CN102342176A - 感应加热装置 - Google Patents

Abstract

感应加热装置的特征是具有：顶板(2)，其载置烹调容器；红外线传感器(3)，其隔着顶板检测从烹调容器放射出的红外线；加热线圈(4)，其接受高频电流的供给而产生用于加热烹调容器的感应磁场；安装板(6)，其安装有支撑加热线圈的部件；以及加热控制部(8)，其根据红外线传感器接收到的红外线的能量，控制提供给加热线圈的高频电流，控制烹调容器的加热功率，红外线传感器与安装板热连接。

Description

感应加热装置

技术领域

本发明涉及对烹调容器进行感应加热的感应加热装置，尤其涉及根据红外线传感器的输出进行加热控制的感应加热装置。

背景技术

红外线传感器输出的红外线能量随红外线传感器自身的温度而变化。因此，现有的感应加热装置(例如，固定装置)为了控制基于红外线传感器自身的温度上升的红外线传感器的输出变化，而设置有通过对温度检测模块(包含红外线传感器)提供空气来冷却红外线传感器的冷却单元(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-24330号公报

发明概要

发明所要解决的课题

但是，在现有的结构中需要冷却红外线传感器的冷却单元，所以存在以下这样的各种问题。例如，在采用冷却风扇作为冷却单元的情况下，会导致设备大型化，且有时冷却风扇的工作音令使用者不舒服。另外，在采用珀耳帖(Peltier)元件作为冷却单元使红外线传感器成为恒定温度的情况下，存在设备昂贵的问题。另一方面，在未使用冷却单元的情况下，红外线传感器所输出的红外线能量随红外线传感器自身的温度而变化，所以无法高精度地检测测定物(具体地说，是烹调容器)的温度。

本发明是为了解决上述现有的问题而完成的，其目的是提供一种即使不对红外线传感器进行冷却也能够高精度地检测测定物(具体地说，是烹调容器)的温度的感应加热装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的感应加热装置的特征是具有：顶板，其载置烹调容器；红外线传感器，其隔着顶板检测从烹调容器放射出的红外线；加热线圈，其接受高频电流的供给而产生用于加热烹调容器的感应磁场；安装板，其安装有支撑加热线圈的部件；以及加热控制部，其根据红外线传感器接收到的红外线的能量，控制提供给加热线圈的高频电流，控制烹调容器的加热功率，其中，红外线传感器与安装板热连接。通过将红外线传感器与热容量(热质)大的安装板热连接，由此使红外线传感器的热质变大。由此，能够使红外线传感器的温度稳定。

在上述感应加热装置还具有覆盖红外线传感器的金属外壳的情况下，可通过将红外线传感器与金属外壳热连接且将金属外壳与安装板热连接来使红外线传感器与安装板热连接。由此，能够使红外线传感器的温度稳定，并且能够防止红外线传感器受到感应加热的噪音的影响。

安装板的材质可以是铝。另外，安装板与金属外壳中的至少任意一方的材质可以是铝。由此，安装板、金属外壳自身不容易被感应加热，能够防止红外线传感器的温度不稳定。

红外线传感器可配置在比安装板更靠下方的位置。由此，红外线传感器不容易受到感应加热的噪音的影响，能够提高红外线传感器所测定的温度的精度。

上述感应加热装置还可以具有降低安装板温度的冷却部。由此，能够以更低的温度使红外线传感器的温度稳定。

在上述感应加热装置还具有测定安装板温度的温度测定部的情况下，加热控制部可控制冷却部，使得温度测定部的温度恒定。由此，能够提高红外线传感器的温度稳定性。

红外线传感器就可以是量子型的。由此，能够提高量子型红外线传感器的温度测定精度。

发明效果

根据本发明，红外线传感器与安装有支撑加热线圈的部件的安装板热连接，所以红外线传感器的热容量变大。由此，能够防止红外线传感器3的温度急剧上升，使红外线传感器3的输出稳定。从而，不用冷却红外线传感器就能够准确地测定烹调容器的温度。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1的感应加热装置的框图。

