JP5089490B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば一般家庭で使用される誘導加熱調理器に関するものである。

従来、一般家庭で使用される誘導加熱調理器には、設定された加熱出力が所定出力Ｗ１以下の低い電力で長時間の煮込み調理を行っている際に、所定時間Ｔ１毎に所定時間Ｔ２の間だけ所定電力Ｗ１より大きい所定電力Ｗ２を加えることにより、鍋の中の水分を短時間沸騰させて鍋の中の対流を喚起し、その対流により煮込み材料を攪拌するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開平０５−１２１１５３号公報（第２−３頁、図１）

しかしながら、前述した従来の誘導加熱調理器では、調理物である煮込む食材の量により使用者の期待通りの調理ができない場合がある。例えば、調理物が大量の場合には十分に攪拌されず、調理物が少量の場合には過剰に攪拌されて無駄に電力が消費されることがあった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、煮込み調理を行う際に調理物である食材の量によらず、十分に食材を攪拌するとともに、過剰に攪拌して無駄に電力を消費しないようにすることが可能な誘導加熱調理器を提供するものである。

本発明に係る誘導加熱調理器は、高周波電源と加熱コイルを有する誘導加熱装置と、誘導加熱装置の火力設定や加熱動作モードの選択を行う操作入力手段と、操作入力手段からの入力に応じて誘導加熱装置を制御する火力制御手段と、所定火力が誘導加熱装置から出力されるように制御し、その所定火力で誘導加熱される被加熱体内の調理物量を推定する調理物量推定手段と、高火力の出力時間と低火力の出力時間を、所定の比に保ちつつ、調理物量推定手段により推定された調理物量に応じて決定する出力時間決定手段とを備え、火力制御手段は、操作入力手段において加熱動作モードとして火力変動モードが選択された場合に、出力時間決定手段により決定された高火力の出力時間と低火力の出力時間に基づいて誘導加熱装置を高火力と低火力が交互に出力されるように制御する。

本発明によれば、誘導加熱装置により誘導加熱される被加熱体内の調理物量に応じて高火力の出力時間を制御するようにしたので、調理物の量が多く攪拌に時間がかかる場合には十分に沸騰させて攪拌を行うことが可能になり、調理物の量が少なく攪拌が短時間で完了する場合には過剰に沸騰、攪拌して無駄に電力を消費するのを回避することができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の回路構成を示すブロック図である。
図において、誘導加熱装置２は、交流電源１に接続される高周波電源３と、高周波電源３の出力間に接続された加熱コイル４とを備えている。高周波電源３は、図示していないが、例えば、交流電源１の電圧を直流に変換する交流直流変換回路と、交流直流変換回路の出力電圧を高周波電圧に変換して加熱コイル４に印加し高周波電流を供給するインバータ回路とを有している。加熱コイル４は、本調理器の天板９の下方に配置され、インバータ回路からの高周波電流に基づいて被加熱体である鍋５を誘導加熱する。

電流検出器６は、高周波電源３の一方の入力端に設置され、本調理器の入力電流を検出する。電圧検出器７は、高周波電源３の入力間に接続され、本調理器の入力電圧を検出する。温度検出部８は、天板９の下面に接触するように配置された例えばサーミスタからなり、天板９を介して鍋５の温度を検出する。操作入力部１１は、誘導加熱装置２の火力設定（電力）や、加熱動作モード、火力を周期毎に変化させるための火力変動モードなどを選択する各種操作スイッチを備えている。

制御部１２は、タイマ１３と、火力変動モードが選択されたときに、所定火力が誘導加熱装置２から出力されるように高周波電源３を制御し、所定火力で誘導加熱される鍋５の温度を温度検出器８を通して検出し、検出温度の上昇速度に応じて鍋５内の調理物１０の量を推定する調理物量推定手段１４と、調理物量推定手段１４により推定された調理物１０の量に応じて高火力の出力時間を決定する出力時間決定手段１５と、高火力の出力時間と予め設定された低火力の出力時間を周期として、高火力と低火力が誘導加熱装置２から交互に出力されるように高周波電源３を制御する火力制御手段１６とを備えている。また、操作入力部１１により火力が設定されたときは、設定された火力で鍋５が誘導加熱されるように高周波電源３を制御し、加熱動作モードが設定されたときは鍋５の加熱温度が一定に保たれるように高周波電源３を制御する。

