JP2006344456A

JP2006344456A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2006344456A
Application number: JP2005167989A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tominaga; 博富永; Chika Mae; 知香前; Naoaki Ishimaru; 直昭石丸; Kenji Watanabe; 賢治渡辺; Masayo Haji; 雅代土師
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: JP4839682B2

Abstract

【課題】アルミニウムなどの負荷鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器においても、赤外線センサによる制御を実現させた誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】負荷鍋１１と、加熱コイル１３と、インバータ回路１４と、負荷鍋１１が非磁性鍋か磁性鍋かを判定する鍋種判定手段１６と、非磁性鍋の加熱時に生じる負荷鍋１１の浮力を低減する浮力低減板１５と、負荷鍋１１からの赤外線放射を検知する赤外線センサ１７と、赤外線センサ１７の出力より負荷鍋温度を算出する温度算出手段１８と、温度算出手段１８での算出温度に応じてインバータ回路１４の出力を制御する制御手段２０とを備え、制御手段２０は、非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段１８による検知温度を補正するようにした。これにより、浮力低減板１５からの赤外線の影響を補正し、赤外線センサ１７により応答性のよい制御を実現して、調理性能を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線センサを用いた誘導加熱調理器に関するものである。

従来、温度検知の応答性を向上させるために、トッププレート上の負荷鍋から出力される赤外線強度を赤外線センサで検知することにより、負荷鍋の温度を検知している誘導加熱調理器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平３−１８４２９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、赤外線センサを用いることで温度検知の応答性は向上するが、アルミニウムや銅など透磁率が低くかつ低抵抗の負荷鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器にあっては、正確な温度検知ができなくなる。すなわち、この種の誘導加熱調理器は、誘導加熱時に加熱コイルと負荷鍋間に生じる浮力低減のための対応が必要となる。その対応として、加熱コイルの上方に非磁性金属からなる浮力低減板を設ける場合には、この浮力低減板が加熱コイルからの磁束を受けて自己発熱により３００〜４００℃程度まで上昇する。そのため、浮力低減板から放射される赤外線は、１００〜２００℃の負荷鍋の鍋底から放射される赤外線に対して数十倍のエネルギーとなり、浮力低減板から放射される赤外線の一部が直接あるいはトッププレートを反射して赤外線センサに入射され、赤外線センサにて正確な温度検知ができなくなる。これにより、所望の調理に対して十分な火力が得られず、調理性能が劣化するものであった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、アルミニウムなどの負荷鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器においても、赤外線センサにより応答性のよい制御を実現し、調理性能を向上させた誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

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、加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の負荷鍋を加熱するインバータ回路と、インバータ回路で加熱する負荷鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、トッププレートと加熱コイルの間に配置されアルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる負荷鍋の浮力を低減する非磁性金属製の浮力低減板と、インバータ回路により加熱される負荷鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、赤外線センサの出力より負荷鍋温度を算出する温度算出手段と、温度算出手段での算出温度に応じてインバータ回路の出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段による検知温度を補正するようにしたものである。

これにより、アルミニウムなどの負荷鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器においても、浮力低減のための浮力低減板から赤外線センサに入射される赤外線の影響を補正し、赤外線センサにより応答性のよい制御を実現して、調理性能を向上させることができる。

本発明の誘導加熱調理器は、アルミニウムなどの負荷鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器においても、赤外線センサにより応答性のよい制御を実現し、調理性能を向上させることができる。

