JP5734146B2 - 加熱調理器 - Google Patents
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Description
一方、トッププレートの温度が所定温度以上で加熱コイルの火力を低減する場合、被加熱物(調理容器)の温度が所定温度以上となる過熱状態が継続する虞がある、という問題点があった。特に、被加熱物の内部に食品等の負荷がない状態で加熱する空焼きがなされた場合、加熱コイルの火力低下を行っても温度が低下しにくいため、この問題点は顕著である。
なお、各実施の形態においては、本発明の加熱調理器の一例として、誘導加熱により加熱調理を行う誘導加熱調理器を例に説明を行うが、これに限定されるものではない。
(構成)
図1は実施の形態1に係る加熱調理器の斜視図である。
図2は実施の形態1に係る加熱調理器の断面概念図である。
図1、図2に示すように、加熱調理器100は、略直方体の箱体である本体50と、本体50の上面に設けられ、鍋などの被加熱物1が載置されるトッププレート2を備える。
トッププレート2の下方には、被加熱物1を誘導加熱する加熱コイル5と、加熱コイル5に高周波電力を供給し、加熱コイル5を駆動する駆動回路10と、トッププレート2の下面と接触し、該トッププレート2の温度を検出する接触型温度センサー6と、被加熱物1から放射される赤外線を検出する赤外線センサー7と、接触型温度センサー6および赤外線センサー7のそれぞれの検出値に基づき、駆動回路10の動作を制御して被加熱物1への投入電力(加熱出力)の大きさを制御する制御部8とを備える。
また、本体50の上面前方には、使用者からの操作を入力する操作部3と、動作状態や操作部3からの入力・操作内容等を表示する表示部4とを備える。
なお、接触型温度センサー6および赤外線センサー7は、本発明における「温度検出手段」に相当する。
赤外線センサー7は、例えばサーモパイルなどにより構成され、被加熱物1から放射されトッププレート2を透過した赤外線量(放射エネルギー量)を検知して制御部8に出力する。
表示部4は、例えば、液晶パネルやLEDなどで構成され、操作部3からの入力操作や設定火力の状態などの情報を表示する。
また、駆動回路10は、入力電流を検出する入力電流検出回路11と、入力電圧を検出する入力電圧検出回路12とを備え、検出結果を制御部8に入力する。制御部8は、検出された入力電流と入力電圧とに基づき、駆動回路10への入力電力、すなわち被加熱物1への投入電力(加熱出力)を求める。
なお、駆動回路10は、本発明における「駆動手段」に相当する。
なお、制御部8は、本発明における「制御手段」に相当する。
次に、本実施の形態1における加熱調理器の動作を説明する。
使用者は被加熱物1を加熱するため、トッププレート2上に被加熱物1を載置する。そして、操作部3より所望の火力で調理を行えるよう火力を設定し、加熱開始のスイッチを押下する(加熱指令)。
制御部8は、操作部3から入力された指定火力や加熱開始等の加熱指令に基づき、駆動回路10の出力を決定し、所定周波数の高周波電力を加熱コイル5に供給する。
加熱コイル5は、駆動回路10から高周波電力が供給されることで磁界を発生し、トッププレート2上に載置された被加熱物1の底面には電磁誘導による渦電流が発生する。この渦電流と被加熱物1自身が持っている抵抗により被加熱物1自身が発熱する。該発熱により、鍋などの被加熱物1内部に装填された食品や水、油が熱伝導により加熱される。
また、加熱コイル5の下方に設置されている赤外線センサー7は、被加熱物1の底部分から放射され、トッププレート2を透過した赤外線を捉え、その赤外線量に応じた出力を制御部8に入力する。制御部8は赤外線センサー7からの入力から被加熱物1の底面温度を検知する。
接触型温度センサー6は、トッププレート2の下面に接触して温度を検知しており、被加熱物1と接触型温度センサー6との間には、数ミリの厚みを有したトッププレート2を介している。
このため、接触型温度センサー6による検出温度には、トッププレート2によって所定の時定数を有することになる。
つまり、被加熱物1の温度が急激に上昇した場合には、実際の被加熱物1の温度と接触型温度センサー6の検知温度とに温度差が生じることとなる。
一方、赤外線センサー7は、非接触であり、トッププレート2の時定数などを考慮する必要がなく応答性が速いというメリットがある。