图2是示出本发明实施方式1的感应加热装置的光电二极管的与温度相关的输出电流特性的图。

图3是示出本发明实施方式2的感应加热装置的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

关于本发明实施方式1的感应加热装置，通过将检测从烹调容器放射出的红外线的红外线传感器与安装有支撑加热线圈的部件的安装板热连接，来增加红外线传感器的热容量，使红外线传感器的温度稳定。由此，能够高精度地检测测定物(具体地说，是烹调容器)的温度。

1.感应加热装置的结构

图1示出了本发明实施方式1的感应加热装置的框图。本实施方式的感应加热装置具备：顶板2，其载置烹调容器1；加热线圈4，其接受高频电流的供给而产生用于加热烹调容器1的感应磁场；红外线传感器3，其隔着顶板2检测从烹调容器1放射出的红外线；金属外壳10，其覆盖红外线传感器3；线圈座5，其是支撑加热线圈4的部件；以及安装板6，其用于安装线圈座5。

本实施方式的感应加热装置还具备：加热控制部8，其根据红外线传感器3接收到的红外线的能量来控制提供给加热线圈4的高频电流量，由此控制烹调容器1的加热功率；以及逆变器电路9，其根据加热控制部8的指示而工作，对加热线圈4提供高频电流。

烹调容器1是能够以感应加热方式进行加热的供放入食材等被加热物的容器(例如，锅、煎锅、壶)。烹调容器1被载置在形成感应加热装置的外部轮廓的一部分的顶板2上。此时，烹调容器1被载置在与加热线圈4相对的位置。在本实施方式中，使用晶化玻璃作为顶板2，但不限于此。

红外线传感器3隔着顶板2接收从作为测定对象物的烹调容器1放射出的红外区域的光或热。红外线传感器3的输出随受光量而变化。红外线传感器3的输出被变换为电信号，从而取出必要的温度信息。红外线传感器大体分为热型红外线传感器和量子型红外线传感器。在本实施方式中，采用量子型红外线传感器(具体地说，是光电二极管)作为红外线传感器3。量子型红外线传感器利用由光引起的电气现象将光能变换为电能来进行检测。尤其对于光电二极管而言，利用光电动势效应，并利用了当接收到光时流过与光量成比例的电流这一性质。

加热线圈4从逆变器电路9接受高频电流的供给，从而产生高频磁场。通过因高频磁场而在烹调容器1中产生的涡电流的作用，对烹调容器1进行加热。

线圈座5保持加热线圈4。通过处于安装板6所规定的位置处的支撑弹簧7将线圈座5支撑成，使得顶板2与加热线圈4之间的距离恒定。当加热线圈4与烹调容器1之间的距离变远时，从加热线圈4产生的高频磁场与烹调容器1交链的磁通量减少，所以加热输出降低。因此，加热线圈4与烹调容器1之间的距离是重要的要素。在本实施方式中，如图1所示，载置加热线圈4的线圈座5被支撑弹簧7压在顶板2上。

加热线圈4的位置也由支撑弹簧7的位置决定。通过将支撑弹簧7固定在安装板6上，来规定加热线圈4的水平方向的位置。

安装板6通过支撑弹簧7来支撑线圈座5。安装板6为了覆盖加热控制部8以及逆变器电路9的整体而具有较大的面积，并物理地隔开加热线圈4与加热控制部8以及逆变器电路9等。由此，安装板6能够防止加热控制部8以及逆变器电路9因加热线圈4产生的高频磁场而发生误动作。

在感应加热装置中，因为加热线圈4产生高频磁场，所以红外线传感器3在受到其影响时输出值变得不稳定。尤其光电二极管的输出电流通常为μA级以下，所以在使用光电二极管作为红外线传感器3的情况下，容易受到高频磁场的影响。为了不容易受到此影响，在本实施方式中，将红外线传感器3存放于金属外壳10内进行防磁。

另外，在本实施方式中构成为，通过将红外线传感器3与金属外壳10热连接、并将金属外壳10与安装板6热连接，由此使得红外线传感器3与安装板6热连接。从而，增加了红外线传感器3的热容量，防止红外线传感器3的温度急剧上升。

在本实施方式中，红外线传感器3被配置在比支撑加热线圈4的安装板6更靠下方的位置。由此，能够进一步防止红外线传感器3受到从加热线圈4产生的高频磁场的影响。

安装板6与金属外壳10中的至少一方(在本实施方式中是两方)的材质是铝。铝是不容易感应加热的材质，并且是热传导率良好的材质。由此，当使用铝时，安装板6及金属外壳10自身不容易被感应加热。

