JP4289247B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、加熱開始時に被加熱物の反りを判定する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、図５においてしめすように、１７は被加熱物、１８はトッププレート、１９はトッププレート１８を介して被加熱物１７の温度を検知する温度検知手段、２０は加熱手段を有し、２１の制御手段で温度検知手段１９からの信号を元に加熱手段２０の火力を制御している（例えば、特許文献１参照）。

揚げ物温度調節時には、目標温度を設定し、温度検知手段１９で検知する温度と目標温度との関係に基づき加熱手段２０を通電制御して、被加熱物１７の油温が目標温度で安定するように制御する。

ところが、上記構成では、鍋底が反ったものを被加熱物１７として使用し、被加熱物１７内に油を入れて揚げ物調理を行うと、温度検知手段１９は受感よく被加熱物１７の温度を検知することができず、温度検知手段１９で検知する温度と被加熱物１７内の油温との温度差が大きくなって被加熱物１７内の油温が過度に上昇してしまう。

これを解決する手段として、被加熱物１７内の油量が影響しない比較的低温領域にて温度検知手段１９で検知する温度の上昇勾配に基づき被加熱物１７の鍋底の反り量を検知し、これに基づき目標温度を変更して、鍋底の平坦なものを被加熱物１７として使用し揚げ物調理を行ったときは被加熱物１７内の油を揚げ物調理に最適な温度に維持し、鍋底の反ったものを被加熱物１７として使用し揚げ物調理を行ったときは被加熱物１７内の油温を抑制するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−８９７８０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、室温近傍の低温領域においては、「被加熱物１７＋被加熱物１７内の油」の熱量に対し加熱手段２０の通電による熱量が十分大きく、かつ被加熱物１７内の油は低温状態で粘性が高く加熱開始直後は対流しないので、被加熱物１７の鍋底の反り量を被加熱物１７内の油量に影響なく精度良く検知できるが、７０℃以上の比較的高温領域においては、「被加熱物１７＋被加熱物１７内の油」の熱量に対し加熱手段２０の通電による熱量が小さいので、被加熱物１７の鍋底の反り量の大小による温度センサ４で検知する温度上昇勾配の差が小さくなって、鍋底の反り量を精度良く検知できなくなり、かつ被加熱物１７内の油は高温状態で粘性が低く加熱開始するとすぐに対流するので、前記温度上昇勾配は被加熱物１７内の油量に影響を受けてしまい、鍋底の反り量
を油量に影響なく検知することができなくなる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、被加熱物の内容によらず、反りを検知して、調理性能と安全性の実現を目的とする。

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、鍋などの被加熱物を配置するトッププレートと、被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記トッププレート下面に接触して前記トッププレートを介して鍋（被加熱物）底概中央の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記トッププレートの間に配置し前記トッププレートを介して被加熱物の温度を広い範囲で検知するための金属板の温度を検知し前記トッププレートの広い範囲の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段と前記第２の温度検知手段の検知温度の差を求める温度差検知手段と、前記温度差検知手段の検知温度差の変化量を検知する変化量検知手段と、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度Ｔｏｈｐとして設定された所定値以上に前記第１の温度検知手段の検知温度がなった場合には、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度過昇防止手段と、加熱開始から前記変化量検知手段の検知変化量がある値を超えるまでの時間が所定の時間より小さければ、被加熱物の反りが小さいと判断する反り判定機能を備え、前記反り判定機能で反りが小さいと判定された場合は、前記Ｔｏｈｐを前記所定値よりも高く設定することにより、第１の温度検知手段の温度追従性が悪い場合は、Ｔｏｈｐを低くして安全性を確保し、よい場合にはＴｏｈｐを高くして、調理性能を向上させるとしたものである。

本発明の誘導加熱調理器は、鍋種、負荷の内容の影響を受けず、被加熱物の反り判定を行うため、特定の鍋を使用する揚げ物調理だけではなく、通常加熱動作でも反り判定が可能となる。このため、温度過昇防止手段のしきい値切り替えの手段として用いることができる。

第１の発明は、鍋などの被加熱物を配置するトッププレートと、被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記トッププレート下面に接触して被加熱物の概中央の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記加熱コイルと前記トッププレートの間に配置し前記トッププレートを介して被加熱物の温度を広い範囲で検知するための金属板の温度を検知し前記トッププレートの広い範囲の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段と前記第２の温度検知手段の検知温度の差を求める温度差算出検知手段と、前記温度差検知手段の検知温度差の時間変化量を検知する変化量検知手段と、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度Ｔｏｈｐとして設定された所定値以上に前記第１の温度検知手段の検知温度がなった場合には、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度過昇防止手段と、加熱開始から前記変化量検知手段の検知変化量がある値を超えるまでの時間が所定の時間より小さければ、被加熱物の反りが小さいと判断する反り判定機能を備えたことで、鍋種、負荷の内容によらず被加熱物の反りを判定でき、前記反り判定機能で反りが小さいと判定された場合は、前記Ｔｏｈｐを前記所定値よりも高く設定することにより、第１の温度検知手段の温度追従性が悪い場合は、Ｔｏｈｐを低くして安全性を確保し、よい場合にはＴｏｈｐを高くして、調理性能を向上させる。

