JP5012164B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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Description

本発明は、赤外線を用いて揚げ物調理を行うときの油の予熱工程を実施することができる誘導加熱調理器およびそのプログラムに関するものである。
従来、誘導加熱調理器において、赤外線を用いて鍋の温度を精度よく検知し、この検知温度に基づき、最適な入力電力で調理するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−80553号公報
しかしながら、前記従来の構成では、赤外線により鍋温度を反応よく検知できるため入力電力を大きくすることができるが、揚げ物調理を行う場合、揚げ物調理用の油が予熱工程において設定温度を大きく超えてしまう危険があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、赤外線を用いて鍋温度の検知を精度よく行うとともに、揚げ物調理を行う場合、揚げ物調理用の油が予熱工程において設定温度を大きく超えてしまう危険をなくした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、揚げ物調理用の油を収容する鍋と、前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され鍋の底面から放射され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鍋の温度を検知する温度検知手段と、調理温度条件を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の出力および操作部での設定温度により油の予熱工程において予め設定された温度で加熱コイルの出力を下方向に切替え油が設定温度になるように制御する制御手段とを有するものである。
これによって、赤外線を用いて鍋温度の検知を精度よく行うとともに、揚げ物調理を行うとき、揚げ物調理用の油の予熱工程において、予め設定された温度で加熱コイルの出力が下方向に切替えられ、油が設定温度になるように制御されるため、油が設定温度を大きく超えてしまう危険がなく、安全使用がなされるものである。
本発明の誘導加熱調理器は、赤外線を用いて鍋温度の検知を精度よく行うとともに、揚げ物調理を行うとき、揚げ物調理用の油が設定温度を大きく超えてしまう危険がなく、安全使用がなされる。
第1の発明は、揚げ物調理用の油を収容する鍋と、前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され鍋の底面から放射され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鍋の温度を検知する温度検知手段と、調理温度条件を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の出力および操作部での設定温度により油の予熱工程において予め設定された温度で加熱コイルの出力を下方向に切替え油が設定温度になるように制御する制御手段と、温度検知手段の出力より鍋内の油量を判定する油量判定手段とを有し、前記制御手段は、前記油量判定手段が判定した油量に応じて制御条件を選択するとともに、前記油量判定手段による油量判定中、前記温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には油量判定を中止し、再度油量判定を実施する誘導加熱調理器とするものである。これによって、赤外線を用いて鍋温度の検知を精度よく行うとともに、揚げ物調理を行うとき、揚げ物調理用の油の予熱工程において、予め設定された温度で加熱コイルの出力が下方向に切替えられ、油が設定温度になるように制御されるため、油が設定温度を大きく超えてしまう危険がなく、安全使用がなされるものである。
の発明は、特に、第の発明において、油量判定手段は、第1の温度判定値から第2の温度判定値までの立ち上がり時間に応じて鍋内の油量を判定することにより、初期温度に関わらず精度良く油量を判定するため、精度良く予熱工程を実施することができる。
の発明は、特に、第の発明において、油量判定手段は、所定の温度判定値から一定時間経過後の立ち上がり温度に応じて鍋内の油量を判定することにより、初期温度に関わらず精度良く油量を判定するため、精度良く予熱工程を実施することができる。
の発明は、特に、第〜第のいずれか1つの発明において、制御手段は、油量判定手段による油量判定終了後、温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には再度油量判定を実施することにより、途中で追加された油の量も加味した油量を判定するため、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができる。
