JP5455995B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
本実施の形態1では、厨房家具に形成された設置口に設置されるいわゆるビルトイン型の誘導加熱調理器に本発明を適用した場合を例に説明する。
図1は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す上面図である。
図2は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。なお、図1、図2及び後述の各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
第一加熱部3aの加熱手段は、加熱口のほぼ中央に配置された中央コイル4と、中央コイル4の周辺に配置された複数の周辺コイル5とを備える。中央コイル4と周辺コイル5の形状及び配置の例については後述する。中央コイル4と周辺コイル5は、コイル支持台(図示せず)によって保持されている。
なお、以降の説明において、中央コイル4と周辺コイル5を、「加熱コイル」と総称する場合がある。
一般に、加熱コイルのインピーダンスは、加熱コイルの上方に載置された被加熱物9の有無、大きさ(面積)、及び材質に依存して変化し、これに伴って駆動回路10を構成するインバータ回路に流れる電流量も変化する。そこで、載置位置検知部131は、負荷検知部14が検出した中央コイル4及び周辺コイル5に流れる電流量に基づいて、各加熱コイルのインピーダンス値を検出し、これによって各加熱コイル上への被加熱物9の載置状態を判別する。
図4は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。第一加熱部3aの加熱コイルは、中央コイル4と、複数の周辺コイル5を備える。また、加熱コイルの巻き線同士の隙間には、複数の温度センサ6が設けられている。
各周辺コイル5は、それぞれ、駆動回路10で個別に駆動される。
また、複数の温度センサ6のうち少なくとも1つ以上は、なるべく加熱コイルの近くに配置するのが好ましい。温度センサ6と加熱コイルとが離れすぎていると、温度検出位置と加熱位置とが離れすぎることとなり、被加熱物の温度を精度よく検出することができないためである。
図5は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイル及び温度センサと被加熱物の位置関係の例を示す図である。図5では、被加熱物9の2パターンの載置位置を、それぞれ、符号X1、X2にて示している。図6は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明するフローチャートである。以下、適宜図5を参照しつつ、図6に沿って実施の形態1に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
各加熱コイルと各温度センサ6とは、互いの配置関係に基づいて予め対応付けが定められている。対応付けは、ある加熱コイルが駆動中である場合に被加熱物9の温度をより検出しやすい温度センサ6が対応付けられるようにして定められている。基本的には、各加熱コイルの近傍に配置された温度センサ6が、当該加熱コイルに対して対応付けられる。この対応付けに関する情報は、図示しない記憶装置に記憶されている。
また、例えば、図5では図示しないが、すべての加熱コイル上に被加熱物9が載置されている場合には、すべての加熱コイルが駆動され、すべての温度センサ6の検出値が参照される。
この場合、図7(b)に示すように、被加熱物9によって覆われている温度センサa、b、cの検出温度は、加熱時間の経過とともに上昇していく。これに対し、被加熱物9によって覆われていない温度センサdの検出温度は、天板2を介した伝熱によって上昇するものの、温度センサa、b、cの検出温度と比べると低い値となる。
一方、被加熱物9がX2の位置に載置されている場合にも、被加熱物9によって覆われていない温度センサ6cの検出値は、他の温度センサ6の検出値と比べると低い値となる。そして、被加熱物9がX1の位置に載置されている場合と比べると、温度センサ6cは被加熱物9からの距離が遠いため、検出値の上昇はあまり見込めない。すなわち、温度センサ6cによって検出される最小値Tminと、他の温度センサ6により検出される最大値Tmaxとの差が大きくなる。
そこで、例えばX2に示す位置に被加熱物9が載置された場合に、「鍋ずれ」であると判断できるよう、所定のしきい値Aを定める。
