JP2007184179A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】小鍋加熱時に、鍋の異常温度上昇を低減すること。
【解決手段】入力電流検知手段１６とインバータ出力検知手段１５から負荷鍋１１の大小を判定する小鍋判定手段１７と、負荷鍋１１の温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段からの信号に応じてインバータ回路１４の出力を制御する制御手段２２を備え、制御手段２２は小鍋判定手段１７にて負荷鍋１１が小鍋と判定された場合に温度検知手段の制御温度を低くする構成とすることにより、単位面積あたりの自己発熱が大きい小径鍋の異常温度上昇を低減することができ、機器の安全性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度制御を行う誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は、鍋の空焼きや油の入った鍋の異常温度上昇を防止するために、鍋を載置するトッププレートにサーミスタなどの温度検知手段を接触させて鍋の温度を検知し、所定温度を超えると加熱出力を低減していた。

しかし、トッププレートを介して鍋の温度を検知しているので、鍋温度の変動に対して温度検知手段の温度追従性が悪く、特に鍋温度が急激に変化する加熱開始時は鍋内の油温度が発火温度に達する危険がある。そこで、あらかじめ温度検知手段による制御温度を低く設定し、温度検知手段で検知した温度に応じて制御温度を変更して、油発火を抑えるとともに炒め物調理の火力不足を低減して、調理性能を確保していた（例えば、特許文献１参照）。
特許第３５６７９１２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、鍋底の径が小さい鍋を加熱する場合は、鍋が発熱する鍋底部分の単位面積あたりの自己発熱が大きくなるため、加熱開始時に鍋底温度が上昇しやすいという課題を有していた。例えば底径φ２０ｃｍの鍋Ａと底径φ１４ｃｍの鍋Ｂを同じ火力で加熱すると、鍋Ｂの鍋底面積は鍋Ａの鍋底面積の約２分の１になるので、鍋Ｂの単位面積あたりの自己発熱は鍋Ａの２倍となり、ステンレスの単層鍋のように熱伝達の悪い鍋では、温度検知手段にて温度制御をしても鍋底温度が油の発火温度より高くなるといった問題があった。そこで小径鍋の異常温度上昇を抑えるように温度検知手段の制御温度を設定すると、加熱コイル径と略同等以上の大きさの鍋を加熱する際に火力不足となり、例えば鍋の予熱に時間がかかったり、炒め物等の調理での調理性能が劣化するといった課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、鍋底の径がいかなる大きさの鍋においても、加熱開始時に異常温度上昇することなく安全で、かつ調理性能の劣化のない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、商用電源からの入力電流と前記インバータ回路の出力から前記鍋の大小を判定する小鍋判定手段を備え、前記小鍋判定手段にて鍋が小鍋と判定された場合に温度検知手段からの信号に基づく制御温度を低くする構成とするものである。

これにより、底径が小さい鍋では制御温度を低く設定できるので、小径鍋で加熱時の異常温度上昇を抑制することができる。

本発明の誘導加熱調理器は、鍋底径に応じて温度検知手段による制御温度を設定することができるので、いかなる底径の鍋においても調理性能を劣化させることなく、温度検知手段の温度追従性が悪い加熱開始時の異常温度上昇を抑制することができる。

第１の発明は、トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、商用電源からの入力電流と前記インバータ回路の出力から前記鍋の大小を判定する小鍋判定手段と、前記鍋の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段からの信号に応じて前記インバータ回路の出力を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記小鍋判定手段にて前記鍋が小鍋と判定された場合に前記温度検知手段からの信号に基づく制御温度を低くする構成とすることにより、底径が小さい鍋では制御温度を低く設定できるので、小径鍋で加熱時の異常温度上昇を抑制することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の温度検知手段を、加熱コイル略中央部に配置された第１の温度検知手段と、前記加熱コイルの内外周の中間部分に配置された第２の温度検知手段から構成し、制御手段は小鍋判定手段にて小鍋判定された場合に前記第１の温度検知手段による第１の制御温度の低下より、前記第２の温度制御手段による第２の制御温度の低下を大きくする構成とすることにより、加熱コイルからの磁束が集中し温度が高くなりやすい第２の温度検知手段上方部分の鍋底温度が、小径鍋を加熱時に更に急激に上昇したり、あるいは鍋径が小さいことにより第２の温度検知手段上方での鍋底接地状態が悪くなって、第２の温度検知手段の温度追従性がより劣化した場合においても、鍋底の異常温度上昇を抑制することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の制御手段を、通常は第２の制御温度を第１の制御温度より高く設定して、小鍋判定手段により小鍋判定された場合に前記第２の制御温度を前記第１の制御温度より低くする構成とすることにより、加熱コイル径と略同等の底径の鍋では加熱コイルからの磁束が集中して温度が高くなりやすい第２の温度検知手段の制御温度を高くして、火力不足による調理性能の劣化を低減でき、小径鍋では第２の温度検知手段の制御温度を低くして、鍋底の異常温度上昇を抑制することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３の発明の制御手段を、小鍋判定手段にて小鍋判定された場合にインバータ回路の最大加熱出力を制限する構成とすることにより、小鍋加熱時に温度検知手段の温度追従性が劣化するのを低減して、鍋底の異常温度上昇を抑制することができる。

