JP4123108B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、精度良く沸騰検出をすることができる誘導加熱調理器に関するものである。

従来、誘導加熱調理器における沸騰検出は、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）。
特開２００３−７４４４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、天板がセラミックからなるものであって、低熱伝導率である。したがって、サーミスタで温度検出しても、天板の熱応答の遅れにより、実際の鍋の温度とは誤差が発生し、沸騰検出が精度良くできないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、精度良く沸騰検出をすることが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は、赤外線を透過するガラスセラミック製の天板の下方に赤外線検出手段を設置して、鍋の底面から放射される赤外線を検出し、この赤外線検出手段の出力から鍋の温度を温度検知手段により検出し、この温度検知手段の出力に応じて沸騰検知を沸騰検知手段で行い加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段に制御信号を出力し、赤外線検出手段は、２．５μｍ以下の波長域の赤外線を検出することができるフォトダイオードで構成され、天板を通った前記波長域の赤外線の入射量に対応した電流を電圧に変換しかつ増幅して出力するようにしたものである。

これによって、２．５μｍ以下の波長域の赤外線を検出することができるフォトダイオードで構成され、天板を通った前記波長域の赤外線の入射量に対応した電流を電圧に変換しかつ増幅して出力する赤外線検出手段を介して、温度検知手段で検出した鍋底面の温度により、鍋底面の温度変化を正確に検知できるので、精度良く沸騰検出が行える。そして、沸騰検知により加熱コイルの電力を制御するので、水の蒸発量を抑え、使用電力量を削減できる。

本発明の誘導加熱調理器は、精度良く沸騰検出が行えるものであり、水の蒸発量を抑え、使用電力量を削減できる。

第１の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で前記鍋を載置する赤外線を透過するガラスセラミック製の天板と、前記天板の下方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前記鍋の温度を検出する温度検知手段と、前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記温度検知手段の出力に応じて沸騰検知を行い前記制御手段に制御信号を出力する沸騰検知手段とを有し、前記赤外線検出手段は、２．５μｍ以下の波長域の赤外線を検出することができるフォトダイオードで構成され、前記天板を通った前記波長域の赤外線の入射量に対応した電流を電圧に変換しかつ増幅して出力する誘導加熱調理器とすることにより、赤外線検出手段を介して、温度検知手段で検出した鍋底面の温度により、鍋底面の温度変化を正確に検知できるので、精度良く沸騰検出が行える。そして、沸騰検知により加熱コイルの電力を制御するので、水の蒸発量を抑え、使用電力量を削減できる。

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、制御手段は、沸騰検知するまで所定の電力で加熱を行う加熱モードと、沸騰検知後はそれまでより低い電力で加熱を行う保温モードを有し、沸騰検知手段が沸騰を検知すると、加熱モードから保温モードに移行するもので、水の沸騰を検知すると、自動的に電力を低下させるため、水温の低下を防止し、蒸気の発生も抑え、消費電力も削減できる。

第３の発明は、特に、第２の発明の誘導加熱調理器において、鍋の水量を判定する水量検知手段を有し、制御手段は、前記水量検知手段の出力に応じて、水量検知後の加熱モードの電力を変更するもので、水量が多い場合は、電力を大きくし、沸騰までの時間を短縮し、水量が少ない場合は、電力を低下させることにより、安全性を高め、使い勝手を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明の誘導加熱調理器において、鍋の水量を判定する水量検知手段を有し、制御手段は、前記水量検知手段の出力に応じて、保温モードの電力を変更するもので、水量が多い場合は、電力を大きくし、水温の低下を防止し、水量が少ない場合は、電力を低下させることにより、水の蒸発量を抑制することができる。

第５の発明は、特に、第２〜第４のいずれか１つの発明の誘導加熱調理器において、保温モードにおいて、温度検知手段の出力により、鍋の温度の低下率が所定値以上になると、再度、加熱モードに移行する再沸騰開始手段を有するもので、保温中に水が追加投入されても、自動的に、再度沸騰加熱を行うので使い勝手が向上する。

第６の発明は、特に、第２〜第５のいずれか１つの発明の誘導加熱調理器において、加熱モード及び保温モードにおいて、温度検知手段の出力が所定の温度を超えると、空焼きと判定する空焼き検知手段を有するもので、誤って空の鍋を加熱したり、水が蒸発してなくなったりした場合にも、空焼き検知で自動的に停止するので、安全性が高くなる。

第７の発明は、特に、第２〜第５のいずれか１つの発明の誘導加熱調理器において、加熱モードにおいて、温度検知手段の出力により、鍋の温度の上昇率が所定値を超えると、空焼きと判定する空焼き検知手段を有するもので、加熱を開始してすぐに空焼きを判定することができるので、さらに安全性が高くなる。

