JP2007227044A

JP2007227044A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2007227044A
Application number: JP2006044769A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watanabe; 賢治渡辺; Hiroshi Tominaga; 博富永; Masaharu Ohashi; 正治大橋; Shintaro Noguchi; 新太郎野口; Tomoya Fujinami; 知也藤濤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP4793021B2

Abstract

【課題】調理容器底面が凸状態に反っている場合や調理容器底面の厚みが薄い場合でも過加熱を防止でき効率的に加熱が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と、トッププレート２と、加熱コイル３と、赤外線センサ４と、赤外線センサ４の出力に基づき加熱電力量を制御する加熱制御部１１とを備え、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサ４の出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第１の所定時間以内のときは、赤外線センサ４の出力が第１の所定出力に到達した後、第２の所定時間経過後に第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、再度赤外線センサ４の出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間経過後に赤外線センサ４の出力が第１の所定出力より低下すれば続けて第２の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成とした。これによって、過加熱防止と効率的加熱ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、調理容器の過加熱防止が可能な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としては、調理容器を載置するトッププレートの下面位置の温度を温度検知手段で検知し、加熱開始による温度勾配をみて加熱のＯＮ／ＯＦＦ制御をするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６４−３３８８１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、温度検知手段はトッププレートの下面位置の温度を検出する構成であるため、温度を検出している位置での調理容器の底面とトッププレートの隙間の大きさが調理容器温度と温度検知手段の検知温度の関係に大きな影響を及ぼす。すなわち、調理容器の底が凸状態に反っていて調理容器底面とトッププレートの隙間が大きくなると、調理容器温度がトッププレートに伝わりにくくなるため、調理容器が空焼きなどで負荷が小さい状態であっても、温度勾配は小さくなりあたかも負荷が大きいと間違った判断をしてしまい、調理容器が高温になってしまうという課題を有していた。また、調理容器の底の厚みが薄い場合には、調理容器底面の温度が急激に上昇するため、トッププレート下面に熱が伝わるのに時間を要し、トッププレートの温度を検出することでは時間的に追従できないため、温度勾配が大きく負荷が小さいと正しく判断しても手遅れとなり、調理容器底面が高温になるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、調理容器底面が凸状態に反っている場合や調理容器底面の厚みが薄い場合でも過加熱を防止でき効率的に加熱が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、調理物を収容する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートを介して調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、赤外線センサの出力に基づいて加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御部とを備え、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第１の所定時間以内のときは、赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達した後、第２の所定時間経過後に第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、再度赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間経過後に赤外線センサの出力が第１の所定出力より低下すれば続けて第２の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成としたものである。

これによって、調理容器底面が発する赤外線を検出することにより直接調理容器底面の温度を検知できるため、調理容器底面が凸状態に反っていてトッププレートの間に隙間があっても、また調理容器底面の厚みが薄い場合であっても時間的な遅れが発生せず正確に調理容器底面の温度を検知できる。この検知された温度に基づき、第１の加熱電力量で加熱時の調理容器の温度が所定温度に到達する時間が第１の所定時間以内のときはすぐに加熱を停止し、第２の所定時間経過した後に第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサの出力が第１の所定出力より低下すれば第２の加熱電力量で加熱することを繰り返すため、空焼きなど負荷が小さい状態で加熱しても調理容器が過加熱になるのを防止でき効率的に加熱ができる。