上述したように、赤外線センサー7は応答性が速いため、被加熱物1の温度が急激に上昇した場合であっても、過熱保護制限温度の超過を即時に検出して加熱出力を低減させることが可能である。
ところで、例えば被加熱物1の内部に食品等の負荷がない状態で加熱する空焼き状態の場合、加熱出力の低減を行うと、被加熱物1の温度上昇が抑制され、被加熱物1が過熱保護停止温度に達せず、空焼き状態を継続する虞がある。
このようなことから、本実施の形態における制御部8は、加熱出力を低減させた後、被加熱物1の温度が過熱保護制限温度を超過する状態が、所定の過熱保護制限時間の間継続したとき、加熱コイル5の加熱出力を停止させる。
次に、このような動作の詳細を図3により説明する。
以下、図3の各ステップに基づき説明する。
加熱開始指示の入力があった場合には、制御部8は駆動回路10を動作させ、加熱コイル5に所定の電力の供給を開始する(ステップ2)。
次いで、制御部8は、駆動回路10の動作時間を計測するための時間t_Aを0に初期化し、また、被加熱物1の温度が過熱保護制限温度を超過する状態(以下「過熱保護制限状態」という)を記録するためのフラグflag_AをOFFに初期化する(ステップ3)。
制御部8は、入力電流検出回路11が検出した入力電流の検出値と、入力電圧検出回路12が検出した入力電圧の検出値を取り込む。また、接触型温度センサー6および赤外線センサー7のそれぞれが検出した被加熱物1の温度データを取り込む(ステップ5)。
この過熱保護停止温度は、被加熱物1の底面部の温度が過熱状態になるのを防止するため、加熱コイル5による加熱を停止させる必要が生じる温度であり、予め制御部8に設定しておく。なお、例えば図示しない記憶手段に過熱保護停止温度の情報を格納しておき、制御部8がこれを参照するようにしても良い。
なお、接触型温度センサー6の検出温度と比較する過熱保護停止温度と、赤外線センサー7の検出温度と比較する過熱保護停止温度とを別の値としても良い。
そして、制御部8は、表示部4に加熱停止状態を表示し(ステップ20)、ステップ1に戻って加熱開始の指示入力を待つ。
この過熱保護制限温度は、上記ステップ6の過熱保護停止温度よりも低い温度である。
また、過熱保護制限温度は、被加熱物1の温度が上記過熱保護停止温度に達する前に、加熱コイル5の加熱出力を低減させる温度であり、予め制御部8に設定しておく。なお、例えば図示しない記憶手段に過熱保護制限温度の情報を格納しておき、制御部8がこれを参照するようにしても良い。
なお、接触型温度センサー6の検出温度と比較する過熱保護制限温度と、赤外線センサー7の検出温度と比較する過熱保護制限温度とを別の値としても良い。
また、過熱保護停止温度は、本発明における「停止温度」に相当する。
flag_AがONでない場合、flag_AをONにセットし、過熱保護制限状態の継続時間を計測するための時間t_Bを0に初期化(ステップ9)し、ステップ10へ移行する。
一方、ステップ8でflag_AがONの場合はステップ10へ移行し、時間t_Bを初期化せずにカウントを継続する。
時間t_Bが所定の過熱保護制限時間t_BLIMITを超えていない場合(ステップ10;≦)、制御部8は、被加熱物1の温度を過熱保護制限温度以下に低下させるべく、駆動回路10を制御して加熱コイル5の加熱出力(駆動回路10の入力電力)を低減させる(ステップ11)。すなわち、被加熱物1の温度が過熱保護制限温度を超過すると、加熱コイル5の加熱出力が低減する。
なお、過熱保護制限時間t_BLIMITは、本発明における「制限時間」に相当する。
なお、後述する繰り返し処理において、過熱保護制限状態の継続中の2度目以降にはステップ11を省略しても良い。つまり、上記入力電力の低減処理は過熱保護制限状態であると判断し当該過熱保護制限状態の継続中に1度だけ実行するようにしても良い。
そして、制御部8は、表示部4に加熱停止状態を表示し(ステップ20)、ステップ1に戻って加熱開始の指示入力を待つ。
次いで、制御部8は、操作部3から入力された設定火力と、ステップ5で検出した入力電流値と入力電圧値から算出した入力電力値(加熱コイル5の加熱出力)とを比較する(ステップ13)。
なお、入力電力を大きくする値は、所定値としても良いし、設定電力と現在の入力電力との差を検出して当該差に応じた分だけ増加するようにしても良い。なお、所定値とした場合であっても、後述するように当該出力処理は繰り返し実行されるため、最終的には設定電力に収束することとなる。