ステップS9にて、最大値Tmaxと最小値Tminの差分が所定のしきい値Aを超えていない場合、すなわち鍋ずれではない場合には(S9;No)、制御部13は、設定された火力を得るための制御を継続する(S15)。
報知は、表示部7にてランプを点灯したり警告メッセージを表示したりしてもよいし、これに代えてあるいはこれに加えて、図示しないブザーやスピーカにて音声を出力してもよい。このようにすることで、使用者に鍋ずれが生じていることを認識させることができる。
(1)火力制限の動作例
火力制限を行う場合には、駆動中の加熱コイルのすべてについて、投入電力を低下または停止させてもよい。このようにすることで、被加熱物9や加熱コイル全体の急激な温度上昇を抑制することができる。
また、各加熱コイルと各温度センサ6とを両者の近接度合いによって予め対応づけておき、複数の加熱コイルのうち、最小値Tminを検出した温度センサ6の近傍に配置されている加熱コイルへの投入電力を、選択的に低下または停止させてもよい。また、最小値Tminを検出した温度センサ6の方向(加熱コイルの中央を基準とした方向)に配置されている加熱コイルへの投入電力を、選択的に低下または停止させてもよい。すなわち、温度センサ6の検出温度に基づいて、被加熱物9が載置されていない、あるいは載置面積が小さい可能性の高い加熱コイルを判定し、その加熱コイルについて選択的に投入電力を低下または停止させるのである。このようにすることで、被加熱物9の加熱に寄与しない無駄な電力を削減でき、また、加熱コイルの過度な温度上昇を抑制することができる。
鍋ずれの検知に伴って火力制限を行う前に、報知部16により、火力制限を行う旨の報知を行ってもよい。このようにすることで、使用者に対して鍋ずれの解消を促すことができる。そして、火力制限を行う旨の報知を行った後、再び温度センサ6の検出値の最大値Tmaxと最小値Tminの差分としきい値Aとの比較を行い、差分がしきい値Aを下回っていれば、報知部16による報知を停止するとともに、火力制限を行わないこととする。鍋ずれが解消されれば、火力制限が行われないため、使用者にとっての調理感を損なうこともなく、使い勝手のよい誘導加熱調理器とすることができる。なお、火力制限を行う旨の報知を行った後においても、最大値Tmaxと最小値Tminの差分がしきい値よりも大きい場合には火力制限を行うものとする。
図6では、ステップS9にて鍋ずれが検知された場合、ステップS10にて鍋ずれの報知を行った後、所定時間αが経過してから火力制限を行うものとして説明した。しかし、制御部13は、ステップS9にて鍋ずれを検知した場合、鍋ずれの報知と火力制限を、同時に行うこととしてもよい。このようにすることで、より早期に火力制限が行え、被加熱物9や加熱コイルの過度な温度上昇を抑制することができる。
上記説明では、複数の温度センサ6の検出値の最大値Tmaxと最小値Tminの差分が所定のしきい値Aを超えたか否かにより、被加熱物9の載置位置を判断(鍋ずれ判断)する例を示した。しかし、温度センサ6の検出値の単位時間当たりの上昇量に基づいて、当該温度センサ6の上方に被加熱物9が載置されているか否かを判断することもできる。例えば、複数の温度センサ6の検出値の単位時間当たりの上昇量を比較し、ある温度センサ6の検出値の上昇量が所定のしきい値より小さい場合や、他の温度センサ6と比べて上昇量が小さい場合に、当該温度センサ6の上方に被加熱物9が載置されていないと判断することができる。
載置位置検知部131により検出された被加熱物9の載置位置と、載置位置検知部132により検出された被加熱物9の載置位置とが一致しない場合には、異常が生じたものとして、これを報知部16により報知するとともに投入電力を低下または停止するようにしてもよい。
前述の実施の形態1では、被加熱物9の載置位置として鍋ずれを判断する例を示したが、本実施の形態2では、鍋ずれに加え、被加熱物9の鍋反り(被加熱物9の底面が反った状態)を検出する動作例を説明する。なお、本実施の形態2の誘導加熱調理器の基本的な構成は実施の形態1と同様であり、本実施の形態2では誘導加熱調理器の動作を中心に説明する。
ここで、中央センサCTとは、ステップS6にて選択された温度センサ6のうち、被加熱物9の載置範囲内に配置されていると推定される温度センサ6である。より好ましくは、中央センサCTは、ステップS6にて選択された温度センサ6のうち、被加熱物9の中央により近いと推定される温度センサ6である。