第２の発明は、鍋などの被加熱物を配置するトッププレートと、被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記トッププレート下面に接触して被加熱物の概中央の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記加熱コイルと前記トッププレートの間に配置し前記トッププレートを介して被加熱物の温度を広い範囲で検知するための金属板の温度を検知し前記トッププレートの広い範囲の温度を検知する第２の温度検知手段と、被加熱物の加熱を停止もし
くは火力低下させる温度Ｔｏｈｐとして設定された所定値以上に前記第１の温度検知手段の検知温度がなった場合には、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度過昇防止手段と、加熱開始から前記第１の温度検知手段の検知温度が前記第２の温度検知手段の検知温度を超えるまでの時間が所定の時間より小さければ、被加熱物の反りが小さいと判断する反り判定機能を備え備えたことで、鍋種、負荷の内容によらず被加熱物の反りを判定でき、前記反り判定機能で反りが小さいと判定された場合は、前記Ｔｏｈｐを前記所定値よりも高く設定することにより、第１の温度検知手段の温度追従性が悪い場合は、Ｔｏｈｐを低くして安全性を確保し、よい場合にはＴｏｈｐを高くして、調理性能を向上させる。

第３の発明は、変化量検知手段の検知変化量がある値を超えるまでの時間により、被加熱物の反りのレベルを決定し、前記反りのレベルに応じたＴｏｈｐを前記反りレベルが小さいほど高く設定する請求項１に記載の誘導加熱調理器を実現することで、反りのレベルに合わせた前記温度過昇防止が可能となる。

第４の発明は、温度差検知手段の温度差の最下点を検知する最下点検知手段を備え、前記最下点検知手段で温度差の最下点を検知後、被加熱物の反りを判断する請求項１または３に記載の誘導加熱調理器を実現することで、トッププレート温度が一旦下がったことを確認後、反り判定を行うことで、前記温度差検知手段の検知温度差の上昇を検知できる。

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、本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は誘導加熱調理器の断面図を示すものであり、図２は被加熱物１がトッププレート２と接する面の凹反りが小さい場合の温度検知手段の振る舞いを示すものであり、図３は被加熱物１がトッププレート２と接する面の凹反りが大きい場合の温度検知手段の振る舞いを示すものであり、図４は負荷の温度上昇が大きい被加熱物１の場合の温度検知手段の振る舞いを示すものである。

図１において、被加熱物１がトッププレート２上に配置されている。トッププレート２の下面には、トッププレート２を介して、被加熱物１の概中心温度を検知する第１の温度検知手段３があり、更にその下に加熱コイル４がある。トッププレート２と加熱コイル４の間には金属板５が配置され、第２の温度検知手段６は金属板５に接触して金属板５の温度を検知する。第１の温度検知手段３、第２の温度検知手段６にはサーミスタを用いる。

第１の温度検知手段３が被加熱物１の温度を狭い範囲で検知しているのに対して、第２の温度検知手段６は、金属板５の温度を検知することでトッププレート２を介して被加熱物１の温度を広い範囲で検知している。

また、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度Ｔｏｈｐとして設定された所定値以上に前記第１の温度検知手段３からの温度信号がなった場合には、加熱コイル４の火力を低下させる温度過昇防止手段７を備えている。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

図２において、第１の温度検知手段３の検知温度８は、温度検知後急激に増加し、第２の温度検知手段６の検知温度９は、一定の上昇を続ける。第２の温度検知手段６は第１の温度検知手段３より早く温度の上昇を検知し始める。（第１の温度検知手段３の検知温度８）−（第２の温度検知手段６の検知温度９）をマイコンなどの演算手段によって求めた
温度差１０は、一旦マイナス方向に増加し、最下点を通った後、増加する。

図３においては、被加熱物１がトッププレート２と接する面の凹反りが大きいため、第１の温度検知手段３の温度追従性は凹反りが小さい場合に比べて悪いため、第１の温度検知手段３の検知温度１１が温度を検知し始める時間が遅くなる。第２の温度検知手段６の検知温度１２は反りによらず一定の上昇を示すため、温度差１３が上昇開始する時間は長くなる。