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）
以下、図１に基づき、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器について説明する。

図に示すように、本実施の形態の誘導加熱調理器は、鍋１を加熱する加熱コイル３と、前記加熱コイル３の上部で鍋１を載置する天板２と、前記加熱コイル３に高周波電流を供給し、鍋１を電磁誘導で発熱させるインバータ４と、前記天板２の下方に設置され前記鍋１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５と、前記赤外線検出手段５の出力から鍋１の温度を検出する温度検知手段６と、前記加熱コイル３に供給する電力を制御する制御手段８と、前記温度検知手段６の出力に応じて沸騰検知を行い前記制御手段８に制御信号を出力する沸騰検知手段７とを有している。

前記誘導加熱調理器において、図示していない電源を投入し、操作スイッチで湯沸しを開始すると、制御手段８からの制御によりインバータ４から加熱コイル３に電力を供給する。この加熱コイル３に電力が供給されると加熱コイル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鍋１の温度が上昇し、鍋１内の水が沸騰するものである。

ここで、鍋１の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が鍋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、赤外線検知手段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、天板２を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検知手段５に入射される。また、赤外線検出手段５は、反射率の高い鏡面反射板により、より多くの赤外線を集光し、かつ、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、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。この温度情報が沸騰検知手段７に入力され、沸騰検知手段７は、水が沸騰したことを検知すると、制御手段８はインバータ４を制御して、加熱を停止する。

沸騰検知手段８は、所定の時間（例えば、１０秒）での温度差を１秒ごとに算出し、所定の温度差（例えば、±１℃）以内であることを連続的に検知した場合に、水が沸騰したと判定する。

以上のように、赤外線検出手段５を介して、温度検知手段６で算出した温度は、鍋底面の温度変化を正確に検知できるので、精度良く沸騰検出が行える。そして、沸騰検知をすると、自動的に加熱コイル３の電力を落とすので、水の蒸発量を抑え、使用電力量を削減できる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の時間と電力及び鍋底面温度の関係を示すものである。

誘導加熱調理器の基本構成は、実施の形態１と同じであるが、本実施の形態においては、制御手段８が、沸騰検知するまで所定の電力で加熱を行う加熱モードと、沸騰検知後はそれまでより低い電力で加熱を行う保温モードを有し、沸騰検知手段７が沸騰を検知すると、加熱モードから保温モードに移行するようにしたものである。

すなわち、図に示すように、電源を投入し、操作スイッチで湯沸しを開始すると、所定の電力（例えば、２０００Ｗ）で加熱を行う加熱モードになり、沸騰検知手段７で沸騰を検知すると、自動的に保温モードに移行し、所定の電力（例えば、４００Ｗ）で加熱を続けるようになっている。

以上のように、本実施の形態においては、水の沸騰を検知すると、自動的に電力を低下させるため、水温の低下を防止し、蒸気の発生も抑え、消費電力も削減できる。また、加熱を継続するため、水温の低下を防ぐことができるものである。

（実施の形態３）
図３、図４は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の構成を示したもので、実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、図３に示すように、温度検知手段６の出力に応じて、鍋１の水量を判定する水量検知手段９を有し、制御手段８は、前記水量検知手段９の出力に応じて、水量検知後の加熱モードの電力を変更するものである。

図４は、水量判定手段９の動作を示し、ステップ２１は、加熱開始からの電力を設定（本実施の形態では２０００Ｗ）している。ステップ２２で加熱開始から１０秒間加熱を継続し、ステップ２３で温度検知手段６の出力する温度を記憶する。さらに、ステップ２４から２６において、ステップ２３で記憶した温度から５℃上昇するまでの時間Ｔを計測する。ステップ２７からステップ３０において、時間Ｔに応じて、電力を決定している。本実施の形態では、時間Ｔが４０秒以上であれば、水量が多いと判定し、電力を３０００Ｗに設定する。また、時間Ｔが２０秒以上４０秒未満であれば、電力は２０００Ｗのまま継続して加熱する。時間Ｔが２０秒未満であれば、水量が少ないと判定し、電力を１０００Ｗに変更する。

以上のように、水量が多い場合は、電力を大きくし、沸騰までの時間を短縮し、水量が少ない場合は、電力を低下させることにより、安全性を高め、使い勝手を向上させることができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の構成について説明する。

本実施の形態における誘導加熱調理器は、実施の形態３と同じ構成とし、水量判定手段９による判定に応じて、保温モードの電力を適切な電力に変更するものである。すなわち、本実施の形態では、水量判定手段９の出力に応じて、保温モードは、水量が多い場合は１０００Ｗ、中間量では７００Ｗ、少量では４００Ｗとしている。

