JP2003100435A - 誘導加熱調理器 - Google Patents
誘導加熱調理器Info
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Abstract
鍋底中心が加熱コイル中心から多少外れた場合であって
も正確な鍋底温度の検出が可能な誘導加熱調理器を得
る。 【解決手段】 天板の温度を検出する複数の感熱素子の
一つを、リード部を接続する接合部まで覆う凹部を具備
した非導電材からなる受熱部で覆うとともに、受熱部に
よって覆われた感熱素子と接合部を筒状高透磁率磁性材
の内側に配設して温度検出するようにし、加熱動作がス
タートして目標温度に達するまでの期間、内加熱コイル
と外加熱コイルの間隙に配設した感熱素子による検出温
度と、筒状高透磁率磁性材の内側に配設した感熱素子に
よる検出温度とを比べて、高い方の検出温度をもとに加
熱制御するようにした。
Description
検出する機能を有する誘導加熱調理器に関するものであ
る。
号公報に開示されたものと類似した従来の誘導加熱調理
器の側断面図と、この誘導加熱調理器によって加熱され
た鍋の径方向の温度分布を示したものである。
1を載置する天板、3と4はそれぞれ天板2の下方に配
設された環状に巻回された内加熱コイルと外加熱コイル
であり、同一面内で、同心円状に、径方向に間隔を保っ
て配されている。A部、B部はそれぞれ加熱コイルの中
心及び、内加熱コイル3と外加熱コイル4の間に対向す
る鍋底の部位を示したものである。5、6はそれぞれA
部、B部の温度を検出する天板2の裏面に取り付けられ
た中心温度センサ、コイル間温度センサである。これら
の温度センサはサーミスタなどの感熱素子によって構成
されている。
方に配設された高透磁率磁性材よりなる板状フェライ
ト、8は内加熱コイル3や外加熱コイル4や板状フェラ
イト7などを保持する加熱コイル台である。9は内加熱
コイル3と外加熱コイル4に高周波電流を供給する高周
波電源、10は中心温度センサ4やコイル間温度センサ
5で検出した温度をもとに高周波電源9を制御する加熱
制御部である。
ル4に分割され、磁束の発生箇所が広がるため、単一の
加熱コイルで加熱した場合と比べると、鍋1に誘導され
る渦電流の分布が分散されて加熱ムラが低減され、鍋1
の温度分布は略均一化される。
タートすると、加熱制御部10は先ずB部の温度をコイ
ル間温度センサ5によって検出し、高周波電源9を制御
する。B部の温度が、設定された上限値を越えると、初
回のOFF制御を行い、数分間OFF状態を保った後、
検出対象をA部の温度に切替えて高周波電源9を制御す
る。
部の温度の時間的変化を示したものである。このような
制御によりB部の過昇、即ち鍋1の局部的な高温部は軽
減され、鍋1の経時的な劣化が軽減される。
ミスタのリード線(デュメット線)は、鉄とニッケルの
合金からなる強磁性体であるため、磁束によって誘導加
熱される。また、中心温度センサ5が取り付けられる加
熱コイル中心部は、内加熱コイル3および外加熱コイル
4に流れる電流により発生した磁束が集中する箇所であ
る。このため高出力時には中心温度センサ5の位置にお
ける磁束密度が高くなり、温度センサの感熱素子やリー
ド線が誘導加熱され、検出温度に大きな誤差が生じてい
た。特に、感熱素子とデュメット線リード部が接合して
いる部位には大きな誤差が生じていた。
イル4の間は、それぞれの加熱コイルから発生する磁束
が逆向きとなり相殺するので、磁束密度は低レベルとな
る。このため、この位置に取付けられたコイル間温度セ
ンサ6は、誘導加熱による影響をほとんど受けず、正確
な温度を検出する。
合、鍋径が小さいと、鍋底がコイル間温度センサ6の位
置から外れてしまって、正確な鍋底温度が検出できない
ことがあった。
とに説明する。図13はこの誘導加熱調理器上に載置し
た鍋1に1.5リットルの水を入れ、2.5kWの加熱
出力で沸かした場合の鍋底温度、及び中心温度センサ4
とコイル間温度センサ6によるA部とB部の検出温度の
時間的変化を示した図である。ここで鍋底温度は水に接
している鍋底面に熱電対を密着させて計測したもので真
値を示している。
検出温度は実際の鍋温度より約50℃ほど高く、誘導加
