JP2008052960A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】調理容器内の被加熱物の物理状態を推定し、被加熱物に適した加熱調理が行なえ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２の温度を検知する複数の温度検知手段６、７を備え、制御手段８は、複数の温度検知手段６、７の各検知温度から調理容器２内の被加熱物１の物理状態（量、粘度など）を推定し、これに基づき誘導加熱コイル４を制御するようにしたものである。これによって、複数の温度検知手段６、７の各検知温度から被加熱物１の物理状態が正しく推定でき、これに基づき誘導加熱コイル４を制御するので、被加熱物１に適した加熱調理が行なえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱コイルを用いて被加熱物を収容した調理容器を加熱する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において、調理容器の温度を検出するために複数の温度検出手段を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１２６０６号公報

しかしながら、前記従来の構成は、調理容器の変形により温度検出精度が低下することを防ぐことを目的としているものであって、調理容器内の被加熱物の物理状態、すなわち、被加熱物の量や粘度などを検出するものではなく、被加熱物の物理状態に適した加熱調理が行なえるものではなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、調理容器内の被加熱物の物理状態を推定し、被加熱物に適した加熱調理が行なえ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、調理容器の温度を検知する複数の温度検知手段を備え、制御手段は、複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物の物理状態を推定し、これに基づき誘導加熱コイルを制御するようにしたものである。

これによって、複数の温度検知手段の各検知温度から調理容器内の被加熱物の物理状態が正しく推定でき、これに基づき誘導加熱コイルを制御するので、被加熱物に適した加熱調理が行なえる。

本発明の誘導加熱調理器は、調理容器内の被加熱物の物理状態を推定し、被加熱物に適した加熱調理が行なえる。

第１の発明は、被加熱物を入れる調理容器と、前記調理容器を載置する容器載置部と、前記容器載置部の下側に位置し前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの駆動電力を制御する制御手段と、前記調理容器の温度を検知する複数の温度検知手段とを備え、前記制御手段は、複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物の物理状態を推定し、これに基づき誘導加熱コイルを制御するようにした誘導加熱調理器とすることにより、複数の温度検知手段の各検知温度から調理容器内の被加熱物の物理状態が正しく推定でき、これに基づき誘導加熱コイルを制御するので、被加熱物に適した加熱調理が行なえる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物量を推定するようにしたことにより、被加熱物量に適した加熱調理が行なえる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物の粘度を推定するようにしたことにより、被加熱物の粘度に適した加熱調理が行なえる。

第４の発明は、特に、第１の発明において、被加熱物を調理容器に入れた時に、複数の温度検知手段の各検知温度減少分により被加熱物の量を推定するようにしたことにより、特に、揚げ調理などにおいて被加熱物量に適した加熱調理が行なえる。

第５の発明は、特に、第１の発明において、被加熱物を調理容器に入れた所定時間経過後の、複数の温度検知手段の各検知温度増加により被加熱物の量を推定するようにしたことにより、特に、揚げ調理などにおいて被加熱物量に適した加熱調理が行なえる。

第６の発明は、特に、第４の発明において、複数の温度検知手段の各検知温度減少分が所定温度まで回復する時間により被加熱物の量を推定するようにしたことにより、特に、揚げ調理などにおいて被加熱物量に適した加熱調理が行なえる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、複数の温度検知手段のうち少なくとも１つは誘導加熱コイル中央の空間部に配置したことにより、誘導加熱コイルによる発熱部分とは異なる低温領域の温度を確実に測定することができ、被加熱物の物理状態（例えば、量、粘度、温度）を高い精度で推定することができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、複数の温度検知手段のうち少なくとも１つを誘導加熱コイルに対面する位置の温度を検知するように配置したことにより、誘導加熱コイルにより発熱した加熱容器の高温領域の温度を確実に測定することができ、被加熱物の物理状態（例えば、量、粘度、温度）を高い精度で推定することができる。

