JP2003249342A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

誘導加熱調理器

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直昭 石丸
Hirofumi Inui
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07Heating plates with temperature control means

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導加熱調理器においては、トッププレート
に載せられた鍋の温度を精度良く検出することが課題で
ある。 【解決手段】 鍋20を加熱する加熱コイル21と、加
熱コイル21の上部で鍋20を載置するトッププレート
23と、トッププレート23下面に置かれ鍋底面から放
射される赤外線を検知する赤外線センサ22と、赤外線
センサ22の出力から鍋底面温度を算出する温度算出手
段24と、温度算出手段24の出力に応じて加熱コイル
21に供給する電力を制御する制御手段25とを備え、
トッププレート23の赤外線センサ22上部に位置する
部分に貫通穴を開け赤外線透過材料を埋め込むことで精
度良く鍋の温度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トッププレート上
の被加熱容器の温度を精度良く検出することができる誘
導加熱調理器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鍋などの被加熱物を加熱する誘導加熱調
理器において、被加熱物の鍋の温度を検出する方式とし
て、鍋を載置するトッププレートを介してサーミスタで
温度を検出する方式がある。また、鍋から放射される赤
外線を検出して鍋底の温度を検知する方法も知られてい
る。この従来例を図3を用いて説明する。
【0003】本体11に鍋12を加熱する磁気発生コイ
ル13と、温度を検出する赤外線センサ14とを設けて
いる。本体11上面に設けたトッププレート15は、
2.5μm以下の波長の赤外線は良く透過し、2.5〜
4μmの波長の赤外線は数10%程度透過し、4μmよ
りも長い波長の赤外線はほとんど通さない。したがっ
て、鍋12から放射される赤外線の4μm以下の波長成
分は、トッププレート15を透過して、赤外線センサ1
4が鍋底の温度を測定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3に示した従来構成
の誘導加熱調理器は、鍋12から放射される赤外線はト
ッププレート15を透過して検出されている。一般的に
調理時の鍋12の温度は、約30℃〜230℃であり、
この温度のピーク波長はステファン・ボルツマンの法則
より6μm〜10μmの波長である。トッププレート1
5が透過できる波長は4μm以下の波長の赤外線であ
り、この4μm以下の波長成分だけでは、鍋底からの赤
外線放射エネルギーの10%程度にしかならず、鍋底か
らの赤外線放射エネルギーの大部分はトッププレート1
5で吸収されてしまう。このため赤外線センサ14に届
く赤外線エネルギーは微弱であり、赤外線センサ14で
電気信号に変換してもS/N比が悪く、調理時の温度を
測定するには、精度が良くないと言う課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、被加熱容器を加熱する加熱コイルと、前
記加熱コイルの上部で被加熱容器を載置するトッププレ
ートと、前記トッププレート下面に置かれ被加熱容器底
面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前
記赤外線センサの出力から被加熱容器の底面温度を算出
する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて
加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備
え、前記トッププレートの赤外線センサ上部に位置する
部分に貫通穴を開け赤外線透過材料を埋め込み、高精度
な鍋の温度が測定できる誘導加熱調理器としているもの
である。
【0006】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、被加熱
容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で
被加熱容器を載置するトッププレートと、前記トッププ
レート下面に置かれ被加熱容器底面から放射される赤外
線を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力
から被加熱容器の底面温度を算出する温度算出手段と、
前記温度算出手段の出力に応じて加熱コイルに供給する
電力を制御する制御手段とを備え、前記トッププレート
の赤外線センサ上部に位置する部分に貫通穴を開け赤外
線透過材料を埋め込んだことによって、高精度に鍋の温