熱により大きな誤差を生じていることが分かる。
は、鍋底がコイル間温度センサ6から外れてない場合
は、鍋底温度と一致する正確な温度が検出できるのに対
し、外れてしまった場合には、実際の鍋底温度よりずっ
と低い温度しか検出できないことが分かる。
は以上のように構成されているため、次のような課題が
あった。第1に中心温度センサ5が誘導加熱により影響
を受け、検出温度に大きな誤差を生じるため、正確な温
度制御ができなかった。第2に鍋底がコイル間温度セン
サ6から外れてしまった場合、実際の鍋底温度よりずっ
と低い温度がコイル間温度センサ6よって検出され、加
熱コイルに必要以上の電力が供給されてしまうため、鍋
1が過昇されていた。
なされたもので、温度センサ自体に対する誘導加熱の影
響を抑えるとともに、鍋底中心が加熱コイル中心から多
少外れた場合であっても正確な鍋底温度の検出が可能な
誘導加熱調理器を得ることを目的とする。
調理器は、鍋等の被加熱物を載置する天板と、天板の裏
面に密着され、天板の温度を検出する複数の感熱素子
と、天板の下方に配され、同一面内で同心円状に間隔を
おいて配された環状の内加熱コイルと外加熱コイルと、
これら加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電源
と、複数の感熱素子の出力をもとに高周波電源の出力を
制御する加熱制御部と、内加熱コイルと外加熱コイルの
下方に配された板状高透磁率磁性材と、内加熱コイルの
内側に配され、板状高透磁率磁性材と協働して磁路を形
成する筒状高透磁率磁性材とを備え、感熱素子の一つ
が、リード部を接続する接合部まで覆う凹部を具備した
非導電材からなる受熱部で覆われるとともに、受熱部に
よって覆われた感熱素子と接合部を筒状高透磁率磁性材
の内側に配設し、残りの感熱素子を内加熱コイルと外加
熱コイルの間隙に配し、加熱動作がスタートして目標温
度に達するまでの期間、感熱素子による検出温度を比較
し、最も高い検出温度をもとに加熱制御するように構成
したものである。
電材を配置し、管状導電材の内部に受熱部と感熱素子と
リード部を配するように構成したものである。
板と、天板の裏面に密着され、天板の温度を検出する3
個以上の感熱素子と、天板の下方に配され、同一面内で
同心円状に間隔をおいて配された平板環状の内加熱コイ
ルと外加熱コイルと、これら加熱コイルに高周波電流を
供給する高周波電源と、複数の感熱素子の出力をもとに
高周波電源の出力を制御する加熱制御部と、内加熱コイ
ルと外加熱コイルの下方に配された板状高透磁率磁性材
と、内加熱コイルの内側に配され、板状高透磁率磁性材
と協働して磁路を形成する柱状の高透磁率磁性材とを備
え、内加熱コイルの外径を使用可能な最小鍋径よりも小
さく設定するとともに、複数の感熱素子を内加熱コイル
と外加熱コイルの間隙に、隣接する感熱素子同士が略一
定の間隔となるように構成したものである。
施の形態1に係る誘導加熱調理器の側断面図と、この誘
導加熱調理器によって加熱された鍋の径方向の温度分布
を示したものである。従来例と同一もしくは相当部分に
は同じ符号を付し、異なる点につき説明する。図におい
て44は内加熱コイル3の中心部において天板2の裏面
に取り付けられ、天板2上に載置される鍋1の温度セン
サとして用いられるセラミックキャップサーミスタであ
る。
磁率磁性材よりなる筒状フェライトで、内加熱コイル3
及び外加熱コイル4の下方に配設された板状フェライト
7と協働して磁路を形成する。これによって天板2上の
鍋1を効率よく加熱するとともに、加熱コイル中心部の
磁気抵抗を低減して磁束密度を高く保持し、加熱コイル
中心部に対向する鍋底の加熱不足を軽減する。この結
果、従来例よりも均一な温度分布が実現される。セラミ
ックキャップサ−ミスタ44は、天板2上に載置される
鍋1の温度を検出するために、筒状フェライト11内壁
との間に間隙を保ちながら図示されていない支持部材に
よって天板2の裏面に密着するように配されている。
タ44の構造図であり、セラミックキャップサーミスタ
は、非導電性を有し受熱部として機能するセラミックキ
ャップ44aと、感熱素子44bと、デュメット線リー
ド部44cから構成されている。
4、板状フェライト7、筒状フェライト8、セラミック
