JP4179131B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱コイルやラジエントヒータなどの複数の加熱手段を持ち、被加熱物の沸騰を検出する加熱調理器に関するものである。

従来、この種の加熱調理器としては、調理容器を載置するトッププレートと、調理容器を加熱する複数の加熱手段と、トッププレートを介して調理容器の振動を検出する振動センサと、この振動センサの出力により被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、この沸騰検出手段の出力と加熱コイルの制御情報とにより、どの加熱手段により加熱されている被加熱物が沸騰しているかを判別する沸騰位置検出手段とを備えたものが知られている。また、トッププレートの下面に温度センサを備え、この温度センサと振動センサにより被加熱物の沸騰状態を検出する加熱調理器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記加熱調理器において、振動センサはトッププレートの裏面に密着させて設け、被加熱物の沸騰状態を検出し、沸騰位置検出手段は加熱コイルの制御情報が検出された時に、加熱コイルの加熱量を一旦停止あるいは低減させて、どの加熱手段により加熱されている被加熱物が沸騰しているかを判別している。また、温度センサは温度信号が上昇している場合において振動センサの出力が有るときに沸騰を判断するものである。

特開２００３−７７６４４号公報（第２頁、第３図、第５図）

しかしながら、従来の複数の加熱手段を有する加熱調理器では、どの加熱手段により被加熱物が沸騰しているかを判別するにあたって、振動センサの出力情報と通電コイルの制御情報とにより行っているため、判別動作が複雑となり手間を要するという問題点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、複数の加熱手段を加熱源とする加熱調理器において、各加熱手段に載せた容器のいずれかが沸騰した場合に、どの加熱手段に対応する被加熱物が沸騰かを容易に判別できる加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明は、被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、このトッププレートの下方に配設された複数の加熱手段と、これら各加熱手段の出力を制御する加熱制御手段とを備えた加熱調理器において、前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、この沸騰検出手段が沸騰を検出したとき、前記加熱手段ごとに別々に設定されたオン／オフ時間を有する通電パターンで各加熱手段にそれぞれ電力を供給し、この通電パターンで加熱した際の前記振動検出手段から得られる検出信号に基づき、どの加熱手段での沸騰かを特定する沸騰判定手段とを具備したことを特徴とするものである。

本発明の加熱調理器によれば、複数の加熱手段を具備したものであって、それら各加熱手段が被加熱物を同時に加熱動作する場合において、沸騰状態に達した加熱手段を容易に判別することができ、複数の加熱手段を備えたものにおける沸騰検出を確実に行うことができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における加熱調理器の平面図、図２は、前記図１のA−Aにおける断面図、図３は操作パネルの正面図である。尚、図１〜３において同一又は相当部分には同一符号を付す。
図１〜３において、筐体１の上面には、例えば結晶化ガラス等の耐熱絶縁材料で構成された平面状のトッププレート２が設けられている。前記トッププレート２の下方には、加熱手段として例えば渦巻き状に形成された３つの誘導加熱コイル３、４、５が、該トッププレート２の裏面に近接して配設されている。これら3つの誘導加熱コイル３、４、５は、前記トッププレート２の前方に2つの誘導加熱コイルが左右方向に並べて配置され、残る1つの誘導加熱コイルが前記誘導加熱コイル間の後方に配置されている。尚、前記誘導加熱コイル３、４、５の配置位置や数については、これに限られるものでない。

前記トッププレート２の裏面には、３つの誘導加熱コイル３、４、５のほぼ中間位置、すなわち、各誘導加熱コイルからほぼ等距離の位置に振動センサ６を取り付けている。この振動センサ６はトッププレート２上に載置される例えば鉄等の金属材料で構成される容器８内に入れた被加熱物が沸騰した際に発生する気泡による振動をトッププレート２の振動として検出する。また、前記誘導加熱コイル３、４、５と各々対向する部分の前記トッププレート２の裏面に当接して温度センサ１０ａ〜１０ｃが配設され、トッププレート２を介して、各容器８の底面温度を検出する。

筐体１の前面に設けられた操作パネル１１は、図３に示すように、誘導加熱コイル３、４、５の加熱開始／加熱停止を行う加熱スイッチ１１ａと、それぞれの火力設定を行う火力設定スイッチ１１ｂと、それぞれに沸騰検知モード（沸騰検知の対象とするモード）を設定する沸騰検知設定スイッチ１１ｃと、さらに、誘導加熱コイル３、４、５に対応する前記容器８が沸騰状態のときに例えばＬＥＤ１１ｄによる点灯又は点滅で報知する視覚報知手段と、容器８が沸騰状態であることを音で報知する例えばスピーカ１１ｅによる音報知手段とを備えている。