第１の発明は、加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の負荷鍋を加熱するインバータ回路と、インバータ回路で加熱する負荷鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、トッププレートと加熱コイルの間に配置されアルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる負荷鍋の浮力を低減する非磁性金属製の浮力低減板と、インバータ回路により加熱される負荷鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、赤外線センサの出力より負荷鍋温度を算出する温度算出手段と、温度算出手段での算出温度に応じてインバータ回路の出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段による検知温度を補正するようにした誘導加熱調理器とすることにより、アルミニウムなどの負荷鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器においても、浮力低減のための浮力低減板から赤外線センサに入射される赤外線の影響を補正し、赤外線センサにより応答性のよい制御を実現して、調理性能を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、インバータ回路の出力に応じて温度算出手段による検知温度を補正することにより、インバータ回路の出力に応じて異なる浮力低減板の温度上昇に対応するように赤外線での検知温度を補正することが可能となる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、浮力低減板の温度を検知する第２の温度検知手段を備え、制御手段は、鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段による検知温度を補正するようにしたことに代えて、第２の温度検知手段の検知温度に応じて、温度算出手段による検知温度を補正するようにしたことにより、浮力低減板の温度に応じて赤外線センサによる温度検知の最適な補正を行うことが可能となり、赤外線センサによる温度制御の精度を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、第２の温度検知手段は、第２の赤外線センサにて構成したことにより、浮力低減板の温度を感度よく検知して、赤外線センサによる鍋温度の検知の精度を向上することができる。

第５の発明は、特に、第３または第４の発明において、第２の温度検知手段は、加熱コイルの外周部の温度を検知するように構成したことにより、簡単な構成で第２の温度検知手段の検知精度を向上させ、赤外線センサによる鍋温度の検知の精度を向上することができる。

第６の発明は、特に、第３〜第５のいずれか１つの発明において、温度算出手段は、第２の温度検知手段の検知温度に応じて、赤外線センサからの信号出力の増幅レンジを切り替えることにより、浮力低減板からの赤外線放射の影響を受けて赤外線センサの出力がレンジオーバーとなることなく、最適な増幅率で赤外線センサによる鍋温度の検知を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、負荷鍋１１と、負荷鍋１１を載置するトッププレート１２と、負荷鍋１１を加熱する加熱コイル１３と、加熱コイル１３に高周波電流を供給するインバータ回路１４と、トッププレート１２と加熱コイル１３の間に配置されアルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる負荷鍋１１の浮力を低減する非磁性金属製の浮力低減板１５と、インバータ回路１４で加熱する負荷鍋１１がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段１６とを備えている。さらに、インバータ回路１４により加熱される負荷鍋１１からの赤外線放射を検知する赤外線センサ１７と、赤外線センサ１７の出力より負荷鍋温度を算出する温度算出手段１８と、サーミスタにて構成され、負荷鍋１１の鍋底温度を、トッププレート１２を介して検出する温度検知手段１９と、温度算出手段１８での算出温度に応じてインバータ回路１４の出力を制御する制御手段２０をも備えている。なお、制御手段２０には鍋種判定手段１６、温度検知手段１９からの出力も入力されている。

そして、制御手段２０は、鍋種判定手段１６でアルミニウム系の非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段１８による検知温度を補正するようにしている。

以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。

加熱コイル１３に高周波電流が供給されると、加熱コイル１３上方に載置された負荷鍋１１が加熱される。負荷鍋１１の鍋底からは鍋の温度に応じた赤外線が放射されており、図２に示すように、負荷鍋１１から発した赤外線放射２１はトッププレート１２を透過して赤外線センサ１７に入力される。赤外線センサ１７にはトッププレート１２と加熱コイル１３の間に配置された浮力低減板１５からの赤外線放射２２も入力される。浮力低減板１５からの赤外線放射２２は、浮力低減板１５から直接赤外線センサ１７に入力されるものもあれば、トッププレート１２を反射して赤外線センサ１７に入力されるものもある。赤外線センサ１７からの入力信号により温度算出手段１８は負荷鍋１１の温度を算出し、設定された加熱状態となるように制御手段２０は加熱コイル１３に流れる電流を制御する。

鍋種判定手段１６は、加熱コイル１３に高周波電流を供給しているときのインバータ回路１４の出力に応じて鍋種を判定しており、鍋種判定手段１６で鉄系の磁性鍋と判定された場合には、制御手段２０は約２０ｋＨｚの高周波電流を加熱コイル１３に供給する。磁性鍋を加熱する場合は加熱コイル１３に流れる電流は少ないため、加熱コイル１３からの磁束により浮力低減板１５はほとんど自己発熱しない。