キャップサーミスタ44、コイル間温度センサ6の配置
関係を示す配置図である。内加熱コイル3と外加熱コイ
ル4は直列に接続され、板状フェライト7は、内加熱コ
イル3の内側の筒状フェライト11を中心に放射状に配
されている。また図4は、内加熱コイル3および外加熱
コイル4の周囲に生ずる磁界の方向や磁束密度をそれぞ
れ破線と矢印の太さで示した説明図である。図中矢印A
はある瞬間における電流の向きを表わしている。
れていない操作部から目標温度が設定されると、加熱制
御部10はセラミックキャップサーミスタ44の抵抗値
やコイル間温度センサ6の抵抗値から鍋1の温度を検出
し、検出された温度が目標温度と一致するように、内加
熱コイル3、外加熱コイル4に高周波電流を供給する高
周波電源9を制御する。
発生するため、図4に示すように、加熱コイル中心部分
の垂直方向の磁束は、内加熱コイル3の左右両側3a、
3bを流れる電流、及び外加熱コイル4の左右両側4
a、4bを流れる電流に対して同一になり、加算されて
大きくなる。一方、内加熱コイル3の内側には高透磁率
磁性材からなる筒状フェライト11が配設され、板状フ
ェライト7と協働して磁路を形成しているため、磁束の
大部分は中心部に配された筒状フェライト11のフェラ
イト部分を通過する。これにより筒状フェライト11内
側を通過する磁束は低いレベルとなる。
たセラミックキャップサーミスタ44では、受熱部とし
て機能し非導電性を有するセラミックキャップ44aが
感熱素子44b全体を覆う構成形状となっているため、
受熱部では磁束による渦電流は発生しない。その結果、
感熱素子44bとデュメット線リード部44cが接合し
ている部位に生ずる誤差は低減される。
説明する。図5は、上記構成を具備する誘導加熱調理器
に対し、図13と同じ条件(1.5リットルの水を2.
5kWの加熱出力で沸騰させる)のもとで、鍋底温度と
検出温度の時間的変化を測定したものである。沸騰時に
おける両者を比較すると、鍋底温度より天板2を介して
セラミックキャップサーミスタ44で検出した検出温度
の方が10℃程高かった。この値は従来例の中心温度セ
ンサ4における差異50℃と比べるとずっと小さく、誘
導加熱の影響が低減されていることが分かる。
により検出した温度は、鍋底温度とよく一致していた。
したがって、このような構成により、A部の正確な温度
検出が可能となり、検出対象をB部からA部の温度に切
替えた後も、正確な温度制御が可能となる。
置に多少のズレがあり、鍋底がコイル間温度センサ6か
ら外れる場合であっても、セラミックキャップサーミス
タ44の取り付け位置である加熱コイル中心部から外れ
ることはない。したがって、セラミックキャップサーミ
スタ44とコイル間温度センサ6の出力を同時にモニタ
ーし、両者の比較を行い、コイル間温度センサ6による
検出温度がセラミックキャップサーミスタ44による検
出温度よりもずっと低い場合には、鍋1の載置位置はコ
イル間温度センサ6から外れていると判定し、セラミッ
クキャップサーミスタ44からの信号をもとに加熱制御
するようにすれば、鍋底がコイル間温度センサ6から外
れている場合であっても、鍋温度を過昇させることな
く、適切かつ正確な温度制御が可能となる。
ローを抜き出して示したものである。図をもとにフロー
を説明する。加熱制御がスタートし、加熱コイルがON
する(S1)。中心温度センサとコイル間温度センサの
検出温度を同時にモニターし(S2)、両者の差が或る
閾値を越えた所で(S3)、どちらが大きいかを判定す
る(S4)。この判定結果をもとに、高い方の温度セン
サを選択し、目標温度に達するまでの制御を行う(S
5)。
対する誘導加熱の影響を抑えるとともに、鍋底がコイル
間温度センサから外れた場合であっても正確な鍋底温度
の検出が可能な誘導加熱調理器を得ることができる。
プサーミスタ44を筒状フェライト11の内側に配設し
たが、図7に示すように筒状フェライト11の内側にア
ルミ管等の管状導電材12を配設し、その内側にセラミ
ックキャップサーミスタ44を配して、管状導電材12
によりデュメット線リード部44cを含むセラミックキ
ャップサーミスタ側面全てを覆う構成とすれば、筒状フ
ェライト7の内部に漏れた磁束も電磁シールド効果によ
