JP2008262933A - Induction heating cooker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良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。 The present invention relates to an induction heating cooker that can accurately detect the temperature of an object to be heated such as a pan on a top plate.
従来、この種の誘導加熱調理器において、天板下面に赤外線センサを配置し、被加熱物からの赤外線を天板越しに検出するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、赤外線の放射エネルギーが100℃以下の低温と300℃程度の高温とでは大きな差があるため、単に天板下面に赤外線センサを配置しただけでは広範囲の温度検出に対応できず、また、天板からの赤外線放射も含まれるため検出温度に誤差が生じてしまうといった課題があった。 However, in the conventional configuration, since the infrared radiation energy has a large difference between a low temperature of 100 ° C. or less and a high temperature of about 300 ° C., it is possible to detect a wide range of temperatures simply by placing an infrared sensor on the bottom surface of the top plate. In addition, there is a problem that an error occurs in the detected temperature because infrared radiation from the top plate is included.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、広範囲の温度検出に対応でき、かつ検出温度に誤差がなく、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良く検出して加熱制御をする誘導加熱調理器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, can cope with a wide range of temperature detection, has no error in the detection temperature, and accurately detects the temperature of an object to be heated such as a pan on the top plate to control heating. An object of the present invention is to provide an induction heating cooker.
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、天板下面に配置され被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、この赤外線検出手段の出力から被加熱物温度を検出する第一の温度検出手段と、天板下面に配置され天板の温度を検出する第二の温度検出手段と、第一、第二の温度検出手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、第一の温度検出手段は、赤外線検出手段の出力を第二の温度検出手段の出力に応じて減算する出力減算手段と、この出力減算手段の出力を増幅する増幅手段とを有し、この増幅手段の出力に応じて制御手段は加熱コイルへの加熱出力を制御するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an induction heating cooker according to the present invention includes an infrared detector that is disposed on the lower surface of the top plate and detects infrared rays radiated from an object to be heated, and is heated from the output of the infrared detector. A first temperature detecting means for detecting an object temperature, a second temperature detecting means for detecting the temperature of the top board disposed on the lower surface of the top board, and a heating coil according to outputs of the first and second temperature detecting means Control means for controlling the power supplied to the first temperature detecting means, an output subtracting means for subtracting the output of the infrared detecting means according to the output of the second temperature detecting means, and the output subtracting means Amplifying means for amplifying the output, and the control means controls the heating output to the heating coil in accordance with the output of the amplifying means.
これにより、赤外線量を減算後増幅するため、広範囲の温度検出に対応でき、かつ、検出温度に誤差がなく、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良く検出して加熱制御をすることができる。 As a result, since the amount of infrared light is subtracted and amplified, it can be used for a wide range of temperature detection, and there is no error in the detected temperature, and the temperature of the object to be heated, such as a pan on the top plate, is accurately detected for heating control be able to.
本発明の誘導加熱調理器は、広範囲の温度検出に対応でき、かつ検出温度に誤差がなく、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良く検出して加熱制御をすることができる。 The induction heating cooker according to the present invention can cope with a wide range of temperature detection, has no error in the detected temperature, and can accurately detect the temperature of an object to be heated such as a pan on the top plate and control the heating.
