JP2008251193A5 - - Google Patents

Description

加熱調理器

本発明は、鍋などの被調理物を加熱中に突然激しい沸騰を呈する突沸現象を抑制する機能を持つ加熱調理器に関するものである。

加熱調理器において、鍋などの被加熱物内の被調理物が加熱される際、被調理物の成分が沈殿層を作っているような状態にあると、静かに加熱が進行した場合に被調理物が沈殿している部分で沸騰により発生した気泡が抜けにくいことから沈殿層内に気泡が溜まる。そして、その溜まった気泡が沈殿層を突破する際に大きな気泡や飛びはねなどの突沸現象が突然発生する。

従来、この突沸現象に対応する加熱調理器として、被調理物に突沸現象が発生した場合、磁石により被加熱物の横ずれや、飛び上がりを防ぐようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−４１０６１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、突沸の発生原因に干渉し発生確率自体を低減するものでないとともに、鍋などの被調理物の横ずれや飛び上がりの抑止力以上の力が生じた場合や、被加熱物が非磁性体であったり、被加熱物の底が滑らかな構造であったりした場合は、磁石による抑止力があっても横ずれや飛び上がりが発生する可能性があ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、突沸現象を抑制する機能を持ち、突沸の発生確率自体を低減し、鍋などの被調理物の横ずれや飛び上がりを抑止するようにした加熱調理器およびそのプログラム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、本発明の加熱調理器およびそのプログラムは、被調理物を入れる鍋などの被加熱物と、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記加熱手段へパワーを供給するパワー供給手段と、前記パワー供給手段への投入パワーにゆらぎを付与するよう投入パワー幅と投入パワー変動パターンを決定して加熱制御を行う突沸抑制制御手段とを備えたものである。

これによって、突沸抑制制御手段がパワー供給手段への投入パワーを固定せずに投入パワー幅と投入パワー変動パターンを決定してゆらぎを付与した加熱制御を行うため、突沸現象を抑制する機能を持ち、突沸の発生確率自体を低減し、鍋などの被調理物の横ずれや飛び上がりを抑止することができるものである。

本発明の加熱調理器は、突沸の発生確率自体を低減し、鍋などの被調理物の横ずれや飛び上がりを抑止することができる。

第１の発明は、被調理物を入れる鍋などの被加熱物と、被加熱物を加熱する加熱手段と
、前記加熱手段へパワーを供給するパワー供給手段と、前記パワー供給手段への投入パワーにゆらぎを付与するよう投入パワー幅と投入パワー変動パターンを決定して加熱制御を行う突沸抑制制御手段とを備えた加熱調理器とするものである。これによって、突沸抑制制御手段がパワー供給手段への投入パワーを固定せずに投入パワー幅と投入パワー変動パターンを決定してゆらぎを付与した加熱制御を行うため、突沸現象を抑制する機能を持ち、突沸の発生確率自体を低減し、鍋などの被調理物の横ずれや飛び上がりを抑止することができるものである。

第２の発明は、特に、第１の発明において、被加熱物の熱容量を推定する熱容量推定手段を備え、この熱容量推定手段の出力を基に突沸抑制制御手段は加熱制御を行うことにより、突沸が起こりやすい状況を推測し必要な時だけ突沸抑制制御動作を行うことができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、熱容量推定手段の出力を基に突沸抑制制御手段が動作させるパワー閾を決定する突沸抑制制御動作パワー域決定手段を備え、使用者の動作指示パワーが必要温度域に入っている時だけ抑制制御を行うことにより、突沸が起こりやすい状況をより正確に推測し必要な時だけ突沸抑制制御動作を行うことができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、調理モード選択手段を備え、あたためを行う調理モードが選択された時だけ突沸抑制制御手段による抑制制御を実行することにより、突沸抑制が必要な調理の時だけ突沸抑制制御動作を行うことができる。