次に、操作入力部により火力変動モードが選択されたときの動作について、図２〜図４を用いて説明する。図２は実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時の動作を示すフローチャート、図３は鍋内の調理物の対流を示す図、図４は調理物の量に応じて示す鍋温度と加熱時間の相関図である。

操作入力部１１によって火力変動モードが選択されると、制御部１２は、火力変動モードの処理に入って、まず、鍋５内の調理物量の推定処理を実行する(ステップ１)。この場合、高周波電源３を制御して加熱コイル４に高周波電流を流し、電流検出器６および電圧検出器７を通して入力電流と入力電圧をそれぞれ検出し、この入力電流と入力電圧とから入力電力を算出して、その入力電力が所定火力（電力）になるように高周波電源３を制御する。そして、温度検出器８を通して鍋温度を検出しＴ１まで上昇したか否かを判定する。鍋温度がＴ１に達していないときは、前述した火力の制御を繰り返し行うと共に、鍋温度がＴ１に達したか否かの判定を繰り返す。

この動作を繰り返し行っているうちに鍋温度が上昇してＴ１に達すると、タイマ１３を作動して時間の測定を開始すると共に、鍋温度がＴ１よりも高いＴ２まで上昇したか否かを判定する。鍋温度がＴ２まで上昇していないと判断したときは前述した動作を繰り返し、鍋温度がＴ２に達したときは、鍋温度がＴ１からＴ２まで上昇に要した時間Δｔを測定し、その温度上昇時間Δｔを基に鍋５内の調理物１０の量を推定する。

例えば、調理物１０の量が少ない場合は、誘導加熱による調理物１０の対流が速くなるので（図３（ａ）参照）、図４（ａ）に示すように、鍋温度のＴ１からＴ２までの上昇速度が速くなり、温度上昇時間Δｔａが短くなる。また、調理物１０の量が多い場合は、熱容量が大きくなって調理物１０の対流が遅くなるので（図３（ｂ）参照）、図４（ｂ）に示すように、鍋温度のＴ１からＴ２までの上昇速度が遅くなり、温度上昇時間Δｔｂが長くなる。このように、この温度上昇に要した温度上昇時間Δｔを基に調理物１０の量を推定する。

制御部１２は、調理物量の推定が終了すると、予め設定された高火力Ｗ２で鍋５が加熱されるように高周波電源３を制御し(ステップ２)、推定した調理物量に応じて設定された出力時間をタイマ１３に設定して時間の測定を開始する(ステップ３)。そして、測定した時間がタイムアウトするまで高火力Ｗ２による鍋５の誘導加熱を継続し(ステップ４)、タイムアウトしたときは、高火力Ｗ２から所定の低火力Ｗ１に切り換え、低火力Ｗ１で鍋５が誘導加熱されるように高周波電源３を制御し(ステップ５)、低火力Ｗ１の出力時間をタイマ１２に設定して時間の測定を開始する(ステップ６)。そして、測定した時間がタイムアウトするまで低火力Ｗ１による鍋５の誘導加熱を継続し(ステップ７)、タイムアウトしたときにステップ２に戻って高火力Ｗ２による鍋５の誘導加熱に入る。

ここで、推定した調理物量が異なる場合の火力について図５を用いて説明する。図５は実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における火力の出力パターンを示すタイムチャートである。なお、図５（ａ）は調理物の量が少ない場合を示し、図５（ｂ）は調理物の量が多い場合を示している。
実施の形態１においては、低火力Ｗ１の出力時間t1を調理物１０の量によらず一定とし、高火力Ｗ２の出力時間t2a（t2b）を調理物１０の量に応じて設定する。調理物１０の量が少ない場合は、調理物１０が対流によって攪拌される時間が短いので（図３（ａ）参照）、図５（ａ）に示すように高火力Ｗ２の出力時間t2a を短く設定し、調理物１０の量が多い場合は、調理物１０が対流によって攪拌される時間がかかるので（図３（ｂ）参照）、図５（ｂ）に示すように高火力Ｗ２の出力時間t2b を長くしている。