加热控制部8与红外线传感器3、逆变器电路9以及操作部(未图示)等连接。加热控制部8根据红外线传感器3接收到的红外线的能量将从红外线传感器3输出的物理量(例如，输出电压)变换为烹调容器1的温度，对逆变器电路9进行控制，根据变换后的烹调容器1的温度进行烹调容器1的加热控制。例如，在烹调容器1的温度过度上升的情况下，加热控制部8控制逆变器电路9停止加热。另外，例如在自动烹调模式下工作时，加热控制部8将逆变器电路9控制成，形成与该自动烹调的内容相应的温度。此外，在感应加热装置的使用者经由操作部进行加热的开始、停止或者加热输出的调节时，加热控制部8控制逆变器电路9执行使用者所指示的期望动作。

2.感应加热装置的动作

下面对如上构成的感应加热装置的动作进行说明。

首先说明根据使用者所设定的火力对烹调容器1进行加热的加热控制。当使用者按下了操作部(未图示)中的指示加热开始的开关时，加热开始的控制命令被输入到本实施方式的感应加热装置中。加热控制部8使逆变器电路9工作，对加热线圈4提供高频电流。由此，从加热线圈4产生高频磁场，开始烹调容器1的加热。

加热控制部8将逆变器电路9控制成，使得对烹调容器1的火力与使用者对操作部进行操作而设定的火力一致。具体地说，例如，加热控制部8检测逆变器电路9的输入电流，输入其检测值。加热控制部8对使用者所设定的火力与逆变器电路9的输入电流进行比较，变更逆变器电路9的工作状态。加热控制部8通过反复进行这样的动作而控制为使得对烹调容器1的火力与使用者所设定的火力一致，并维持一致的火力。

当加热烹调容器1受到加热从而烹调容器1的温度变高时，加热控制部8根据红外线传感器3检测出的温度，例如判断烹调容器1的检测温度是否为设定值(例如，300℃)以上。加热控制部8在检测温度为设定值以上时判断为是异常加热，在检测温度小于设定值时判断为是正常加热。在异常加热时，加热控制部8进行使逆变器电路9暂时停止等的控制。另一方面，在正常加热时，继续进行加热。

接着，对自动烹调功能之一的油炸物烹调进行说明。在使用者按下了操作部中的油炸物自动烹调开始开关(未图示)之后，当利用温度调节开关将设定温度设定为例如180℃时，加热控制部8根据红外线传感器3检测出的温度来控制逆变器电路9，使得放入烹调容器1中的油的温度到达设定温度180℃。例如，当在烹调容器1中投入食材从而油温成为180℃以下时，加热控制部8控制为，变更逆变器电路9的工作状态而使油温成为180℃。

如上所述，当进行与使用者设定的火力相应的加热控制或与油炸物自动烹调功能相应的控制而加热烹调容器1时，由于加热线圈4的发热、以及烹调容器1的热量传递给顶板2而产生的来自顶板2的辐射热等，使得红外线传感器3自身的温度上升。

图2示出了一般光电二极管的与温度相关的输出电流的特性。如图2所示，光电二极管具有输出的电流值随光电二极管自身温度的不同而变化的特性。与光电二极管的温度低的Y度时相比，在温度高的X度时，即使测定对象物的温度相同，光电二极管所输出的电流也会变大。这样，当光电二极管的温度变化时，光电二极管的输出电流与对象物的温度的关系发生变化，所以结果是，对象物的温度的测定误差变大。

因此，希望防止红外线传感器3的温度上升而使红外线传感器3的温度保持恒定。所以，在本实施方式中，通过将红外线传感器3与安装板6热连接，来使红外线传感器3具有更大的热容量(热质：heatmass)。通过以不使红外线传感器3的温度急剧变动的方式具有热质，由此红外线传感器3的温度稳定。从而，能够容易地进行基于红外线传感器3的输出的、烹调容器3的检测温度的校正。