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、突沸抑制制御手段による突沸抑制制御が行われた場合に抑制制御が行われたことを報知するための突沸抑制制御実施報知手段を備えたことにより、抑制制御を実施したという事実を報知することで、抑制制御実行だけでなく、突沸抑制に効果的な使用者の手によるかき混ぜを促すことができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、突沸抑制制御解除選択手段を備え、使用者が一定パワーによる加熱を要求する場合に、突沸抑制制御手段によるパワー変動を行わないようにすることにより、使用者の意図に合わせて加熱制御を行うことができる。

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、使用者から指示された加熱電力が突沸発生確率の高い電力域である場合、突沸抑制制御手段が突沸発生確率を低減するための加熱制御を行うことにより、静的加熱状態を乱し、突沸の発生確率を低減することができる。

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〜図４は、本発明の実施の形態１における加熱調理器として誘導加熱調理器を例示したものである。

図１に示すように、本実施の形態における加熱調理器は、被調理物１０１を入れる鍋などの被加熱物１０２と、被加熱物１０２を加熱する誘導加熱コイルよりなる加熱手段１０３と、加熱手段１０３へのパワー（高周波電力）を供給するパワー供給手段（高周波電力供給手段）１０４と、被加熱物１０２の温度を検出するサーミスタなどの温度検出手段１
０５と、パワー供給手段１０４への投入パワーにゆらぎを付与するよう投入パワー幅と投入パワー変動パターンを決定して加熱制御を行う突沸抑制制御手段１０６と、温度検出手段１０５の温度情報を得てパワー供給手段１０４および突沸抑制制御手段１０６を制御する制御手段１０７とを備えている。

なお、パワー供給手段１０４には誘導加熱用インバータ、突沸抑制制御手段１０６、制御手段１０７にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

まず、突沸抑制制御が必要となる状況について図２を用いて説明する。

図２は、鍋などの被加熱物１０２内に被調理物沈殿層２０１が形成され、その中に気泡２０２が発生している状態である。例えば、味噌のような粒の大きい成分で構成された水溶性の被調理物１０１の場合、被加熱物１０２内で加熱調理された後、しばらく放置されると、被加熱物１０２の中央下部に被調理物１０１の成分が沈殿し層を形成する場合が多い。ここではこれを被調理物沈殿層２０１と呼ぶ。被調理物１０１が沈殿して層を形成している状態で加熱が開始されると、被調理物沈殿層２０１内は熱的に閉じた系となるため、被調理物沈殿層２０１内の温度は上昇し易くなる。

この状態で加熱手段１０３を通して被調理物１０１および被加熱物１０２への加熱が行われると、突沸現象発生前の初期段階では被調理物沈殿層２０１内の加熱分布が最も高い部分で沸騰による気泡２０２が発生しはじめ、突沸現象発生前の中期段階では発生した気泡２０２が被調理物沈殿層２０１外に出ることができないまま大きくなり、空だきのような状態になる。この状態が一定時間継続した状態で放置し、突沸現象発生前の後期段階では、被調理物沈殿層２０１を破る力を持つ程に気泡２０２が大きく成長し、被調理物沈殿層２０１を破って気泡２０２が飛び出した時に大きな突沸現象として発現することになる。

しかしながら、突沸抑制制御手段１０６が投入パワーにゆらぎを付与するよう投入パワー幅と投入パワー変動パターンを決定して加熱制御を行うことにより、被加熱物１０２に投入されるパワーにゆらぎを付与し静的な加熱状態を乱す。このことで被調理物沈殿層２０１を崩し、気泡２０２が抜けやすくして突沸確率低減を行っている。

この時の動作を図３に基づいて説明する。

使用者が被調理物１０１を被加熱物１０２に入れ、被調理物１０１のあたため開始を指示すると、制御手段１０７はパワー供給手段１０４を動作させ、加熱手段１０３へパワーを供給することで、加熱手段１０３に高周波磁界を発生させ、使用者が指示したパワーによる被加熱物１０２の誘導加熱を行う（Ｓ３０１）。

