JP5908038B2 - 調理器 - Google Patents
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また、特許文献2に記載された調理器では重量検出手段を設けず、既存の温度検出手段や計時手段のみで容量を検知することができるが、加熱手段がオンした積算時間は加熱手段がオフした積算時間に比べて非常に短時間であるため、加熱手段をオンしていた時間の積算値を加熱手段がオフしていた時間の積算値で除した値を容量の判定基準値とすると、判定基準値が非常に小さくなるとともに、加熱手段がオンしていた時間の測定誤差に対して演算した被調理物の容量の変動が非常に大きくなり、精度が低くなってしまうという問題があった。
なお、以下で説明する構成や制御内容等は、一例であり、本発明に係る調理器は、そのような構成や制御内容等に限定されない。
また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。
また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
本発明に係る調理器として炊飯器を例に以下説明する。
図1は、実施の形態1に係る調理器の構成を示した説明図である。
図1に示す炊飯器本体100は、有底筒形状の炊飯器筐体11を有しており、この胴体内に内釜1を収容する。炊飯器筐体11の上部には、蓋体8が取り付けられている。
内釜1は、上部が開口した有底筒形状をしており、熱伝導率が高いアルミ等からなる母材で構成されている。内釜1の外面には、強磁性材料がコーティングや接合等によって施されており、後述する加熱コイル2への高周波電流の通電によって電磁誘導加熱される。
蓋体8は、炊飯器筐体11及び内釜1の上部の開口を開放可能に回動する。蓋体8の内釜1側には、内釜1内の雰囲気温度を検出する蓋サーミスタ4が設置されている。
炊飯器本体100には、操作部6、底サーミスタ3、蓋サーミスタ4からの信号が少なくとも入力する制御部7が内蔵されている。
制御部7は、マイクロコンピュータ、読み書き可能メモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、及びタイマー(計時手段)等を備えており、入力信号と記憶されたプログラムとに従って演算を行い、インバータ10を制御して、加熱コイル2の出力を調整する。
また、制御部7は、この予熱工程期間に内釜1に投入された被調理物の容量を検知する容量判定手段を有し、容量の検知結果に基づいてその後の加熱工程における加熱コイル2の出力制御等を行う。
以下に制御部7の容量判定手段の動作について詳述する。
予熱工程では、内釜1の底の温度を底サーミスタ3で検出し、その検出値が所定の温度範囲となるように加熱コイル2の出力を制御する。
加熱コイル2は、オンオフによる二位置制御となっている。図2に示すように温度制御は、制御部7にて底サーミスタ3の信号を監視し、内釜1の温度が上昇して底サーミスタ3の信号が第1の所定電圧(本発明の第1温度閾値に相当する)に達したら加熱コイル2への供給電力を停止(オフ)すると共に、内釜1の温度が低下して底サーミスタ3の信号が第1の所定電圧より低い第2の所定電圧(本発明の第2温度閾値に相当する)に低下すると加熱コイル2への供給電力を投入(オン)することを繰り返す。
例えば図2において、被調理物の容量が少量のときの通電の停止期間における1区間の加熱停止時間(t1)よりも多量のときの停止期間における1区間の加熱停止時間(t3)の方が短くなる。
その後、加熱工程において、被調理物の容量の判定結果に応じて加熱コイル2への最適な投入電力や電力投入時間が設定される。
なお、加熱コイル2への供給電力の投入は、電源オンの期間中でもDuty制御が行われる場合があるので、供給電力の停止時間を計測するのではなく、底サーミスタ信号が第1の所定電圧に達した時点から、第2の所定電圧に達した時点までの時間を計測することが望ましい。また、上記では要領を3段階(少量、中量、多量)で判定したが4段階以上で判定してもよい。
図3は、実施の形態2に係る調理器の予熱工程の加熱状態を示す説明図である。
図4は、実施の形態2に係る調理器の加熱停止時間(t)の変化を示す説明図である。
実施の形態2に係る調理器の予熱工程では、内釜1の底の温度を底サーミスタ3で検出し、その検出値が所定の温度範囲となるように加熱コイル2の出力を制御する。加熱コイル2に対してオンオフによる二位置制御を行い、加熱コイル2への供給電力の投入が停止している1区間の加熱停止時間(t)から被調理物の容量を検知する点は実施の形態1と同様なため異なる点のみを説明する。
