JP6870083B2 - 加熱調理器 - Google Patents
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Description
しかしながら、加熱調理器においては、鍋等の被加熱物を加熱することによって、被加熱物に入れられた油等の内容物へ熱が伝熱されるため、被加熱物の温度と内容物の温度とに温度差が生じる。このため、実際には設定温度よりも内容物の温度が低いにも関わらず予熱工程を終了してしまう、という問題点があった。
一方、被加熱物の温度と内容物の温度との温度差を少なくするために、被加熱物から内容物へ熱が伝熱する時間を考慮して、被加熱物の温度を徐々に上昇させる場合、予熱工程の時間が長くなる、という問題点があった。
このため、予熱工程の時間の長期化を抑制しつつ、被加熱物内の内容物の温度を精度良く目標温度まで上昇させることができる。
[加熱調理器の構成]
図1は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の上面図である。
誘導加熱調理器100は、本体1と、本体1の上面に配置されるトッププレート2とを有する。誘導加熱調理器100は、トッププレート2の上に載置される鍋等の被加熱物を、本体1の内部に設けられた誘導加熱手段により加熱する。本実施の形態1では、トッププレート2の左側手前、右側手前、及び中央側奥に、それぞれ加熱口6が設けられている。
トッププレート2に設けられた加熱口6の下部には、加熱コイル14が配置されている。本実施の形態1では、加熱コイル14は、略環状の内側加熱コイル14aと、その外側に設けられた略環状の外側加熱コイル14bとを備えた二重環形状である。内側加熱コイル14aと外側加熱コイル14bとの間には略環状の隙間が設けられており、この隙間を、隙間15と称する。加熱コイル14は、加熱コイル14を収容する加熱コイル支持部16により、トッププレート2の下面との間に所定距離をおいて保持されている。
火力設定キー31は、「弱火」キー、「中火」キー、「強火」キー、及び「3kW」キーで構成されており、使用者は、これらのキーを用いて4段階の火力(投入電力)のいずれかを設定することができるようになっている。火力に応じて個別にキーを設けることで、使用者は、必要な火力の設定を一回の操作で入力できるようになっている。
また、高周波インバータ26は、本発明の「駆動回路」に相当する。
また、表示部4は、本発明の「報知部」に相当する。
また、接触式温度センサ17及び赤外線センサ12の少なくとも一方は、本発明の「温度センサ」に相当する。
また、操作部3の上下キー33は、本発明における「設定操作部」に相当する。
次に、被加熱物の内容物の温度を目標温度に略一定に保つための加熱制御について、揚げ物調理を例に説明する。
図4は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の予熱工程の動作を示すフローチャートである。
図5は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の予熱工程及び保温工程の各種温度と加熱コイルへ供給する電力の一例を示す図である。
図5において、縦軸は温度及び電力を示し、横軸は時間を示す。また、図5において、Tdは鍋200の温度であり、Tcは鍋200内の油の温度であり、Pは加熱コイル14へ供給された電力である。
即ち、制御部23は、鍋200の温度Tdが第1の設定温度Tref1に到達するまで、加熱コイル14に第1の電力P1を供給する。
即ち、鍋200の温度が第1の設定温度Tref1に到達した時から待機時間tiを経過し、且つ、鍋200の温度が第2の設定温度Tref2よりも低い場合、予熱工程を終了して保温工程に移行する。
また、制御部23は、予熱工程の終了、又は保温工程の開始を、表示部4に報知させる。
保温工程において、制御部23は、鍋200の温度Tdが第2の設定温度Tref2となるように、加熱コイル14へ供給する電力を制御する。
例えば、図5に示すように、鍋200の温度Tdが第2の設定温度Tref2よりも低い場合、加熱コイル14へ電力を投入する。一方、鍋200の温度Tdが第2の設定温度Tref2以上である場合、加熱コイル14への電力の供給を停止させる。なお、図5に示した保温工程の加熱制御は一例であり、本発明はこれに限定されない。例えば、第2の設定温度Tref2に所定値を加えたオフしきい値と、所定値を引いたオンしきい値とを設け、電力供給をオンオフする温度に幅を設けても良い。
このため、待機時間tiにおいて鍋200内の内容物の温度の均一化を促進することができる。また、鍋200の温度を、第2の設定温度Tref2よりも高い第1の設定温度Tref1まで上昇させるので、内容物の温度が目標温度よりも低いにも関わらず予熱工程を終了してしまうことを防止することができる。よって、鍋200内の内容物の温度を精度良く目標温度まで上昇させることができる。また、鍋200の温度を徐々に上昇させる制御を行わないため、予熱工程の時間の長期化を抑制することができる。