第９の発明は、特に、第５の発明において、温度検知手段の検知温度増加が所定値以上の場合は、調理容器内の被加熱物の位置を可変するように報知するようにしたことにより、例えば、粘度の高い被加熱物を加熱するときの、焦げ付きなどの失敗を防止することができる。

第１０の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、複数の温度検知手段の検知温度が所定温度に到達し所定時間経過後にこれを報知するようにしたことにより、過加熱などを防ぎ加熱後の調理物の出来映えを向上させることができる。

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）
図１、図２は、本発明の実施の形態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、被加熱物１の入った調理容器２が容器載置部（トッププレート）３に載置され、加熱調理が行なわれる。容器載置部３の下側には調理容器２を加熱する誘導加熱コイル４が配設されている。誘導加熱コイル４は、図２に示すように、同心円状の誘導加熱コイル外４ａ、誘導加熱コイル内４ｂから多重巻きコイル構成としている。インバーター回路５は誘導加熱コイル４に高周波電流を供給する。

第１の温度検知手段６は、多重巻きの誘導加熱コイル４間に配置し、第２の温度検知手段７は、誘導加熱コイル４中央の空間部に配置しており、それぞれ調理容器２（容器載置部３を含む）の温度を測定するものである。本実施の形態では、第１の温度検知手段６は誘導加熱コイル外４ａと誘導加熱コイル内４ｂの間に、第２の温度検知手段７は誘導加熱コイル内４ｂの中心部にそれぞれ配設している。第１、第２の温度検知手段６、７は、サーミスタや各種金属抵抗体、熱電対あるいは調理容器２の温度を測定する赤外線センサや光センサなどから構成される。

そして、第１、第２の温度検知手段６、７の各検知信号（各検知温度あるいは各検知温度間の検知温度差）は、制御手段８に送られる。制御手段８は、第１、第２の温度検知手段６、７の各検知信号に基づき、インバーター回路５の動作を制御して誘導加熱コイル４に所望の高周波電流を供給する。

演算手段９は、被加熱物１の温度や量、各種条件に適した加熱条件を記憶したり、第１、第２の温度検知手段６、７の各検知信号に基づいて、被加熱物１や調理容器２の温度を推定したりする。時間計測手段１０は、誘導加熱コイル４への通電時間や加熱時間、任意の時間などを計測する。報知手段１１は、音（声）、光、表示、振動あるいはこれらの組み合わせなどの手段を用いて、使用者に所定時間が経過したことや調理終了を報知する。

次に、上記構成からなる誘導加熱調理器について、その動作、作用を説明する。

操作部（図示していない）などから加熱開始の信号が制御手段８に送られると、制御手段８はインバーター回路５の動作を制御し誘導加熱コイル４への通電を開始する。演算手段９および時間計測手段１０は、誘導加熱コイル４への通電開始と同時に、誘導加熱コイル４の駆動電力および通電時間の計測を開始する。誘導加熱コイル４に高周波電流が流れると、磁力線が発生し、その磁力線によって調理容器２の底に渦電流が発生する。その渦電流によって調理容器４自体が発熱する。

第１、第２の温度検知手段６、７は、通電開始から調理容器２の温度を検知する。しかし、調理容器２の底面において、誘導加熱コイル４に対面した部分は発熱が大きく、誘導加熱コイル４の中央の空間部に対面する部分は発熱が小さい。すなわち、調理容器２は、誘導加熱コイル内４ｂの中心部に接した部分は最低温度となり、誘導加熱コイル外４ａと誘導加熱コイル内４ｂに接した部分は最高温度となる。