第1の発明は、被加熱物を加熱する加熱コイルと、この加熱コイルの上部で被加熱物を載置する天板と、この天板下面に配置され前記被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、この赤外線検出手段の出力から被加熱物温度を検出する第一の温度検出手段と、天板下面に配置され天板の温度を検出する第二の温度検出手段と、前記第一、第二の温度検出手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記第一の温度検出手段は、赤外線検出手段の出力を第二の温度検出手段の出力に応じて減算する出力減算手段と、この出力減算手段の出力を増幅する増幅手段とを有し、この増幅手段の出力に応じて制御手段は加熱コイルへの加熱出力を制御する誘導加熱調理器
とすることにより、赤外線量を減算後増幅するため、広範囲の温度検出に対応でき、かつ、検出温度に誤差がなく、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良く検出して加熱制御をすることができる。
In the first invention, a heating coil for heating an object to be heated, a top plate on which the object to be heated is placed above the heating coil, and an infrared ray radiated from the object to be heated arranged on the lower surface of the top plate. Infrared detection means for detecting, first temperature detection means for detecting the temperature of the object to be heated from the output of the infrared detection means, second temperature detection means for detecting the temperature of the top board disposed on the lower surface of the top board, Control means for controlling the power supplied to the heating coil in accordance with the outputs of the first and second temperature detection means, and the first temperature detection means outputs the output of the infrared detection means to the second temperature detection. An output subtracting means for subtracting according to the output of the means, and an amplifying means for amplifying the output of the output subtracting means, and the control means is an induction for controlling the heating output to the heating coil according to the output of the amplifying means. By using a cooking device, the amount of infrared rays can be reduced. To amplify after calculation, can accommodate a wide range of temperatures detected and no error in the detected temperature, the object to be heated temperature such as pan on the top plate can be accurately detected and heating control.
第2の発明は、特に、第1の発明において、増幅手段の増幅率を切り替える切替手段を有したことにより、調理の温度変化範囲に合わせてより精度よく被加熱物の温度を安定して検出できるものである。 In particular, the second invention has a switching means for switching the amplification factor of the amplifying means in the first invention, so that the temperature of the object to be heated can be stably detected more accurately according to the temperature change range of cooking. It can be done.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、赤外線検出手段および第二の温度検出手段は、加熱コイルの内外周間の天板下面に配置したことにより、被加熱物がもっとも早く高温になる加熱コイルの内外周間で、特に、被加熱物が空鍋あるいは空に準ずる状態の鍋および鍋内側の温度を、より応答性よく検出できるものである。 In the third invention, in particular, in the first or second invention, the infrared detection means and the second temperature detection means are arranged on the bottom surface of the top plate between the inner and outer circumferences of the heating coil, so that the object to be heated is the most. Between the inner and outer circumferences of the heating coil that quickly reaches a high temperature, in particular, the temperature of the object to be heated can be detected in an empty pan or in a pan that conforms to the sky, and the temperature inside the pan with higher responsiveness.
第4の発明は、特に、第1の発明において、赤外線を集光して赤外線検出手段へ導く反射手段と、この反射手段の外側に配する防磁手段とを備え、第二の温度検出手段を反射手段の外側で、かつ、防磁手段の内側に配したことにより、赤外線をより多く集光でき、かつ防磁手段によって磁界の影響を受けることなく、赤外線検出手段および第二の温度検出手段により温度検出が可能となるため、より精度よく被加熱物温度を安定して検出できるものである。 In particular, the fourth invention comprises a reflecting means for condensing infrared rays and guiding them to the infrared detecting means, and a magnetic shielding means arranged outside the reflecting means in the first invention, and the second temperature detecting means is provided. By arranging it outside the reflecting means and inside the magnetic shielding means, more infrared rays can be collected, and without being affected by the magnetic field by the magnetic shielding means, the temperature is detected by the infrared detecting means and the second temperature detecting means. Since detection is possible, the temperature of the object to be heated can be detected more accurately and stably.
第5の発明は、特に、第1の発明において、赤外線を集光して赤外線検出手段へ導く反射手段と、この反射手段の外側に配する防磁手段とを備え、第二の温度検出手段を防磁手段の外側に配したことにより、防磁手段を小型化した構成も可能となり、防磁による温度上昇などの影響を少なくでき、より精度よく被加熱物温度を赤外線検出手段で安定して検出できるものである。 In particular, the fifth invention comprises a reflecting means for condensing infrared rays and guiding the infrared rays to the infrared detecting means, and a magnetic shielding means arranged outside the reflecting means in the first invention. By arranging it outside the magnetic shield means, it is possible to reduce the size of the magnetic shield means, reduce the effect of temperature rise due to the magnetic shield, and more accurately detect the temperature of the heated object with the infrared detection means. It is.