実施の形態2に係る調理器では、容量判定手段が被調理物の容量を計測する際に予熱工程の期間中に複数回、加熱コイル2への供給電力の投入が停止している1区間の加熱停止時間(t)を計時手段にて計測する。
このように、予熱工程中の初期段階から複数回、加熱コイル2への供給電力の投入が停止している1区間の加熱停止時間(t)を計時手段にて計測することで、予熱工程中と、その後の本加熱工程の両工程で容量に応じた最適な加熱コイル2の出力制御が可能となる。
このように後段の判定で被調理物の容量を変更(補正)する場合、大きく段階の変更はせず、小さい段階の変更に留めるものとする。これにより、大幅な容量変更による加熱制御の内容の変更を抑制し、加熱調理の失敗のリスクを低減する。
図5は、実施の形態3に係る調理器の被調理物の容量検知に使用する判定閾値Tsを示す対応図である。
実施の形態3に係る調理器の容量判定手段の容量の検出方法は、基本的に実施の形態1に係る調理器と同一の検知方法を行うが、被調理物の容量を判断するための判定閾値Tsを、室温と内釜1の初期温度で補正して判定する点で異なっている。
この補正により、被調理物(水)の温度及び室温を被調理物の容量の検知に反映させ、正確な容量の判定が可能となる。
なお、測定した内釜1の温度及び室温が規定範囲外(図5において内釜1の温度と室温とがテーブルの温度範囲より高い場合及び低い場合)のときは被調理物の容量判定が困難として、容量が少量でも多量でも無難に炊くことができる中量に設定し加熱制御を行う。
したがって、上記のように使用者が炊飯開始の指示を出した直後にまず、内釜1の装着の有無を判断する無負荷判定を実施し、所定時間待機して底サーミスタ3にて内釜1の初期温度を測定する無負荷判定工程を行うことが望ましい。無負荷運転は上記のように加熱コイル2の動作がごく短時間であるため、内釜1の温度上昇への影響は小さく、内釜1の初期温度の測定に影響を与えることがない。
図6は、実施の形態4に係る調理器の予熱工程の加熱状態を示す説明図である。
実施の形態4に係る調理器の容量判定手段の容量の検出方法は、基本的に実施の形態1に係る調理器と同一であるが、被調理物の容量を計測する際に、加熱コイル2への供給電力の投入が停止している加熱停止時間(t)の採用値が異なっている。
実施の形態4に係る調理器の加熱コイル2への供給電力の投入が停止している時間(t)の計測は、図6に示すように複数区間の時間(t)の合計値とする(例えば、3区間の合計)。これにより被調理物の容量が異なる場合の供給電力の投入が停止している時間の差をより大きく取り出すことができる。よって、被調理物の容量の誤判定のリスクを小さくすることができる。なお、合計する複数区間の時間(t)を4区間以上としてもよい。
図7は、実施の形態5に係る調理器の加熱停止時間(t)の判定タイミングと測定対象時間(区間)との関係を示す説明図である。
図8は、実施の形態5に係る調理器の加熱停止時間(t)の判定タイミングと測定対象時間(区間)との関係を示す他の例の説明図である。
図9は、実施の形態5に係る調理器の加熱停止時間(t)の判定タイミングと測定対象時間(区間)との関係を示す詳細説明図である。
図10は、実施の形態5に係る調理器の加熱停止時間(t)の判定タイミングと測定対象時間(区間)との関係を示す他の例の詳細説明図である。
実施の形態1では、予熱工程が開始されてから規定時間が経過した時点を判定タイミングTaとして加熱コイル2への供給電力の投入が停止している1区間の加熱停止時間(t)を計時手段にて計測する。これに対して実施の形態5に係る調理器は、供給電力の投入が停止している1区間の中で例えば前半に判定タイミングTaが来る場合には、その判定タイミングTaの区間の一つ前の区間を測定対象とする。また、供給電力の投入が停止している1区間の中で例えば後半に判定タイミングTaが来る場合には、その判定タイミングTaの区間を測定対象とする。
実施の形態6に係る調理器の容量判定手段の容量の検出方法は、基本的に実施の形態1に係る調理器と同一であるが、被調理物の容量を計測する際に、加熱コイル2への供給電力の投入が停止している時間(t)の変化の傾きを判定基準とする点で異なっている。
図11は、実施の形態6に係る調理器の加熱停止時間(t)の変化を示す説明図である。
なお、上記の図11に示す加熱停止時間(t)の増加の傾きは、演算データが極小値となることもあるため、適宜係数を掛けて判定閾値Tsとの比較をしやすくすることも可能である。
