JP2007115515A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Abstract

【課題】複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きが判定できる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】調理容器１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の上方で調理容器１を載置する天板２と、天板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出する赤外線検出手段５と、赤外線検出手段５の出力から調理容器１の温度を検知する温度検知手段６と、温度検知手段６の出力より得られた温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定し入力電力を制御する制御手段７とを備えた。これによって、赤外線検出手段５を介して温度検知手段６で検知した温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定するので、複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きが判定でき、入力電力が制御できるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動調理などを行う場合に焦げ付きをすばやく検出することができる誘導加熱調理器に関するものである。
従来、誘導加熱調理器における調理容器の温度検出としては、赤外線センサを用いて行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１０９７３６号公報
しかしながら、前記従来の構成では、調理容器の温度検出を赤外線センサで行っているが、自動調理などを行う場合における焦げ付きを検出するためには、複雑な処理を行う必要があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きが判定できる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、調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板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出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知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より得られた温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定し入力電力を制御する制御手段とを備えたものである。
これによって、赤外線検出手段を介して温度検知手段で検知した温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定するので、複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きが判定でき、入力電力が制御できるものである。
本発明の誘導加熱調理器は、複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きが判定でき、入力電力が制御できる。
第１の発明は、調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板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出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知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より得られた温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定し入力電力を制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器とすることにより、赤外線検出手段を介して温度検知手段で検知した温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定するので、複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きが判定でき、入力電力が制御できるものである。
第２の発明は、調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板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出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知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より得られた温度の温度変化が一定値以下の時を基準点とし、前記基準点より所定値以上上昇すれば焦げ付いていると判定し入力電力を制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器とすることにより、第１の発明と同様、複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きを正確に判定することができる。
第３の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、温度検知手段より得られた温度を二次微分し、得られた二次微分に正の屈曲点が存在した場合には焦げ付いていると判定することにより、焦げ付きをすばやく判定することができる。
第４の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、温度検知手段より得られた温度の温度変化が一定値以下の時を基準点とし、前記基準点での値に応じて温度勾配の判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
第５の発明は、特に、第１または第２の発明において、制御手段は、温度検知手段より得られた温度の温度変化が一定値以下の時を基準点とし、前記基準点での値に応じて焦げ付きの判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
第６の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、入力電力に応じて温度勾配の判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
第７の発明は、特に、第１または第２の発明において、制御手段は、入力電力に応じて焦げ付きの判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
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。
図に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、鍋などの調理容器１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の上方で調理容器１を載置するガラスセラミックなどの天板２と、加熱コイル３に高周波電流を供給し、調理容器１を誘導加熱で発熱させる高周波インバータ４と、天板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出する赤外線検出手段５と、赤外線検出手段５の出力から調理容器１の温度を検知する温度検知手段６と、温度検知手段６の出力より得られた温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定し加熱コイル３に供給する入力電力を制御する制御手段７とを備えたものである。
そして、制御手段７は、所定時間での温度差を１秒ごとに算出し、温度の温度勾配が所定温度差以上にあることを連続的に検出した場合に焦げ付いたと判定する構成に形成している。なお、温度勾配は所定の温度差を得るのに要した時間により検出するようにしても同じである。
以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
まず、図示していない電源を投入し操作スイッチで加熱を開始すると、制御手段７からの制御により高周波インバータ４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の誘導磁界が発生し、天板２上の調理容器１が加熱される。この誘導加熱によって調理容器１の温度が上昇し、調理容器１内の被加熱物である、例えば、煮込み料理の材料が加熱されるものである。
