JP2009110922A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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Abstract

【課題】アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋であっても、湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の温度制御を極力行い使い勝手を損なわないようにする。
【解決手段】制御回路3は、加熱コイル損失が少なく、浮き上がりが発生しない比較的小さなパワーで鍋を加熱する保温、煮込み等の調理モードでは、アルミ鍋のような非磁性低抵抗鍋であっても温度制御を行うようにした。
【選択図】図1

Description

この発明は、アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋と鉄鍋などの磁性鍋を識別し、各々の鍋に最適な周波数で加熱するとともに、湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを各々の鍋で最適に実現する誘導加熱調理器に関するものである。
従来の誘導加熱調理器は、非磁性鍋の場合は、温度調節加熱モードへの移行を禁止している(例えば、特許文献1〜4参照)。
特開2005−26125号公報(段落0010、0054、0056、第3図) 特開2003−282228号公報(段落0009〜0011、0018、第4図) 特開2006−12862号公報(段落0022、第4図) 特開2006−299024号公報(段落0003、第8図)
前述した誘導加熱調理器は、アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する場合、加熱コイルの損失増大により、加熱コイルから発生する熱の影響により温度センサでの温度検知が正確に行なえない。または、加熱コイルとアルミ鍋に生じる反発力により、鍋が浮き上がり、温度センサでの温度検知が正確に行なえないため、温度制御を禁止するものである。
この場合、加熱コイル損失の増大や浮き上がりが発生するのは大きなパワーでアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する場合のみである。しかしながら、従来誘導加熱調理器は、比較的小さなパワーで鍋を加熱する場合であってもアルミ鍋加熱時は温度制御を禁止してしまうので使い勝手が悪いという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものでアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する場合でも、温度制御を行うようにして使い勝手を確保することを目的とする。
この発明に係る誘導加熱調理器は、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、鍋の材質に応じて共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、鍋の温度を検出する温度検出手段と、切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を加熱コイルに供給するインバータと、インバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の検出結果に基づいて、鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて温度検出手段によって検出された鍋の温度が所定の温度になるようにインバータを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋と判定した場合、油温度を特定の温度に維持する揚げ物調理の調理モードの制御、または揚げ物調理と湯沸しの調理モードの制御を禁止するものである。
この発明に係る誘導加熱調理器において、加熱コイル損失が少なく、浮き上がりが発生しない比較的小さなパワーで鍋を加熱する保温、煮込み等の調理モードでは、アルミ鍋のような非磁性低抵抗鍋であっても温度制御を行うようにしたため、使い勝手を損なうことが無い。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の構成を示す図である。
図において、インバータ2は、商用交流電源1をダイオードブリッジ2a、コンデンサ2bによって変換して得られる直流電力を、高周波電力に変換して、加熱コイル5に供給するものであり、スイッチング素子2c及び2dで構成され、これに共振コンデンサ2e及び2f、共振コンデンサ切り換えリレー2g、電流検出用抵抗2hが接続されている。制御回路3は、操作パネル4、加熱コイル5、鍋8を積載するトッププレート6、温度センサ7と接続される。なお、操作パネル4には、開始スイッチ4a、終了スイッチ4b、保温スイッチ4c、湯沸かしスイッチ4d、煮込みスイッチ4e、揚げ物スイッチ4f、火力調整ダイヤル4gが設けられている。
