JP5104126B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は調理容器の過加熱防止が可能な誘導加熱調理器に関するものである。

従来この種の誘導加熱調理器は、図７のブロック図に示すように、載置板１６上に鍋１７が載置され、載置板１６の所定位置の温度を温度検知手段１８により検知する。加熱開始後温度検知手段１８が第１の温度から第２の温度に上昇する温度勾配を温度勾配検知部１９で検出し、検出された温度勾配が温度勾配比較手段２０により比較した結果所定の温度勾配より大きい場合加熱コイル２１の駆動手段２２をＯＮからＯＦＦし、このＯＦＦ直後、温度下降検知手段により温度下降が検知された時点から所定時間経過後駆動手段２１をＯＮしその後温度比較手段２３により比較した結果検知温度が設定温度より高い場合ＯＦＦし低い場合ＯＮする。またこのとき、出力を予定の出力に減ずるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６４−３３８８１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１８は載置板１６下面の所定位置の温度を検出する構成であるため、温度を検出している位置での鍋１７の底面と載置板１６の隙間の大きさが鍋温度と温度検知手段１８の検知温度の関係に大きな影響を及ぼす。すなわち、鍋１７の底が凸状態に反っていて鍋１７底面と載置板１６の隙間が大きくなると、鍋温度が載置板１７に伝わりにくくなるため鍋１７が空焼きなどで負荷が小さい状態であっても温度勾配は小さくなりあたかも負荷が大きいと間違った判断をしてしまい鍋１７が高温になってしまうという課題を有していた。また、鍋１７の底の厚みが薄い場合には鍋底温度が急激に上昇するため、載置板１６下面に熱が伝わるのに時間を要し載置板１６の温度を検出することでは時間的に追従できないため、温度勾配が大きく負荷が小さいと正しく判断しても手遅れとなり、鍋１７底が高温になるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、鍋の底が凸状態に反っている鍋や鍋底の厚みが薄い鍋の過加熱を防止でき効率的に加熱ができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートを介して前記調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力に基づいて前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御手段とを備え、第１の加熱電力量で加熱を開始してから第１の所定時間内に前記赤外線センサの出力が第１の所定の出力を超えた場合、第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱する構成としたものである。

これによって、調理容器底面が発する赤外線を検出することにより直接調理容器底面の温度を検知できるため調理容器底面が凸状態に反っていてトッププレートの間に隙間があっても時間的な遅れが発生せず正確に調理容器底面の温度を検知できる。この検知された温度に基づき第１の加熱電力量で加熱開始してからの調理容器の温度が所定時間以内に赤外線の所定の出力に到達したときには、第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱するので、空焼きなど負荷が小さい状態で加熱しても調理容器が過加熱になるのを防止できるので安全で効率的な加熱を行うことができる。

本発明の誘導加熱調理器は、鍋の底が凸状態に反っている鍋や鍋底の厚みが薄い鍋の過加熱を防止することができる。

第１の発明は、調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレ
ートを介して前記調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力に基づいて前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御手段とを備え、第１の加熱電力量で加熱を開始してから第１の所定時間内に前記赤外線センサの出力が第１の所定の出力を超えた場合、第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、前記第１の所定時間を超えると前記第１の加熱電力量に復帰して加熱を行う構成とすることにより、加熱開始後調理容器底面が発する赤外線を検出することにより直接調理容器底面の温度を検知できるため調理容器底面が凸状態に反っていてトッププレートの間に隙間があっても時間的な遅れが発生せず正確に調理容器底面の温度を検知できる。この検知された温度に基づき第１の加熱電力量で加熱している調理容器の温度が所定の温度に到達する時間が所定時間以内のときは、第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱するため、空焼きなど負荷が小さい状態で加熱しても調理容器が過加熱になるのを防止できる。

また、加熱開始初期に少量油のように急激な温度上昇が行われる場合には火力を抑制して急激な温度上昇を抑えるとともに、その後調理容器内に多くの食材が投入されるなど負荷量が大きくなる場合には、調理容器内の食材を十分加熱することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記第１の所定時間を超えることに代えて、前記第２の加熱電力量で加熱を開始後に前記第２の加熱電気量の積算電力が所定値を超えると、前記第１の加熱電力量に復帰して加熱を行う構成とすることにより、調理容器内に多くの食材が投入されるなど負荷量が大きい場合には、第２の加熱電力量の積算電力による検知結果から、第１の加熱電力量に復帰して加熱を行うので調理容器内の食材を十分加熱することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記赤外線センサの出力が前記第１の所定の出力よりおおきな第２の所定の出力に到達したら加熱を停止する構成とすることにより、過加熱や油等の発火あるいは異常加熱を防ぐことができ、安全に調理を行うことができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、前記赤外線センサの出力が第１の所定の出力より大きな前記第２の所定の出力に到達したら加熱を停止し、加熱を停止してから第２の所定時間経過後に前記赤外線センサの出力が前記第２の所定の出力より低下したら前記第２の加熱電力量で加熱する構成とすることにより、加熱停止から加熱復帰する際に低い電力で加熱を開始させることで鍋底の急激な温度上昇を抑制しつつ調理物を加熱することができる。

