JP2005108586A - 電気式調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、被加熱物の温度変動に対する応答性に優れ、被加熱物の種類、汚れ具合、トッププレートの汚れに影響を受けることなく、被加熱物の温度検出を良好に行なうことができる電気式調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】 被加熱物をトッププレート上で加熱する電気式調理器であって、前記トッププレートの被加熱物載置面に、赤外線を放射する被膜が形成されてなり、前記被膜から放射された赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段を備え、前記赤外線強度検出手段により検出された前記赤外線強度に基づいて、前記被加熱物の温度を検出する温度検出手段を備えてなる。

Description

本発明は、被加熱物を加熱する電気式加熱部を備えた電気式調理器に関し、特に、一般家庭用又は業務用として用いられ、電力を用いて鍋やフライパン等の被加熱物を加熱調理するための電気式調理器に関する。

上記のような電気式調理器としては、上記電気式加熱部として、通電時に赤熱発光するハロゲンランプを用いたものや、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータを用いたものや、電磁誘導加熱（一般的に「ＩＨ」と呼ばれる。）を行なう磁界発生コイルを用いたものなどがある。このような電気式調理器において、上記電気式加熱部の直上方には、耐熱強化ガラス製等のトッププレートが設けられ、そのトッププレートの平面状の上面に上記被加熱物を搭載することができる所謂フラットトップ形状が実現され、美観及び掃除のし易さに優れている。

また、上記の電磁誘導加熱方式の電気式調理器は、被加熱物自体を発熱させることから、高火力且つ高効率であるので、近年需要が増加している。このような電磁誘導加熱方式の電気式調理器は、鍋やフライパン等の被加熱物の下方に環状の磁界発生コイルを備え、このコイルの端子両端に高周波交流電流を印加することにより、この磁界発生コイルに対して磁気結合されている磁性材料製の被加熱物を電磁誘導加熱するように構成されている。

一方、電気式調理器において、被加熱物の自動温度設定機能があれば便利なことが多いが、そのためには、鍋の中の温度を検出する必要がある。また、天ぷら火災などを防止するために、被加熱物の温度が上限界温度となったときに、電気式加熱部の出力を低下させる、又は加熱を停止する過昇温防止機能にも、被加熱物の温度検出が必要になる。

この温度検知を、トッププレートの電気式加熱部側にサーミスタや熱電対等の接触式の温度センサを設け、この温度センサの検出温度に基づいて、電気式加熱部の出力制御を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の調理器として、トッププレートの被加熱物側の表面に、導電性薄膜温度センサを形成し、被加熱物の温度を検出する電気式調理器も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、トッププレートの電気式加熱部側に赤外線センサを設け、被加熱物から発せられる赤外線強度を検出し、その赤外線強度に基づいて、被加熱物の温度を検出する電気式調理器も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平６−２８３２６３号公報 特開２００３−９２１７６号公報 特開２００３−１０９７３６号公報

特許文献１に記載の電気式調理器は、トッププレートの電気式加熱部側に設けられた接触式の温度センサが、被加熱物の底面の温度を、トッププレートを介して間接的に検出しているので、被加熱物の温度変動に対する応答性が悪く、このことは、上記自動温度設定機能においては、被加熱物温度のオーバーシュートによる焦げ付きの原因となり、上記過昇温防止機能においては、加熱停止の遅れ発生の原因となる。

また、特許文献２に記載の電気式調理器は、導電性薄膜からなる温度センサがトッププレートの被加熱物側の表面に形成されているため、鍋等の被加熱物によって損傷を受けやすく、温度センサの導電率が変化して温度を正確に測定できなくなったり、最悪の場合には、温度センサが断線して温度が全く測れなくなったりする虞がある。

また、特許文献３に記載の電気式調理器は、鍋等の被加熱物から発せられる赤外線を利用して温度を測定するが、被加熱物の種類や鍋の汚れ具合によって表示温度が異なり、温度を正確に測定できないことがある。特に光沢のあるステンレス鍋では、赤外線の放射率が０．１以下と低く、実際の温度よりもかなり低く表示されるため、上記自動温度設定機能においては、被加熱物温度のオーバーシュートによる焦げ付きの原因となり、上記過昇温防止機能においては、加熱停止の遅れ発生の原因となる。また、トッププレートが煮こぼれ等で汚れていると、赤外線の透過率が下がって、赤外線強度が低下するため、温度を正確に測定できないこともある。

従って、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、被加熱物の温度変動に対する応答性に優れ、被加熱物の種類、汚れ具合、トッププレートの汚れに影響を受けることなく、被加熱物の温度検出を良好に行なうことができる電気式調理器を提供することを目的とする。