また、図2はこの発明の実施の形態1における制御回路の動作を示すフローチャートである。
次に、この実施の形態1の動作を図1および図2に基づいて説明する。
図2のステップS01にて操作パネル4の開始スイッチ4aが押されると、制御回路3は、ステップS02にて鍋材質判定を行なう。このとき制御回路3は、リレー2gをオンにし、スイッチング素子2cと2dを交互に動作させて、交流電源1をダイオードブリッジ2aとコンデンサ2bにより直流に変換した電力を高周波の電力に変換して加熱コイルに供給する(ハーフブリッジ式)。このときのスイッチング素子2cと2dは、加熱コイル5のインダクタンス値と共振コンデンサ2eと2fの合成キャパシタンスで決まる共振周波数を避けてそれよりも高い周波数で駆動することで鍋8には大きな電力が入らないようにする。この状態で、制御回路3は、電流検出用抵抗2hに流れる電流を検出し、所定値以上の電流が流れれば載置されている鍋は低抵抗非磁性鍋、所定値以下であれば磁性鍋と判定する。
磁性鍋の場合、制御回路3はステップS03〜ステップS18を実施する。この場合、制御回路3は、まずステップS03〜ステップS06で保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、保温スイッチが押されれば、ステップS07にてスイッチが押されたときの温度を目標温度T0に設定する。煮込みスイッチが押されれば、ステップS08にて目標温度T0に60℃を設定する。揚げ物スイッチが押されればステップS09にて目標温度T0に160℃を設定する。湯沸しスイッチが押されれば、ステップS10にて目標温度T0に100℃を設定する。どのスイッチも押されなければ、制御回路3は、さらにステップS11にて火力調整ダイヤルのチェックを行い、ステップS12にて火力大方向にダイヤルが回されれば電力を増加させ(ステップS13)、火力小方向にダイヤルが回されれば電力を減少させる(ステップS14)。また、制御回路3は、ステップS07〜ステップS10にて設定された目標温度を、ステップS15で現在の温度と比較を行い、現行温度が目標温度より低ければステップS16にて加熱コイル5と共振コンデンサ2eと2fで決まる共振周波数に近づけて加熱コイル電流を増加させることで電力を増加させ、現行温度が目標温度より高ければステップS17にて、スイッチング素子の駆動周波数を共振点から遠ざけて電力を減少させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。制御回路3は、ステップS03〜ステップS17までの制御をステップS18にて終了スイッチが押されるまで繰り返し実行する。
ステップS02にて低抵抗非磁性鍋と判定された場合、制御回路3は、リレー2gを開放することで、共振コンデンサのキャパシタンス値を下げて共振周波数を上げ、磁性鍋よりも高い周波数で電力を投入できるようにして、ステップS19〜ステップS32を実施する。この場合、制御回路3は、まずステップS19〜ステップS22で保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、保温スイッチが押されれば、ステップS23にてスイッチが押されたときの温度を目標温度T0に設定する。煮込みスイッチが押されれば、ステップS24にて目標温度T0に60℃を設定する。一方、揚げ物スイッチが押された場合、あるいは湯沸しスイッチが押された場合、あるいはどのスイッチも押されなかった場合、制御回路3は、温度制御を行わず、ステップS25にて火力調整ダイヤルのチェックを行い、ステップS26にて火力大方向にダイヤルが回されれば電力を増加させ(ステップS27)、火力小方向にダイヤルが回されれば電力を減少させる(ステップS28)。また、制御回路3は、ステップS23〜ステップS24にて設定された目標温度を、ステップS29で現在の温度と比較を行い、現行温度が目標温度より低ければステップS30にて電力を増加させ、現行温度が目標温度より高ければステップS31にて電力を減少させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。ステップS19〜ステップS31までの制御をステップS32にて終了スイッチが押されるまで繰り返し実行する。
この実施の形態1によれば、以上の制御により、鍋の種類が低抵抗非磁性鍋の場合であっても、制御回路3は、少なくとも煮込み、保温スイッチを押した場合は、温度制御を行い、揚げ物スイッチを押した場合は温度制御は行わない。これにより、加熱コイル損失が少なく、浮き上がりが発生しない比較的小さなパワーで鍋を加熱する保温、煮込みの調理モードでは、アルミ鍋のような非磁性低抵抗鍋であっても温度制御を行うようにしたため、使い勝手を損なわない。
実施の形態2.
