JP2004355895A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】正確な温度制御を可能とする誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】トッププレート２を介して調理容器１の底面の温度を検出する放射温度検出手段５を設けるとともに、調理容器１の底面に向けて光を放射する発光手段９の光が調理容器１の底面に反射した光を検出する受光手段１０の出力により、調理容器１の反射率から放射率を定期的に演算して調理容器１の放射温度を補正し、正確な温度制御を可能となる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱物（調理容器）の放射率を補正し、放射温度検出手段によって温度を検出する誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、調理容器の温度検出のために、調理容器の底面の温度を検出する放射温度検出手段と、トッププレートを介して調理容器の底面に向けて光を放射する発光手段と、発光手段の光が調理容器の底面に反射した光を検出する受光手段とを備え、受光手段の出力により調理容器の反射率から放射率を演算して調理容器の放射温度を補正し、温度制御を可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７５６２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、単一の感熱素子による温度制御に比して精度がよくなるものの、放射率は温度によって変動するため、加熱前の調理容器と加熱によって温度の上がった調理容器では放射率が異なるために、正確な温度演算ができないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、放射率の変化にも追従することが可能で、調理容器の温度を正確に測定することが可能な誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、定期的に調理容器の放射率を演算し、この調理容器の放射率に応じて放射温度を補正するようにしたものである。
【０００７】
これにより、放射率が定期的に演算され、放射率の変化に追従することが可能で、調理容器の温度を正確に測定することが可能となるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、調理物を加熱調理する調理容器と、前記調理容器を設置する非磁性体で構成したトッププレートと、前記トッププレートの下部に設けている加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記調理容器の底面の温度を検出する放射温度検出手段と、前記トッププレートを介して調理容器の底面に向けて光を放射する発光手段と、前記発光手段の光が前記調理容器の底面に反射した光を検出する受光手段と、前記受光手段の出力により調理容器の反射率を演算し、その反射率から放射率を演算する放射率演算手段と、前記放射温度検出手段と前記放射率演算手段の算出した放射率より温度を演算する温度演算手段とを備え、前記放射率演算手段は、定期的に前記調理容器の放射率を演算し、前記温度演算手段は、前記調理容器の放射率に応じて放射温度を補正する誘導加熱調理器とすることにより、放射率が定期的に演算され、放射率の変化に追従することが可能となり、調理容器の温度を正確に測定することが可能となるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、調理容器の放射率の演算は、一定時刻毎に行うようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器とすることにより、放射率が温度によって変化しても、一定時刻毎に放射率を測定することによって、より精度の高い放射率の演算を可能とし、その正確な放射率の補正によって温度演算することが可能となり、高度な温度制御が可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、調理容器の放射率の演算は、一定温度毎に行うようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器とすることにより、放射率が温度によって変化しても、一定温度毎に放射率を測定することによって、放射率の温度による変化の影響を少なくすることができ、正確な放射率の補正によって温度演算することが可能となり、高度な温度制御が可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、調理容器の放射率の演算は、調理容器の加熱前に少なくとも１回行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、事前に温められた調理容器を加熱する場合でも、加熱前に放射率を測定することによって、加熱初期から正確な放射率の補正をした温度制御が可能となる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、調理容器の放射率の演算に必要のない期間は、発光手段の発光を停止した請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