本発明の電気式調理器は、被加熱物をトッププレート上で加熱する電気式調理器であって、前記トッププレートの被加熱物載置面に、赤外線を放射する被膜が形成されてなり、前記被膜から放射された赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段を備え、前記赤外線強度検出手段により検出された前記赤外線強度に基づいて、前記被加熱物の温度を検出する温度検出手段を備えてなることを特徴とする。

本構成の電気式調理器によれば、赤外線強度検出手段と温度検出手段とにより、その被膜から放射される赤外線強度を検出して、その検出結果に基づいて被加熱物の温度を検出することができる。そして、トッププレートの被加熱物載置面に形成された被膜が、被加熱物からの伝導熱を即座に吸収し、被膜の材質に固有の赤外線を放射し、上記温度検出手段が、その赤外線を利用して温度検出するので、被加熱物の温度変動に対する応答性に優れており、被加熱物の種類や汚れ具合に影響を受けることなく、被加熱物の温度検出を良好に行なうことができる。すなわち、本発明は、薄い被膜の温度が被加熱物の温度と即座に略同じになることを利用し、被膜から放射される赤外線の放射率は、被加熱物の種類や汚れ具合が異なっても一定であり、赤外線強度が温度変化に伴って変化するため、安定して、且つ正確に温度を測定することが可能となる。

また、トッププレートの被加熱物載置面に被膜が形成されてなり、その被膜からの赤外線を利用しているため、被膜上が煮こぼれ等で汚れたとしても、赤外線の透過率が低下することがなく、温度を正確に測定できる。

上記被膜は、赤外線の放射率が０．７以上であると、赤外線強度が高くなり、温度測定の精度が向上するため好ましい。このような被膜が、セラミックス系の被膜であれば、赤外線の放射率が０．７以上になりやすく、特に、被膜が無機顔料とガラスフリットからなると、赤外線の放射率が０．７以上になりやすいとともに、トッププレートの装飾膜としての機能も有するため、外観上の美観に優れ、且つ平滑性が高く硬度が高いため、鍋等の被加熱物に対しても摩耗し難い。そのため、赤外線の放射率が変動し難く、掃除のし易さ等を損ねることがない。

被膜の肉厚は、０．３〜１５μｍであると好ましい。即ち、被膜の肉厚が０．３μｍよりも薄いと放射率が低くなりやすく、１５μｍよりも厚いと、被加熱物の温度変動に対する応答性が悪くなりやすい。被膜の肉厚の好ましい範囲は、０．５〜１０μｍである。

また、上記ガラスフリットとしては、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が５０×１０^-7／℃以下であると、被膜にクラックが入ったり、被膜が剥離したりすることがないため好ましい。具体的には、ホウケイ酸ガラスであると、低膨張であり、被膜形成時の流動性に優れるため好ましい。また、上記無機顔料としては、特に制限なく使用できる。

また、上記トッププレートが、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラス、特に、本質的に着色剤を含まないＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系透明低膨張結晶化ガラス、微量のバナジウム等の遷移元素を含むＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系低膨張結晶化ガラスからなると、被膜から放射される赤外線を透過でき、耐熱性に優れるため好ましい。トッププレートが、本質的に着色剤を含まないＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系透明低膨張結晶化ガラスからなる場合には、トッププレートのヒーター側に遮光膜が形成されてなると、電気式調理器の配線や加熱装置等の内部構造が隠蔽できるため好ましい。特に、遮光膜がＳｉからなる場合には、Ｓｉが赤外線を充分に透過させることができるため、赤外線強度検出手段に対向する領域に遮光膜が設けられていてもよい。

赤外線強度を検出するための赤外線強度検出手段としては、検知対象の赤外線の波長が０．８μｍから２．６μｍの範囲内である場合には、Ｓｉ（シリコン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）若しくはＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）を、検知対象の赤外線の波長が１．５μｍから５．０μｍの範囲内である場合には、ＰｂＳ（硫化鉛）若しくはＰｂＳｅ（セレン化鉛）を、赤外線セルとして用いた赤外線センサを利用することができる。

本発明に係る電気式調理器の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、電気式調理器の部分側断面図である。

