行われる。

【0075】

上記のように構成した加熱調理器１０に内蔵される蒸気発生装置２０の加熱ユニット３０では、コントローラ３７により高周波電力の周波数を変化させるように誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂの駆動周波数を制御する（Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０７）とともに駆動周波数ごとの高周波電力の情報を電圧センサ３８ａ～３８ｃと電流センサ３８ｄ～３８ｆから取得して（Ｓ１０４）、高周波電力の電力テーブル（周波数特性情報）を作成（生成）し（Ｓ１０９）コントローラ３７のメモリに記憶するようにした（Ｓ１１０）。そして、この記憶した電力テーブル（周波数特性情報）に基づいて、目標の高周波電力を誘導加熱コイル３４が出力し得る駆動周波数を一義的に決定し（Ｓ２０５）、この決定された駆動周波数により誘導加熱回路３５を制御するようにした（Ｓ２０６，Ｓ２０７）。

【0076】

つまり、フィードバック制御を行うことなく、誘導加熱コイル３４が必要とする出力電力を得るのに適した高周波電力を直接的に選択することが可能になったので、制御アルゴリズムが簡素で、しかも共振周波数が変動した場合にも正常な制御を行うことができた。また、例えば、使用年月の経過に伴う経年変化等により、誘導加熱コイル３４やコンデンサ３５ｃ，３５ｄを構成する電気材料等に物性変化が生じる場合があっても、そのような物性変化の後に新たな電力テーブル（周波数特性情報）を作成（生成）してコントローラ３７のメモリに記憶することによって、誘導加熱コイル３４やコンデンサ３５ｃ，３５ｄの物性が変化した場合にも正常な制御を行うことができた。さらに、誘導加熱コイル３４やコンデンサ３５ｃ，３５ｄの電気的な特性に個体差がある場合においても、加熱調理器１０ごと（個別）に電力テーブル（周波数特性情報）が作成（生成）されるので、このような誘導加熱コイル３４やコンデンサ３５ｃ，３５ｄの個体差やその他の電気的な特性に誤差等が生じてもそれらを吸収することができるようになった。

【0077】

上記の加熱調理器１０の蒸気発生装置２０では、コントローラ３７が電力テーブルを作成するように構成した（図７）。またコントローラ３７が加熱ユニット３０の誘導加熱回路３５のＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂをスイッチング制御するように構成した（図８）。本発明はこれに限られるものでなく、制御装置５０が、図７に示した電力テーブル生成処理を実行したり、図８に示した加熱制御処理を実行したりしてもよい。つまり、コントローラ３７を介することなく、直接、制御装置５０が加熱ユニット３０の誘導加熱回路３５に対してＩＧＢＴ３５ａ，３５ｂのスイッチング制御を行うように構成してもよい。

【0078】

また、上記の加熱調理器１０の蒸気発生装置２０では、誘導加熱回路３５が備える電圧センサ３８ａ～３８ｃと電流センサ３８ｄ～３８ｆにより交流電源９０により供給される交流電圧や交流電流を検出してコントローラ３７がそれらの電圧情報と電流情報により誘導加熱コイル３４の電力情報を算出して用いる構成にしたが、誘導加熱コイル３４に流れる高周波電流を検出可能な電流センサを誘導加熱回路３５が備える場合にはその電流情報を取得して誘導加熱コイル３４の電力情報の代わりに用いて記憶してもよい（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。また、誘導加熱コイル３４の両端電圧等の電圧情報が誘導加熱コイル３４に流れる電流の電流情報と同じように誘導加熱コイル３４の電力情報に代えて用いることが可能であり、かつ、誘導加熱回路３５や加熱ユニット３０がそのような電圧センサを備える場合にはその電圧情報を取得して記憶してもよい（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。

【0079】

なお、図６に示したように、蒸気発生装置２０の加熱ユニット３０は、交流電源９０の入力電圧を検出する電圧センサ３８ａ～３８ｃを備え、複数の加熱棒３３（被加熱体）と誘導加熱コイル３４とが定まった位置関係を維持していることから、主な外乱要因として想定されるものは電源電圧の変動に限られ、例えば、これらの電圧センサ３８ａ等により検出した交流電源９０の電圧（電源電圧）に基づいてその変動による影響を抑制することが可能になる。具体的には、図９（ｂ）に示した電源電圧の変動に対する誘導加熱コイル３４の出力電力特性から理解できるように、例えば、電源電圧が公称２００Ｖで、駆動周波数が１４ｋHzまたは２６ｋHzである場合においては、その電源電圧が±５０Ｖ（公称電圧の±２５％）変動したとしても、誘導加熱コイル３４の出力電力は略線形に変化することが、本願発明者によるコンピュータシミュレーションの結果から判明している。そのため、このような電源電圧の変動に対する誘導加熱コイル３４の出力電力の対応関係を表した情報を予め加熱ユニット３０のコントローラ３７のＲＯＭに記憶させる。このような対応関係を表した情報は、加熱調理器１０ごと（個別）に生成する必要はなく、例えば、加熱ユニット３０の製造時に一律にコントローラ３７のＲＯＭに書き込んで記憶させる。

【0080】

例えば、図９（ａ）に示した高周波電力の周波数変動に対する誘導加熱コイル３４の出力電力特性のカーブを、交流電源９０の電圧変動分に対する誘導加熱コイル３４の出力電力の変動だけ出力電力軸（縦軸）の方向に上下させ得るような電源電圧の変動に対する誘導加熱コイル３４の出力電力の対応関係を表した情報をコントローラ３７のＲＯＭに予め記憶させておく。これにより、電源電圧の変動により生じ得る誘導加熱コイル３４の出力電力の変動分を補正した出力電力特性のカーブが得られることから、その補正後の特性カーブに基づいて、コントローラ３７が目標の高周波電力を誘導加熱コイル３４が出力し得る駆動周波数を一義的に決定し（図８のＳ２０５）、この決定された駆動周波数により誘導加熱回路３５を制御するようにした（図８のＳ２０７）。したがって、例えば、エアコン等の起動瞬時における消費電力が非常に大きい電気機械器具が加熱調理器１０が接続されている電源ラインに接続されている場合においては、そのような電気機械器具の起動タイミングに電源ラインの瞬低現象が生じても、そのような電源電圧の変動の影響を受けにくくすることができるようになった。

【符号の説明】

【0081】

１０…加熱調理器、１１…ハウジング、１２…扉、１３…操作パネル、１４…調理庫、１５…機械室、２０…蒸気発生装置（誘導加熱装置）、２１…蒸気発生容器、２６…水位センサ、３０…加熱ユニット、３１…加熱体、３３…加熱棒（被加熱体）、３４…誘導加熱コイル（コイル）、３５…誘導加熱回路（駆動部）、３６…整流回路、３７…コントローラ（制御部）、３８ａ～３８ｃ…電圧センサ（検出部）、３８ｄ～３８ｆ…電流センサ（検出部）、３９…温度センサ、５０…制御装置、ＢＬ…下側周波数帯（所定周波数帯よりも下側の周波数帯域）、ＢＵ…上周波数帯（所定周波数帯よりも上側の周波数帯域）、ｆｒ…共振周波数（共振周波数）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】