JP5100910B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

この発明は、静電容量の変化に基づきふきこぼれを検知する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器として加熱コイル周囲に設置された電極と所定電位間の静電容量の変化からふきこぼれを検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１５９４９４号（第１図）

従来の誘導加熱調理器は、電極と所定電位間の静電容量値からふきこぼれを検知していたが、例えば使用者の安全性向上、調理の利便性向上といった観点から、ふきこぼれ検知に対して更なる検知精度の改善が要求されている。

本発明に係る誘導加熱調理器は、鍋を載置するトッププレートと、前記トッププレートの下に設けられ、前記鍋を加熱する加熱コイルと、交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、前記加熱コイル周辺に設けられた複数の電極と、前記電極間の静電容量を計測する静電容量測定手段と、加熱コイル電流または駆動回路入力電流または加熱コイル駆動電圧を測定する手段と、所定の電力になるように前記駆動回路を制御するとともに、前記電極間の静電容量の変化に基づき、ふきこぼれの発生を判定する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記加熱コイルを駆動中に前記加熱コイル電流または前記駆動回路入力電流または前記加熱コイル駆動電圧の、いずれかが変化した場合は、前記電極間の静電容量が変化してもふきこぼれが発生したと判定しないものである。

本発明によれば、加熱コイル近傍に複数設置された電極のうち、２つの電極間の静電容量を測定し、ふきこぼれが発生したかを判定しているため、つまり、ふきこぼれが発生した際には比誘電率の高い水が加熱コイル近傍の電極間という短い距離に入ってくるため、従来の加熱コイル近傍の電極と所定電位間の静電容量の測定に比べ、ふきこぼれをより確実に検知できる誘導加熱調理器を提供することができる。
なお、ここでは水を例に挙げたが、水に限らずカレー等の調理液のふきこぼれに対しても同様に、より確実に検知することができる。

この発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器。 この発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の上面図。 この発明の実施の形態２を示す誘導加熱調理器。 この発明の実施の形態３を示す誘導加熱調理器の上面図。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱装置１の概略構成を示す説明図である。
同図において、誘導加熱装置１（誘導加熱調理器）は、加熱コイル２と、交流電源４の交流電圧を高周波電圧に変換して加熱コイル２を駆動する駆動回路５と、駆動回路５を制御するための制御回路６と、電極３ａと電極３ｂとの間の静電容量を測定する静電容量測定回路７（静電容量測定手段）とを備えている。

また、図２は、図１を上から見た際の概略図である。図２において、トッププレート８の下には加熱コイル２と電極３ａ、３ｂが配置されている。

次に、２つの電極間の静電容量を測定する方法とあわせて、本実施の形態の動作について説明する。
面積Ａの電極３ａと電極３ｂとの間の比誘電率（主に空気）をＫとし、その距離をｄとし、真空の誘電率をε0とする。静電容量Ｃを求める式は、
Ｃ＝Ｋ×ε0×Ａ／ｄ
となる。静電容量測定回路７は電極３ａと３ｂとの間に交流電圧を印加する。印加した交流電圧は静電容量が大きいと振幅が小さくなり、その振幅の減衰量から静電容量を測定する。

ふきこぼれが無い状態では、電極３ａ、３ｂ間には主に比誘電率１の空気が存在するが、ふきこぼれが発生すると比誘電率８０の水が入ってくる為、静電容量は増加する。そこで、静電容量の増加の有無を調べることで、ふきこぼれの判定が可能になる。

ふきこぼれが発生したと判定した場合は、駆動回路５の動作を停止させるか、または加熱コイル２に流す電流を減らすように駆動回路５を制御する。

以上のように、本実施の形態によれば加熱コイル２近傍に設置した２つの電極３ａ、３ｂ間の静電容量を測定することによって、無駄な電力を使わずにすみ、トッププレート８がふきこぼれた内容物で汚れるのを最小限にできる誘導加熱調理器を提供できる。また、本実施の形態では、静電容量の測定を２つの電極３ａ、３ｂ間で行っているため、電極と所定電位間の静電容量を測定する場合と比べて上式の距離ｄの値が小さくなり、測定する静電容量が大きくなる。言い換えれば、従来の加熱コイル２近傍の電極と所定電位との間の静電容量の測定に比べ、比誘電率の高い水が加熱コイル近傍の電極間という短い距離に入ってくるため、静電容量の変化をより精度良く検知することができ、ふきこぼれ検知精度の高い誘導加熱調理器を提供することができる。

また、静電容量を測定する際、所定時間内の静電容量の変化率を測定して、その変化率が所定値を超えた場合にふきこぼれが発生したと判定しても良い。ふきこぼれ速度は比較的早く、ふきこぼれが発生すると静電容量は急激に変化するため、所定時間内の変化率でふきこぼれを判定する時、誤動作が少なく、ふきこぼれをより確実に検知することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の概略構成を示す説明図である。
なお、実施の形態１で説明した同一箇所には同じ番号を付して説明を省略する。
図３において、誘導加熱装置１は、入力電流測定手段１０、加熱コイル電圧測定手段１１、加熱コイル電流測定手段１２を備えている。