第6の発明は、特に、第5の発明において、防磁手段は、断面形状を非円形状とし、その切り欠き部に第二の温度検出手段を対向配置したことにより、赤外線検出手段が検出する範囲と第二の温度検出手段により検出する天板の範囲がより近傍となるため、より精度よく被加熱物温度を安定して検出できるものである。 According to a sixth aspect of the invention, in particular, in the fifth aspect of the invention, the magnetic-shielding means has a non-circular cross-sectional shape, and the second temperature detection means is disposed opposite to the notch, so that the infrared detection means detects it. Since the range and the range of the top plate detected by the second temperature detecting means are closer to each other, the temperature of the object to be heated can be detected more accurately and stably.
第7の発明は、特に、第1の発明において、赤外線検出手段および第二の温度検出手段を、加熱コイルの中心軸に対して軸対称の位置に配置したことにより、温度検出位置が、被加熱物の中心軸に対して軸対称の位置でそれぞれ温度検出できるため、より精度よく被加熱物温度を安定して検出できるものである。 In a seventh aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, the infrared detection means and the second temperature detection means are arranged at positions that are axisymmetric with respect to the central axis of the heating coil, so that the temperature detection position can be reduced. Since temperatures can be detected at positions that are axisymmetric with respect to the central axis of the heated object, the temperature of the object to be heated can be detected more accurately and stably.
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、制御手段は、自動調理のシーケンスを有し、第二の温度検出手段の温度情報を用いて自動調理のシーケンスの温度制御を行なうことにより、調理メニューに合わせた温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。 In an eighth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to seventh aspects of the invention, the control means has an automatic cooking sequence, and the temperature information of the second temperature detection means is used to set the automatic cooking sequence. By performing the temperature control, it is possible to accurately detect the temperature in the temperature range according to the cooking menu with high accuracy.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1〜図5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。
(Embodiment 1)
FIGS. 1-5 shows the induction heating cooking appliance in
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、鍋などの被加熱物1を加熱する加熱コイル3と、この加熱コイル3に高周波電流を供給し被加熱物1を電磁誘導で発熱させるインバータ5と、加熱コイル3の上部で被加熱物1を載置する天板2と、この
天板2下面に配置され被加熱物1底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段6と、この赤外線検出手段6の出力から被加熱物1底面温度を検出する第一の温度検出手段9と、天板2下面に配置され天板2の温度を検出する第二の温度検出手段10と、前記第一、第二の温度検出手段9、10の出力に応じて加熱コイル3に供給する電力を制御するマイコンよりなる制御手段11とを備えているものである。また、前記赤外線検出手段6は、PINフォトダイオード(InGaAs)などで構成され、加熱コイル3からの漏れ磁束が赤外線検出手段6へ通らないようにする円筒状の防磁手段7と、被加熱物1からの赤外線を効率よく赤外線検出手段6へ導く鏡筒からなる反射手段8とを有している。
As shown in FIG. 1, the induction heating cooker in the present embodiment includes a
そして、図2に示すように、前記第一の温度検出手段9は、赤外線検出手段6の出力を第二の温度検出手段10の出力に応じて減算する出力減算手段13と、この出力減算手段13の出力を増幅する増幅手段12とを有し、この増幅手段12の出力に応じて制御手段11は加熱コイル3への加熱出力を制御する。なお、制御手段11の制御部14は、第一の温度検出手段9および第二の温度検出手段10からの情報により出力減算手段13や増幅手段12の増幅度を制御して、被加熱物1の温度を演算して検出するものである。
