CN101390446A - 感应加热烹调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应加热烹调器，具备：顶板，其用于载置锅；加热线圈，其感应加热所述锅；变换电路，其对加热线圈供给高频电流；红外线传感器，其设置在加热线圈下方并检测从锅所放射的红外线；导光部，其具有与顶板相向并形成于上端的上方开口部及形成于下端的下方开口部，且自锅向红外线传感器导光红外线；控制部，其根据来自红外线传感器的输出来控制变换电路的输出，其中，导光部具有上方开口部形成于比加热线圈下面更靠上方的非金属材料部。

Description

感应加热烹调器

技术领域

本发明涉及一种使用红外线传感器的感应加热烹调器。

背景技术

首先，就现有的感应加热烹调器进行说明。图3为表示现有的感应加热烹调器100的结构的示意图。

如图3所示，感应加热烹调器100具备保持锅31的顶板32、及用于在顶板32的下侧加热锅31的加热线圈33。

另外，在加热线圈33的中央部分配置有红外线传感器35，根据来自红外线传感器35的输出，温度计算部37计算出锅底温度，控制部38根据由温度计算部37计算出的温度，来控制与加热线圈33连接的变换电路34的输出。

另外，在红外线传感器35的上方配置有波导管36，用于向红外线传感器35导入从锅31放射的红外线，且由铝等非磁性金属材料组成。

另外，为了降低由来自加热线圈33的磁通产生的波导管36的自身发热，在波导管36的周围设置有在加热线圈33的下方由铁氧体等高导磁率的材料形成的板状的第一防磁部39，并且在加热线圈33的内侧配置有铁氧体等高导磁率的板状的第二防磁部40。

通过这样的构成，在感应加热烹调器100中，红外线传感器35不会受到来自锅31的底部以外，即由于加热线圈33产生的磁场而发热的波导管36放射的红外线的影响(例如，参照专利文献1)。

然而，在这样的现有的结构中，在空锅状态下加热锅31的情况下，在磁通密度最高的加热线圈33的宽度方向的中央部分(图3中的区域B)，温度可能会急剧上升。这种情况下，即使由配置于加热线圈31的中央部分(图3中的区域A)的红外线传感器35进行检测且将锅底温度控制在低于油的燃烧温度，也具有在加热线圈33的宽度方向的中央部分的锅底温度达到油的燃烧温度的水平的可能性。

在利用这样的锅底检测方法控制加热输出的情况下，特别是在使用热传导不好且热容量低的较薄的不锈钢锅的情况下，在空锅状态进行加热时，具有锅底赤热而导致锅变形的可能性。

另一方面，若将红外线传感器35配置在加热线圈33的宽度方向的中央部分、或在加热线圈33的中央开口部靠近绕组部的内周进行配置，则能够检测到比起加热线圈33的中央上部更高温的锅31的部分的温度。然而，当在加热线圈33的绕组部的中间部分设置红外线传感器35和波导管36和第二防磁部40时，这些结构部件的占有空间将变大。因此，难以实现既减少对加热线圈33的形状的影响，又在靠近比锅31更高温的部分进行安装。当为了减少红外线传感器35等结构部件的占有空间，而去掉第二防磁部40时，如上所述，有可能波导管36发热，受到来自波导管36的红外线放射的影响，利用红外线传感器35进行的温度检测精度将降低。

专利文献1：(日本)特开2005-38660号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种安全的感应加热烹调器，其不取决于锅的厚度及材质，即使在用少量油进行烹调的情况下，油燃烧的可能性也很低，并且即使在空锅加热的情况下，锅底赤热·变形的可能性也很低。

本发明的感应加热烹调器，其特征在于，具备：顶板，其载置锅；加热线圈，其感应加热锅；加热线圈支承台，其保持加热线圈；变换电路，其对加热线圈供给高频电流；红外线传感器，其设置在加热线圈下方且检测从锅放射的红外线；导光部，其具有与顶板相向而形成于上端的上方开口部及形成于下端的下方开口部，且自锅穿过上方开口部及下方开口部并向红外线传感器导光红外线；控制部，其根据来自红外线传感器的输出来控制变换电路的输出，其中，导光部的上方开口部具有形成于比加热线圈下面更靠上方的非金属材料部。