中央センサCTは、被加熱物9の載置範囲内に配置されていると推定される温度センサ6であり、駆動中の加熱コイルの組み合わせ毎に定められる。すなわち、ある組み合わせで加熱コイルが駆動されているとして(1つの加熱コイルが駆動されている場合も含む)、当該組み合わせとなるときの被加熱物9の載置領域を推定し、この被加熱物9の載置範囲内に配置されていると推定されている温度センサ6を、中央センサCTとする。
より好ましくは、ある組み合わせで加熱コイルが駆動されているとして(1つの加熱コイルが駆動されている場合も含む)、当該組み合わせとなるときの被加熱物9の載置領域を推定し、この被加熱物9の中央により近いと推定される温度センサ6を、中央センサCTとする。後述するように中央センサCTの検出値は、被加熱物9の鍋反りを判断するための情報として用いられるため、鍋反りが生じやすい被加熱物9の中央に近い位置に配置された温度センサ6を中央センサCTとすることで、鍋反りを検出しやすい。
駆動中の加熱コイルの組み合わせにおいてどの温度センサ6を中央センサCTとするかは、各加熱コイルと各温度センサ6の配置関係に基づいて予め定められており、図示しない記憶装置に記憶されている。
ステップS7〜ステップS9については、実施の形態1で示した図6のステップS7〜S9と同様である。
また、被加熱物9は、鍋底の中央部が上方に向かって凹んでおり、鍋反りの状態であるものとする。
この場合、図10(b)に示すように、被加熱物9の底面のうち天板2に接している部分に対応する温度センサa、cの検出温度は、加熱時間の経過とともに上昇していく。しかし、被加熱物9の鍋反り部分(上方に向かって凹んだ部分)に対応した位置にある温度センサbの検出温度は、天板2を介した伝熱によって上昇するものの、被加熱物9の反りの程度にもよるが温度センサa、cの検出温度と比べると低い温度となる。
そして、最小値Tminを検出した温度センサ6が、中央センサCTである場合には、鍋反りであると判断することができる。
ステップS9Aにて最小値Tminを検出した温度センサ6が中央センサCTである場合、すなわち被加熱物9が鍋反り状態であると判断した場合には(S9A;Yes)、制御部13は、鍋反り状態である場合の専用の制御シーケンスにより、駆動制御部12や報知部16を制御する(S9B)。
上記説明では、最小値Tminを検出した温度センサ6が中央センサCTである場合には鍋反りであると判断することとして説明した。しかし、最小値Tminを検出した温度センサ6が中央センサCTである場合に、さらに、最大値Tminと最小値Tminの差異が、所定のしきい値B(但し、しきい値Bはしきい値Aよりも大きい値)を超えている場合に、鍋反りであると判断してもよい。このようにすることで、例えば反り量が少ない被加熱物9であれば鍋反りと判断されにくくなり、使用可能な被加熱物9の自由度が高まる。この場合、しきい値Bは、鍋反りがある場合でも被加熱物9の温度制御が可能なものについては鍋反りと判断しないような値に設定する。
本実施の形態3では、加熱コイルの他の構成例を説明する。なお、本実施の形態3は、加熱コイルの構成と温度センサの配置に特徴を有するものであり、前述の実施の形態1または実施の形態2と組み合わせて用いることができる。
図11は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
また、温度センサ60g、60hは、環状に構成された中央コイル40の中央の空間に配置されており、この温度センサ60g、60hの配置位置は、第一加熱部3aのほぼ中央(すなわち、当該加熱口のほぼ中央)に対応している。
駆動中の加熱コイルと各温度センサ60との対応付けは、ある加熱コイルが駆動中である場合に被加熱物9の温度をより検出しやすい温度センサ60が対応付けられるようにして、加熱コイルと温度センサ60の配置関係に基づいて予め定められており、この対応付けに関する情報は図示しない記憶装置に記憶されている。
また、図11の例では加熱コイルの数(1つの中央コイル40、6つの周辺コイル50)と同数の温度センサ60を設ける例を示しているが、例えば、図11に破線で示す温度センサ60xのように、中央コイル40と2つの周辺コイル50とに囲まれた空間に設けることもでき、この場合には、中央コイル40に加え、周辺コイル50aと周辺コイル50bの少なくとも何れか一方が駆動している場合に温度センサ60xを参照するよう、対応付けることができる。
また、本実施の形態3で示した中央コイル40に代えて、実施の形態1で示したいわゆる二重コイルである中央コイル4を採用してもよい。
本実施の形態4では、加熱コイルと温度センサの他の構成例を説明する。なお、本実施の形態4は、加熱コイルの構成と温度センサの配置に特徴を有するものであり、前述の実施の形態1または実施の形態2と組み合わせて用いることができる。