第５の発明は、特に、第４の発明の制御手段で、加熱出力レベルを表示する表示手段を備え、制御手段はインバータ回路の最大加熱出力が制限されると、前記表示手段にて制限後の加熱出力に応じたレベル表示を行う構成とすることにより、小鍋加熱時に火力が低下したことを使用者が容易に識別しやすくなる。

第６の発明は、特に、第５の発明の制御手段で、加熱出力レベルを増減する出力設定手段を備え、制御手段はインバータ回路の最大加熱出力が制限されると、出力設定手段で加熱出力レベルの増加を禁止する構成とすることにより、小鍋と判定して最大火力を低減した後に使用者が誤って設定火力を増大して温度検知手段の温度追従性が劣化するのを防止したり、あるいは設定火力を増大しても実際の加熱出力は増大しない場合には使用者が機器の故障と勘違いするのを防止することができる。

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、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器のブロック図を示すものである。

図１において、１１は負荷鍋、１２は負荷鍋１１を載置するトッププレート、１３は負荷鍋１１を加熱する加熱コイル、１４は加熱コイル１３に高周波電流を供給するインバータ回路、１５はインバータ回路１４からの出力を検知するインバータ出力検知手段、１６は商用電源からの入力電流を検知する入力電流検知手段、１７はインバータ出力検知手段１５と入力電流検知手段１６の信号から負荷鍋１１が小鍋か否かを判定する小鍋判定手段、１８は加熱コイル１３中央部分に配置されトッププレート１２下面から負荷鍋１１の温度を検知する第１の温度検知手段、１９は加熱コイル１３の内外周の中間部分に配置されトッププレート１２下面から負荷鍋１１の温度を検知する第２の温度検知手段である。２０は機器の動作状態を表示する表示手段、２１は機器の加熱出力を設定する出力設定手段、２２は出力設定手段２１で設定された出力となるように、また第１の温度検知手段１８および第２の温度検知手段１９での検知温度が、小鍋判定手段１７で判定された結果に対応した制御温度以下となるようにインバータ回路１４の出力を制御する制御手段である。

図２は、本発明の第１の実施の形態における加熱コイル１３の平面図を示すものである。

図２において、加熱コイル１３は加熱分布を向上させるため、最も磁束が集中する加熱コイル１３内外周の中間部分に空隙を設ける２重コイル構成として、加熱コイル支持台２３上に配置されている。第１の温度検知手段１８は加熱コイル１３の中央に配置され、負荷鍋１１の最も安定した部分の温度を測定している。また、第２の温度検知手段１９は２重に巻かれた加熱コイルの中間の空隙部分に配置され、負荷鍋１１の最も温度上昇しやすい部分の温度を測定している。

図３は、本発明の第１の実施の形態における操作表示部を示すものである。

図３において、２４は加熱切／入スイッチで、加熱のスタート／停止を制御手段２２に命令する。表示手段２０は７段階のレベル表示となっており、出力設定手段２１のアップスイッチ２１ａとダウンスイッチ２１ｂにより好みの設定レベルに変更できる。

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、加熱切／入スイッチ２４を押して制御手段２２に加熱スタートの命令が送られると、制御手段２２はインバータ回路１４を作動させて加熱コイル１３に高周波電流が供給され、加熱コイル１３上方に載置された負荷鍋１１が加熱される。底径が加熱コイル１３の外径と略同等の負荷鍋１１を空焼き状態や、少量の油を入れた状態で加熱すると、図４に示すように負荷鍋１１の温度が急激に上昇する。加熱開始直後は第１の温度検知手段１８、第２の温度検知手段１９ともにトッププレート１２を介して負荷鍋１１の温度を検知しているため、温度追従性が悪く、特に加熱コイル１３からの磁束が集中する第２の温度検知手段１９上方で顕著になる。図４に示すように、加熱開始してからｔ時間経過後の第２の温度検知手段１９上方の温度は、第１の温度検知手段１８上方の温度より高いＴ２ａまで達し、第２の温度検知手段１９とは△Ｔ２の温度差が生じる。これは第１の温度検知手段１８と鍋との温度差△Ｔ１より大きい。このため、第２の温度検知手段１９の検知温度に応じてインバータ回路１４の出力を停止あるいは低減する第２の制御温度は、第１の制御温度より高くして、炒め物調理等で火力不足とならないように配慮している。

