JP2009535608A - 誘導加熱装置の温度を測定するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受容部の温度測定も調理器具の温度測定も極力良好に行うことのできる装置および方法を提供する。
【解決手段】電子調理機器（１１、１１１、２１１）の凸面状に成形された調理器具（２６、１２６、２２６）用受容部（１３、１１３、２１３）の誘導加熱装置（６、１１６、２１６）で温度を測定するための装置において、閉鎖面を形成する受容部（１３、１１３、２１３）の下に誘導加熱装置の、受容部の推移に適合された誘導コイル（１７、１１７、２１７）が設けられている。温度センサ（２２、１２２、２２２）が、温度センサと受容部（１３、１１３、２１３）との間に誘導加熱装置領域のない受容部の直接的近傍で受容部の下面に配置されている。温度センサ（２２、１２２、２２２）が受容部もしくは誘導加熱装置（６、１１６、２１６）の中央領域の外側に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子調理機器の凸面状に成形された調理器具用受容部の誘導加熱装置で温度を測定するための装置であって、閉鎖面を形成する受容部の下に誘導加熱装置の、受容部の推移に適合された誘導コイルが設けられている装置と、この装置で温度を測定するための方法に関する。

調理器具としての中華鍋を加熱するための誘導調理台が例えば特許文献１により公知である。誘導加熱の利点はなかんずくごく迅速な加熱にある。誘導エネルギー伝達によって効率的エネルギー伝達が確保されている。

しかし特に調理器具での温度測定は、ここでは過熱を避けねばならないので問題である。同様に、調理プログラム等にとって、プログラム制御において使用するために中華鍋の温度を知ることは有利である。
独国特許出願公開第１０３３６３２５号明細書

本発明の課題は、先行技術の諸欠点を取り除くことができ、特に受容部の温度測定も調理器具の温度測定も極力良好に行うことのできる装置および方法を提供することである。

この課題は、温度センサが、温度センサと受容部との間に誘導加熱装置領域のない受容部の直接的近傍で受容部の下面に配置されており、温度センサが受容部もしくは誘導加熱装置の中央領域の外側に配置されていることによって、またこの装置を有する誘導加熱装置によって、そしてこの装置またはこの誘導加熱装置を有する電子調理機器によって解決される。本発明の有利かつ好ましい諸構成は、その他の請求項の対象であり、以下で詳しく説明される。請求項の文言は明確に関連付けることによって明細書の内容とされる。

発明の実施の形態

本発明によれば、有利には閉鎖されて下方に湾曲した面を形成する受容部の下に、その推移に適合された誘導加熱装置の誘導コイルが設けられている。温度センサは、温度センサと受容部との間に誘導加熱装置領域のない受容部の直接的近傍で受容部の下面に配置されている。これはつまり、一方で温度センサと他方で受容部との間で直接的作用が保証されていることを意味する。両者間には、温度測定を困難にしまたは歪め得るような誘導加熱装置もその他の部品も存在しない。その詳細は後になお説明される。温度センサは受容部もしくは誘導加熱装置の中央領域の外側に配置されている。これは、温度センサが有利には受容部もしくは誘導加熱装置の極力外側領域に配置されていることを意味する。装置は一方で実質的に、温度センサだけ拡充された誘導加熱装置とすることができる。他方で装置は実質的に温度センサのみで、場合によってはなお受容部または誘導加熱装置への固着部とで、構成することができる。

これにより一方で、誘導加熱装置自体も可能な別の部品も温度センサの温度測定を歪めないことが達成される。こうして受容部で、または受容部を通して調理器具で、問題なく温度測定が可能である。さらに、外側領域で、つまり中央領域の外側で調理器具はふつうその曲率が受容部の曲率よりも大きいので受容部の近傍にあり、従って温度センサの近傍にもある。こうして一方で温度センサもしくは受容部と他方で調理器具壁との間の温度差は小さく、もしくは結果全体を歪めることがなくまたは殆ど歪めない。さらに、受容部を通して調理器具自体で直接温度測定するとき距離が小さいことは高い測定精度にとって好ましい。

温度センサは誘導加熱装置もしくは誘導コイルの外側、またはそれらの横もしくはそれらの縁のいずれかに配置しておくことができる。温度センサを受容部に直接設け、または受容部からごく僅かな距離に設けておくことがここでは容易に可能である。選択的に、温度センサは誘導加熱装置の凹部もしくは開口部内に配置しておくことができる。このことが有利であるのは、なかんずく、コイルターンを装着される平らな支持体を誘導加熱装置もしくは誘導コイルが有するときである。