図12は、実施の形態4に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
また、中央コイル4と周辺コイル500dとの間に温度センサ600eが、中央コイル4と周辺コイル500aとの間に温度センサ600fが、中央コイル4と周辺コイル500bとの間に温度センサ600gが、中央コイル4と周辺コイル500cとの間に温度センサ600hが配置されている。温度センサ600e、600f、600g、600hは、隣り合うもの同士の距離がほぼ等しくなるように配置されている。
また、第一加熱部3aの中央から延びる放射線を仮定すると、温度センサ600a〜600dと、温度センサ600e〜600hは、同一の放射線上にならないよう配置されている。このようにすることで、第一加熱部3aの中央部から見た温度センサ600の配置方向の偏りを低減し、多数の方向に温度センサ600を配置している。
駆動中の加熱コイルと各温度センサ600との対応付けは、ある加熱コイルが駆動中である場合に被加熱物9の温度をより検出しやすい温度センサ600が対応付けられるようにして、加熱コイルと温度センサ600の配置関係に基づいて予め定められており、この対応付けに関する情報は図示しない記憶装置に記憶されている。
また、例えば、図12に破線で示す温度センサ600xのように、中央コイル4と2つの周辺コイル500とに囲まれた空間に設けることもでき、この場合には、中央コイル4に加え、周辺コイル500aと周辺コイル500bの少なくとも何れか一方が駆動している場合に温度センサ600xを参照するよう、対応付けることができる。
Claims (14)
- 被加熱物が載置される天板と、
加熱口に対応して前記天板の下方に配置され、前記天板に載置された被加熱物を誘導加熱する加熱コイル群と、
前記加熱コイル群を構成する複数の加熱コイルのそれぞれに、独立して高周波電流を供給する複数の駆動部と、
前記加熱口に対応して設けられた複数の温度検知装置と、
前記複数の加熱コイルのそれぞれの上方に前記被加熱物が載置されているか否かを検知する第一載置位置検知部と、
前記第一載置位置検知部の検知結果に基づいて、前記複数の温度検知装置の中からさらに複数の温度検知装置を選択し、当該選択された温度検知装置の検出値に基づいて、前記加熱口における前記被加熱物の載置位置を検知する第二載置位置検知部と、を備えた
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記第一載置位置検知部の検知結果及び前記第二載置位置検知部の検知結果に基づいて、前記複数の加熱コイルに供給する高周波電流を可変するよう前記駆動部を制御する制御部を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記加熱コイル群を構成する加熱コイルと、前記複数の温度検知装置のそれぞれは、予め配置関係に基づいて対応付けられており、
前記第二載置位置検知部は、
前記第一載置位置検知部によって上方に前記被加熱物が載置されていると判断された前記加熱コイルに対応付けられた前記温度検知装置を選択する
ことを特徴とする請求項2記載の誘導加熱調理器。 - 前記第二載置位置検知部は、
前記複数の温度検知装置の検出値の最大値と最小値との差異が、所定のしきい値を超えたか否かにより、前記被加熱物が予め定められた領域から外れて載置された状態である鍋ずれを検知し、
前記制御部は、
前記鍋ずれが検知された場合には、前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第二載置位置検知部は、
前記複数の温度検知装置の検出値の最小値と最大値との差異が、所定のしきい値を超えた場合であって、前記最小値を検出した前記温度検知装置の設置位置が、前記第一載置位置検知部の検知結果により推定される前記被加熱物の載置範囲内であるか否かにより、前記被加熱物の底が反った状態である鍋反りを検知し、
前記制御部は、
前記鍋反りが検知された場合には、前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の誘導加熱調理器。 - 前記第二載置位置検知部は、
前記複数の温度検知装置の検出値の最小値と最大値との差異が、所定の第一しきい値を超え、かつ、前記最小値を検出した前記温度検知装置の設置位置が、前記第一載置位置検知部の検知結果により推定される前記被加熱物の載置範囲内である場合に、前記最小値と最大値との差異が、前記第一しきい値よりも大きい値である第二しきい値を超えたか否かにより、前記被加熱物の底が反った状態である鍋反りを検知し、