実施の形態1では、比較的投入電力の少ない煮込み、保温のみを許可することで浮き上がりを防止した。実施の形態2では、低抵抗非磁性鍋加熱時に損失増による加熱コイル自身の温度上昇が温度センサに与える影響や、鍋の浮き上がりを防止して揚げ物、湯沸しの温度制御を実現する方法について述べる。
実施の形態2における加熱調理器の構成は、上記実施の形態1の図1と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図3はこの発明の実施の形態2における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図4はこの発明の実施の形態2における投入電力上限値と調理時間との関係を示すグラフである。
次に、実施の形態2の動作を図1、図3および図4に基づいて説明する。
図3のステップS101において開始スイッチが押されると、制御回路3は、ステップS102にて初期処理として、調理時間を示すタイマTをゼロにクリアする。次に、制御回路3は、ステップS103において、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態1と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路3は、ステップS104〜ステップS123の処理を実施する。この場合、制御回路3は、ステップS104〜ステップS107にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、保温スイッチが押されれば、ステップS108にてスイッチが押されたときの温度を目標温度T0に設定する。煮込みスイッチが押されれば、ステップS109にて目標温度T0に60℃を設定する。揚げ物スイッチが押されればステップS110にて目標温度T0に160℃を設定する。
湯沸しスイッチが押されれば、ステップS111にて目標温度T0に100℃を設定する。ステップS104〜ステップS107でいずれのスイッチも押されなければ、ステップS112〜ステップS116にて火力調整ダイヤルが火力大方向に回されれば電力を増加させ、火力小方向に回されれば電力を減少させる方向に制御する。また、ステップS115にて最大火力を2.5kWに制限する。
ステップS117〜ステップS122では、制御回路3は、ステップS117にてタイマTをカウントアップする。ステップS118にてタイマTの値に応じて最大電力Wmaxを決定する。Wmaxは図4に示すように初期は1.5kWでタイマTの値、即ち調理経過時間とともに減るような設定となる。具体的には、下記のような数式によって最大電力Wmaxを決定する(ステップS118)。
Wmax=W(T)
ただし、W(T)=1.5(0<T<A)、
W(T)=−kT+(kA+1.5)(A<T<B)、
W(T)=n(B<T)
ここで、Tはタイマ値、A、Bはそれぞれ異なる所定時間、k、nは定数である。
あるいは、図4のような調理時間Tと最大電力Wmaxとの関係をテーブルとして図示しない記憶装置に保存しておき、このテーブルを参照することでタイマTに対応するWmaxを取得するようにしてもよい。
ステップS119にて目標温度と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度より高いときはステップS122にて電力を下げる。現行温度が目標温度より低い場合は、ステップS121にて電力を増加させるが、ステップS120にて電力が最大電力Wmaxに達している場合はそれ以上の増加は行わない。この動作をステップS123にて終了スイッチが押されるまで継続する。
この実施の形態2によれば、以上のような動作により、非磁性低抵抗鍋の場合、温度制御時は投入火力を絞るので加熱コイル損失が少なく温度センサへの影響を抑えられ正確な温度制御ができる。また、比較的小さなパワーに制限することで鍋の浮き上りを押さえることができる。さらに、水分が蒸発して重量が軽くなるのを見越して調理時間に応じて火力の上限値を下げるので調理終了時に鍋重量が軽くなった場合でも鍋の浮き上がりを防止でき、使い勝手を損なわない。
なお、調理時間に応じて火力上限値を下げているが投入電力の積算値に応じて火力上限値を下げても良い。この場合は投入電力を積算し、図14に示すように、積算電力に応じた投入電力上限値により投入電力を制限することにより同様の効果が得られる。
実施の形態3.
実施の形態3における加熱調理器の構成は、上記実施の形態1の図1と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図5はこの発明の実施の形態3における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図6はこの発明の実施の形態3における目標温度と調理時間との関係を示すグラフである。
次に、実施の形態3の動作を図1、図5および図6に基づいて説明する。
図5のステップS201にて開始スイッチが押されると、制御回路3は、ステップS202において、初期処理として、調理時間を示すタイマTをゼロにクリアする。次に、制御回路3は、ステップS203において、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態1と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップS203にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路3は、ステップS204〜ステップS223を実施する。この場合、制御回路3は、ステップS204〜ステップS207にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップS208〜ステップS211にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。ここで目標温度は例えば図6の揚げ物時の目標温度に示すように調理経過時間Tに応じて変えていく。調理開始直後は最終目標温度に対して低く、ステップS217にてカウントするタイマTに応じて徐々に最終目標に到達するようにする。保温、煮込み、湯沸しの場合についても同様に徐々に最終目標温度に到達するようにする。ステップS219にて目標温度と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度より高いときはステップS220にて電力を下げ、現行温度が目標温度より低い場合は、ステップS219にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。また、ステップS221とステップS222にて調理開始から所定時間経過しても最終温度に到達しない場合は強制的に終了する。ステップS212〜ステップS216の動作は保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合の処理で実施の形態1のステップS25〜ステップS28の処理と同じであるので説明を省略する。以上の動作をステップS223にて終了スイッチが押されるまで継続する。
この実施の形態3によれば、以上のように低抵抗非磁性鍋の場合、徐々に最終目標温度制御するように制御するので、瞬間的に大きな火力が投入されることがないので鍋の浮き上りを押さえることができ使い勝手を損なわない。即ち、目標温度を徐々に高くして最終目標に到達するようにするため、火力を必要以上に大きくする必要がなく、浮きが起こらない火力で調理が可能となる。
実施の形態4.