次に、本実施の形態の動作を説明する。操作部（図示せず）により加熱開始の指令が出た時、制御回路６は微弱電流を流し、入力電流測定手段１０で測定した入力電流または加熱コイル電流測定手段１２で測定した加熱コイル電流と加熱コイル電圧測定手段１１で測定した加熱コイル電圧から、加熱コイル２から見たインピーダンスを計算し、トッププレート８の上に鍋９が置かれているかどうかの判定を行う。鍋９が置かれている場合は、加熱コイル２から見たインピーダンスが大きくなるので、インピーダンスが所定値以上の場合は鍋９が置かれていると判定する。

鍋９が置かれると電極３ａ、３ｂ間の静電容量には、電極３ａまたは３ｂと鍋９との間の静電容量が加わり変化する。すなわち、電極３ａ、３ｂ間の静電容量に並列に電極３ａまたは３ｂと鍋９の静電容量が加わる。本実施の形態では制御回路６は鍋９が置かれたと判定したときの電極３ａ、３ｂ間の静電容量を記憶しておき、この静電容量を基準に静電容量が増加した場合にふきこぼれが発生したと判定し、ふきこぼれが発生したと判定した場合は、駆動回路５の動作を停止させるか、または加熱コイル２に流す電流を減らすように駆動回路５を制御する。

これによって制御回路６は、鍋９が置かれた際に生じる静電容量の変化を、ふきこぼれが発生したと誤判定することがなくなるため、ふきこぼれ誤検知による使用者の調理利便性の低下を防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、鍋９が置かれたときの静電容量を基準としてふきこぼれを判定するので検知精度が高く、誤検知等の誤動作を少なくすることができる。

また、鍋９を加熱中も入力電流または加熱コイル電流、加熱コイル電圧を測定し続け、制御回路６は、いずれかの測定値が変化した場合、記憶した静電容量を変化後の静電容量に置き換えて、新たに置き換えた後の静電容量を基準に静電容量が増加した場合にふきこぼれが発生したと判定しても良い。

使用者が加熱調理中に鍋９を動かした場合は、加熱コイル２から見たインピーダンスが変化するため、入力電流、加熱コイル電流、加熱コイル電圧が変化する。この時、電極３ａ、３ｂと鍋９との距離も変わるため、電極３ａ、３ｂ間の静電容量も変わる。この変化後の静電容量を新たな基準としてふきこぼれを判定するので、制御回路６は、鍋９が加熱調理中に動かされた際に生じる静電容量の変化を、ふきこぼれが発生したと誤判定することがなくなるため、ふきこぼれ誤検知による使用者の調理利便性の低下を防ぐことができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３における誘導加熱装置１を上から見た図である。
なお、実施の形態１、２で説明した同一箇所には同じ番号を付して説明を省略する。
図４において、トッププレート８の下には加熱コイル２と電極３ａ、３ｂ、３ｃが配置されている。

次に、本実施の形態の動作を説明する。静電容量測定回路７は電極３ａと電極３ｃに挟まれた電極３ｂを基準電位として、電極３ａと３ｂ間の静電容量と電極３ｃと３ｂ間の静電容量を測定する。制御回路６は電極３ａと３ｂ間、あるいは３ｃと３ｂ間のどちらかの静電容量が増加した場合にはふきこぼれが発生したと判定する。ふきこぼれが発生したと判定した場合は、駆動回路５の動作を停止させるか、または加熱コイル２に流す電流を減らすように駆動回路５を制御する。

以上のように、本実施の形態によれば、複数の電極に挟まれた電極を基準電位とするので、複数個所のふきこぼれ検知を少ない電極数で行うことが可能となる。

１ 誘導加熱装置、２ 加熱コイル、３ａ 電極、３ｂ 電極、３ｃ 電極、４ 交流電源、５ 駆動回路、６ 制御回路、７ 静電容量測定回路、８ トッププレート、９ 鍋、１０ 入力電流測定手段、１１ 加熱コイル電圧測定手段、１２ 加熱コイル電流測定手段。

Claims (3)

1. 鍋を載置するトッププレートと、
   前記トッププレートの下に設けられ、前記鍋を加熱する加熱コイルと、
   交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、
   前記加熱コイル周辺に設けられた複数の電極と、
   前記電極間の静電容量を計測する静電容量測定手段と、
   加熱コイル電流または駆動回路入力電流または加熱コイル駆動電圧を測定する手段と、
   所定の電力になるように前記駆動回路を制御するとともに、前記電極間の静電容量の変化に基づき、ふきこぼれの発生を判定する制御回路と
   を備え、
   前記制御回路は、前記加熱コイルを駆動中に前記加熱コイル電流または前記駆動回路入力電流または前記加熱コイル駆動電圧の、いずれかが変化した場合は、前記電極間の静電容量が変化してもふきこぼれが発生したと判定しないことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 複数の電極は３個以上を加熱コイル外側に配置し、複数の電極に挟まれた電極を基準電位として、この基準電位電極との間で静電容量を測定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. 前記制御回路は、前記電極に交流電圧を印加し、その印加電圧の減衰レベルにより前記静電容量を測定することを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。

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