JP4969619B2 - 加熱調理器 - Google Patents
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このため、被加熱物が十分加熱されているにもかかわらず、加熱が継続されてしまう、という問題点があった。
これにより、被加熱物が長時間空焼き状態となり、被加熱物が損傷したり、また安全性が低下する、という問題点があった。
しかし、被加熱物の底が反っている場合には、温度検出手段の検知温度が実際の温度よりも低めに検出されるので、火力を抑えた制御を行うと設定温度になるまでに時間がかかり、予熱時間が長くなってしまう、という問題点があった。
被加熱物を載置する天板と、
前記天板の下方に設けられ、前記被加熱物を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を駆動する駆動部と、
加熱指令を入力させる操作部と、
前記加熱指令に基づき前記駆動部を制御し、前記加熱手段の火力を制御する制御部と、
前記被加熱物から前記天板に伝導した熱により、前記被加熱物の温度を検知する温度検出手段と
を備え、
前記制御部は、
第1の火力により前記加熱手段を駆動させた後、前記第1の火力より小さい第2の火力により前記加熱手段を駆動させ、又は前記加熱手段の駆動を停止させ、
該第2の火力による駆動期間中、又は駆動停止中において、所定時間における前記被加熱物の温度変化量を求め、該温度変化量が所定値より大きいとき、前記被加熱物の予熱が完了したと判断するものである。
図1は実施の形態1に係る加熱調理器の斜視図である。
図1において、本実施の形態1に係る加熱調理器は、天面が開口された箱状の加熱調理器本体1の上面に、耐熱性のガラスと金属の枠体とで構成する天板2が取り付けられるように構成されている。この天板2は、加熱調理器本体1の開口より大きく形成されている。この天板2には、鍋やフライパンなどの被加熱物4が載置される。
天板2には、加熱調理器本体1内の加熱コイル8(後述)が配設される位置に加熱領域を示す目的で円形の表示(以下、加熱口3a〜3cという。)が印刷されている。
なお、本実施の形態1では加熱口3a及び3bは比較的加熱出力を大きく設定した加熱口であり、加熱口3cは前述の2つの加熱口に対して比較的加熱出力を小さく設定した加熱口である。
表示部6は、例えば、液晶パネル(LCD)やLEDなどで構成され、入力操作や設定火力の状態などの情報を表示する。
なお、操作部5は、メンブレンシートを用いた接点ボタンに限らず、例えば透明性の導電性フィルムなどの電極で構成したタッチスイッチにより構成し、使用者の指などが電極の配置位置に接触する際における静電容量の変化により入力操作を検知するようにしても良い。また、火力を調整するダイヤルや、各種調理設定の操作をするスイッチ等を設けるようにしても良い。また、操作部5を加熱調理器本体1の前面側に配置しても良い。
図2に示すように、加熱調理器本体1の内部には、駆動部7と、加熱コイル8a、8b、8c(以下、区別しないときは「加熱コイル8」という。)と、温度検出手段9a、9b、9c(以下、区別しないときは「温度検出手段9」という。)と、制御部100とが配設されている。
この加熱コイル8は、渦巻状に巻かれた誘導加熱コイルにより構成され、高周波電流が供給されることにより、被加熱物4を誘導加熱するものである。
この温度検出手段9は、各加熱口3に載置された被加熱物4から、天板2に伝導した熱により、被加熱物4の温度を検知するものである。つまり、天板2の温度に応じて、被加熱物4の温度を検知する。
なお、電源回路から各インバータ回路への電力供給は、制御部100からの制御により、各インバータ回路ごとにオンオフ制御がなされる。
次に、本実施の形態1における加熱調理器の動作を説明する。
被加熱物4の予熱が完了したと判断した場合には予熱動作を終了する。
一方、被加熱物4の予熱が完了していないと判断したとき、再度、第1の火力により加熱手段を駆動させて上記の動作を繰り返す。
このような動作の詳細について、例えば、天板2の左側の加熱口3a上に被加熱物4が載置され、この被加熱物4を予熱する場合を例に説明する。
図4は実施の形態1に係る検知温度と投入火力との関係を示す図である。
以下、図3の各ステップに基づいて、図4を参照しながら説明する。
使用者による操作部5の操作により、加熱口3aに対して予熱動作に関する加熱指令が行われた場合、制御部100は、予熱モードを開始する。
