JP2009295457A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】
鍋の温度を精度良く検出し調理性能を向上させた誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】
筐体１の上面に被加熱物を載置するトッププレート２を配置し、該トッププレート２下方の前記筐体１内に環状に形成された加熱コイル３と、該加熱コイル３に電力を供給するインバータ１５とを備えた誘導加熱調理器において、前記加熱コイル３中心部近傍に設けられ前記トッププレート２の下面温度を検出する内側温度センサ３１ｄと、前記加熱コイル３の外周部より内側に３個以上設けられ前記トッププレート２の下面温度を検出する外側温度センサ３１ｅ・・と、前記加熱コイル３の中心部近傍の下方に設けられ、前記被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサ１２と、前記内側温度センサ３１ｄと前記外側温度センサ３１ｅ・・と前記赤外線センサ１２との検出信号を基に、前記インバータ１５を制御して前記被加熱物を加熱制御する制御手段１４とを設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、筐体内に誘導加熱コイルを備え、その上面に耐熱ガラス製のトッププレートを配置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、トッププレート裏面に設けた温度センサと、本体内に設けた赤外線センサと、温度センサと赤外線センサの温度情報を受けて加熱量を制御する制御手段とを備え、鍋の温度をトッププレートを介して温度センサで検知し、同時に鍋の温度変化を赤外線センサで検知する誘導加熱調理器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、鍋を載置するトッププレートと、鍋を加熱する加熱コイルと、加熱コイルに高周波電流を供給し、鍋を電磁誘導で加熱するインバータと、トッププレート下面の加熱コイル上部近傍に複数配置し、鍋の温度をトッププレートを介して検知する温度検知部とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。

また、環状の第１の加熱コイルの外側に隙間を設けて第２の加熱コイルを設け、第１の加熱コイルの中心部に第１の感熱部と、隙間に設けた第２の感熱部を設け、第２の感熱部の制御動作の後に第１の感熱部の制御動作を行うようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。

さらに、トッププレートの上に載置する鍋の温度をトッププレートの下面に当接させたサーミスタなどの温度センサにより鍋の温度を検出するように構成したものにおいて、底面が平らな鍋に少量の油を入れて加熱する際、温度センサの所定時間における温度変化をとらえ、この温度変化量が所定値を越えた際は加熱出力を低下させて、鍋の中の油が発火温度に達することがないように加熱制御するものがある（例えば、特許文献４参照）。

特許第２８９７３０６号公報 特開２００３−３１７９１９号公報 特許第２８２２５５５号公報 特開平５−６２７７２号公報

上記した従来の誘導加熱調理器において、特許文献１のものは、赤外線センサで鍋の急激な温度変化を検知し、温度センサで鍋の絶対温度を検知することにより、鍋の温度状態を把握することが出来るが、温度センサが１個のため鍋の大きさ，鍋の置く位置や、鍋の材質による赤外線の放射率の差や、鍋底面の汚れや、赤外線を透過するトッププレート部の汚れ等の要因により、鍋の温度検知精度に課題があった。

また、特許文献２のものは、鍋の温度をトッププレートを介して温度検知部が受熱して温度を検出しているが、トッププレートの熱応答の遅れ時間により、温度検知部で検知した温度と実際の鍋の温度との間には大きな温度差が発生し、加熱初期の鍋の局部的な温度上昇を抑制しようとすると問題がある。

また、特許文献３のものは、温度センサが加熱コイルに２箇所しか設けられていないので、鍋底の直径が１２０mm程度の小径の調理鍋を使用し、かつ、調理鍋が加熱コイルの中心から外れて外側温度センサの配置されていないところに載置された場合には、鍋の温度を内側温度センサと外側温度センサの両方によって検出することができず、鍋底の周辺部が急激に温度上昇して高温になり、空焼きや煙等が発生するという課題があった。

また、温度センサは、トッププレートを介しているため、熱応答の遅れ時間により温度センサで検出した温度と実際の鍋の温度との間には大きな温度差が生じ、加熱初期の鍋の局部的な温度上昇が抑制しづらいという課題があった。

また、特許文献４のものは、少量の油を加熱する場合には鍋全体の熱容量が小さく、かつ温度センサはトッププレートを介して鍋の温度を検出するので、温度センサは鍋の温度上昇に追従できないため、温度センサの温度変化量に注目して、所定値を越えた場合には加熱コイルの加熱出力を低下させ、油の温度上昇を遅らせて温度センサの温度追従性を向上させるようにしているが、油を予熱して適温にするまでの時間が長くなり使い勝手が悪くなるという課題があった。

また、油の量が極少量の場合には、油の温度がさらに急速に上昇するため適温以上の高温になってしまうという課題があった。

本発明の目的は、上記課題のうち少なくとも一つを解決するものであり、鍋の大きさ，鍋の置く位置による鍋の温度検知精度を向上させ、必要以上の温度上昇による、空焼きや煙等の発生を抑制した誘導加熱調理器を提供することにある。