本実施の形態2では、保温工程において、鍋200への食材の投入を検知する動作について説明する。
なお、本実施の形態2における誘導加熱調理器100の構成は、上記実施の形態1と同様である。また、予熱工程及び保温工程の加熱動作は上記実施の形態1と同様である。
なお、以降の実施の形態において、制御部23が、鍋200への食材の投入を検知する動作を「食材検知機能」と称する。
図7は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の保温工程及び調理工程の各種温度と加熱コイルへ供給する電力の積算値の一例を示す図である。
図6において、縦軸は温度及び電力を示し、横軸は時間を示す。図7において、縦軸は温度及び電力の積算値を示し、横軸は時間を示す。また、図7において、Ipは加熱コイル14へ供給された電力の積算電力量である。
なお、図6及び図7は、保温工程における任意の時刻t3以降を示しており、時間軸の幅は図5とは異なるものである。
予熱工程から保温工程に移行すると、制御部23は、加熱コイル14へ投入している電力の計測時間毎の積算値の演算を行い、積算電力量Ipを算出する。一例として計測時間を30秒間として説明を行う。また、制御部23は、保温工程において投入されている電力値を一秒間隔で取得する。そして、制御部23は、毎秒取得した30個のデータを積算する演算を行い、新たに電力値を取得する度に、積算電力量Ipの更新を行う。
このため、図7に示すように、鍋200へ食材を投入した時刻t4の前後で、積算電力量Ipが大きく変化することとなる。そこで、本実施の形態2では、積算電力量Ipを用いて食材投入の検知を行う。
また、制御部23は、保温工程の終了、又は調理工程の開始を表示部4に報知させる。
食材投入を検知してから調理工程へ移行すると、制御部23は、保温工程における電力よりも大きい電力を加熱コイル14へ供給する。例えば、制御部23は、調理工程において、調理工程の開始から予め設定された調理時間の間、鍋200の温度を第2の設定温度Tref2よりも高い第3の設定温度Tref3に保つように、高周波インバータ26を制御する。これにより、食材投入によって低下した油の温度を高速で復帰させることができる。
前述のとおり、誘導加熱調理器100では、加熱コイル14へ高周波電流を投入する事で被加熱物である鍋200の鍋底に渦電流が発生し、この渦電流による損失によって鍋底部が発熱するものである。また、揚げ物調理においては、食材を入れた後に加熱された油の持つ熱量Qが、食材へ伝達される。その後、再び熱量Q相当の熱量が供給されるが、食材と鍋底との間に介在する油の粘度が高い(水の約50倍)ために、食材近傍の油の温度と鍋底部の油の温度とに差が生じる。つまり、食材が投入される油上部の温度低下に比較して、油下部の温度低下は小さくなり、温度センサによって検出される鍋200の温度低下は、油上部の温度低下に比べて小さくなる。
しかしながら、実際には食材近傍の温度は低下した状態で調理されている状態が維持されてしまうため、例えば、鍋200の温度の低下を検知することでは、食材投入を検知することができない場合がある。
このため、本実施の形態2においては、制御部23は、積算電力量Ipがしきい値Irefを超えたか否かによって鍋200への食材の投入を検知する。よって、精度良く食材の投入を検知することができる。
本実施の形態3では、調理工程における報知動作について説明する。
以下、本実施の形態3における誘導加熱調理器100の構成について、上記実施の形態1及び2との相違点について説明する。なお、予熱工程及び保温工程の加熱動作は上記実施の形態1又は2と同様である。
制御部23は、食材検知機能により食材投入を検出すると、表示部4へ食材投入検知からの経過時間を自動表示するオートカウントアップ機能を立ち上げる。
即ち、制御部23は、調理工程において、調理工程の開始からの経過時間を、表示部4に報知させる。
例えば図8に示すように、表示部4に、揚げ物調理モード表示41、経過時間を示す複数のランプ表示42、及び経過時間を示す数値表示43によって報知する。
揚げ物調理モード表示41は、揚げ物調理モードによる自動調理機能が動作中である旨を示す表示である。
ランプ表示42は、調理工程の開始からの経過時間の長さに応じて点灯表示させる表示である。ランプ表示42は、例えば1分経過する度に、点灯表示させるランプを増やしていく。
数値表示43は、調理工程の開始からの経過時間を数値で示す表示である。なお、図8に示すように、数値を含めた文章で表示しても良い。