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。天板２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を効率よく透過できるため、赤外線検出手段５は、例えば、２．５μｍ以下の波長を検出することができるフォトダイオードなどで構成されており、天板２を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検出手段５に入射される。また、赤外線検出手段５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、調理容器１以外からの赤外線を遮断することにより精度の向上を図っている。
温度検知手段６は、調理容器１からの赤外線のみが赤外線検出手段５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。この温度情報が制御手段７に入力される。本実施の形態では、制御手段７は所定時間での温度差を１秒ごとに算出し、所定温度差以上であることを連続的に検知した場合に焦げ付いていると判定する。
図２は、焦げ付いているときの温度変化をグラフに表したものである。グラフから明らかなように、焦げ付く前はほとんど温度変化しないが、焦げ始めると急激な正の温度変化を生じる。よって、所定時間ｔでの温度差ΔＴ１が以下の式を満たした場合には焦げ付いたかどうかを判定することができる。
ΔＴ１ ≧ Ｔａ
なお、所定時間ｔでの温度差ΔＴ１の温度判定値Ｔａは、予め最適な値を実験的に決定するものである。
また、上記の説明では温度判定値Ｔａが１つしかないが、制御手段７は、温度検知手段６より得られた温度の温度変化が一定値以下の時（温度変化していない時）を基準点とし、この基準点での値に応じて温度勾配の判定値を選択するようにすることにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
また、制御手段７は、基準点での値に応じて焦げ付きの判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
同様に、制御手段７は、入力電力に応じて温度勾配の判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
また、制御手段７は、入力電力に応じて焦げ付きの判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
以上のように、本実施の形態では、焦げ付きを精度良く判定することができるので、焦げ始めた時には直ちに加熱を停止または抑制するなどの制御をすることができる。
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器を示し、調理容器内の被加熱物が焦げ始めた場合の温度変化を示している。誘導加熱調理器としての構成は実施の形態１と同じであるのでその説明を省略する。
本実施の形態における誘導加熱調理器の制御手段７は、温度検知手段６より得られた温度を二次微分し、得られた二次微分に正の屈曲点が存在した場合には焦げ付いていると判定するものである。
図示したグラフから明らかなように、焦げ付く前の２次微分値はほぼ０で変化しないが、焦げ始めると正の凸方向に変化を生じる。よって、２次微分値が最大値の時に焦げ付いたと判定することができる。
以上のように、本実施の形態では、焦げ付きを精度良く判定することができるので、焦げ始めた時には直ちに加熱を停止または抑制することができる。
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の制御手段での処理内容を示している。誘導加熱調理器としての構成は実施の形態１と同じであるのでその説明を省略する。
実施の形態１において図２で説明したように、焦げ付く前はほとんど温度変化しないが、焦げ始めると急激な温度上昇が生じる。よって、制御手段７は、温度検知手段６より得られた温度の温度変化が一定値以下の時を基準点とし、前記基準点より所定値以上上昇すれば焦げ付いていると判定することにより、焦げ付きを正確に判定することができる。
以下、図を用いて制御手段７における焦げ付き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、フラグがセットされていればＳ５へ進み、フラグがセットされていなければＳ２へ進む。Ｓ２において、所定時間での温度差ΔＴ２が温度判定値Ｔｂ以下であればＳ３へ進み、温度判定値Ｔｂよりも大きければＳ１へ戻る。Ｓ３においては、フラグをセットする。Ｓ４において、温度検知手段６の出力Ｔ（ｔ）を基準値Ｔｐとして記憶する。Ｓ５において、温度検知手段６の出力Ｔと基準値Ｔｐとの差が温度判定値ΔＴ以上であれば加熱を停止または抑制などの制御をし、温度判定値ΔＴ未満であればＳ１へ戻る。
なお、所定時間での温度差の温度判定値Ｔｂ、ΔＴは予め最適な値を実験的に決定するものである。
また、上記の説明では温度判定値Ｔｂは１つしかないが、制御手段７は、温度検知手段６より得られた温度の温度変化が一定値以下の時（温度変化していない時）を基準点とし、この基準点での値に応じて焦げ付きの判定値を選択するようにすることにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
また、制御手段７は、入力電力に応じて焦げ付きの判定値を選択することにより、精度良く焦げ付きを判定することができる。
以上のように本実施の形態では、焦げ付きを精度良く判定することができるので、焦げ始めた時には直ちに加熱を停止または抑制することができる。
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、複雑な処理を行うことなく精度良く焦げ付きが判定でき、入力電力が制御できるので、家庭用あるいは業務用など様々な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構成を示すブロック図 同誘導加熱調理器において被加熱物が焦げ始めた場合の温度変化を示すグラフ 本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器において被加熱物が焦げ始めた場合の温度変化を示すグラフ 本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の制御手段での処理内容を示す流れ図
符号の説明
１ 調理容器
２ 天板
３ 加熱コイル
４ 高周波インバータ
５ 赤外線検出手段
６ 温度検知手段
７ 制御手段

Claims (7)

  1. 調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板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出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知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より得られた温度の温度勾配により焦げ付いたかどうかを判定し入力電力を制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器。
  2. 調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板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出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知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より得られた温度の温度変化が一定値以下の時を基準点とし、前記基準点より所定値以上上昇すれば焦げ付いていると判定し入力電力を制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器。
  3. 制御手段は、温度検知手段より得られた温度を二次微分し、得られた二次微分に正の屈曲点が存在した場合には焦げ付いていると判定する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
  4. 制御手段は、温度検知手段より得られた温度の温度変化が一定値以下の時を基準点とし、前記基準点での値に応じて温度勾配の判定値を選択する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
  5. 制御手段は、温度検知手段より得られた温度の温度変化が一定値以下の時を基準点とし、前記基準点での値に応じて焦げ付きの判定値を選択する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
  6. 制御手段は、入力電力に応じて温度勾配の判定値を選択する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
  7. 制御手段は、入力電力に応じて焦げ付きの判定値を選択する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
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