本発明の請求項１では、筐体の上面に被加熱物を載置するトッププレートを配置し、該トッププレート下方の前記筐体内に環状に形成された加熱コイルと、該加熱コイルに電力を供給するインバータとを備えた誘導加熱調理器において、前記加熱コイル中心部近傍に設けられ前記トッププレートの下面温度を検出する内側温度センサと、前記加熱コイルの外周部に３個以上設けられ前記トッププレートの下面温度を検出する外側温度センサと、前記加熱コイルの中心部近傍の下方に設けられ、前記被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、前記内側温度センサと前記外側温度センサと前記赤外線センサとの検出信号を基に、前記インバータを制御して前記被加熱物を加熱制御する制御手段とを設けたものである。

また、請求項２では、請求項１記載の誘導加熱調理器において、前記制御手段は、前記内側温度センサと外側温度センサと赤外線センサの各センサが検知した温度を比較し、一番高い温度を検知したセンサの検出信号出力を優先して前記被加熱物を加熱制御するものである。

本発明の誘導加熱調理器は、上記のように構成したことにより、内側温度センサと、外側温度センサの各センサの温度検出特性と、赤外線センサの温度検出特性のそれぞれの特性の違いを取り入れて鍋の加熱制御を行うことにより、調理温度の違いや調理物の量及び鍋の大きさや鍋の置く位置によっても鍋の温度を正確に検知し、調理を良好に行うことができる。

また、鍋の必要以上な温度上昇による空焼きや煙等の発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は本実施例における誘導加熱調理器の外観斜視図である。

図１において、誘導加熱調理器の筐体１の上面にはトッププレート２が水平に配置されている。

トッププレート２は、耐熱性の高い結晶化ガラス製の厚さ約４mmのもので構成され、鉄等の磁性体又はアルミ等の非磁性体よりなる鍋３０等の被加熱物を載置する。

トッププレート２下方で、筐体１内の上部で左右及び中央後部には、環状に形成された加熱コイル３が夫々配置されており、トッププレート２に載置された鍋３０等の被加熱物を誘導加熱する。

トッププレート２の前面側上面には、夫々の加熱コイル３に対応した操作部７が設けられていて、加熱コイル３の通電状態の設定や操作を行う。また、操作部７に対応して表示部８が操作部７の近傍に設けられており、夫々の加熱コイル３の通電状態等を表示する。

筐体１の後部右側には、上方に向けて開口した吸気口４が設けられており、筐体１内に設けられたファン（図示せず）により、吸気口４から吸気した冷却風を筐体１内に設けられた制御基板（図示せず）や加熱コイル３等に流して冷却する。

筐体１の後部左側には、筐体１内部を冷却した冷却風を排気する排気口５が設けられている。

筐体１の前面左部には、魚やピザ等を焼くグリル加熱部６が設けられている。

図２は、実施例１における誘導加熱調理器のトッププレート２を除いた状態の上面図。図３は、実施例１における誘導加熱調理器の右側に配設された加熱コイル３の要部縦断面図である。

図２において、左右及び中央後部に配設された加熱コイル３は、夫々環状の内側加熱コイル３１ａ，３２ａ，３３ａと、その外側に環状の隙間３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを設けて配置された環状の外側加熱コイル３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとで構成されている。

夫々の加熱コイル３に隙間３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを設ける理由は、内側加熱コイル３１ａ，３２ａ，３３ａと外側加熱コイル３１ｃ，３２ｃ，３３ｃで発生する磁束を分散させて鍋３０の温度を均一化するためである。

なお、加熱コイル３には隙間３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば内側加熱コイル３１ａと外側加熱コイル３１ｃを隙間無く巻回した隙間３１ｂの無い加熱コイルとした構成であってもよい。

各加熱コイル３は、コイルベース９上に設置されており、コイルベース９は複数のバネ（図示せず）によりトッププレート２方向に付勢され、加熱コイル３がトッププレート２に対し略並行となるように構成されている。

また、各加熱コイル３は、表皮効果を抑制するためリッツ線を採用していて、後述するインバータにより数十ｋＨｚの高周波で数百Ｖの電圧が印加され、鍋３０に対して高周波磁界を印加して鍋３０に渦電流を発生させ、鍋３０を自己発熱させて加熱する。

なお、左側に配設された加熱コイル３及び中央後部に配設された加熱コイル３も同様な構成となっている。

図３に示すように、内側加熱コイル３１ａの中心部近傍には、サーミスタで構成された内側温度センサ３１ｄがトッププレート２の下面に密着して取り付けられており、加熱コイル３の上方に載せられた鍋３０の中心部近傍の温度を測定する。

加熱コイル３の隙間３１ｂには、夫々一定の間隔を保持して、最も好ましくは等間隔に三個以上（本実施例では三個で説明する）のサーミスタで構成された外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇがギャップスペーサー１０に緩衝材を介して取り付けられて設けられている。

なお、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇは、加熱コイル３の隙間３１ｂに限定して配設されるものではなく、加熱コイル３の上面とトッププレート２の下面との間に後記ギャップスペーサー１０による隙間が保持されるので、該隙間を利用してそれぞれ適宜な間隔を有して配設してもよい。