本発明の電気式調理器１０は、被加熱物としての鍋Ｎを加熱する電気式加熱部として、ステンレス製の被加熱物Ｎを電磁誘導加熱するための磁界発生コイル１１を備えて構成されている。また、電気式調理器１０は、上記磁界発生コイル１１の上方に、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の透明低膨張結晶化ガラス（Ｎ−０、日本電気硝子株式会社製）製の平板等で形成されたトッププレート１２を備えており、このトッププレート１２により美観及び掃除のし易さに優れたフラットトップ形状を実現している。また、トッププレート１２の被加熱物側の表面１２ａには、３０質量％の無機顔料と７０質量％のガラスフリットからなるブラウン色の被膜１３がスクリーン印刷法により形成されている。尚、上記無機顔料は、白色の二酸化チタンとブラウン色のＦｅ−Ｚｎ−Ｃｒ系顔料との混合物からなる。また、ガラスフリットは、質量％で、ＳｉＯ₂ ６５％、Ｂ₂Ｏ₃ ２１％、Ａｌ₂Ｏ₃ ４％、Ｎａ₂Ｏ ７．５％、Ｋ₂Ｏ ２．５％の組成を有するホウケイ酸ガラスからなる。また、この被膜１３は、鍋Ｎからの熱を即座に吸収し、放射率０．８５で赤外線を放射することができる。

また、トッププレート１２の磁界発生コイル１１側の表面１２ｂには、遮光膜１４がスパッタ法により形成されている。尚、この遮光膜１４は、トッププレート１２上に形成された６０ｎｍのＴｉ膜と、Ｔｉ膜の上に形成された１００ｎｍのＳｉＮ膜からなる。

磁界発生コイル１１は、通常の電磁誘導加熱を行なうために用いられる磁界発生コイルであり、電源回路１５から印加された高周波電流により磁力線を発生させるように構成されている。そして、この磁界発生コイル１１に対して磁気結合された鍋Ｎの底部には、この磁力線により、渦電流が発生し、この渦電流が鍋Ｎの電気抵抗によって熱に変わることで、鍋Ｎの底部を加熱することができる。

さらに、電気式調理器１０には、被膜１３から放射された赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段として検知対象の赤外線の波長が１．８〜２．２μｍのＰｂＳ系温度センサ１６が設けられ、また、このＰｂＳ系温度センサ１６により検出された赤外線強度に基づいて、鍋Ｎの温度を検出可能な温度検出手段１７が設けられている。

このように鍋Ｎからの熱を吸収した被膜１３から放射され、トッププレート１２を透過した赤外線の赤外線強度から、鍋Ｎの温度を検出する場合において、被膜１３の放射率が予め予測可能であるため、その赤外線強度とその放射率とから、鍋Ｎの温度を検出することができる。

具体的には、ＰｂＳ系温度センサ１６において、１．８〜２．２μｍの波長域の赤外線の赤外線強度を検出して温度検出手段１７側に出力する。そして、温度検出手段１７は、予め記憶している赤外線強度と温度の関係から、鍋Ｎの温度を検出するのである。

尚、上記実施の形態においては、本発明に係る電気式調理器に設けられる電気式加熱手段として、被加熱物の電磁誘導加熱を行なう磁界発生コイル１１を設けた構成を説明したが、他に、電気式加熱手段としては、通電時に赤熱発光して被加熱物を加熱するハロゲンランプや、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータ等を用いることができる。

上記説明したように、本発明の電気式調理器は、被加熱物を加熱する電気式加熱部を備えた電気式調理器、特に、一般家庭用又は業務用として用いられ、電力を用いて鍋やフライパン等の被加熱物を加熱調理するための電気式調理器、例えば、電気式加熱部として、通電時に赤熱発光するハロゲンランプを用いたものや、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータを用いたものや、電磁誘導加熱（一般的に「ＩＨ」と呼ばれる。）を行なう磁界発生コイルを用いた電気式調理器として好適である。

本発明の電気式調理器の部分側断面図

符号の説明

１０ 電気式調理器
１１ 磁界発生コイル（電気式加熱手段）
１２ トッププレート
１２ａ 被加熱物側の表面
１２ｂ 磁界発生コイル側の表面
１３ 被膜
１４ 遮光膜
１５ 電源回路
１６ ＰｂＳ系温度センサ
１７ 温度検出手段

Claims (5)

1. 被加熱物をトッププレート上で加熱する電気式調理器であって、前記トッププレートの被加熱物載置面に、赤外線を放射する被膜が形成されてなり、前記被膜から放射された赤外線の赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段を備え、前記赤外線強度検出手段により検出された前記赤外線強度に基づいて、前記被加熱物の温度を検出する温度検出手段を備えた電気式調理器。
2. 前記被膜は、赤外線の放射率が０．７以上である請求項１に記載の電気式調理器。
3. 前記被膜が無機顔料とガラスフリットからなる請求項１又は２に記載の電気式調理器。
4. トッププレートが、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスからなる請求項１〜３のいずれかに記載の電気式調理器。
5. トッププレートが、透明結晶化ガラスからなり、トッププレートのヒーター側に遮光膜が形成されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の電気式調理器。

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