本発明の誘導加熱調理器は、調理容器底面が凸状態に反っている場合や調理容器底面の厚みが薄い場合でも過加熱を防止でき効率的に加熱ができる。

第１の発明は、調理物を収容する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートを介して調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、赤外線センサの出力に基づいて加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御部とを備え、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第１の所定時間以内のときは、赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達した後、第２の所定時間経過後に第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、再度赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間経過後に赤外線センサの出力が第１の所定出力より低下すれば続けて第２の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成とした誘導加熱調理器とするものである。これによって、調理容器底面が発する赤外線を検出することにより直接調理容器底面の温度を検知できるため、調理容器底面が凸状態に反っていてトッププレートの間に隙間があっても、また調理容器底面の厚みが薄い場合であっても時間的な遅れが発生せず正確に調理容器底面の温度を検知できる。この検知された温度に基づき、第１の加熱電力量で加熱時の調理容器の温度が所定温度に到達する時間が第１の所定時間以内のときはすぐに加熱を停止し、第２の所定時間経過した後に第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサの出力が第１の所定出力より低下すれば第２の加熱電力量で加熱することを繰り返すため、空焼きなど負荷が小さい状態で加熱しても調理容器が過加熱になるのを防止でき効率的に加熱ができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が、第１の所定時間を越えるときは、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力より高い第２の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサの出力が第２の所定出力より低下すれば第１の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成としたものである。これによって、調理容器内に多くの調理物（食材）があり負荷量が大きい場合には第１の加熱電力量のままで加熱するとともに赤外線センサの第１の所定出力より高い第２の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサの出力が第２の所定出力より低下すれば第１の加熱電力量で加熱することを繰り返すので、調理容器内の調理物を十分加熱することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、第２の加熱電力量での加熱と停止を繰り返しているとき、第２の加熱電力量で加熱開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第３の所定時間を越えるときは第１の加熱電力量に変更し、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力より高い第２の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサの出力が第２の所定出力より低下すれば第１の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成としたものである。これによって、肉じゃがなどの調理をするとき調理容器に少量の油のみを入れて加熱し調理容器が２００℃を越えるぐらいまで予熱した後に、肉、玉ねぎなどを投入し炒めるという手順で行うが、油のみを入れて加熱する予熱工程では負荷が小さいため第２の加熱電力量で加熱することにより過加熱を防止するとともに、肉、玉ねぎなどを投入し炒める工程では負荷が大きいため第１の加熱電力量で加熱することにより、強い火力で炒めることが可能になる。

第４の発明は、特に、第２の発明において、第１の加熱電力量での加熱と停止を繰り返しているとき、第１の加熱電力で加熱開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第４の所定時間以内のときは加熱電力量を第２の加熱電力量に変更し、赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間経過後に赤外線センサの出力が第１の所定出力より低下すれば第２の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成としたものである。これによって、調理容器内に調理物が投入されている状態で加熱する場合には、負荷が大きいため第１の加熱電力量で加熱を開始したとき赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達する時間は第１の所定時間を越えることが多い。このため、第１の加熱電力量で加熱する。しかし、調理物を取出した後は負荷が小さくなるため、第１の加熱電力量のままでは過加熱になる恐れがあるが、第２の加熱電力量にすることにより過加熱を防止できる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、赤外線センサは加熱コイルの半径方向の途中に設ける構成としたことにより、高周波磁界が強い位置であるため、調理容器底面のほぼ最高温度を検出でき、この温度に基づき加熱電力量を制御するため、調理容器底面の温度を赤外線センサ検出位置の温度より低くすることができ過加熱を防止できる。

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４は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示している。

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、調理物（食材）を収容する調理容器１と、調理容器１を載置するトッププレート２と、トッププレート２の下部に位置し調理容器１を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイル３と、トッププレート２を介して調理容器１から放射された赤外線を検出する赤外線センサ４と、赤外線センサ４の出力に基づいて加熱コイル３の高周波電流を制御して調理容器１の加熱電力量を制御する加熱制御部１１とを備えている。

加熱コイル３は同心円状に２分割されており、内側と外側のコイル間には隙間が設けられている。赤外線センサ４は、加熱コイル３の内側と外側のコイルの隙間に設けられ、調理容器１の半径方向の途中温度に応じた出力を得ている。すなわち、赤外線センサ４は高周波磁界の強い位置にあり、調理容器１の発熱が大きく調理容器底面のほぼ最高温度を検出することができるようになっている。

また、商用電源５は整流平滑部６に入力される。整流平滑部６はブリッジダイオードで構成される全波整流器とその直流出力端子間にチョークコイルと平滑コンデンサで構成されるローパスフィルタが接続される。整流平滑部６の出力にはインバータ回路７が接続され、インバータ回路７に加熱コイル３が接続される。インバータ回路７と加熱コイル３は高周波インバータを構成する。インバータ回路７には、スイッチング素子８（本実施の形態ではＩＧＢＴ）が設けられ、ダイオード９がスイッチング素子８に逆並列に接続され、加熱コイル３には並列に共振コンデンサ１０が接続されている。加熱制御部１１は、加熱開始キー１４と加熱停止キー１５が配置された操作部１２からの信号を受けて、スイッチング素子８に駆動信号を出力し、加熱コイル３を制御するものである。