負荷鍋１１の底径が小さくなると、小さい面積で底径の大きい鍋と同じだけ自己発熱するため、加熱開始後の温度上昇は図４の状態よりさらに急峻になり、加熱開始からｔ時間経過後の第２の温度検知手段１９上方の温度はＴ２ａより更に高くなる。しかも、負荷鍋１１を第２の温度検知手段１９上方を覆わないような状態で載置されると、負荷鍋１１から第２の温度検知手段１９への熱抵抗が更に大きくなり、ｔ時間経過後の負荷鍋１１と第２の温度検知手段１９との温度差は△Ｔ２よりかなり大きくなり、底径が加熱コイル１３の外径と略同等の負荷鍋１１を加熱した時と同じ制御温度でインバータ回路１４の出力を制御すると、第２の制御温度あるいは第１の制御温度到達時には、鍋底の温度が油の発火温度より高くなる可能性がある。

一方、底径の小さい負荷鍋１１を加熱すると、加熱コイル１３との磁気結合が悪くなる。図５に負荷鍋１１の底径に応じた商用電源からの入力電流と加熱コイル電流の関係を示す。図５に示すように、例えば底径がφ２００の負荷鍋１１の入力電流と加熱コイル電流の関係は点線に示すような特性となるが、底径が小さい例えばφ１４０程度の負荷鍋１１では、加熱コイル１３との磁気結合が悪いため、φ２００の負荷鍋１１と同じ入力電流を得るには、φ２００より多くの加熱コイル電流が必要になり、図５の実線に示すような特性となる。更に加熱コイル１３との磁気結合が悪いスプーンなどの小物では、更に多くの加熱コイル電流が必要になる。小鍋検知手段１７は、商用電源からの入力電流を検知する入力電流検知手段１６と加熱コイル電流を検知するインバータ出力検知手段１５の検知結果から、図５の斜線部に示すような領域で小鍋判定をしており、小鍋判定手段１７にて負荷鍋１１が小鍋と判定された場合は、図６に示すようにインバータ回路１４の出力を停止あるいは低減する制御温度を、低くする。

図６に示すように通常時（加熱コイル１３と略同等の底径の鍋）は第２の制御温度（図中の○印）は第１の制御温度（図中の△印）より高く設定されている。小鍋判定手段１７にて小鍋と判定されると、第２の制御温度（図中の●印）、第１の制御温度（図中の▲印）はともに通常時より低く設定される。特に小鍋判定される負荷鍋１１を加熱する場合は、先に述べたとおり鍋と第２の温度検知手段１９との温度差がより一層大きくなるので、図６に示すように小鍋判定時には、第２の制御温度は第１の制御温度より低く設定されており、空鍋や少量油の入った底径の小さい負荷鍋１１を加熱時に、第２の制御温度あるいは第１の制御温度に到達してインバータ回路１４の出力を停止あるいは低減しても、負荷鍋１１の温度は油の発火温度より低い温度で制御される。

更に、小鍋検知手段１７にて小鍋判定した場合に、最大加熱出力を７から強制的に４まで下げると、図４に示す負荷鍋温度の立ち上がりが、加熱コイル１３の外径と略同等の底径の負荷鍋１１加熱時と同等レベルに抑えることができ、小鍋加熱時の負荷鍋１１最高温度をさらに抑制することができる。最大出力を４まで下げた場合は、表示手段２０の表示も４設定を示す表示に強制的に変更し、出力設定手段２１のアップスイッチ２１ｂで出力を増加しようとしても、制御手段２２はスイッチ受付をせずに表示を４設定のままとして、加熱を継続する。スイッチ受付をしない場合はブザー等で聴覚的に報知すると使用者は、設定を上げることができないことが、よりわかりやすくなる。