以上のように実施の形態１によれば、火力変動モードが選択されたときに、所定火力と鍋温度の上昇速度（Ｔ１→Ｔ２）から鍋５内の調理物量を推定し、その調理物１０の量が多いときには高火力Ｗ２の出力時間t2b を長くし、調理物１０の量が少ない場合には高火力Ｗ２の出力時間t2a を短くするようにしたので、特に調理物１０の量が少ない場合においては過剰に沸騰して攪拌されることがなくなり、無駄に電力が消費されるのを回避することができる。

なお、実施の形態１では、調理物１０の量が多い場合に高火力Ｗ２の時間比率が大きくなるので平均加熱電力が大きくなり、調理物１０の量が少ないときよりも調理物１０の温度が高くなって、調理結果が調理物１０の量により変わる可能性があるが、調理物１０の量が多い場合には、図６に示すように、高火力Ｗ２の出力時間t2c を実施の形態１と同じ長さ（t2c＝t2b）とし、低火力Ｗ１の出力時間t1c（＝t1×t2c/t2a）を同じ比率で長くすることによって、平均加熱電力を一定にし調理物１０の温度を調整するようにしてもよい。また、図７に示すように低火力Ｗ１の出力時間t1d を、図５に示すt1と図６に示すt1c との中間の時間（t1＜t1d＜t1c）としてもよい。

また、前記の実施の形態１では、調理物１０の量に応じて高火力Ｗ２の出力時間をt2a 又はt2b の何れかを選択するようにしているが、図８（ａ）（ｂ）に示すように、調理物１０の量が少ない場合は実施の形態１と同じとし（図５（ａ）参照）、調理物１０の量が多い場合に高火力をＷ２よりも高いＷ２’となるようにしてもよい。また、実施の形態１では、低火力を調理物１０の量に関係なくＷ１としたが、図９（ａ）（ｂ）に示すように、低火力を０（ゼロ）にして加熱停止状態としてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、鍋温度のＴ１からＴ２までの上昇時間Δｔから調理物量を推定し、その推定量に応じて高火力Ｗ２の出力時間を設定するようにしたが、実施の形態２は、高火力Ｗ２で鍋５内の調理物１０を加熱し、鍋温度の上昇度（変化量）が低下したときに、高火力Ｗ２の出力延長時間を決定するようにしたものであり、以下、図１０〜図１３を用いて説明する。

図１０は本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成を示すブロック図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。

実施の形態２における制御部１２ａは、高火力と低火力が交互に出力されるように高周波電源３を制御し、後述する出力延長時間決定手段１８によって出力延長時間が決定されたときは、その時間の間、高火力が継続して出力されるように高周波電源３を制御する火力制御手段１７と、高火力が出力されているときに、温度検出器８の検出温度（鍋温度）を所定時間毎に読み込んで変化量（上昇度）を算出し、かつ、その変化量が低下したか否かを判定し、検出温度の変化量の低下を検知したときに、その状態を検知するまでの高火力の出力時間を基に高火力の出力延長時間を決定する出力延長時間決定手段１８とを備えている。

次に、火力変動モード時の動作について図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は実施の形態２に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時の動作を示すフローチャート、図１２は実施の形態２に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における鍋温度（ａ）、鍋温度の変化量（ｂ）および火力の出力パターン（ｃ）の一例を示すタイムチャート、図１３は実施の形態２に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における高火力の出力延長時間を決定するための図である。

操作入力部１１によって火力変動モードが選択されると、制御部１２ａは、火力変動モードの処理に入る。まず、予め設定された低火力Ｗ１で鍋５が誘導加熱されるように高周波電源３を制御する。次いで、図１２（ｃ）のＡに示すように、予め設定された高火力Ｗ２になるように高周波電源３を制御する（ステップ１１)。そして、温度検出器８により検出された鍋温度を所定時間毎に読み込んで鍋温度の上昇度（変化量）を算出し、上昇度が低下したか否かを判定する（ステップ１２）。