根据这样的结构，利用红外线传感器在空锅状态加热的情况下，能够精确地测定温度上升急剧的锅的周边部分的温度，并基于其测定结果，能够控制变换电路的输出，因此，可以提供一种不取决于锅的厚度及材质，在少量油的烹调的情况下油燃烧的可能性也很低、并且空锅加热的情况下锅底赤热·变形的可能性也很低的安全的感应加热烹调器。

另外，也可以为如下结构：还具备铁氧体，其设置于加热线圈的下方且使加热线圈下方的磁通集中在加热线圈附近，导光部的下方开口部位于比铁氧体的下面更靠下方。

根据这样的结构，由于在非金属材料部集中的磁通交链，因此，能够进一步抑制由于来自加热线圈的磁通的影响产生的导光部自身发热。

另外，也可以为如下结构：在红外线传感器的上方具有凸透镜，用于进行聚光以在导光部内部不发生反射而使从锅向红外线传感器入射的红外线的量增加。

根据这样的结构，可支配从锅直接入射的成分比在导光部内部的反射成分更多地入射到红外线传感器，因此，能够进行更准确的锅底温度的测定。

另外，也可以由光吸收材料形成导光部的自锅向红外线传感器的通过路径的壁面。

这样，如果由光吸收材料，例如黑色、茶色或灰色等的光难以反射的树脂形成导光部的自锅通向红外线传感器的通过路径的壁面，则向红外线传感器入射的红外线中、在导光部内反射而到达的成分进一步减少，可以增大自锅直接放射的成分的比率，因此，能够更准确地进行锅底温度的测定。

另外，也可以是如下结构：在红外线传感器的周围具备屏蔽部，用于遮蔽从加热线圈向红外线传感器传送的无用辐射或光，并且导光部在非金属材料部的下方具有与下方开口部相连接的非磁性金属材料部，且屏蔽部和导光部的非磁性金属材料部一体构成。

根据这种结构，可进一步遮蔽从加热线圈向红外线传感器传送的无用辐射或光，并且可以简易地构成导光部的非磁性金属材料部。另外，因为消除屏蔽部与导光部的间隙变得容易，故能够使红外线传感器不易受到来自周边的电磁界及杂散光的影响。

另外，也可以具备保持加热线圈和铁氧体的加热线圈支承台，并使导光部的非金属材料部设置在加热线圈支承台上。

根据这种结构，可更简易地构成导光部的非金属材料部。另外，导光部相对于加热线圈没有倾斜安装，从而可以使位置关系稳定，因此，可以提高红外线传感器进行的温度检测精度。

另外，导光部的非金属材料部也可以与加热线圈支承台由相同的树脂一体成形。

根据这种结构，可更简易地构成导光部的非金属材料部。

另外，也可以为如下结构：在红外线传感器的周围具备屏蔽部，用于遮蔽从加热线圈向红外线传感器传送的无用辐射或光，并且导光部的下端从在屏蔽部上所形成的屏蔽部开口插入到屏蔽部内部。

根据这种结构，可将屏蔽部作成更简易的结构。

另外，也可以为如下结构：配置导光部的上端位于比加热线圈的上面更靠上方。

根据这种结构，来自加热线圈等周边部件的红外线放射更难以对红外线传感器造成影响，可以提高红外线传感器进行的温度检测精度。另外，可以抑制流过加热线圈的上面的热风从导光部的上方开口部流入并吹向红外线传感器而使红外线传感器温度上升。

另外，也可以为如下结构：导光部设置在加热线圈的内周和加热线圈的外周之间。

根据这种结构，加热比较小的锅时，也可以进一步抑制太阳光及白炽灯等杂散光对红外线传感器造成的影响。

另外，也可以将导光部设置在加热线圈的内周的内侧附近。

根据这种结构，不必要分割加热线圈，而可在加热线圈内周的内侧测定锅温度最高的部分的温度，另外，在加热比较小的锅时，也可以抑制太阳光及白炽灯等杂散光对红外线传感器造成的影响。