実施の形態4における加熱調理器の構成は、上記実施の形態1の図1と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図7は、この発明の実施の形態4における制御回路の動作を示すフローチャートである。
次に、実施の形態3の動作を図1および図7に基づいて説明する。
図7のステップS301にて開始スイッチが押されると、制御回路3は、ステップS302において、初期処理として、リトライ回数を示すカウンタNをゼロにクリアする。次に、制御回路3は、ステップS303において、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態1と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップS303にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路3は、ステップS304〜ステップS325を実施する。この場合、制御回路3は、ステップS304〜ステップS307にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップS308〜ステップS311にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。次に、制御回路3は、ステップS317では鍋の動きを検出する。スイッチング素子2c及び2dの駆動周波数が変化していないのにも拘わらず、電流検出用抵抗2hで検出した電流が所定値以上変化した場合、制御回路3は、鍋が浮き上がりにより鍋が動いたと判定する。これは、加熱コイル5と鍋8との位置関係が変化して加熱コイル5から見たインピーダンスが変化する為、加熱コイルを流れる電流が変わるからである。
鍋が動いたと判定した場合、制御回路3は、ステップS318にて最大電力を現行の電力に設定するとともにカウンタNを1つカウントアップする。ステップS319では制御回路3はカウンタNの値をチェックする。カウンタNの値が所定値以上、即ち鍋が動いた回数が所定回数に到達した場合、制御回路3は調理制御を中止して加熱コイルへの給電を停止する。所定回数以下であれば、制御回路3はステップS323〜ステップS325の処理を実施する。制御回路3は、ステップS323にて目標温度と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度より高いときはステップS324にて電力を下げ、現行温度が目標温度より低い場合は、ステップS323にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。但し、ステップS322にて電力が最大電力Wmaxに達している場合はそれ以上の増加は行わない。また、ステップS312〜ステップS316の動作は保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合の処理で実施の形態1のステップS25〜ステップS28の処理と同じであるので説明を省略する。以上の動作をステップS325にて終了スイッチが押されるまで継続する。
この実施の形態4によれば、以上の動作により、所定回数以上鍋が動いたと判定した場合、制御回路は調理制御を中止して加熱コイルへの給電を停止する。また、鍋が浮き上がる火力以下で電力制限するので、浮き上がりが発生しない範囲で最大電力を鍋に投入することができるので使い勝手を損なわない。
実施の形態5.