の発明は、特に、第〜第のいずれか1つの発明において、油量判定手段は、温度検知手段の検知結果が下降から上昇に転じたときの温度を基準として、一定温度上昇したときの立ち上がり時間に応じて鍋内の油量を判定することにより、初期温度に関わらず精度良く油量を判定するため、精度良く予熱工程を実施することができる。
の発明は、特に、第〜第のいずれか1つの発明において、油量判定手段は、温度検知手段の検知結果が下降から上昇に転じたときの温度を基準として、一定時間経過したときの立ち上がり温度に応じて鍋内の油量を判定することにより、初期温度に関わらず精度良く油量を判定するため、精度良く予熱工程を実施することができる。
の発明は、特に、第〜第のいずれか1つの発明において、油量判定手段は、温度検知手段の検知結果が所定温度以下になった場合には第3の温度判定値から第4の温度判定値までの立ち上がり時間に応じて鍋内の油量を判定することにより、より精度良く油量を判定するため、精度良く予熱工程を実施することができる。
の発明は、特に、第、第、第のいずれか1つの発明において、油量判定手段は、立ち上がり時間が一定時間経過した場合には、鍋内の油量を最大値と判定することにより、必ず次の工程へ進めることができる。
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、図2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、揚げ物調理用の油を収容する鍋1と、鍋1を加熱する加熱コイル3と、加熱コイル3の上部で鍋1を保持する天板2と、加熱コイル3に高周波電流を供給し鍋1を誘導加熱で発熱させる高周波インバータ4と、天板2の下面に設置され鍋1の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段5と、赤外線検出手段5の出力から鍋1の温度を検知する温度検知手段6と、調理温度条件を設定入力したり調理開始を操作したりする操作部7とを有する。また、温度検知手段6の出力および操作部7での設定温度により油の予熱工程において予め設定された温度で加熱コイル3の出力を下方向に切替え油が設定温度になるように制御する制御手段8を有するものである。
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。
まず、図示されていない電源を投入し、操作部7にて温度を設定して揚げ物調理用の油の加熱を開始すると、制御手段8からの制御により高周波インバータ4から加熱コイル3に誘導磁界が発生し、天板2上の鍋1が加熱される。この誘導加熱によって鍋1の温度が上昇し、鍋1内の油が加熱されるものである。
ここで、鍋1の温度が上昇するとその温度に合わせた赤外線が鍋1から放射される。天板2に使用されるガラスセラミックなどは2.5μm以下の波長域の赤外線を効率よく透過できるため、赤外線検出手段5は2.5μm以下の波長を検出することができる。赤外線検出手段5はフォトダイオードなどで構成されており、天板2を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検出手段5に入射される。また、赤外線検出手段5は、集光レンズを用いてより多くの赤外線を集光し、かつ鍋1以外からの赤外線を遮断することにより精度の向上を図っている。
温度検知手段6は、鍋1からの赤外線のみが赤外線検出手段5に入射し、その赤外線量にあわせたダイオード電流を、I−V変換した上で増幅し温度に変換される。この温度情報が制御手段8に入力される。
制御手段8は、鍋1の鍋底温度を1秒ごとに算出する。そして、図2に示すように、油の予熱工程Lにおいて、操作部7にて設定された温度Tdに達するまで一定の入力電力W1で加熱を続けると、実線で示すように設定温度Tdを大きく超えるため、設定温度Tdを超えないように入力電力切替温度Tmにて入力電力をW1からW2に下方向に切替える。これにより、点線で示すように設定温度Tdに保つことができる。なお、予熱工程に用いられる入力電力W1、W2および入力電力切替温度Tmは、予め最適な値を実験的に決定するものである。
以上のように、本実施の形態では、赤外線を用いて鍋温度の検知を、鍋底の反りなどにかかわらず、精度よく行うとともに、揚げ物調理を行うとき、揚げ物調理用の油が予熱工程において設定温度になるように制御されるため、油が設定温度を大きく超えてしまう危険がなく、安全使用がなされるものである。
(実施の形態2)
図3、図4は、本発明の実施の形態2における誘導加熱調理器を示すものである。実施の形態1と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
図3に示すように、本実施の形態においては、温度検知手段6の出力より鍋1内の油量を判定する油量判定手段9を有し、制御手段8は油量判定手段9が判定した油量に応じて制御条件を選択するようにしているものである。その他は実施の形態1と同一である。
図4において、制御手段8の動作を説明すると、ステップS1において、油量判定手段9にて鍋1内の油量を判定する。S2において、油量判定の結果に応じた制御条件(方法)を選択するものである。
