JP2005129239A

JP2005129239A - 加熱調理器

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Publication number: JP2005129239A
Application number: JP2003360238A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ando; 宏安藤; Masashi Osada; 正史長田; Masahiko Fukuda; 正彦福田; Susumu Fujiwara; 奨藤原; Meiichi Ogishima; 盟一荻島; Hiroshi Nakamura; 宏中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: JP4170877B2

Abstract

【課題】複数の加熱手段の各々に載せた容器のいずれかが沸騰した場合に、どの加熱手段による沸騰かを容易に特定できる加熱調理器を得ることを目的とする。
【解決手段】被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、このトッププレートの下方に各々配設された少なくとも一つの誘導加熱コイルと電気加熱ヒーターからなる複数の加熱手段とを備えた加熱調理器において、前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、被加熱物の沸騰による加熱停止後の各加熱手段に対応する容器の振動減衰率から沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段とを具備したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、誘導加熱コイルとラジエントヒータなどの電気加熱ヒーターとを熱源に有する加熱調理器に関するものである。

従来、この種の加熱調理器としては、調理容器を載置するトッププレートと、調理容器を加熱する複数の加熱手段と、トッププレートを介して調理容器の振動を検出する振動センサと、この振動センサの出力により被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、この沸騰検出手段の出力と加熱コイルの制御情報とにより、どの加熱手段により加熱されている被加熱物が沸騰しているかを判別する沸騰位置検出手段とを備えたものが知られている。また、トッププレートの下面に温度センサを備え、この温度センサと振動センサにより被加熱物の沸騰状態を検出する加熱調理器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記加熱調理器において、振動センサはトッププレートの裏面に密着させて設け、被加熱物の沸騰状態を検出し、沸騰位置検出手段は加熱コイルの制御情報が検出された時に、加熱コイルの加熱量を一旦停止あるいは低減させて、どの加熱手段により加熱されている被加熱物が沸騰しているかを判別している。また、温度センサは温度信号が上昇している場合において振動センサの出力が有るときに沸騰を判断するものである。

特開２００３−７７６４４号公報（第２頁、第３図、第５図）

しかしながら、従来の複数の加熱手段を有する加熱調理器では、どの加熱手段により被加熱物が沸騰しているかを判別するにあたって、振動センサの出力情報と通電コイルの制御情報とにより行っているため、判別動作が複雑となり手間を要するという問題点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、複数の加熱手段として誘導加熱コイルとラジエントヒータなどの発熱素子による電気加熱ヒーターとから構成される加熱調理器において、加熱手段の各々に載せた容器のいずれかが沸騰した場合に、どの加熱手段による沸騰かを容易に特定できる加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明は、被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、このトッププレートの下方に各々配設された少なくとも一つの誘導加熱コイルと電気加熱ヒーターからなる複数の加熱手段とを備えた加熱調理器において、前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、被加熱物の沸騰による加熱停止後の各加熱手段に対応する容器の振動減衰率から沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段とを具備したものである。

本発明の加熱調理器は、被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、このトッププレートの下方に各々配設された少なくとも一つの誘導加熱コイルと電気加熱ヒーターからなる複数の加熱手段とを備えた加熱調理器において、前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、被加熱物の沸騰による加熱停止後の各加熱手段に対応する容器の振動減衰率から沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段とを具備したので、複数の加熱手段として誘導加熱コイルと電気加熱ヒータとの組合せにおいて、いずれの加熱手段による沸騰かを容易に判別することができ、複数の加熱手段を備えたものにおける沸騰検知を確実に行うことができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における加熱調理器の平面図、図２は、前記図１のA−Aにおける断面図、図３は操作パネルの正面図である。
尚、図１〜３において同一又は相当部分には同一符号を付す。
図１〜３において、筐体１の上面には、例えば結晶化ガラス等の耐熱絶縁材料で構成された平面状のトッププレート２が設けられている。前記トッププレート２の下方には、加熱手段として例えば渦巻き状に形成された２個の誘導加熱コイル３、４と、１個のラジエントヒータ５からなる電気加熱ヒーターが、該トッププレート２の裏面に近接して配設されている。前記誘導加熱コイル３、４は、前記トッププレート２の前方の左右方向に並べて配置され、前記ラジエントヒータ５は前記誘導加熱コイル３、４間の後方に配置されている。尚、前記誘導加熱コイル３、４、ラジエントヒータ５の配置位置や数については、これに限られるものでない。

