JP5542506B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、吹きこぼれを抑制する誘導加熱調理器に関するものである。

従来のこの種の誘導加熱調理器として、例えば「鍋１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の上方で鍋１を保持する天板２と、天板２の下に設置され鍋１の底面から放射される赤外線を検知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の温度を検出する温度検知手段６と、温度検知手段６の出力に基づいて、所定の時間後に鍋内の液体が沸騰すると予測される温度または時間を検知する沸騰前検知手段７とを備え、沸騰前検知手段７にて沸騰前の状態を検知後、加熱コイル３の入力電力を抑制する」という誘導加熱調理が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１３４６２６号公報（要約、図１）

鍋からの内容物の吹きこぼれを防止するにあたっては、鍋側面付近の内容物の温度を下げることと、鍋中央から鍋側面に向かう対流を小さくすることが重要である。しかしながら、上記特許文献１では、この点に関し考慮されておらず、単に加熱コイルの入力電力を抑制する制御を行っている。このため、鍋側面付近だけでなく鍋全体の加熱量が一様に低下し、必要以上に内容物の温度が低下してしまうという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、鍋側面付近の内容物の温度を低下させることで、効果的に吹きこぼれを抑制することが可能な誘導加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を載置する天板と、被加熱物の底面の温度を検知する温度センサと、温度センサの出力に基づき被加熱物内の内容物の温度を検出する温度検出手段と、天板の下に設けられ、被加熱物を誘導加熱する第１の加熱コイルと、第１の加熱コイルの外周に同心円状に配置され、被加熱物を誘導加熱する第２の加熱コイルと、第１の加熱コイルを駆動する第１の駆動回路と、第２の加熱コイルを駆動する第２の駆動回路と、被加熱物のサイズを判定する鍋サイズ判定手段と、第１の駆動回路及び第２の駆動回路を制御して第１の加熱コイル及び第２の加熱コイルによる加熱を制御する制御回路とを備え、制御回路は、第１の駆動回路及び第２の駆動回路の両方を駆動して第１の加熱コイル及び第２の加熱コイルによる被加熱物の加熱を開始後、温度検出手段にて検出した温度に基づいて被加熱物が吹きこぼれしやすい状態か否かを判断し、吹きこぼれしやすい状態と判断した場合、第２の駆動回路の駆動を停止する一方、被加熱物のサイズが標準鍋であれば、停止期間を短く設定した第１の間欠駆動パターンで第１の駆動回路を間欠駆動させ、被加熱物のサイズが標準鍋よりも鍋底径が小さい小鍋であれば、停止期間を長く設定した第２の間欠駆動パターンで第１の駆動回路を間欠駆動させるものである。

本発明によれば、第１の加熱コイル及び第１のコイルの外周に同心円状に配置した第２の加熱コイルによる被加熱物の加熱を開始後、温度検出手段にて検出した温度に基づいて被加熱物が吹きこぼれしやすい状態か否かを判断し、吹きこぼれしやすい状態と判断した場合、第２の駆動回路の駆動を停止して第１の駆動回路のみの駆動に切り替えるようにした。これにより、鍋側面に近い部分の温度を下げると共に鍋中央から鍋側面に向かう対流を小さくすることができ、効果的に吹きこぼれを抑制することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 図１の加熱コイルと内側加熱コイル駆動回路及び外側加熱コイル駆動回路との接続関係を示す図である。 図１の加熱コイルと標準鍋又は小鍋との位置関係を示す図である。 図１の加熱コイルの駆動と鍋内の対流との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る誘導加熱調理器の吹きこぼれ防止制御を示すフローチャートである。

図１は本発明の一実施の形態に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。図２は、図１の加熱コイルの平面図で、加熱コイルと内側加熱コイル駆動回路及び外側加熱コイル駆動回路との接続関係を示している。図３（ａ）は、図１の加熱コイルと標準鍋との位置関係を示す図、図３（ｂ）は、図１の加熱コイルと小鍋との位置関係を示す図である。
誘導加熱調理器は、被加熱物である鍋１を載置する天板２と、天板２の下に配設した加熱コイル３とを備えている。加熱コイル３は、内側加熱コイル３ａと、内側加熱コイル３ａの外側に同心円状に配設された外側加熱コイル３ｂとから構成され、後述の内側加熱コイル駆動回路７ａ及び外側加熱コイル駆動回路７ｂにより個別に駆動できるようになっている。

