JP2006012606A

JP2006012606A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2006012606A
Application number: JP2004188150A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takimoto; 等滝本; Katsuharu Matsuo; 勝春松尾
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: JP4346511B2

Abstract

【課題】被加熱物の温度を正確に検出でき、しかも被加熱物の温度変化を迅速に検出することができるようにする。
【解決手段】制御装置は目標温度Ｔ０を設定して誘導加熱コイルを駆動する（Ｓ１、Ｓ２）と共に３個の温度検知素子の出力を読み込む（Ｓ３）。そして、検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３のうち最も高い値を判定用温度Ｔｄとして設定し（Ｓ４）判定用温度Ｔｄと目標温度Ｔ０とを比較する（ステップ５）。判定用温度Ｔｄが目標温度Ｔ０に達すると、その状態を維持するように誘導加熱コイル３の入力電力を調節する（Ｓ６）と共に３個の温度検知素子の検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３の変化量を算出する（Ｓ７）。そして、変化量が所定値を上回ったことに基づき誘導加熱コイルの入力電力を大きくする。
【選択図】図４

Description

本発明は、調理容器の温度を検出する温度検出手段を備えた誘導加熱調理器に関する。

ＩＨクッキングヒータと呼ばれる誘導加熱調理器は、誘導加熱コイル及び前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ装置と、前記誘導加熱コイルの上方に配置され鍋などの調理容器が載置されるトッププレートを備えている。このような誘導加熱調理器では、前記トッププレートの下部に配設された温度検知素子により前記調理容器の温度を検出し、その検出結果に基づいてインバータ装置の駆動を制御するように構成されている。

この場合、調理容器が変形する等により調理容器の底面と温度検知素子とが離間すると、調理容器の実際の温度よりも低い温度を検出してしまう。そこで、複数の温度検出素子を設け、これら検出素子のうち最も調理容器に近接するものの検出温度、即ち、最も高い検出温度を調理容器の温度として、誘導加熱コイルを制御する誘導加熱調理器が考えられている。
特開２００２−１０２０６２号

ところで、沸騰した湯の中に温度の低い具材が投入された場合、或いは適温まで温度上昇した油の中に冷凍のコロッケを投入した場合等、被加熱物の温度が急激に低下した場合は、通常、被加熱物の温度を復帰させるために誘導加熱コイルの出力を大きくする制御が行われる。従って、このような場合は、温度が低下したことをできるだけ早く検知することにより、被加熱物の温度を素早く復帰させることができる。

ところが、温度の低い食材や冷凍コロッケ等が特定の部位に集中して投入された場合は、温度検出素子が配置されている部位によってその検出温度が低下し始めるタイミングが異なる。即ち、具材等の投入部位から離れた部位に配置されている温度検出素子の検出温度は、投入部位の近傍に配置されている温度検出素子の検出温度よりも遅れて低下し始める。従って、検出温度のうち最も高い温度のみに基づき温度が低下したことを判断すると、温度低下の検知が遅れてしまう場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は被加熱物の温度を正確に検出でき、しかも被加熱物の温度変化を迅速に検出することができる誘導加熱調理器を提供することである。

本発明に誘導加熱調理器は、誘導加熱コイルを有する誘導加熱手段と、前記誘導加熱コイルの上方に設けられ被加熱物が載置されるトッププレートと、前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に位置を異ならせて配置され前記被加熱物の温度を検出する複数の温度検出部と、前記複数の温度検出部により検出される温度のうち最も高い温度を判定する最高温度判定手段と、前記複数の温度検出部により検出される温度のうち少なくとも一つの温度の変化量を判定する温度変化判定手段と、前記最高温度判定手段及び前記温度変化判定手段による判定結果に基づき前記誘導加熱手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明は、複数の温度検出部の検出温度のうちの最も高い値に基づく誘導加熱手段の制御と、複数の温度検出部の検出温度の変化量に基づく誘導加熱手段の制御を組み合わせたことにより、被加熱物の正確な温度を検出しつつ、前記被加熱物の急激な温度変化を迅速に検出することができるため、被加熱物の温度を精度良く制御することができる。