如上所述，根据本发明，可以提供一种安全的感应加热烹调器，其不取决于锅厚度及材质，空锅加热情况下锅底赤热·变形的可能性也很低。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的感应加热烹调器结构的示意图；

图2是表示本发明实施方式的感应加热烹调器的加热线圈附近结构的平面图及表示锅底的温度分布之一例的示意图；

图3是表示现有的感应加热烹调器结构的示意图。

标记说明

10、100  感应加热烹调器

11、31   锅

12、32   顶板

13、33    加热线圈

13a       内线圈

13b       外线圈

13c       线圈间隙

14  铁氧体

15  加热线圈支承台

15a、15b、18a  突出部

16、35  红外线传感器

17  凸透镜

18  屏蔽部

19  导光部

20、37  温度计算部

21、34  变换电路

22、38  控制部

30a  上方开口部

30b  下方开口部

36  波导管

39  第一防磁部

40  第二防磁部

具体实施方式

下面，参照附图对本发明实施方式进行说明。但是，本发明并不局限于该实施方式。

(实施方式)

图1为表示本发明实施方式的感应加热烹调器10结构的示意图，另外，图2为表示本发明实施方式的感应加热烹调器10的加热线圈13附近的结构的平面图及表示锅底的温度分布之一例的示意图。

如图1所示，感应加热烹调器10具备：用于载置负载锅11(下面，简单地记作锅)的顶板12、及配置在顶板12的下部且用于加热锅11的热线圈13。加热线圈13为内线圈13a和外线圈13b分离卷绕的结构。

加热线圈13通过用红外线透射率低的、例如黑色的耐热树脂材料所构成的加热线圈支承台15支承。加热线圈支承台15具有导光部19，其位于内线圈13a及外线圈13b之间且在上端形成有圆形状的上方开口部30a。另外，加热线圈支承台15具有作为非金属材料部的突出部15a、15b，其在导光部19的周边的图1中的上下方向分别在内侧形成截面为圆形状的路径，并由非金属材料制成。

在加热线圈支承台15的装载有加热线圈13的相反侧(图1中的下侧)配置有用于使自加热线圈13向锅11的磁通聚集在加热线圈13的附近的铁氧体14。

另外，在内线圈13a和外线圈13b之间的铁氧体14的更下侧设置有用于检测来自锅11的底部的红外线的红外线传感器16。在红外线传感器16上设置有凸透镜17，用于将来自锅11的在导光部19的内侧不反射而向红外线传感器16入射的红外线进行聚光。

另外，在红外线传感器16的周围设置有屏蔽部18，用于屏蔽或遮断向红外线传感器16的无用辐射及光，并由铝等导电率高的非磁性金属材料构成。在屏蔽部18的上部一体地设置有非磁性金属材料部即突出部18a，其在内侧形成截面为圆形状的路径且由非磁性金属材料构成，例如通过铝压铸等与屏蔽部18的上面一体地成形。突出部18a的上端与上述的突出部15b的下端抵接并连接。

在感应加热烹调器10中，在加热线圈支承台15的突出部15a的上端形成有与顶板12相向且开口的上方开口部30a，并构成为高于加热线圈13的绕组的上面。另外，在加热线圈支承台15的突出部15b的下端形成有向红外线传感器16的方向开口的下方开口部30b，另外，加热线圈支承台15的突出部15b的下端和屏蔽部18的突出部18a的上端，在比铁氧体14的下面更下方的位置连接。突出部18a的上端和突出部15b的连接例如可以通过嵌合而进行连接。

加热线圈支承台15的一部分(突出部15a、15b之间的部分)、以及突出部15a、15b用光吸收部件即黑色、茶色或灰色等光反射率低的树脂形成导光部19的非金属材料部，该非金属材料部和非磁性金属部即屏蔽部18的突出部18a一起作为用于将来自锅11的红外线导入红外线传感器16的导光部19起作用。

在感应加热烹调器10中，来自红外线传感器16的输出被送向温度计算部20。温度计算部20根据来自红外线传感器16的输出来计算锅11底部的温度。

表示由温度计算部20计算出的温度的信号被传送到控制部22。控制部22根据来自温度计算部20的信号控制变换电路21的输出。另外，温度计算部20也可以省略，控制部22也可以直接根据包含温度信息的红外线传感器16的输出控制变换电路21的输出。