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誘導加熱調理器のブロック図である。

図１において、以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１において、トッププレート１上に鍋（調理容器）２が置かれ、トッププレート１の下部には高周波磁界を発生させる加熱コイル３が設けられている。加熱コイル３は同心円状に２分割されており内側と外側のコイル間には隙間が設けられている。加熱コイル３の内側と外側のコイルの隙間には鍋２の半径方向の途中の温度に応じた出力が得られる赤外線センサ４が設けられている。商用電源５は整流平滑部６に入力される。整流平滑部６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６の出力にはインバータ回路７が接続され、インバータ回路７に加熱コイル３が接続される。インバータ回路７と誘導加熱コイル３は高周波インバータを構成する。インバータ回路７には、スイッチング素子８（本実施の形態ではＩＧＢＴ）が設けられる。ダイオード９がスイッチング素子８に逆並列に接続されている。誘導加熱コイル３に並列に共振コンデンサ１０が接続されている。加熱制御部１１は操作部１２からの信号を受けて、スイッチング素子８に駆動信号を出力し、加熱コイル３に高周波磁界を発生させ鍋２を加熱する。図２は赤外線センサ４の原理的な回路図を示す。図２において、トッププレート１を透過するおよそ３ミクロン以下の波長の赤外線が照射されると電流が流れるシリコン等で構成されたフォトダイオード１３が鍋２から放射される赤外線を受光できる位置に設けられている。照射された赤外線により発生した電流はオペアンプ１５で構成された電流変換回路および増幅回路によりマイクロコンピュータでＡ／Ｄ変換回路できるように信号処理される。図３に赤外線センサ４の特性の一例を示す。横軸が調理容器の底面温度［℃］、縦軸が赤外線センサの電圧出力［Ｖ］である。本実施の形態の赤外線センサ４は鍋２の過加熱を防止する用途であるため２５０℃以上の温度で出力が得られるように構成している。

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。図１において、トッププレート１上に空の鍋２が置かれ、操作部１２に配置された加熱開始キー１４が押されると加熱制御部１１はインバータ回路７を駆動し加熱コイル３に高周波磁界を発生させ鍋２の加熱を開始する。

図４は加熱中の鍋２底面の温度［℃］と赤外線センサ４の出力［Ｖ］と加熱電力量［Ｗ］の時間的な変化を示す図である。図４において図１の加熱開始キー１４が押されると第１の加熱電力量Ｐ１で加熱を開始する。鍋２の温度上昇にともない赤外線センサ４の出力が増加し、第１の所定の出力Ｖ１に到達し、このとき加熱電力量Ｐ１の加熱時間ｔｐ１が第１の所定時間ｔ１以内のときは、第１の加熱電力量Ｐ１よりも加熱電力の低い第２の加熱電力量Ｐ２で加熱を行う。

このような構成から、赤外線センサ４により直接鍋２底面の温度を検出することで時間的な遅れが発生せず鍋２底面の厚みが薄く急激な温度上昇にも追従して温度検出が可能となり、鍋２底面の反りの影響を受けずに鍋２底面の温度を正確に検出することが可能となり、鍋２の過加熱を防止することができるとともに、鍋２底面の厚みが薄い場合に、必要以上の加熱電力量を加えないように制御できるため安全に調理を行え、かつ鍋２の変形などを防止することができる。

また、第２の加熱電力量Ｐ２で加熱を行う時間を第１の所定時間ｔ１以内の急激な赤外線センサ４の出力変化に制限することで、加熱開始初期に少量油のように急激な温度上昇が行われる場合には火力を抑制して急激な温度上昇を抑えるとともに、その後調理容器内に多くの食材が投入されるなど負荷量が大きく第１の所定時間ｔ１以内にはおさまらないゆるやかな赤外線センサ４の出力変化になる場合には、第２の加熱電力量Ｐ２よりも加熱電力の高い第１の加熱電力量Ｐ１により調理容器内の食材を十分加熱することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調理器の加熱中の鍋２底面の温度［℃］と赤外線センサ４の出力［Ｖ］と加熱電力量［Ｗ］の時間的な変化を示す図である。

図５において図１の加熱開始キー１４が押されると第１の加熱電力量Ｐ１で加熱を開始する。鍋２の温度上昇にともない赤外線センサ４の出力が増加し、第１の所定の出力Ｖ１に到達し、このとき加熱電力量Ｐ１の加熱時間ｔｐ１が第１の所定時間ｔ１以内のときは、第１の加熱電力量Ｐ１よりも加熱電力の低い第２の加熱電力量Ｐ２で加熱を行い、第２の加熱電力量Ｐ２で加熱を開始後に積算電力が所定の値Δｐを超えると、第１の加熱電力量Ｐ１に復帰して加熱を行う。