以下、本発明をシステムキッチンに組み込まれる誘導加熱調理器に適用した一実施例について図１ないし図６を参照しながら説明する。
図１及び図２は本実施例に係る加熱調理器の全体構成を示すものである。これらの図において、加熱調理器本体１は、調理台２に対して上部から嵌め込まれる上ユニット１ａと、上ユニット１ａの下方部に位置し前記調理台２に対して前方から嵌め込まれる下ユニット１ｂとから構成されている。

上ユニット１ａは、加熱手段としての誘導加熱コイル３，４及びラジエントヒータ５を収容するケース６と、このケース６の上面開口部を塞ぐトッププレート７とを備えて構成されている。前記トッププレート７は外枠７ａに支持された状態で前記ケース６上に配設されている。前記外枠７ａの後部には排気口７ｂが形成されている。
前記トッププレート７の上面の前部には、誘導加熱コイル３，４に対応して誘導加熱部８，９が左右に並んで設けられている。前記トッププレート７の後部中央には、ラジエントヒータ５に対応してヒータ加熱部１０が設けられている。前記加熱部８〜１０には鍋やフライパン等の被加熱物Ｐ（図３参照）が載置されるようになっている。トッププレート７の上面には、各加熱部８〜１０の領域を確定する円形状の枠部が印刷されている。

本実施例に係る誘導加熱調理器は、トッププレート７の幅寸法が従来よりも大きい「ワイドトッププレート」タイプと称されるものであり、中華鍋等の直径寸法が大きい鍋が前記加熱部８，９に載置されても当該鍋がトッププレート７からはみ出ないようになっている。
前記トッププレート７のうち各誘導加熱部８，９の前部には、誘導加熱コイル３，４の出力状態を表示するコイル用出力表示部１１，１２が設けられている。また、トッププレート７の前部の中央部には、ラジエントヒータ５の出力状態を表示するヒータ用出力表示部１３が設けられている。

一方、ケース６は誘導加熱コイル３，４、ラジエントヒータ５を収容する薄形矩形箱状の収容部６ａと、その上部左右に張り出すフランジ６ｂとから構成されている。前記収容部６ａは、調理台２に形成された矩形状の開口２ａを通して前記調理台２に嵌め込まれ、前記フランジ６ｂは前記調理台２の上に載置される。
前記誘導加熱コイル３，４、ラジエントヒータ５は、いずれも収容部６ａ内のうち前記誘導加熱部８，９及びヒータ加熱部１０の下方部に配置された支持台１５に載置されている。前記ラジエントヒータ５は、ニクロム線に直流電流を通電することにより発熱するようになっている。

前記誘導加熱コイル３，４は、いずれも外部加熱コイル１６及び外部加熱コイル１６の内周部に配置された内部加熱コイル１７から構成されている。前記加熱コイル１６，１７はそれぞれの中心が一致するように間隔を置いて配置されている。前記加熱コイル１６，１７は連続する１本の素線から構成されており、例えば前記素線を９回巻回することにより外部加熱コイル１６が、１１回巻回することにより内部加熱コイル１７が構成されている。

トッププレート７の下面のうち各内部加熱コイル１７の上方に位置する部位には、それぞれ３個の温度検出部１８〜２０が配置されている。前記温度検出部１８〜２０の内の１個の温度検出部１８は内部加熱コイル１７の中心部に位置し、残りの２個の温度検出部１９，２０は外部加熱コイル１６と内部加熱コイル１７との間に位置している。前記温度検出部１８は、熱伝導性を有する例えば窒化アルミニウムを主成分としたセラミック製のケース内に収容された温度検出素子（いずれも図示せず）から構成されている。そして、前記温度検出部１８〜２０は、前記ケースの上面がトッププレートの下面に当接するように配置されている。前記温度検知素子の口出し線２４は支持台１５に形成された孔部１５ａを通して当該支持台１５の下方部に引き出され、図示しない配線基板に接続されている。

