JP2007018787A - 調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】調理容器の温度を精度良く検出し、状態に応じて火力を精度良く制御することができる調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】加熱ユニット３と、調理容器１を載置する載置手段２と、載置手段２の下に設置され調理容器１の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段４と、赤外線検出手段４の出力から調理容器１の温度を検出する温度検知手段５と、温度検知手段５の出力より火力を制御する制御手段６とを備え、制御手段６は、温度検知手段５の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニット３の火力を制御する。これによって、温度検知手段５で検出した温度は、調理容器１の形状などにかかわらず正確で、温度検知手段５の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニット３の火力を精度よく制御して、過不足なく効率的に加熱することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、調理容器の温度を赤外線検出手段で検出する調理器に関するものである。

従来、調理容器の側面から放射された赤外線を、調理容器の載置手段後方の赤外線センサで検出し、調理容器の温度を検知するものがある（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、調理容器の載置手段後方の赤外線センサは、太陽光や照明などの外乱光の影響を受け、正確な温度が検知できないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、調理容器の温度を精度良く検出し、状態に応じて火力を精度良く制御することができる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、本発明の調理器は、調理容器を加熱する加熱ユニットと、前記加熱ユニットの上方で前記調理容器を載置する載置手段と、前記載置手段の下に設置され前記調理容器の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から前記調理容器の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より火力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、温度検知手段の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニットの火力を制御するものである。

これによって、赤外線検出手段は外乱光の影響を受けずに正確な温度が検知でき、温度検知手段で検出した温度は、調理容器の形状などにかかわらず正確であり、温度検知手段の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニットの火力を精度よく制御して、過不足なく効率的に加熱することができる。

本発明の調理器は、調理容器の形状などにかかわらず、状態に応じて火力を精度良く制御することができる。

第１の発明は、調理容器を加熱する加熱ユニットと、前記加熱ユニットの上方で前記調理容器を載置する載置手段と、前記載置手段の下に設置され前記調理容器の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から前記調理容器の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より火力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、温度検知手段の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニットの火力を制御する調理器とすることにより、赤外線検出手段は外乱光の影響を受けずに正確な温度が検知でき、温度検知手段で検出した温度は、調理容器の形状にかかわらず正確であり、温度検知手段の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニットの火力を精度よく制御して、過不足なく効率的に加熱することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に維持された出力よりも所定値以上上昇した場合には、火力の制御を停止または抑制することにより、精度良く、空焼きもしくは焦げ始めを検知することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に温度傾きが所定値以上となった場合には、火力の制御を停止または抑制することにより、第２の発明と同様、精度良く、空焼きもしくは焦げ始めを検知することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に維持された出力よりも所定値以上低下した場合には、維持時の出力と低下値から最適な加熱パターンを選択することにより、調理容器内に負荷が投入された時でも精度良く検知することができ、すばやく元の温度に復帰させることができる。

第５の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に温度傾きが所定値以上の負の値になった場合には、維持時の出力と温度傾きから最適な加熱パターンを選択することにより、第４の発明と同様、調理容器内に負荷が投入された時でもすばやく元の温度に戻ることができる。

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２は、本発明の実施の形態１における調理器を示す。

図１に示すように、本実施の形態における調理器は、鍋などの調理容器１を誘導加熱する加熱ユニット３と、加熱ユニット３の上方で調理容器１を載置する、機器の天板となる載置手段２と、載置手段２の下に設置され調理容器１の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段４と、赤外線検出手段４の出力から調理容器１の温度を検出する温度検知手段５と、温度検知手段５の出力より加熱ユニット３に供給する電力を制御し火力を制御する制御手段６とを備えている。

そして、制御手段６は、温度検知手段５の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニット３の火力を制御するものである。

以上のように構成された調理器について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図示していない操作スイッチで加熱を開始すると、制御手段６からの制御により加熱ユニット３によって載置手段２上の調理容器１が加熱され、内部の被調理物が調理できる。

ここで、調理容器１の温度が上昇すると、その温度に合わせた赤外線が調理容器１から放射される。赤外線検出手段４は、例えば、フォトダイオードなどで構成されており、調理容器１からの赤外線が赤外線検出手段４に入射される。また、赤外線検出手段４は、反射率の高い鏡面反射板を用いてより多くの赤外線を集光し、かつ、載置手段２の下に設置され、調理容器１以外からの赤外線を遮断してより精度の向上を図っている。