図３に負荷鍋温度と赤外線センサによる検知温度の一例を示しているように、赤外線センサ１７での温度検知において、浮力低減板１５からの赤外線放射２２は負荷鍋１１からの赤外線放射２１の検知に影響を及ぼさないので、制御手段２０は、温度算出手段１８の検知結果および温度検知手段１９の検知結果から、負荷鍋１１の温度が所定の温度以下となるようにインバータ回路１４の出力を制御する。

一方、鍋種判定手段１６でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合には、制御手段２０は約６０ｋＨｚの高周波電流を加熱コイル１３に供給する。アルミニウムや銅のように透磁率が低く低抵抗な非磁性鍋を加熱する場合は、加熱コイル１３に多大な電流を流して磁束量を増やすため、浮力低減板１５の自己発熱も大きくなる。浮力低減板１５は加熱コイル１３からの磁束による発熱を抑えるために非磁性金属材料で構成されているが、負荷鍋１１が非磁性鍋の場合は浮力低減板１５の温度は３００〜４００℃まで上昇する場合がある。これにより、図３に示すように、浮力低減板１５からの赤外線放射２２の影響を受けて、赤外線センサ１７による温度検知では実際の負荷鍋１１の温度より△Ｔ高い温度と出力されるため、制御手段２０は温度算出手段１８での検知結果から△Ｔ低く補正して、負荷鍋１１の温度が所定の温度以下となるようにインバータ回路１４の出力を制御する。

また、鍋種判定手段１６で非磁性鍋と判定された場合でもインバータ回路１４の出力に応じて浮力低減板１５の温度は変化するので、制御手段２０は温度算出手段１８による温度検知結果からの補正量を高火力時は大きく、低火力時は小さくなるように変更する。

以上のように、本実施の形態においては、鍋種判定手段１６にて負荷鍋１１が非磁性鍋と判定すると赤外センサ１７による温度検知結果を補正するので、非磁性系の鍋においても浮力低減板１５の自己発熱の影響を受けることなく赤外線センサ１７による応答性のよい温度制御が可能となる。

また、インバータ回路１４の出力に応じて赤外線センサ１７での温度検知結果の補正量を変更するので、各火力に適応した補正量で赤外線センサ１７による温度制御が可能となる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態においては、第２の赤外線センサにて構成した第２の温度検知手段２３を備え、加熱コイル１３の外周より外側まで張り出している浮力低減板１５の温度を検知している。これにより、鍋種判定手段１６でアルミニウム系の非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段１８による検知温度を補正するようにした実施の形態１に代えて、制御手段２０は、第２の温度検知手段２３の検知温度に応じて、温度算出手段１８による検知温度を補正するようにしている。なお、浮力低減板１５からの赤外線放射を第２の温度検知手段２３に導くために、反射率のよい金属材にて構成されている導光管２４を設けている。

加熱を開始して加熱コイル１３に高周波電流を供給すると、負荷鍋１１の材質がアルミニウムや銅などの非磁性鍋の場合、浮力低減板１５の温度は３００〜４００℃まで上昇する場合があり、浮力低減板１５からの赤外線放射２２の影響を受けて、赤外線センサ１７による温度検知では実際の負荷鍋１１の温度より△Ｔ高い温度が出力される（実施の形態１において説明したとおり）。一方、浮力低減板１５の温度は、浮力低減板１５から放射される赤外線を、導光管２４を通して第２の温度検知手段２３にて検知しており、制御手段２０は第２の温度検知手段２３での検知温度に応じて温度算出手段１８の増幅レンジを切り替えるとともに、温度算出手段１８の検知結果から△Ｔ低く補正して、負荷鍋１１の温度が所定の温度以下となるようにインバータ回路１４の出力を制御する。

温度補正値は第２の温度検知手段２３の検知温度に応じて変化し、第２の温度検知手段２３の検知温度が高い場合は補正量を大きく、第２の温度検知手段２３の検知温度が低い場合は補正量が小さくなるように設定している。