実施の形態5における加熱調理器の構成は、上記実施の形態1の図1と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図8は、この発明の実施の形態5における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図9及び図10は実施の形態5の動作を説明するものである。なお、図9は、この発明の実施の形態5における鍋と内容物との合計重量と、所定電力積算値投入後の温度上昇との関係を示すグラフであり、或る一定の電力を加熱コイルに供給した場合、鍋と内容物の合計重量が重いほど鍋の温度上昇は小さく、軽いほど温度上昇が大きくなることを示している。また、図10は、この発明の実施の形態5における最大投入電力と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフであり、鍋と内容物との合計重量に対して、鍋の浮き上がりを発生しない範囲で最大投入できる電力を示している。
次に、実施の形態5の動作を図1、図8〜図10に基づいて説明する。
図8のステップS401にて開始スイッチが押されると、制御回路3は、ステップS402にて、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態1と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップS402にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路3は、ステップS403〜ステップS422を実施する。この場合、制御回路3は、ステップS403では所定の電力を所定時間投入して温度センサの温度上昇を計測する。鍋と内容物の合計重量が多ければ、比熱も大きくなるので温度上昇と重量の関係は図9のようになる。そこで、制御回路3は、温度上昇値から図9の関係を示す数式または図9の関係を登録した図示しない記憶装置のテーブルを参照することで、鍋と内容物の合計重量を推定する。さらに、制御回路3は、ステップS404で図10のグラフに基づき上記と同様にして推定重量から最大電力Wmaxを決定する。
次に、制御回路3は、ステップS405〜ステップS408にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップS409〜ステップS412にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。次に、制御回路3は、ステップS413にて目標温度T0と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度T0より高いときはステップS416にて電力を下げ、現行温度が目標温度T0より低い場合は、ステップS415にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。但し、ステップS414にて電力が最大電力Wmaxに達している場合はそれ以上の電力増加を行わない。保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合、制御回路3は、ステップS417〜ステップS421にて火力調整ダイヤルが火力大方向に回されれば電力を増加させ(ステップS420)、火力小方向に回されれば電力を減少させるように制御する(ステップS421)。また、制御回路3は、ステップS419にて電力(火力)が最大電力Wmaxを超えないように制限する。
この実施の形態5によれば、以上の制御により内容物が多く重量が重い低抵抗非磁性鍋でも、内容物が少なく重量が軽い低抵抗非磁性鍋でも、浮き上がりが発生しない範囲で最大の電力を投入できるので使い勝手を損なわない。
実施の形態6.
実施の形態6における加熱調理器の構成は、上記実施の形態1の図1と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。また、実施の形態6における鍋+内容物の重量検知については実施の形態5における図9の説明と同様であるので説明を省略する。図11は、この発明の実施の形態6における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図12は、この発明の実施の形態5における電力下げ量と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフである。
次に、実施の形態6の動作を図1、図9、図11および図12に基づいて説明する。
図11のステップS501にて開始スイッチが押されると、制御回路3は、ステップS502にて、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態1と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップS502にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路3は、ステップS503〜ステップS522を実施する。この場合、制御回路3は、ステップS503で所定の電力を所定時間投入して温度センサの温度上昇を計測する。鍋と内容物の合計重量が多ければ、比熱も大きくなるので温度上昇と重量の関係は図9のようになる。そこで、制御回路3は、温度上昇値から図9の関係を表す数式または図9の関係を登録した図示しない記憶装置のテーブルを参照することで、鍋と内容物の合計重量を推定する。さらに、制御回路3は、ステップS504で図12のグラフに基づき推定重量から上記と同様にして電力下げ量ΔWを決定する。
次に、制御回路3は、ステップS505〜ステップS508にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップS509〜ステップS512にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。次に、制御回路3は、ステップS513にて目標温度T0と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度T0より高いときはステップS515にて電力を下げ、現行温度が目標温度T0より低い場合は、ステップS414にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度T0になるように制御する。次に、制御回路3は、ステップS516にて鍋が動いたかどうかを判定する。判定方法は図7のステップS317と同じであるので説明を省略する。鍋が動いたと判定した場合、制御回路3は電力をΔWだけ下げる。保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合、制御回路3は、ステップS518〜ステップS521にて火力調整ダイヤルが火力大方向に回されれば電力を増加させ(ステップS520)、火力小方向に回されれば電力を減少させるように制御する(ステップS521)。以上の動作をステップS522にて終了スイッチが押されるまで継続する。
この実施の形態6によれば、以上の動作により重量に応じて鍋浮き上り時の電力を下げるので、下げ幅を最小限に抑えられ電力制御への影響を抑えられ使い勝手を損なわない。
実施の形態7.
実施の形態7における加熱調理器の構成は、上記実施の形態1の図1と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。また、実施の形態7における鍋+内容物の重量検知については図9の実施の形態5と同様であるので説明を省略する。
図1において図示していないが音声出力手段または表示手段をもち、制御回路3は推定した重量を使用者に連絡する機能を有する。
使用者に重量の確認を促すことができ、使い勝手を損なわない。
なお、以上の実施の形態では、誘導加熱コイルと共振コンデンサを直列に接続した場合を前提として説明したが、誘導加熱コイルと共振コンデンサが並列に接続しても良い。
実施の形態8.