まず、制御部100は、加熱口3aに対応する加熱コイル8aを、第1の火力により駆動させる。
駆動部7は、制御部100からの制御に基づき、加熱コイル8aに高周波電流を供給し、第1の火力により被加熱物4を誘導加熱する。
これにより、図4に示すように、被加熱物4の検知温度は上昇する。
なお、投入電力はこれに限るものではなく、適宜設定することが可能である。
例えば、第1の火力で投入する電力は、被加熱物4の予熱が十分早く行え、且つ、空焼き等の被加熱物4の損傷がない火力で設定すれば良く、実験的に1.0kWから2.0kWの範囲で設定することが望ましいことを見出している。
続いて、制御部100は、第1の火力での駆動開始からの動作時間(加熱時間)が、予め定められた所定の投入時間t1を経過したか否か判断する。ここでは投入時間t1は、55秒に設定されているものとする。
制御部100は、第1の火力での加熱時間が投入時間t1を経過していないと判断した場合、ステップS100に戻り、第1の火力による加熱を継続する。
一方、第1の火力での加熱時間が投入時間t1を経過したと判断した場合、制御部100は、温度検出手段9aにより、被加熱物4の温度T1を計測する。
続いて、制御部100は、加熱口3aに対応する加熱コイル8aを、第1の火力より小さい第2の火力により駆動させる。または加熱コイル8aの駆動を停止させる。
駆動部7は、制御部100からの制御に基づき、加熱コイル8aに高周波電流を供給し、第2の火力により被加熱物4を誘導加熱する。または加熱コイル8aへの高周波電流の供給を停止して誘導加熱を停止させる。
これにより、図4に示すように、被加熱物4の検知温度は低下する。
なお、第2の火力により駆動する場合、第2の火力の設定は、第1の火力で加熱した際との温度差が十分検知できる範囲に設定すれば良く、第1の火力よりは小さくすることが必要であり、実験的に300W以下の投入電力であれば予熱状態を判断できることを見出している。
次に、制御部100は、加熱コイル8aの駆動停止からの時間が、予め定められた所定の時間t2を経過したか否かを判断する。ここでは、時間t2は5秒に設定されているものとする。
制御部100は、加熱コイル8aの駆動停止からの時間が時間t2を経過していないと判断した場合、ステップS103に戻り、駆動停止を継続する。
一方、加熱コイル8aの駆動停止時間が時間t2を経過したと判断した場合、制御部100は、温度検出手段9aにより、被加熱物4の温度T2を計測する。
次に、制御部100は、ステップS102で計測した温度T1と、ステップS105で計測した温度T2との差分により、温度変化量ΔTを算出する。そして、この温度変化量ΔTが、所定値Kより大きいか否かを判断する。
つまり、所定の時間t2における被加熱物4の温度変化量ΔTを求め、これが所定値Kよりも大きいか否かを判断する。
この所定値Kは、予め所定の値が設定されている。例えば、天板2の材質や厚さ、温度検出手段9の特性等により適宜設定される。
なお、鍋やフライパンなどの被加熱物4の熱容量によって、加熱時の温度上昇速度及び加熱停止時の温度下降速度が異なるため、被加熱物4の熱容量に応じて所定値Kを設定するようにしても良い。
例えば、加熱開始から投入時間t1経過時の温度上昇の傾きを求め、この傾きに応じて所定値Kを適宜設定するようにしても良い。
これにより、より精度の良い予熱温度を得ることができる。
制御部100は、温度変化量ΔTが、所定値Kより大きいと判断した場合、被加熱物4の予熱が完了したと判断して予熱モードを終了する。
このようなことから、温度変化量ΔTが所定値Kよりも大きい場合には、被加熱物4が十分予熱されているものと判断することができる。
その後、使用者により、任意の加熱指令の操作がされ実際に調理作業を行うこととなる。
一方、ステップS106で温度変化量ΔTが、所定値Kより大きくない判断した場合、制御部100は、被加熱物4の予熱が完了していないと判断して、再度、加熱コイル8aを第1の火力により駆動させる。
駆動部7は、制御部100からの制御に基づき、加熱コイル8aに高周波電流を供給し、第1の火力により被加熱物4を誘導加熱する。
このようなことから、温度変化量ΔTが所定値Kよりも大きくない場合には、被加熱物4の予熱は不十分であると判断することができる。
次に、制御部100は、第1の火力での加熱時間が、予め定められた所定の投入時間t3を経過したか否か判断する。ここでは投入時間t3は、20秒に設定されているものとする。