前記収容部６ａ内の後部右側には冷却ファン装置２５が配設されている。また、前記収容部内６ａには前記冷却ファン装置２５によって生成された風を誘導加熱コイル３，４の下部に導くダクト２６が配設されている。
一方、下ユニット１ｂは、ロースタ２８、前記ロースタ２８の前面扉２８ａの右部に設けられた操作パネル２９を備えて構成されている。前記ロースタ２８は図示しないシーズヒータを熱源とする。前記操作パネル２９には、電源スイッチ３０、前記誘導加熱コイル３，４、ラジエントヒータ５、ロースタ２１のシーズヒータをオン・オフしたり出力を調整したりするための操作ダイヤル３１、調理メニューを設定するためのメニュー設定キー３２、加熱状態等を表示する表示部３３が設けられている。

図３は、本実施例に係る誘導加熱調理器の電気的構成のうち一方（左方）の誘導加熱コイル３に関する部分を示す図である。図３において、制御手段としての制御装置３５はマイコンを主体として構成されたものであり、操作部３４及び温度検出部１８〜２０の温度検出素子の出力信号が入力されるようになっている。操作部３４は前記操作ダイヤル３１及びメニュー設定キー３２の操作に応じた信号を出力する。前記制御装置３５は、前記操作部３４及び温度検出部１８〜２０の出力信号に基づき表示部３３を制御したり、インバータ３６を制御して誘導加熱コイル３に高周波電流を供給したりする。

従って、制御装置３５及び誘導加熱コイル３（及び４）は誘導加熱手段として機能する。また、後述するように制御装置３５は、最高温度判定手段、温度変化量判定手段として機能する。尚、詳しい図示は省略するが、前記インバータ３６は並列接続されたパワー素子、例えばＩＧＢＴを備えたハーフブリッジインバータから構成されている。

次に上記構成の作用について図４のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、天ぷら等の揚げ物調理を行う場合について説明する。使用者は、トッププレート７の誘導加熱部８，９のいずれか、例えば左側の誘導加熱部８に被加熱物としての鍋を載置する。その後、操作パネル２９のメニュー設定キー３２を操作して「揚げ物調理メニュー」を設定した後、操作ダイヤル３１を操作して誘導加熱コイル３への通電を開始させる。これにより制御装置３５は図４のフローチャートに従い揚げ物調理を実行する。即ち、目標温度Ｔ０を設定し（ステップＳ１）、予め設定された制御プログラムに従い誘導加熱コイル３を駆動する（ステップＳ２）。この結果、鍋が誘導加熱されて鍋に収容されている油の温度が上昇する。

尚、油の温度の変化はトッププレート７に設けられた出力表示部１１にて確認することができる。また、誘導加熱コイル３への通電が開始されると、冷却ファン装置２５が駆動される。この結果、冷却ファン装置２５の送風作用によりダクト２６を経てケース６内に空気が流入し、当該ケース６内の流通した後、排気口７ｂから排出される。これにより、通電中の誘導加熱コイル３が温度上昇したり温度検出部１８〜２０等が誘導加熱コイル３によって加熱されて温度上昇したりすることが防止される。

続いて、制御装置３５は３個の温度検知素子の出力を読み込み（ステップＳ３）、これら検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３のうち最も高い値を判定用温度Ｔｄとして設定する（ステップＳ４）。そして、判定用温度Ｔｄと目標温度Ｔ０とを比較し（ステップ５）、判定用温度Ｔｄが目標温度Ｔ０よりも低い場合（ＮＯ）はステップＳ３に戻り、判定用温度Ｔｄが目標温度Ｔ０に達した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ６に移行する。尚、制御装置３５は、判定用温度Ｔｄが目標温度Ｔ０に達するまでは、その温度Ｔｄに基づき誘導加熱コイル３の入力電力を徐々に低下させる。