As shown in FIG. 2, the first temperature detecting means 9 includes an output subtracting means 13 for subtracting the output of the infrared detecting means 6 in accordance with the output of the second temperature detecting means 10, and the output subtracting means. The control means 11 controls the heating output to the
上記した本実施の形態における誘導加熱調理器において、図示していない電源を投入し、操作スイッチで所定の温度を設定すると、制御手段11からの制御によりインバータ5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に誘導磁界が発生し、天板2上の被加熱物1が誘導加熱される。この誘導加熱によって被加熱物1の温度が上昇し、被加熱物1内の調理物が調理されるものである。
In the induction heating cooker according to the present embodiment described above, when a power source (not shown) is turned on and a predetermined temperature is set with the operation switch, power is supplied from the
ここで、赤外線検出手段6の動作について説明する。被加熱物1の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が被加熱物1から放射される。一般に物体から放射される赤放射エネルギーは、図3に示すように、その温度で決まり、温度が高くなるほど大きく、かつ短波長側にも拡大する。本実施の形態の誘導加熱調理器における天板2は、ガラスセラミックなどからなり、ガラスセラミックは2.5μm以下の波長域の赤外線に対して90%以上透過できるため、被加熱物1温度が60℃以上になった場合には、2.5μm以下の波長域の赤外線放射エネルギーが、赤外線検出手段6に入射される。ここで、赤外線検出手段6は、0.7〜2.5μm以下の波長域の赤外線に対して高感度の検出性能があるPINフォトダイオード(InGaAs)などで構成されている。このPINフォトダイオードによって、図4に示すような被加熱物1の温度に合わせた出力電流が得られることになる。ただし、図4に示すとおり、出力電流と被加熱物1温度とは直線的な相関関係ではない。これは高温になれば急激に放射エネルギーが増大するためである。
Here, the operation of the infrared detecting means 6 will be described. When the temperature of the
そこで、温度検出の温度域によって増幅率を変更しなければならない。この制御について、図2、図5を用いて説明する。 Therefore, the amplification factor must be changed depending on the temperature range of temperature detection. This control will be described with reference to FIGS.
第二の温度検出手段10は天板2にシリコンオイルなどを介して接触しているサーミスタなどで構成されており、被加熱物1からの赤外線が透過する範囲の天板2の温度が検出できる。天板2は2.5μm以下の波長域の赤外線に対しては90%程度の透過率があるが、残りの10%は天板2自身の温度を赤外線検出手段6に放射していることになる。図5のように、天板2の温度が、例えば150℃など高い場合には、10%の放射エネルギーでも赤外線検出手段6による温度検出に大きく影響がでる。この影響をなくすために、第二の温度検出手段10の出力に合わせて出力減算手段13で出力を減少させる。この減算された出力を増幅手段12で増幅し制御部14に入力され検出温度が算出される。この場合、ノイズ分である天板2の影響が大きいため、増幅する前に減算することで、被加熱物1の温度変化に対応した赤外線検出手段6の変化を高分解能で検出することが可能となる。これにより、天板2の温度の影響をより低減して、被加熱物1の温度検出が正確に行なうことができる。
The second temperature detecting means 10 is composed of a thermistor or the like that is in contact with the
ここでは、出力減算手段13は天板2の温度に合わせた赤外線量分を電圧として減算しているが、天板2の温度が赤外線検出手段6の温度使用範囲内であれば、ヒータなどで赤外線検出手段6を温めるようにしてもよい。これは天板2と赤外線検出手段6が同じ温度になれば、赤外線量の受け渡しがなくなるため、天板2の温度の影響を受けずに、被加熱物1からの赤外線量が検出できるためである。
Here, the output subtracting means 13 subtracts the amount of infrared rays corresponding to the temperature of the
また、通常の加熱モードでは、炒め物や過昇防止などの350℃までの変化を検出するために、増幅率を低くして被加熱物1温度を検出する。その切替えは制御部14から調理メニューに合わせて、増幅手段12に増幅率の切替手段(図示せず)を設けることで行なる。加熱開始直後は温度が低いため増幅率を高くし、温度が上がってきた際に切り替えることも可能である。この構成により、被加熱物1の温度状態にあった温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。
In the normal heating mode, the temperature of the object to be heated 1 is detected by lowering the amplification factor in order to detect changes up to 350 ° C. such as stir-fried food and prevention of overheating. The switching is performed by providing the amplifying means 12 with a gain switching means (not shown) in accordance with the cooking menu from the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における誘導加熱調理器について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the induction heating cooker in