本実施の形態では、図３に示すように、入力電力一定で誘導加熱コイル４に通電後、時間計測手段１０が所定時間を計測すると、演算手段９は、第１、第２の温度検知手段６、７の温度を測定し、第１、第２の温度検知手段６、７の温度差ΔＴ１を演算する。そして制御手段８は、ΔＴ１が第１の所定値以下の場合は調理容器２内の被加熱物量は多いと推定し、ΔＴ１が第１の所定値より大きい場合は調理容器２内の被加熱物量は少ないと推定する（第一工程）。その後、制御手段８は、被加熱物１の量が少ないと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を減少させ、被加熱物１の量が多いと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を増加させるよう制御する（第二工程）。なお、第１、第２の温度検知手段６、７の温度がそれぞれの初期温度に対して上昇した分により、被加熱物量を推定するようにしてもかまわない。

また、図４により、被加熱物１の粘度を推定する場合について説明する。

入力電力一定で誘導加熱コイル４に通電後、時間計測手段１０が所定時間を計測すると、制御手段８は、第１、第２の温度検知手段６、７の温度を測定する。調理容器２に粘度の高い被加熱物１（例えば、ポタージュスープなど）が入っている場合、対流が起きにくいので、発熱している誘導加熱コイル４に対面する部分が高温になり、誘導加熱コイル４に対面しない部分（中央部）は低温になる。一方、調理容器２に粘度の低い被加熱物１（例えば、コンソメスープなど）が入っている場合、対流が起きるので調理容器２底面の温度ムラは小さくなる。

そこで、制御手段８は、第１、第２の温度検知手段６、７の温度差（ΔＴ２）が第２の所定値より大きい場合は調理容器２には粘度の高い被加熱物１が入っていると判断し、第１、第２の温度検知手段６、７の温度差ΔＴ２が第２の所定値以下の場合は調理容器２には粘度の低い被加熱物１が入っていると判断する。このとき、誘導加熱コイル外４ａと誘導加熱コイル内４ｂに接した部分は最高温度となる（第一工程）。

調理容器２内の被加熱物１の粘度が高い場合および調理容器２が単層鍋の場合は、制御手段８は底面の温度ムラを低減するために、誘導加熱コイル外４ａと誘導加熱コイル内４ｂに交互に通電しながら加熱する。一方、調理容器２内の被加熱物１の粘度が低い場合および調理容器２が多層鍋の場合は、底面の温度ムラは少ないため、誘導加熱コイル４の総駆動電力を増減しながら加熱する（第二工程）。

粘度の高い被加熱物１を加熱する際は特に焦げやすくなるため、制御手段８は、ΔＴ２の温度上昇分が所定値より大きい場合は、焦げ付きなどを防止するために使用者へ調理容器２内の被加熱物１の加熱位置を可変するよう報知手段１１により報知する。

また、制御手段８は、粘度に関係なく、第１、第２の温度検知手段６、７の検知温度が所定温度に到達し、所定時間経過後には、同様に、報知手段１１により報知するようにしており、過加熱などを防ぎ加熱後の調理物の出来映えを向上させている。

次に、図５〜図７により、揚げ調理などにおいて、投入する被加熱物１（揚げ種）の量を推定する場合について第１〜第３の方法を説明する。

図５は第１の方法を示すものであり、第１、第２の温度検知手段６、７の検知信号から油が設定温度に達し、予熱工程が終了したと判断すると、制御手段８は報知手段１１により予熱終了の報知を行なう。次いで使用者が油中に揚げ種を投入すると、油の温度が急激に下がり第１、第２の温度検知手段６、７の検知温度も低下する。

演算手段９は、第１、第２の温度検知手段６、７の温度減少分を演算する。このうち制御手段８は、温度減少分が大きい方をΔＴ３とする。ΔＴ３が第３の所定値より大きい場合は投入された揚げ種の量が多いと判断し、ΔＴ３が第３の所定値以下の場合は投入された揚げ種の量は少ないと判断する（第一工程）。その後、制御手段８は、揚げ種の量が少ないと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を減少させ、揚げ種の量が多いと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を増加させるよう制御する（第二工程）。単数の温度検知手段の場合、揚げ種の投入位置や加熱途中での揚げ種の油中の移動などにより、温度変化を把握できない場合があるが、複数の温度検知手段６、７を配設することにより、温度減少を高い精度で把握することができる。なお、第１、第２の温度検知手段６、７の温度減少分をそれぞれ単独で使用することも可能である。

