JP4915187B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は台所等で使用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はインバータの出力に応じた制御温度を記憶回路に記憶し、サーミスタの温度が設定出力に応じた制御温度に到達するごとに設定出力を増減するとともに、増減された出力に応じて制御温度も変更していた（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の加熱調理器である。図４に示すように、商用電源を高周波電流に変換するインバータ２０と、インバータ２０の出力を制御する制御回路２１と、被加熱物となるフライパン２２の温度を検知する温度検知手段２３と、インバータ２０の出力を設定する操作部２４と、操作部２４で設定した出力に応じた制御温度を記憶している記憶回路２５と、インバータ２０の出力を制御する温度制御手段２６とを備え、温度制御手段２６は温度検知手段２３で検知した温度が記憶回路２５で記憶している制御温度を超えた場合に前記インバータ２０の出力を停止あるいは小さくし、温度検知手段２３で検知した温度が記憶回路２５で記憶している制御温度以下となった場合にインバータ２０の出力を大きくするように制御してフライパン２２の温度が異常な高温になるのを防止している。
特開平９−７７５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された前記従来の構成では温度検知手段２３は被加熱物載置台２７を介してフライパン２２の温度を検出しているため、熱応答が遅く適切な制御が困難であった。具体的には被加熱物が非常に少ないような場合、被加熱物の温度上昇が非常に早いのに対し温度検知手段の熱応答が遅いため、温度検知手段が記憶回路２５に記憶している制御温度に到達するときには被加熱物が高温となり発煙にいたる恐れがある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、火力のいかんに拘わらず被加熱物の最高温度を適切に抑制しながら十分な火力が得られる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、本発明の加熱調理器は、商用電源を高周波電流に変換するインバータと、被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記インバータの火力を設定する操作部と、前記操作部で設定した火力に応じた第１の制御温度を記憶している記憶回路と、前記温度検知手段の検出値が前記記憶回路で記憶している第１の制御温度を超えた場合に前記インバータ回路の出力を停止あるいは小さくし前記温度検知手段で検知した温度が前記記憶回路で記憶している第１の制御温度以下となった場合に前記インバータの出力を大きくするように制御する第１の温度制御手段と、前記温度検知手段の検出値と所定時間ごとに更新される目標温度との温度差を算出する温度差算出手段と、前記温度検知手段の検出値の時間変化量を算出する温度勾配算出手段と、前記温度差算出手段と温度勾配算出手段の算出値を入力として前記インバータ回路の火力を決定する火力決定手段を用いた第２の温度制御手段と、負荷量判別手段とを備え、設定火力が小さい場合には、前記第１の温度制御手段のみにより温度制御し、設定火力が大きい場合には、前記第２の温度制御手段のみにより温度制御する、もしくは前記第１の温度制御手段および前記第２の制御手段によって火力を制御するとともに、負荷量大と判別した場合には前記第１の温度制御手段のみにより温度制御するよう火力を調整する構成としたものである。

これによって、食品などの負荷が少ないときには温度検知手段の検出値が記憶回路に記憶した制御温度に到達する前にする温度差算出手段と温度勾配算出手段の算出値をもとに火力決定手段で火力を制御するため被加熱物の温度が異常に上昇するのを防止することができるとともに、負荷が多い場合には温度検出手段が記憶回路に記憶した制御温度に到達するまで設定された火力で加熱を継続することができ被加熱物を十分に加熱することができる。

本発明の加熱調理器は少量の食品の調理時には鍋の最高温度を適切に抑制しながら、通常の量の食品においては十分な火力が得られ調理性能の良い加熱調理器を提供することができる。

第１の発明は商用電源を高周波電流に変換するインバータと、被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記インバータの火力を設定する操作部と、前記操作部で設定した火力に応じた第１の制御温度を記憶している記憶回路と、前記温度検知手段で検知した温度が前記記憶回路で記憶している第１の制御温度を超えた場合に前記インバータの出力を停止あるいは小さくし前記温度検知手段で検知した温度が前記記憶回路で記憶している第１の制御温度以下となった場合に前記インバータの出力を大きくするように制御する第１の温度制御手段と、前記温度検知手段の検出値と所定時間ごとに更新される目標温度との温度差を算出する温度差算出手段と、前記温度検知手段の検出値の時間変化量を算出する温度勾配算出手段と、前記温度差算出手段と温度勾配算出手段の算出値を入力として前記インバータの火力を決定する火力決定手段を用いた第２の温度制御手段と、負荷量判別手段とを備え、設定火力が小さい場合には、前記第１の温度制御手段のみにより温度制御し、設定火力が大きい場合には、前記第２の温度制御手段のみにより温度制御する、もしくは前記第１の温度制御手段および前記第２の制御手段によって火力を制御するとともに、負荷量大と判別した場合には前記第１の温度制御手段のみにより温度制御するよう火力を調整する構成としている。