なお、入力電力を小さくする値は、所定値としても良いし、設定電力と現在の入力電力との差を検出して当該差に応じた分だけ増加するようにしても良い。なお、所定値とした場合であっても、後述するように当該出力処理は繰り返し実行されるため、最終的には設定電力に収束することとなる。
操作があった場合は、動作時間t_Aを0に初期化し(ステップ16)、ステップ18に進む。
この無操作時間t_ALIMITは、一定期間操作がない場合に使用者が加熱動作中であることを忘れたと判断して加熱を停止させる時間である。なお、この無操作時間t_ALIMITは、調理モード等に応じた時間を設定するようにしても良いし、例えば煮込みモードなど操作がない状態が想定される調理モードではステップ15〜17の処理を省略しても良い。
また、過熱保護制限時間t_BLIMITは、無操作時間t_ALIMITよりも短い時間に設定するのが望ましい。これにより、無操作時間t_ALIMITを超過するまえに加熱を停止でき、被加熱物1の過熱を防止することができる。
すなわち、使用者が操作部3を操作しない状態が、所定の無操作時間t_ALIMITの間継続したとき、加熱コイル5の加熱出力が停止する。
そして、制御部8は、表示部4に加熱停止状態を表示し(ステップ20)、ステップ1に戻って加熱開始の指示入力を待つ。
加熱停止指示入力が無かった場合には、ステップ4に戻って引き続き上述の動作を繰り返す。
一方、加熱停止指示入力があった場合には、制御部8は、駆動回路10の動作を停止させる(ステップ19)。
そして、制御部8は、表示部4に加熱停止状態を表示し(ステップ20)、ステップ1に戻って加熱開始の指示入力を待つ。
以上のように本実施の形態においては、制御部8は、被加熱物1の温度が所定の過熱保護制限温度を超過すると、加熱コイル5の加熱出力を低減させる。そして、加熱出力を低減させた後、被加熱物1の温度が過熱保護制限温度を超過する状態が、所定の過熱保護制限時間t_BLIMITの間継続したとき、加熱コイル5の加熱出力を停止させる。
このため、被加熱物1の温度が過熱保護制限温度を超過して加熱出力を低減させた場合に、被加熱物1が過熱保護制限温度を超過する状態の継続を抑制することができる。
例えば被加熱物1の内部に食品等の負荷がない状態で加熱する空焼きがなされ、加熱コイル5の加熱出力を低減した状態で加熱が継続されることを抑制することができる。
このため、被加熱物1の温度は過熱保護停止温度に至る前に過熱保護制限温度に達し、加熱出力が停止する前に、加熱出力が低減する。よって、被加熱物1の温度が一気に下がることがなく温度を維持でき、調理が継続でき、また、使用者が火力低下感を感じることがない。従って、使い勝手の良い加熱調理器を得ることができる。
このため、被加熱物1の温度が急激に上昇した場合であっても、応答性の速い赤外線センサー7の検出値により加熱出力を低減することができる。
実施の形態1では、過熱保護制限状態の時間t_Bを制限して加熱を停止するようにしたが、検出温度の一定時間における温度変化量に応じて、過熱保護制限時間t_BLIMITを設定して、被加熱物1の過熱を防止するようにしても良い。本実施の形態2ではこのような形態について説明する。
以下、本実施の形態における加熱調理器の動作について、上記実施の形態1との相違点を中心に説明する。
図4は実施の形態2に係る加熱調理器の動作を説明するフローチャートである。
以下、図4の各ステップに基づき、実施の形態1の動作(図3)との相違点について説明する。
この温度上昇ΔTは、被加熱物1の温度が過熱保護制限温度より低い温度における、所定時間における温度変化量である。なお、ここでは加熱開始から所定の時間経過した後としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば過熱保護制限温度を超えて加熱出力が低減される前における被加熱物1の温度変化量であれば良い。
なお、ここでは接触型温度センサー6と赤外線センサー7の検出温度の温度上昇ΔTをそれぞれ測定する場合を説明するが、本発明はこれに限るものではない。接触型温度センサー6および赤外線センサー7の検出温度のいずれか一方のみの温度上昇ΔTを測定するようにしても良い。
例えば、所定のルールに従って第1所定値とこの第1所定値よりも小さい第2所定値を定める。
そして、温度上昇ΔTが第1所定値より大きい場合(ΔT>第1所定値)は、急激な温度上昇が生じていると判断し、f(ΔT)≦1を過熱保護制限時間t_BLIMITに乗じることで、過熱保護制限時間t_BLIMITを初期値より小さい値に短縮する。