前記トッププレート２の裏面には、２つの誘導加熱コイル３、４およびラジエントヒータ５のほぼ中間、すなわち、それらからほぼ等距離の位置に振動センサ６を取り付けている。この振動センサ６はトッププレート２上に載置される例えば鉄等の金属材料で構成される容器８内の被加熱物が沸騰した際に発生する気泡による振動をトッププレート２の振動として検出する。また、前記誘導加熱コイル３、４及びラジエントヒータ５と各々対向する部分の前記トッププレート２の裏面に当接して温度センサ１０ａ〜１０ｃが配設され、トッププレート２を介して、容器８の底面温度を検出する。

筐体１の前面に設けられた操作パネル１１は、図３に示すように、誘導加熱コイル３、４およびラジエントヒータ５の加熱開始／加熱停止を行う加熱スイッチ１１ａと、それぞれの火力設定を行う火力設定スイッチ１１ｂと、それぞれに沸騰検知モード（沸騰検知の対象とするモード）を設定する沸騰検知設定スイッチ１１ｃと、さらに、誘導加熱コイル３、４およびラジエントヒータ５に対応する前記容器８が沸騰状態のときに例えばＬＥＤ１１ｄによる点灯又は点滅で報知する視覚報知手段と、容器８が沸騰状態であることを音で報知する例えばスピーカー１１ｅによる音報知手段とを備えている。

また、筐体１には、前記振動センサ６から出力される検出信号を波形処理する信号処理手段１２、波形処理された検出信号を入力して前記容器８内の被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段１５を含み、同じく該検出信号から沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段１３、前記各々の加熱手段の加熱出力を制御する加熱制御手段１４が配置されている。

図４は加熱時間の経過に伴う被加熱物の温度変化（ａ）と振動センサによる検出信号の大きさの変化（ｂ）との関係を示す図である。これによれば、信号処理手段１２で平滑処理された振動センサの検出信号は、被加熱物の温度上昇に伴い、およそ８０℃近辺までは比較的小さなほぼ一定の値を示すが、およそ８０℃付近では急激に立ちあがり、沸騰状態、すなわち１００℃に至るやや手前の温度にて最大値に達し、その後１００℃に至る間にはその値が低下するような特性を示す。したがって、このような振動に起因する信号が沸騰検出手段１５、沸騰判定手段１３、および前記加熱制御手段１４に出力される。

なお、被加熱物が約８０℃以下の領域で発生する略一定の検出信号波形は、冷却ファン等の外乱を含んでいる可能性があるため、前記沸騰判定手段１３に予め閾値を設けてこの領域の検出信号波形を除去するようにしている。

次に、上記のように構成された加熱調理器において、１つの誘導加熱コイル３と、ラジエントヒータ５が同時に加熱動作を行ない、しかもそれぞれに沸騰検知モードが設定された場合の沸騰検知動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
被加熱物が収容された容器８を前記各加熱手段と対向する位置の前記トッププレート２に載置し、操作パネル１１から各誘導加熱コイル３およびラジエントヒータ５の火力設定を火力設定スイッチ１１ｂで、また、沸騰検知モード設定を沸騰検知設定スイッチ１１ｃで行い、加熱スイッチ１１ａにより加熱動作を開始すると、前記加熱制御手段１４は前記誘導加熱コイル３及びラジエントヒータ５に所定の電力を供給して、各々の容器８内の被加熱物が加熱される（Ｓ１）。

すなわち、誘導加熱コイル３は、前記加熱制御手段１４で前記誘導加熱コイル３に対し火力設定に合せた電流量の高周波電流を供給すると、誘導加熱コイル３に交番磁界が発生し、この交番磁界により、載置された容器８の底部に渦電流が流れ、この渦電流によるジュール熱で容器８自体が誘導加熱され、被加熱物が加熱される。一方、ラジエントヒータ５は通常の商用周波数の交流電力が供給され、ヒータ自体が発熱することにより、その輻射熱にて容器８が加熱される。