上記実施の形態6に係る容量判定手段は、測定した1区間の加熱停止時間(t)(図11のt1、t2)を予熱工程開始時から当該区間の加熱停止時間(t)の完了時までの時間(図11のT1、T2)で除することにより図11に示す加熱停止時間(t)の増加の傾きを近似的に求め、その値を容量判定手段の判定用データとして使用したが、図12に示す他の例では、経過時間を予熱工程開始時からではなく、最初の加熱停止時間(t1a、t2a)が終了(加熱コイル2への供給電力を投入)した時点から、判定対象となる加熱停止時間(t1b、t2b)が終了した時点までの経過時間T1、T2とし、さらに、最初の加熱停止時間(t1a、t2a)と判定対象となる加熱停止時間(t1b、t2b)との時間差を算出して加熱停止時間(t)の実質的な増加分の傾きを近似的に求め、容量判定手段の判定用データとして使用する。
実施の形態7に係る調理器は、実施の形態1〜6に係る調理器の電源管理に関するものである。
図13は、実施の形態7に係る調理器の電源系統を示す構成図である。
実施の形態7に係る調理器の電源は、系統電源(商用電源)20と系統電源20とは別の外部電源(蓄電池)21とを住宅内に引き込んで構成されている。この外部電源21はリチウムイオン蓄電池等に充電された直流電源を住宅内で使用可能な交流電源に変換して住宅内に供給するものである。
これにより系統電源20の遮断時に外部電源21で消費する電力量を削減することができ、有限の容量である外部電源(蓄電池)21の節電が可能とする。なお、住宅内のデータ送受信方法は無線、有線等を限定するものではない。
Claims (8)
- 内釜を加熱する加熱手段と、前記内釜の温度を検出する内釜温度検知手段と、前記加熱手段を制御する制御部と、を備えた調理器であって、
前記加熱手段の運転と停止とを繰り返すことで前記内釜の温度を第1温度閾値と前記第1温度閾値よりも低い第2温度閾値との間に維持する予熱工程を有し、
前記制御部は、
前記内釜の温度が前記第1温度閾値まで上昇したことを検知した時点から次に前記第2温度閾値に低下したことを検知した時点までの区間の加熱停止時間を順次計測し、
前記加熱停止時間と、前記内釜内における被調理物の容量の判定閾値と、を比較して、前記容量を判定する容量判定手段を備え、
前記容量判定手段は、
前記予熱工程中に前記加熱停止時間を複数回計測し、初回に計測した前記加熱停止時間から前記内釜内の被調理物の容量を少なくとも2段階で判定する初回判定を行い、前記初回判定以降に計測した前記加熱停止時間から前記内釜内の被調理物の容量を少なくとも前記初回判定より1段階多く判定する後段判定を行い、前記予熱工程内で前記容量を複数回判定することを特徴とする調理器。 - 前記容量判定手段は、前記後段判定において被調理物の容量が前記後段判定の前回の判定結果から2段階以上増加する判定結果となったときには、前記前回の判定結果から1段階以上増加させ、且つ、前記後段判定の結果から1段階以上減少させて、前記前回の判定結果を補正し、前記後段判定において被調理物の容量が前記後段判定の前回の判定結果から2段階以上減少する判定結果となったときには、前記前回の判定結果から1段階以上減少させ、且つ、前記後段判定の結果から1段階以上増加させて、前記前回の判定結果を補正することを特徴とする請求項1に記載の調理器。
- 前記容量判定手段は、前記加熱停止時間を少なくとも連続して2区間以上計測して合計した合計時間を算出し、該合計時間と、前記判定閾値と、を比較して、前記内釜内の被調理物の容量を判定することを特徴とする請求項1に記載の調理器。
- 前記制御部は、前記容量判定手段が判定した前記被調理物の容量を前記予熱工程中の前記加熱手段の制御に反映させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の調理器。
- 周囲の雰囲気温度を検知する雰囲気温度検知手段を備え、
前記容量判定手段は、前記内釜温度検知手段、及び、前記雰囲気温度検知手段により予め計測した温度に応じて前記判定閾値を補正することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の調理器。 - 前記容量判定手段は、前記内釜温度検知手段、及び、前記雰囲気温度検知手段により予め計測した温度が規定範囲外のときには、前記内釜内の被調理物の容量を判定しないことを特徴とする請求項5に記載の調理器。
- 前記容量判定手段は、前記内釜温度検知手段により前記内釜の温度を検出する前に前記内釜の有無を判定する無負荷運転を実施することを特徴とする請求項5または6に記載の調理器。
- 電源として商用電源と、該商用電源とは別の外部電源と、を有し、
前記容量判定手段は、前記商用電源が遮断されたときには、前記商用電源から前記外部電源に電源を切り替え、判定した前記内釜内の被調理物の容量を減少させるように補正することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の調理器。
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