JP2005322559A - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の誘導加熱調理器では被加熱物の材質による放射率の補正を正確に行う手段が無かった。
【解決手段】制御手段は、前記温度補正値記憶手段９に記憶されている温度補正値で温度検知手段６による被加熱物の検知温度を補正し、その補正された被加熱物の温度に応じて前記インバータ回路４の出力の大きさを制御する構成により、水を入れた被加熱物の沸騰時の温度検知手段６の検知温度を１００℃に補正することにより、精度良く被加熱物の温度を検知することができる。
【選択図】図１
【解決手段】制御手段は、前記温度補正値記憶手段９に記憶されている温度補正値で温度検知手段６による被加熱物の検知温度を補正し、その補正された被加熱物の温度に応じて前記インバータ回路４の出力の大きさを制御する構成により、水を入れた被加熱物の沸騰時の温度検知手段６の検知温度を１００℃に補正することにより、精度良く被加熱物の温度を検知することができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、主として一般家庭で使用される誘導加熱調理器に関するものである。
従来この種の誘導加熱調理器としては、図１１、１２に示すように、トッププレート２５に置かれた調理鍋２４を加熱コイル２３から発生する高周波磁界により誘導加熱する誘導加熱調理器において、サーミスタ等の接触式温度検知素子で構成される感熱素子２６と、調理鍋２４の放射エネルギーを検知する赤外線センサ２７とを有する構成で、感熱素子２６で絶対温度を検知し、赤外線センサ２７で温度変化を検知することにより、調理鍋２４の急激な温度変化に素早く反応する加熱制御を行うものであった（例えば、特許文献１参照）。
特許第２８９７３０６号公報
しかし前記従来の誘導加熱調理器では、調理鍋２３の底面が反ってトッププレート２４から浮いていると感熱素子２５に被加熱物２の温度が正しく伝わらないため、正確に温度を制御することが困難であるという課題があった。また、あらかじめ温度が上がっている調理鍋２３をセットされた直後は、感熱素子２５に調理鍋２３の温度が伝わるまでかなりの時間要するため、その間は正確に温度を制御することが困難であるという課題もあった。
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、水が入った鍋で構成される被加熱物と、高周波磁界を発生し前記被加熱物を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、被加熱物の放射エネルギー量で前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検出手段の検出値の変化を算出する温度変化算出手段と、加熱を開始して所定時間以上経過するかまたは前記温度変化算出手段の算出値が第一の所定値以上の後に前記温度変化算出手段の算出値が第二の所定値以下の時に前記温度検知手段の検出値を補正する温度補正手段と、この温度補正手段の温度補正値を記憶する温度補正値記憶手段とを備え、前記出力制御手段は前記温度補正値記憶手段に記憶されている温度補正値で温度検知手段による被加熱物の検知温度を補正し、その補正された被加熱物の温度に応じて前記インバータ回路の出力の大きさを制御するものである。
これによって、前記温度変化算出手段の算出値が第二の所定値以下となって温度検出手段の検出値が安定した時、即ち水と鍋の温度が１００度に安定した時に、温度検出手段の検出値は１００度であると温度補正手段で補正することができる。よって鍋の色や材質に関わらず正確に鍋の温度を検出することが可能であるので、被加熱物の温度を目的の温度に正確にコントロールすることができる。
本発明の誘導加熱調理器は、温度検知手段が被加熱物の放射エネルギー量で前記被加熱物の温度を検知して、この温度が所定の温度になるようにインバータの出力の大きさを制御するものである。
このとき被加熱物の温度が沸騰１００度で安定した時の温度を基に温度検知手段の温度を温度補正手段が補正することにより、被加熱物の鍋の色や材質の違いによる放射エネルギーの違いを補正して正確に被加熱物の温度を検出することができる。よって被加熱物の温度を目的の温度に正確にコントロールすることができるものである。
第１の発明は、水が入った鍋で構成される被加熱物を高周波磁界を発生し加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、被加熱物の放射エネルギー量で前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検出手段の検出値の変化を算出する温度変化算出手段と、加熱を開始して所定時間以上経過するかまたは前記温度変化算出手段の算出値が第一の所定値以上の後に前記温度変化算出手段の算出値が第二の所定値以下の時に前記温度検知手段の検出値を補正する温度補正手段と、この温度補正手段の温度補正値を記憶する温度補正値記憶手段とを備え、前記出力制御手段は、前記温度補正値記憶手段に記憶されている温度補正値で温度検知手段による被加熱物の検知温度を補正し、その補正された被加熱物の温度に応じて前記インバータ回路の出力の大きさを制御することにより、被加熱物の温度を正確に検知して目的の温度に正確に制御することができる。