突沸抑制制御手段１０６は突沸抑制制御実行条件を調べ、実行条件（例えば、加熱開始５秒後）にある場合は（Ｓ３０２）、投入パワー幅（例えば、指示パワーの±３０％）を決定（Ｓ３０３）した後、投入パワーパターン（例えば、指示パワー±３０％を３秒毎に繰り返し平均パワーを指示パワーとする動作を突沸抑制制御開始から３分間継続するパターン）を決定し（Ｓ３０４）、定められた投入パワー幅および投入パワーパターンを用いて、パワー供給手段１０４から被加熱物１０２に投入されるパワーを決定する（Ｓ３０５）。これにより被調理物沈殿層２０１の状態にゆらぎを与え、静的な加熱状態を乱すことで気泡２０２を抜けやすくし、突沸発生確率を低減する加熱制御を行う。突沸抑制制御は突沸抑制制御実行終了条件（例えば、開始から３分後）を満たすまで継続され（Ｓ３０６
）、以後は加熱終了となるまで使用者の指示パワーによる一定加熱が行われる（Ｓ３０１、Ｓ３０７）。

また、図４に投入パワーと突沸発生確率を示す。突沸発生確率のピークにおけるパワーが指示された場合でも、平均で指示パワーとなるよう幅を持ったパターンでパワーを投入すれば、投入パワー一定で発生する確率よりも低いパワーでの加熱も使用するため、突沸発生確率を平均的に低く抑えることができる。したがって既述の突沸抑制制御方式は、静的加熱状態を乱す効果だけではなく、パワーに対する発生確率の観点でも発生確率を低減する効果を持つといえる。

以上のように、本実施の形態においては、静かに加熱が進行した場合に被調理物沈殿層２０１内においては沸騰により発生した気泡が抜けにくいことから被調理物沈殿層２０１内に気泡２０２が溜まり、その溜まった気泡２０２が被調理物沈殿層２０１を突破する際に大きな気泡２０２や飛びはねなどの現象を伴い突然発生する突沸現象に対し、突沸抑制制御手段１０６でパワー供給手段１０４から被加熱物１０２に投入するパワーにゆらぎを与えて静的な加熱状態を乱し、気泡２０２が抜けやすくすることで突沸発生確率を低減することができる。

（実施の形態２）
図５、図６は、本発明の実施の形態２における加熱調理器として誘導加熱調理器を例示したものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態における加熱調理器は、被加熱物１０２の熱容量を推定する熱容量推定手段５０１を備えているものである。熱容量推定手段５０１にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。他は実施の形態１と同一である。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

被加熱物１０２の底厚が薄い場合は熱容量が小さいため加熱手段１０３の直上から周囲への熱伝導が悪くなり、加熱手段１０３の直上付近の温度上昇がその周囲に比べて大きくなる。温度上昇が大きいことから過加熱による気泡２０２が発生し易くなり、被調理物沈殿層２０１による突沸発生の確率が高くなる。投入したパワー量とその時の温度上昇を用いると、熱容量は次の関係で表せる。

（熱容量）＝（投入パワー量）／（温度上昇）
この関係を用いて実加熱における熱容量の推定を行う手順を図６に示す。

初期状態にかかわらず温度上昇を得るため、温度上昇は初期温度から所定値上昇（例えば、２度上昇）した温度からの温度上昇を用いる。まず初期値の温度検出を行った後（Ｓ６０１）、温度検出を行いながら（Ｓ６０２）検出結果が初期温度＋所定値（例えば、２度）となるまで待つ（Ｓ６０３）。次に投入パワー積分を実施（Ｓ６０４）しながら所定時間（例えば、５秒）経過を待ち（Ｓ６０５）、温度検出を行う（Ｓ６０６）ことで、熱容量推定手段５０１が（熱容量）を推定するために必要な（投入パワー量）と（温度上昇）を取得する。ここで得られた観測値から熱容量推定手段５０１が推定熱容量を上記式に基づいて演算し（Ｓ６０７）、熱容量が小さい場合は突沸抑制制御を実施することを決定する（Ｓ６０８）。