実施の形態8における加熱調理器の構成を図13に示す。図13では、上記実施の形態1の図1に対してスイッチング素子2cに流れる電流を検知する電流検出用抵抗2iを追加した。他は同様であるので、説明を省略する。制御回路3は、鍋材質判定を行なう。このとき制御回路3は、リレー2gをオンにし、スイッチング素子2cと2dを交互に動作させて、交流電源1をダイオードブリッジ2aとコンデンサ2bにより直流に変換した電力を高周波の電力に変換して加熱コイルに供給する(ハーフブリッジ式)。加熱コイル5のインダクタンス値をL、抵抗分をR、共振コンデンサ2eと2fのキャパシタンス(以下、容量という)をC1、スイッチング素子の駆動周波数をfとすると、
Figure 2009110922
で表され、このときが最も電流が流れやすくなるので、スイッチング素子2cと2dの駆動周波数は、共振周波数を避けてそれよりも高い周波数で駆動することで鍋8には大きな電力が入らないようにする。この状態で、制御回路3は、電流検出用抵抗2hに流れる電流を検出し、所定値以上の電流が流れれば載置されている鍋は低抵抗非磁性鍋、所定値以下であれば磁性鍋と判定する。低抵抗非磁性鍋と判定した場合、リレー2gを開放して共振コンデンサ2fを切り離す。これにより、共振コンデンサは2eのみとなり、容量C1部分が小さくなるので、共振コンデンサ2eの容量と加熱コイル5のインダクタンスとで決まる共振周波数は高くなる。制御回路3は共振コンデンサ2eの容量と加熱コイル5のインダクタンスとで決まる共振周波数よりも高い周波数でスイッチング素子2cと2dを交互に動作させて、リレー2gが切替ったかどうかを確認する。リレー2gの故障により、共振コンデンサ2fが切り離されない場合は、共振コンデンサの容量は2eの容量と2fの容量の合成容量となり、共振周波数は低いままであり、駆動周波数と共振点が離れるため、電流が流れにくくなる。よって、制御回路3は、電流検出用抵抗2hもしくは2iに流れる電流が所定値以下の場合、リレー2gが故障したと判定する。
また、低抵抗非磁性鍋加熱終了後、制御回路3はリレー2gをオンして、共振コンデンサ2fを回路に接続して、再加熱の際に鍋材質判定を実施する。このとき、リレー2gが故障して、共振コンデンサ2fが回路に接続されていない状態で鍋判定を行なうと、共振点は共振コンデンサ2eの容量と加熱コイル5のインダクタンスとで決まる高い共振点のままとなる。このような状態で鍋材質判定を行なうと、より共振点に近い周波数で鍋材質判定を行なうので、電流検出用抵抗2hには大きな電流が流れる。また、共振点により近いものの、この共振点よりも低い周波数で鍋材質判定を行なうことになる。この場合、
Figure 2009110922
の部分がマイナスとなり、スイッチング素子から見たインピーダンスはコンデンサ負荷となり、電流検出用抵抗2iにはコンデンサ負荷を充電する大きな突入電流が流れる。よって、制御回路3は、電流検出用抵抗2hもしくは2iに流れる電流が所定値以上の場合、リレー2gが故障したと判定する。
以上のようにリレー2gの故障が検出された場合、制御回路3は、図示しない報知手段(音声出力手段、ランプ、表示手段)を介して、音や光、表示などで使用者に故障である事を報知し、スイッチング素子2c,2dの駆動を停止して加熱を止める。これにより、回路定数が正常に切り換わらないことにより、異常な状態で使われ続け、回路が異常発熱することを防止できる。
なお、制御回路3は電流検出用抵抗2hに流れる電流に基づいて鍋が低抵抗非磁性鍋か磁性鍋かを判定する鍋材質判定手段と、それ以外の機能である制御手段を構成する。また、電流検出用抵抗2h、2iは電流検出手段を構成する。
本発明の活用例として、アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する誘導加熱調理器がある。
この発明の実施の形態1〜7における誘導加熱調理器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態1における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態2における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態2における投入電力上限値と調理時間との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態3における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態3における目標温度と調理時間との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態4における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態5における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態5〜7における鍋と内容物との合計重量と、所定電力積算値投入後の温度上昇との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態5における最大投入電力と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態6における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態5における電力下げ量と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態8における加熱調理器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態2における投入電力上限値と積算電力との関係を示すグラフである。
