JP5690996B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、焦げ付き検知機能を備えた誘導加熱調理器に関するものであり、特に、通常の加熱モード時に高精度な焦げ付き検知を行うことを可能とした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、特定の調理モード時、例えば煮込み料理などで、鍋底の温度を検知する温度検知手段にて沸騰を検知し、沸騰後煮込み火力を決定し加熱を継続し、煮込み調理中に調理物の温度が異常に上昇して鍋底の温度が予め定めた所定値以上に上昇した場合に、前記鍋底に調理物が焦げ付いたと検知する構成となっている（特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器のブロック図である。図６において、調理物を入れる鍋１０１、加熱コイル１０２で、インバータ回路１０３と共に誘導電流を鍋１０１に流し誘導加熱する。制御部１０４は鍋１０１が所定の火力で加熱されるようにインバータ回路１０３を制御するものであり、温度検知部１０５は鍋１０１の温度を検知するものであり、沸騰検知部１０６は温度検知部１０５で検知された鍋１０１の温度および温度勾配等から沸騰を検知するものであり、煮込み電力判定部１０７は沸騰検知部１０６により沸騰が検知されたときの鍋底温度および入力電力ならびに沸騰にいたるまでの温度変化のパターンにより、沸騰後の煮込み電力を決定するものであり、焦げ付き検知部１０８は温度検知部１０５にて検知した鍋底温度が所定の温度以上に上昇した場合に鍋１０１内の調理物が焦げ付いたのを検知するものであり、調理モード選択スイッチ１０９は煮込み料理用の加熱制御を自動で行うモードが選択できる操作部である。

図７は調理モード選択スイッチ１０９にて煮込みモードが選択された場合の鍋１０１の温度変化および制御火力パターンである。図７においてＴａは沸騰検知部１０６にて沸騰を検知したポイント、Ｔｂは焦げ付き検知部１０８にて焦げ付きを検知したポイントである。調理モード選択スイッチ１０９にて煮込みモードが選択されると、温度検知部１０５にて検知される温度が１００℃以下の間は、鍋１０１を１２００Ｗにて加熱し、沸騰検知部１０６にて沸騰を検知すると、煮込み電力判定部１０７から制御部１０４に加熱火力を４００Ｗにするように出力される。制御部１０４は鍋１０１の入力火力が４００Ｗになるようにインバータ回路１０３を制御する。煮込み中は鍋１０１の温度は安定しているが、鍋１０１内の水分がなくなったりして調理物が焦げ付くと温度が急激に上昇する。そして鍋１０１の温度が１０５℃以上を検知すると焦げ付き検知部１０８が焦げ付きを検知し、制御部１０４に焦げ付き情報を出力し、制御部１０４は加熱を停止する。

特開平１０−１４９８７５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、調理シーンが限定されており、それらは特に煮込み等低火力調理に限られたものである。また利用者は、焦げ付き検知機能を使用するとき、特定の調理モード（煮込みモード）や焦げ付き防止機能を選択しなくてはならないという課題を有していた。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、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た前記鍋を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記鍋の底から放射され前記トッププレートを透過する赤外線を検知して前記鍋底温度に対応する電圧を出力する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力電圧が第１電圧に到達すると前記鍋底に調理物が焦げ付いたことを検知して焦げ付き情報を出力する焦げ付き検知部と、前記鍋の材質を判別する鍋種判別部と、前記インバータ回路の加熱出力を制御し、加熱動作中に前記焦げ付き情報が入力されると前記加熱動作を停止または前記加熱出力を抑制する制御部と、を備え、前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部によって熱伝導率が大きく空気中への放熱が大きい鍋材質と判別された場合、熱伝導率が小さい鍋材質と判別された場合に比べ、前記第１電圧の値を小さくし焦げ付き検知温度を低く設定するようにしたものである。

これによって、利用者が特定の調理モードや焦げ付き防止機能を選択することなく、通常の加熱モードで調理を行っても焦げ付き検知機能が利用可能であるとともに、加熱に用いる鍋の材質である熱伝導率の差によって焦げ付きの進行度合いが大きくなるということなく、焦げ付き検知機能を利用することが出来る。

本発明の誘導加熱調理器は、利用者が、特定の調理モードや焦げ付き防止機能を選択す
ることなく焦げ付き検知機能を利用出来、かつ、加熱に用いる鍋の材質である熱伝導率の差によって焦げ付きの進行度合いが大きくなるということなく、焦げ付き検知機能を利用することが出来る。

