JP4381918B2

JP4381918B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4381918B2
Application number: JP2004221313A
Authority: JP
Inventors: 直昭石丸; 雅代土師; 賢治竹中
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: JP2006040778A

Description

本発明は、天板上の鍋などの被加熱物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。

従来、この種の誘導加熱調理器において、天板下面に赤外線センサを配置し、被加熱物からの赤外線を天板越しに検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平３−１８４２９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、赤外線の放射エネルギーが１００℃以下の低温と３００℃程度の高温とでは大きな差があるため、単に天板下面に赤外線センサを配置しただけでは広範囲の温度検出に対応できず、また、天板からの赤外線放射も含まれるため検出温度に誤差が生じてしまうといった課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、広範囲の温度検出に対応でき、かつ検出温度に誤差がなく、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良く検出して加熱制御をす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、被加熱物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物を載置し赤外線を透過する天板と、前記天板下方に配置され前記被加熱物から放射され前記天板を透過する赤外線を検出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被加熱物の温度を検出する第一の温度検出手段と、前記天板下面に配置され前記天板の温度を検出するサーミスタで構成された第二の温度検出手段と、前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記第一の温度検出手段は、前記赤外線検出手段の出力電圧から前記第二の温度検出手段の検出する前記天板の温度に合わせた赤外線量分の電圧を減算する出力減算手段と、前記出力減算手段の出力を増幅する増幅手段とを有し、前記増幅手段の出力に応じて前記制御手段は前記加熱コイルへの加熱出力を制御する誘導加熱調理器であって、前記増幅手段は、前記増幅率を切り替える切替手段を有し、前記制御手段は、自動調理のシーケンスを有し、炒め物をおこなう加熱モードでは、前記被加熱物の温度において３５０℃までの温度変化を検出できるように前記増幅率を設定し、湯沸かしまたは炊飯の調理メニューを行なう前記自動調理のシーケンスでは、前記増幅率を、前記加熱モードに比べ低く切り替えて前記自動調理のシーケンスの温度制御を行なうことを特徴とするものである。

これにより、調理メニューに合わせた温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。

本発明の誘導加熱調理器は、調理メニューに合わせた温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。

第１の発明は、制御手段は、炒め物をおこなう加熱モードでは、被加熱物の温度において３５０℃までの温度変化を検出できるように増幅手段の増幅率を設定し、湯沸かしまたは炊飯の調理メニューを行なう自動シーケンスでは、前記増幅率を、前記炒め物をおこなう加熱モードに比べ低く切り替えて前記自動調理のシーケンスの温度制御を行なうことにより、調理メニューに合わせた温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。

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〜図５は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、鍋などの被加熱物１を加熱する加熱コイル３と、この加熱コイル３に高周波電流を供給し被加熱物１を電磁誘導で発熱させるインバータ５と、加熱コイル３の上部で被加熱物１を載置する天板２と、この天板２下面に配置され被加熱物１底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段６と、この赤外線検出手段６の出力から被加熱物１底面温度を検出する第一の温度検出手段９と、天板２下面に配置され天板２の温度を検出する第二の温度検出手段１０と、前記第一、第二の温度検出手段９、１０の出力に応じて加熱コイル３に供給する電力を制御するマイコンよりなる制御手段１１とを備えているものである。また、前記赤外線検出手段６は、ＰＩＮフォトダイオード（ＩｎＧａＡｓ）などで構成され、加熱コイル３からの漏れ磁束が赤外線検出手段６へ通らないようにする円筒状の防磁手段７と、被加熱物１からの赤外線を効率よく赤外線検出手段６へ導く鏡筒からなる反射手段８とを有している。

そして、図２に示すように、前記第一の温度検出手段９は、赤外線検出手段６の出力を第二の温度検出手段１０の出力に応じて減算する出力減算手段１３と、この出力減算手段１３の出力を増幅する増幅手段１２とを有し、この増幅手段１２の出力に応じて制御手段１１は加熱コイル３への加熱出力を制御する。なお、制御手段１１の制御部１４は、第一の温度検出手段９および第二の温度検出手段１０からの情報により出力減算手段１３や増幅手段１２の増幅度を制御して、被加熱物１の温度を演算して検出するものである。

