JP4444050B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、加熱調理開始時に被加熱物の反り量を判定し、反り量に応じて被加熱物の加熱の制御を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として、底面の反った調理鍋を用いて調理油を加熱した場合に発火を防止するものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器を示すものである。図１１において、被加熱物１０１と、プレート１０２と、加熱コイル１０３とを備え、第１の温度検知素子１０４はプレート１０２を介して被加熱物１０１の温度を検知し、電源１０５は加熱コイル１０３に電力を供給し、第１の温度検知素子１０４から検出した温度により加熱コイル１０３の出力を制御する出力制御手段１０６とから構成される。

前記構成において、被加熱物１０１として調理油の入った調理鍋で天ぷら調理を行ったとき、使用者が間違って被加熱物１０１を加熱し続けると調理油の温度が異常に上昇してしまうが、このような場合には出力制御手段１０６が第１の温度検知素子１０４から異常高温を検出し、検出した温度が予め設定している制御温度以上になると加熱コイル１０３への通電を停止あるいは出力を低下することにより被加熱物１０１の加熱を抑制し、被加熱物１０１の温度が上昇し過ぎることを防止する制御を行うものであった。

また、被加熱物１０１の反り量が大きいと、被加熱物１０１からプレートへの熱伝導が悪く、第１の温度検知素子１０４に伝達され難いため、第１の温度検知素子１０４の温度が出力を抑制する制御温度となる前に調理油の温度が異常に上昇してしまう。そこで、加熱開始時からの第１の温度検知素子１０４の検知温度の所定時間の変化量により変化量が小さい方が反りが大きいことより、被加熱物１０１の反り量を判定し、被加熱物１０１の反り量が小さい場合は出力を抑制する制御温度を高く設定し、被加熱物１０１の反り量が大きい場合は制御温度を低く設定することにより、反り量が大きい被加熱物１０１においても温度が上昇し過ぎることを防止するものであった。
特開平５−２９０９６６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、第１の温度検知素子１０４の検知温度が室温程度の低温時においては、被加熱物１０１の反り量を判定している間に、第１の温度検知素子１０４の検知温度が予め設定している出力を抑制する制御温度以上とはならないため、被加熱物１０１の反り量を精度良く判定することができるが、例えば、連続調理を行い、第１の温度検知素子１０４の検知温度が高温であるときは、被加熱物１０１の反り量を判定している途中に第１の温度検知素子１０４の検知温度が予め設定している出力を抑制する制御温度以上となり、被加熱物１０１の加熱を停止あるいは出力低下させてしまうために被加熱物１０１の反り量を正しく検知することができないので、反り量に応じた調理ができない、調理性能が低下してしまう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、第１の温度検知素子１０４の検知温度が高温である場合においても反り量の判定を精度良く行い、反り量に応じた調理を行い、調理性能を維持させ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、アルミニウムもしくは銅またはこれらと同等かそれ以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる被加熱物を誘導加熱でき、前記被加熱物を載置するプレートと、前記プレートの下方に配置された加熱コイルと、前記プレートと前記加熱コイルの間に前記プレート下面に接して配置され、前記被加熱物に働く浮力を低減できる浮力低減板と、前記加熱コイルの中心で前記プレートの下面に接するように取り付けられた第１の温度検知素子と、前記浮力低減板の温度を検知する第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子の検知温度から前記第２の温度検知素子の検知温度を引いて得られる両温度検知素子間の検知温度の差を求める温度差検知手段と、前記検知温度の差に応じて前記被加熱物の底面の反り量を判定する反り鍋検知手段と、前記第１の温度検知素子と前記第２の温度検知素子の少なくとも１つの検知温度に応じて前記加熱コイルの加熱出力を抑制する出力制御手段とを備え、前記反り鍋検知手段は、前記検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ前記反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行い、前記出力制御手段は前記反り判定動作中は、前記第１の温度検知素子と前記第２の温度検知素子の少なくとも１つにより検知した温度に応じて加熱出力を抑制する出力抑制条件を緩和するとともに、前記反り判定動作終了後は反り判定結果に応じて出力抑制条件を変更するものである。