僅かな時間遅延を有しても特別良好もしくは正確な温度測定は、温度センサが受容部から僅かな距離を有するだけのとき得ることができる。特別有利には、温度センサが受容部に直接当接してさえいる。このため温度センサは受容部に固着し、例えば貼り付けることができる。

本発明の他の構成において温度センサは誘導コイルもしくは前記コイル支持体に固定もしくは固着することができる。そのことの利点として、誘導コイルもしくは誘導加熱装置は個別部品として、つまり温度センサと共に誘導コイルとして、受容部もしくはガラスセラミック面に取付けることができる。温度センサを受容部に強固に貼り付ける等の複雑で可逆困難な処理はこうして省くことができる。修理のとき温度センサの交換も容易に可能である。このため温度センサは例えば受容部に強固にクリップ止めまたはねじ止めすることができる。

本発明の構成において温度センサは誘導加熱装置の中央領域の外側だけでなく、概ね受容部の外側３分の１にも配置されている。好ましくは、温度センサは外側５分の１から中央にかけて、つまり比較的縁近傍に、配置されてさえいる。ここではふつう調理器具の壁は受容部のごく近傍にあり、良好かつ正確な温度測定という前記利点が得られる。

一方で、温度センサは誘導コイルの領域に、いわば誘導コイルによって完全に取り囲まれるように配置しておくことができる。これにより、誘導コイルによって比較的強いかつ平面的に取り囲む加熱を受ける箇所に温度センサを設けることが保証される。

他方で、温度センサは誘導コイルの外側に設けておくことができる。しかしその場合温度センサはその縁の比較的近傍に、特に極力それに直接設けておくべきであろう。そのことの利点として、誘導コイルは、場合によってはその推移を変更する必要なしに、２つのターンの間にある温度センサによって構成することができる。

前記コイル支持体の形状は受容部の形状に類似しており、つまり好ましくはやはり湾曲状もしくは部分球状に成形されている。コイル支持体は、例えば耐熱性プラスチック等の絶縁材料で構成することができる。有利には、コイル支持体は誘導コイルと受容部との間を延びている。

温度測定として一方で、特に極力良好に伝熱結合されたセンサによって、受容部の温度測定を直接予定しておくことができる。これに適しているのは特に抵抗式温度センサであり、その場合このセンサは受容部からごく僅かな距離を有し、もしくは受容部に当接させることができる。

これに対する代案として温度センサは光学走査式に作動することができ、特に赤外線センサまたは放射温度計とすることができる。このような温度センサは例えば欧州特許出願公開第６９０６５９号明細書または独国特許出願公開第１０２００４０３３４５４号明細書により公知である。一方で、温度センサは相応に透過性の受容部を通して光学式に、平らに実施されたガラスセラミック調理台におけると同様に、調理器具の温度を検出することができる。他方で、好ましくは、温度センサは受容部の温度を検出する。

受容部は有利には実質閉鎖された面であり、特別有利にはガラスセラミック製である。殆ど平らな面から受容部の部分球状窪み内へと継目なしの移行が起きる。受容部はその直径が最も深い箇所のその深さよりも多少大きいように形成されており、つまり受容部は半球よりも多少小さい。

本発明に係る前記装置の他に、本発明は上で説明した誘導加熱装置も含む。この誘導加熱装置は、特に温度センサが誘導加熱装置に固着されている場合、受容部に固着することのできる構造ユニットである。本発明はさらに、冒頭に指摘した装置または前記誘導加熱装置のいずれかを有する特にいわゆる中華鍋調理台としての電子調理機器を含む。

一方で本発明に係る温度測定方法に関し、温度センサを制御し評価するための公知方法を頼りとすることができる。しかし調理過程開始時にごく迅速に加熱される調理器具とゆっくりとした受容部加熱との間の温度差を補償するために、温度センサの測定信号はマイクロコントローラにおいて比例微分アルゴリズムで処理される。これにより、いわば変化する時間的推移でもって、受容部の温度検出時に存在する調理器具壁の温度が算定される。簡単に表現するなら、温度センサで測定された温度に特定の値が加算され、この値は、最初は小さく、次に強く上昇し、その後、時間の経過と共に再び小さくなる。

調理器具の温度計算は、有利には、５〜１０分の時間にわたって行うことができる。この時間後、受容部の温度は調理器具の温度に一致すると考えられる。その場合この温度は、先行技術から知られているように、誘導加熱装置もしくは電子調理機器の制御装置において継続処理することができる。

これらの特徴およびその他の特徴は特許請求の範囲の他に明細書および図面からも明らかとなる。個々の特徴はそれ自体単独で、または幾つかを副次的に組合せた態様で、本発明の実施形態においておよび別の分野で実現しておくことができ、それ自体保護能力のある有利な実施を実現でき、それらもここで保護が請求される。個々の部分への本願の分割と小見出しは、それらのもとでなされた詳述の一般妥当性を限定するものでない。

