JP2009059561A - 誘導加熱調理器およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】加熱開始後に油が増減されても鍋内の油量を精度良く判定することができる。
【解決手段】温度検知手段6の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定温度上昇したときの立ち上がり時間より鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段7と、油量判定手段7で判定した鍋内の油量の多少に応じて、鍋1の温度が操作部8で設定した設定温度になるようにインバータを制御する制御手段9を備えたことにより、加熱開始後に油が増減されても鍋1内の油量を精度良く判定することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、揚げ物調理を行うときの予熱工程を精度良く実施することができる誘導加熱調理器およびプログラムに関するものである。
従来、誘導加熱調理器およびプログラムにおける揚げ物調理時の温度制御は、天板を介してサーミスタが鍋の温度を検出することにより行っている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3661567号公報
しかしながら、鍋の油の量が加熱途中で変更される場合があり、誘導加熱調理器の温度制御を油量に応じて変更できなければオーバシュートが生じたり、かつ、設定温度に達するまでの時間がかかりすぎたりするという課題を有している。特に、前記従来の構成では、サーミスタで天面を介して温度を検知するために、検知速度が遅く、加熱開始後に油を変更した場合には十分に反応できない課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱開始後に鍋の油の量が変更された場合でも、鍋の温度を設定温度に精度よく制御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およびプログラムは、インバータにより高周波電流が供給されて鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定温度上昇したときの立ち上がり時間より鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した鍋内の油量の多少に応じて、前記鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように前記インバータを制御する制御部を備えるようにしたものである。
これによって、加熱開始後に鍋の油の量が変更された場合でも、鍋の温度を設定温度に精度よく制御できる。
本発明の誘導加熱調理器は、加熱開始後に鍋の油の量が変更された場合でも、鍋の温度を設定温度に精度よく制御できる。
第1の発明は、インバータにより高周波電流が供給されて鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定温度上昇したときの立ち上がり時間より鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した鍋内の油量の多少に応じて、前記鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように前記インバータを制御する制御部を備えたことにより、途中で変更された油の量も加味した油量を判定するため、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができる。
第2の発明は、特に、第1の発明の誘導加熱調理器において、前記最下点温度に応じて、前記油量判定手段は、鍋内の油量の多少の判定を変更することにより、揚げ物調理の予熱工程をより細やかに実施することができる。
第3の発明は、インバータにより高周波電流が供給されて鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた場合には、第1の温度判定値から第2の温度判定値までの立ち上がり時間より鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した鍋内の油量の多少に応じて、鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように前記インバータを制御する制御部を備えたことにより、より精度良く油量を判定することができる。
第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1つの発明の前記制御部は、前記鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、前記切替温度をより低くしたことにより、オーバシュートを生じないように、かつ、設定温度に達するまでの時間を短縮することができる。
第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか1つの発明の前記制御部は、前記鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、前記火力をより低減することにより、オーバシュートを生じないように、かつ、設定温度に達するまでの時間を短縮することができる。
第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか1つの発明の前記油量判定手段が、油量の多少を判定するのは、前記温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合であることにより、油が追加されたことを的確に見分けることができる。
第7の発明は、特に、第1〜6のいずれか1つの発明の油量判定手段は、立ち上がり時間が一定時間経過した場合には、鍋内の油量が多いと判定することにより、必ず次の行程へ進めることができる。
第8の発明は、特に、第1〜7のいずれか1つの発明において、誘導加熱調理器の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラムである。そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させて本発明の誘導加熱調理器の少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを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。