、発光手段の寿命の拡大と電力の消費を削減することが可能となる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、放射率演算手段の演算する放射率に上限値を設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、放射率の上限値以上の放射率が検出された場合にはノイズとして処理し、異常な温度が算出されることを防止することが可能である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、放射率演算手段の演算する放射率に下限値を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、放射率の下限値以上の放射率が検出された場合にはノイズとして処理し、異常な温度が算出されることを防止することが可能である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、放射率演算手段の演算した放射率を実際の放射率より低めに設定した請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、算出される温度が高めになり、安全機能や保護機能が働きやすい安全側に温度測定誤差がいくようにすることで機器の安全性を高めることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施例１）
図は本発明の実施例１における誘導加熱調理器を示すものである。
【００１８】
図において、調理容器１は、鍋やフライパン等の調理器具である。調理容器１の内部には食材等の調理物が入れられ、トッププレート２上に載置されている。そして、調理容器１は、トッププレート２の下部に設けている加熱コイル３によって発生する誘導磁界によって、誘導加熱されて発熱し、調理物を加熱調理することが可能となっている。
【００１９】
調理容器１の材質としては、誘導加熱が可能なものであれば良く、特に限定されるものではない。また、トッププレート２はガラス等の非磁性体で構成されたものであって、必ずしも平面である必要はなく、また穴が空いているものであっても構わない。
【００２０】
制御手段４は、図示していないがスイッチ等の入力信号等に基づいて電源電力を制御し、加熱コイル３に所定の誘導磁界を発生させるように制御するものである。誘導磁界の制御は、例えば、使用者の設定した温度と温度演算手段７の算出した温度が一致するように加熱コイル３に供給する電力を制御する、あるいは、使用者が任意に選択することができる専用キーまたは専用モードによって、制御手段４が自動的に温度演算手段７の算出した温度を制御するものである。例えば、天ぷら用キー等の場合、天ぷらに適した１４０℃〜２００℃の温度が維持できるよう、温度演算手段７の算出した温度に応じて加熱コイル３への入力電力を制御することで、使用者は特にスイッチ等によって温度を制御しなくても、制御手段４によって温度が制御されることで使用者に利便性を提供するものである。
【００２１】
放射温度検出手段５は、調理容器１の底面の温度を検出するもので、調理容器１の底面から放射される赤外線量を検出して温度を検出するものである。放射温度検出手段５としては、サーモパイルやボロメータといった温度センサが考えられるが、それ以外のものであっても良い。
【００２２】
前記温度演算手段７は、放射温度検出手段５の計測した値と放射率演算手段８によって算出された放射率より調理容器１の温度を演算するものである。
【００２３】
発光手段９は、トッププレート２を介して調理容器１の底面に向けて光を放射するものである。この光が調理容器１の底面に反射した光を受光手段１０で検出する。この入射光量は、調理容器１の反射率に比例したものである。受光手段１０は、この入射光を電気信号に変換して、放射率演算手段８に送る。放射率演算手段８は、この受光手段１０の出力により調理容器１の反射率を演算し、その反射率から放射率を演算している。この演算は、例えば、一定時刻毎のように定期的に行われるようになっているものである。また演算は、調理容器１が金属であり赤外線の透過がほとんど０であるため、１−反射率で放射率が求められるものである。この放射率に応じて放射温度検出手段５の放射温度を温度演算手段７によって補正し、調理容器１の温度を正確に求めている。
【００２４】
放射率演算手段８は、制御手段４や温度演算手段７と同一のものであっても良く、１つのＤＳＰやマイコンで兼用することによって構成部品を少なくすることが可能となって、小型化と低廉化を図ることができる。
【００２５】
放射率演算手段８によって算出された放射率は、温度演算手段７に入力され、温度演算手段７は、放射率と放射温度検出手段５の検出値を演算し、調理容器１の温度を算出するものである。
【００２６】
このような構成により、調理容器１の放射率や反射率が未知のものであっても、調理容器１の反射率を測定することによって放射率演算手段８が放射率を演算し、温度演算手段７は放射温度検出手段５の検出値した放射率によって放射温度検出手段５の温度を放射率で補正することが可能となり、調理容器１の正確な温度測定が可能となるものである。
【００２７】