第２の発明は、第１の発明の温度補正値記憶手段を不揮発性とすることにより、一度温度補正値を記憶すれば、何度でも、どの温度にでも被加熱物の温度を正確に制御することができる。
第３の発明は、第２の温度補正記憶手段は複数の鍋の温度補正値を記憶する構成で、前記複数の鍋から使用者が１つを選択する入力操作部を備えることにより、複数の鍋から使用者が使用する鍋を、何度でも、どの温度にでも被加熱物の温度を正確に制御することができる。
第４の発明は、第２の発明に加えて、本体内部に設けられる第一の通信部は、本体外部に設けられる第二の通信部と第二の記憶部と電源部とから構成される第二の温度補正値記憶手段に、温度補正手段による温度補正値を第一の通信部から第二の通信部に転送し前記第二の記憶部に記憶することにより、温度補正値記憶手段の記憶容量を容易に増やすことができ、無数の鍋の温度補正値を記憶することができる。
第５の発明は、第４の発明の温度補正値記憶手段を被加熱物に備えることにより使用者が鍋を置くだけで自動的にその鍋の温度補正値に従って正確な温度制御を行うことができる。
第６の発明は、第５の発明の電源部は、第一の通信部による電磁波エネルギーあるいは、誘導加熱コイルによる電磁波エネルギーにより発生する電圧を通信部および記憶部に供給することにより、二次電池のように消耗による交換や充電の煩わしい作業が不要となる。
（実施の形態１）
図１〜図５を用いて本発明の一実施例について説明する。図１において、１は鍋やフライパン等の被加熱物、２は被加熱物１を乗せるトッププレート、３は高周波磁界を発生する加熱コイル、４は加熱コイル３に高周波電流を供給するインバータ回路、５はインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段、６は被加熱物１の温度を放射エネルギー量で検知する温度検知手段、７は温度検知手段６の検出値から温度変化を算出する温度変化算出手段、８は温度検知手段６の検出値を補正する温度補正値を算出する温度補正手段、９は温度補正手段８の温度補正値を記憶する温度補正値記憶手段、１０は本体で、これらにより誘導加熱調理器が構成されている。インバータ回路４の一例は図２に示すように、商用電源を整流する整流回路１１、パワー半導体素子２個からなるプッシュプル構成の高周波スイッチング回路１２、この高周波スイッチング回路１２の２個のパワー素子を交互にＯＮ／ＯＦＦを制御するドライブ回路１３で実現されている。そして、出力制御手段５は前記ドライブ回路が交互にＯＮ／ＯＦＦする周期を制御することによりインバータ回路４から加熱コイル３に供給する出力の大きさを制御することができる。温度検知手段６は図３に示すように光半導体素子１４と増幅回路１５とから構成される光学式の非接触温度センサで、図中の矢印で示すように被加熱物１から放射される放射エネルギーの量に応じて変化する出力電圧によって温度を検知することができる。出力制御手段５は温度検知手段６の検出値を基にインバータ回路４の出力の大きさを制御することによって被加熱物１の温度を自在に制御することができる。この光学式の非接触温度センサを用いた温度制御システムは、サーミスタ等の接触式温度センサに比べて即応性の良い高精度の温度制御を実現することができる。ところが次に説明するように被加熱物１の色や材質による放射率の違いにより、検知温度に誤差が生じるという課題があった。
図１〜図５を用いて本発明の一実施例について説明する。図１において、１は鍋やフライパン等の被加熱物、２は被加熱物１を乗せるトッププレート、３は高周波磁界を発生する加熱コイル、４は加熱コイル３に高周波電流を供給するインバータ回路、５はインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段、６は被加熱物１の温度を放射エネルギー量で検知する温度検知手段、７は温度検知手段６の検出値から温度変化を算出する温度変化算出手段、８は温度検知手段６の検出値を補正する温度補正値を算出する温度補正手段、９は温度補正手段８の温度補正値を記憶する温度補正値記憶手段、１０は本体で、これらにより誘導加熱調理器が構成されている。インバータ回路４の一例は図２に示すように、商用電源を整流する整流回路１１、パワー半導体素子２個からなるプッシュプル構成の高周波スイッチング回路１２、この高周波スイッチング回路１２の２個のパワー素子を交互にＯＮ／ＯＦＦを制御するドライブ回路１３で実現されている。