变换电路21通过控制部22的控制，向加热线圈13供给高频电流。

图2中，对应于本发明实施方式的加热线圈13附近的平面图，表示用加热线圈13加热时的锅11的底部温度分布的一个示例。使用具有内线圈13a及外线圈13b分离卷绕结构的加热线圈13加热锅11时，成为图2所示的温度分布。

对如上所述构成的感应加热烹调器10说明其动作。

当开始加热时，变换器电路21通过控制部22的控制，向加热线圈13供给高频电流，由此，加热线圈13产生磁通，锅11由来自加热线圈13的磁通而产生自身发热。

加热开始之后不久的锅11的底部的温度受到由加热线圈13产生的磁通密度分布的影响，如图2所示，在加热线圈13的外线圈13b的内径附近成为最高温，在加热线圈13的中心附近成为温度最低。

在感应加热烹调器10中，也应考虑空锅加热等，为了检测锅11的最高温部分的温度，将红外线传感器16配置在加热线圈13的内线圈13a和外线圈13b之间(下面，将该之间的部分记作线圈间隙13c)。这样，在感应加热烹调器10中，能够对加热时温度最上升部分的温度进行测定。

温度计算部20利用来自红外线传感器16的输出换算成温度，传送到控制部22。在由温度计算部20计算出的温度超过规定的温度时，控制部22使变换电路21的输出降低。

这样，如果使用感应加热烹调器10，就可以使锅11不会被加热至超过规定温度，从而可以实现安全性高的结构。

另外，如图1所示，在感应加热烹调器10中，为了使红外线传感器16不容易受到来自加热线圈13的磁通的影响，而配置于比形成自加热线圈13向下方的磁通的磁路的铁氧体14更靠下侧。

另外，如上所述，在感应加热烹调器10中，为了降低来自加热线圈13的磁场的影响及散射光的影响，红外线传感器16由利用铝等非磁性金属材料形成的屏蔽部18覆盖。另外，该屏蔽部18也为了降低来自加热线圈13的磁通的影响及热的影响，也配置在比铁氧体14的下面更靠下侧。

另外，在本实施方式的感应加热烹调器10中，在将从锅11放射的红外线引导到红外线传感器16的路径上配置有凸透镜17，可将从锅11放射的、并从导光部19的上方开口部30a入射，且在导光部19的内壁不产生反射而到达红外线传感器附近的红外线进行聚光。

通过上述构成，可支配从锅11直接入射的成分比在导光部内部的反射成分更多地入射到红外线传感器16，因此，可以提高从锅11的要测定的部位放射的红外线的入射量相对于从锅11的要测定的部位以外放射的红外线的入射量的比率，从而可准确地测定与导光部19的上方开口部30a相向的锅11的底部的温度。

另外，通过用黑色的树脂材料形成突出部15a、突出部15b，且使用光吸收材料将导光部19的自锅11通向红外线传感器16的通过路径的壁面作成黑色、茶色或灰色等，可以使在导光部19内的反射成分进一步减少，使向红外线传感器16入射的红外线量中自锅11直接放射的成分的比率变得更大，因此，能够更准确地测定锅11的底面的温度。

另外，感应加热烹调器10的导光部19，其上部由加热线圈13的一部分、加热线圈支承台的突出部15a及突出部15b构成，其下部由屏蔽部18的突出部18a构成。这样，通过用金属材料构成导光部19的更接近红外线传感器16的部分(突出部18a)，从而可以使红外线传感器16的相对于电磁场干扰的免疫即抗干扰性提高，并且，能够降低来自导光部19以外的光的侵入。

另外，导光部19具有上方开口部30a形成于比加热线圈13下面更靠上方的非金属材料部即突出部15a，因此，突出部15a不会被加热线圈13的磁通感应加热，因此，自身不发热，从而能够抑制向红外线传感器16入射与锅11的温度上升关联性较低的红外线。