度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0007】請求項2に記載した発明は、貫通穴に埋め
込んだ赤外線透過材料は、シリコンあるいはゲルマニウ
ムの単結晶あるいはポリエチレン樹脂とすることで、高
精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器としている
ものである。
【0008】請求項3に記載した発明は、トッププレー
トに開けた貫通穴に,鍋底から放射された赤外線を損失
することなく赤外線センサまで導く導波管を挿入するこ
とで、高精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器と
しているものである。
【0009】請求項4に記載した発明は、貫通穴に埋め
込んだ赤外線透過材料及び導波管は、トッププレート上
面にて凹凸が無い構造にすることで、高精度に鍋の温度
測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0010】請求項5に記載した発明は、貫通穴に埋め
込んだ赤外線透過材料及び導波管材料は、トッププレー
トと同じ熱膨張率を有した物とすることで、高精度に鍋
の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものであ
る。
【0011】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に
ついて説明する。図1は本実施例の構成を示すブロック
図である。本実施例の誘導加熱調理器は、被加熱物を加
熱調理する鍋20(被加熱容器)と、鍋20を加熱する
加熱コイル21と、鍋20の底から放射される赤外線を
受光する赤外線センサ22と、中央部に赤外線を通すよ
うに穴を開け赤外線を良く透過する透過材料26を埋め
込んだトッププレート23と、赤外線センサ22の出力
信号から鍋20の温度を算出する温度算出手段24と、
この温度算出手段24の出力に応じて加熱コイル21に
供給する電力を制御する制御手段25とを備えたもので
ある。
【0012】上記実施例1において、図示していない電
源を投入し、操作スイッチで所定の温度を設定すると、
制御手段25が加熱コイル21に電力を供給する。加熱
コイル21に電力が供給されると、加熱コイル21から
誘導磁界が発せられ、トッププレート23上の鍋20が
誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋20の温度が
上昇し、鍋20内の被加熱物が調理される。
【0013】一般に物体の放射する赤外線エネルギーは
その物体の絶対温度の4乗に比例するというステファン
・ボルツマンの法則があり、温度が高くなればなるほど
加速度的に大きなエネルギーを赤外線として放射する。
赤外線センサ22は受光した赤外線のエネルギーに比例
した電圧を出力するもので、焦電素子や熱電対を一点に
集めたサーモパイルなどを用いている。このため、鍋2
0の温度が上昇すると鍋底からの赤外線放射強度も強く
なり、赤外線センサ22が受光する赤外線エネルギー量
が増え、赤外線センサ22の出力信号電圧が高くなる。
【0014】また、トッププレート23は4μm以下の
波長の赤外線しか透過しないが、トッププレート23の
中央部に穴を開け赤外線を良く通す透過材料26を埋め
込んでいるため、調理をするときの温度である30℃か
ら200℃付近の温度を持つ物体が多く放射する6μm
から10μmの波長の赤外線をトッププレート23の中
央部で良く通し、赤外線センサ22は鍋20の鍋底から
の赤外線をほとんど減衰することなく受光することがで
きる。
【0015】温度算出手段24は赤外線センサ22の出
力信号電圧から鍋20の温度を算出し、制御手段25に
送る。制御手段25は、この温度信号に応じて加熱コイ
ル21に供給する電力を制御して、所定の鍋温度に制御
する。このように鍋20の温度をトッププレート23の
中央部に開けられた穴に埋め込まれた赤外線透過材料2
6を通過してくる赤外線を赤外線センサ22で受光する
ことにより鍋20の温度を精度良く検出でき、被加熱物
を最適な温度で調理できる。
【0016】特に本実施例1では鍋底の温度は熱伝導を
用いて温度センサに導いてくるのではなく、非接触で鍋
底の温度を検出することができるため、応答性が極めて
速く、調理時に必要な微妙な火加減を実現できるもので
ある。
【0017】また、赤外線透過材料26にはシリコンや
ゲルマニウムの単結晶、あるいはポリエチレンなどの樹
脂材料を用いることができる。
【0018】(実施例2)図2は本発明の実施例2の構
成を示すブロック図である。本実施例の誘導加熱調理器
はトッププレートに空けた貫通穴に内面が鏡面仕上げさ
れた導波管を挿入しているところが実施例1と異なるだ
けで、それ以外の同一構成および作用効果を奏する部分
には同一符号を付して詳細な説明は省略し、異なる点を
中心に説明する。
【0019】28はトッププレート23の中央部に開け
られた貫通穴27に差し込まれた導波管であり、管の内
面が赤外線を良く反射する金でメッキされ、しかも凹凸
が無いよう鏡面仕上げされたものである。このように金