以上のように、本実施の形態では、油量判定手段9を用いて油量を判定し、油量に応じた揚げ物調理の予熱工程での制御条件(方法)を選択することにより、油量に応じて精度良く予熱工程を実施することができる。
(実施の形態3)
図5、図6は、本発明の実施の形態3における誘導加熱調理器の油量判定について示したものである。誘導加熱調理器自体の構成は実施の形態2と同一であるためその説明を省略する。
図5は、油量を判定する工程を示している。第1の温度判定値T1から第2の温度判定値T2までの到達時間を鍋1内の油量が少ないときをt1、油量が中くらいのときをt2、油量が多いときをt3とすると、鍋1内の油量が少ないほど到達時間が短くなり、油量が多いほど到達時間が長くなる。つまり以下のような関係式が成立する。
t1 < t2 < t3
よって、第1の温度判定値T1から第2の温度判定値T2までの到達時間によって鍋1内の油量を判定することができる。
以下、図6を用いて油量判定方法のアルゴリズムの一例を説明する。
S11において、温度検知手段6で算出した温度Tが第1の温度判定値T1以上であればS12へ進み、タイマーを開始する。第1の温度判定値T1未満であればS11に戻る。S13において、温度検知手段6で算出した温度Tが第2の温度判定値T2以上であればS14へ進み、タイマーを停止し、計測時間tを得る。第2の温度判定値T2未満であればS13に戻る。S15において、計測時間tが判定値ta1以下であればS16へ進み、判定値t1より大きければS17へ進む。S16において、鍋1内の油量を「少」と判定し、油量判定方法を終了する。S17において、計測時間tが判定値ta2以下であればS18へ進み、判定値t2より大きければS19へ進む。S18において、鍋1内の油量を「中」と判定し、油量判定方法を終了する。S19において、鍋1内の油量を「多」と判定し、油量判定方法を終了する。
なお、温度Tの第1、第2の温度判定値T1、T2、およびタイマー計測時間tの判定値ta1、ta2は予め最適な値を実験的に決定するものである。
以上のように、本実施の形態では、第1の温度判定値から第2の温度判定値までの立ち上がり時間に応じて鍋内の油量を判定することにより、初期温度に関わらず精度良く油量を判定するため、精度良く予熱工程を実施することができる。
なお、以上の説明では計測時間tの判定値が2つの場合を示したが、判定値をさらに複数用いて油量を判定すれば、精度をさらに向上させることができる。
(実施の形態4)
図7、図8は、本発明の実施の形態4における誘導加熱調理器の油量判定について示したものである。誘導加熱調理器自体の構成は実施の形態2と同一であるためその説明を省略する。
図7は、油量を判定する工程を示している。基準となる所定の温度判定値Tiから一定時間tb経過後の上昇温度を鍋1内の油量が少ないときをTa、油量が中くらいのときをTb、油量が多いときをTcとすると、鍋1内の油量が少ないほど上昇温度が高くなり、油量が多いほど上昇温度が低くなる。つまり以下のような関係式が成立する。
Ta > Tb > Tc
よって、所定の温度判定値Tiから一定時間tb経過後の上昇温度によって鍋1内の油量を判定することができる。
以下、図8を用いて油量判定方法のアルゴリズムの一例を説明する。
S21において、温度検知手段6で算出した温度Tが所定の温度判定値Ti以上であればS22へ進み、タイマーを開始する。所定の温度判定値Ti未満であればS21に戻る。S23において、タイマーが一定時間tb以上経過したときはS24へ進み、タイマーを停止する。一定時間tb未満であればS23に戻る。S25において、タイマーを停止したときの温度Tkを記憶する。S26において、前記TkとTiの差ΔTkを算出する。S27において、算出されたΔTkが判定値Th1以上であればS28へ進み、判定値Th1未満であればS29へ進む。S28において、鍋1内の油量を「少」と判定し、油量判定方法を終了する。S29において、算出されたΔTkが判定値Th2以上であればS30へ進み、判定値Th1未満であればS31へ進む。S30において、鍋1内の油量を「中」と判定し、油量判定方法を終了する。S31において、鍋1内の油量を多少」と判定し、油量判定方法を終了する。
なお、所定の温度判定値Ti、およびタイマー計測時間tb、上昇温度ΔTkの判定値Th1、Th2は予め最適な値を実験的に決定するものである。
以上のように、本実施の形態では、所定の温度判定値から一定時間経過後の立ち上がり温度に応じて鍋内の油量を判定することにより、初期温度に関わらず精度良く油量を判定するため、精度良く予熱工程を実施することができる。
なお、以上の説明では上昇温度ΔTkの判定値は2つ場合を示したが、判定値をさらに複数用いて油量を判定すれば、精度をさらに向上させることができる。
(実施の形態5)
図9〜図11は、本発明の実施の形態5における誘導加熱調理器の油追加時の温度振る舞いを示したものである。誘導加熱調理器自体の構成は実施の形態2と同一であるためその説明を省略する。