上述したオートカウントアップ機能の代わりに、食材投入の検知から予め設定した時間となると報知、又は火力を停止もしくは低下させるオートカウントダウン機能を備えても良い。
ここで、調理時間は、調理メニューなどに応じて予め初期値を設定しても良いし、操作部3の上下キー33の設定操作に応じて、調理時間を可変しても良い。
これにより、使用者が他の調理を行っていても効率的に作業を行う事が可能となる。
これにより、調理の終了とともに、電力を低下させることができ、消費エネルギーを削減することができる。また、調理時間の経過後に電力を下げる事で、加熱しすぎを防ぐ効果もある。
また、制御部23は、調理工程において、鍋200への食材の投入を検知する度に、調理経過時間の計時を開始し、調理経過時間が予め設定された停止時間となった場合、加熱コイル14への電力の供給を停止するオートパワーセーブ機能を備えても良い。
このように、最後に食材投入を検知した時を起点とすることで、追加投入などで食材が入った時は、最後に食材投入を検知した時点から調理経過時間を経過するまでは、加熱を実施できる。よって、食材量が多い場合など、調理時間が長くかかる場合であっても、調理作業中に加熱が停止してしまうことを防止することができる。
本実施の形態4では、外部機器との接続を可能とするネットワーク機器を備える事で、各種の自動調理機能の進行状況の確認、及び設定変更を行う構成について説明する。
以下、本実施の形態4における誘導加熱調理器100の構成について、上記実施の形態1〜3との相違点について説明する。
図9に示すように、外部機器300は、誘導加熱調理器100の本体とは別体で構成された機器である。外部機器300は、例えば、遠隔で操作可能なリモートコントローラ、又は携帯情報端末など無線通信機能を有する通信機器であり、本体との間で通信を行う。
図10に示すように、誘導加熱調理器100の本体には、第1通信部9を備える。
第1通信部9は、例えば、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、赤外線通信、NFC(Near field radio communication)など、任意の通信規格に適合した通信インターフェースによって構成される。第1通信部9は、外部機器300の第2通信部51と双方向で情報通信する。なお、通信方式は、無線に限定されず有線でも良い。
第2通信部51は、第1通信部9の通信規格に適合した通信インターフェースによって構成される。第2通信部51は、第1通信部9と双方向で情報を通信する。第2制御部50は、マイコン又はDSP(デジタルシグナルプロセッサ)等で構成される。
第2制御部50は、第2操作部53からの操作内容に基づいて、通信情報を第2通信部51から送信する。また、第2制御部50は、第1通信部9から受信した通信情報などに応じて、第2表示部52への表示を行う。
なお、第2操作部53は、本発明における「設定操作部」に相当する。
本実施の形態5では、保温工程における食材検知機能の別の動作について説明する。
以下、本実施の形態5における誘導加熱調理器100の構成について、上記実施の形態1〜4との相違点について説明する。なお、予熱工程及び保温工程の加熱動作は上記実施の形態1〜4と同様である。
図11に示すように、操作部3は、調理工程の開始操作を入力するブーストボタン34を備える。
なお、ブーストボタン34は、本発明における「加熱操作部」に相当する。
使用者は、保温工程において、鍋200内に食材を投入した際、操作部3のブーストボタン34を操作する。制御部23は、ブーストボタン34の操作が入力されると、鍋200への食材の投入を検知し、調理工程に移行する。なお、調理工程の動作は上記実施の形態2と同様である。なお、制御部23は、保温工程の場合にのみ、ブーストボタン34の操作入力を受け付けるようにしても良い。
本実施の形態6では、保温工程における食材検知機能の別の動作について説明する。
以下、本実施の形態6における誘導加熱調理器100の構成について、上記実施の形態1〜5との相違点について説明する。なお、予熱工程及び保温工程の加熱動作は上記実施の形態1〜4と同様である。
図12に示すように、外部機器301は、誘導加熱調理器100の本体とは別体で構成された機器である。外部機器301は、例えば、誘導加熱調理器100の本体の上方に設けられた換気扇Fの筐体に設置される。
図13に示すように、外部機器301は、集音装置55を備える。集音装置55は、マイクロフォン等によって構成され、検出した音を電気信号に変換して第2制御部50に入力する。
第2制御部50は、集音装置55からの音の情報を第2通信部51から送信する。
本実施の形態7では、保温工程における食材検知機能の別の動作について説明する。
以下、本実施の形態7における誘導加熱調理器100の構成について、上記実施の形態1〜6との相違点について説明する。なお、予熱工程及び保温工程の加熱動作は上記実施の形態1〜4と同様である。
