JP3925236B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トッププレート上の被加熱容器の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。
【０００２】
【従来の技術】
鍋などの被加熱物を加熱する誘導加熱調理器において、被加熱物の鍋の温度を検出する方式として、鍋を載置するトッププレートを介してサーミスタで温度を検出する方式がある。また、鍋から放射される赤外線を検出して鍋底の温度を検知する方法も知られている。この従来例を図３を用いて説明する。
【０００３】
本体１１に鍋１２を加熱する磁気発生コイル１３と、温度を検出する赤外線センサ１４とを設けている。本体１１上面に設けたトッププレート１５は、２．５μｍ以下の波長の赤外線は良く透過し、２．５〜４μｍの波長の赤外線は数１０％程度透過し、４μｍよりも長い波長の赤外線はほとんど通さない。したがって、鍋１２から放射される赤外線の４μｍ以下の波長成分は、トッププレート１５を透過して、赤外線センサ１４が鍋底の温度を測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した従来構成の誘導加熱調理器は、鍋１２から放射される赤外線はトッププレート１５を透過して検出されている。一般的に調理時の鍋１２の温度は、約３０℃〜２３０℃であり、この温度のピーク波長はステファン・ボルツマンの法則より６μｍ〜１０μｍの波長である。トッププレート１５が透過できる波長は４μｍ以下の波長の赤外線であり、この４μｍ以下の波長成分だけでは、鍋底からの赤外線放射エネルギーの１０％程度にしかならず、鍋底からの赤外線放射エネルギーの大部分はトッププレート１５で吸収されてしまう。このため赤外線センサ１４に届く赤外線エネルギーは微弱であり、赤外線センサ１４で電気信号に変換してもＳ／Ｎ比が悪く、調理時の温度を測定するには、精度が良くないと言う課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、被加熱容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で被加熱容器を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ被加熱容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力から被加熱容器の底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算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、前記トッププレートの赤外線センサ上部に位置する部分に貫通穴を開け赤外線透過材料を埋め込み、高精度な鍋の温度が測定できる誘導加熱調理器としているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、被加熱容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で被加熱容器を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ被加熱容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力から被加熱容器の底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算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、前記トッププレートの赤外線センサ上部に位置する部分に貫通穴を開け、前記貫通穴には赤外線を前記赤外線センサまで導く導波管を挿入し、前記導波管内部に赤外線透過材料を埋め込んだことによって、高精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料は、シリコンあるいはゲルマニウムの単結晶あるいはポリエチレン樹脂とすることで、高精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料及び導波管は、トッププレート上面にて凹凸が無い構造にすることで、高精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例の誘導加熱調理器は、被加熱物を加熱調理する鍋２０（被加熱容器）と、鍋２０を加熱する加熱コイル２１と、鍋２０の底から放射される赤外線を受光する赤外線センサ２２と、中央部に赤外線を通すように穴を開け赤外線を良く透過する透過材料２６を埋め込んだトッププレート２３と、赤外線センサ２２の出力信号から鍋２０の温度を算出する温度算出手段２４と、この温度算出手段２４の出力に応じて加熱コイル２１に供給する電力を制御する制御手段２５とを備えたものである。
【００１０】
上記実施例１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２５が加熱コイル２１に電力を供給する。加熱コイル２１に電力が供給されると、加熱コイル２１から誘導磁界が発せられ、トッププレート２３上の鍋２０が誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋２０の温度が上昇し、鍋２０内の被加熱物が調理される。
【００１１】
一般に物体の放射する赤外線エネルギーはその物体の絶対温度の４乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則があり、温度が高くなればなるほど加速度的に大きなエネルギーを赤外線として放射する。赤外線センサ２２は受光した赤外線のエネルギーに比例した電圧を出力するもので、焦電素子や熱電対を一点に集めたサーモパイルなどを用いている。このため、鍋２０の温度が上昇すると鍋底からの赤外線放射強度も強くなり、赤外線センサ２２が受光する赤外線エネルギー量が増え、赤外線センサ２２の出力信号電圧が高くなる。