制御部100は、第1の火力での加熱時間が投入時間t3を経過していないと判断した場合、ステップS108に戻り、第1の火力による加熱を継続する。
これにより、図4に示すように、温度変化量ΔTが所定値Kよりも小さい場合には、第1の火力による加熱と、加熱停止または第2の火力による加熱を繰り返し、温度変化量ΔTが所定値Kよりも大きい場合には予熱動作を終了する。
このような動作により、被加熱物4が十分予熱されるまで、被加熱物4の温度が上昇することとなる。
このため、天板2に伝導した熱により被加熱物4の温度を検知する場合であっても、被加熱物4の形状に影響されにくく、所望の予熱を行うことができる。
このため、被加熱物4の鍋底の反り等により温度検出手段9の検知温度と、実際の被加熱物4の温度とに乖離が生じた場合でも、被加熱物4が十分予熱されているものと判断することができる。
よって、被加熱物4の加熱が長時間継続されることがなく、被加熱物4の空焼き等による損傷を防止することが可能になる。
また、被加熱物4の加熱が長時間継続されることがないので、エネルギー消費量を削減することができる。
このため、被加熱物4の鍋底が反っているような被加熱物4の絶対温度の検出が困難な場合でも、適正な予熱を行うことができるという効果がある。
このため、被加熱物4の鍋底の反り等により検知温度が実際の温度より低い場合であっても、所定の投入時間の間は第1の火力により被加熱物4を加熱することができ、予熱時間が長くなることを防止することができる。
このため、被加熱物4が予熱不足の状態で予熱モードが終了してしまうことがない。
また、被加熱物4の温度上昇に合わせた最適な予熱時間で動作することが可能になる。
よって、被加熱物の状態に応じた適正な予熱時間とすることが可能になる。
このため、使用者に対して被加熱物4の予熱が完了したか否かの旨を知らせることができる。
このため、第1の火力により、被加熱物4の予熱に十分な火力を確保することができ、第2の火力により、予熱状態の判断を行うことができる。
よって、予熱時間の最適化と被加熱物4の損傷防止が可能になる。
例えば、ステップS106において、制御部100は、被加熱物4の予熱が完了していないと判断したとき、所定の時間t2における被加熱物4の温度変化量ΔTに応じて、第1の火力の投入時間t3を求める。例えば、所定値Kとの関係がΔT≪Kであれば時間t3の時間を長く、ΔTが所定値Kよりも小さいがその差が小さければ時間t3を短くする。
そして、ステップS108〜S109において、求めた投入時間t3の間、第1の火力により加熱コイル8を駆動させるようにしても良い。
このような動作を行うことでより、上記効果に加え、より一層短時間で十分な被加熱物4の予熱を行うことが可能になる。
本実施の形態2では、所定回数以上、被加熱物4の予熱が完了していないと判断したとき、または加熱コイル8の駆動開始から所定時間経過するまでに、被加熱物4の予熱が完了したと判断できないとき、加熱コイル8の駆動を停止させる。そして、被加熱物4の予熱が完了しない旨を表示部6に報知させる。
なお、本実施の形態2の構成は、上記実施の形態1と同様であり、同一部分には同一符号を付する。
以下、図5の各ステップについて説明する。なお、上記実施の形態1と同様の動作については同様のステップ番号を付する。
上述した実施の形態1と同様の動作により、使用者からの操作により、予熱動作を開始して、第1の火力により所定の投入時間t1の間、加熱を継続した後、所定の時間t2の間、加熱の停止または第2の火力により加熱を行い、温度変化量ΔTを求める。そして、当該温度変化量ΔTが所定値Kよりも大きい場合には、予熱モードを終了する。
一方、温度変化量ΔTが所定値Kよりも大きくない場合、再度、第1の火力により、所定の投入時間t3の間、加熱を行う。
次に、本実施の形態2における制御部100は、繰り返し回数をカウントする。これにより、ステップS106により、温度変化量ΔTが所定値Kよりも大きくなく、被加熱物4の予熱が完了していないと判断した回数をカウントする。
制御部100は、ステップS201でカウントした繰り返し回数が、所定回数以上であるか否かを判断する。ここでは所定回数として5回を設定する。
所定回数以上である場合、予熱の完了を適切に判断することができないとして、ステップS107へ進み、予熱モードを終了する。つまり、所定回数以上、被加熱物4の予熱が完了していないと判断したとき、加熱コイル8の駆動を停止させる。