図４においては、負荷の温度上昇が急激な被加熱物１を加熱している。第１の温度検知手段３の検知温度１４は、検知温度８に比べて急激に増加するが、同様に第２の温度検知手段６の検知温度１５も、検知温度９に比べて急激に増加するため、温度差１６は被加熱物１の種類によらず、一定の振る舞いを示す。

加熱開始から２０秒後の、温度差１０、温度差１３を比較すると、凹反りの小さい被加熱物１の場合は２０秒後の温度差１０は、＋１より大きくなっているが、凹反りの大きな被加熱物１の場合は、２０秒後も温度差１３は上昇しきれておらず、マイナスのままである。このため、２０秒後の温度差が＋１以上であれば、被加熱物１の凹反りは小さいため、第１の温度検知手段３は被加熱物１底面の温度を十分追従できているとして、温度過昇防止手段のＴｏｈｐを所定値より高く設定しても被加熱物１の温度が異常に上昇することはない。２０秒後の温度差がマイナスであれば、被加熱物１の凹反りが大きいために第１の温度検知手段３は被加熱物１の底面温度を追従できていないため、Ｔｏｈｐを所定値より低く設定して、実際の被加熱物１の温度との間にマージンを持たせる。

以上のように本実施例の形態においては、温度過昇防止手段７のパラメータである第１の温度検知手段３の温度追従性がいい反りの小さい鍋での調理の時には、温度過昇防止手段のＴｏｈｐを所定値より高く設定することにより、火力低下しにくく調理性能を維持した制御ができる。また、第１の温度検知手段３の温度追従性が悪い反りの大きな鍋で少量油の調理を行う時には、被加熱物１の温度と第１の温度検知手段３の検知温度との間に誤差がある事を考慮してＴｏｈｐを低く設定するため、温度追従性が悪くても温度の異常上昇を防止できる。また、温度差を反りの判定に用いたことで、被加熱物１の種類による温度上昇の違いのは相殺されるため、被加熱物１の種類に関係なく反りの検知を行うことができる。

（実施の形態２）
実施の形態２の誘導加熱調理器の構成は、実施の形態１の場合と同様であるが、図２に示す温度差１０の１０秒間の温度上昇を検知し、この温度が＋１以上となったときの時間をＴｕｓとする。しきい値を２０秒とすると、Ｔｕｓが２０秒以内であれば、被加熱物１の凹反りは小さいと判定して、Ｔｏｈｐを高く設定する。図３に示す温度差１３のＴｕｓは第１の温度検知手段３の温度追従性が悪いために２０秒以上となり、被加熱物１は凹反りが大きいと判定して、Ｔｏｈｐを低く設定する。しきい値は、加熱開始時の第１の温度検知手段３の検知温度によって決定する。

また、前回の加熱終了より２０秒以内に再び加熱開始された場合は、Ｔｕｓが２０秒以内であっても、反り判定を行わず、前回加熱時の反り判定結果を採用する。

これにより、温度過昇防止手段７のパラメータである第１の温度検知手段３の温度追従性がいい反りの小さい鍋での調理の時には、火力低下しにくく調理性能を維持した制御が可能となる。また、第１の温度検知手段３の温度追従性が悪い反りの大きな鍋で少量油の調理を行う時には、被加熱物１の温度と第１の温度検知手段３の検知温度との間に誤差がある事を考慮してＴｏｈｐを低く設定するため、温度追従性が悪くても温度の異常上昇を
防止できる。また、第１の温度検知手段３、第２の温度検知手段６の検知温度が加熱開始直後から上昇している場合は、温度差１０、温度差１３も加熱直後から上昇するため、この場合は連続加熱であると判断して、Ｔｏｈｐを前回加熱時と同じにすることで、連続加熱による反りの誤検知を防ぐ。

（実施の形態３）
実施の形態３の誘導加熱調理器の構成は、実施の形態１の場合と同様であるが、図２に示す第１の温度検知手段３の検知温度８が第２の温度検知手段６の検知温度９を超えたときの時間をＴｏとして、Ｔｏが２０秒以内あれば、被加熱物１の凹反りは小さいと判定して、Ｔｏｈｐを高く設定する。図３に示す第１の温度検知手段３の検知温度８が第２の温度検知手段６の検知温度９を超えたときの時間をＴｏは第１の温度検知手段３の温度追従性が悪いために２０秒以上となり、被加熱物１は凹反りが大きいと判定して、Ｔｏｈｐを低く設定する。

また、Ｔｏｈｐが高低レベルのどちらに設定されているかを表示手段に表示する。これにより、温度過昇防止手段７のパラメータである第１の温度検知手段３の温度追従性がいい反りの小さい鍋での調理の時には、火力低下しにくく調理性能を維持した制御が可能となる。また、第１の温度検知手段３の温度追従性が悪い反りの大きな鍋で少量油の調理を行う時には、被加熱物１の温度と第１の温度検知手段３の検知温度との間に誤差がある事を考慮してＴｏｈｐを低く設定するため、温度追従性が悪くても温度の異常上昇を防止できる。また、Ｔｏｈｐのレベルが高低どちらであるか表示することで、利用者は高火力で調理したい場合は、反りの小さい鍋を使うなどの使い分けができる。