前記制御部は、
前記鍋反りが検知された場合には、前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の誘導加熱調理器。 - 被加熱物が載置される天板と、
加熱口に対応して前記天板の下方に配置され、前記天板に載置された被加熱物を誘導加熱する加熱コイル群と、
前記加熱コイル群を構成する複数の加熱コイルのそれぞれに、独立して高周波電流を供給する複数の駆動部と、
前記加熱口に対応して設けられた複数の温度検知装置と、
前記複数の加熱コイルのそれぞれの上方に前記被加熱物が載置されているか否かを検知する第一載置位置検知部と、
前記複数の温度検知装置の検出値に基づいて、前記加熱口における前記被加熱物の載置位置を検知する第二載置位置検知部と、
前記第一載置位置検知部の検知結果及び前記第二載置位置検知部の検知結果に基づいて、前記複数の加熱コイルに供給する高周波電流を可変するよう前記駆動部を制御する制御部とを備え、
前記第二載置位置検知部は、
前記複数の温度検知装置の検出値の最小値と最大値との差異が、所定のしきい値を超えた場合であって、前記最小値を検出した前記温度検知装置の設置位置が、前記第一載置位置検知部の検知結果により推定される前記被加熱物の載置範囲内であるか否かにより、前記被加熱物の底が反った状態である鍋反りを検知し、
前記制御部は、
前記鍋反りが検知された場合には、前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 被加熱物が載置される天板と、
加熱口に対応して前記天板の下方に配置され、前記天板に載置された被加熱物を誘導加熱する加熱コイル群と、
前記加熱コイル群を構成する複数の加熱コイルのそれぞれに、独立して高周波電流を供給する複数の駆動部と、
前記加熱口に対応して設けられた複数の温度検知装置と、
前記複数の加熱コイルのそれぞれの上方に前記被加熱物が載置されているか否かを検知する第一載置位置検知部と、
前記複数の温度検知装置の検出値に基づいて、前記加熱口における前記被加熱物の載置位置を検知する第二載置位置検知部と、
前記第一載置位置検知部の検知結果及び前記第二載置位置検知部の検知結果に基づいて、前記複数の加熱コイルに供給する高周波電流を可変するよう前記駆動部を制御する制御部とを備え、
前記第二載置位置検知部は、
前記複数の温度検知装置の検出値の最小値と最大値との差異が、所定の第一しきい値を超え、かつ、前記最小値を検出した前記温度検知装置の設置位置が、前記第一載置位置検知部の検知結果により推定される前記被加熱物の載置範囲内である場合に、前記最小値と最大値との差異が、前記第一しきい値よりも大きい値である第二しきい値を超えたか否かにより、前記被加熱物の底が反った状態である鍋反りを検知し、
前記制御部は、
前記鍋反りが検知された場合には、前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記鍋ずれが検知された場合に報知を行う報知部を備えた
ことを特徴とする請求項4記載の誘導加熱調理器。 - 前記鍋反りが検知された場合に報知を行う報知部を備えた
ことを特徴とする請求項5または請求項6記載の誘導加熱調理器。 - 前記報知部は、前記制御部が前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよりも前に報知を行う
ことを特徴とする請求項9または請求項10記載の誘導加熱調理器。 - 前記第二載置位置検知部は、前記報知部による報知が行われた後、再び、前記被加熱物の載置位置を検知する
ことを特徴とする請求項11記載の誘導加熱調理器。 - 前記第二載置位置検知部の検知結果に基づいて前記加熱コイルへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させる前に、高周波電流の供給を抑制する旨の報知を行う報知部を備えた
ことを特徴とする請求項4〜請求項12のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記加熱コイル群を構成する前記加熱コイルとして、中央コイルと、前記中央コイルの周辺に配置された複数の周辺コイルとを備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
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