そして、制御部100は、予熱モードを終了後、被加熱物4の予熱が完了しない旨を、表示部6に表示させ、使用者に報知する。
例えば、ステップS201において、加熱コイル8の駆動開始からの時間を計時する。そして、ステップS202において、駆動開始からの時間が所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過した場合にはステップS107へ進むようにしても良い。
つまり、加熱コイル8の駆動開始から所定時間経過するまでに、被加熱物4の予熱が完了したと判断できないとき、加熱コイル8の駆動を停止させるようにしても良い。
このため、上記実施の形態1の効果に加え、被加熱物4の予熱の完了を適切に判断できないと想定される場合に、被加熱物4の加熱を停止することができる。よって、長時間予熱動作が継続することがなく、被加熱物4の損傷を防止することができる。
また、使用者に対して予熱が完了しない旨を知らせることができる。
よって、例えば被加熱物4に内容物がある場合など、時間t2における温度変化量ΔTが少ない場合に、予熱モードを停止して、予熱が完了しない旨を使用者に報知できる。
本実施の形態3では、予熱動作に関する加熱指令が入力され、天板2の温度が所定温度以下のとき、第1の火力による加熱コイル8の駆動を開始させる。
これにより、例えば他の調理工程等により天板2が加熱された直後など、予熱動作を行う加熱口3の天板2が高温の場合には、予熱動作を行わないようにする。
なお、本実施の形態3の構成は、上記実施の形態1と同様であり、同一部分には同一符号を付する。
以下、図6の各ステップについて説明する。なお、上記実施の形態1と同様の動作については同様のステップ番号を付する。
使用者による操作部5の操作により、予熱動作に関する加熱指令が行われた場合、制御部100は、予熱モードを開始する。
まず、制御部100は、温度検出手段9により、天板2の温度を計測する。
次に、制御部100は、天板2の温度が所定温度以下であるか否かを判断する。ここでは所定温度は、65℃に設定されているものとする。
なお、所定温度は、これに限らず任意の値を設定することができる。例えば、天板2が高温の場合に火傷等の注意喚起を行う温度に合わせて設定するようにしても良い。
また、天板2の材質、厚さ、放熱特性などに応じて適宜設定しても良い。
制御部100は、天板2の温度が所定温度以下であると判断したとき、上記実施の形態1と同様の動作により、予熱動作を行う。つまり、本実施の形態では、予熱動作に関する加熱指令が入力され、天板2の温度が所定温度以下のとき、第1の火力による加熱コイル8の駆動を開始させて予熱を行う。
一方、ステップS301において、天板2の温度が所定温度以下でない判断したとき、制御部100は、予熱動作を行わず、予熱を行わない旨を表示部6に表示させ、使用者に報知する。
このため、上記実施の形態1及び2の効果に加え、天板2の温度が低く、被加熱物4から天板2への熱移動が大きくなる場合には、予熱動作を行うことができる。
よって、例えば他の調理工程等により天板2が加熱された直後など、予熱動作を行う加熱口3の天板2が高温となり、被加熱物4から天板2への熱移動が少なく、予熱完了の判断ができない場合には、予熱動作を行わないようにすることができる。
したがって、予熱完了の判断ができずに長時間加熱が継続されることがなく、被加熱物4の損傷を防止することができる。
本実施の形態4では、被加熱物4から放射される赤外線により、当該被加熱物4の温度を検知して、被加熱物の異常加熱を監視し、予熱動作中の安全性の向上を図る形態について説明する。
図7に示すように、本実施の形態における加熱調理器は、上記実施の形態1の構成に加え、各加熱口3ごとに第2の温度検出手段10a、10b、10c(以下、区別しないときは「第2の温度検出手段10」という。)を備えている。
第2の温度検出手段10は、例えば赤外線センサにより構成される。第2の温度検出手段10は、発熱した被加熱物4から放射された赤外線を検出し、検出した赤外線量から被加熱物4の温度を非接触で検知する。
また、本実施の形態における天板2は、第2の温度検出手段10の対応箇所に、赤外線を透過する窓部(図示せず)が設けられている。
そして、第2の温度検出手段10は、天板2に設けられた窓部から入射する被加熱物4の赤外線を検出する。
そして、第2の所定温度より大きいと判断したとき、加熱コイル8の駆動を停止させて、予熱モードの動作を停止させる。
そして、被加熱物4が異常加熱状態である旨を表示部6に表示させ、使用者に報知する。
