JP2010003482A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】低抵抗、低透磁率の材料に異種材料で表面処理を施した素材で製造された鍋に対しても適切な加熱モードで加熱行うこと。
【解決手段】前記制御手段は前記入力電流検知手段により検知した入力電流と、前記加熱コイル電流検知手段により検知した加熱コイル電流のいずれか、または両方が前記制御手段内に設定された閾値を超えると、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定し、より抵抗値が低い鍋に適応する動作モードに前記インバータ回路の動作を遷移させることにより、適切な加熱モードで加熱を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は、鍋種判定手段を備えている（例えば、特許文献１〜２参照）。
特許第３９２８５８７号公報 特開２００７−３３５２７４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、アルミ、銅等の低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋では、基材であるアルミ等の特性だけでなく表面処理に用いる材料の特性が影響するため、誘導加熱調理器が鍋の特性を正しく判断できず、加熱可能な鍋であるにもかかわらず、加熱不可能と判定されたり、適切な加熱モードで加熱できない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、アルミ、銅等の低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋に対してもその温度等による特性変化に追従して適切な加熱モードで加熱することができるとした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は、鍋種判定に基づく加熱モードで駆動している状態で、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定され、再度、鍋種判定による鍋種判定に戻り、以後同様の動作を前記制御手段内に設定された回数繰り返す場合、抵抗値が低い鍋に適応する動作モードで加熱動作を行うことで、適切な加熱モードで加熱を行うことを目的とする。

また、上記動作をしない場合にも、加熱動作中の入力電流、加熱コイル電流を監視して、温度特性などで鍋の特性が変化した場合にも、適切な加熱モードで加熱できるようにする。

本発明による誘導加熱調理器は、アルミ、銅等の低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋に対しても適切な加熱モードで加熱を行うことができるため、使用可能な鍋の種類が増える。また、適切な加熱モードで加熱されていなかった鍋が適切な加熱モードで加熱されるため、入力火力の増加や高火力の持続などにより、使用者の利便が向上する。

第１の発明は、トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、商用電源を変換し、前記インバータ回路に電源を供給する直流電源と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、加熱動作開始時における鍋種判定手段と、装置への入力電流を検知する入力電流検知手段と、加熱コイルに流れる電流を検知する加熱コイル電流検知手段を備え、前記制御手段は前記入力電流検知手段に
より検知した入力電流と、前記加熱コイル電流検知手段により検知した加熱コイル電流のいずれか、または両方が前記制御手段内に設定された閾値を超えると、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定し、より抵抗値が低い鍋に適応する動作モードに前記インバータ回路の動作を遷移させることで、アルミ、銅等の低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋に対してもその温度等による特性変化に追従して適切な加熱モードで加熱することができる。

第２の発明は、トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、商用電源を変換し、前記インバータ回路に電源を供給する直流電源と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、加熱動作開始時における鍋種判定手段と、装置への入力電流を検知する入力電流検知手段と、加熱コイルに印加される電圧を検知する加熱コイル電圧検知手段を備え、前記制御手段は前記入力電流検知手段により検知した入力電流と、前記加熱コイル電圧検知手段により検知した加熱コイル電圧のいずれか、または両方が前記制御手段内に設定された閾値を超えると、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定し、より抵抗値が低い鍋に適応する動作モードに前記インバータ回路の動作を遷移させることで、アルミ、銅等の低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋に対してもその温度等による特性変化に追従して適切な加熱モードで加熱することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の制御手段において、鍋の特性に応じて回路定数をリレー等により物理的に切り替える必要がある場合、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定すると、初期状態から加熱を再開し、加熱動作開始時における鍋種判定手段による鍋種判定を行うことにより、鍋底の温度等による特性変化に追従して適切な加熱モードで加熱することができる。

第４の発明は、インバータ回路が加熱動作開始時における鍋種判定手段に基づく加熱モードで駆動している状態において、制御手段は、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定した場合、再度、前記加熱動作開始時における鍋種判定手段による鍋種判定に戻り、以後同様の動作を前記制御手段内に設定された回数繰り返すと前記加熱動作開始時における鍋種判定手段による判定よりも抵抗値が低い鍋に適応する動作モードに前記インバータ回路の動作を確定することで、アルミ、銅等の低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋に対しても適切な加熱モードで加熱することができる。