天板２の下方には、天板２の下面に接触して鍋底温度を測定する例えばサーミスタである温度センサ４が複数（ここでは２つ）設けられている。なお、鍋底温度の検出手段としてはサーミスタに限られず、赤外線センサとしても良い。誘導加熱調理器は更に、温度センサ４の出力に基づき鍋１内の内容物１０の温度を検出する温度検出手段５と、鍋１の大きさを判別する鍋サイズ判別手段６とを備えている。また、誘導加熱調理器は、内側加熱コイル駆動回路７ａと、外側加熱コイル駆動回路７ｂと、制御回路８とを備えている。内側加熱コイル駆動回路７ａは、商用交流電源から供給される商用電力を高周波電力に変換して内側加熱コイル３ａに高周波電流を流し、内側加熱コイル３ａを駆動する。内側加熱コイル駆動回路７ａは、商用交流電源から供給される商用電力を高周波電力に変換して外側加熱コイル３ｂに高周波電流を流し、外側加熱コイル３ｂを駆動する。

温度検出手段５は、各温度センサ４が検出した鍋底温度の平均値を、以下の換算式により鍋１の内容物１０の温度に換算して制御回路８に出力する。ここでは、温度センサ４が検知する天板２下面の温度と鍋中央付近の内容物１０の温度との差が、概ね例えば２０℃であることを利用し、前記平均値に２０℃を加算した温度を内容物温度（鍋中央付近の温度）として算出する。但し、内容物１０の温度算出方法は、この方法に限られたものではない。

鍋サイズ判別手段６は、外側加熱コイル３ｂに流れる電流値に基づき鍋サイズを判別し、その判別信号を制御回路８に出力する。図３（ａ）に示すように、鍋底の大きな鍋１の場合、外側加熱コイル３ｂに対向する部分に鍋底が存在するため、外側加熱コイル３ｂの磁気インピーダンスが低くなって外側加熱コイル３ｂの流れる電流が大きくなる。逆に、図３（ｂ）に示すように鍋底の小さな鍋１の場合、外側加熱コイル３ｂに対向する部分に鍋底が存在しない又は鍋底が存在する面積が小さくなるため、外側加熱コイル３ｂの磁気インピーダンスが高くなって外側加熱コイル３ｂに流れる電流が小さくなる。この現象を利用して鍋底径が所定寸法以上の標準鍋か否かを判別する。なお、鍋サイズの検出方法はこれに限られたものではなく、その他の従来公知の方法を採用できる。例えば外側加熱コイル３ｂの内側の適正箇所に検知視野が天板２側を向くようにして赤外線センサを配置し、赤外線センサの検知結果に基づいて鍋サイズを判別するようにしても良い。すなわち、標準鍋の場合、赤外線センサは鍋底温度を捉えるため検知温度が高くなり、小鍋の場合、赤外線センサは鍋底温度を捉えず検知温度が低くなる。よって、この検知温度の違いにより判別可能である。

制御回路８はマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等を備えており、ＲＯＭには後述の吹きこぼれ防止制御のプログラムを含む制御プログラム、後述の吹きこぼれ前温度や復帰温度、更には後述の間欠駆動の各パターン等が記憶されている。制御回路８は、制御プログラムに従って誘導加熱調理器全体を制御する。

吹きこぼれ防止制御とは、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｂの両方を駆動して加熱調理を開始した後、内容物１０の温度が予め設定された吹きこぼれ前温度となると、外側加熱コイル３ｂを停止させ、内側加熱コイル３ａのみで加熱を継続する制御である。これにより、鍋側面付近の内容物１０の温度を低下させることができると共に、次の図４にて説明するように鍋中央から鍋側面に向かう対流を小さくすることができ、吹きこぼれを抑制することが可能である。

図４（ａ）は、内側加熱コイルと外側加熱コイルの両方を駆動した場合の鍋内の対流を示す図である。図４（ｂ）は、内側加熱コイルのみを駆動した場合の鍋内の対流を示す図である。なお、図４では標準鍋の例で示している。
内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｂの両方を駆動した場合には、図４（ａ）に示すように、鍋中央から鍋側面に向かう大きな対流が生じる。これに対し、内側加熱コイル３ａのみの駆動に切り替えた場合には、図４（ｂ）に示すように、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｂの両方を駆動した場合に比べて鍋側面に向かう対流が小さくなる。よって、吹きこぼれ抑制に効果がある。また、内側加熱コイル３ａのみの駆動に切り替えた場合でも鍋中央部の対流は維持される。よって、鍋中央部の温度を外側加熱コイル３ｂ停止前の温度のままに維持することが可能である。