另外，如上所述，在比铁氧体14的下面更靠下方的位置，使由非金属制的材料即耐热树脂形成的加热线圈支承台15的突出部15b和屏蔽部的突出部18a结合，因此，可通过使从加热线圈13向下方射出且集中在铁氧体14上的磁通与非磁性金属部件交链，从而能够抑制该非磁性金属部件自身发热。因此，可降低导光部19自身发热，并降低与锅11的温度上升关联性较低的红外线向红外线传感器16的入射。

另外，由于导光部19在上下贯通加热线圈13，从红外线传感器16的受光面附近的开口部至设置于比加热线圈13上面靠上方的上方开口部30a连续地进行配置，因此，红外线传感器16难以受到来自加热线圈13等周边的各部件的红外线放射的影响，另外，还构成为使因加热线圈13及锅的热而变热的冷却风扇(未图示)产生的风难以进入导光部19。

通常，加热线圈13多为直径为φ180左右的线圈，该情况下，作为可加热的锅11的底径多数为φ120以上。

在感应加热烹调器10中，优选将配置于内线圈13a和外线圈13b的线圈间隙13c的红外线传感器16，配置于自加热线圈13的中心相对于加热线圈13的半径(外线圈13b的外径)为50％以下的位置(例如：半径45mm以下)。根据该结构，在加热底径小的锅11(例如，底径为φ120，半径60mm左右的锅)的情况下，也可以降低自锅周围入射的太阳光及白炽灯的光，从而能够抑制对红外线传感器16的影响。

另外，在本实施方式中，做成通过屏蔽部18将红外线传感器16屏蔽的结构，但将红外线传感器16的信号放大的电路与红外线传感器16构成在同一印刷配线板上，并通过屏蔽部18屏蔽基板整体，也可以得到同样的效果。

另外，也可以用芯片部件构成红外线传感器16，并在安装有红外线传感器16的印刷配线板上安装凸透镜17。

另外，在本实施方式中，导光部19的投影面构成为圆形，但为四角及椭圆等其他的形状，也能够得到同样的效果。

另外，在实施方式中，由导光部19的加热线圈支承台15的突出部15a、15b和屏蔽部18的突出部18a组成的导光部19为相同直径的结构，但是，本发明不局限于该结构。例如，也可以将加热线圈支承台15的突出部15a、15b的直径做成比屏蔽部18的突出部18a的直径大，将屏蔽部的突出部18a插入加热线圈支承台15的突出部15b的直径内的结构。该情况下，只要将屏蔽部18的突出部18a的上端配置为位于比铁氧体14的下面更靠下，就可以得到相同的效果。

如上所述，在本实施方式的感应加热烹调器10中，在红外线传感器16受光面附近配置凸透镜17，使用树脂材料(加热线圈支承台的突出部15a、15b)和非磁性金属材料(屏蔽部18的突出部18a)构成导光部19。由此，可将红外线传感器16的检测部分即导光部19小型化且可以配置在加热线圈13的内线圈13a和外线圈13b的线圈间隙，从而可检测在空锅加热时锅11的锅底温度最容易上升的部分附近的温度，因此，能够抑制由空锅加热产生的锅的赤热及变形以及少量油加热时的燃烧·冒烟。

另外，根据本实施方式，可以将屏蔽部18和导光部19一体化而简单地构成导光部19的非磁性金属材料部分。

另外，因将加热线圈支承台15和导光部19一体化，因此，可以简单地构成导光部19的非磁性金属材料部分。

另外，因将导光部19的上端配置为比加热线圈13的上面更高，因此，可以降低来自周边部件(例如加热线圈13)的红外线放射对红外线传感器16产生的影响，并且可抑制被加热线圈13及锅11加热的冷却风难以从导光部19的上端侵入而致使红外线传感器16温度上升。

另外，通过将红外线传感器16以加热线圈13外径的50％以内设置在加热线圈的绕组间的位置，从而在加热比较小的锅11时，也能够抑制太阳光及白炽灯等杂散光对红外线传感器16带来的影响。

另外，在上述实施方式中，将加热线圈13分割为内线圈13a和外线圈13b，并在线圈间隙13c即加热线圈13的绕组间设置导光部19，但即使不分割加热线圈13，而在加热线圈13内周的内侧将导光部19与内周相接或设置在内周附近，则除了难以用红外线传感器16测定锅11的最高温度之外，也能够得到与上述实施方式相同的作用效果。该情况下，相比测定加热线圈13的中央上部的锅11的温度，也能够高灵敏度地测定。

