JP2005347000A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導加熱調理器においては、天板上に載せられた鍋の温度を精度良く検出すること。
【解決手段】鍋１を加熱する加熱コイル３と、前記加熱コイル３の上部で鍋１を載置する天板２と、前記天板２下面に置かれ前記鍋１底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段６と、前記赤外線検出手段６の出力を増幅する増幅手段１２と、前記増幅手段１２の増幅率を切り替える切替手段１３と、前記増幅手段１２の出力により鍋１底面温度を検出する温度検知手段９と、前記温度検知手段９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１０とにより、鍋底の温度が広範囲に変化してもそれに合わせて正確に赤外線量を検知し制御を行う誘導加熱調理器としているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、天板上の鍋の温度を精度良く検出することができる加熱調理器全般に応用できる。

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、鍋を載置する天板を介してサーミスタで温度を検出する方式がある。また、鍋の側面から放射された赤外線を天板上面後方の赤外線センサで検出し温度を検出するものもある。さらには天板下面に赤外線センサを配置し、鍋からの赤外線を天板越しに検知するものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開平０３−１８４２９５号公報

従来の構成の誘導加熱調理器では、鍋の温度を天板を介してサーミスタが受熱し、温度を検出している。ここで、セラミックからなる天板２は低い熱伝達率であり、この天板２の熱応答の遅れにより、実際の鍋の温度と誤差が発生し、被加熱物の温度が精度良く検出できないものである。また図９に示した従来の構成の誘導加熱調理器では、天板後方の赤外線センサ１８では、太陽光や照明などの外乱光の影響を受け、正確な温度検知ができない。さらに、天板下面に赤外線センサを配置した構成のみの誘導加熱調理器では、赤外線の放射エネルギーが１００℃以下の低温と３００℃程度の高温とでは大きな差があり、同一の増幅率では広範囲の温度検知に対応できない。また、天板からの赤外線放射も含まれるため検知温度に誤差が生じてしまうといった課題があった。

本発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下面に置かれ前記鍋底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の増幅率を切り替える切替手段と、前記増幅手段の出力により鍋底面温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知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、前記制御手段は前記温度検知手段の検知温度に応じて加熱制御を行う自動調理モードと、使用者により設定される出力で加熱する加熱モードとの加熱シーケンスを備え、前記自動調理モードで動作するときは前記増幅手段の増幅度を前記加熱モードでの加熱に比べ大きく切り替えるようにしているので、温度変化の少ない自動調理モードで動作するときは前記増幅手段の増幅度を前記加熱モードでの加熱に比べ大きき切り替えるため、些細な温度変化も見逃すことなく検出でき精度の良い調理が行えるものとしている。

以上のように本発明によれば、鍋の温度を天板を介して赤外線検出手段で検出する構成において、増幅率を変えることで、広範囲の温度検知が行え、また天板の温度により赤外線検出手段の検出温度に補正をかけることで安定して温度検知および制御が行える誘導加熱調理器が実現できるものである。

請求項１に記載の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下面に置かれ前記鍋底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の増幅率を切り替える切替手段と、前記増幅手段の出力により鍋底面温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知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、前記制御手段は前記温度検知手段の検知温度に応じて加熱制御を行う自動調理モードと、使用者により設定される出力で加熱する加熱モードとの加熱シーケンスを備え、前記自動調理モードで動作するときは前記増幅手段の増幅度を前記加熱モードでの加熱に比べ大きく切り替える誘導加熱調理器としているものである。

これによって、自動調理モードで動作するときは前記増幅手段の増幅度を前記加熱モードでの加熱に比べ大きく切り替えるようにしているので、温度変化の少ない自動調理モードで動作するときは前記増幅手段の増幅度を前記加熱モードでの加熱に比べ大きき切り替えるため、些細な温度変化も見逃すことなく検出でき精度の良い調理が行えるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記天板下面に配置され前記天板の温度を検知する第二の温度検知手段を有することにより、前記天板の温度で前記赤外線検出手段による前記温度検知手段の出力に補正をかけることができ、上記の効果に加え、鍋底温度が常に安定して検知できるものである。