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における誘導加熱調理機器の構成要素の配置例を示す概略図 本発明の実施の形態１における動作フローチャート 材質による熱伝導率の大小を示すイメージ図 本発明の実施の形態１における、被加熱物の焦げ付きを検知するまでの赤外線センサ出力電圧の変化と、判別した鍋の材質による焦げ付き検知温度の変化を示すグラフ 従来の誘導加熱調理器のブロック図 従来の誘導加熱調理器における煮込みモードの温度変化を示すグラフ

第１の発明は、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た前記鍋を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記鍋の底から放射され前記トッププレートを透過する赤外線を検知して前記鍋底温度に対応する電圧を出力する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力電圧が第１電圧に到達すると前記鍋底に調理物が焦げ付いたことを検知して焦げ付き情報を出力する焦げ付き検知部と、前記鍋の材質を判別する鍋種判別部と、前記インバータ回路の加熱出力を制御し、加熱動作中に前記焦げ付き情報が入力されると前記加熱動作を停止または前記加熱出力を抑制する制御部と、を備え、前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部によって熱伝導率が大きく空気中への放熱が大きい鍋材質と判別された場合、熱伝導率が小さい鍋材質と判別された場合に比べ、前記第１電圧の値を小さくし焦げ付き検知温度を低く設定するようにした誘導加熱調理器である。これによって、加熱に用いる前記鍋の材質である熱伝導率の差によって焦げ付きの進行度合いが大きくなるということなく、前記焦げ付き検知機能を利用することが出来る。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を磁性ステンレス材であると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を鉄であると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を大きく設定するようにしたものであり、鉄より熱伝導率の小さい磁性ステンレス材の材質の前記鍋を用いて調理した場合にも、焦げ付き始めた適切なタイミングで焦げ付き検知機能により加熱動作を停止、あるいは加熱出力を抑制することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を非磁性ステンレス材であると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を磁性ステンレス材であると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を大きく設定するようにしたものであり、磁性ステンレス材より熱伝導率の小さい非磁性ステンレス材の材質の前記鍋を用いて調理した場合にも、焦げ付き始めた適切なタイミングで焦げ付き検知機能により加熱動作を停止、あるいは加熱出力を抑制することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質をアルミニウムであると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を鉄であると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を小さく設定するようにしたものであり、鉄より熱伝導率の大きいアルミニウムの材質の前記鍋を用いて調理した場合にも、焦げ付きの進行度合いが大きくなる前に焦げ付き検知機能により加熱動作を停止、あるいは加熱出力を抑制することができ、また、焦げ付きの検知時間も短くすることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を銅であると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質をアルミニウムであると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を小さく設定するようにしたものであり、アルミニウムより熱伝導率の大きい銅の材質の前記鍋を用いて調理した場合にも、焦げ付きの進行度合いが大きくなる前に焦げ付き検知機能により加熱動作を停止、あるいは加熱出力を抑制することができ、また、焦げ付きの検知時間も短くすることができる。

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機器の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理機器の構成要素の配置例を示す概略図である。

図１において、トッププレート１の下方には誘導加熱コイル２が設けられている。さらに、誘導加熱コイル２の下方には誘導加熱コイル２を制御するインバータ回路３とインバータ回路３を動作させるための制御部４が設けられている。

制御部４は誘導加熱コイル２に高周波電流を供給しかつインバータ回路３の加熱動作を制御する。赤外線センサ５はＩｎＧａＡｓピンフォトダイオード等からなり、トッププレート１の下で誘導加熱コイル２近傍に設けられ、調理容器である鍋６の鍋底から放射されトッププレート１を透過する赤外線を検知して鍋６の鍋底温度に対応する出力電圧を出力する。赤外線センサ５の配置例としては、図２に示すように、誘導加熱コイル２の内側巻線と外側巻線との間など、誘導加熱コイル２の中心から半径方向の途中の鍋底高温部を検知できる場所があげられる。

焦げ付き検知部７は赤外線センサ５により検知された鍋底の温度から調理物８の焦げ付きを検知して、鍋６の底に調理物８が焦げ付いたことを示す焦げ付き情報を制御部４に出力する。なお、鍋６の材質は、赤外線センサ５の出力電圧値の推移や、あらかじめ設定さ
れた電流値および電圧値とインバータ回路３における電流値および電圧値との差に基づき、鍋種判別部９により判別される。