另外，在上述实施方式中，导光部19的一部分(突出部15a、15b)用与加热线圈支承台15相同的树脂一体成型，但也可以分别组装加热线圈支承台15和导光部19，将导光部19安装在加热线圈支承台15上而作成一体。

另外，在上述实施方式中，用同一金属材料将突出部18a与屏蔽部18一体成型，但也可以分别成型而组装为一体。或只用树脂等非金属材料形成导光部19，导光部19的下端可以制成从屏蔽部18的上面上所形成的贯通孔即屏蔽部开口(未图示)插入屏蔽部18内部的结构。根据这样的结构，例如可用金属板弯曲而形成屏蔽部，从而能够制成更简易的结构。

另外，屏蔽部18的材料由铝、铜等非磁性高导电率金属材料形成时，可有效地进行电磁屏蔽，抑制由感应磁场产生的自身的发热，但在自身发热等问题不产生的情况下，可以是铁等磁性金属材料，在不需要电磁屏蔽的情况下，为了具备作为用于遮蔽光的护罩的机能，也可以是树脂材料。

工业上的可利用性

如上所述，根据本发明，由于可不取决于锅的厚度及材质，对于空锅加热的情况，也可以实现锅底赤热·变形的可能性较低、且能够发挥在安全上的特别的效果，因此，适用于使用红外线传感器的感应加热烹调器等。

Claims (11)

1、一种感应加热烹调器，其特征在于，具备:

顶板，其用于载置锅；

加热线圈，其感应加热所述锅；

加热线圈支承台，其保持所述加热线圈；

变换电路，其向所述加热线圈供给高频电流；

红外线传感器，其设置在所述加热线圈下方，且检测从所述锅放射的红外线；

导光部，其具有与所述顶板相向并形成于上端的上方开口部及形成于下端的下方开口部，且将红外线自所述锅穿过所述上方开口部及所述下方开口部并向所述红外线传感器进行导光；

控制部，其根据来自所述红外线传感器的输出来控制所述变换电路的输出，

其中，所述导光部的所述上方开口部具有形成于比所述加热线圈下面更靠上方的非金属材料部。

2、如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，还具备铁氧体，其设置于所述加热线圈的下方，使所述加热线圈下方的磁通集中在所述加热线圈附近，

所述导光部的所述下方开口部位于比所述铁氧体的下面更靠下方。

3、如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，在所述红外线传感器的上方具有凸透镜，用于进行聚光以在所述导光部内部不发生反射而使从所述锅向红外线传感器入射的红外线的量增加。

4、如权利要求3所述的感应加热烹调器，其特征在于，由光吸收材料形成所述导光部的自所述锅通向所述红外线传感器的通过路径的壁面。

5、如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，在所述红外线传感器的周围具备屏蔽部，用于遮蔽自所述加热线圈向所述红外线传感器传送的无用辐射或光，

所述导光部在所述非金属材料部的下方具有与所述下方开口部相连接的非磁性金属材料部，且所述屏蔽部和所述导光部的非磁性金属材料部一体构成。

6、如权利要求2所述的感应加热烹调器，其特征在于，具备保持所述加热线圈和所述铁氧体的加热线圈支承台，

所述导光部的所述非金属材料部设置在所述加热线圈支承台上。

7、如权利要求6所述的感应加热烹调器，其特征在于，所述导光部的所述非金属材料部和所述加热线圈支承台由相同的树脂一体成形。

8、如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，在所述红外线传感器的周围具备屏蔽部，用于遮蔽自所述加热线圈射向所述红外线传感器的无用辐射或光，所述导光部的下端从在所述屏蔽部上所形成的屏蔽部开口插入到所述屏蔽部内部。

9、如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，所述导光部的上端位于比所述加热线圈的上面更靠上方。

10、如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，所述导光部设置在比从所述加热线圈的中心至所述外线圈的外径的二分之一位置更靠内侧，且位于所述加热线圈的绕组间。

11、如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，所述导光部设置在所述加热线圈的内周的内侧附近。

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