このため、天板2を介した温度検出手段9のように天板2の熱伝導の影響を受けることなく、被加熱物4が急加熱された場合においても時間遅れなく温度を検出することができる。
よって、被加熱物4の急加熱による空焼きによる損傷を防止することが可能になる。
したがって、実施の形態1から3の効果に加え、一層安全性を向上することが可能になる。
Claims (10)
- 被加熱物を載置する天板と、
前記天板の下方に設けられ、前記被加熱物を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を駆動する駆動部と、
加熱指令を入力させる操作部と、
前記加熱指令に基づき前記駆動部を制御し、前記加熱手段の火力を制御する制御部と、
前記被加熱物から前記天板に伝導した熱により、前記被加熱物の温度を検知する温度検出手段と
を備え、
前記制御部は、
第1の火力により前記加熱手段を駆動させた後、前記第1の火力より小さい第2の火力により前記加熱手段を駆動させ、又は前記加熱手段の駆動を停止させ、
該第2の火力による駆動期間中、又は駆動停止中において、所定時間における前記被加熱物の温度変化量を求め、該温度変化量が所定値より大きいとき、前記被加熱物の予熱が完了したと判断する
ことを特徴とする加熱調理器。 - 前記温度検出手段は、前記天板の温度を検知し、
前記制御部は、
予熱動作に関する加熱指令が入力され、前記天板の温度が所定温度以下のとき、前記第1の火力による前記加熱手段の駆動を開始させる
ことを特徴とする請求項1記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記第1の火力による駆動期間中における前記被加熱物の温度上昇の傾きを求め、該傾きに応じて前記所定値を設定する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記被加熱物の予熱が完了していないと判断したとき、所定の投入時間の間、前記第1の火力により前記加熱手段を駆動させる
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記被加熱物の予熱が完了していないと判断したとき、所定時間における前記被加熱物の温度変化量に応じて、前記第1の火力の投入時間を求め、該投入時間の間、前記第1の火力により前記加熱手段を駆動させる
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の加熱調理器。 - 報知手段を備え、
前記制御部は、
前記被加熱物の予熱が完了したか否かの旨を前記報知手段に報知させる
ことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
所定回数以上、前記被加熱物の予熱が完了していないと判断したとき、又は前記加熱手段の駆動開始から所定時間経過するまでに、前記被加熱物の予熱が完了したと判断できないとき、前記加熱手段の駆動を停止させる
ことを特徴とする請求項6記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
所定回数以上、前記被加熱物の予熱が完了していないと判断したとき、又は前記加熱手段の駆動開始から所定時間経過するまでに、前記被加熱物の予熱が完了したと判断できないとき、前記被加熱物の予熱が完了しない旨を前記報知手段に報知させる
ことを特徴とする請求項6又は7記載の加熱調理器。 - 前記被加熱物から放射される赤外線により、前記被加熱物の温度を検知する第2の温度検出手段を備え、
前記制御部は、
前記第2の温度検出手段により検出された前記被加熱物の温度が、第2の所定温度より大きいとき、前記加熱手段の駆動を停止させる
ことを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の加熱調理器。 - 前記加熱手段は、誘導加熱コイルであり、
前記制御部は、
前記第1の火力により前記誘導加熱コイルを駆動させるとき、前記被加熱物への投入電力を1.0kWから2.0kWの範囲とし、
前記第2の火力により前記誘導加熱コイルを駆動させるとき、前記被加熱物への投入電力を300W以下とする
ことを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の加熱調理器。
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