また、筐体１には、前記振動センサ６から出力される検出信号を波形処理する信号処理手段１２、波形処理された検出信号を入力して前記容器８内の被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段１５を含み、同じく該検出信号から沸騰した加熱手段を特定する沸騰判定手段１３、前記各々の加熱手段の加熱出力を制御する加熱制御手段１４が配置されている。

図４は加熱時間の経過に伴う被加熱物の温度（ａ）と振動センサの検出信号の大きさ（ｂ）との関係を示す図である。これによれば、信号処理手段１２で平滑処理された振動センサの検出信号は、被加熱物の温度上昇に伴い、およそ８０℃近辺までは比較的小さなほぼ一定の値を示すが、およそ８０℃付近で急激に立ちあがり、沸騰状態、すなわち１００℃に至るやや手前の温度にて最大値に達し、その後１００℃に至る間にその値がやや低下するような特性を示す。そして、このような振動に起因する検出信号が沸騰検出手段１５、沸騰判定手段１３、および前記加熱制御手段１４に出力される。

なお、被加熱物が約８０℃以下の領域で発生する一定の検出信号は、冷却ファン等の外乱を含んでいる可能性があるため、前記沸騰判定手段１３に予め閾値を設けて、この領域の検出信号を除去している。

次に、上記のように構成された加熱調理器において、３つの誘導加熱コイル３、４、５が同時に加熱動作を行ない、それぞれに沸騰検知モードが設定された場合の沸騰検知動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
被加熱物が収容された容器８をトッププレート２上の前記各誘導加熱コイルと対向する位置に載置し、操作パネル１１から各誘導加熱コイル３、４、５の火力設定を火力設定スイッチ１１ｂで、また、沸騰検知モード設定を沸騰検知設定スイッチ１１ｃで行い、加熱スイッチ１１ａをオンすると、前記加熱制御手段１４は前記誘導加熱コイル３、４、５に所定の電力を供給して、各々の容器８の加熱動作を開始する（Ｓ１）。

すなわち、各誘導加熱コイル３、４、５に、前記加熱制御手段１４から予め必要とする火力に合せた高周波電力を供給すると、誘導加熱コイル３、４、５に交番磁界が発生し、この交番磁界により、載置された容器８の底部に渦電流が流れ、この渦電流によるジュール熱で容器自体が誘導加熱され、被加熱物が加熱される。

加熱動作の開始を受け、前記振動センサ６は容器８の振動の検出動作を開始する（Ｓ２）。被加熱物が加熱されて行くに伴い、被加熱物の温度が約８０℃を越えた辺りから容器８内に細かい気泡が発生する。この気泡による圧力波によって容器８が加振され、この加振力による振動がトッププレート２に伝わり、図４に示すように、前記振動センサ６がこれを捉えておよそ８０℃付近で出力が急激に上昇し始める。そして、被加熱物が約９５℃前後で振動レベルが最大となり、グラグラと沸騰する１００℃付近では容器８内の気泡が大きくなるため、振動レベルは逆に弱まり、振動センサ６の出力が低下傾向を示す。

前記振動センサ６による検出信号は、交流の半波波形であり、この振動センサ６の信号波形を前記信号処理手段１２により平滑処理し、図４（ｂ）に示す平滑波形信号に信号処理する（Ｓ３）。

前記信号処理手段１２により平滑処理された平滑波形信号の振動出力は、沸騰検出手段１５に入力され、図４のような変化を示す振動波形でその振動の大きさを検知することにより被加熱物が沸騰状態にあるかどうかを判定する（Ｓ４）。そして、沸騰検出手段１５が図４に示す振動変化とともに所定の大きさの振動を検知すると、いずれかの容器８中の被加熱物が沸騰状態に達したと判定し、全ての誘導加熱コイル３、４、５に対する電力の供給を停止する（Ｓ５）。