図２は赤外線センサ４の原理的な回路図を示している。トッププレート２を透過するおよそ３ミクロン以下の波長の赤外線が照射されると、電流が流れるシリコンなどで構成されたフォトダイオード１６が調理容器１から放射される赤外線を受光できる位置に設けられる。照射された赤外線により発生した電流はオペアンプ１７で構成された電流変換回路および増幅回路によりマイクロコンピュータでＡ／Ｄ変換回路できるように信号処理される。図３に赤外線センサ４の特性の一例を示す。横軸が調理容器１の温度、縦軸が赤外線センサ４の電圧出力である。本実施の形態の赤外線センサ４は、調理容器１の過加熱を防止する用途であるため、２５０℃以上の温度で出力が得られるように構成している。

ここで、図４により加熱制御部１１の制御について説明する。

この加熱制御部１１は、第１の加熱電力量Ｐ１で加熱を開始してから赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１に到達するまでの時間ｔｐ１が第１の所定時間ｔ１以内のときは、赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１に到達した後、第２の所定時間ｔ２経過後に第１の加熱電力量Ｐ１より低い第２の加熱電力量Ｐ２で加熱し、再度赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間ｔ２経過後に赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１より低下すれば続けて第２の加熱電力量Ｐ２で加熱することを繰り返すようにしているものである。

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。

図１において、トッププレート２上に空の調理容器１が置かれ、操作部１２に配置された加熱開始キー１４が押されると、加熱制御部１１はインバータ回路７を駆動し加熱コイル３に高周波磁界を発生させ調理容器１の加熱を開始する。図４に示すように、加熱開始は第１の加熱電力量Ｐ１で行われる。調理容器１の温度上昇にともない赤外線センサ４の出力が増加し第１の所定出力Ｖ１に到達し、このとき加熱電力量Ｐ１の加熱時間ｔｐ１が第１の所定時間ｔ１以内のときは加熱を停止する。そして、第２の所定時間ｔ２が経過した後に赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１を下回っていれば第１の加熱電力量Ｐ１より低い第２の加熱電力量Ｐ２で加熱する。次いで赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１に到達すれば加熱を停止し第２の所定時間ｔ２が経過した後に赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１を下回っていれば、再度第２の加熱電力量Ｐ２で加熱する。以後これを繰り返す。

このように、赤外線センサ４により直接調理容器１底面の温度を検出することで、調理容器１底面が凸状態に反っていてトッププレート２の間に隙間があっても、また調理容器１底面の厚みが薄い場合であっても時間的な遅れが発生せず、正確に調理容器１底面の温度を検知できる。この検知された温度に基づき、第１の加熱電力量で加熱時の調理容器１の温度が所定温度に到達する時間が第１の所定時間以内のときはすぐに加熱を停止し、第２の所定時間経過した後に第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、赤外線センサ４の出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサ４の出力が第１の所定出力より低下すれば第２の加熱電力量で加熱することを繰り返すため、空焼きなど負荷が小さい状態で加熱しても調理容器１が過加熱になるのを防止でき効率的に加熱ができる。また、調理容器１底面の厚みが薄い場合に、必要以上の加熱電力量を加えないように制御できるため、調理容器１の変形なども防止できる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示している。誘導加熱調理器の構成については実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。

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、第１の加熱電力量Ｐ１で加熱を開始してから赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１に到達するまでの時間ｔｐ１が、第１の所定時間ｔ１を越えるときは、第１の加熱電力量Ｐ１で加熱を開始してから赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１より高い第２の所定出力Ｖ２に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサ４の出力が第２の所定出力Ｖ２より低下すれば第１の加熱電力量Ｐ１で加熱することを繰り返す構成としている。