請求項３に記載の発明は、上記に加え、加熱される鍋がもっとも早く高温になる前記加熱コイルの外周と内周の略中間位置の前記天板下面に前記赤外線検出手段および第二の温度検出手段を配置した構成とすることで、特に空の鍋あるいは空に準ずる状態の鍋底及び鍋内側の温度をより応答性よく検知できるものである。

（実施の形態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１と、鍋１を載せる天板２と、加熱コイル３と、加熱コイル３に高周波電流を供給し鍋１を電磁誘導で発熱させるインバータ５と、赤外線検知手段６と、加熱コイル３からの漏れ磁束が前記赤外線検出手段６へ通らないようにする防磁手段７と、鍋１からの赤外線を効率よく導く反射手段８と、赤外線検出手段６の出力により鍋１の温度を検知する温度検出手段９と、温度検出手段９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１１とを備えたものである。制御手段１１は赤外温度検知手段６の検知温度に応じて加熱制御を行う自動調理モードと、使用者により設定される出力で加熱する加熱モードとの加熱シーケンスを備えている。そして、前記自動調理モードで動作するときは増幅手段１２の増幅度を前記加熱モードでの加熱に比べ大きく切り替えるように動作する。

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１０からの制御によりインバータ５から加熱コイル３に電力を供給する。この加熱コイル３に電力が供給されると、加熱コイル３に誘導磁界が発生し、天板２上の鍋１が誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋１の温度が上昇し、鍋１内の被加熱物が調理される。ここで赤外線検出手段６の動作について説明する。鍋１の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が鍋から放射される。ここで図２に示すように、一般に物体から放射される赤外線エネルギーは、その温度で決まり、温度が高くなるほど大きくかつ短波長側にも拡大する。本実施例の調理器に用いられる天板に使用されるガラスセラミックなどは２．５μｍ以下の波長域の赤外線に対しては９０％以上透過できるため、鍋底温度が６０℃以上になった場合には、２．５μｍ以下の波長域の赤外線放射エネルギーが、赤外線検知手段６に入射される。ここで、赤外線検出手段６は、０．７〜２．５μｍ以下の波長域の赤外線に対して高感度の検出性能があるＩｎＧａＡｓ ＰＩＮフォトダイオードなどで構成されている。このＰＩＮフォトダイオードによって図３に示すような鍋底の温度に合わせた出力電流が得られることになる。ただし、図３に示すとおり、出力電流と鍋底温度とは直線的な相関関係ではない。これは高温になれば急激に放射エネルギーが増大するためである。そこで、温度検知の温度域によって増幅率を変更しなければならない。図４は温度検出手段のブロック図である。６は赤外線検出手段のＩｎＧａＡｓ ＰＩＮフォトダイオード、１１は赤外光の照射に合わせて流れるダイオード電流を電圧に変換する電流−電圧変換回路、９は温度検出手段であり、その内部に、１２の増幅手段、１３の切替手段、１４の制御部を有している。湯沸かしや炊飯などの自動調理メニューを行う際には、１３０℃以下の範囲の温度を検知するために増幅率を高くして６０〜１３０℃の領域をフルレンジとして検知する。また炒め物や過昇防止などの３５０℃までの変化を検知するためには増幅率を低くして検知する。その切替えを制御部１４から調理メニューに合わせて切替手段１３により行い、メニューにあった温度域の温度検知を正確に高精度に行うことができる。

（実施の形態２）
図５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、第二の温度検出手段があることが実施例１と異なるだけで、それ以外の同一構成及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。１５は第二の温度検出手段である。