これにより、反り量に応じて調理に使用できる被加熱物の加熱温度範囲を明確にすることができる。

本発明の誘導加熱調理器は、反り判定動作中は制御温度を高く設定しているため、加熱開始時に温度検知素子が高温の場合でも、所定の加熱出力を維持できるため、精度良く反り量を判定でき、反り量に応じて調理に使用できる被加熱物の加熱温度範囲を明確にし、調理性能を維持させることができる。

第１の発明は、アルミニウムもしくは銅またはこれらと同等かそれ以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる被加熱物を誘導加熱でき、前記被加熱物を載置するプレートと、前記プレートの下方に配置された加熱コイルと、前記プレートと前記加熱コイルの間に前記プレート下面に接して配置され、前記被加熱物に働く浮力を低減できる浮力低減板と、前記加熱コイルの中心で前記プレートの下面に接するように取り付けられた第１の温度検知素子と、前記浮力低減板の温度を検知する第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子の検知温度から前記第２の温度検知素子の検知温度を引いて得られる両温度検知素子間の検知温度の差を求める温度差検知手段と、前記検知温度の差に応じて前記被加熱物の底面の反り量を判定する反り鍋検知手段と、前記第１の温度検知素子と前記第２の温度検知素子の少なくとも１つの検知温度に応じて前記加熱コイルの加熱出力を抑制する出力制御手段とを備え、前記反り鍋検知手段は、前記検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ前記反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行い、前記出力制御手段は前記反り判定動作中は、前記第１の温度検知素子と前記第２の温度検知素子の少なくとも１つにより検知した温度に応じて加熱出力を抑制する出力抑制条件を緩和するとともに、反り判定動作終了後は反り判定結果に応じて、出力抑制条件を変更するとすることにより、加熱手段の加熱出力を
抑制するための条件に用いている温度検知素子が低温の場合のみでなく、高温の場合においても精度良く反り量を判定することができ、反り量に応じて調理に使用できる被加熱物の加熱温度範囲を明確にし、調理性能を維持することができる。

また、アルミニウムもしくは銅またはこれらと同等かそれ以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる被加熱物を誘導加熱できる機能と、前記被加熱物に働く浮力を低減できる浮力低減板とを備え、複数の温度検知素子少なくとも１つを、前記浮力低減板の温度を検知するとすることにより、反り鍋検知のために新たに温度検知素子を追加することなく、浮力低減板の温度過昇防止のために予め配置されている温度検知素子を用い反り鍋検知を行うことができる。

また、反り鍋検知手段は、温度差検知手段により検知した温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には所定の時間３以下の場合に比べ、被加熱物の反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことにより、反り鍋判定の基準に用いる時間を細かく設定して、反り量を細かく判定して精度良く反り鍋判定を行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の反り鍋検知手段が、検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には所定の時間３以下の場合に比べ反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことに代え、所定の時間１経過したときの検知温度の差が、正であれば反り量が小さく、負であれば反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことにより、短時間で被加熱物の反り量を判定することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明に、温度差検知手段により検知した検知温度の差の時間変化量を検知する変化量検知手段を備え、反り鍋検知手段が、検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことに代え、前記時間変化量検知手段の検知変化量が所定の値２を超えるまでの時間が所定の時間４より長い場合には前記所定の時間４以下の場合に比べ被加熱物の反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことにより、温度検知素子の温度差の変化を敏感にとらえることができるため、反り量の判
定に用いる経過時間を細かく設定することにより、被加熱物の反り量をより細かく分類することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明に、温度差検知手段により検知した検知温度の差の時間変化量を検知する変化量検知手段を備え、反り鍋検知手段が、検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことに代え、所定の時間２経過したときの前記変化量検知手段により検知した時間変化量が、正であれば前記反り量が小さく、負であれば前記反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことにより、反り量の小さい被加熱物については、温度検知素子間の検知温度の差に差が生じやすいため、反り鍋でないことをより早く検知することができる。

以下、本発明の実施の形態及び参考の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態または参考の形態により、本発明が限定されるものではない。

（参考の形態１）
図１は、参考の形態１について、誘導加熱調理器の断面図を示す。図１において、被加熱物１がプレート２上に配置されており、プレート２の下面には加熱コイル３が配置されている。更に、加熱コイル３の中心にプレート２の下面に接するように取り付けられた第１の温度検知素子４と、加熱コイル３の中心以外の位置にプレート２の下面に接するように取り付けられた第２の温度検知素子５がある。第１の温度検知素子４と、第２の温度検知素子５にはサーミスタを用いる。また、被加熱物１は凹反り（内反り）形状となっているものとする。