そして、出力制御手段５は前記ドライブ回路が交互にＯＮ／ＯＦＦする周期を制御することによりインバータ回路４から加熱コイル３に供給する出力の大きさを制御することができる。温度検知手段６は図３に示すように光半導体素子１４と増幅回路１５とから構成される光学式の非接触温度センサで、図中の矢印で示すように被加熱物１から放射される放射エネルギーの量に応じて変化する出力電圧によって温度を検知することができる。出力制御手段５は温度検知手段６の検出値を基にインバータ回路４の出力の大きさを制御することによって被加熱物１の温度を自在に制御することができる。この光学式の非接触温度センサを用いた温度制御システムは、サーミスタ等の接触式温度センサに比べて即応性の良い高精度の温度制御を実現することができる。ところが次に説明するように被加熱物１の色や材質による放射率の違いにより、検知温度に誤差が生じるという課題があった。
図４は被加熱物１の温度と温度検知手段６の検知温度との相関を示している。温度検知手段６の検知温度は被加熱物１の温度と比例関係にあるが、被加熱物１の材質によって検知温度と被加熱物１の温度に誤差が発生してしまう。図４では被加熱物の温度が１００℃の例を示しているが、温度検知手段６の検知温度は被加熱物１の材質が鉄、ステンレス、アルミの場合で、被加熱物１の実際の温度は１１０℃、１００℃、９０℃となっている。この誤差は、図５に示すように被加熱物１の材質によって放射率が異なるために発生してしまう。温度検知手段６と被加熱物１の温度の相関をステンレスを基準に決定すると、アルミは放射率が低いので温度検知手段６の検知温度は実際の被加熱物１の温度より低く検知してしまう、また鉄は放射率が高いので温度検知手段６の検知温度は実際の被加熱物１の温度より高く検知してしまう。
この様な温度検知の誤差の補正方法を次に説明する。図６（ａ）に示すように、鍋に水を入れた被加熱物１は加熱とともに温度上昇し、水が沸騰すると１００℃で安定する。このとき、温度検知手段の検出値は図６（ｂ）に示すような温度変化を示す。温度変化算出手段は温度検知手段の一定時間あたりの変化量を計算する。この変化量を図６（ｃ）に示す。温度補正手段は温度変化算出手段の算出値により温度の変化が図６（ｄ）に示す第一の所定値を越えてから、図６（ｅ）に示す第二の所定値以下となると、その時の温度検出手段の検出値Ｖ１が１００℃となるように、温度検出手段の検出値と被加熱物の温度との変換特性を補正する。即ち図８に示すように補正前の図８（ａ）から図８（ｂ）の特性に補正する。この時の温度検知手段６の検出値Ｖ１を温度補正値記憶手段９に記憶する。その後の加熱時は出力制御手段５は温度補正値記憶手段９に記憶されている温度補正値Ｖ１に基づいて図７に示したように温度検知手段６の検出値を補正することによって、鍋の色や材質に関わらず目標の温度に正確に制御することができる。
次に、温度補正値記憶手段９がＥＥＰＲＯＭのように電源ＯＦＦでも記憶内容が消えないデバイスを用いて構成すると、一端電源をＯＦＦしても温度補正値を記憶しているので、再度温度補正値を記憶する必要がない。
また図８に示すように、温度補正値記憶手段９に複数個の鍋の温度補正値を記憶させ、ある鍋で加熱調理をするときに使用者が温度補正値を選択するための操作入力部１６を設けている。出力制御手段５は操作入力部１６で選択された温度補正値を用いて温度検知手段６の検出値を補正して正確に鍋の温度を検知することができる。
（実施の形態２）
図９、図１０を用いて実施の形態２について説明する。図９において、１７は本体の内部に設けられた第一の通信部で、本体外部の第二の通信部１８と無線通信する構造となっている。２１は第二の温度補正値記憶手段で第二の通信部１８と第二の記憶部１９と電源部２０とから構成されており、電源部２０を電源として第二の通信部１８から第一の通信部１７に記憶部１９の温度補正値を無線通信にて転送する。以下一連の動作について説明する。使用者は選択した鍋に水を入れて、操作部１６により鍋番号を選択したのちに加熱スタートする。出力制御手段５は温度補正手段８の温度補正値を第一の通信部１７から第二の通信部１８に転送する。第二の通信部は１８、その温度補正値を記憶部１９に記憶する。この作業を繰り返すことにより使用者は複数の鍋について温度補正値を記憶部１９に保存することができる。以降は補正温度に基づいて正確な温度制御が可能になる。使用者は選択した鍋をトッププレートに置いて、入力操作手段１６で鍋番号を選択したのち加熱スタートする。出力制御手段５は第二の通信部１８から第一の通信部１７に所定の鍋番号の温度補正値を受信し、その温度補正値によって温度検知手段６の検出値を補正することによって鍋の放射特性に応じた正確な温度検知が可能となる。これによって複数の鍋の加熱制御を正確に行うことができる。