また、本例においては、内側加熱コイル３ａのみの駆動に切り替えた後、駆動と停止とを繰り返す間欠駆動を行わせるようにしている。これにより、吹きこぼれ抑制の確実性を更に高めている。そして、更に、標準鍋の場合と小鍋の場合とで間欠駆動のパターンを異ならせている。標準鍋の場合、鍋１の開口面積が大きく、内容物１０が空気に接している面積が広い。このため、外側加熱コイル３ｂの駆動を停止させた際の空気接触部表面温度低下率が大きい。これに対し、小鍋の場合、鍋１の開口面積が小さく、内容物１０が空気に接している面積が狭いため、標準鍋に比べて外側加熱コイル３ｂの駆動を停止させた際の空気接触部表面温度低下率が小さい。よって、標準鍋と小鍋とでは間欠駆動における停止期間を異ならせたパターンとしており、小鍋の方の停止期間を標準鍋に比べて長く設定している。なお、間欠駆動の駆動期間及び停止期間は、図示しない操作パネルを用いて使用者により任意に設定変更可能とする。

図５は、本発明の一実施の形態に係る誘導加熱調理器の吹きこぼれ防止制御を示すフローチャートである。以下、図５を参照して実施の形態１の誘導加熱調理器の吹きこぼれ防止制御の動作を説明する。
操作入力部（図示せず）から加熱動作の開始指示が入力されると（Ｓ１）、制御回路８は、鍋サイズ判別手段６により鍋サイズを判定する（Ｓ２）。鍋サイズ判別手段６により標準鍋と判定された場合、制御回路８は内側加熱コイル駆動回路７ａ及び外側加熱コイル駆動回路７ｂの両方を駆動し、内側加熱コイル３ａ及び外側加熱コイル３ｂの両方を用いた加熱を開始する（Ｓ３）。

そして、制御回路８は、温度検出手段５により検知した鍋中央温度が予め設定した吹きこぼれ前温度（ここでは、例えば９５℃）以上か否かをチェックし、吹きこぼれしやすい状態であるかどうかを判断する（Ｓ４）。ところで、加熱開始時は温度上昇率が高いが、吹きこぼれ前温度に近い温度となると、温度上昇率は低くなる。このため、本例では、温度検出手段５により検知した鍋中央温度が吹きこぼれ前温度以上か否かをチェックするだけでなく、更に鍋中央温度の温度上昇率が所定値以上か否かのチェックも行うようにしている。これにより、誤検知を防止して精度の高い判断が可能である。

鍋中央温度が吹きこぼれ前温度以上で且つ温度上昇率が所定値以上の場合、吹きこぼれしやすい状態であると判断し、外側加熱コイル駆動回路７ｂの駆動を停止して外側加熱コイル３ｂによる加熱を停止すると共に、内側加熱コイル駆動回路７ａを標準鍋用の間欠駆動とし、内側加熱コイル３ａによる加熱を間欠的なものとする（Ｓ５）。

そして、制御回路８は、温度検出手段５により検知した鍋中央温度と予め設定した復帰温度（ここでは、例えば９０℃）とを比較する（Ｓ６）。鍋中央温度が復帰温度以下まで下がった場合には、外側加熱コイル３ｂによる加熱を再開すると共に、内側加熱コイル３ａの加熱を間欠動作から連続動作に戻す（Ｓ７）。そして、ステップＳ４の判断に戻る。

ステップＳ３の鍋サイズ判定において小鍋と判定された場合には、制御回路８は、内側加熱コイル駆動回路７ａのみを駆動して内側加熱コイル３ａのみによる加熱を開始する（Ｓ８）。そして、制御回路８は、温度検出手段５により検知した鍋中央温度と予め設定した吹きこぼれ前温度（ここでは、例えば９５℃）とを比較する（Ｓ９）。鍋中央温度が吹きこぼれ前温度以上で且つ温度上昇率が所定値以上の場合、吹きこぼれしやすい状態であると判断し、内側加熱コイル駆動回路７ａを小鍋用の間欠駆動とし、内側加熱コイル３ａによる加熱を間欠的なものとする（Ｓ１０）。

そして、制御回路８は、温度検出手段５により検知した鍋中央温度と予め設定した復帰温度（ここでは、例えば９０℃）とを比較する（Ｓ１１）。鍋中央温度が復帰温度以下まで下がった場合には、内側加熱コイル３ａの加熱を間欠動作から連続動作に戻し（Ｓ１２）、ステップＳ９の判断に戻る。以上の制御を、加熱停止指示があるまで繰り返す。