揚げ物調理用の油の予熱工程において、途中で油を追加された場合には、鍋1内の油温が低下し温度検知手段6で算出された温度が著しく低下する。このため、温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には途中で油を追加されたと見なすことができる。これは油量判定中でも油量判定終了後でも同様に起こりうるため、制御手段8は、油量判定手段9による油量判定中の場合は油量判定を中止し、再度油量判定を実施するものとし、油量判定終了後の場合には再度油量判定を実施するものである。
ここで図9に示すように、加熱開始時の油量が同じで追加された油量が異なる場合、温度検知手段6で算出した温度が下降から上昇へ転じた時点での温度(以下、これを最下点温度と呼ぶ)より一定温度Tn上昇時の経過時間を、油量が少ないときをtn1、油量が多いときをtn2とすると、前記鍋1内の油量が少ないほど経過時間が短く、油量が多いほど経過時間が短くなる。つまり以下のような関係式が成立する。
tn1 < tn2
なお、この関係式は最下点温度に影響されないため最下点温度から一定温度Tn上昇時の経過時間によって鍋1内の油量を判定することができる。
一方、追加された油量が非常に多い場合、最下点温度に達するまでに時間がかかり、また最下点温度時の油温が低すぎて油量が判定できない可能性があるため、最下点温度に達したかどうかを判断してから油量を判定するよりも、温度検知手段6で算出した温度が所定値以下になった場合には第3の温度判定値から第4の温度判定値に達するまでの到達時間を用いて油量を判定すると精度がよくなる。すなわち、図10に示すように、第3の温度判定値T3から第4の温度判定値T4までの到達時間を鍋1内の油量が少ないときをty1、油量が多いときをty2とすると、前記鍋1内の油量が少ないほど到達時間が短くなり、油量が多いほど到達時間が長くなる。つまり以下のような関係式が成立する。
ty1 < ty2
よって、第3の温度判定値T3から第4の温度判定値T4までの到達時間によって鍋1内の油量を判定することができる。
以下、図11を用いて油量判定方法のアルゴリズムの一例を説明する。
S41において、温度検知手段6で算出した温度Tが最下点温度に達すればS42へ進み、最下点温度Txを記憶する。最下点温度に達していなければS51へ進む。S43において、タイマーを開始する。S44において、温度検知手段6で算出した温度Tが最下点温度Txよりも判定値Tn以上上昇していればS45へ進み、タイマーを停止する。上昇値が判定値Tn未満であればS44に戻る。S46において、計測時間td1が判定値tq1以下であればS47へ進み、判定値tq1より大きければS48へ進む。S47において、鍋1内の油量を「少」と判定し、油量判定方法を終了する。S48において、計測時間td1が判定値tq2以下であればS49へ進み、判定値tq2より大きければS50へ進む。S49において、鍋1内の油量を「中」と判定し、油量判定方法を終了する。S50において、鍋1内の油量を「多」と判定し、油量判定方法を終了する。
S51において、温度検知手段6で算出した温度Tが判定値Ty以下であればS52へ進み、判定値Tyより大きければS41に戻る。S52において、温度検知手段6で算出した温度Tが判定値T3以上であればS53へ進み、タイマーを開始する。判定値T3未満であればS52に戻る。S54において、温度検知手段6で算出した温度Tが判定値T4以上であればS55へ進み、タイマーを停止する。判定値T4未満であればS54に戻る。S56において、計測時間td2が判定値tq3以下であればS47に戻り、判定値tq3より大きければS57へ進む。S57において、計測時間td2が判定値tq4以下であればS49に戻り、判定値tq4より大きければS50に戻る。
なお、温度Tの判定値Tn、Ty、T3、T4、タイマー計測時間td1の判定値tq1、tq2、およびタイマー計測時間td2の判定値tq3、tq4は予め最適な値を実験的に決定するものである。
また、以上の説明では計測時間td1およびtd2の判定値は2つしかないが、判定値をさらに複数用いて油量を判定すれば、精度をさらに向上させることができる。
さらに、上記の説明では最下点温度を検知してから一定温度上昇したときの経過時間を用いて油量を判定しているが、最下点温度を検知してから一定時間経過後の上昇温度を用いて油量を判定しても同様の結果を得ることができる。このとき、一定時間経過後の上昇温度を、鍋1内の油量が少ないときをTs1、鍋1内の油量が多いときをTs2とすると、以下のような関係式が成立する。
Ts1 > Ts2
以上のように、本実施の形態では、途中で追加された油の量も加味した油量を判定するため、揚げ物調理の予熱工程を精度良く実施することができる。
(実施の形態6)
次に、本発明の実施の形態6における誘導加熱調理器について説明する。誘導加熱調理器自体の構成は実施の形態2と同一であるためその説明を省略する。
本実施の形態における誘導加熱調理器の油量判定手段9は、立ち上がり時間が一定時間経過した場合には、鍋1内の油量を最大値と判定するものである。すなわち、タイマーを用いて時間を計測する際に上限値を設けるものである。その他は実施の形態2〜5と同様である。