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ブロック図を示すものである。

図１において、１１は負荷鍋、１２は負荷鍋１１を載置するトッププレート、１３は負荷鍋１１を加熱する加熱コイル、１４は加熱コイル１３に高周波電流を供給するインバータ回路、１５はインバータ回路１４へ電源を供給する直流電源、１６は商用電源からの入力電流を検知する入力電流検知手段、１７は加熱コイル１３に流れる電流を検知する。

加熱コイル電流検知手段、１８は加熱コイル１３に印加される電圧を検知する加熱コイル電圧検知手段、２２はインバータ回路１４の出力を制御する制御手段、２３はトッププ
レート１２上に載置されている負荷鍋１２の特性を加熱開始当初に小さい入力を負荷鍋１２に入力して判定する鍋種判定手段２３である。

図２は、本発明の第１の実施の形態における、鉄鍋加熱モード（高抵抗を持つ鍋に対するモード）においての鉄鍋（高抵抗）、アルミ鍋（低抵抗）の動作線と、高抵抗を持つ鍋に対する加熱モードにおける抵抗値が低い鍋の判定領域を示すも図である。

図２において、３０はアルミモードに遷移する領域、３１は鉄モードで加熱を継続する領域、３２はアルミ系鍋の動作線、３３は鉄系鍋の動作線である。

図１において、加熱コイル電圧検知手段１８は加熱コイル電圧相当の電圧、たとえば加熱コイル１３で共振型インバータを構成する共振コンデンサの両端電圧を検知することで、加熱コイル電圧検知と同等の機能を構成することもできる。

以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。

加熱をスタートすると、制御手段２２はインバータ回路１４を駆動して加熱コイル１３に高周波電流を供給し、加熱コイル１３上方に載置された負荷鍋１１に誘導電流を誘起し、鍋種判定手段２３により選択された加熱モードで、インバータ回路を駆動する。負荷鍋１１は、それ自身が持つ抵抗成分によるジュール損失により発熱し、その結果、負荷鍋１１は加熱される。

鍋種判定手段２３により、鉄系鍋加熱モード（高抵抗鍋に適した加熱モード）とアルミ系鍋加熱モード（低抵抗鍋に適した加熱モード）に鍋種判定される場合を考える。鍋種判定手段２３により、負荷鍋１１が鉄系鍋であると判定された場合を考える。負荷鍋１１が鉄系鍋で、鉄系鍋加熱モードにて加熱されている場合、その動作線は図２における鉄系鍋の動作線３３のようになり、図２における鉄モードで加熱を継続する領域３１に示される領域内で動作する。負荷鍋１１がアルミ系鍋である場合、動作線は図２におけるアルミ系鍋の動作線３２のようになり、図２におけるアルミモードに遷移する領域３０に示される領域内で動作する。

鉄系鍋加熱モードでアルミ系鍋を加熱すると、スイッチング素子のロスが増大し、最悪の場合破壊に至ることから、従来技術によれば図２におけるアルミモードに遷移する領域３０に示される領域内に動作点がある場合にはインバータ駆動を停止し、再度加熱を再開して鍋種判定を行ったり、あるいは加熱に適さない鍋であると判定して加熱を継続しない等の方法が行われている。しかしながら、低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋においては、表面処理に使用される材料の影響により、低抵抗でありアルミ系の加熱モードで駆動すべき鍋が、鍋種判定手段２３により鉄系鍋であると判定される場合がある。鍋種判定時の駆動周波数と加熱モードにおける駆動周波数が異なる場合には特性の違いが顕著に表れる。また、鍋底部の温度の高低によっても特性の違いが顕著となることがある。このような場合には、加熱を継続できなかったり、鍋種判定で鉄判定され、鉄加熱モード内でアルミ鍋判定されるという動作を繰り返してしまうという課題が発生する。このように、本来の特性がアルミ系でありながら、鍋種判定手段により鉄加熱モードで駆動すべき鍋と判定される鍋に対しては、加熱をすることができないことがあった（特許文献１、２）。

制御手段２２は入力電流検知手段１６により検知した入力電流と、加熱コイル電流検知手段１７により検知した加熱コイル電流のいずれか、または両方が制御手段２２内に設定された閾値を超えると、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定し、より抵抗値が低い鍋に適応する動作モードにインバータ回路１５の動作
を遷移させる。これにより、温度変化による鍋底の特性変化がある場合や、鍋種判定手段２３による判定と、加熱モードで動作中の特性が異なる場合にも、適切な加熱モードで加熱を行うことができる。尚、加熱コイル電流ではなく加熱コイル電圧検知手段１８により検知する加熱コイル電圧を用いても同等の効果を得ることができる。