以上のように構成された誘導加熱調理について、図３〜図５を用いて、動作、作用を説明する。

図３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フローチャートである。

図３において、まず誘導加熱調理器は電源スイッチが入ると加熱待ち状態の待機モードとなる。そしてステップ１０（以下Ｓ１０と他のステップも符号で記載する）にて、加熱が開始されるまで、待機モード状態を継続する。加熱開始スイッチ（図示せず）にて加熱開始されるとＳ２０にて、赤外線センサ５が鍋６の鍋底温度に相当する出力電圧を検知する。なお、出力電圧検知は少なくとも加熱中は常時行われている。次に、Ｓ３０にて鍋種判別部９が鍋６の材質の種類を判別する。鍋６の材質が判別されると、Ｓ４０で鍋６の材質に対応した第１電圧の値を確定する。次に、Ｓ５０で赤外線センサ５の出力電圧が第１電圧に到達しているか判断をする。赤外線センサ５の出力電圧が第１電圧に到達していると、煮込み調理中に焦げ付きが発生していると判断して、Ｓ６０にて焦げ付き確定をし、焦げ付き検知部７によって、鍋６の底に調理物８が焦げ付いたことを示す焦げ付き情報を制御部４に出力する。制御部４は、焦げ付き情報に基づき、インバータ回路３による加熱動作を停止、または加熱出力を抑制させる。なお、加熱動作を停止する温度や加熱出力を抑制する温度は、鍋６の焦げ付き具合によって便宜的に決定すればよい。

次に、鍋種判別部９により判別される鍋６の材質と、焦げ付き検知部７により焦げ付いたことを判定する焦げ付き検知温度の関係について図４と図５を用いて説明する。図４のグラフは、材質の種類による熱伝導率の大小を示すイメージ図である。図４に示すように、鉄を基準とすると、アルミニウムは鉄より熱伝導率が大きく、銅はアルミニウムよりも熱伝導率が大きい。また、磁性ステンレス材は鉄より熱伝導率が小さく、非磁性ステンレス材は磁性ステンレス材よりも熱伝導率が小さい。図５のグラフは鍋６による煮物調理時に焦げ付きが発生するまでの経過時間と鍋６の鍋底の温度変化を赤外線センサ５の出力電圧でグラフ化したものである。図５に示すように、鍋種判別部９が鍋６の材質の種類を、熱伝導率が大きい材質（例えばアルミニウム）と判別した場合、熱伝導率が小さい材質（例えば鉄）と判別した場合に比べ、第１電圧の値を小さくするようにしている。これは、鍋６の材質の熱伝導率が大きい場合は、加熱時に被加熱部である鍋６の底面の熱が鍋６の全体に素早く拡散するため、鍋６から空気中への放熱が大きく、赤外線センサ５が温度検知する鍋底部の温度上昇が遅くなるためである。調理物８が焦げ付き始めると、鍋底温度が比較的高温でない場合（例えば１５０℃以下）でも、長時間加熱することで焦げ付きの進行が進むため、このような熱伝導率が大きい材質の鍋６で煮物調理をしている場合は焦げ付き検知温度を低く設定することで、焦げ付き始めてから焦げ付き検知するまでの加熱時間を短く抑えることができ、焦げ付きの進行度合いが大きくなるのを防ぐことが出来る。また逆に、鍋種判別部９が鍋６の材質の種類を、熱伝導率が小さい材質（例えば鉄）と判別した場合、熱伝導率が大きい材質（例えばアルミニウム）と判別した場合に比べ、第１電圧の値を大きくするようにしている。これは、鍋６の材質の熱伝導率が小さい場合は、加熱時に鍋６の底面の加熱コイルに対向した自己発熱部に熱が集中し、赤外線センサ５の検知温度の上昇が早くなるためで、第１電圧を大きくすることで、焦げ目をつけたい調理を行う場合には十分な焦げ目が付く前に使用者の意図に反して焦げ付き検知機能が働いて加熱を抑制、あるいは停止してしまうことを防ぐことができるとともに、煮物調理を行う場合には適切なタイミングで焦げ付き検知を働かせることができる。

また、鍋種判別部９が鍋６の材質を磁性ステンレス材であると判別した場合は、鍋種判別部９が鍋６の材質を鉄であると判別した場合に比べて第１電圧の値を大きく設定すると
よい。これは、磁性ステンレス材の方が鉄より熱伝導率が小さいからである。