なお、本実施の形態ではインバータ出力検知手段１５の検知信号を加熱コイル電流としたが、インバータ回路１４の共振電圧で検知しても同様の効果が得られる。

また、小鍋加熱時以外でも鍋をずらされて第２の温度検知手段１９上方を覆わないような状態で加熱された場合も、加熱コイル１３との磁気結合が悪くなるため、小鍋加熱時と同様の効果が得られる。

また、第１の制御温度および第２の制御温度を各出力設定レベル毎に変更するように設定していたが、出力設定によらず制御温度を一定としても同様の効果が得られるし、小鍋判定時の制御温度を各出力設定レベル一律に低下させたが、一部の出力設定レベルのみ低下させてもよい。

また、小鍋判定レベルを１段階としたが、さらに複数段階設けて小鍋判定レベルに応じて制御温度を低下させると、よりきめ細かい制御が可能となる。

以上のように、本実施の形態においては小鍋判定手段１７にて負荷鍋１１が小鍋と判定すると第１の温度検知手段１８、および第２の温度検知手段１９の制御温度をそれぞれ低下するので、小鍋加熱時の異常温度上昇による油発火を抑制することができる。

また第２の制御温度を、底径が加熱コイル１３の外径と略同等の鍋を加熱する場合は第１の制御温度より高く、小鍋判定した場合は第１の制御温度より低く設定して、フライパンなど大きな径の鍋で炒め物調理をする場合の火力不足を低減して、かつ小鍋加熱時に第２の温度検知手段１９が悪くなっても異常温度上昇することなく、油発火を抑制することができる。

また、小鍋判定時に最大加熱出力を低減するので、加熱開始時の負荷鍋の立ち上がりが緩やかになり、負荷鍋１１の異常温度上昇を抑制して油発火を抑えることができる。

また、最大加熱出力を低減している場合は、表示手段２０にて表示をするため、使用者が火力低下を容易に認識することができ、かつ出力設定手段２１での出力設定の増大を禁止するため、小鍋判定して出力低下後に誤って設定火力を増大して温度検知手段の温度追従性が劣化するのを防止したり、あるいは設定火力を増大しても実際の加熱出力は増大しない場合には使用者が機器の故障と勘違いするのを防止することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、小鍋加熱状態を判定して小鍋判定時に制御温度を低くすることにより、単位面積あたりの自己発熱が大きい小鍋加熱時の異常温度上昇を抑制することができ、かつフライパンなどの大きな鍋を加熱する場合に制御温度を低下させないので火力不足を生じることなく、安全性と調理性能を向上させた誘導加熱調理器を提供することが可能となり、誘導加熱式湯沸かし器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のブロック図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の加熱コイル部の平面図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の操作表示部を示す図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の加熱開始時の温度上昇を示す図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の入力電流と加熱コイル電流の関係を示す図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の制御温度を示す図

符号の説明

１３ 加熱コイル
１４ インバータ回路
１７ 小鍋判定手段
１８ 第１の温度検知手段
１９ 第２の温度検知手段
２０ 表示手段
２１ 出力設定手段
２２ 制御手段

Claims (6)

1. トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、商用電源からの入力電流と前記インバータ回路の出力から前記鍋の大小を判定する小鍋判定手段と、前記鍋の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段からの信号に応じて前記インバータ回路の出力を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記小鍋判定手段にて前記鍋が小鍋と判定された場合に前記温度検知手段からの信号に基づく制御温度を低くする誘導加熱調理器。
2. 温度検知手段は加熱コイル略中央部に配置された第１の温度検知手段と、前記加熱コイルの内外周の中間部分に配置された第２の温度検知手段からなり、制御手段は小鍋判定手段にて小鍋判定された場合に前記第１の温度検知手段による第１の制御温度の低下より、前記第２の温度制御手段による第２の制御温度の低下を大きくする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 制御手段は、通常は第２の制御温度を第１の制御温度より高く設定して、小鍋判定手段により小鍋判定された場合に前記第２の制御温度を前記第１の制御温度より低くする請求項２に記載の誘導加熱調理器。
4. 制御手段は、小鍋判定手段にて小鍋判定された場合にインバータ回路の最大加熱出力を制限する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
5. 加熱出力レベルを表示する表示手段を備え、制御手段はインバータ回路の最大加熱出力が制限されると、前記表示手段にて制限後の加熱出力に応じたレベル表示を行う請求項４に記載の誘導加熱調理器。
6. 加熱出力レベルを増減する出力設定手段を備え、制御手段はインバータ回路の最大加熱出力が制限されると、出力設定手段で加熱出力レベルの増加を禁止する請求項５に記載の誘導加熱調理器。