さらに、加熱コイル３に電源を供給する電源６があり、第１と第２の温度検知素子４、５間の検知温度の差を求める温度差検知手段７と、温度差検知手段７により検出した温度差により被加熱物１の反り量を判定する反り鍋検知手段８がある。また、被加熱物１が高温になり過ぎることを防止するために、出力制御手段９は第１の温度検知素子４の検知温度が予め設定している制御温度以上になると、加熱コイル３への通電を停止もしくは火力を低下させる機能を備えている。すなわち、予め複数の制御温度を設定しておき、各制御温度に応じた出力制御を行う。例えば、出力最大で加熱を行っていたときに第１の温度検知素子４の検知温度が１７６℃になると出力を一段階下げ、それでも検知温度が上昇し２０３℃になると出力をさらに一段下げるという制御を段階的に行っていく。それでも検知温度が上昇し、最終的に２２０℃になると出力を停止するという出力制御を行う。

図２は、反り量の異なる被加熱物１を加熱したときの第１の温度検知素子４の温度変化を示す。図２において、反り量の異なる被加熱物１を加熱した場合、第１の温度検知素子４は凹反り形状の被加熱物１の中心の温度を検知するため、反り量が大きい被加熱物１の場合被加熱物１がプレート２に接していないため、検知した温度は被加熱物１の反り量により異なるのに対し、第２の温度検知素子５は凹反り形状の被加熱物１がプレート２に接している部分を検知できるため、検知した温度は被加熱物１の反り量に依存せずほぼ同様の変化をする。このため、温度差検知手段７により検知した温度差により、被加熱物１の反り量を判定することができる。

このとき、図３は、加熱コイル３の中心に配置された第１の温度検知素子４が低温のときに加熱した場合の温度変化を示す。図３において、第１の温度検知素子４の検知温度が室温（本参考の形態では２０℃）程度と低温のときに加熱を開始するとその検知温度は、被加熱物１の反り量が小さい場合は温度検知後急激に上昇するのに対し、被加熱物１の反り量が大きい場合は温度追従性が悪いため温度を検知し始める時間が遅くなる。このとき、第１の温度検知素子４の検知温度が反り判定動作中に加熱コイル３への出力を抑制する
制御温度１７６℃以上になることはない。

これに対し、図４は、第１の温度検知素子４が高温（本参考の形態では１５０℃）のときに低温（本参考の形態では２０℃）の被加熱物１を加熱した場合の温度変化を示す。図４において、第１の温度検知素子４の検知温度が高温のときに低温の被加熱物１を加熱するとその検知温度は、被加熱物１の反り量が小さい場合は一度下降するものの被加熱物１の温度と平衡を保った後、急激に上昇するのに対して、被加熱物１の反り量が大きい場合は、温度追従性が悪いためなだらかに下降し、被加熱物１の温度と平衡を保った後もなだらかに上昇する。このとき、被加熱物１の反り量が小さい場合、第１の温度検知素子４の検知温度が反り判定動作中に加熱コイル３への出力を抑制する制御温度１７６℃以上となってしまい、加熱コイル３への出力が抑制され第１の温度検知素子４の検知温度の上昇も緩和されてしまうため、反り量が大きいと誤判定されてしまう。

そこで、反り判定動作中は加熱コイル３への出力を抑制する制御温度を１７６℃から変更して２０３℃と高い値に設定しておくことにより、第１の温度検知素子４の検知温度が反り判定動作中に制御温度２０３℃以上となることはなく、所定の加熱出力を維持することで温度差検知手段７により検知した温度差がより大きくなるため、精度良く被加熱物１の反り量を判定することができる。

また、図５は、第１の温度検知素子４が高温（本参考の形態では１５０℃）のときに高温（本参考の形態では１００℃）の被加熱物１を加熱した場合の温度変化を示す。図５において、第１の温度検知素子４の検知温度が高温のときに高温の被加熱物１を加熱するとその検知温度は、一度下降するものの被加熱物１の温度と平衡を保った後、急激に上昇するため、被加熱物１の温度が高くなり過ぎるのを防止するために反り判定動作中の制御温度２０３℃以上となると加熱コイル３への出力を抑制する。