以上で述べたような動作により、鍋などの被加熱物１０２の熱容量を推定する熱容量推定手段５０１を用いることで、必要な時にだけ突沸抑制動作を行うことができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における加熱調理器として誘導加熱調理器を例示したものである。実施の形態１、２と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態における加熱調理器は、熱容量推定手段５０１の出力を基に突沸抑制制御手段１０６が動作させるパワー閾を決定する突沸抑制制御動作パワー域決定手段７０１を備え、使用者の動作指示パワーが必要温度域に入っている時だけ抑制制御を行うようにしている。

また、調理モード選択手段７０２を備え、あたためを行う調理モードが選択された時だけ突沸抑制制御手段１０６による抑制制御を実行するようにしている。

また、突沸抑制制御手段１０６による突沸抑制制御が行われた場合に抑制制御が行われたことを報知するための突沸抑制制御実施報知手段７０３を備え、抑制制御を実施したという事実を報知することで、抑制制御実行だけでなく、突沸抑制に効果的な使用者の手によるかき混ぜを促すことができるようにしている。

さらに、突沸抑制制御解除選択手段７０４を備え、使用者が一定パワーによる加熱を要求する場合に、突沸抑制制御手段１０６によるパワー変動を行わないようにして、使用者の意図に合わせて加熱制御を行うことができるようにしている。

なお、突沸抑制制御動作パワー域決定手段７０１、調理モード選択手段７０２にはマイクロコンピュータ、調理モード選択手段７０２、突沸抑制制御解除選択手段７０４にはスイッチとマイクロコンピュータ、突沸抑制制御実施報知手段７０３にはＬＥＤ、ブザー、音声発生手段などを用いることでこの構成を容易に実現できる。他は実施の形態１、２と同一である。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

被加熱物１０２の熱容量が大きい場合、同じ被調理物１０１を用いても突沸が発生しない。また、熱容量の大きさによって突沸発生確率が高いパワーが異なっている。突沸抑制制御動作パワー域決定手段７０１は、熱容量ごとの突沸発生確率が高いパワーを記憶し、熱容量推定手段５０１の出力に応じて突沸抑制制御を動作させるパワー域を決定することで、突沸が起こりやすい状況をより正確に推測し、必要な時だけ突沸抑制制御動作を行うことができる。

また、使用者が調理を開始する際、揚げ物、炒め物などの調理を行う場合に、意図せず突沸抑制制御が行われることがないように、調理モード選択手段７０２を用いて、あたためを行う調理モードを使用者が選択できるようにすることで、突沸抑制制御手段１０６を用いた突沸抑制制御を必要な時だけ行うことができる。

また、突沸抑制制御実施報知手段７０３が、突沸抑制制御手段１０６が抑制制御を行ったことを表示または報知あるいはその両者で、突沸抑制に効果的な使用者の手によるかき混ぜを促すことができる。さらに熱容量推定手段５０１の働きで被加熱物１０２の種類に応じて選択的に突沸抑制制御を実施した上で、抑制制御実施報知を行うことで、突沸の起こりやすい被加熱物１０２を使用者に知らせたりすることが可能となる。

また、使用者が自動的に火力調整を行うことを望まず一定パワー投入を要求する場合に
、突沸抑制制御解除選択手段７０４で、突沸抑制制御手段１０６を用いた抑制制御を動作させない選択を可能とする。これにより、通常は突沸が発生しないように自動加熱制御を行うが、使用者の要求に応じて意図的に禁止することも可能となる。