制御手段２２は、鍋の特性に応じて回路定数をリレー等により物理的に切り替える必要がある場合において、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定すると、初期状態から加熱を再開し、加熱動作開始時における鍋種判定手段２３による鍋種判定を行うことで鍋の種類を再判定する。これにより、物理的な手段で回路定数が切り替えられている場合においても、最適な加熱モードで駆動することが可能となる。

制御手段２２は、インバータ回路１５が加熱動作開始時における鍋種判定手段２３に基づく加熱モードで駆動している状態において、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定され、再度、加熱動作開始時における鍋種判定手段２３による鍋種判定に戻り、以後同様の動作を制御手段内２２に設定された回数繰り返すと加熱動作開始時における鍋種判定手段２３による判定よりも抵抗値が低い鍋に適応する動作モードにインバータ回路１５の動作を確定することにより、鍋種判定で鉄系鍋判定され、加熱モードでアルミ系鍋判定されという動作を繰り返すモードを無くすこと可能となる。

尚、簡単のために鉄系、アルミ系２つのモードを想定しているが、実際には鍋特性の詳細からさらに多くの加熱モードを考えることができる。この場合にも、本発明の考え方を用いることは可能である。

本発明による誘導加熱調理器は、アルミ、銅等の低抵抗、低透磁率の材料に耐久性や装飾性等の目的でクロム等の異種材料をメッキ等の方法で表面に施した素材で製造された鍋に対しても適切な加熱モードで加熱を行うことができるため、使用可能な鍋の種類が増える。また、適切な加熱モードで加熱されていなかった鍋が適切な加熱モードで加熱されるため、入力火力の増加や高火力の持続などにより、使用者の利便が向上できる。

本発明の実施の形態１に誘導加熱調理器のブロック図 本発明の実施の形態１における鉄加熱モード（高抵抗鍋に適したモード）においての高抵抗の鍋と低抵抗の鍋の動作線を示す図

符号の説明

１１ 負荷鍋
１２ トッププレート
１３ 加熱コイル
１４ インバータ回路
１５ 直流電源
１６ 入力電流検知手段
１７ 加熱コイル電流検知手段
１８ 加熱コイル電圧検知手段
１９ 温度検出手段
２０ 表示手段
２１ 出力設定手段
２２ 制御手段
２３ 鍋種判定手段
３０ アルミモードに遷移する領域
３１ 鉄モードで加熱を継続する領域
３２ アルミ系鍋の動作線
３３ 鉄系鍋の動作線

Claims (4)

1. トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、商用電源を変換し、前記インバータ回路に電源を供給する直流電源と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、加熱動作開始時における鍋種判定手段と、装置への入力電流を検知する入力電流検知手段と、加熱コイルに流れる電流を検知する加熱コイル電流検知手段を備え、前記制御手段は前記入力電流検知手段により検知した入力電流と、前記加熱コイル電流検知手段により検知した加熱コイル電流のいずれか、または両方が前記制御手段内に設定された閾値を超えると、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定し、より抵抗値が低い鍋に適応する動作モードに前記インバータ回路の動作を遷移させる誘導加熱調理器。
2. トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、商用電源を変換し、前記インバータ回路に電源を供給する直流電源と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、加熱動作開始時における鍋種判定手段と、装置への入力電流を検知する入力電流検知手段と、加熱コイルに印加される電圧を検知する加熱コイル電圧検知手段を備え、制御手段は、入力電流検知手段により検知した入力電流と、前記加熱コイル電圧検知手段により検知した加熱コイル電圧のいずれか、または両方が前記制御手段内に設定された閾値を超えると、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定し、より抵抗値が低い鍋に適応する動作モードに前記インバータ回路の動作を遷移させる誘導加熱調理器。
3. 制御手段は、鍋の特性に応じて回路定数をリレー等により物理的に切り替える必要がある場合において、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定すると、初期状態から加熱を再開し、加熱動作開始時における鍋種判定手段による鍋種判定を行うことで鍋の種類を再判定する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
4. 制御手段は、インバータ回路が加熱動作開始時における鍋種判定手段に基づく加熱モードで駆動している状態において、動作中の加熱モードで想定されている負荷よりも抵抗値が低い鍋であると判定され、再度、前記加熱動作開始時における鍋種判定手段による鍋種判定に戻り、以後同様の動作を前記制御手段内に設定された回数繰り返すと前記加熱動作開始時における鍋種判定手段による判定よりも抵抗値が低い鍋に適応する動作モードに前記インバータ回路の動作を確定する誘導加熱調理器。