本発明の実施例が図面に示してあり、以下で詳しく説明される。

誘導加熱式に作動する電子調理台１１が図１に側面図で示してある。この電子調理台は、それ自体周知の如くに受容部１３を備えたガラスセラミックプレート１２を有する。実質平らなガラスセラミックプレート１２は移行領域１４で、下向きに湾曲した半球状受容部１３に移行している。ガラスセラミックプレート１２および受容部１３の正確な構成細部は当業者にとって周知である。受容部１３は直径Ｄを有する。

受容部１３の下に誘導加熱するための誘導加熱装置１６がある。誘導加熱装置１６が誘導コイル１７を有する。誘導コイルを構成するコイルターン１８は受容部１３の形状でコイル支持体２０に螺線状に装着されている。この構成は当業者には例えば前記独国特許出願公開第１０３３６３２５号明細書により周知である。

コイル支持体２０の左上末端に温度センサ２２が、いわばコイル支持体２０の延長上で設けられている。温度センサ２２は図示しない仕方でコイル支持体２０の縁で機械的に固定もしくは固着されている。同時に、温度センサは受容部１３の下面にほぼ当接し、もしくは受容部からごく僅かな距離を有するだけである。特にそれが抵抗式温度センサである場合、温度センサは受容部１３の下面に対し、例えば伝熱ペーストから成る伝熱結合部も有することができる。コイル支持体２０の縁への温度センサ２２の固着は、例えば、コイル支持体２０のそれ自体多少引き上げられた上縁が相応する凹部を有し、この凹部内で温度センサ２２が保持され、例えば貼り付けてあることによって行うことができる。温度センサ２２と誘導コイル１７が制御装置２４と結合されており、制御装置は特に温度センサを評価し、コイルもしくはその出力付加を制御する。

中華鍋の態様の調理器具２６が受容部１３に挿入されている。調理器具２６が移行領域１４でガラスセラミックに当接しているのを認めることができる。調理器具の外壁と受容部１３、従って誘導コイル１７との間の距離は調理器具の最も深い箇所にかけて大きくなる。この距離は確かにいまなお誘導加熱を許容するが、しかしそこでは、特に抵抗式温度センサによる受容部１３の外面での温度測定を困難にしもしくは不正確とする。

図２に示す本発明の他の構成では温度センサ１２２がやはりコイル支持体１２０に固着されている。その他では同一のガラスセラミックプレート１１２および受容部１１３においてコイル支持体１２０はその左上縁の近傍に凹部１２１を有する。凹部１２１の上に温度センサ１２２が配置されており、この温度センサは保持クリップ１２３によって固着されている。保持クリップ１２３の形成によって温度センサ１２２は、例えば修理または整備のため容易に取り付けることも容易に取り外すこともできる。

図２から認めることができるように、温度センサ１２２と受容部１１３の下面との間には実質何もなく、もしくはコイル支持体はない。こうして温度センサ１２２は、例えば冒頭に指摘した赤外線センサまたは放射温度計として、凹部１２２を通してごく良好に受容部１１３の温度を、またはなお受容部を通して調理器具１２６の温度さえ、直接検出することができる。

コイル支持体に凹部を有するこのような配置においても接触式温度センサが、例えば抵抗式温度センサとして望ましい場合、凹部１２１は伝熱性ペースト等か、または熱をごく良好に伝達する別の部品のいずれかを充填することができる。

さらに、温度センサ１２２の上方を延びる破線のコイルターン１１８’が図２になお示してある。これにより明らかとしようとするのは、温度センサが必ずしも誘導コイルもしくはコイルターンの外側になければならないのではなく、いわば誘導加熱面領域に直接設けることができることである。このため温度センサは図１、図２で比較的外側もしくは上側にあるその位置から多少一層下側もしくは中央領域に取付けることもできる。ここに図示した位置のとき温度センサは概ね受容部もしくはその直径Ｄの最も外側の１０％〜１５％にある。

図３による他の構成では、コイル支持体２２０は図２とは異なり少なくとも温度センサ２２２の領域ではかなり下を延び、もしくはそんなに上方に達していない。温度センサ２２２は受容部２１３の下面に直接固着され、特に相応する耐熱性接着剤で強固に貼り付けてある。従ってつまり温度センサ２２２の取付は誘導コイル２１７もしくは支持体２２０に左右されない。さらに、温度センサ２２２は受容部２１３に直接当接し、有利には抵抗式温度センサとして形成されている。その取付箇所は調理器具２２６のうち誘導コイル２１７によって加熱される領域のいまなお十分近傍であり、受容部２１３を介して所望する温度検出を行うことができる。