り管状導電材12の内部には達しないのでセラミックキ
ャップサーミスタ44は誘導加熱の影響を受けず、さら
に正確な温度検出が可能になる。
誘導加熱調理器の側断面図と、この誘導加熱調理器によ
って加熱された鍋の径方向の温度分布を示したものであ
る。図において従来例もしくは実施の形態1と同一また
は相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。図に
おいて6a、6cは、ともに内加熱コイル3と外加熱コ
イル4の間隙(以下、環状帯と称す)に配設されたコイ
ル間温度センサである。13は加熱コイルの内側に配設
された柱状の中心フェライトであり、加熱コイルの下方
に配設された板状フェライト7と協働して磁路を形成す
る。
度センサを配置しない構成になっている。このため、中
心フェライト13は、中空部のない柱状のものである
が、実施の形態1で述べた筒状のものであっても同じで
ある。
な最小鍋径(例えば12cm)より小さい径(例えば1
0cm)に設定されており、複数のコイル温度センサ6
は内加熱コイル3と外加熱コイル4の環状帯に間隔をお
いて配設されている。また、環状帯の径は使用可能な最
小鍋の径以下(例えば11cm)に設定されている。
3、外加熱コイル4、中心フェライト13、板状フェラ
イト7、コイル間温度センサ6a〜6dの配置関係を示
す配置図である。図において14a、14bは使用可能
な最小径の鍋の載置例で、14aは鍋1中心が加熱コイ
ル中心に載置された場合を示し、14bは鍋1中心が加
熱コイル中心からずれて載置された場合を示す。
れる鍋1の位置が多少ずれていても何れかの温度センサ
で鍋温度が検出できるように、4個のコイル間温度セン
サが内加熱コイル3と外内加熱コイル4の間の環状帯
に、略一定の間隔を置いて配置されている。また、図1
0は実施の形態2に係わる内加熱コイル3および外加熱
コイル4の周囲に生ずる磁界の方向や磁束密度をそれぞ
れ破線と矢印の太さで示した図である。
内加熱コイル3の内側には高透磁率磁性材からなる中心
フェライト13が配設され、板状フェライト7と協働し
て磁路を形成し、加熱コイル中心部の磁気抵抗を軽減し
ている。このため、コイル中心部に集中した磁束は広が
ることなく高密度で保持される。したがって、図8に示
すように、天板2上に載置された鍋の温度分布は、高温
部に対する中心部の落ち込みを軽減して従来例より均一
な温度分布が実現される。
磁界が打ち消し合う位置に配置されているので、誘導加
熱の影響を受けずに、正確な温度検出が可能である。図
8に示すように、天板2上に載置されている鍋1の位置
が中央の14aであれば、コイル間温度センサ6a〜6
d全てが鍋底の下に位置するため鍋温度が検出できる。
一方、鍋載置位置が14bのように中心からズレれた場
合は、コイル間温度センサ6a、6bは鍋底位置から外
れるが、6c、6dは鍋底の下に位置して鍋温度を検出
することができる。
底温度が検出できるようにしようとすると、少なくとも
3個以上のコイル間温度センサが必要である。また、コ
イル間温度センサ6の数は、多いほどズレに対し有利に
なるが、配置については、隣接するコイル間温度センサ
6同士の間隔が略均一になるようにするのが望ましい。
対する誘導加熱の影響を抑えるとともに、鍋底中心が加
熱コイル中心から多少ずれた場合であっても正確な鍋底
温度の検出が可能な誘導加熱調理器を得ることができ
る。
が経過しても何れのコイル間温度センサも一定値以上の
温度上昇を検出できない場合には、鍋の形状が不適切
(鍋径不足など)と判断して加熱を停止するように制御
すれば、鍋1の過熱を防止することができる。
下のような効果を奏する。
つを、リード部を接続する接合部まで覆う凹部を具備し
た非導電材からなる受熱部で覆うとともに、受熱部によ
って覆われた感熱素子と接合部を筒状高透磁率磁性材の
内側に配設して温度検出するようにし、加熱動作がスタ
ートして目標温度に達するまでの期間、内加熱コイルと
外加熱コイルの間隙に配設した感熱素子による検出温度
と、筒状高透磁率磁性材の内側に配設した感熱素子によ
る検出温度とを比べて、高い方の検出温度をもとに加熱
制御するようにしたので、鍋載置位置のズレに係わらず