符号の説明
1 商用交流電源、2 インバータ、2a ダイオードブリッジ、2b コンデンサ、2c、2d スイッチング素子、2e、2f 共振コンデンサ、2g 共振コンデンサ切り換えリレー、2h、2i 電流検出用抵抗、3 制御回路、4 操作パネル、4a 開始スイッチ、4b 終了スイッチ、4c 保温ボタン、4d 湯沸かしボタン、4e 煮込みボタン、4f 揚げ物ボタン、4g 火力調整ダイヤル、5 加熱コイル、6 トッププレート、7 温度センサ、8 鍋。

Claims (14)

  1. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋と判定した場合、油温度を特定の温度に維持する揚げ物調理の調理モードの制御、または揚げ物調理と湯沸しの調理モードの制御を禁止することを特徴とする誘導加熱調理器。
  2. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋と判定した場合、予め決められた値以上の電力投入を禁止するとともに、投入電力の積算値または調理経過時間に応じて投入電力の上限値を下げることを特徴とする誘導加熱調理器。
  3. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、加熱開始から前記温度検出手段によって検出された温度が所定温度に到達するまでの時間が磁性鍋よりも長くなるように前記インバータを制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
  4. 前記制御手段は、所定時間経過しても前記所定温度に到達しない場合は、前記インバータの制御を停止することを特徴とする請求項3記載の誘導加熱調理器。
  5. 前記制御手段は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、鍋移動の有無を検出し、鍋移動を検出した場合は、前記加熱コイルに投入する電力を所定値だけ下げ、以後、投入電力の増加は調理モード終了まで行なわないように前記インバータを制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
  6. 前記制御手段は、前記鍋移動の検出回数を数え、この検出回数が所定値に達した場合は、前記インバータの制御を停止することを特徴とする請求項5記載の誘導加熱調理器。
  7. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、
    鍋と内容物の合計重量を推定する重量推定手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、前記重量推定手段によって推定された推定重量に応じて最大投入電力を決定し、選択された調理モードにかかわらず最大投入電力以上の電力供給を禁止することを特徴とする誘導加熱調理器。
  8. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、
    鍋と内容物の合計重量を推定する重量推定手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、前記電流検出手段の検出結果に基づいて鍋移動の有無を検出し、鍋移動を検出した場合は、前記重量推定手段によって推定された推定重量と投入電力積算値から電力下げ量を決定することを特徴とする誘導加熱調理器。
  9. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、
    鍋と内容物の合計重量を推定する重量推定手段と、
    音声または表示を行う報知手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、前記報知手段に音声または表示により報知させ、鍋と内容物の重量の確認を使用者に促すことを特徴とする誘導加熱調理器。
  10. 前記重量推定手段は、入力電力の積算値と温度センサの変化率から鍋と内容物の合計重量を推定することを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
  11. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記切替手段動作直後または加熱開始時は、前記加熱コイルに流す電流が少なくなるように前記インバータを制御し、このときの前記電流検出手段によって検出された前記加熱コイルへ供給する高周波電流値に基づいて前記切替手段の故障を検知することを特徴とする誘導加熱調理器。
  12. 前記制御手段は前記共振コンデンサを非磁性低抵抗鍋加熱から磁性鍋加熱に切替えたにもかかわらず、前記電流検出手段が検出した前記インバータの電流が所定値以上の場合は前記切替手段が故障したと判定することを特徴とする請求項11記載の誘導加熱調理器。
  13. 前記制御手段は前記共振コンデンサを磁性鍋加熱から非磁性低抵抗鍋加熱に切替えたにもかかわらず、前記電流検出手段が検出した前記インバータの電流が所定値以下の場合は前記切替手段が故障したと判定することを特徴とする請求項11記載の誘導加熱調理器。
  14. 報知手段を備え、
    前記制御手段は前記切替手段が故障していると判定した場合は、前記インバータに前記加熱コイルの駆動を禁止させて、前記報知手段に故障である事を報知させることを特徴とする請求項11乃至13のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
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