調理器具２６の温度Ｔ_Ｋを温度センサ２２によって算定するための本発明に係る方法が図４に示してある。温度センサ２２で温度Ｔ_Ｓが検出される。温度Ｔ_Ｋは、Ｔ_Ｓの上昇速度を評価し、微分割合を評価することによって計算される。計算された温度Ｔ_Ｒがこうして得られる。図４から明確に認めることができるように、この温度Ｔ_Ｒは調理器具温度Ｔ_Ｋにごく近似し、従ってＴ_Ｓから良好かつ確実に突き止めることができる。

図４の線図における時間経過は数分、例えば５〜１０分にわたる。時間が長くなると、温度間の差はますます小さくなり、互いに接近する。このため制御装置２４は比例微分アルゴリズムを介して温度Ｔ_Ｒを計算する。

誘導加熱装置と外縁に温度センサとを有する本発明に係る電子調理機器の側面図である。 受容部に配置された温度センサの拡大図である。 コイル支持体に温度センサを有する図２の変更態様を示す。 温度センサの温度から調理器具の温度を突き止めるための時間にわたるさまざまな温度の線図である。

Claims (14)

1. 電子調理機器（１１、１１１、２１１）の凸面状に成形された調理器具（２６、１２６、２２６）用受容部（１３、１１３、２１３）の誘導加熱装置（６、１１６、２１６）で温度を測定するための装置であって、閉鎖面を形成する受容部（１３、１１３、２１３）の下に誘導加熱装置の、受容部の推移に適合された誘導コイル（１７、１１７、２１７）が設けられているものにおいて、温度センサ（２２、１２２、２２２）が、温度センサと受容部（１３、１１３、２１３）との間に誘導加熱装置領域のない受容部の直接的近傍で受容部の下面に配置されており、温度センサ（２２、１２２、２２２）が受容部もしくは誘導加熱装置（６、１１６、２１６）の中央領域の外側に配置されていることを特徴とする装置。
2. 誘導加熱装置（６、１１６）もしくは誘導コイル（１７、１１７）の凹部（１２１）または開口部の表面または内部に温度センサ（２２、１２２）が配置されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 温度センサ（２２、１２２、２２２）が受容部（１３、１１３、２１３）から僅かな距離を有し、特に受容部に当接していることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
4. 温度センサ（２２、１２２）が誘導コイル（１７、１１７）もしくは誘導コイルのコイル支持体（２０、１２０）に固定され、特に脱離可能にこれに固着されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の装置。
5. 温度センサ（２２、２２２）が誘導コイル（１７、２１７）の外縁もしくは最も外側のターン（１８、２１８）に隣接し、特にこれから僅かな距離で隣接していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の装置。
6. 温度センサ（２２、１２２、２２２）が受容部（１３、１１３、２１３）の概ね外側３分の１、主に外側５分の１に配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の装置。
7. 誘導コイル（１７、１１７、２１７）のコイル支持体（２０、１２０、２２０）が実質的に受容部（１３、１１３、２１３）の形状を有し、特に部分球状に湾曲し、主に耐熱性プラスチック等の絶縁材料から成ることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の装置。
8. 伝熱接触して受容部（１３、１１３、２１３）の温度を測定するための温度センサ（２２、１２２、２２２）、主に抵抗式温度センサを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の装置。
9. 受容部の外面の温度を測定するための特に赤外線センサとしての光学走査式温度センサを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の装置。
10. 受容部（１３、１１３、２１３）が、殆ど平らなガラスセラミック面（１２、１１２、２１２）に部分球状窪みを有するガラスセラミック面であり、特に窪みが受容部の直径の半分よりも多少少ない深さであることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の装置。
11. 先行請求項のいずれか１項記載の装置を有する誘導加熱装置（１６、１１６、２１６）。
12. 請求項１〜１０のいずれか１項記載の装置または請求項１１記載の誘導加熱装置（１６、１１６、２１６）を有する電子調理機器（１１、１１１、２１１）。
13. 先行請求項のいずれか１項記載の装置で温度を測定するための方法において、温度測定の開始時に温度センサ（２２、１２２、２２２）の測定信号から出発して温度がマイクロコントローラによって比例微分アルゴリズムを介して計算されることを特徴とする方法。
14. ５〜１０分後に調理器具温度が、特に制御装置（２４、１２４、２２４）内での継続処理用に、温度センサ（２２、１２２、２２２）の温度として相応に受け入れられることを特徴とする、請求項１３記載の方法。

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