鍋底部分の温度を検出でき、加熱制御を正確かつ安定的
に行うことができる。
電材を配置し、管状導電材の内部に受熱部と感熱素子と
リード部を配するようにしたので、鍋載置位置のズレに
係わらず鍋底部分の温度を検出でき、加熱制御を正確か
つ安定的に行うことができる。
能な最小鍋径よりも小さく設定するとともに、天板の温
度を検出する3個以上の感熱素子を内加熱コイルと外加
熱コイルの間隙上に、隣接する感熱素子同士が略一定の
間隔となるように配したので、鍋載置位置のズレに係わ
らず鍋底部分の温度を検出でき、加熱制御を正確かつ安
定的に行うことができる。
の側断面図と径方向の鍋の温度分布を示す図である。
に使用されるセラミックキャップサーミスタの構造図で
ある。
の加熱コイル、フェライト、温度センサの配置関係を示
した配置図である。
の内加熱コイル、及び外加熱コイルの周囲に生ずる磁束
状態を示す図である。
において水を入れた鍋を加熱した場合の鍋底温度と検出
温度の時間的変化を示した図である。
上がりフローを示す図である。
加熱調理器の内加熱コイル、及び外加熱コイルの周囲に
生ずる磁束状態を示す図である。
の側断面図と径方向の鍋の温度分布を示す図である。
の加熱コイル、フェライト、温度センサの配置関係を示
した配置図である。
器の内加熱コイル、及び外加熱コイルの周囲に生ずる磁
束状態を示す説明図である。
径方向の鍋温度分布を示す図である。
鍋底温度上昇状態を示す図である。
鍋を加熱した場合の鍋底温度と検出温度の時間的変化を
示した図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 鍋等の被加熱物を載置する天板と、該天
板の裏面に密着され、前記天板の温度を検出する複数の
感熱素子と、前記天板の下方に配され、同一面内で同心
円状に間隔をおいて配された環状の内加熱コイルと外加
熱コイルと、これら加熱コイルに高周波電流を供給する
高周波電源と、複数の前記感熱素子の出力をもとに該高
周波電源の出力を制御する加熱制御部と、前記内加熱コ
イルと前記外加熱コイルの下方に配された板状高透磁率
磁性材と、前記内加熱コイルの内側に配され、該板状高
透磁率磁性材と協働して磁路を形成する筒状高透磁率磁
性材とを備え、前記感熱素子の一つが、リード部を接続
する接合部まで覆う凹部を具備した非導電材からなる受
熱部で覆われるとともに、該受熱部によって覆われた前
記感熱素子と前記接合部を前記筒状高透磁率磁性材の内
側に配設し、残りの前記感熱素子を前記内加熱コイルと
前記外加熱コイルの間隙に配し、加熱動作がスタートし
て目標温度に達するまでの期間、前記感熱素子による検
出温度を比較し、最も高い検出温度をもとに加熱制御す
るようにしたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 【請求項2】 前記筒状高透磁率磁性材の内側に管状導
電材を配置し、該管状導電材の内部に前記受熱部と前記
感熱素子と前記リード部を配するように構成したことを
特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 【請求項3】 鍋等の被加熱物を載置する天板と、該天
板の裏面に密着され、前記天板の温度を検出する3個以
上の感熱素子と、前記天板の下方に配され、同一面内で
同心円状に間隔をおいて配された平板環状の内加熱コイ
ルと外加熱コイルと、これら加熱コイルに高周波電流を
供給する高周波電源と、複数の前記感熱素子の出力をも
とに該高周波電源の出力を制御する加熱制御部と、前記
内加熱コイルと前記外加熱コイルの下方に配された板状
高透磁率磁性材と、前記内加熱コイルの内側に配され、
該板状高透磁率磁性材と協働して磁路を形成する柱状の
高透磁率磁性材とを備え、前記内加熱コイルの外径を使
用可能な最小鍋径よりも小さく設定するとともに、複数
の前記感熱素子を前記内加熱コイルと前記外加熱コイル
の間隙に、隣接する前記感熱素子同士が略一定の間隔と
なるように配したことを特徴とする誘導加熱調理器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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