また、鍋種判別部９が鍋６の材質を非磁性ステンレス材であると判別した場合は、鍋種判別部９が鍋６の材質を磁性ステンレス材であると判別した場合に比べて第１電圧の値を大きく設定するとよい。これは、非磁性ステンレス材の方が磁性ステンレス材より熱伝導率が小さいからである。

また、鍋種判別部９が鍋６の材質を銅であると判別した場合は、鍋種判別部９が鍋６の材質をアルミニウムであると判別した場合に比べて第１電圧の値を小さく設定するとよい。これは、銅の方がアルミニウムより熱伝導率が大きいからである。

なお、ここでは鍋種判別部９が鍋６を熱伝導率が大きい材質と判別した場合、鍋種判別部９が鍋６を熱伝導率が小さい材質と判別した場合に比べ、第１電圧の値を小さくする、あるいは、鍋種判別部９が鍋６を熱伝導率が小さい材質と判別した場合、鍋種判別部９が鍋６を熱伝導率が大きい材質と判別した場合に比べ、第１電圧の値を大きくする一例として、鉄とアルミニウムを用いたが、その材質は鉄とアルミニウムの場合に限定されるものではない。

なお、ここでは一例として、赤外線センサ５はＩｎＧａＡｓピンフォトダイオードとしたが、シリコンフォトダイオードやサーモパイルなど、焦げ付きの温度域を赤外線で検知できるものであれば良い。また、赤外線センサ５は誘導加熱コイル２の中心から半径方向の途中にあるとし、配置例として誘導加熱コイル２の内側巻線と外側巻線との間などを示したが、鍋６の温度が検知できる場所であれば限定しない。

なお、鍋６の材質は、赤外線センサ５の出力電圧値の推移や、あらかじめ設定された電流値および電圧値とインバータ回路３における電流値および電圧値との差に基づき判別するとしたが、鍋６の材質を判別できる方法であればよい。

以上のように、利用者が、特定の調理モードや焦げ付き防止機能を選択することなく、通常の加熱モードで調理を行っても、焦げ付き検知機能が利用可能であるとともに加熱に用いる鍋の材質によらず適切な焦げ付き検知機能を利用することが出来る。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、加熱出力が使用者の操作により自由に選択できる動作モードで焦げ付き検知することができるとともに、加熱に用いる鍋の材質によって焦げ付きの進行度合いが大きくなるということなく焦げ付き検知機能を利用することが出来るので、組み込み式、テーブルの上で使用する卓上型、又は置き台の上で使用する据え置き型等で、家庭用又は業務用の、出力設定可能な誘導加熱調理器に適用できる。

１ トッププレート
２ 誘導加熱コイル
３ インバータ回路
４ 制御部
５ 赤外線センサ
６ 鍋
７ 焦げ付き検知部
８ 調理物
９ 鍋種判別部

Claims (5)

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た前記鍋を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記鍋の底から放射され前記トッププレートを透過する赤外線を検知して前記鍋底温度に対応する電圧を出力する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力電圧が第１電圧に到達すると前記鍋底に調理物が焦げ付いたことを検知して焦げ付き情報を出力する焦げ付き検知部と、前記鍋の材質を判別する鍋種判別部と、前記インバータ回路の加熱出力を制御し、加熱動作中に前記焦げ付き情報が入力されると前記加熱動作を停止または前記加熱出力を抑制する制御部と、を備え、
   前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部によって熱伝導率が大きく空気中への放熱が大きい鍋材質と判別された場合、熱伝導率が小さい鍋材質と判別された場合に比べ、前記第１電圧の値を小さくし焦げ付き検知温度を低く設定するようにした誘導加熱調理器。
2. 前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を磁性ステンレス材であると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を鉄であると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を大きく設定するようにした請求項１に記載の誘導加熱調理機器。
3. 前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を非磁性ステンレス材であると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を磁性ステンレス材であると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を大きく設定するようにした請求項１または２に記載の誘導加熱調理機器。
4. 前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質をアルミニウムであると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を鉄であると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を小さく設定するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理機器。
5. 前記焦げ付き検知部は、前記鍋種判別部が前記鍋の材質を銅であると判別した場合、前記鍋種判別部が前記鍋の材質をアルミニウムであると判別した場合に比べて、前記第１電圧の値を小さく設定するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理機器。