上記した本実施の形態における誘導加熱調理器において、図示していない電源を投入し、操作スイッチで所定の温度を設定すると、制御手段１１からの制御によりインバータ５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上の被加熱物１が誘導加熱される。この誘導加熱によって被加熱物１の温度が上昇し、被加熱物１内の調理物が調理されるものである。

ここで、赤外線検出手段６の動作について説明する。被加熱物１の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が被加熱物１から放射される。一般に物体から放射される赤放射エネルギーは、図３に示すように、その温度で決まり、温度が高くなるほど大きく、かつ短波長側にも拡大する。本実施の形態の誘導加熱調理器における天板２は、ガラスセラミックなどからなり、ガラスセラミックは２．５μｍ以下の波長域の赤外線に対して９０％以上透過できるため、被加熱物１温度が６０℃以上になった場合には、２．５μｍ以下の波長域の赤外線放射エネルギーが、赤外線検出手段６に入射される。ここで、赤外線検出手段６は、０．７〜２．５μｍ以下の波長域の赤外線に対して高感度の検出性能があるＰＩＮフォトダイオード（ＩｎＧａＡｓ）などで構成されている。このＰＩＮフォトダイオードによって、図４に示すような被加熱物１の温度に合わせた出力電流が得られることになる。ただし、図４に示すとおり、出力電流と被加熱物１温度とは直線的な相関関係ではない。これは高温になれば急激に放射エネルギーが増大するためである。

そこで、温度検出の温度域によって増幅率を変更しなければならない。この制御について、図２、図５を用いて説明する。

第二の温度検出手段１０は天板２にシリコンオイルなどを介して接触しているサーミスタなどで構成されており、被加熱物１からの赤外線が透過する範囲の天板２の温度が検出できる。天板２は２．５μｍ以下の波長域の赤外線に対しては９０％程度の透過率があるが、残りの１０％は天板２自身の温度を赤外線検出手段６に放射していることになる。図５のように、天板２の温度が、例えば１５０℃など高い場合には、１０％の放射エネルギーでも赤外線検出手段６による温度検出に大きく影響がでる。この影響をなくすために、第二の温度検出手段１０の出力に合わせて出力減算手段１３で出力を減少させる。この減
算された出力を増幅手段１２で増幅し制御部１４に入力され検出温度が算出される。この場合、ノイズ分である天板２の影響が大きいため、増幅する前に減算することで、被加熱物１の温度変化に対応した赤外線検出手段６の変化を高分解能で検出することが可能となる。これにより、天板２の温度の影響をより低減して、被加熱物１の温度検出が正確に行なうことができる。

ここでは、出力減算手段１３は天板２の温度に合わせた赤外線量分を電圧として減算しているが、天板２の温度が赤外線検出手段６の温度使用範囲内であれば、ヒータなどで赤外線検出手段６を温めるようにしてもよい。これは天板２と赤外線検出手段６が同じ温度になれば、赤外線量の受け渡しがなくなるため、天板２の温度の影響を受けずに、被加熱物１からの赤外線量が検出できるためである。

また、通常の加熱モードでは、炒め物や過昇防止などの３５０℃までの変化を検出するために、増幅率を低くして被加熱物１温度を検出する。その切替えは制御部１４から調理メニューに合わせて、増幅手段１２に増幅率の切替手段（図示せず）を設けることで行なる。加熱開始直後は温度が低いため増幅率を高くし、温度が上がってきた際に切り替えることも可能である。この構成により、被加熱物１の温度状態にあった温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器について説明する。

図１に示した、赤外線検出手段６および第二の温度検出手段１０は、加熱コイル３の中央に配置しているが、これらを加熱コイル３の内外周間、すなわち中間点の天板２下面に配置すれば、被加熱物１がもっとも早く高温になる加熱コイル３の内外周間で、特に、被加熱物１が空鍋あるいは空に準ずる状態の鍋および鍋内側の温度を、より応答性よく検出できるものである。