温度検知手段５は、調理容器１からの赤外線のみが赤外線検出手段４に入射し、その赤外線量にあわせたダイオード電流を、Ｉ−Ｖ変換した上で増幅し、温度に変換する。ここで、赤外線検出手段４を異なる波長域にピーク感度を持つ２個のフォトダイオードなどで構成し、温度検知手段５で各々の検出の出力比を求めることで、調理容器１底の材質ならびに色などの違いによる放射率の違いの影響を受けることなく、調理容器１底の温度に合わせた検知温度を得ることができる。この原理について説明すると、感度のピーク波長が異なるそれぞれの素子へエネルギーはプランクの法則より（数１）（数２）で表される。

ここでλは波長（μｍ）、Ｔは熱力学温度（Ｋ）、Ｃ１、Ｃ２は放射に関する第１および第２定数、εは放射率である。この比を計算すると放射率εの項はなくなり、放射率の影響を無くすことができるものである（数３）。

この比を放射率が９５％程度の黒鍋と、放射率が４０％程度のＳＵＳ鍋で求めると、図２に示すようになる。このことから、放射率が半分以下のものでもほぼ同一の変化特性を持つことが分かる。よって、どのような放射率の調理容器１であっても温度検知手段５で精度良く検知することができる。

一方、調理容器１の温度を維持させるのに必要な火力の最小値は維持温度によって異なり、維持温度が高い場合には必要な火力は大きく、維持温度が低い場合に必要な火力は小さくなる。従って、温度検知手段５で検知された温度がほぼ一定に維持されていると検知された場合には、検知された維持温度に応じて最適な火力に変更すれば効率よく温度を維持させることができる。なお、維持温度に対応する最適な火力の値は、予め実験的に決定するものである。

以上のように、本実施の形態では、赤外線検出手段４は外乱光の影響を受けずに正確な温度が検知でき、温度検知手段５で検出した温度は、調理容器１の形状、材質、色などにかかわらず正確であり、温度検知手段５の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニット３の火力を精度よく制御して、過不足なく効率的に加熱することができるものである。

（実施の形態２）
図３、図４は、本発明の実施の形態２における調理器の検知温度の変化と制御方法を示している。基本構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略し、相違点を中心に説明する。

図３に示すように、温度検知手段５で検知された温度がほぼ一定温度Ｔ１に維持されていると検知され、検知された温度Ｔ１に応じて火力を変更、維持させた場合には、調理容器１内部の被調理物の水分減少に伴い、調理容器１の温度が上昇ΔＴ１し、空焼きもしくは焦げ始めと推測できるため、この温度変化より制御手段６での制御終了時を検知することができる。

以下、図４を用いて制御手段６での終了検知方法のアルゴリズムの一例を説明する。

ステップ（以下、Ｓと表示する）１において、調理容器温度（赤外線検出手段の検出温度）Ｔｉが一定になったかどうかを判定し、一定になっていればＳ２へ進み、一定になっていなければＳ１へ戻る。Ｓ２において、一定温度Ｔ１に応じた火力へ変更する。Ｓ３において、調理容器温度Ｔｉが一定温度Ｔ１よりもΔＴ１以上上昇していればＳ４へ進み、一定温度Ｔ１からの上昇温度がΔＴ１未満であればＳ３へ戻る。Ｓ４において、火力を停止（または抑制）して、制御手段６での制御を終了する。

なお、上昇温度値ΔＴ１は予め最適な値を実験的に決定するものであり、この値は一定温度Ｔ１に応じて変化するものである。

また、以上の説明では一定温度Ｔ１に応じた上昇温度値ΔＴ１で空焼きもしくは焦げ始めたかどうかを判定しているが、温度傾きｄＴ１でも同様の効果を得ることができる。この場合、温度傾きｄＴ１は予め実験的に最適な値を実験的に決定するものであり、この値は温度Ｔ１に応じて変化するものである。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態１の効果に加え、精度良く、空焼きもしくは焦げ始めを検知することができ、使用者が絶えず監視しなくても加熱を終了させることができる。