また、鍋２の温度上昇にともない赤外線センサ４の出力が増加し、第２の所定の出力Ｖ２に到達すると加熱を停止する。

このような構成から、調理容器２底面の厚みが十分厚い、あるいは食材投入の場合など、高い加熱電力量が必要な場合や高い加熱電力量を加えても過加熱にならない場合には高い加熱電力量で短時間に加熱することが可能となるとともに、食材を途中で取出し負荷量が小さくなって過加熱方向になる場合には停止するので安全に効率的な調理を行うことができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における誘導加熱調理器の加熱中の鍋２底面の温度［℃］と赤外線センサ４の出力［Ｖ］と加熱電力量［Ｗ］の時間的な変化を示す図である。図１の加熱開始キー１４が押されると第１の加熱電力量Ｐ１で加熱を開始する。鍋２の温度上昇にともない赤外線センサ４の出力が増加し、第１の所定の出力Ｖ１に到達し、このとき加熱電力量Ｐ１の加熱時間ｔｐ１が第１の所定時間ｔ１以内のときは、第１の加熱電力量Ｐ１よりも加熱電力の低い第２の加熱電力量Ｐ２で加熱を行い、第２の加熱電力量Ｐ２で加熱を行った積算電力が所定の値Δｐを超えると、第１の加熱電力量Ｐ１に復帰して加熱を行い、調理容器２の温度上昇にともない赤外線センサ４の出力が増加することによって、第２の所定の出力Ｖ２に到達して加熱を停止した後、第２の所定時間経過後に赤外線センサ４の出力が所定の出力より低下したら第２の加熱電力量Ｐ２で再度加熱を行い、以後これを繰り返す。また、加熱停止中には、表示手段３０（図示せず）により例えば「火力セーブ中」のような表示を行う。

このような構成から、調理をするとき鍋２に少量の油のみを入れて加熱し鍋２が２００℃を超えるぐらいまで予熱した後に肉、たまねぎなどの食材を投入し炒めるという手順で行う際、油のみを入れて加熱する予熱の工程では負荷が小さいため第２の加熱電力量で加熱することにより過加熱を防止するとともに、肉、たまねぎなどを投入し炒める工程では負荷が大きいため第１の加熱電力量で加熱することにより、強い火力で炒めることが可能になる。

また、食材を途中で取出し負荷量が小さくなっても加熱を停止することで過加熱を防止できるとともに、再度食材を投入されても継続して効率的で安全性の高い調理を行うことができる。

また、加熱停止から加熱復帰する際に低い電力で加熱を開始させることで鍋２底の急激な温度上昇を抑制しつつ調理物を加熱することができる。

また、加熱が停止しているときには使用者に表示で知らせるので加熱状況を認識でき、安心、安全を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は鍋の底が凸状態に反っている鍋や鍋底の厚みが薄い鍋の過加熱を防止が可能であり、高齢者が使用しても安全安心な調理機器が実現できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のブロック図 本発明の実施の形態１における赤外線センサの回路図 本発明の実施の形態１赤外線センサの調理容器底面温度と出力の関係を示す図 本発明の実施の形態１における加熱中の調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示す図 本発明の実施の形態２における加熱中の調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示す図 本発明の実施の形態３における加熱中の調理容器底面の温度と赤外線センサの出力と加熱電力量の時間的な変化を示す図 従来の誘導加熱調理器のブロック図

符号の説明

１ トッププレート
２ 鍋（調理容器）
３ 加熱コイル
４ 赤外線センサ
１１ 加熱制御手段
３０ 表示手段（図示せず）

Claims (4)

1. 調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートを介して前記調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力に基づいて前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御手段とを備え、第１の加熱電力量で加熱を開始してから第１の所定時間内に前記赤外線センサの出力が第１の所定の出力を超えた場合、第１の加熱電力量より低い第２の加熱電力量で加熱し、前記第１の所定時間を超えると前記第１の加熱電力量に復帰して加熱を行う構成とした誘導加熱調理器。
2. 前記第１の所定時間を超えることに代えて、前記第２の加熱電力量で加熱を開始後に前記第２の加熱電気量の積算電力が所定値を超えると、前記第１の加熱電力量に復帰して加熱を行う構成とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記赤外線センサの出力が前記第１の所定の出力より大きな第２の所定の出力に到達したら加熱を停止する構成とした請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記赤外線センサの出力が第１の所定の出力より大きな前記第２の所定の出力に到達したら加熱を停止し、停止してから第２の所定時間経過後に前記赤外線センサの出力が前記第２の所定の出力より低下したら前記第２の加熱電力量で加熱する構成とした請求項３に記載の誘導加熱調理器。

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