従って、食品などの負荷が少ないときには温度検知手段の検出値が記憶回路に記憶した制御温度に到達する前にする温度差算出手段と温度勾配算出手段の算出値をもとに火力決定手段で火力を制御するため被加熱物の温度が異常に上昇するのを防止することができるとともに、負荷が多い場合には温度検出手段が記憶回路に記憶した制御温度に到達するまで設定された火力で加熱を継続することができ被加熱物を十分に加熱することができるとともに、火力設定ごとにねらいの火力を得ながら被加熱物の過加熱を防止することができる。

第２の発明は負荷量判別手段は前記火力決定手段により決定される火力を所定時間積分する火力積分手段と、この火力積分手段の積分値が所定の値を超えた場合に負荷量大と判別する構成としている。

従って、被加熱物を所定の温度に制御するために必要な火力は負荷量に比例関係にあり、火力の所定時間の積分値を求めることにより負荷量を正確に判別することができる。

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は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器のブロック図を示すものである。

図１において、商用電源１は整流平滑部２に入力される。整流平滑部２にはブリッジダイオードで構成される全波整流器とその直流出力端子間にチョークコイルと平滑コンデンサで構成されるローパスフィルタが接続される。整流平滑部２の出力にはインバータ回路３が接続され、インバータ回路３に誘導加熱コイル４が接続される。インバータ回路３と誘導加熱コイル４は高周波インバータを構成する。インバータ回路３には、スイッチング素子５（本実施の形態ではＩＧＢＴ）が設けられる。ダイオード６がスイッチング素子５に逆並列に接続されている。誘導加熱コイル４に並列に共振コンデンサ７が接続されている。インバータ回路４は出力制御手段８からの信号によりスイッチング素子５の通電率を制御することにより誘導加熱コイル４に流れる電流を制御し被加熱物１０を加熱する火力の強弱を制御する。サーミスタなどで構成された温度検知手段９はプレート１１を介して被加熱物１０の底の温度を検出する。温度検知手段９の検出値は第１温度制御手段１２、第２温度制御手段１３に伝達される。第１温度制御手段１２は温度検知手段９の検出値と記憶回路１４に記憶された制御温度と比較し検出値が第１制御温度を上回れば出力制御手段８に出力を低下させるか停止する信号を伝達する。第２温度制御手段１３内の目標温度設定手段１５が第１の所定時間ごとにその時点の温度検知手段９の検出値に所定温度加えた値を目標温度として設定する。目標温度の最高値は第２制御温度である。温度差算出手段１６は目標温度と温度検出手段９の検出値との温度差を算出する。温度勾配算出手段１７は温度検知手段９の検出値の第２の所定時間ごとの温度勾配を算出する。火力決定手段１７は温度差算出手段１６と温度勾配算出手段１７の算出結果から火力決定手段１８は火力を決定し出力制御手段８に伝達し、出力制御手段８はスイッチング素子５の通電率を制御し被加熱物１０を決定した火力で加熱する。通常、温度差算出手段１６の算出結果が小さく、かつ温度勾配算出手段１７の算出結果が大きいほど火力は小さくなるように決定される。負荷量判別手段１９は火力決定手段１８の出力を第３の所定時間の積分値を随時算出し、積分値が所定の値を超えたら、負荷量大と判別する。負荷量大と判別したときは負荷量判別手段１９は第２温度制御手段に制御の停止を伝達する。この場合、第１温度制御手段のみにより被加熱物の温度が制御される。使用者により操作部２０により設定された出力は、第１温度制御手段１２、第２温度制御手段１３に伝達され、設定された出力が低い場合は、第１温度制御手段のみにより制御し、出力が高ければ第１温度制御手段１２、第２温度制御手段１３が併用され、最高火力では第２温度制御手段のみが用いられるなど、設定された出力により使用される温度制御手段が選択される。

以上のように構成された加熱調理器の動作、作用を説明する。

図２はフライパンなどの被加熱物１０に少量の食品を入れて加熱した場合の温度検知手段９の検出値と火力の時間変化を示す図である。図３はフライパンなどの被加熱物１０に多量の食品を入れて加熱した場合の温度検知手段９の検出値と火力の時間変化を示す図である。第２図において、目標温度設定手段１５が設定する目標温度がＴｔである。第１の所定時間ｔａごとにその時点の温度検知手段９の検出値に所定温度△Ｔ加えた値が設定される。目標温度Ｔｔの最高値は第２制御温度Ｔ２である。