このとき、図６は、反り量の異なる被加熱物１を加熱したときの第１と第２の温度検知素子４、５間の温度差の変化を示す。図６において、加熱開始から温度差検知手段７が検知した温度差が所定の値５℃を超えるまでの経過時間が、所定の時間２０秒以内であれば反り量小と判定後、反り判定動作中２０３℃に設定している制御温度を、反り量が小さいと判定した場合の制御温度１７６℃に変更する。また、温度差が所定の値５℃を超えるまでの経過時間が所定の時間２０秒以上であれば反り量大と判定後、反り判定動作中２０３℃に設定している制御温度を、反り量が大きいと判定した場合の制御温度１４６℃に変更する。

更に、反り量の判定に用いる加熱開始からの経過時間を２０秒、３０秒、４０秒と細かく設定することにより、各経過時間に応じた被加熱物１の反り量を決定することで被加熱物１の反り量を細かく判定することができ、各反り量に応じた制御温度を設定することができるようにしてもよい。

したがって、反り量を精度良く検知し、誤って反り量を実際より大きく判定し、加熱出力を抑制する制御温度（過昇防止の温度）を低く設定して、例えば連続調理で、実際に使える温度よりも低い温度で調理する不具合と、あるいは、誤って反り量を実際よりも小さく判定し、過昇防止の温度を高く設定して、例えば、被加熱物１（鍋）の空焼きで、過昇防止がうまく働かないので鍋の温度が通常より高温になってしまう不具合とを、減じるまたは無くすことができる。

なお、本参考の形態では温度検知素子を２種類としたが、３種類以上の温度検知素子を用いて反り量を判定することにより、被加熱物１が中心位置からずれている場合などにおいても有効に働くようにしてもよい。

（実施の形態１）
図７は、実施の形態１について、高電気伝導率を有し低透磁率材料からなる被加熱物１を誘導加熱できる誘導加熱調理器の断面図を示す。図７において、参考の形態１と異なり、プレート２と加熱コイル３の間に被加熱物１に働く浮力を低減できる浮力低減板１０が配置されており、浮力低減板１０自身の誘導加熱による発熱により高温になり過ぎるのを防止するために、第３の温度検知素子１１が浮力低減板１０の温度を検知するように配置
されており、出力制御手段９は第３の温度検知素子１１の温度を検知し、出力制御を行っている。また第３の温度検知素子１１には、参考の形態１と同様にサーミスタを用いる。その他の構成は、参考の形態１と同様であり説明は省略する。

前記の構成において、浮力低減板１１の温度過昇防止のために予め配置されている第３の温度検知素子１１を、被加熱物１の反り量判定に用いることにより素子の共有化を行うことができ、反り鍋判定のために温度素子を追加する必要がなくコストダウンを図ることができる。また、第３の温度検知素子１１は被加熱物１の広い領域の温度を検知できるため、参考の形態１において説明した第２の温度検知素子５と同様、検知した温度は被加熱物１の反り量の大小に関らずほぼ同様の変化をする。

このとき、図８は、反り量の異なる被加熱物１を加熱したときの第１と第３の温度検知素子４、１１間の温度差の変化を示す。図８において、加熱開始から２０秒経過したとき、温度差検知手段７により検知した温度差が正であれば反り量が小さく、検知した温度差が負であれば反り量が大きいと判定することにより、被加熱物１の反り量を判定する。

また、反り量の判定時間を１０秒と短くすることにより、より短時間で反り量の判定を行うことができるようにしてもよい。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２について、反り量の異なる被加熱物１を加熱したときの第１と第２の温度検知素子４、５間の温度差の変化を示す。

実施の形態２の誘導加熱調理器の構成は、参考の形態１の場合と同様であるが、図９において、加熱開始から第１と第２の温度検知素子４、５間の検知温度差の１０秒間の温度上昇を検知し、この温度差の値が＋１℃となったときの経過時間が２０秒以内であれば反り量が小さく、経過時間が２０秒以上であれば反り量が大きいと判定することにより、被加熱物１の反り量を判定する。温度検知素子間の温度差の変化を敏感にとらえることができる。

なお、反り量の判定に用いる経過時間を２０秒、３０秒、４０秒と設定することで、被加熱物１の反り量を細かく判定することができるようにしてもよい。

（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３について、反り量の異なる被加熱物１を加熱したときの第１と第２の温度検知素子４、５間の温度差の変化を示す。