また、温度上昇ΔTが第2所定値より小さい場合(ΔT<第2所定値)は、被加熱物1の温度が十分検出できていない虞があると判断し、f(ΔT)≦1を過熱保護制限時間t_BLIMITに乗じることで、過熱保護制限時間t_BLIMITを初期値より小さい値に短縮する。
それ以外の場合(第2所定値≦ΔT≦第1所定値)は、f(ΔT)=1として過熱保護制限時間t_BLIMITの変更は行わない。
以上のように本実施の形態においては、被加熱物1が過熱保護制限温度より低い温度において、被加熱物1の所定時間における温度上昇ΔTを求め、温度上昇ΔTが第1所定値より大きい場合、または、第2所定値より小さい場合には、過熱保護制限時間t_BLIMITを短縮する。
このため、被加熱物1の温度上昇が急激な場合や被加熱物1の温度が十分検出できない場合には、過熱保護制限時間t_BLIMITを短くすることで被加熱物1の過熱を防止することができる。
Claims (4)
- 被加熱物が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置され、前記被加熱物を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を駆動する駆動手段と、
前記加熱手段に加熱指令を入力する操作を受け付ける操作部と、
前記被加熱物の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出温度に基づき前記駆動手段を制御して、前記加熱手段の加熱出力を可変する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記温度検出手段の検出温度が所定の制限温度を超過すると、前記加熱手段の加熱出力を低減させ、
前記加熱出力を低減させた後、前記温度検出手段の検出温度が前記制限温度を超過する状態が、所定の制限時間の間継続したとき、前記加熱手段の加熱出力を停止させ、
前記操作部が操作されない状態が、前記制限時間よりも長い所定の無操作時間の間継続したとき、前記加熱手段の加熱出力を停止させる
ことを特徴とする加熱調理器。 - 被加熱物が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置され、前記被加熱物を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を駆動する駆動手段と、
前記被加熱物の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出温度に基づき前記駆動手段を制御して、前記加熱手段の加熱出力を可変する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記温度検出手段の検出温度が所定の制限温度を超過すると、前記加熱手段の加熱出力を低減させ、
前記加熱出力を低減させた後、前記温度検出手段の検出温度が前記制限温度を超過する状態が、所定の制限時間の間継続したとき、前記加熱手段の加熱出力を停止させ、
前記温度検出手段の検出温度が前記制限温度より低い温度において、前記温度検出手段の検出温度の所定時間における温度変化量を求め、
前記温度変化量が第1所定値より大きい場合、または、前記温度変化量が前記第1所定値より小さい第2所定値より小さい場合には、前記制限時間を短縮する
ことを特徴とする加熱調理器。 - 前記温度検出手段は、
前記トッププレート下面と接触し、前記被加熱物の温度を前記トッププレートを介して検出する接触型温度センサーと、
前記被加熱物から放射された赤外線を検出する赤外線センサーとにより構成され、
前記制御手段は、
前記接触型温度センサーまたは前記赤外線センサーの検出温度が、前記制限温度を超過すると、前記加熱手段の加熱出力を低減させ、
前記加熱出力を低減させた後、前記接触型温度センサーおよび前記赤外線センサーの少なくとも一方の検出温度が前記制限温度を超過する状態が、前記制限時間の間継続したとき、前記加熱手段の加熱出力を停止させる
ことを特徴とする請求項1または2記載の加熱調理器。 - 前記制御手段は、
前記温度検出手段の検出温度が、前記制限温度より高い所定の停止温度を超過したとき、前記加熱手段の加熱出力を停止させる
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の加熱調理器。
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