一方、ステップ６では、制御装置３５は鍋温度が目標温度Ｔ０に維持されるように誘導加熱コイル３への入力電力を調節する。この場合も、制御装置３５は３個の温度検出素子の検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３のうち最も高い温度に基づき鍋温度を判定する。また、制御装置３５は、３個の温度検知素子の出力を読み込み（ステップＳ７）、各検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３の変化量を算出する。ここでは、鍋温度が目標温度Ｔ０に維持された状態にあるときの各温度検出素子の検出温度を基準温度とし、その基準温度との差を各検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３の変化量とする。そして、各検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３の変化量が所定値（例えば３ｄｅｇ）を上回っているか否かを判断し（ステップＳ８）、いずれの検出温度の変化量も所定値以下であれば（ＮＯ）、ステップＳ６に戻る。

また、各検出温度Ｔｈ１〜Ｔｈ３の変化量の中に所定値を上回っているものがあれば（ＹＥＳ）、目標温度をＴ０′（Ｔ０′≦Ｔ０）に変更する（ステップＳ９）。そして、変化量が所定値を上回っている温度検出素子の検出温度を判定用温度Ｔｄ′に設定して誘導加熱コイル３の入力電力を大きくする（ステップＳ１０）。入力電力を大きくして誘導加熱コイル３を駆動する制御は、判定用温度Ｔｄ′が目標温度Ｔ０′に達するまで行われる（ステップＳ１１）。そして、判定用温度Ｔｄ′が目標温度Ｔ０′に達すると（ステップＳ１１にてＹＥＳ）、目標温度をＴ０に戻した後（ステップＳ１２）、ステップＳ３に戻る。

図５は、揚げ物調理時の油温度と誘導加熱コイルの入力電力（高周波電力）との関係を示す図である。図５中、横軸は誘導加熱コイルへの通電を開始してからの経過時間を、縦軸は油温度（℃）及び入力電力（ｋＷ）を示している。また、実線Ａは油温度を、実線Ｂは入力電力の変化を示している。図５に示すように、制御装置３５は、油温度が徐々に上昇して目標温度（約１９２℃）に達するように、誘導加熱コイルの入力電力を調節する。

図５中、矢印は例えば冷凍のコロッケが油の中に投入されたタイミングを示している。このように、油温度が目標温度に維持されている状態で具材が投入されると、油温度は急激に低下する。このとき、具材が投入された位置により３個の温度検出部１８〜２０の検出温度が低下し始めるタイミングが異なる。
例えば、具材が鍋の手前側に集中して投入されたときの３個の温度検出部１８〜２０の検出温度の変化パターンを図６に示す。図６は具材が投入される前後における油温度と３個の温度検出部１８〜２０による検出温度との関係を示すものであり、実線Ａは鍋温度、二点鎖線Ｂ１、一点鎖線Ｂ２、破線Ｂ３は、それぞれ中央、前部、後部の温度検出部１８，１９，２０の検出温度を示している。図６に示すように、具材が投入された部位に最も近い温度検出部１９の検出温度が低下し始めるタイミングは、その他の温度検出部１８，２０に比べて早い。従って、この場合は、具材が投入されてから約３０秒後に温度検出部１９の検出温度の変化量が所定値（３ｄｅｇ）に達し、これに基づき制御装置３５は鍋温度の低下、即ち具材が投入されたことを検知する（図４のステップＳ８の処理）。

このように、本実施例によれば、温度検出部１８〜２０を内部加熱コイル１７の中央部及び外部加熱コイル１６と内部加熱コイル１７との間に配置し、鍋温度が目標温度に達するまでの間及び鍋温度を目標温度に維持する間は、温度検出部１８〜２０の検出温度のうち最も高い温度を鍋温度とした。従って、鍋の底面が変形したり、誘導加熱部８，９に対して鍋がずれて配置されたりしているときであっても、鍋温度を正確に検知することができる。