以上のように、水量が多い場合は、電力を大きくし、水温の低下を防止し、水量が少ない場合は、電力を低下させることにより、水の蒸発量を抑制することができ、使い勝手がよくなる。

（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における誘導加熱調理器の構成を示したもので、実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、図に示すように、保温モードにおいて、温度検知手段６の出力により、鍋１の温度が所定の変化率になると、再度、加熱モードに移行する再沸騰開始手段４１を有しているものである。すなわち、保温モードにおいて、所定の電力で加熱を続けている場合に、温度検知手段６の出力により、所定の時間（例えば、５秒）での温度差が３℃以上低下した場合に、制御手段８を加熱モードに移行させるものである。

以上のように、保温モードにおいて、水を追加投入した場合に、自動的に再度加熱を開始し、水を沸騰させることができるので使い勝手が向上する。

（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６における誘導加熱調理器の構成を示したもので、実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、図に示すように、加熱モード及び保温モードにおいて、温度検知手段６の出力が所定の温度になると、空焼きと判定する空焼き検知手段４２を有しているものである。すなわち、加熱モード及び保温モードにおいて、温度検知手段６の出力により、所定の温度（例えば、１３０℃）を超えた場合に、空焼きと判定し、制御手段８により、インバータ４を停止させる。

以上のように、使用者が誤って水がない鍋１を加熱した場合や、加熱モード及び保温モードにおいて、水が蒸発してなくなった場合にも、加熱を自動的に停止するので安全性が高くなる。なお、加熱を停止した場合に、ＬＣＤ表示や、ブザー等により使用者に報知すると、より使い勝手がよくなる。

（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７における誘導加熱調理器の構成について説明する。

本実施の形態における誘導加熱調理器は、実施の形態６と同じ構成とし、空焼き検知手段４２は、加熱モードにおいて、温度検知手段６の出力が所定の変化率になると、空焼きと判定するものである。すなわち、空焼き検知手段４２が、温度検知手段６の出力により、所定の時間（例えば、１０秒）における上昇温度が所定の値（例えば、５℃）を超えた場合に、空焼きと判定し、制御手段８により、インバータ４を停止させる。

以上のように、加熱を開始してすぐに空焼きを判定することができるので、さらに安全性が高く、空焼きによって鍋１を故障させることがなくなる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、精度良く沸騰検知ができ、沸騰検知すると、自動的に電力を制御するので、むやみに蒸気を発生させることがなく、消費電力も削減されるので、家庭用あるいは業務用などさまざまな誘導加熱調理器に適用できる。

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２における誘導加熱調理器の電力時間と電力及び鍋底面温度の関係を示す図 本発明の実施の形態３、４における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図 同誘導加熱調理器の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態５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６、７における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図

符号の説明

１ 鍋
２ 天板
３ 加熱コイル
５ 赤外線検出手段
６ 温度検知手段
７ 沸騰検知手段
８ 制御手段
９ 水量検知手段
４１ 再沸騰開始手段
４２ 空焼き検知手段

Claims (7)

1. 鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で前記鍋を載置する赤外線を透過するガラスセラミック製の天板と、前記天板の下方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前記鍋の温度を検出する温度検知手段と、前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記温度検知手段の出力に応じて沸騰検知を行い前記制御手段に制御信号を出力する沸騰検知手段とを有し、前記赤外線検出手段は、２．５μｍ以下の波長域の赤外線を検出することができるフォトダイオードで構成され、前記天板を通った前記波長域の赤外線の入射量に対応した電流を電圧に変換しかつ増幅して出力する誘導加熱調理器。
2. 制御手段は、沸騰検知するまで所定の電力で加熱を行う加熱モードと、沸騰検知後はそれまでより低い電力で加熱を行う保温モードを有し、沸騰検知手段が沸騰を検知すると、加熱モードから保温モードに移行する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 鍋の水量を判定する水量検知手段を有し、制御手段は、前記水量検知手段の出力に応じて、水量検知後の加熱モードの電力を変更する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
4. 鍋の水量を判定する水量検知手段を有し、制御手段は、前記水量検知手段の出力に応じて、保温モードの電力を変更する請求項２または３に記載の誘導加熱調理器。
5. 保温モードにおいて、温度検知手段の出力により、鍋の温度の低下率が所定値以上になると、再度、加熱モードに移行する再沸騰開始手段を有する請求項２〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
6. 加熱モード及び保温モードにおいて、温度検知手段の出力が所定の温度を超えると、空焼きと判定する空焼き検知手段を有する請求項２〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
7. 加熱モードにおいて、温度検知手段の出力により、鍋の温度の上昇率が所定値を超えると、空焼きと判定する空焼き検知手段を有する請求項２〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。

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