次に、図６は第２の方法を示すものであり、予熱工程が終了し使用者が油中に揚げ種を投入すると油の温度が低下するが、所定時間後に油温が再び昇温する。誘導加熱コイル４への入力が一定で油中に揚げ種を投入して油温が低下した時点から所定時間（Δｔ）経過後に、演算手段９は、第１、第２の温度検知手段６、７の温度上昇分を演算する。制御手段８は、温度上昇分が大きい方をΔＴ４とする。ΔＴ４が第４の所定値以下の場合は投入された揚げ種の量が多いと判断し、ΔＴ４が第４の所定値より大きい場合は揚げ種の量が少ないと判断する（第一工程）。その後、制御手段８は、揚げ種の量が少ないと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を減少させ、揚げ種の量が多いと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を増加させるよう制御する（第二工程）。なお、第１、第２の温度検知手段６、７の温度上昇分をそれぞれ単独で使用することも可能である。

次に、図７は第３の方法を示すものであり、予熱工程が終了し使用者が油中に揚げ種を投入すると油の温度が低下するが、所定時間後に油温が再び昇温する。演算手段９は、誘導加熱コイル４への供給電力一定で、時間計測手段１０は、第１、第２の温度検知手段６、７の検知温度が、油中に揚げ種を投入して油温が低下した時点から所定温度まで達するまでの所要時間ΔＴ５を計測する。ΔＴ５が第５の所定値である所定時間より長い場合は投入された揚げ種の量が多いと判断し、ΔＴ５が第５の所定値である所定時間より短い場合は投入された揚げ種の量は少ないと判断する（第一工程）。その後、制御手段８は、揚げ種の量が少ないと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を減少させ、揚げ種の量が多いと推定した場合は誘導加熱コイル４の駆動電力を増加させるよう制御する（第二工程）。

なお、被加熱物（揚げ種）が多く、揚げ物を繰り返す場合は、上記第１〜３の方法を繰り返して、投入された被加熱物（揚げ種）の量を推定する。

また、被加熱物１の状態を把握すると、制御手段８と演算手段９は設定温度を維持する。時間計測手段１０が調理の所定時間が経過したことを計測すると、制御手段８へ信号を送る。制御手段８は、演算手段９および時間計測手段１０からの信号を受信後、誘導加熱コイル４への通電を停止し加熱を終了する。制御手段８は加熱終了を報知手段１１により使用者へ報知する。なお、使用者が途中で加熱を終了することも可能である。

先に単層鍋、多層鍋について触れたが、誘導加熱コイル４と調理容器２との発熱特性の関係について説明する。一般に、複数の金属を張り合わせた多層金属を使用した調理容器（以後、多層調理容器とする）は、一種類の金属を使用した調理容器（以後、単層調理容器とする）よりも調理容器２の底厚さ方向への熱伝導が悪い。多層金属の一例としては、誘導加熱しやすいが熱伝導の悪い金属（例えば、ステンレスなど）と誘導加熱しにくいが熱伝導の良い金属（例えば、アルミニウムなど）を張り合わせる例がある。熱伝導の良い金属を張り合わせることで、調理容器２の平面方向の熱伝導が良くなり、結果的に調理容器２の底面の温度ムラは低減する。一方、誘導加熱しやすい金属のみを用いた単層調理容器を誘導加熱した場合は、調理容器２の平面的な熱伝導が悪く、誘導加熱コイル４への通電を継続すると調理容器２の底面の温度ムラが増大することがある。

このことより、第１の温度検知手段６は、誘導加熱コイル４に対面した調理容器２あるいは容器載置部３の最高温度を検知し、第２の温度検知手段７は誘導加熱コイル４に対面しない調理容器２の最低温度の温度を検知する。時間計測手段１０が、所定時間を計測すると、演算手段９は第１、第２の温度検知手段６、７で検知された調理容器２底の温度差を演算する。温度差を演算するタイミング（所定時間）は、誘導加熱コイル４の駆動電力に応じて可変する。