図1に示した、赤外線検出手段6および第二の温度検出手段10は、加熱コイル3の中央に配置しているが、これらを加熱コイル3の内外周間、すなわち中間点の天板2下面に配置すれば、被加熱物1がもっとも早く高温になる加熱コイル3の内外周間で、特に、被加熱物1が空鍋あるいは空に準ずる状態の鍋および鍋内側の温度を、より応答性よく検出できるものである。
The infrared detecting
また、赤外線を集光して赤外線検出手段6へ導く反射手段8と、この反射手段8の外側に配置する防磁手段7とを備え、第二の温度検出手段10を防磁手段7の外側に配置するようにすれば、防磁手段7を小型化した構成も可能となり、防磁による温度上昇などの影響を少なくでき、より精度よく被加熱物1温度を赤外線検出手段6で安定して検出できるものである。
In addition, a reflection means 8 for condensing infrared rays and guiding the infrared detection means 6 to the infrared detection means 6, and a magnetic shield means 7 disposed outside the reflection means 8, the second temperature detection means 10 is disposed outside the magnetic shield means 7. By doing so, a configuration in which the magnetic shield means 7 is downsized is also possible, the influence of temperature rise due to the magnetic shield can be reduced, and the temperature of the
また、図6(a)に示すように、第二の温度検出手段10を、赤外線を集光して赤外線検出手段6へ導く反射手段8の外側で、かつ、防磁手段7の内側に配置するようにすれば、赤外線をより多く集光でき、かつ防磁手段7によって磁界の影響を受けることなく、赤外線検出手段6および第二の温度検出手段10により温度検出が可能となるため、より精度よく被加熱物1温度を安定して検出できるものである。
Further, as shown in FIG. 6A, the second
また、図6(b)に示すように、防磁手段7は、断面形状を非円形状(本実施の形態ではD形状)とし、その切り欠き部15に第二の温度検出手段10を対向配置することにより、赤外線検出手段6が検出する範囲と第二の温度検出手段10により検出する天板2の範囲がより近傍となるため、より精度よく被加熱物温度を安定して検出できるものである。
Further, as shown in FIG. 6B, the magnetic-shielding means 7 has a non-circular cross-sectional shape (D-shape in the present embodiment), and the second temperature detection means 10 is disposed so as to face the
また、赤外線検出手段6および第二の温度検出手段10を、加熱コイル3の中心軸に対して軸対称の位置に配置するようにすれば、温度検出位置が、被加熱物1の中心軸に対して軸対称の位置でそれぞれ温度検出できるため、より精度よく被加熱物1温度を安定して検出できるものである。
Further, if the infrared detecting
また、制御手段11は、自動調理のシーケンスを有し、第二の温度検出手段10の温度情報を用いて自動調理のシーケンスの温度制御を行なうようにすれば、調理メニューに合わせた温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。なお、湯沸かしや炊飯などの調理メニューを行なう自動シーケンスを有する場合には、130℃以下の範囲の温度
を検出するために増幅手段12の増幅率を高くして60〜130℃の領域をフルレンジとして検出するようにすればよい。
Further, the control means 11 has an automatic cooking sequence. If the temperature control of the automatic cooking sequence is performed using the temperature information of the second temperature detection means 10, the temperature range corresponding to the cooking menu is set. Temperature detection can be performed accurately and with high accuracy. In addition, when it has an automatic sequence for performing cooking menus such as kettle and rice cooking, in order to detect temperatures in the range of 130 ° C. or lower, the
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、広範囲の温度検出に対応でき、かつ検出温度に誤差がなく、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良く検出して加熱制御をすることができるので、一般家庭用および業務用など各種の誘導加熱調理器に適用できる。 As described above, the induction heating cooker according to the present invention can cope with a wide range of temperature detection, has no error in the detected temperature, and accurately detects the temperature of an object to be heated such as a pan on the top plate. Therefore, it can be applied to various induction heating cookers such as general home use and business use.
1 被加熱物
2 天板
3 加熱コイル
6 赤外線検出手段
7 防磁手段
8 反射手段
9 第一の温度検出手段
10 第二の温度検出手段
11 制御手段
12 増幅手段
13 出力減算手段
15 切り欠き部
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