（実施の形態４）
実施の形態４の誘導加熱調理器の構成は、実施の形態１の場合と同様であるが、図２に示す温度差１０の１０秒間の温度上昇を検知し、この温度が＋１以上となったときの時間をＴｕｓとする。

反りのレベルごとにしきい値を、１０秒、２０秒とすると、Ｔｕｓが０〜１０秒であれば、反りレベル１、１１〜２０秒であれば、反りレベル２、２１秒〜であれば、反りレベル３とする。反りレベルは、１が最も被加熱物１の凹反りが小さく、続いて２、３と凹反りが大きいことを表している。

決定した反りレベルに応じてＴｏｈｐを設定する。Ｔｏｈｐは反りレベルが小さいほど高く設定することで、温度過昇防止手段７のパラメータである第１の温度検知手段３の温度追従性に応じて、調理性能と安全性を共有できる。

以上の実施の形態では、温度検知手段に関してはサーミスタに限定したものではない。また、判定に用いるしきい値や温度差上昇を求める際のサンプリング間隔については、一意ではなく、機器ごとに設計が必要である。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、鍋種や内容物の種類、初期温度によらず、被加熱物の底面の反りを判定することが可能となるので、鍋の限定された揚げ物調理ではなく、炒め物調理や煮物などの通常加熱時の利用や、オート調理などのシーケンス制御を用いて加熱動作を行う時の利用等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１、２、３、４における誘導加熱調理器を示す断面図 本発明の実施の形態１、２、３、４における鍋の反りが小さい場合の温度図 本発明の実施の形態１、２、３における鍋の反りが大きい場合の温度図 本発明の実施の形態１における温度上昇が急激な負荷を加熱した際の鍋の反りが小さい場合の温度図 従来技術における誘導加熱調理器を示す断面図

符号の説明

１ 被加熱物
２ トッププレート
３ 第１の温度検知手段
４ 加熱コイル
６ 第２の温度検知手段
７ 温度過昇防止手段
１０ 反りが小さい場合の温度差
１３ 反りが大きい場合の温度差

Claims (4)

1. 鍋などの被加熱物を配置するトッププレートと、被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記トッププレート下面に接触して被加熱物の概中央の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記加熱コイルと前記トッププレートの間に配置し前記トッププレートを介して被加熱物の温度を広い範囲で検知するための金属板の温度を検知し前記トッププレートの広い範囲の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段と前記第２の温度検知手段の検知温度の差を求める温度差検知手段と、前記温度差検知手段の検知温度差の時間変化量を検知する変化量検知手段と、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度Ｔｏｈｐとして設定された所定値以上に前記第１の温度検知手段の検知温度がなった場合には、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度過昇防止手段と、加熱開始から前記変化量検知手段の検知変化量がある値を超えるまでの時間が所定の時間より小さければ、被加熱物の反りが小さいと判断する反り判定機能を備え、前記反り判定機能で反りが小さいと判定された場合は、前記Ｔｏｈｐを前記所定値よりも高く設定する誘導加熱調理器。
2. 鍋などの被加熱物を配置するトッププレートと、被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記トッププレート下面に接触して被加熱物の概中央の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記加熱コイルと前記トッププレートの間に配置し前記トッププレートを介して被加熱物の温度を広い範囲で検知するための金属板の温度を検知し前記トッププレートの広い範囲の温度を検知する第２の温度検知手段と、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度Ｔｏｈｐとして設定された所定値以上に前記第１の温度検知手段の検知温度がなった場合には、被加熱物の加熱を停止もしくは火力低下させる温度過昇防止手段と、加熱開始から前記第１の温度検知手段の検知温度が前記第２の温度検知手段の検知温度を超えるまでの時間が所定の時間より小さければ、被加熱物の反りが小さいと判断する反り判定機能を備え、前記反り判定機能で反りが小さいと判定された場合は、前記Ｔｏｈｐを前記所定値よりも高く設定する誘導加熱調理器。
3. 変化量検知手段の検知変化量がある値を超えるまでの時間により、被加熱物の反りのレベルを決定し、Ｔｏｈｐを前記反りレベルが小さいほど高く設定する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 温度差検知手段の温度差の最下点を検知する最下点検知手段を備え、前記最下点検知手段で温度差の最下点を検知後、被加熱物の反りを判断する請求項１または３に記載の誘導加熱調理器。

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