在本实施方式中，所谓“红外线传感器的温度”，是指接收红外线的热或光的部分的温度。该部分通常与红外线传感器3的端子连接，其温度值是与实际的红外线传感器3的温度更接近的值。安装板6为了覆盖加热控制部8及逆变器电路9的整体而具有较大的面积。此外，安装板6为了支撑加热线圈4而需要强度，所以具有厚度。由此，安装板6具有较大的体积，并具有足够大的热质。通过经由金属外壳10将该安装板6与红外线传感器3热连接，从而红外线传感器3具有较大的热质，温度容易稳定。

3.总结

在本实施方式中，将红外线传感器3与金属外壳10热连接，并进一步将金属外壳10与安装板6热连接，由此使红外线传感器3与安装板6热连接。从而，红外线传感器3利用安装板6的大的热容量而具有更大的热容量。由此，能够抑制红外线传感器3自身的温度急剧上升，能够使红外线传感器3的检测温度稳定。从而，能够根据红外线传感器3的输出准确地测量烹调容器1的温度。由此，加热控制及自动烹调中的温度控制性良好，能够提高菜肴的精制性。

另外，因为红外线传感器3被金属外壳10所覆盖，所以能够降低来自加热线圈4的高频磁场对红外线传感器3的影响。由此，使红外线传感器3的输出值更稳定。从而，能够更准确地测量烹调容器1的温度。

另外，安装板6与金属外壳10由作为不容易感应加热且热传导率良好的材质的铝形成。由此，安装板6与金属外壳10不容易发生感应加热，能够进一步抑制红外线传感器3的温度上升。红外线传感器3的温度均匀，能够防止红外线传感器的温度不稳定。

为了减轻红外线传感器3的温度上升的影响，还有对光电二极管进行冷却以不使光电二极管自身的温度上升的方法，但在此情况下，必须使光电二极管的温度保持恒定。但是，当光电二极管的温度不稳定时，即使对象物的温度恒定，光电二极管的输出电流值也发生变化，结果无法减小对象物的温度测定误差。尤其在冷却风直接吹到光电二极管的情况下，难以保持温度恒定。另外，当设置有冷却单元时，会产生设备大型化的问题以及发出冷却风扇的工作音而给使用者带来不快感等的问题。但是，根据本实施方式，不用冷却光电二极管就能够减轻红外线传感器的温度上升的影响，因此不会产生这样的问题。

为了减轻红外线传感器3的温度上升的影响，还有测定光电二极管自身的温度并根据所测定的温度来校正烹调容器的换算温度的方法，但在此情况下，用于测定光电二极管的温度的结构变得复杂，设备本身也变得昂贵。另外，在此情况下，还需要运算或者存储与光电二极管的温度相应的校正值的单元等。但是，根据本实施方式，不用测定光电二极管自身的温度，就能够减轻红外线传感器的温度上升的影响，所以不会产生这样的问题。

另外，利用安装板6来物理地隔开加热线圈4与加热控制部8以及逆变器电路9，所以，能够防止加热控制部8及逆变器电路9因加热线圈4产生的高频磁场而发生误动作。

另外，红外线传感器3被安装在安装板6的下方，所以，能够获得安装板6的防磁效果。

另外，作为红外线传感器3，采用了通过使传感器的温度稳定来实现输出的稳定的量子型红外线传感器，所以能够提高红外线传感器3的温度测定精度。

4.变形例

此外，在本实施方式中，通过将覆盖红外线传感器3的金属外壳10与安装板6热连接来使红外线传感器3与安装板6热连接，但也可以将红外线传感器3的端子或封装部与安装板6直接热连接。

此外，红外线传感器3也可被安装到比安装板6更靠上方的加热线圈4侧，不过，相比于安装板6被安装到更下方的位置能够进一步提高防磁效果。由此，即使金属外壳10的板厚变薄等也能够获得足够的防磁效果，所以能实现金属外壳10的简化。例如，即使是未设置金属外壳10的结构也能够获得防磁效果。红外线传感器3不容易受到感应加热的噪音的影响，能够提高红外线传感器3所测定的温度的精度。