同時に、加熱動作の開始を受け前記振動センサ６が容器８の振動の検出動作を開始する（Ｓ２）。前記被加熱物が加熱されて行くに伴い、被加熱物の温度が約８０℃を越えた辺りから容器８内に細かい気泡が発生する。この気泡による圧力波によって容器が加振され、この加振力による振動がトッププレート２に伝わり、図４に示すように、前記振動センサ６がこれを捉えて出力が急激に上昇し始める。そして、被加熱物が約９５℃前後で振動レベルが最大となり、グラグラと沸騰する１００℃付近では容器８内の気泡が大きくなるため、振動レベルは逆に弱まり、振動センサ６の出力が低下傾向を示す。

前記振動センサ６による検出信号は、交流の半波波形であり、この振動センサ６の信号波形を前記信号処理手段１２により平滑処理し、図４（ｂ）に示す平滑波形信号に信号処理する（Ｓ３）。

前記信号処理手段１２により平滑処理された平滑波形信号の振動出力は、沸騰検出手段１５に入力され、図４のような変化を示す振動波形でその振動の大きさを検知することにより被加熱物が沸騰状態にあるかどうかを判定する（Ｓ４）。そして、沸騰検出手段１５が所定の大きさの振動を検知すると、いずれかの容器８中の被加熱物が沸騰状態に達したと判定し、誘導加熱コイル３およびラジエントヒータ５への電力の供給を停止する（Ｓ５）。

誘導加熱コイル３およびラジエントヒータ５への電力供給が停止される結果、それら加熱源に対向して置かれた容器８、つまり、各容器内の被加熱物の温度は低下して行き、各被加熱物の温度に起因する振動が減衰して行く。そこで、この振動の変化を振動センサ６で捉え、その変化率、すなわち、振動の減衰率を、前記沸騰判定手段１３の記憶領域に予め記憶させておいた誘導加熱コイル及びラジエントヒータによる沸騰時の加熱オフ後の容器の振動減衰率と対比することにより、沸騰した容器の加熱源が誘導加熱コイルによるものか、或いはラジエントヒータによるものかを判定する（Ｓ６）。

図６の曲線（ＩＨ）は、例えばステンレス鍋で水２０００ｃｃを誘導加熱コイル（出力１.５Ｋｗ）で加熱した場合の、加熱開始時から加熱オフ後に至る振動の変化を示したものである。容器の材質や水の量により、振動の変化に若干の違いはあるが、加熱時は容器自体が誘導加熱されるため、被加熱物の温度上昇が急激であって、振動の変化の立ち上がり早く、加熱オフ後は、誘導加熱コイル自身は発熱しないため、容器の温度は比較的短時間の内に下がり、振動の減衰も大きくなる。一方、図６の曲線（ＲＨ）は、例えばステンレス鍋で水２０００ｃｃをラジエントヒータ（出力１Ｋｗ）で加熱した場合の、加熱開始時から加熱オフ後に至る振動の変化を示したものである。上記同様に容器の材質や水の量により、振動の変化に若干の違いはあるが、輻射熱による加熱のため、容器の温度は緩やかに上昇し、振動の変化も緩やかに立ち上がる。加熱オフ後はラジエントヒータ自体の熱容量が大きく、容器８はこの熱の影響をしばらく受けるため、温度降下が遅くなり、振動の減衰も当然に小さくなる。したがって、このような加熱オフ後の誘導加熱コイルおよびラジエントヒータに対応する容器の振動の変化である減衰率を沸騰判定手段１３の記憶領域に予め記憶させておけばよい。なお、各加熱手段に対応する加熱オフ後の振動の変化については、容器材質、被加熱物の量等を変化させながら数種類のデータをとり、その平均値を記憶させるようにしてもよい。

したがって、誘導加熱コイル３で加熱する被加熱物が沸騰状態に達した場合、振動センサ６は誘導加熱コイル３で加熱される容器８の振動を検出し、検出信号を出力するから、沸騰判定手段１３は加熱制御手段１４を介して各加熱手段への電力の供給を停止する。その後も振動センサ６は誘導加熱コイル３に対応する容器の振動を検出しつづけ、かつ検出信号を出力するが、誘導加熱コイルによる加熱の場合、図６に示すように、その検出信号は急激に減衰するから、沸騰判定手段１３はその検出信号の減衰率を予め記憶しておいた減衰率と対比することにより、誘導加熱コイルでの減衰率に近ければ、誘導加熱コイル側が沸騰状態に達した判定する（Ｓ８）。そして、その判定情報を基に、前記操作パネル１１の視覚報知手段の前記ＬＥＤ１１ｄによる点灯又は点滅、及び音報知手段の前記スピーカー１１ｅにより利用者に沸騰状態である旨を報知（Ｓ１１）し沸騰検知を終了する。