鍋温度の上昇度が低下していないときは、ステップ１２の動作を繰り返し、鍋温度の上昇度が低下したときは（図１２（ｂ）：Ｂ時点）、調理物１０が沸騰したと判断して、高火力Ｗ２の出力開始から鍋温度の上昇度低下を検知するまでの出力時間tAを基に、例えば図１３に示す関係を用いて高火力Ｗ２の出力延長時間tBを決定する（ステップ１３）。これは、調理物量が多いほど、高火力Ｗ２に設定してから鍋温度の上昇度が低下するまでの出力時間tAが長くなるので、その時間tAが長いほど調理物１０を攪拌するための高火力Ｗ２の出力延長時間tBも長くする。本実施の形態では、図１２において、高火力Ｗ２の状態としてから鍋温度の上昇度が低下するまでの出力時間がtAであるので、図１３から高火力Ｗ２の出力延長時間をtBとしている。

高火力Ｗ２の延長時間tBが終了すると（図１２（ｃ）：Ｃ時点）、加熱コイル４の出力が高火力Ｗ２から低火力Ｗ１に切り換わるように高周波電源３を制御する(ステップ１４)。そして、温度検出器８によって検出された鍋温度が温度Ｔe0以下になったか否かを判定する(ステップ１５)。鍋温度が温度Ｔe0以下になっていないときは、ステップ１５の動作を繰り返し、鍋温度がＴe0以下になったときは（図１２（ａ）：Ｄ時点）、高火力Ｗ２の出力再開としてステップ１１に戻る。

以上のように実施の形態２によれば、高火力Ｗ２で鍋５内の調理物１０を加熱し、鍋温度の上昇度が低下したときに、調理物１０が沸騰したと判断して、高火力Ｗ２の出力開始から鍋温度の上昇度低下を検知するまでの出力時間tAを基に高火力Ｗ２の出力延長時間tBを決定するようにしたので、鍋５内の調理物量に応じて沸騰・攪拌時間を調整することが可能になり、このため、調理物１０が大量の場合にも十分に攪拌することができ、また、調理物１０が少量の場合には高火力Ｗ２の出力延長時間を短くして、十分に攪拌した後も無駄に沸騰・攪拌しない誘導加熱調理器を提供することができる。

なお、実施の形態２では、調理物１０を沸騰させるまでの出力時間tAと、調理物１０を攪拌するために延長する時間tBを同じ高火力Ｗ２で出力するようにしたが、沸騰時の調理物１０の飛沫抑制のため、出力延長期間tBの火力を沸騰検知までの出力時間tAの高火力Ｗ２よりも低くしてもよい。

実施の形態３．
実施の形態３は、操作入力部１１によって設定された火力に応じて高火力Ｗ２の出力時間を設定するようにしたものであり、以下、図１４〜図１６を用いて説明する。図１４は本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成を示すブロック図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。

実施の形態３における制御部１２ｂは、操作入力部１１により設定された火力に応じて高火力の出力時間を決定する出力時間決定手段１９と、高火力の出力時間と予め設定された低火力の出力時間を周期として、高火力と低火力が交互に出力されるように高周波電源３を制御する火力制御手段２０とを備えている。

次に、火力変動モード時の動作について図１５および図１６を用いて説明する。図１５は実施の形態３に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時の動作を示すフローチャート、図１６は実施の形態３に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における火力の出力パターンを示すタイムチャートであり、図中（ａ）は操作入力部の設定火力が低い場合の出力パターンを示し、（ｂ）は操作入力部の設定火力が高い場合の出力パターンを示している。
実施の形態３においては、操作入力部１１によって、火力変動モードが選択され、火力が設定されると、制御部１２ｂは、火力変動モードの処理に入る。まず、高周波電源３を制御して加熱コイル４に高周波電流を流し、電流検出器６および電圧検出器７を通して入力電流と入力電圧をそれぞれ検出し、この入力電流と入力電圧とから入力電力を算出して、その入力電力が予め設定された高火力Ｗ２になるように高周波電源３を制御する（ステップ２１）。次いで、設定火力に対応する高火力Ｗ２の出力時間をタイマ１３に設定して時間の測定を開始し（ステップ２２）。タイムアウトするまで高火力Ｗ２による鍋５の誘導加熱を継続する（ステップ２３）。図１６（ａ）に示すように、設定火力が低い場合は、高火力Ｗ２の出力時間t2f を短くし、また、同図（ｂ）に示すように、設定火力が高い場合は、高火力Ｗ２の出力時間t2g を長くする。