実施の形態３の誘導加熱調理器の構成は、参考の形態１の場合と同様であるが、図１０において、加熱開始から２０秒経過したときの第１と第２の温度検知素子４、５間の検知温度差の１０秒間の変化量を検知し、その変化量が正であれば反り量が小さく負であれば反り量が大きいと判定することにより、被加熱物１の反り量を判定する。

なお、反り量の小さい被加熱物については、温度検知素子間の温度差に差が出やすいため、判定に用いる経過時間を１０秒と短くすることにより、反り鍋でないことをより早く検知することができるようにしてもよい。

以上の実施の形態及び参考の形態では、温度検知素子にサーミスタを使用した場合について述べたが、サーミスタに限定したものではない。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、温度検知素子が低温時のみでなく高温時においても、被加熱物の反り量を精度良く判定することができ、調理性能を維持することができるため、繰り返し使用する機器、あるいは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機器等の用途にも適用できる。

本発明の参考の形態１、実施の形態２、３における誘導加熱調理器を示す断面図 本発明の参考の形態１における温度検知素子の温度変化を示す図 本発明の参考の形態１における第１の温度検知素子が低温のときの温度変化を示す図 本発明の参考の形態１における第１の温度検知素子が高温で被加熱物が低温のときの温度変化を示す図 本発明の参考の形態１における第１の温度検知素子が高温で被加熱物が高温の時の温度変化を示す図 本発明の参考の形態１における温度差を基準としたときの温度検知素子の温度差の変化を示す図 本発明の実施の形態１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における経過時間を基準としたときの温度検知素子の温度差の変化を示す図 本発明の実施の形態２における変化量を基準としたときの温度検知素子の温度差の変化を示す図 本発明の実施の形態３における経過時間を基準としたときの温度検知素子の温度差の変化を示す図 従来の誘導加熱調理器を示す断面図

符号の説明

１ 被加熱物
２ プレート
３ 加熱コイル（加熱手段）
４ 第１の温度検知素子
５ 第２の温度検知素子
７ 温度差検知手段
８ 反り鍋検知手段
９ 出力制御手段
１０ 浮力低減板
１１ 第３の温度検知素子

Claims (4)

1. アルミニウムもしくは銅またはこれらと同等かそれ以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる被加熱物を誘導加熱でき、前記被加熱物を載置するプレートと、前記プレートの下方に配置された加熱コイルと、前記プレートと前記加熱コイルの間に前記プレート下面に接して配置され、前記被加熱物に働く浮力を低減できる浮力低減板と、前記加熱コイルの中心で前記プレートの下面に接するように取り付けられた第１の温度検知素子と、前記浮力低減板の温度を検知する第２の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子の検知温度から前記第２の温度検知素子の検知温度を引いて得られる両温度検知素子間の検知温度の差を求める温度差検知手段と、前記検知温度の差に応じて前記被加熱物の底面の反り量を判定する反り鍋検知手段と、前記第１の温度検知素子と前記第２の温度検知素子の検知温度に応じて前記加熱コイルの加熱出力を抑制する出力制御手段とを備え、前記反り鍋検知手段は、前記検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ前記反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行い、前記出力制御手段は前記反り判定動作中は、前記第１の温度検知素子により検知した温度に応じて加熱出力を抑制する出力抑制条件を緩和するとともに、前記反り判定動作終了後は反り判定結果に応じて、出力抑制条件を変更する誘導加熱調理器。
2. 反り鍋検知手段は、検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことに代え、所定の時間１経過したときの前記検知温度の差が、正であれば前記反り量が小さく、負であれば反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行う請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 検知温度の差の時間変化量を検知する変化量検知手段を備え、反り鍋検知手段は、検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことに代え、前記時間変化量が所定の値２を超えるまでの時間が所定の時間４より長い場合には前記所定の時間４以下の場合に比べ前記反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行う請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 検知温度の差の時間変化量を検知する変化量検知手段を備え、反り鍋検知手段は、検知温度の差が所定の値１を超えるまでの時間が所定の時間３より長い場合には前記所定の時間３以下の場合に比べ反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行うことに代え、所定の時間２経過したときの前記時間変化量が、正であれば前記反り量が小さく、負であれば前記反り量が大きいと判定する反り鍋判定動作を行う請求項１に記載の誘導加熱調理器。

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