沸騰が検出され動作中の全ての誘導加熱コイルへの電源供給を断たれたならば、３つの内のどの誘導加熱コイルに対応する容器中の被加熱物が沸騰したかの判定を行う。すなわち、各誘導加熱コイル３、４、５の加熱動作のオフ後、各コイルに対して図６に示すような、予め各誘導加熱コイルごとに別々に設定されたオン／オフ時間を有する通電パターンで電力を供給して再度加熱動作を行なう（Ｓ６）。各誘導加熱コイルに対する通電パターンは、例えば、通電のオン／オフ時間の総計が、誘導加熱コイル３＜同コイル４＜同コイル５の関係になっており、例えば、誘導加熱コイル３は３秒オン／３秒オフ、誘導加熱コイル４はは４秒オン／４秒オフ、誘導加熱コイル５は５秒オン／５秒オフというように設定されている。

そして、このような通電パターンにより電力を供給した場合における図７〜９に示す容器の振動変化を沸騰判定手段１３の記憶領域に予め記憶させておき、この記憶させた振動変化と、前記通電パターンにより加熱した際の振動センサ６から得られる検出信号に基づく振動変化との比較により、どの誘導加熱コイルでの沸騰かを特定する（Ｓ７）。

予め記憶された振動変化と、実際に振動センサ６から得られる検出信号に基づく振動変化との比較において、例えば、３つの誘導加熱コイル３、４、５に対し、図６に示すそれぞれの通電パターンで電力を供給して加熱した際、振動センサ６から得られた検出信号による振動変化が、例えば図７（ａ）に示す振動変化に近似していれば、誘導加熱コイル３に対応した容器が沸騰したと特定される。すなわち、この場合、誘導加熱コイル３以外の他の誘導加熱コイル４、５による加熱動作は、前述したように所定の大きさの振動が起る水温約８０℃ないしは沸騰状態に至っていないため、前記通電パターンで電力を供給しても、これら加熱コイルに基づく振動は検出されず、結局、誘導加熱コイル３による沸騰が特定される。以下、誘導加熱コイル４、又は誘導加熱コイル５がそれぞれ単独に沸騰状態に達した場合も同様である。

また、誘導加熱コイル３および誘導加熱コイル４がほぼ同時に沸騰状態に達した場合には、振動センサ６から得られた検出信号による振動変化はそれぞれの誘導加熱コイルによる振動が重合され、予め記憶された図８（ａ）に示す振動パターンに近似するため、誘導加熱コイル３と誘導加熱コイル４とが沸騰状態であることが特定される。同様にして、他の誘導加熱コイルとの組合せで沸騰状態に達したときも、その振動パターンから沸騰状態に達した誘導加熱コイルを特定することができる。

そして、沸騰する加熱源である誘導加熱コイルが特定された時点で、加熱制御手段１４により加熱動作を停止する（Ｓ８）。そして、その情報を基に特定された加熱源がどれであるかを、操作パネル１１の各加熱手段毎に設けられた視覚報知手段の前記ＬＥＤ１１ｄによる点灯又は点滅、及び音報知手段の前記スピーカー１１ｅにより利用者に報知し（Ｓ９）、沸騰検知を終了する。

したがって、複数の加熱手段が例えば３つの誘導加熱コイルで構成される加熱調理器の沸騰検知においては、沸騰判定手段の記憶領域に予め記憶された前記各加熱手段ごとに設定された通電パターンによる振動変化と、各加熱手段に前記通電パターンで電力を供給した時に振動センサから得られる検出信号による振動変化との比較により、どの加熱手段が沸騰したかを特定できるようにしたので、例えば従来のような加熱手段の制御情報などを利用せずとも直接的に容易に沸騰する加熱手段を検出することができ、複数の加熱手段における沸騰検知を確実に行うことができる。

また、沸騰状態である旨を操作パネルの視覚報知手段のＬＥＤや音報知手段のスピーカーにより警告報知するようにしたので、利用者は沸騰したことを視覚或いは聴覚で確実に把握することができ、その後の調理を遅滞なく実施することができる。

なお、以上は加熱手段を３つの誘導加熱コイルから構成した事例について説明したが、例えば誘導加熱コイルとラジエントヒータとの組み合わせ、或いはハロゲンヒータ、或いはシーズヒータとの組み合わせとしても、同様に適用できるものである。この場合、前記誘導加熱コイルとラジエントヒータ、或いはハロゲンヒータ、或いはシーズヒータとの夫々の組合せにおける各加熱手段ごとの通電パターンによる振動変化を、前述同様に沸騰判定手段の記憶領域に、予め記憶させておくことはもちろんである。