図14に示すように、外部機器302は、誘導加熱調理器100の本体とは別体で構成された機器である。外部機器302は、例えば、誘導加熱調理器100の本体の上方に設けられた換気扇Fの筐体に設置される。
図15に示すように、外部機器302は、画像検出装置56を備える。画像検出装置56は、誘導加熱調理器100の本体の上方に配置され、トッププレート2に載置された被加熱物を撮像する。画像検出装置56は、撮像した画像の情報を第2制御部50に入力する。
第2制御部50は、画像検出装置56からの画像の情報を第2通信部51から送信する。
本実施の形態8では、保温工程を終了したあと調理工程の前に、温度確認工程を実行する動作について説明する。
なお、本実施の形態8における誘導加熱調理器100の構成は、上記実施の形態1〜7の何れかと同様である。また、予熱工程、保温工程、及び調理工程の加熱動作は上記実施の形態1〜7の何れかと同様である。
制御部23は、保温工程において、上述した実施の形態1〜7の何れかの食材検知機能により食材の投入を検知すると、温度確認工程に移行する。
制御部23は、温度確認工程において、保温工程における電力よりも小さい電力を加熱コイル14へ供給する。又は、制御部23は、加熱コイル14への電力の供給を停止する。そして、制御部23は、鍋200の温度の変化量がしきい値以上の場合、当該温度確認工程を終了して、調理工程に移行する。
Claims (24)
- 被加熱物を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に電力を供給する駆動回路と、
前記被加熱物の温度を検出する温度センサと、
前記駆動回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
選択された料理メニューに対応して目標温度を決定し、
前記被加熱物の温度を前記目標温度よりも高い第1の設定温度まで上昇させる予熱工程と、
前記予熱工程の後に、前記被加熱物の温度を前記第1の設定温度よりも低い第2の設定温度に保つ保温工程と、を実行し、
前記予熱工程において、
前記被加熱物の温度が前記第1の設定温度に到達するまで、前記加熱手段に第1の電力を供給し、
前記被加熱物の温度が前記第1の設定温度に到達したあと、前記加熱手段に前記第1の電力よりも小さい第2の電力を供給し、又は前記加熱手段への電力の供給を停止し、
前記被加熱物の温度が前記第1の設定温度に到達した時から予め設定された待機時間を経過し、且つ、前記被加熱物の温度が前記第2の設定温度よりも低い場合、当該予熱工程を終了して前記保温工程に移行する
加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記保温工程において、
前記被加熱物への食材の投入を検知した場合、当該保温工程を終了し、
前記保温工程における電力よりも大きい電力を前記加熱手段へ供給する調理工程を実行する
請求項1に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
予め設定された計測時間の間に前記加熱手段へ供給された電力の積算値が、しきい値を超えた場合、前記被加熱物への食材の投入を検知する
請求項2に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
予め設定された計測時間の間に前記加熱手段へ供給された電力の積算値の変化量が、しきい値を超えた場合、前記被加熱物への食材の投入を検知する
請求項2に記載の加熱調理器。 - 調理工程の開始操作を入力する加熱操作部を備え、
前記制御部は、
前記加熱操作部に前記開始操作が入力されると、前記被加熱物への食材の投入を検知する
請求項2に記載の加熱調理器。 - 音を検出する集音装置を備え、
前記制御部は、
前記集音装置が検出した音が、予め設定された音と一致した場合、前記被加熱物への食材の投入を検知する
請求項2に記載の加熱調理器。 - 本体に設けられた第1の通信部を備え、
前記集音装置は、
前記第1の通信部と通信する第2の通信部を備えた外部機器に設けられ、
前記音の情報を前記第2の通信部から前記第1の通信部へ送信させ、
前記制御部は、
前記第1の通信部を介して前記音の情報を取得する
請求項6に記載の加熱調理器。 - 前記被加熱物が載置されるトッププレートと、
本体の上方に配置され、前記トッププレートに載置された前記被加熱物を撮像する画像検出装置と、
を備え、
前記制御部は、
前記画像検出装置が検出した複数の画像が、予め設定された動作を示す複数の画像と一致した場合、前記被加熱物への食材の投入を検知する
請求項2に記載の加熱調理器。 - 前記被加熱物が載置されるトッププレートと、
本体の上方に配置され、前記トッププレートに載置された前記被加熱物を撮像する画像検出装置と、
を備え、
前記制御部は、