で鏡面仕上げすることにより鍋底から放射された赤外線
は導波管28の内面で反射を繰り返して、あまり減衰す
ることなく、赤外線センサ22に到達することができ
る。しかも図から判るように導波管28の内径は赤外線
センサ22よりも太く、赤外線センサ22を覆っている
ため、赤外線センサ22の視野角度が大きくても、受光
する赤外線は全て鍋底から放射された赤外線である。こ
のため、赤外線センサ22の出力信号は純粋に鍋底の温
度を反映しておりより高精度な温度測定ができるもので
ある。
【0020】以上のように本実施例2によれば、導波管
28によって赤外線センサ22が受光する赤外線は鍋底
から放射されたものに限られ精度の高い鍋の温度測定が
できる誘導加熱調理器を実現できるものである。
【0021】なお、トッププレート23に開けられた貫
通穴に導波管を差し込んでいるが、この導波管の内部は
空洞でも良いが、実施例1と同様に赤外線透過材料を導
波管内部に詰めても良い。さらに、この導波管内部に詰
める赤外線透過材料は導波管の上端と一緒に、凹凸無
く、トッププレート23の上面と一致するように高さ方
向をそろえると、この部分が凸になっていないので、鍋
をトッププレートに載せた時に鍋が浮き上がることが無
く、また、この部分が凹んでもいないので煮こぼれた汁
等が溜まることがないため、高精度な温度測定ができ
る。
【0022】さらに、導波管および内部に詰める赤外線
透過材料の熱膨張率をトッププレートの熱膨張率とほぼ
同じになるような材料とすることで、温度が昇降したと
きに、トッププレートと導波管、導波管と赤外線透過材
料との境界にストレスがかからず、長期にわたって高精
度の温度測定のできる誘導加熱調理器を実現することが
できる。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高精度な
被加熱容器の温度が測定できる誘導加熱調理器が実現で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における誘導加熱調理器を示
すブロック断面図
【図2】本発明の実施例2における誘導加熱調理器を示
すブロック断面図
【図3】従来における誘導加熱調理器を示すブロック断
面図
【符号の説明】
20 鍋(被加熱容器) 21 加熱コイル 22 赤外線センサ 23 トッププレート 24 温度算出手段 25 制御手段 26 赤外線透過材料 27 貫通穴 28 導波管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 乾 弘文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K051 AA08 AB02 AC33 AC42 AD04 AD29 CD42 CD43 CD44

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加熱容器を加熱する加熱コイルと、前
    記加熱コイルの上部で被加熱容器を載置するトッププレ
    ートと、前記トッププレート下面に置かれ被加熱容器底
    面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前
    記赤外線センサの出力から被加熱容器の底面温度を算出
    する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて
    加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備
    え、前記トッププレートの赤外線センサ上部に位置する
    部分に貫通穴を開け赤外線透過材料を埋め込んだ誘導加
    熱調理器。
  2. 【請求項2】 貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料は、
    シリコンあるいはゲルマニウムの単結晶あるいはポリエ
    チレン樹脂からなる請求項1に記載の誘導加熱調理器。
  3. 【請求項3】 トッププレートに開けた貫通穴には赤外
    線を赤外線センサまで導く導波管を挿入した請求項1ま
    たは2のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  4. 【請求項4】 貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料及び
    導波管は、トッププレート上面にて凹凸が無い構造であ
    る請求項1〜3のいずれか1項に記載の誘導加熱調理
    器。
  5. 【請求項5】 貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料及び
    導波管材料は、トッププレートと同じ熱膨張率を有する
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の
    誘導加熱調理器。
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