また、増幅レンジについても第２の温度検知手段２３の検知温度に応じて変化し、第２の温度検知手段２３の検知温度が高い場合は増幅レンジを低く、第２の温度検知手段２３の検知温度が高い場合は増幅レンジを高く設定している。

なお、本実施の形態では、第２の温度検知手段２３を赤外線センサにて構成したが、サーミスタにて直接浮力低減板１５を検知しても同様の効果が得られる。

また、浮力低減板１５は熱伝導のよい非磁性金属材にて構成されているので、第２の温度検知手段２３は加熱コイル１３の外周部分に配置したが、加熱コイル１３の直上部分の温度を検知してもよいし、加熱コイル１３の内周部分の温度を検知しても同様の効果が得られる。

また、第２の温度検知手段２３に導光管２４を配置する構成としたが、第２の温度検知手段２３である赤外線センサの視野角が十分狭く、浮力低減板１５の温度を検知することが可能であれば、導光管２４なしでも同様の効果が得られる。

以上のように、本実施の形態においては、浮力低減板１５の温度に応じて赤外線センサ１７による温度検知の最適な補正を行うことが可能となり、赤外線センサ１７による温度制御の精度を向上させることができ、浮力低減板１５の自己発熱による赤外線放射の影響のみならず、揚げ物や焼き物調理後の負荷鍋１１からの熱伝達による浮力低減板１５の温度上昇に伴う赤外線放射の影響も低減することができる。

また、第２の温度検知手段２３を赤外線センサにて構成しているので、浮力低減板１５の温度を感度よく検知して、赤外線センサ１７による負荷鍋１１の温度の検知精度を向上することができる。

また、第２の温度検知手段２３は、加熱コイル１３の外周部の温度を検知するようにしているので、簡単な構成で第２の温度検知手段２３の検知精度を向上させ、赤外線センサ１７による負荷鍋１１の温度検知の精度を向上することができる。

また、第２の温度検知手段２３の検知温度に応じて、赤外線センサ１７からの信号出力の増幅レンジを切り替えるので、浮力低減板１５からの赤外線放射の影響を受けて赤外線センサ１７の出力がレンジオーバーとなることなく、最適な増幅率で赤外線センサ１７による負荷鍋１１の温度検知を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、アルミニウムなどの負荷鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器においても、赤外線センサにより応答性のよい制御を実現し、調理性能を向上させることができるので、使用形態にかかわらずすべての誘導加熱調理器に適用できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の断面図同誘導加熱調理器の負荷鍋および浮力低減板からの赤外線放射を示す図同誘導加熱調理器の負荷鍋と赤外線センサの検知温度を示す図本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の断面図

符号の説明

１１負荷鍋
１２トッププレート
１３加熱コイル
１４インバータ回路
１５浮力低減板
１６鍋種判定手段
１７赤外線センサ
１８温度算出手段
２０制御手段
２３第２の温度検知手段

Claims

加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の負荷鍋を加熱するインバータ回路と、インバータ回路で加熱する負荷鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、トッププレートと加熱コイルの間に配置されアルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる負荷鍋の浮力を低減する非磁性金属製の浮力低減板と、インバータ回路により加熱される負荷鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、赤外線センサの出力より負荷鍋温度を算出する温度算出手段と、温度算出手段での算出温度に応じてインバータ回路の出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段による検知温度を補正するようにした誘導加熱調理器。
制御手段は、インバータ回路の出力に応じて温度算出手段による検知温度を補正する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
浮力低減板の温度を検知する第２の温度検知手段を備え、制御手段は、鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定した場合に、温度算出手段による検知温度を補正するようにしたことに代えて、第２の温度検知手段の検知温度に応じて、温度算出手段による検知温度を補正するようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
第２の温度検知手段は、第２の赤外線センサにて構成した請求項３に記載の誘導加熱調理器。
第２の温度検知手段は、加熱コイルの外周部の温度を検知するように構成した請求項３または４に記載の誘導加熱調理器。
温度算出手段は、第２の温度検知手段の検知温度に応じて、赤外線センサからの信号出力の増幅レンジを切り替える請求項３〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。