此外，在本实施方式中，虽然采用了量子型红外线传感器作为红外线传感器3，但也可以采用热型红外线传感器。关于热型红外线传感器，传感器因红外线所具有的热效应而变热，从而检测因元件温度的上升而产生的元件电气性质的变化。例如，可使用热型红外线传感器的热电堆。热型红外线传感器与量子型红外线传感器同样，输出随传感器自身的温度而变动。热电堆能够产生与红外线能量相应的输出信号，并利用该信号与热电堆自身的温度来对测定对象物的温度进行测定。

(实施方式2)

本发明的实施方式2的感应加热装置还具有对安装板6进行冷却的冷却部。除此以外的结构与实施方式1相同。省略与实施方式1相同部分的说明，以下，仅对不同点进行说明。

图3示出了本发明实施方式2的感应加热装置的框图。本实施方式的感应加热装置如图3所示还具有冷却部11。冷却部11对安装板6进行冷却。本实施方式的冷却部11是冷却风扇。冷却部11与加热控制部8连接。加热控制部8在烹调容器1的加热时开始冷却部11的冷却动作。

因为红外线传感器3与安装板6热连接，所以温度不会发生急剧变动。但是，当持续烹调容器1的加热时，加热线圈4及顶板2的温度上升，加热线圈4及顶板2发出辐射热。由于该辐射热的作用，热质大的安装板6的温度也逐渐上升，结果，红外线传感器3的温度也上升。

但是，在本实施方式中，冷却部11不是直接冷却红外线传感器3，而是对热质大的安装板6进行冷却。由此，能够防止安装板6的温度上升。从而，能够使红外线传感器3的温度恒定，使红外线传感器3的输出稳定。

如上所述，在本实施方式中，由于具有降低安装板6的温度的冷却部11，因此能够避免红外线传感器3的温度变化。由此，能够使红外线传感器3的温度恒定，使红外线传感器3的输出稳定。

此外，在本实施方式中，使用了冷却风扇作为冷却部11，但冷却部11也可以是珀耳帖元件等。

另外，本实施方式的感应加热装置还可以具有测定安装板6的温度的温度测定部12。在此情况下，加热控制部8或温度测定部12控制冷却部11，使得温度测定部12的温度恒定，由此能够提高红外线传感器3的温度稳定性。另外，冷却部11不是必须与加热控制部8连接。

关于本发明，虽然已对特定的实施方式进行了说明，但对于本领域技术人员来说，显然知晓其它更多的变形例、修正以及其它应用。因此，本发明不受这里的特定公开的限定，而仅受所附权利要求书的限定。

产业上的可利用性

本发明的感应加热装置具有能够使红外线传感器的温度稳定而准确地测定烹调容器的温度的效果，对于在一般家庭、餐厅以及办公室等中使用的感应加热装置是有用的。

符号说明

1 烹调容器

2 顶板

3 红外线传感器

4 加热线圈

5 线圈座

6 安装板

7 支撑弹簧

8 加热控制部

9 逆变器电路

10 金属外壳

11 冷却部

12 温度测定部

Claims (8)

1.一种感应加热装置，其特征在于，具有：

顶板，其载置烹调容器；

红外线传感器，其隔着上述顶板检测从上述烹调容器放射出的红外线；

加热线圈，其接受高频电流的供给而产生用于加热上述烹调容器的感应磁场；

安装板，其安装有支撑上述加热线圈的部件；以及

加热控制部，其根据上述红外线传感器接收到的红外线的能量，控制提供给上述加热线圈的高频电流，控制上述烹调容器的加热功率，

上述红外线传感器与上述安装板热连接。

2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

该感应加热装置还具有覆盖上述红外线传感器的金属外壳，

通过将上述红外线传感器与上述金属外壳热连接并将上述金属外壳与上述安装板热连接，由此使上述红外线传感器与上述安装板热连接。

3.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

上述安装板的材质是铝。

4.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中，

上述安装板与上述金属外壳中的至少任意一方的材质是铝。

5.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

上述红外线传感器被配置在比上述安装板更靠下方的位置。

6.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

该感应加热装置还具有降低上述安装板的温度的冷却部。

7.根据权利要求6所述的感应加热装置，其中，

该感应加热装置还具有测定上述安装板的温度的温度测定部，上述加热控制部将上述冷却部控制为，使得上述温度测定部的温度恒定。

8.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

上述红外线传感器为量子型。

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