【００１２】
また、トッププレート２３は４μｍ以下の波長の赤外線しか透過しないが、トッププレート２３の中央部に穴を開け赤外線を良く通す透過材料２６を埋め込んでいるため、調理をするときの温度である３０℃から２００℃付近の温度を持つ物体が多く放射する６μｍから１０μｍの波長の赤外線をトッププレート２３の中央部で良く通し、赤外線センサ２２は鍋２０の鍋底からの赤外線をほとんど減衰することなく受光することができる。
【００１３】
温度算出手段２４は赤外線センサ２２の出力信号電圧から鍋２０の温度を算出し、制御手段２５に送る。制御手段２５は、この温度信号に応じて加熱コイル２１に供給する電力を制御して、所定の鍋温度に制御する。このように鍋２０の温度をトッププレート２３の中央部に開けられた穴に埋め込まれた赤外線透過材料２６を通過してくる赤外線を赤外線センサ２２で受光することにより鍋２０の温度を精度良く検出でき、被加熱物を最適な温度で調理できる。
【００１４】
特に本実施例１では鍋底の温度は熱伝導を用いて温度センサに導いてくるのではなく、非接触で鍋底の温度を検出することができるため、応答性が極めて速く、調理時に必要な微妙な火加減を実現できるものである。
【００１５】
また、赤外線透過材料２６にはシリコンやゲルマニウムの単結晶、あるいはポリエチレンなどの樹脂材料を用いることができる。
【００１６】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の構成を示すブロック図である。本実施例の誘導加熱調理器はトッププレートに空けた貫通穴に内面が鏡面仕上げされた導波管を挿入しているところが実施例１と異なるだけで、それ以外の同一構成および作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００１７】
２８はトッププレート２３の中央部に開けられた貫通穴２７に差し込まれた導波管であり、管の内面が赤外線を良く反射する金でメッキされ、しかも凹凸が無いよう鏡面仕上げされたものである。このように金で鏡面仕上げすることにより鍋底から放射された赤外線は導波管２８の内面で反射を繰り返して、あまり減衰することなく、赤外線センサ２２に到達することができる。しかも図から判るように導波管２８の内径は赤外線センサ２２よりも太く、赤外線センサ２２を覆っているため、赤外線センサ２２の視野角度が大きくても、受光する赤外線は全て鍋底から放射された赤外線である。このため、赤外線センサ２２の出力信号は純粋に鍋底の温度を反映しておりより高精度な温度測定ができるものである。
【００１８】
以上のように本実施例２によれば、導波管２８によって赤外線センサ２２が受光する赤外線は鍋底から放射されたものに限られ精度の高い鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器を実現できるものである。
【００１９】
なお、トッププレート２３に開けられた貫通穴に導波管を差し込んでいるが、この導波管の内部は空洞でも良いが、実施例１と同様に赤外線透過材料を導波管内部に詰めても良い。さらに、この導波管内部に詰める赤外線透過材料は導波管の上端と一緒に、凹凸無く、トッププレート２３の上面と一致するように高さ方向をそろえると、この部分が凸になっていないので、鍋をトッププレートに載せた時に鍋が浮き上がることが無く、また、この部分が凹んでもいないので煮こぼれた汁等が溜まることがないため、高精度な温度測定ができる。
【００２０】
さらに、導波管および内部に詰める赤外線透過材料の熱膨張率をトッププレートの熱膨張率とほぼ同じになるような材料とすることで、温度が昇降したときに、トッププレートと導波管、導波管と赤外線透過材料との境界にストレスがかからず、長期にわたって高精度の温度測定のできる誘導加熱調理器を実現することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高精度な被加熱容器の温度が測定できる誘導加熱調理器が実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における誘導加熱調理器を示すブロック断面図
【図２】 本発明の実施例２における誘導加熱調理器を示すブロック断面図
【図３】 従来における誘導加熱調理器を示すブロック断面図
【符号の説明】
２０ 鍋（被加熱容器）
２１ 加熱コイル
２２ 赤外線センサ
２３ トッププレート
２４ 温度算出手段
２５ 制御手段
２６ 赤外線透過材料
２７ 貫通穴
２８ 導波管
【発明の属する技術分野】
本発明は、トッププレート上の被加熱容器の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。
【０００２】
【従来の技術】
鍋などの被加熱物を加熱する誘導加熱調理器において、被加熱物の鍋の温度を検出する方式として、鍋を載置するトッププレートを介してサーミスタで温度を検出する方式がある。また、鍋から放射される赤外線を検出して鍋底の温度を検知する方法も知られている。この従来例を図３を用いて説明する。
【０００３】