次に、本実施例の動作について説明する。図示していない電源を投入し、操作スイッチで加熱開始の設定をすると、制御手段４が加熱コイル３に電力を供給する。加熱コイル３に電力が供給されると、加熱コイル３から誘導磁界が発せられ、トッププレート２上の調理容器１が誘導加熱される。この誘導加熱によって調理容器１の温度が上昇し、調理容器１内の調理物が調理される。このとき、温度演算手段７は、放射温度検出手段５の検出値と、放射率演算手段８によって算出された放射率を演算し、調理容器１の温度を算出する。算出された温度は制御手段４に入力され、制御手段４はその温度情報によって、調理物の調理の進行状態を把握でき、調理の進行状態に応じて加熱コイル３に供給する電力を調整するものである。こうして、調理容器１内の調理物は調理されるものである。
【００２８】
放射率の算出は、次のように行われる。先にも触れたように、発光手段９が調理容器１の底面に光を放射し、この光は調理容器１に反射して受光手段１０に入射される。この入射光量は、調理容器１の反射率に比例したものであるため、受光手段１０はこの入射光を電気信号に変換して、放射率演算手段８に送る。放射率演算手段８は、この反射率の信号から放射率を演算して調理容器１の放射率を求めている。この演算は、調理容器１が金属であり赤外線の透過がほとんど０であるため、１−反射率で放射率が求められるものである。この放射率をもとに放射温度検出手段５の検知温度を温度演算手段７によって補正し、調理容器１の温度を正確に求めることが可能である。
【００２９】
放射率は、調理容器１の材質や面の形状によって異なり、同一温度でも放射される赤外線量が異なるため、放射率の違いによって温度検出誤差となるものである。本実施例では、放射率演算手段８によって検出された放射率を用いて、温度演算手段７は放射温度検出手段５の計測した値を補正することが可能となり、調理容器１の温度を正確に測定することができる。それによって、火加減の難しい調理であっても、制御手段４によって自動的に調理を行うことが可能となり、使用者に便益を与えるものである。
【００３０】
しかしながら、放射率は材質の温度によっても値が異なる。したがって、加熱前の調理容器１と、加熱された状態の調理容器１とでは放射率が異なるため、放射率を一定として温度を演算すると、加熱されていない状態と加熱された状態とでは放射率が異なるために測定誤差が発生する。そのため、正確な温度の測定が不可能となり、不安全な状態に陥る危険性がある。
【００３１】
そこで、定期的に調理容器１の放射率を演算し、放射率が変化していないかどうかを測定することによって放射率の誤差を減らして温度を演算するため、誤差の少ない温度計測を可能とするものである。
【００３２】
（実施例２）
本発明の実施例２における誘導加熱調理器においては、調理容器１の放射率を検出する方式として、一定温度毎に行っているものである。他の構成は実施例１と同じである。
【００３３】
調理容器１の放射率は温度によって変化するため、調理容器１を加熱するにしたがって放射率が変わる。したがって、放射率が温度によって変化しても、一定温度毎に放射率を測定することによって、より精度の高い放射率の演算を可能とし、その正確な放射率の補正によって温度演算することが可能となり、高度な温度制御が可能となる。
【００３４】
（実施例３）
本発明の実施例３における誘導加熱調理器においては、調理容器１の放射率の演算は、調理容器１の加熱前に少なくとも１回行うようにしたものである。これにより、放射率の初期値を取得するものである。他の構成は実施例１と同じである。
【００３５】
これにより、事前に温められた調理容器１を加熱する場合でも、加熱前に放射率を測定することによって、加熱初期から正確な放射率の補正をした温度制御が可能となる。
【００３６】
例えば、少量の油が入った鍋を加熱した場合、測定温度の誤差が大きい場合には油発火防止機能が働く前に油の発火温度を超えてしまうといった危険な状態を回避する必要があるため、加熱初期の温度の誤差を小さくする必要がある。しかし、加熱前に放射率を測定することによって、鍋の初期状態に左右されることなく、加熱開始初期から正確な温度計測が可能となる。さらに、調理容器１が加熱前の状態でも既に高温の場合、使用者が加熱しようとしても加熱しないような安全機能を搭載することも可能となり、機器の安全性を高めることができ、使用者に便益を与えるものである。
【００３７】
（実施例４）
本発明の実施例４における誘導加熱調理器においては、放射率演算の必要のない期間は、発光手段９の発光を停止するようにしたものである。
【００３８】
これにより、発光手段９の寿命の拡大と電力の消費を削減することが可能となるものである。
【００３９】
発光手段９が電球の場合、フィラメントの寿命は短いもので４０００時間程度であり、また発光効率とも関係してくる。ＬＥＤの場合でも３００時間を超えると発光状態がわずかに変化する場合等がある。発光状態の変化が起きると、同じ受光量でも発光量が異なるために放射率は異なってくるが、それを検知できないことになる。したがって、放射率の誤差を生じ、それはそのまま温度の演算に影響を与えて誤差となってしまうという課題がある。
【００４０】
したがって、発光手段９の影響を極力少なくし、かつ発光手段９の寿命を延ばすため、放射率の測定を行う期間だけ発光させるものとすることで、この課題を解決することができる。また、発光を停止することによって電力の消費を削減することが可能となるものである。
【００４１】
（実施例５）
本発明の実施例５における誘導加熱調理器においては、放射率演算手段８の演算する放射率に上限値または下限値を設けたものである。