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、本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構成を示すブロック図を示すものである。
図1において、鍋1を加熱する加熱コイル3と、前記加熱コイル3の上部で前記鍋1を保持する天板2と、前記加熱コイル3に高周波電流を供給し、前記鍋1を誘導加熱で発熱させるインバータ4と、前記天板2の下面に設置され前記鍋1の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段5と、前記赤外線検出手段5の出力から前記鍋1の温度を検知する温度検知手段6と、前記温度検知手段6の検知結果より前記鍋1内の油量の多少を判定する油量判定手段7と、設定温度などの調理条件を設定入力したり、調理開始を操作する操作部8と、前記加熱コイル3に供給する電力を制御し、温度検知手段6の出力に応じて設定温度に到達するように制御する制御手段9を有している。
以上のように構成された誘導加熱調理器およびプログラムについて、以下その動作、作用を説明する。
まず、図示されていない電源を投入し、操作部8にて温度を設定して揚げ物調理を開始すると、制御手段9からの制御によりインバータ4より高周波電流が供給されて加熱コイル3に誘導磁界が発生し、天板2上の鍋1が加熱される。この誘導加熱によって前記鍋1の温度が上昇し、前記鍋1内の油が加熱されるものである。
ここで、鍋1の温度が上昇するとその温度に合わせた赤外線が前記鍋1から放射される。天板2に使用されるガラスセラミックなどは2.5μm以下の波長域の赤外線を効率よく透過できるため、赤外線検出手段5は例えば2.5μm以下の波長を検出することができるフォトダイオードなどで構成されており、記天板2を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検出手段5に入射される。また、前記赤外線検出手段5は、集光レンズを用いてより多くの赤外線を集光し、かつ、前記鍋1以外からの赤外線を遮断することにより精度の向上を図っている。
温度検知手段6は、前記鍋1からの赤外線のみが赤外線検出手段5に入射し、その赤外線量にあわせたダイオード電流を、I−V変換した上で増幅し、温度に変換される。この温度情報が制御手段9に入力される。
図2は、誘導加熱調理器で鍋1を加熱開始後、油を追加されたときの温度検知手段6で算出された温度の振る舞いをグラフに表したものである。図2から明らかなように、油を追加された場合には鍋1内の油温が低下するために前記温度検知手段6で算出された温度が著しく低下する。このため、温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には途中で油を追加されたと見なすことができる。また、これは油量判定中でも油量判定終了後でも同様に起こりうるため、温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には再度油量判定を実施するのが有効である。
このとき、図2にて油量を再度判定する行程をグラフに示す。加熱開始時の油量が同じで追加された油量が異なる場合、温度検知手段6で算出した温度が下降から上昇へ転じた時点での温度(以下、これを最下点温度と呼ぶ)より一定温度ΔT1上昇時の経過時間を、油量が相対的に少ない時をtk1、油量が相対的に多い時をtk2とすると、前記鍋1内の油量が相対的に少ないほど経過時間が短く、油量が相対的に多いほど経過時間が長くなる。つまり以下のような関係式が成立する。
tk1 < tk2 (式1)
また、開始時の油量も追加された油量も同じで追加のタイミングが異なることにより、最下点温度が異なる場合、図3に示すように最下点温度より一定温度ΔT1上昇時の経過時間を最下点温度が相対的に低い時をtk3、最下点温度が相対的に高い時をtk4とすると、最下点温度が相対的に低いほど経過時間が短く、最下点温度が相対的に高いほど経過時間が長くなり、以下のような関係式が成立する。
tk3 < tk4 (式2)
一方、追加された油量が非常に多い場合、最下点温度時の油温が低すぎて赤外線検出手段5により赤外線が正確に検出できない可能性や油量が判定できない可能性があるため、最下点温度に達したかどうかを判断してから油量を判定するよりも、温度検知手段6で算出した最下点温度が所定値以下になった場合には、第1の温度判定値T3から第2の温度判定値T4に達するまでの到達時間を用いて油量を判定する方が温度制御を精度良く制御することができる(T3<T4)。すなわち、図4に示すように、温度判定値T3からT4までの到達時間を鍋1内の油量が少ない時をth1、油量が多い時をth2とすると、前記鍋1内の油量が少ないほど到達時間が短くなり、油量が多いほど到達時間が長くなり、以下のような関係式が成立する。
th1 < th2 (式3)
以下、図5を用いて油量判定のアルゴリズムの一例を説明する。なお、油量の判定は、多小で区別してもよいが、今回は、多、中、小と区別する場合を説明する。
ステップ(以下、Sと表示する)1において、温度勾配が所定値以上の負の値になり、かつ、温度検知手段6で算出した温度Tが最下点温度に達すればS2へ進み、最下点温度Txに達していなければS14に進む。S2において、誘導加熱調理器は最下点温度Txを記憶する。S3において、タイマーを開始する。S4において、前記温度検知手段6で算出した温度Tが最下点温度Txよりも一定温度ΔT1以上上昇していればS5へ進み、上昇値が一定温度ΔT1未満であればS4に戻る。S5において、タイマーを停止し、計測時間ttを得る。S6において、最下点温度Txが判定値Tθ以下であればS7へ進み、判定値Tθより大きければS12へ進む。これは、最下点温度TxがTθより大きいか、Tθ以下かで油量判定手段7が鍋内の油量の多少の判定を変更する基準を変更するためである。S7において、計測時間ttが判定値tm1以下場合はS8へ進み鍋1内の油量を「少」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「少」の場合の制御手段9は制御を行う。