また、鍋温度が目標温度に維持されている間は、温度検出部１８〜２０の検出温度の単位時間当たりの変化量を検出し、所定値を上回った変化量があることに基づき誘導加熱コイルの入力電力を大きくするように構成した。従って、油の中に具材が投入されて油温度が低下したことを素早く検知して目標温度に復帰させることができる。
そして、このように、検出温度のうち最も高い温度に基づく誘導加熱コイル３，４の制御と、単位時間当たりの変化量が最も大きい検出温度に基づく誘導加熱コイル３，４の制御を組み合わせたことにより、鍋温度を正確に検出しつつ鍋温度の変化を迅速に検出できるため、誘導加熱コイル３，４による被加熱物の加熱調理を良好に実行することができる。

尚、検出温度のうち最も高い温度に基づく誘導加熱コイル３，４の制御と、単位時間当たりの変化量が最も大きい検出温度に基づく誘導加熱コイル３，４の制御を組み合わせた方法は、揚げ物調理の他、フライパンを用いて野菜炒め等の加熱調理を行う場合にも適用でき、揚げ物調理と同様の効果が得られる。
また、「湯沸し」を行うときには次のような制御を行うと良い。即ち、やかん、鍋等の調理容器内の水が沸騰すると、温度検出部１８〜２０による検出温度の単位時間当たりの変化量は小さくなる。そこで、調理容器の温度が目標温度に達するまでは検出温度のうち最も高い温度に基づき誘導加熱コイル３，４の入力電力を調節し、目標温度に達した後は、温度検出部１８〜２０の検出温度のうちいずれかの単位時間当たりの変化量が所定値以下になったことに基づき水が沸騰したことを検知する。

更に、温度検出部１８〜２０の検出温度のうちいずれかの単位時間当たりの変化量が所定値を超えたことに基づき、調理容器内の被加熱物が煮詰まって焦げ付いていることや空炊き状態にあること等を検知することも可能である。

更に、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
野菜炒め調理に用いられる調理容器は通常、底面中央に凹部が設けられているため、中央の温度検出部と底面との距離は、コイル間温度検出部と底面との距離よりも長い。これに対して、揚げ物調理に用いられる調理容器は、通常、底面中央に凹部が設けられていない。そこで、野菜炒め調理を行う場合は、外部加熱コイルと内部加熱コイルとの間に配置された温度検出部の検出温度の変化量に基づき具材が投入されたことを判定し、揚げ物調理を行う場合は、中央の温度検出部の検出温度の変化量に基づき具材が投入されたことを判定するようにしても良い。

誘導加熱コイルは外部加熱コイルと内部加熱コイルとに分割されたものに限らず、連続的に巻回されたものでも良い。
温度検出部の数は、２個或いは４個以上でも良い。

本発明の一実施例に係る誘導加熱調理器の平面図一部を破断して示す誘導加熱調理器の正面図誘導加熱調理器のうち一の誘導加熱コイルに関する部分の電気的構成を示すブロック図温度検出部の選択処理を示すフローチャート揚げ物調理時における油温度と誘導加熱コイルの入力電流との関係を示す図目標温度に維持された状態の油に具材が投入される前後における油温度と３個の温度検出部による検出温度との関係を示す図

符号の説明

図面中、１は加熱調理器本体、３，４は誘導加熱コイル、７はトッププレート、１８〜２０は温度検出部、３２は調理メニュー設定キー、３５は制御装置（制御手段、最高温度判定手段、温度変化判定手段、誘導加熱手段）を示す。

Claims

誘導加熱コイルを有する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱コイルの上方に設けられ被加熱物が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に位置を異ならせて配置され前記被加熱物の温度を検出する複数の温度検出部と、
前記複数の温度検出部により検出される温度のうち最も高い温度を判定する最高温度判定手段と、
前記複数の温度検出部により検出される温度のうち少なくとも一つの温度の変化量を判定する温度変化判定手段と、
前記最高温度判定手段及び前記温度変化判定手段による判定結果に基づき前記誘導加熱手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする誘導加熱調理器。
温度変化判定手段は、複数の温度検出部により検出される温度の単位時間における変化量のうち最も大きい変化量を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
調理メニューを設定するメニュー設定手段を備え、
温度変化判定手段は、設定された調理メニューに応じた位置に配置されている温度検出部により検出される温度の単位時間における変化量を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。