また、前記ラジエントヒータ等は、沸騰した場合の加熱オフ後における振動減少の仕方が、誘導加熱コイルの場合と異なり速やかに減少しないため、例えば通電パターンの時間間隔を長くするなどしてパターン化するとよい。

また、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内において、例えば以下のように変更することも可能である。
すなわち、上記実施の形態では、いずれかの被加熱物が沸騰状態に達したとき、一旦加熱手段への通電をオフし、その後に所定の通電パターンで電力を供給しているが、沸騰を検出したときに所定の通電パターンで連続して電力を供給するようしてもよく、この場合は容器の温度の低下がないので、より確実に沸騰した加熱手段を特定することが可能となる。

また、上記実施の形態では、振動センサを用いて、振動センサからの振動レベルで沸騰検知をする構成を説明したが、振動センサの代わりに、例えば音センサ（マイクロフォン）、歪センサを用いてもよく、これらのセンサの組合せでもよい。音センサは、例えばトッププレートの上面又は筐体内に配設され、容器内で発生する気泡による振動を音波として検出することができる。また、歪センサは、例えばトッププレートの裏面又は筐体に配設され、容器内で発生する気泡による圧力をトッププレートの歪として検出することができる。

この発明の実施の形態１における加熱調理器の平面図である。 この発明の実施の形態１に係る上記図１のA−Aにおける断面図である。 この発明の実施の形態１に係る加熱調理器操作部の正面図である。 この発明の実施の形態１に係る加熱時間の経過に伴う被加熱物の温度変化（ａ）と振動センサによる検出信号の大きさの変化（ｂ）との関係を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る沸騰検知動作の一例を示すフローチャート図である。 この発明の実施の形態１に係る各加熱手段ごとに設定された通電パターンを示す図である。 この発明の実施の形態１に係る通電パターンによる予め記憶された容器の振動変化を表した図である。 この発明の実施の形態１に係る通電パターンによる予め記憶された容器の振動変化を表した他の図である。 この発明の実施の形態に１係る通電パターンによる予め記憶された容器の振動変化を表した、さらに他の図である。

符号の説明

１ 筐体、 ２ トッププレート、 ３、４、５ 誘導加熱コイル、 ６ 振動センサ、 ８ 容器、 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ 温度センサ、 １１ 操作パネル、 １１ａ 加熱スイッチ、 １１ｂ 火力設定スイッチ、 １１ｃ 沸騰検知設定スイッチ、 １１ｄ ＬＥＤ、 １１ｅ スピーカー、 １２ 信号処理手段、 １３ 沸騰判定手段、 １４ 加熱制御手段、 １５ 沸騰検出手段。

Claims (4)

1. 被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、
   このトッププレートの下方に配設された複数の加熱手段と、
   これら各加熱手段の出力を制御する加熱制御手段とを備えた加熱調理器において、
   前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、
   この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、
   この沸騰検出手段が沸騰を検出したとき、前記加熱手段ごとに別々に設定されたオン／オフ時間を有する通電パターンで各加熱手段にそれぞれ電力を供給し、この通電パターンで加熱した際の前記振動検出手段から得られる検出信号に基づき、どの加熱手段での沸騰かを特定する沸騰判定手段とを具備したことを特徴とする加熱調理器。
2. 被加熱物を入れた容器を載置可能なトッププレートと、
   このトッププレートの下方に各々配設された複数の加熱手段と、
   これら各加熱手段の出力を制御する加熱制御手段とを備えた加熱調理器において、
   前記加熱手段ごとに別々に設定されたオン／オフ時間を有する通電パターンにより前記加熱手段に電力を供給した場合における容器の振動変化を記憶させる記憶領域と、
   前記トッププレートを介して前記容器の振動を検出する振動検出手段と、
   この振動検出手段からの出力により前記被加熱物の沸騰状態を検出する沸騰検出手段と、
   前記沸騰検出手段が沸騰を検出したときに、各加熱手段に前記通電パターンで電力を供給し、この通電パターンで加熱した際の前記振動検出手段から得られる検出信号に基づく容器の振動変化と、前記記憶領域に記憶された容器の振動変化とを比較して、どの加熱手段での沸騰かを特定する沸騰判定手段とを具備したことを特徴とする加熱調理器。
3. 前記複数の加熱手段は、少なくとも一つの誘導加熱コイルと、ラジエントヒーターとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱調理器。
4. 前記複数の加熱手段は、少なくとも一つの誘導加熱コイルと、ハロゲンヒーターとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱調理器。

Images