以上説明したように本実施の形態では、温度検出手段５にて検出した温度が予め設定した吹きこぼれ前温度となると、外側加熱コイル３ｂを停止させ、内側加熱コイル３ａのみで加熱を継続するようにした。これにより、鍋側面に近い部分の温度を下げることができ、また、鍋中央から鍋側面に向かう対流を小さくすることができる。その結果、効率的な吹きこぼれ防止が可能である。よって、効率的な加熱調理が可能となり、結果的に省エネにも効果がある。

内側加熱コイル３ａのみの駆動に切り替えた後、駆動と停止とを繰り返す間欠駆動を行わせるようにしている。これにより吹きこぼれ抑制の確実性を更に向上することができる。

また、鍋サイズを判定し、標準鍋の場合には停止期間が短く設定された間欠駆動パターンに従って内側加熱コイル駆動回路７ａを間欠駆動し、小鍋の場合には停止期間が長く設定された間欠駆動パターンに従って外側加熱コイル駆動回路７ｂを間欠駆動するようにした。よって、どのサイズ鍋が使用されても、内容物１０の必要以上の温度低下を抑えつつ、吹きこぼれを抑制することが可能である。

また、内側加熱コイル駆動回路７ａを間欠駆動とした後、温度検出手段５にて検出した温度が予め設定した復帰温度以下となると、内側加熱コイル駆動回路７ａを連続駆動に戻すようにした。よって、吹きこぼれを抑制しながらも、内容物１０の温度が下がりすぎるのを防止できるため、使い勝手の良い加熱調理器を得ることができる。

また、間欠駆動の駆動期間及び停止期間をそれぞれ使用者が設定変更可能としたので、例えば使用者が高頻度に使用する鍋に関し、使用者自身が間欠駆動のパターンをカスタマイズすることにより、より確実に吹きこぼれを抑制することが期待できる。

１ 鍋、２ 天板、３ 加熱コイル、３ａ 内側加熱コイル、３ｂ 外側加熱コイル、４ 温度センサ、５ 温度検出手段、６ 鍋サイズ判別手段、７ａ 内側加熱コイル駆動回路、７ｂ 外側加熱コイル駆動回路、８ 制御回路、１０ 内容物。

Claims (4)

1. 被加熱物を載置する天板と、
   前記被加熱物の底面の温度を検知する温度センサと、
   前記温度センサの出力に基づき前記被加熱物内の内容物の温度を検出する温度検出手段と、
   前記天板の下に設けられ、前記被加熱物を誘導加熱する第１の加熱コイルと、
   前記第１の加熱コイルの外周に同心円状に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する第２の加熱コイルと、
   前記第１の加熱コイルを駆動する第１の駆動回路と、
   前記第２の加熱コイルを駆動する第２の駆動回路と、
   前記被加熱物のサイズを判定する鍋サイズ判定手段と、
   前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路を制御して前記第１の加熱コイル及び第２の加熱コイルによる加熱を制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、前記第１の駆動回路及び前記第２の駆動回路の両方を駆動して前記第１の加熱コイル及び前記第２の加熱コイルによる前記被加熱物の加熱を開始後、前記温度検出手段にて検出した温度に基づいて前記被加熱物が吹きこぼれしやすい状態か否かを判断し、吹きこぼれしやすい状態と判断した場合、前記第２の駆動回路の駆動を停止する一方、前記被加熱物のサイズが標準鍋であれば、停止期間を短く設定した第１の間欠駆動パターンで前記第１の駆動回路を間欠駆動させ、前記被加熱物のサイズが前記標準鍋よりも鍋底径が小さい小鍋であれば、停止期間を長く設定した第２の間欠駆動パターンで前記第１の駆動回路を間欠駆動させることを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 間欠駆動の駆動期間及び停止期間をそれぞれ使用者が設定変更可能とした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、前記第１の駆動回路を間欠駆動とした後、前記温度検出手段にて検出した温度が予め設定した復帰温度以下となると、前記第１の駆動回路を連続駆動に戻すことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記制御回路は、前記温度検出手段にて検出した温度が予め設定された吹きこぼれ前温度以上の場合、又は前記温度検出手段にて検出した温度が前記吹きこぼれ前温度以上で且つ前記温度検出手段にて検出した温度の温度上昇率が所定値以上の場合、吹きこぼれしやすい状態であると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。

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