本体１１に鍋１２を加熱する磁気発生コイル１３と、温度を検出する赤外線センサ１４とを設けている。本体１１上面に設けたトッププレート１５は、２．５μｍ以下の波長の赤外線は良く透過し、２．５〜４μｍの波長の赤外線は数１０％程度透過し、４μｍよりも長い波長の赤外線はほとんど通さない。したがって、鍋１２から放射される赤外線の４μｍ以下の波長成分は、トッププレート１５を透過して、赤外線センサ１４が鍋底の温度を測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した従来構成の誘導加熱調理器は、鍋１２から放射される赤外線はトッププレート１５を透過して検出されている。一般的に調理時の鍋１２の温度は、約３０℃〜２３０℃であり、この温度のピーク波長はステファン・ボルツマンの法則より６μｍ〜１０μｍの波長である。トッププレート１５が透過できる波長は４μｍ以下の波長の赤外線であり、この４μｍ以下の波長成分だけでは、鍋底からの赤外線放射エネルギーの１０％程度にしかならず、鍋底からの赤外線放射エネルギーの大部分はトッププレート１５で吸収されてしまう。このため赤外線センサ１４に届く赤外線エネルギーは微弱であり、赤外線センサ１４で電気信号に変換してもＳ／Ｎ比が悪く、調理時の温度を測定するには、精度が良くないと言う課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、被加熱容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で被加熱容器を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ被加熱容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力から被加熱容器の底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算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、前記トッププレートの赤外線センサ上部に位置する部分に貫通穴を開け赤外線透過材料を埋め込み、高精度な鍋の温度が測定できる誘導加熱調理器としているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、被加熱容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で被加熱容器を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ被加熱容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力から被加熱容器の底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算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、前記トッププレートの赤外線センサ上部に位置する部分に貫通穴を開け、前記貫通穴には赤外線を前記赤外線センサまで導く導波管を挿入し、前記導波管内部に赤外線透過材料を埋め込んだことによって、高精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料は、シリコンあるいはゲルマニウムの単結晶あるいはポリエチレン樹脂とすることで、高精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料及び導波管は、トッププレート上面にて凹凸が無い構造にすることで、高精度に鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例の誘導加熱調理器は、被加熱物を加熱調理する鍋２０（被加熱容器）と、鍋２０を加熱する加熱コイル２１と、鍋２０の底から放射される赤外線を受光する赤外線センサ２２と、中央部に赤外線を通すように穴を開け赤外線を良く透過する透過材料２６を埋め込んだトッププレート２３と、赤外線センサ２２の出力信号から鍋２０の温度を算出する温度算出手段２４と、この温度算出手段２４の出力に応じて加熱コイル２１に供給する電力を制御する制御手段２５とを備えたものである。
【００１０】
上記実施例１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２５が加熱コイル２１に電力を供給する。加熱コイル２１に電力が供給されると、加熱コイル２１から誘導磁界が発せられ、トッププレート２３上の鍋２０が誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋２０の温度が上昇し、鍋２０内の被加熱物が調理される。
【００１１】
一般に物体の放射する赤外線エネルギーはその物体の絶対温度の４乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則があり、温度が高くなればなるほど加速度的に大きなエネルギーを赤外線として放射する。赤外線センサ２２は受光した赤外線のエネルギーに比例した電圧を出力するもので、焦電素子や熱電対を一点に集めたサーモパイルなどを用いている。このため、鍋２０の温度が上昇すると鍋底からの赤外線放射強度も強くなり、赤外線センサ２２が受光する赤外線エネルギー量が増え、赤外線センサ２２の出力信号電圧が高くなる。
【００１２】
また、トッププレート２３は４μｍ以下の波長の赤外線しか透過しないが、トッププレート２３の中央部に穴を開け赤外線を良く通す透過材料２６を埋め込んでいるため、調理をするときの温度である３０℃から２００℃付近の温度を持つ物体が多く放射する６μｍから１０μｍの波長の赤外線をトッププレート２３の中央部で良く通し、赤外線センサ２２は鍋２０の鍋底からの赤外線をほとんど減衰することなく受光することができる。
【００１３】
温度算出手段２４は赤外線センサ２２の出力信号電圧から鍋２０の温度を算出し、制御手段２５に送る。制御手段２５は、この温度信号に応じて加熱コイル２１に供給する電力を制御して、所定の鍋温度に制御する。このように鍋２０の温度をトッププレート２３の中央部に開けられた穴に埋め込まれた赤外線透過材料２６を通過してくる赤外線を赤外線センサ２２で受光することにより鍋２０の温度を精度良く検出でき、被加熱物を最適な温度で調理できる。