一方、ラジエントヒータ５で加熱されている被加熱物が沸騰した場合も同様であり、この場合、容器８の振動は図６に示すように、加熱オフ後は比較的緩やかに振動が減衰するから、振動センサ６はその振動に対応した検出信号を出力し、沸騰判定手段１３はその検出信号に基づいて、予め記憶しておいた減衰率と対比することにより、ラジエントヒータでの減衰率に近ければ、ラジエントヒータ側が沸騰状態に達したと判定する（Ｓ７）。そして、操作パネル１１に設けた報知手段により、利用者に沸騰状態である旨を知らせる。なお、この実施形態においては、誘導加熱コイル３とラジエントヒータ５とが同時に加熱動作を開始するようなものについて説明したが、それぞれが時間を置いて加熱動作を開始するような場合も同じように判定することは可能である。
なお、図５におけるフローチャートのステップ（Ｓ８）から（Ｓ１０）は、２つの誘導加熱コイル３、４が同時に電力の給電がされていた場合に、誘導加熱コイル３、４のいずれが沸騰状態に達していたかを特定するための動作を示している。すなわち、誘導加熱コイル３、４に別々に電力を供給すると、電力を給電された時に振動センサ６から所定の信号出力が検出された方の誘導加熱コイル側が沸騰状態に達したと特定される（Ｓ９）。その後に、特定された誘導加熱コイル３又は４を前記加熱制御手段１４により加熱停止する（Ｓ１０）。そして、その情報を基に、前記操作パネル１１の各加熱手段毎に設けられた前記ＬＥＤ１１ｄによる点灯又は点滅、及び前記スピーカー１１ｅにより利用者に沸騰状態である旨を報知（Ｓ１１）し沸騰検知を終了する。

以上のように、沸騰判定手段の記憶領域に予め記憶させておいた誘導加熱コイル及びラジエントヒータによる沸騰時の加熱オフ後の容器の振動減衰率と、振動センサによる検出信号の振動減衰率との対比により、いずれの加熱手段による沸騰かを容易に判別することができる。また、沸騰状態である旨を視覚報知手段のＬＥＤや音報知手段のスピーカーにより警告報知するようにしたので、利用者は容器内の被加熱物が沸騰したことを視覚或いは聴覚で確実に把握することができ、その後の調理を遅滞なく実施することができる。

なお、本実施の形態において、誘導加熱コイルとラジエントヒータで夫々、例えば容器材質や水の量の異なる条件での沸騰後の加熱オフにおける振動減衰率を複数個、沸騰判定手段１３の記憶領域に予め記憶させ、この予め記憶させておいた誘導加熱コイルとラジエントヒータの振動減衰率と、加熱オフ後の振動センサから得られる検出信号の振動減衰率との対比により、誘導加熱コイルとラジエントヒータとの沸騰判別を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態において、誘導加熱コイルとラジエントヒータとの組合せの例について説明したが、例えば誘導加熱コイルとハロゲンヒータ、或いは誘導加熱コイルとシーズヒータとの組合せにおいても適用できるものである。この場合、前述同様に沸騰判定手段の記憶領域に、前記誘導加熱コイルとハロゲンヒータ、或いは、前記誘導加熱コイルとシーズヒータの、沸騰加熱オフ後の容器の振動減衰率を、夫々所定値として予め記憶させておくことはもちろんである。

また、誘導加熱コイルで沸騰した場合の加熱オフ後の振動レベルが、加熱開始直後の振動レベルに戻る（図６の加熱オフ後の傾き勾配部分）までの時間というのは、容器の材質や被加熱物の水の量により若干の違いはあるが約１０秒以下であることから、沸騰判定において、加熱オフ後の振動センサから得られる検出信号の振動レベルが加熱開始直後のレベルに戻るまでの時間が例えば約１０秒以下であれば誘導加熱コイル側が沸騰状態であると判定し、約１０秒以上であればラジエントヒータ側が沸騰状態であると判定してもよい。