上記実施例２において、第二の温度検出手段１５は天板２にシリコンオイルなどを介して接触しているサーミスタなどで構成されている。この構成により、鍋からの赤外線が透過する範囲の天板の温度が検出できる。天板２は２．５μｍ以下の波長域の赤外線に対しては９０％程度の透過率があるが、残りの１０％は天板自身の温度を赤外線検出手段に放射していることになる。湯沸かしなどを行った場合、その天板２の温度は鍋底の温度変化に対しては遅れがあるものの、少しずつ鍋底温度に近づいてくる。この天板２の温度が６０℃を越えた範囲では天板から１０％の放射エネルギーが赤外線検出手段に入射されるので、鍋底の温度は変化していないにもかかわらず、検知温度が図６（ａ）に示すように少しずつ上昇する。この影響を第二の検出手段１５により、天板の温度で補正をかけることでなくす。例えば、赤外線検出手段の出力から第二の温度検出手段の出力に定数を乗算したものを差し引くことで、図６（ｂ）のように天板の温度変化の影響を無くした鍋底の検出温度が求めることができる。これによって、例えば沸騰点の検知などの変化は補正せずに屈曲点で検知できるが、沸騰安定後に所定の温度まで温度低下させる低温煮込みなどの制御や、負荷が投入された後に復帰させなどの制御が容易に可能となる。

また、図７に示すように天板の温度が例えば１５０℃など高い場合には、１０％の放射エネルギーでも赤外線検出手段による温度検知に大きく影響がでる。この影響はなくすために図８に示すような温度検出手段を用いても良い。図８において１５は第二の温度検出手段、１６は温度検出手段、１８は減算手段、１９は制御部である。ここでこの動作は、電流−電圧変換回路後の出力に対し、第二の温度検出手段１５の出力に合わせて減算手段１８で出力を減少させる。この減算された出力を増幅手段１２で増幅し制御部に入力され検出温度が算出される。この場合ノイズ分である天板の影響が大きいため、増幅する前に減算することで、鍋底の温度変化に対応した赤外線検出手段の変化を高分解能で検知することが可能となる。これにより、天板の温度の影響をより低減して、鍋底の温度検知が正確に行うことができるものである。

またさらに、この温度検出手段を、鍋底の加熱分布によりもっとも温度が早く立ち上がるコイルの内径と外径の中間点に位置させることで、過昇防止などにさらに有効に使用できる構成にすることができる。

本発明は、天板上の鍋の温度を精度良く検出することができる加熱調理器全般に応用できる。

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図 本発明の実施例１における天板を透過する赤外線の分布および赤外線検出手段の感度波長域を示すグラフ 本発明の実施例１における赤外線検出手段の出力と温度の関係を示す図 本発明の実施例１における温度検出手段を示すブロック図 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図 （ａ）本発明の実施例２における補正前の温度検出データを示すグラフ（ｂ）本発明の実施例２における補正後の温度検出データを示すグラフ ブロック図本発明の実施例２における温度検出データを示すグラフ 本発明の実施例２における温度検出手段を示す図 従来の赤外線センサを用いた誘導加熱調理器のブロック図

符号の説明

１ 鍋
２ 天板
３ 加熱コイル
４ 赤外線センサ
５ インバータ
６ 赤外線検出手段
７ 防磁手段
８ 反射手段
９、１６ 温度検出手段
１０、１７ 制御手段
１１ 電流−電圧変換手段
１２ 増幅手段
１３ 切替手段
１４ 制御部
１５ 第二の温度検出手段

Claims (3)

1. 鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下面に置かれ前記鍋底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の増幅率を切り替える切替手段と、前記増幅手段の出力により鍋底面温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知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、前記制御手段は前記温度検知手段の検知温度に応じて加熱制御を行う自動調理モードと、使用者により設定される出力で加熱する加熱モードとの加熱シーケンスを備え、前記自動調理モードで動作するときは前記増幅手段の増幅度を前記加熱モードでの加熱に比べ大きく切り替える誘導加熱調理器。
2. 天板下面に配置され天板の温度を検知する第二の温度検知手段を有する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 加熱される鍋が高温になる前記加熱コイルの外周と内周の略中間位置の前記天板下面に前記赤外線検出手段および第二の温度検出手段を配置した構成とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。

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