また、S9において、計測時間ttが判定値tm1より大きくてtm2以下の場合はS10へ進み鍋1内の油量を「中」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「中」の場合の制御手段9は制御を行う。
また、計測時間ttが判定値tm2より大きい場合はS11へ進み鍋1内の油量を「多」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「多」の場合の制御手段9は制御を行う。
S12において、計測時間ttが判定値tm3以下であればS8に進み、鍋1内の油量を「少」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「少」の場合の制御手段9は制御を行う。また、S13において、計測時間ttが判定値tm3より大きくtm4以下の場合はS10へ進み鍋1内の油量を「中」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「中」の場合の制御手段9は制御を行う。また、S13において、計測時間ttが判定値tm4より大きい場合はS11へ進み鍋1内の油量を「多」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「多」の場合の制御手段9は制御を行う。
ここで、制御手段9は、鍋1の温度が操作部8で設定した設定温度になるように、加熱途中で鍋1の温度が切替温度に達したと温度検知手段6が検知した場合には火力を低減して制御するものであり、油量判定手段7が、鍋1の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋1の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、制御手段9は切替温度をより低くしたものである。即ち、油量判定手段7が、油量を「小」と判定した場合には、油量判定手段7が油量を「中」と判定した場合と比べて切替温度をより低くし、油量判定手段7が油量を「中」と判定した場合には、油量判定手段7が油量を「多」と判定した場合と比べて切替温度をより低くする。例えば、設定温度を200度にした場合、油量が少ない場合には、鍋の温度が170℃に達するまでは強火で加熱し170℃に達した後は弱火に切り替え制御し、油量が中程度の場合には鍋の温度が180℃に達するまでは強火で加熱し180℃に達した後は弱火に切り替え制御し、油量が多い場合には鍋の温度が190℃に達するまでは強火で加熱し190℃に達した後は弱火に切り替え制御する。
また、制御手段9は、鍋1の温度が操作部8で設定した設定温度になるように、加熱途中で鍋1の温度が切替温度に達したと温度検知手段6が検知した場合には火力を低減して制御するものであり、油量判定手段7が、鍋1の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋1の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し火力をより低減することとしたものである。即ち、油量判定手段7が油量を「小」と判定した場合には、油量判定手段7が油量を「中」と判定した場合と比べて火力を低減し、油量判定手段7が油量を「中」と判定した場合には、油量判定手段7が油量を「多」と判定した場合と比べて火力を低減する。例えば、油量が少ない場合には火力を強火(2.5KW)から弱火(500W)に、油量が中程度の場合には火力を強火(2.5KW)から弱火(700W)に、油量が多い場合には火力を強火(2.5KW)から弱火(1KW)に切り替えて誘導加熱調理器の温度制御を制御するようにする。これは、油量が少ない場合には、急激に温度上昇を生じないようにしオーバシュートがおこる可能性を防止するためであり、また、油量が多い場合にが、油量の少ない場合と同様の制御をしていたのでは、設定温度に送達するまでに時間がかかりすぎるからである。
さらに、制御手段9は、鍋1の温度が操作部8で設定した設定温度になるように、加熱途中で鍋1の温度が切替温度に達したと温度検知手段6が検知した場合には火力を低減して制御するものであり、油量判定手段7が、鍋1の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋1の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、制御手段9は切替温度をより低くし、かつ、火力をより低減することとしてもよい。
また、図6に、tm1、tm2、tm3、tm4と、最下点温度Txの関係を示す。
これは、図3で説明した、最下点温度が相対的に低いほど一定温度ΔT1上昇時の経過時間が短く、最下点温度が相対的に高いほど一定温度ΔT1上昇時の経過時間が長くなるということに基づくものであり、tm1<tm3<tm2<tm4である。
S14において、温度検知手段6で算出した温度Tが判定値Ty以下であればS15へ進み、判定値Tyより大きければS1に戻る。ここで、判定値Tyは、最下点温度の油温が低すぎて赤外線検出手段5により油量が判定できない可能性があるか、または、放射される赤外線検が非常に少量であるため赤外線検出手段5において正確に検出できるかどうかの基準温度であり、最下点温度がTyより低い場合には、油量判定手段7は、第1の温度判定値T3から第2の温度判定値T4までの立ち上がり時間より鍋内の油量の多少を判定する。
S15において、温度検知手段6で算出した温度Tが判定値T3以上であればS16へ進み、判定値T3未満であればS15に戻る。S16において、タイマーを開始する。S17において、温度検知手段6で算出した温度Tが判定値T4以上であればS18へ進み、判定値T4未満であればS17に戻る。S18において、タイマーを停止し、計測時間ttを得る。S19において、計測時間ttが判定値th1以下であればS8へ進み、鍋1内の油量を「少」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「少」の場合の制御手段9は制御を行う。また、S20において、計測時間ttがth2より大きく判定値th2以下であればS10へ進み、鍋1内の油量を「中」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「中」の場合の制御手段9は制御を行う。