加熱が開始されると、温度検知手段９の検出値に△Ｔを加算された目標温度Ｔｔが設定される。Ｔｔはｔａ時間ごとに第２制御温度まで更新される。温度差算出手段１６はＴｔと温度検知手段９の検出値の温度差を算出する。一方、温度勾配算出手段１７は△ｔ時間ごとの温度検知手段９の温度勾配を算出する。第４の所定時間（例えば１秒）ごとに温度差算出手段１６と温度勾配算出手段１７の結果から火力決定手段１８が火力を決定し火力を更新する。火力決定手段１８の火力決定方法はファジー制御などが考えられる。加熱されるのが少量の食品であれば、フライパンなどの被加熱物１０の温度への影響はほとんどなく、被加熱物の温度は第２制御温度Ｔ２に早く到達し、火力決定手段１８で算出される火力の第３の所定時間ｔｓごとの積分値Ｐｓは大きな値とはならない。従って、負荷量判別手段１９は負荷量小と判断し、少なくとも第２温度制御手段１３による温度制御が継続し、被加熱物１０の過加熱は防止される。第３図において、加熱開始当初は第２図と同様の制御がなされるが、ｔｂ時間経過後に多量の食品を投入すると、被加熱物１０の温度は急激に低下し、温度検知手段９の検出値も低下する。この結果、温度差算出手段１６の算出値は大きくなり温度勾配算出手段１６の算出値は小さくなる。従って、温度検出手段９の検出値を目標温度に近づけるべく、火力決定手段１８は大きな火力を決定する。その結果、火力決定手段１８で算出される火力の第３の所定時間ごとの積分値Ｐｓは大きな値となり負荷量判別手段１９は負荷量を大と判別し、第２温度制御手段による温度制御を停止し、第１の温度制御手段１２のみによる温度制御を行う。第３図においてｔｃ時間経過後に第１の温度制御手段のみによる温度制御がなされている。温度検出手段９の検出値が出力ごとに記憶回路に記憶された制御温度に到達すると火力は低下する。温度検出手段９の検出値がＴ１５を超えると火力はＰ５からＰ４に火力が低下し、Ｔ１４を超えるとＰ３に火力が低下する。検出値がＴ１５以下となれば火力はＰ５に復帰する。このように、第１温度制御手段により温度制御すると温度検出手段９の検出値が記憶回路に記憶した制御温度に到達するまで設定された火力で加熱されるため被加熱物１０が十分加熱される。

以上のように、本実施の形態においては、被加熱物１０に投入される負荷量が少ない場合は、第２の温度制御手段により過加熱が防止され、負荷量が多い場合は第１の温度制御手段のみにより強い火力で十分加熱され、安全性と調理性能を両立させることができる。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器は被加熱物の最高温度を適切に抑制しながら十分な火力が得られるので家庭用の調理器ばかりでなくレストランの厨房等で使用される業務用の加熱調理器等、あるいは誘導加熱を応用した調理用以外の加熱器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における加熱調理器のブロック図 本発明の実施の形態１における負荷量小時の温度検知手段の検出値と火力の時間変化を示す図 本発明の実施の形態１における負荷量大時の温度検知手段の検出値と火力の時間変化を示す図 従来の加熱調理器のブロック図

符号の説明

１ 商用電源
３ インバータ回路
９ 温度検知手段
１０ 被加熱物
１２ 第１温度制御手段
１３ 第２温度制御手段
１４ 記憶回路
１６ 温度差算出手段
１７ 温度勾配算出手段
１８ 火力決定手段
１９ 負荷量判別手段
２０ 操作部

Claims (2)

1. 商用電源を高周波電流に変換するインバータと、被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記インバータの火力を設定する操作部と、前記操作部で設定した火力に応じた第１の制御温度を記憶している記憶回路と、前記温度検知手段の検出値が前記記憶回路で記憶している第１の制御温度を超えた場合に前記インバータ回路の出力を停止あるいは小さくし前記温度検知手段で検知した温度が前記記憶回路で記憶している第１の制御温度以下となった場合に前記インバータの出力を大きくするように制御する第１の温度制御手段と、前記温度検知手段の検出値と所定時間ごとに更新される目標温度との温度差を算出する温度差算出手段と、前記温度検知手段の検出値の時間変化量を算出する温度勾配算出手段と、前記温度差算出手段と温度勾配算出手段の算出値を入力として前記インバータ回路の火力を決定する火力決定手段を用いた第２の温度制御手段と、負荷量判別手段とを備え、
   設定火力が小さい場合には、前記第１の温度制御手段のみにより温度制御し、
   設定火力が大きい場合には、前記第２の温度制御手段のみにより温度制御する、もしくは前記第１の温度制御手段および前記第２の制御手段によって火力を制御するとともに、負荷量大と判別した場合には前記第１の温度制御手段のみにより温度制御するよう火力を調整する構成とした加熱調理器。
2. 負荷量判別手段は前記火力決定手段により決定される火力を所定時間積分する火力積分手段と、この火力積分手段の積分値が所定の値を超えた場合に負荷量大と判別する構成とした請求項１に記載の加熱調理器。