油量判定手段9に上限値を設けることにより、必ず油量判定工程を終了することができるため、油量判定工程が終了しないために設定温度に達しているにも関わらず加熱を継続する、といった不都合を解消している。
以上のように、本実施の形態では、油量判定手段の立ち上がり時間が一定時間経過した場合に鍋内の油量を最大値と判定するものであるから、必ず次の工程へ進めることができる。すなわち、油量が多いために温度勾配が小さい場合でも精度良く予熱工程を制御することができる。
なお、各実施の形態1〜6における誘導加熱調理器の手段は、CPU(またはマイコン)、RAM、ROM、記憶・記録装置、I/Oなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、赤外線を用いて鍋温度の検知を精度よく行うとともに、揚げ物調理を行うとき、揚げ物調理用の油が設定温度を大きく超えてしまう危険がなく、安全使用がなされるので、家庭用あるいは業務用など様々な誘導加熱調理器にも適用できる。
本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の構成を示す断面図 同誘導加熱調理器における制御手段での処理内容を示す図 本発明の実施の形態2における誘導加熱調理器の構成を示す断面図 同誘導加熱調理器における制御手段での処理内容を示す流れ図 本発明の実施の形態3における誘導加熱調理器の油量による温度変化の違いを示す図 同誘導加熱調理器における油量判定手段での処理内容を示す流れ図 本発明の実施の形態4における誘導加熱調理器の油量による温度変化の違いを示す図 同誘導加熱調理器における油量判定手段での処理内容を示す流れ図 本発明の実施の形態5における誘導加熱調理器の油を追加したときの温度変化の違いを示す図 同誘導加熱調理器における多量の油を追加したときの温度変化の違いを示す図 同誘導加熱調理器における油量判定手段での処理内容を示す流れ図
符号の説明
1 鍋
2 天板
3 加熱コイル
5 赤外線検出手段
6 温度検知手段
7 操作部
8 制御手段
9 油量判定手段

Claims (8)

  1. 揚げ物調理用の油を収容する鍋と、前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を保持する天板と、前記天板の下面に設置され鍋の底面から放射され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鍋の温度を検知する温度検知手段と、調理温度条件を設定入力する操作部と、前記温度検知手段の出力および操作部での設定温度により油の予熱工程において予め設定された温度で加熱コイルの出力を下方向に切替え油が設定温度になるように制御する制御手段と、温度検知手段の出力より鍋内の油量を判定する油量判定手段とを有し、前記制御手段は、前記油量判定手段が判定した油量に応じて制御条件を選択するとともに、前記油量判定手段による油量判定中、前記温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には油量判定を中止し、再度油量判定を実施する誘導加熱調理器。
  2. 油量判定手段は、第1の温度判定値から第2の温度判定値までの立ち上がり時間に応じて鍋内の油量を判定する請求項に記載の誘導加熱調理器。
  3. 油量判定手段は、所定の温度判定値から一定時間経過後の立ち上がり温度に応じて鍋内の油量を判定する請求項に記載の誘導加熱調理器。
  4. 制御手段は、油量判定手段による油量判定終了後、温度検知手段より得られる温度の温度勾配が所定値以上の負の値になった場合には再度油量判定を実施する請求項のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  5. 油量判定手段は、温度検知手段の検知結果が下降から上昇に転じたときの温度を基準として、一定温度上昇したときの立ち上がり時間に応じて鍋内の油量を判定する請求項のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  6. 油量判定手段は、温度検知手段の検知結果が下降から上昇に転じたときの温度を基準として、一定時間経過したときの立ち上がり温度に応じて鍋内の油量を判定する請求項のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  7. 油量判定手段は、温度検知手段の検知結果が所定温度以下になった場合には第3の温度判定値から第4の温度判定値までの立ち上がり時間に応じて鍋内の油量を判定する請求項のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
  8. 油量判定手段は、立ち上がり時間が一定時間経過した場合には、鍋内の油量を最大値と判定する請求項2、5、7のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
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