【００４２】
これにより、放射率の上限値以上または下限値以上の放射率が検出された場合にはノイズとして処理し、異常な温度が算出されることを防止することが可能である。
【００４３】
すなわち、外乱光等が受光手段１０に入った場合、実際に調理容器１から反射した光量以上の光を受光することになり、それは放射率の測定誤差となる。逆に、発光手段９と受光手段１０の間に光を吸収する物が光路上に来た場合、本来調理容器１から反射される光量以下の光しか受光することができなくなり、これも放射率の測定誤差となる。これらの放射率の誤差は、そのまま温度の誤差となる。
【００４４】
したがって、放射率の上限値以上または下限値以上の放射率が検出された場合にはノイズとして処理し、異常な温度が算出されることを防止することが可能である。放射率が１以上に算出された場合は明らかに外乱の影響を受けて誤差が発生していることがわかるが、１以下で１に限りなく近い値であればそれはノイズとならないが、現実には測定系の限界値を超えている場合がある。それらの場合も排除するため、測定系の限界値を求め、その値を上限値または下限値として設定することによって誤差の発生要因を減らすことが可能となる。
【００４５】
（実施例６）
本発明の実施例５における誘導加熱調理器においては、放射率演算手段８の演算した放射率を実際の放射率より低めに設定したものである。
【００４６】
これにより、算出される温度が高めになり、安全機能や保護機能が働きやすい安全側に温度測定誤差がいくようにすることで機器の安全性を高めることができる。
【００４７】
すなわち、放射率の測定における誤差によって、実際の温度より温度演算手段７の算出した温度が低かった場合、油の発火等の保護機能が働くのが遅れ、危険な状態に陥ることが想定される。したがって、測定温度は高めに誤差が出る方が機器としては安全ということになる。これは、放射率の誤差としては低めに誤差が出た場合となる。よって、測定系の定常誤差の範囲で最も放射率が小さくなるように演算することによって、温度演算手段７で算出される温度が高めになり、機器の安全性を高めることができる。
【００４８】
なお、上記した各実施例１〜６は、それぞれ単独で構成されるものではなく、必要に応じて適宜組み合わせて構成することができるものである。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の誘導加熱調理器によれば、定期的に調理容器の放射率を演算し、この調理容器の放射率に応じて放射温度を補正するようにしたものであり、放射率が定期的に演算され、放射率の変化に追従することが可能で、調理容器の温度を正確に測定することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１〜６における調理用加熱器具のブロック図
【符号の説明】
１ 調理容器
２ トッププレート
３ 加熱コイル
４ 制御手段
５ 放射温度検出手段
７ 温度演算手段
８ 放射率演算手段
９ 発光手段
１０ 受光手段

Claims (8)

1. 調理物を加熱調理する調理容器と、前記調理容器を設置する非磁性体で構成したトッププレートと、前記トッププレートの下部に設けている加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記調理容器の底面の温度を検出する放射温度検出手段と、前記トッププレートを介して調理容器の底面に向けて光を放射する発光手段と、前記発光手段の光が前記調理容器の底面に反射した光を検出する受光手段と、前記受光手段の出力により調理容器の反射率を演算し、その反射率から放射率を演算する放射率演算手段と、前記放射温度検出手段と前記放射率演算手段の算出した放射率より温度を演算する温度演算手段とを備え、前記放射率演算手段は、定期的に前記調理容器の放射率を演算し、前記温度演算手段は、前記調理容器の放射率に応じて放射温度を補正する誘導加熱調理器。
2. 調理容器の放射率の演算は、一定時刻毎に行うようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 調理容器の放射率の演算は、一定温度毎に行うようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 調理容器の放射率の演算は、調理容器の加熱前に少なくとも１回行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
5. 調理容器の放射率の演算に必要のない期間は、発光手段の発光を停止した請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
6. 放射率演算手段の演算する放射率に上限値を設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
7. 放射率演算手段の演算する放射率に下限値を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
8. 放射率演算手段の演算した放射率を実際の放射率より低めに設定した請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。

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