また、S20において、計測時間ttが判定値th2より大きければS11へ進み、鍋1内の油量を「多」と判定し、鍋の温度が操作部で設定した設定温度に到達するように、油量が「多」の場合の制御手段9は制御を行う。
なお、温度Tの判定値ΔT1、Ty、T3、T4、最下点温度Txの判定値Tθ、タイマー計測時間ttの判定値tm1、tm2、tm3、tm4、およびタイマーttの判定値Th1、th2は予め最適な値を実験的に決定するものである。
また、以上の説明では最下点温度Txの判定値は1つしかないが、判定値を複数用いて油量を判定すれば精度面で有効である。
同様に、計測時間ttの判定値が、tm1、tm2、tm3、tm4、th1、th2としているが、さらに細かく規定すれば、精度をさらに向上させることができる。
以上のように、温度検知手段6で算出した温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には途中で油が追加されたと判定して油量判定手段7を用いて再度油量を判定し、最適な制御方法を複数の中から選択することにより、より精度良く予熱工程を制御することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態は、立ち上がり時間が一定時間経過した場合には、油量判定手段7は、鍋内の油量が多いと判定することとし、タイマーを用いて時間を計測する際に上限値を設けるものであり、これ以外は実施の形態1と同様にできるものである。
上限値を設けることによって必ず油量判定工程を終了することができるため、油量判定工程が終了しないために設定温度に達しているにも関わらず加熱を継続する、といった不都合を解消することができる。
以上のように、立ち上がり時間が一定時間経過した場合には、油量判定手段7は、鍋内の油量が多いと判定することとして、タイマーを用いて時間を計測する際に上限値を設けることにより、油量が多いために温度勾配が小さい場合でも精度良く予熱工程を制御することができる。
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、結果揚げ物調理において加熱開始後に油を追加しても精度良く油量を判定することが可能となるので、家庭用あるいは業務用など様々な誘導加熱調理器にも適用できる。
本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1における追加の油量の違いによる温度変化の違いを示すグラフ 本発明の実施の形態1における追加時の温度の違いによる温度変化の違いを示すグラフ 本発明の実施の形態1における多量の油を追加したときの温度変化の違いを示すグラフ 本発明の実施の形態1における油量判定手段での処理内容を示す流れ図 本発明の実施の形態1におけるtm1、tm2、tm3、tm4と、最下点温度の関係を示す図
符号の説明
1 鍋
2 天板
3 加熱コイル
4 インバータ
5 赤外線検出手段
6 温度検知手段
7 油量判定手段
8 操作部
9 制御手段

Claims (8)

  1. インバータにより高周波電流が供給されて鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた時の最下点温度を基準として一定温度上昇したときの立ち上がり時間より鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した鍋内の油量の多少に応じて、前記鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように前記インバータを制御する制御部を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
  2. 前記最下点温度に応じて、前記油量判定手段は、鍋内の油量の多少の判定を変更することを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。
  3. インバータにより高周波電流が供給されて鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され前記鍋の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋の温度を検知する温度検知手段と、設定温度を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の検知温度が下降してから上昇に転じた場合には、第1の温度判定値から第2の温度判定値までの立ち上がり時間より鍋内の油量の多少を判定する油量判定手段と、前記油量判定手段で判定した鍋内の油量の多少に応じて、鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように前記インバータを制御する制御部を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
  4. 前記制御部は、前記鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、前記切替温度をより低くしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  5. 前記制御部は、前記鍋の温度が前記操作部で設定した設定温度になるように、加熱途中で前記鍋の温度が切替温度に達したと前記温度検知手段が検知した場合には火力を低減して制御し、前記油量判定手段が、前記鍋の油量が相対的に少ないと判断した場合には、鍋の油量が相対的に多いと判断した場合と比較し、前記火力をより低減することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  6. 前記油量判定手段が、油量の多少を判定するのは、前記温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  7. 油量判定手段は、立ち上がり時間が一定時間経過した場合には、鍋内の油量が多いと判定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラム。
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