前記予熱工程において、前記画像検出装置が検出した画像を第1の画像として取得し、
前記保温工程において、前記画像検出装置が検出した画像を第2の画像として取得し、
前記第1の画像と前記第2の画像の色彩の変化量が予め設定された値よりも大きい場合、前記被加熱物への食材の投入を検知する
請求項2に記載の加熱調理器。 - 本体に設けられた第1の通信部を備え、
前記画像検出装置は、
前記第1の通信部と通信する第2の通信部を備えた外部機器に設けられ、
前記画像の情報を前記第2の通信部から前記第1の通信部へ送信させ、
前記制御部は、
前記第1の通信部を介して前記画像の情報を取得する
請求項8又は9に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記保温工程を終了したあと、前記調理工程の前に、温度確認工程を実行し、
前記温度確認工程において、
前記保温工程における電力よりも小さい電力を前記加熱手段へ供給し、又は前記加熱手段への電力の供給を停止し、
前記被加熱物の温度の変化量がしきい値以上の場合、当該温度確認工程を終了して、前記調理工程に移行する
請求項2〜10の何れか一項に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記調理工程において、
前記調理工程の開始から予め設定された調理時間の間、前記被加熱物の温度を前記第2の設定温度よりも高い第3の設定温度に保つように、前記駆動回路を制御する
請求項2〜11の何れか一項に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記調理工程において、
前記調理工程の開始から予め設定された調理時間を経過したあと、前記加熱手段に供給する電力を低下させ、又は前記加熱手段への電力の供給を停止させる
請求項2〜12の何れか一項に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記調理工程において、
前記被加熱物への食材の投入を検知する度に、調理経過時間の計時を開始し、
前記調理経過時間が予め設定された停止時間となった場合、前記加熱手段への電力の供給を停止する
請求項2〜13の何れか一項に記載の加熱調理器。 - 前記予熱工程の終了、又は前記保温工程の開始を報知する報知部を備えた
請求項1〜14の何れか一項に記載の加熱調理器。 - 前記保温工程の終了、又は前記調理工程の開始を報知する報知部を備えた
請求項2〜14の何れか一項に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記調理工程が開始されたとき、前記被加熱物に食材が投入された旨を、前記報知部に報知させる
請求項16に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記調理工程において、
前記調理工程の開始からの経過時間を、前記報知部に報知させる
請求項17に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記調理工程において、
予め設定された調理時間から、前記調理工程の開始からの経過時間を引いた時間である残り時間を、前記報知部に報知させる
請求項17に記載の加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記残り時間がゼロとなったとき、
前記調理工程の開始から予め設定された調理時間を経過した旨を、前記報知部に報知させる
請求項19に記載の加熱調理器。 - 前記調理時間の設定操作を入力する設定操作部を備え、
前記制御部は、
前記設定操作部からの設定操作に応じて、前記調理時間を可変する
請求項19又は20に記載の加熱調理器。 - 前記設定操作部は、前記第1の設定温度、及び前記第2の設定温度の少なくとも一方の設定操作を入力し、
前記制御部は、
前記設定操作部からの設定操作に応じて、前記第1の設定温度、及び前記第2の設定温度の少なくとも一方を可変する
請求項21に記載の加熱調理器。 - 本体に設けられた第1の通信部を備え、
前記設定操作部は、
前記第1の通信部と通信する第2の通信部を備えた外部機器に設けられ、
前記設定操作の情報を前記第2の通信部から前記第1の通信部へ送信させ、
前記制御部は、
前記第1の通信部を介して前記設定操作の情報を取得する
請求項21又は22に記載の加熱調理器。 - 本体に設けられた第1の通信部を備え、
前記報知部は、
前記第1の通信部と通信する第2の通信部を備えた外部機器に設けられ、
前記制御部は、
前記報知部に報知させる情報を前記第1の通信部から前記第2の通信部へ送信させる
請求項15〜23の何れか一項に記載の加熱調理器。
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