以上のように、本実施の形態においては、突沸抑制制御動作パワー域決定手段７０１により、使用者の動作指示パワーが必要温度域に入っている時だけ抑制制御を行うことで、突沸が起こりやすい状況をより正確に推測し必要な時だけ突沸抑制制御動作を行うことができる。また、調理モード選択手段７０２により、あたためを行う調理モードが選択された時だけ突沸抑制制御手段１０６による抑制制御を実行することで、突沸抑制が必要な調理の時だけ突沸抑制制御動作を行うことができる。また、突沸抑制制御実施報知手段７０３で、抑制制御を実施したという事実を知らせることで、抑制制御実行だけでなく、突沸抑制に効果的な使用者の手によるかき混ぜを促すことができる。また、突沸抑制制御解除選択手段７０４により、使用者が一定パワーによる加熱を要求する場合に、突沸抑制制御手段１０６によるパワー変動を行わないようにすることで、使用者の意図に合わせて加熱制御を行うことができる。

なお、各実施の形態１〜３で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムであれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

また、各実施の形態１〜３では、加熱調理器として誘導加熱調理器を例示したが、誘導加熱に限らずシーズヒータやガス燃焼などの熱源を使用した他の加熱調理器であっても何ら問題なく使用することができる。ガス燃焼の場合は、発生する炎の大きさを可変することで実現できるものである。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器およびそのプログラムは、突沸現象を抑制する機能を持ち突沸の発生確率自体を低減し、鍋などの被調理物の横ずれや飛び上がりを抑止することができるので、誘導加熱調理器はもちろんのこと、熱源如何にかかわらず加熱調理器全般に適用できる。

（ａ）本発明の実施の形態１における加熱調理器の構成を示すブロック図（ｂ）同加熱調理器の加熱手段と温度検出手段を示す平面図 同加熱調理器の突沸の可能性がある場合の状態を示す断面図 同加熱調理器の動作シーケンスを示す図 同加熱調理器の投入パワーと突沸発生確率の関係を示す図 本発明の実施の形態２における加熱調理器の構成を示すブロック図 同加熱調理器の動作シーケンスを示す図 本発明の実施の形態３における加熱調理器の構成を示すブロック図

１０１ 被調理物
１０２ 被加熱物
１０３ 加熱手段
１０４ パワー供給手段
１０５ 温度検出手段
１０６ 突沸抑制制御手段
１０７ 制御手段
２０１ 被調理物沈殿層
２０２ 気泡
５０１ 熱容量推定手段
７０１ 突沸抑制制御動作パワー域決定手段
７０２ 調理モード選択手段
７０３ 突沸抑制制御実施報知手段
７０４ 突沸抑制制御解除選択手段

Claims (7)

1. 被調理物を入れる鍋などの被加熱物と、被加熱物を加熱する加熱手段と、前記加熱手段へのパワー供給手段と、前記パワー供給手段への投入パワーにゆらぎを付与するよう投入パワー幅と投入パワー変動パターンを決定して加熱制御を行う突沸抑制制御手段とを備えた加熱調理器。
2. 被加熱物の熱容量を推定する熱容量推定手段を備え、この熱容量推定手段の出力を基に突沸抑制制御手段は加熱制御を行う請求項１に記載の加熱調理器。
3. 熱容量推定手段の出力を基に突沸抑制制御手段が動作させるパワー閾を決定する突沸抑制制御動作パワー域決定手段を備え、使用者の動作指示パワーが必要温度域に入っている時だけ抑制制御を行う請求項２に記載の加熱調理器。
4. 調理モード選択手段を備え、あたためを行う調理モードが選択された時だけ突沸抑制制御手段による抑制制御を実行する請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
5. 突沸抑制制御手段による突沸抑制制御が行われた場合に抑制制御が行われたことを報知するための突沸抑制制御実施報知手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
6. 突沸抑制制御解除選択手段を備え、使用者が一定パワーによる加熱を要求する場合に、突沸抑制制御手段によるパワー変動を行わないようにする請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱調理器。
7. 使用者から指示された加熱電力が突沸発生確率の高い電力域である場合、突沸抑制制御手段が突沸発生確率を低減するための加熱制御を行うことを特徴とする請求項１〜６記載の加熱調理器。