以上のように、本実施の形態の誘導加熱調理器によれば、複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物の物理状態を推定し、これに基づき誘導加熱コイルを制御するようにしたものであり、複数の温度検知手段の各検知温度から調理容器内の被加熱物の物理状態が正しく推定でき、これに基づき誘導加熱コイルを制御するので、被加熱物に適した加熱調理が行なえるものである。

なお、本実施の形態では、誘導加熱コイル４は２重としたが、これに代えて１重巻き構成とし、その誘導加熱コイル４上に第１の温度検知手段６を設置し誘導加熱コイル４に対面する調理容器４の温度を検知するような構成としてもよい。また、逆に、誘導加熱コイル４は２重を超える多重巻き構成としてもかまわないものである。さらに、誘導加熱コイル４が１重巻き、あるいは多重巻きの場合であっても、第１の温度検知手段６を、同心円上に複数設置することで、調理容器２の置かれ方の影響を解消することができる。

以上のように、本発明にかかわる誘導加熱調理器は、調理容器内の被加熱物の物理状態を推定し、被加熱物に適した加熱調理が行なえるので、ビルトイン型、あるいは据置型、卓上型の誘導加熱調理器に有効である。

本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の概略構成図 同誘導加熱調理器の要部拡大図 同誘導加熱調理器の被加熱物の量を推定する場合の被加熱物の量と温度検知手段の昇温特性図 同誘導加熱調理器の被加熱物の粘度を推定する場合の被加熱物の量と温度検知手段の昇温特性図 同誘導加熱調理器の投入する被加熱物の量を推定する第１の方法における被加熱物の量と温度検知手段の昇温特性図 同誘導加熱調理器の投入する被加熱物の量を推定する第２の方法における被加熱物の量と温度検知手段の昇温特性図 同誘導加熱調理器の投入する被加熱物の量を推定する第３の方法における被加熱物の量と温度検知手段の昇温特性図

符号の説明

１ 被加熱物
２ 調理容器
３ 容器載置部
４ 誘導加熱コイル
４ａ 誘導加熱コイル外
４ｂ 誘導加熱コイル内
６ 第１の温度検知手段
７ 第２の温度検知手段
８ 制御手段
１０ 時間計測手段
１１ 報知手段

Claims (10)

1. 被加熱物を入れる調理容器と、前記調理容器を載置する容器載置部と、前記容器載置部の下側に位置し前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの駆動電力を制御する制御手段と、前記調理容器の温度を検知する複数の温度検知手段とを備え、前記制御手段は、複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物の物理状態を推定し、これに基づき誘導加熱コイルを制御するようにした誘導加熱調理器。
2. 複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物量を推定するようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 複数の温度検知手段の各検知温度から被加熱物の粘度を推定するようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 被加熱物を調理容器に入れた時に、複数の温度検知手段の各検知温度減少分により被加熱物の量を推定するようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
5. 被加熱物を調理容器に入れた所定時間経過後の、複数の温度検知手段の各検知温度増加により被加熱物の量を推定するようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
6. 複数の温度検知手段の各検知温度減少分が所定温度まで回復する時間により被加熱物の量を推定するようにした請求項４に記載の誘導加熱調理器。
7. 複数の温度検知手段のうち少なくとも１つは誘導加熱コイル中央の空間部に配置した請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
8. 複数の温度検知手段のうち少なくとも１つを誘導加熱コイルに対面する位置の温度を検知するように配置した請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
9. 温度検知手段の検知温度増加が所定値以上の場合は、調理容器内の被加熱物の位置を可変するように報知するようにした請求項５に記載の誘導加熱調理器。
10. 温度検知手段の検知温度が所定温度に到達し所定時間経過後にこれを報知するようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。

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