また、赤外線を集光して赤外線検出手段６へ導く反射手段８と、この反射手段８の外側に配置する防磁手段７とを備え、第二の温度検出手段１０を防磁手段７の外側に配置するようにすれば、防磁手段７を小型化した構成も可能となり、防磁による温度上昇などの影響を少なくでき、より精度よく被加熱物１温度を赤外線検出手段６で安定して検出できるものである。

また、図６（ａ）に示すように、第二の温度検出手段１０を、赤外線を集光して赤外線検出手段６へ導く反射手段８の外側で、かつ、防磁手段７の内側に配置するようにすれば、赤外線をより多く集光でき、かつ防磁手段７によって磁界の影響を受けることなく、赤外線検出手段６および第二の温度検出手段１０により温度検出が可能となるため、より精度よく被加熱物１温度を安定して検出できるものである。

また、図６（ｂ）に示すように、防磁手段７は、断面形状を非円形状（本実施の形態ではＤ形状）とし、その切り欠き部１５に第二の温度検出手段１０を対向配置することにより、赤外線検出手段６が検出する範囲と第二の温度検出手段１０により検出する天板２の範囲がより近傍となるため、より精度よく被加熱物温度を安定して検出できるものである。

また、赤外線検出手段６および第二の温度検出手段１０を、加熱コイル３の中心軸に対して軸対称の位置に配置するようにすれば、温度検出位置が、被加熱物１の中心軸に対して軸対称の位置でそれぞれ温度検出できるため、より精度よく被加熱物１温度を安定して検出できるものである。

また、制御手段１１は、自動調理のシーケンスを有し、第二の温度検出手段１０の温度情報を用いて自動調理のシーケンスの温度制御を行なうようにすれば、調理メニューに合わせた温度域の温度検出を正確に高精度に行なうことができる。なお、湯沸かしや炊飯などの調理メニューを行なう自動シーケンスを有する場合には、１３０℃以下の範囲の温度を検出するために増幅手段１２の増幅率を高くして６０〜１３０℃の領域をフルレンジとして検出するようにすればよい。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、広範囲の温度検出に対応でき、かつ検出温度に誤差がなく、天板上の鍋などの被加熱物温度を精度良く検出して加熱制御をすることができるので、一般家庭用および業務用など各種の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を示すブロック図同誘導加熱調理器における第一、第二の温度検出手段と制御手段を示すブロック図同誘導加熱調理器における天板を透過する赤外線の分布および赤外線検出手段の感度波長域を示すグラフ同誘導加熱調理器における赤外線検出手段の出力と温度の関係を示す図同誘導加熱調理器における補正後の温度検出データを示すグラフ（ａ）本発明の実施の形態２における赤外線検出手段および第二の温度検出手段の構成例を示す平面図（ｂ）同他の構成例を示す平面図

１被加熱物
２天板
３加熱コイル
６赤外線検出手段
７防磁手段
８反射手段
９第一の温度検出手段
１０第二の温度検出手段
１１制御手段
１２増幅手段
１３出力減算手段
１５切り欠き部

Claims

被加熱物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物を載置し赤外線を透過する天板と、前記天板下方に配置され前記被加熱物から放射され前記天板を透過する赤外線を検出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被加熱物の温度を検出する第一の温度検出手段と、前記天板下面に配置され前記天板の温度を検出するサーミスタで構成された第二の温度検出手段と、前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記第一の温度検出手段は、前記赤外線検出手段の出力電圧から前記第二の温度検出手段の検出する前記天板の温度に合わせた赤外線量分の電圧を減算する出力減算手段と、前記出力減算手段の出力を増幅する増幅手段とを有し、前記増幅手段の出力に応じて前記制御手段は前記加熱コイルへの加熱出力を制御する誘導加熱調理器であって、
前記増幅手段は、前記増幅率を切り替える切替手段を有し、前記制御手段は、自動調理のシーケンスを有し、炒め物をおこなう加熱モードでは、前記被加熱物の温度において３５０℃までの温度変化を検出できるように前記増幅率を設定し、湯沸かしまたは炊飯の調理メニューを行なう前記自動調理のシーケンスでは、前記増幅率を、前記加熱モードに比べ低く切り替えて前記自動調理のシーケンスの温度制御を行なうことを特徴とする誘導加熱調理器。