図９、図１０を用いて実施の形態２について説明する。図９において、１７は本体の内部に設けられた第一の通信部で、本体外部の第二の通信部１８と無線通信する構造となっている。２１は第二の温度補正値記憶手段で第二の通信部１８と第二の記憶部１９と電源部２０とから構成されており、電源部２０を電源として第二の通信部１８から第一の通信部１７に記憶部１９の温度補正値を無線通信にて転送する。以下一連の動作について説明する。使用者は選択した鍋に水を入れて、操作部１６により鍋番号を選択したのちに加熱スタートする。出力制御手段５は温度補正手段８の温度補正値を第一の通信部１７から第二の通信部１８に転送する。第二の通信部は１８、その温度補正値を記憶部１９に記憶する。この作業を繰り返すことにより使用者は複数の鍋について温度補正値を記憶部１９に保存することができる。以降は補正温度に基づいて正確な温度制御が可能になる。使用者は選択した鍋をトッププレートに置いて、入力操作手段１６で鍋番号を選択したのち加熱スタートする。出力制御手段５は第二の通信部１８から第一の通信部１７に所定の鍋番号の温度補正値を受信し、その温度補正値によって温度検知手段６の検出値を補正することによって鍋の放射特性に応じた正確な温度検知が可能となる。これによって複数の鍋の加熱制御を正確に行うことができる。
図１０は温度補正値記憶手段２１の一実施形態を示している。図１０では温度補正値記憶手段２１が鍋に備え付けられている。このとき記憶部１９に記憶されている温度補正値はセットされている鍋の特性に基づいた値である。即ち、複数の鍋に対して一品一様に温度補正記憶手段２１が備え付けられている。使用者は選択した鍋をトッププレートに置いて、加熱スタートするだけで、あとは出力制御手段５が自動的に鍋に備え付けの温度補正値記憶手段２１から温度補正値を受信して、その温度補正値に従って温度検知手段６の検知温度を補正することにより正確な鍋の温度を検知することができる。
以上のように請求項１〜６に記載の発明によれば、被加熱物の色や材質の影響無く高精度に被加熱物の温度を所定温度に維持することができる。
１ 被加熱物
３ 加熱コイル
４ インバータ回路
５ 出力制御手段
６ 温度検知手段
７ 材質検出手段
８ 温度補正手段
９ 温度補正値記憶手段
１６ 入力操作部
３ 加熱コイル
４ インバータ回路
５ 出力制御手段
６ 温度検知手段
７ 材質検出手段
８ 温度補正手段
９ 温度補正値記憶手段
１６ 入力操作部
Claims (6)
- 高周波磁界を発生し被加熱物を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、被加熱物の放射エネルギー量で前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検出手段の検出値の変化を算出する温度変化算出手段と、加熱を開始して所定時間以上経過するかまたは前記温度変化算出手段の算出値が第一の所定値以上の後に前記温度変化算出手段の算出値が第二の所定値以下の時に前記温度検知手段の検出値を補正する温度補正手段と、この温度補正手段の温度補正値を記憶する温度補正値記憶手段とを備え、前記出力制御手段は、前記温度補正値記憶手段に記憶されている温度補正値で温度検知手段による被加熱物の検知温度を補正し、その補正された被加熱物の温度に応じて前記インバータ回路の出力の大きさを制御する誘導加熱調理器。
- 温度補正値記憶手段を不揮発性とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
- 温度補正記憶手段は複数の鍋の温度補正値を記憶し、前記複数の鍋から使用者が１つを選択する入力操作部を備える請求項２に記載の誘導加熱調理器。
- 本体内部に設けられる第一の通信部は、本体外部に設けられる第二の通信部と第二の記憶部と電源部とから構成される第二の温度補正値記憶手段に、温度補正手段による温度補正値を第一の通信部から第二の通信部に転送し前記第二の記憶部に記憶する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
- 第一の通信部は、被加熱物に備える第二の温度補正値記憶手段に温度補正値を転送する請求項４に記載の誘導加熱調理器。
- 電源部は、第一の通信部による電磁波エネルギーあるいは、誘導加熱コイルによる電磁波エネルギーにより発生する電圧を第二の通信部および第二の記憶部に供給する請求項５に記載の誘導加熱調理器。
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|---|---|---|---|---|
| JP2010277976A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 加熱調理器 |
| JP2012049000A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Panasonic Corp | 誘導加熱調理器 |
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