また、誘導加熱コイルでの加熱オフ後の振動レベルが加熱開始直後の振動レベルに戻る（図６の加熱オフ後の傾き勾配部分）時間が約１０秒として、傾き勾配の略２分の１になるまでの時間、すなわち約５秒を境に誘導加熱コイルとラジエントヒータのいずれが沸騰状態であるかを判定するようにしてもよい。

また、本実施の形態において、振動センサを用いて、振動センサからの振動レベルで沸騰検知をする構成を説明したが、振動センサの代わりに、例えば音センサ（マイクロフォン）、歪センサを用いてもよく、これらのセンサの組合せでもよい。音センサは、例えばトッププレートの上面又は筐体内に配設され、容器内で発生する気泡による振動を音波として検出することができる。また、歪センサは、例えばトッププレートの裏面又は筐体に配設され、容器内で発生する気泡による圧力をトッププレートの歪として検出することができる。

また、本実施の形態において、振動センサを用いて沸騰検知をする構成を説明したが、各加熱手段に設けられた温度センサを補助的に用いて、振動センサと温度センサとで、沸騰検知をする構成としてもよい。例えば、前記振動センサで振動を検出した場合に、各温度センサの温度上昇変化率に基づいて、振動発生源の容器を抽出し、抽出した容器に対応した加熱手段の沸騰を特定させるようにしてもよい。

この発明の実施の形態１における加熱調理器の平面図である。この発明の実施の形態１に係る上記図１のＡ−Ａにおける断面図である。この発明の実施の形態１に係る加熱調理器操作部の正面図である。この発明の実施の形態１に係る加熱時間の経過に伴う被加熱物の温度変化（ａ）と振動センサによる検出信号の大きさの変化（ｂ）との関係を示す図である。この発明の実施の形態１に係る沸騰検知動作の一例を示すフローチャート図である。この発明の実施の形態１に係る誘導加熱コイル及びラジエントヒータにおける加熱開始時から加熱オフ後に至る振動の変化の一例を示した図である。

符号の説明

１筐体、２トッププレート、３、４誘導加熱コイル、５ラジエントヒータ、６振動センサ、８容器、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ温度センサ、１１操作パネル、１１ａ加熱スイッチ、１１ｂ火力設定スイッチ、１１ｃ沸騰検知設定スイッチ、１１ｄＬＥＤ、１１ｅスピーカー、１２信号処理手段、１３沸騰判定手段、１４加熱制御手段、１５沸騰検出手段。

Claims

被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、
このトッププレートの下方に各々配設された少なくとも一つの誘導加熱コイルと電気加熱ヒーターからなる複数の加熱手段とを備えた加熱調理器において、
前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、
この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、
被加熱物の沸騰による加熱停止後の各加熱手段に対応する容器の振動減衰率から沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段とを具備したことを特徴とする加熱調理器。
被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、
このトッププレートの下方に各々配設された少なくとも一つの誘導加熱コイルと電気加熱ヒーターからなる複数の加熱手段とを備えた加熱調理器において、
前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、
この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、
被加熱物の沸騰による加熱停止後の各加熱手段に対応する容器の振動減衰率を予め記憶し、前記加熱手段の沸騰による加熱停止後における前記振動検出手段からの出力による振動減衰率と、予め記憶しておいた振動減衰率とから沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段とを具備したことを特徴とする加熱調理器。
被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、
このトッププレートの下方に各々配設された少なくとも一つの誘導加熱コイルと電気加熱ヒーターからなる複数の加熱手段とを備えた加熱調理器において、
前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、
この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、
被加熱物の沸騰による加熱停止後の各加熱手段に対応する容器の振動減衰率から求めた中間的な基準の振動減衰率を記憶し、前記加熱手段の沸騰による加熱停止後における前記振動検出手段からの出力による振動減衰率と、予め記憶しておいた基準の振動減衰率とから沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段とを具備したことを特徴とする加熱調理器。
前記複数の加熱手段は、少なくとも一つの誘導加熱コイルと、ラジエントヒーターとからなることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の加熱調理器。
前記複数の加熱手段は、少なくとも一つの誘導加熱コイルと、ハロゲンヒーターとからなることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の加熱調理器。