高火力Ｗ２の出力時間がタイムアウトすると、高火力Ｗ２から所定の低火力Ｗ１に切り換え、低火力Ｗ１で鍋５が誘導加熱されるように高周波電源３を制御する(ステップ２４)。そして、予め設定された出力時間t1f をタイマ１３に設定して時間の測定を開始する（ステップ２５）。この出力時間t1f がタイムアウトするまで低火力Ｗ１による鍋５の誘導加熱を継続し（ステップ２６）、タイムアウトしたときにステップ２１に戻って高火力Ｗ２による鍋５の誘導加熱に入る。

以上のように実施の形態３によれば、設定火力に応じて高火力Ｗ２の出力時間t2f、t2gを変えるようにしたので、使用者が調理物量に応じて火力を選択することにより、調理物量によらず十分に攪拌することが可能になり、十分に攪拌した後も無駄に沸騰・攪拌しないようにすることができる。

なお、前記の実施の形態３では、設定火力に応じで高火力Ｗ２の出力時間t2f、t2gのみを変えるようにしたが、図１７のタイムチャートに示すように、設定火力が高い場合、高火力Ｗ２の出力時間t2g だけでなく、低火力Ｗ１の出力時間t1g も変化させる構成としてもよい。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の回路構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時の動作を示すフローチャートである。 鍋内の調理物１０の対流を示す図である。 調理物１０の量に応じて示す鍋温度と加熱時間の相関図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における火力の出力パターンを示すタイムチャートである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における別の火力の出力パターンを示すタイムチャートである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における別の火力の出力パターンを示すタイムチャートである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における別の火力の出力パターンを示すタイムチャートである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における別の火力の出力パターンを示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における鍋温度（ａ）、鍋温度の変化量（ｂ）および火力の出力パターン（ｃ）の一例を示すタイムチャートである。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における高火力の延長時間を決定するための図である。 本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における火力の出力パターンを示すタイムチャートである。 実施の形態３に係る誘導加熱調理器の火力変動モード時における別の火力の出力パターンを示すタイムチャートである。

符号の説明

１ 交流電源、２ 誘導加熱装置、３ 高周波電源、４ 加熱コイル、５ 鍋、６ 電流検出器、７ 電圧検出器、８ 温度検出器、１０ 調理物、１１ 操作入力部、１２ 制御部。

Claims (3)

1. 高周波電源と加熱コイルを有する誘導加熱装置と、
   前記誘導加熱装置の火力設定や加熱動作モードの選択を行う操作入力手段と、
   前記操作入力手段からの入力に応じて前記誘導加熱装置を制御する火力制御手段と、
   所定火力が前記誘導加熱装置から出力されるように制御し、その所定火力で誘導加熱される被加熱体内の調理物量を推定する調理物量推定手段と、
   高火力の出力時間と低火力の出力時間を、所定の比に保ちつつ、前記調理物量推定手段により推定された調理物量に応じて決定する出力時間決定手段とを備え、
   前記火力制御手段は、前記操作入力手段において加熱動作モードとして火力変動モードが選択された場合に、前記出力時間決定手段により決定された高火力の出力時間と低火力の出力時間に基づいて誘導加熱装置を高火力と低火力が交互に出力されるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記火力制御手段は、前記操作入力手段で設定された火力に応じて、前記火力変動モードにおける高火力の出力時間と低火力の出力時間の比を制御することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記誘導加熱装置により誘導加熱される被加熱体の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記調理物量推定手段は、所定火力で誘導加熱される被加熱体の温度を温度検出手段を通して検出し、検出温度の上昇速度に応じて被加熱体内の調理物量を推定することを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱調理器。

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