【００１４】
特に本実施例１では鍋底の温度は熱伝導を用いて温度センサに導いてくるのではなく、非接触で鍋底の温度を検出することができるため、応答性が極めて速く、調理時に必要な微妙な火加減を実現できるものである。
【００１５】
また、赤外線透過材料２６にはシリコンやゲルマニウムの単結晶、あるいはポリエチレンなどの樹脂材料を用いることができる。
【００１６】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の構成を示すブロック図である。本実施例の誘導加熱調理器はトッププレートに空けた貫通穴に内面が鏡面仕上げされた導波管を挿入しているところが実施例１と異なるだけで、それ以外の同一構成および作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００１７】
２８はトッププレート２３の中央部に開けられた貫通穴２７に差し込まれた導波管であり、管の内面が赤外線を良く反射する金でメッキされ、しかも凹凸が無いよう鏡面仕上げされたものである。このように金で鏡面仕上げすることにより鍋底から放射された赤外線は導波管２８の内面で反射を繰り返して、あまり減衰することなく、赤外線センサ２２に到達することができる。しかも図から判るように導波管２８の内径は赤外線センサ２２よりも太く、赤外線センサ２２を覆っているため、赤外線センサ２２の視野角度が大きくても、受光する赤外線は全て鍋底から放射された赤外線である。このため、赤外線センサ２２の出力信号は純粋に鍋底の温度を反映しておりより高精度な温度測定ができるものである。
【００１８】
以上のように本実施例２によれば、導波管２８によって赤外線センサ２２が受光する赤外線は鍋底から放射されたものに限られ精度の高い鍋の温度測定ができる誘導加熱調理器を実現できるものである。
【００１９】
なお、トッププレート２３に開けられた貫通穴に導波管を差し込んでいるが、この導波管の内部は空洞でも良いが、実施例１と同様に赤外線透過材料を導波管内部に詰めても良い。さらに、この導波管内部に詰める赤外線透過材料は導波管の上端と一緒に、凹凸無く、トッププレート２３の上面と一致するように高さ方向をそろえると、この部分が凸になっていないので、鍋をトッププレートに載せた時に鍋が浮き上がることが無く、また、この部分が凹んでもいないので煮こぼれた汁等が溜まることがないため、高精度な温度測定ができる。
【００２０】
さらに、導波管および内部に詰める赤外線透過材料の熱膨張率をトッププレートの熱膨張率とほぼ同じになるような材料とすることで、温度が昇降したときに、トッププレートと導波管、導波管と赤外線透過材料との境界にストレスがかからず、長期にわたって高精度の温度測定のできる誘導加熱調理器を実現することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高精度な被加熱容器の温度が測定できる誘導加熱調理器が実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１における誘導加熱調理器を示すブロック断面図
【図２】 本発明の実施例２における誘導加熱調理器を示すブロック断面図
【図３】 従来における誘導加熱調理器を示すブロック断面図
【符号の説明】
２０ 鍋（被加熱容器）
２１ 加熱コイル
２２ 赤外線センサ
２３ トッププレート
２４ 温度算出手段
２５ 制御手段
２６ 赤外線透過材料
２７ 貫通穴
２８ 導波管
Claims (3)
- 被加熱容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で被加熱容器を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ被加熱容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力から被加熱容器の底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算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、前記トッププレートの赤外線センサ上部に位置する部分に貫通穴を開け、前記貫通穴には赤外線を前記赤外線センサまで導く導波管を挿入し、前記導波管内部に赤外線透過材料を埋め込んだ誘導加熱調理器。
- 貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料は、シリコンあるいはゲルマニウムの単結晶あるいはポリエチレン樹脂からなる請求項１に記載の誘導加熱調理器。
- 貫通穴に埋め込んだ赤外線透過材料及び導波管は、トッププレート上面にて凹凸が無い構造である請求項１〜２のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
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|---|---|---|---|
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002047422A Expired - Fee Related JP3925236B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 誘導加熱調理器 |
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2002
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