（実施の形態３）
図５、図６は、本発明の実施の形態３における調理器の検知温度の変化と制御方法を示している。基本構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略し、相違点を中心に説明する。

図５に示すように、温度検知手段５で検知された温度がほぼ一定温度Ｔ２に維持されていると検知され、検知された温度Ｔ２に応じて火力を変更、維持させさせているときに負荷を投入した場合には、調理容器１の温度が急激に負の方向へ変化し、しかも負荷量に応じて変化量が変化する（Ｔ２またはＴ２２）。よって、変化量に応じて加熱パターンを変更させれば、オーバーシュートすることなく最適に一定温度Ｔ２まで復帰させることができる。

以下、図６を用いて制御手段６での制御方法のアルゴリズムの一例を説明する。

ステップ１１において、調理容器温度（赤外線検出手段の検出温度）Ｔｉが一定になったかどうかを判定し、一定になっていればＳ１２へ進み、一定になっていなければＳ１１へ戻る。Ｓ１２において、一定温度Ｔ２に応じた火力へ変更する。Ｓ１３において、調理容器温度Ｔｉが一定温度Ｔ２よりもΔＴ２２以上低下していればＳ１４へ進み、一定温度Ｔ２からの低下温度がΔＴ２２未満であればＳ１３へ戻る。Ｓ１４において、一定温度Ｔ２と低下温度ΔＴ２より加熱パターンを選択し、制御手段６にて火力を変化させ、加熱パターンが終了すればＳ１１に戻る。

なお、低下温度値ΔＴ２２は予め最適な値を実験的に決定するものであり、この値は一定温度Ｔ２に応じて変化するものである。

また、一定温度Ｔ２と低下温度ΔＴ２より決定される加熱パターンは、予め最適な値を実験的に決定するものである。

さらに、以上の説明では一定温度Ｔ２に応じた低下温度値ΔＴ２２で負荷が投入されたかどうかを判定しているが、温度傾きｄＴ２２でも同様の効果を得ることができる。この場合、温度傾きｄＴ２２は予め実験的に最適な値を実験的に決定するものであり、この値は一定温度Ｔ２に応じて変化するものである。また、加熱パターンを選択するときの変数は低下温度ΔＴ２の代わりに温度傾きｄＴ２でも同様の効果を得ることができる。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態１の効果に加え、調理容器内に負荷が投入された時でも精度良く検知することができ、すばやく元の温度に復帰させることができる。

以上のように、本発明にかかる調理器は、調理容器の形状などにかかわらず、状態に応じて火力を精度良く制御することができるので、家庭用あるいは業務用など様々な調理器にも適用できる。

本発明の実施の形態１における調理器の構成を示すブロック図 同調理器における調理容器の温度と赤外線検出手段の出力比との関係を示すグラフ 本発明の実施の形態２における調理器の検知温度の変化と制御方法を示すグラフ 同調理器の制御手段での処理方法を示す流れ図 本発明の実施の形態３における調理器の検知温度の変化と制御方法を示すグラフ 同調理器の制御手段での処理方法を示す流れ図

符号の説明

１ 調理容器
２ 載置手段
３ 加熱ユニット
４ 赤外線検出手段
５ 温度検知手段
６ 制御手段

Claims (5)

1. 調理容器を加熱する加熱ユニットと、前記加熱ユニットの上方で前記調理容器を載置する載置手段と、前記載置手段の下に設置され前記調理容器の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から前記調理容器の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より火力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、温度検知手段の出力が一定の値に維持された時には、維持された出力に合わせて加熱ユニットの火力を制御する調理器。
2. 制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に維持された出力よりも所定値以上上昇した場合には、火力の制御を停止または抑制する請求項１に記載の調理器。
3. 制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に温度傾きが所定値以上となった場合には、火力の制御を停止または抑制する請求項１に記載の調理器。
4. 制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に維持された出力よりも所定値以上低下した場合には、維持時の出力と低下値から最適な加熱パターンを選択する請求項１に記載の調理器。
5. 制御手段は、温度検知手段の出力が一定値に維持されている時に温度傾きが所定値以上の負の値になった場合には、維持時の出力と温度傾きから最適な加熱パターンを選択する請求項１に記載の調理器。