このように、調理容器１内に多くの調理物（食材）があり負荷量が大きい場合には第１の加熱電力量Ｐ１のままで加熱するとともに赤外線センサ４の第１の所定出力Ｖ１より高い第２の所定出力Ｖ２に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサ４の出力が第２の所定出力Ｖ２より低下すれば第１の加熱電力量Ｐ１で加熱することを繰り返すので、調理容器１内の調理物を十分加熱することができる。すなわち、調理容器１底面の厚みが十分厚い、あるいは調理物がある場合など、高い加熱電力量が必要な場合や高い加熱電力量を加えても過加熱にならない場合には、高い加熱電力量で短時間に加熱することが可能となる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示している。誘導加熱調理器の構成については実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。

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、第２の加熱電力量Ｐ２での加熱と停止を繰り返しているとき、第２の加熱電力量Ｐ２で加熱開始してから赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１に到達するまでの時間ｔｐ２が第３の所定時間ｔ３を越えるときは第１の加熱電力量Ｐ１に変更し、第１の加熱電力量Ｐ１で加熱を開始してから赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１より高い第２の所定出力Ｖ２に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサ４の出力が第２の所定出力Ｖ２より低下すれば第１の加熱電力量Ｐ１で加熱することを繰り返す構成としたものである。

また、図示していないが、第１の加熱電力量Ｐ１で加熱時に第１の所定出力Ｖ１に到達する時間ｔｐ１が第４の所定時間ｔ４以内のときは、再度加熱電力量を第２の加熱電力量Ｐ２に変更し、赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間ｔ２が経過した後に赤外線センサ４の出力が第１の所定出力Ｖ１を下回っていれば、再度第２の加熱電力量Ｐ２で加熱する構成としている。

一般に、肉じゃがなどの調理をするとき調理容器１に少量の油のみを入れて加熱し調理容器１が２００℃を越えるぐらいまで予熱した後に、肉、玉ねぎなどを投入し炒めるという手順で行う。

ところで、本実施の形態では、油のみを入れて加熱する予熱工程では負荷が小さいため、第２の加熱電力量Ｐ２で加熱することにより過加熱を防止するとともに、肉、玉ねぎなどを投入し炒める工程では負荷が大きいため、第１の加熱電力量Ｐ１で加熱することにより、強い火力で炒めることが可能になる。また、調理物を途中で取出し負荷量が小さくなっても第２の加熱電力量Ｐ２で加熱するので過加熱を防止できる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、調理容器底面が凸状態に反っている場合や調理容器底面の厚みが薄い場合でも過加熱を防止でき効率的に加熱ができるので、安全安心な調理機器が実現できる。

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同誘導加熱調理器の赤外線センサの回路図同誘導加熱調理器の赤外線センサの調理容器底面温度と出力の関係を示す図同誘導加熱調理器の調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示す図本発明の実施の形態２における調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示す図本発明の実施の形態３における調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示す図

符号の説明

１調理容器
２トッププレート
３加熱コイル
４赤外線センサ
１１加熱制御部

Claims

調理物を収容する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートを介して調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、赤外線センサの出力に基づいて加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御部とを備え、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第１の所定時間以内のときは、赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達した後、第２の所定時間経過後に第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、再度赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間経過後に赤外線センサの出力が第１の所定出力より低下すれば続けて第２の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成とした誘導加熱調理器。
第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が、第１の所定時間を越えるときは、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力より高い第２の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサの出力が第２の所定出力より低下すれば第１の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
第２の加熱電力量での加熱と停止を繰り返しているとき、第２の加熱電力量で加熱開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第３の所定時間を越えるときは第１の加熱電力量に変更し、第１の加熱電力量で加熱を開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力より高い第２の所定出力に到達すれば加熱を停止し、赤外線センサの出力が第２の所定出力より低下すれば第１の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
第１の加熱電力量での加熱と停止を繰り返しているとき、第１の加熱電力で加熱開始してから赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達するまでの時間が第４の所定時間以内のときは加熱電力量を第２の加熱電力量に変更し、赤外線センサの出力が第１の所定出力に到達すれば加熱を停止し、第２の所定時間経過後に赤外線センサの出力が第１の所定出力より低下すれば第２の加熱電力量で加熱することを繰り返す構成とした請求項２に記載の誘導加熱調理器。
赤外線センサは加熱コイルの半径方向の途中に設ける構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。