ギャップスペーサー１０は、前記したようにトッププレート２の上面に載置される鍋３０と加熱コイル３とのギャップを一定に保持するためのものであり、コイルベース９の外周縁部に取り付けられた支持部材１１により、コイルベース９上面の外周から中心側に向けて適宜間隔を保持して３個設けられている。

ギャップスペーサー１０に取り付けられた外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇの内、一個（図２に示す外側温度センサ３１ｅ）は、使用者側に近く、鍋３０が載置されやすい筐体１の手前側に配置されている（同様に左側加熱コイル３では外側温度センサ３２ｅとなる）。

外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇは、内側温度センサ３１ｄに対して１２０度ずつずれて配置されている。

ギャップスペーサー１０に取り付けられた外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇは、コイルベース９がトッププレート２方向にバネにより付勢されているため、トッププレート２の下面に密着している。

なお、中央後部に配設された加熱コイル３は、加熱コイル３の外形が小さいため、隙間３３ｂには温度センサは設けられていない。

左右に配設された加熱コイル３の中心部近傍の下方には、鍋３０の底面から放射される赤外線をトッププレート２を通して受光し、その受光した赤外線のエネルギーから温度を測定する赤外線センサ１２，１３が設けられている。

なお、中央後部に配設された加熱コイル３には、赤外線センサは設けられていない。これは中央後部の加熱コイル３は限られた調理用に用途が限定されているためである。

赤外線センサ１２の受光面１２ａは、内側加熱コイル３１ａの中心部近傍の位置で、加熱コイル３下方のトッププレート２の下面から約３５mm離れた位置に設けられている。

赤外線センサ１２，１３は、熱型検出素子を使用した方式のセンサである。また、その受光面１２ａには図示していないが測定する赤外線の視野角を制限するレンズや導光筒等が設けられ、図３に示すようにトッププレート２の下面の位置で１０φから１５φの温度検出スポット１２ｂによって検出するような視野角としている。

なお、赤外線センサ１２，１３で検知する温度は、鍋３０から放射する赤外線をトッププレート２を通して受光するため、本実施例では、結晶化ガラス製のトッププレート２の赤外線透過波長特性から１５０℃程度の温度の低い範囲は検出しにくいといった性質がある。

これらにより、鍋３０の温度を検出して行う自動調理は、トッププレート２を介して検出する内側温度センサ３１ｄと、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇと、内側加熱コイル３１ａの中心部近傍の下方に設けられた赤外線センサ１２により温度を検出して行われる。

次に、鍋の加熱制御について図３を用いて簡単に説明する。なお、グリル加熱部６の制御については本発明とは直接関係ないので、図３では省略している。

操作部７で入力されたメニュー，出力情報，調理のスタート・切情報等は、制御手段１４に入力される。

制御手段１４は、認識した操作部７の情報や調理の進行状況等を表示信号として表示部８に送り、表示部８で表示する。

制御手段１４は、操作部７で設定された内容及び事前に組み込まれた自動調理などのプログラムに基づき、インバータ１５を制御して加熱コイル３へ高周波電流を流して電力を供給し、加熱コイル３上の鍋３０を誘導加熱する。

さらに、制御手段１４は、加熱コイル３に設けられた内側温度センサ３１ｄと外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇと、加熱コイル３の下方に設けられた赤外線センサ１２の出力信号を入力して温度を検出する温度検出手段１６の温度情報を入力し、インバータ１５を制御して加熱コイル３に高周波電流を流して電力を供給し、鍋３０が設定温度又は設定出力で加熱されるように加熱制御する。

なお、温度検出手段１６とインバータ１５は、夫々の加熱コイル３に対応して３個備えているが、制御手段１４は全体を１個で構成している。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、図３，図４を参照しながらその動作を説明する。図４は、実施例１における制御動作説明図である。

一例として、鍋３０で揚げ物調理を行う場合、制御手段１４は、内側温度センサ３１ｄと、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ及び赤外線センサ１２が検知した鍋３０の温度を比較し、一番高い温度を検知したセンサの検出信号を優先して鍋３０の加熱制御を行う。

図４に示すように、赤外線センサ１２は、トッププレート２を透過して鍋３０の底部の温度を直接検知するのに対し、内側温度センサ３１ｄと、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇは、トッププレート２を介して鍋３０の底部の温度を検知するので、両センサ１２，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇの間には図示するように時間的遅れが生じる。

従って赤外線センサ１２が一番高い温度を検知することになり、赤外線センサ１２による温度検出手段１６の出力を優先して加熱制御を行う。

但し、この調理の途中で、例えばトッププレート２が汚れて赤外線センサ１２の受光部に赤外線が受光されにくくなった場合や、鍋３０の置く位置が移動すること等により、外側温度センサ３１ｅが一番高い温度を検知するようになると、以後の制御手段１４の加熱制御は、外側温度センサ３１ｅによる温度検出手段１６の出力を優先して加熱制御を行う。

このように、調理温度の高い揚げ物調理を行う場合には、鍋３０の底部の温度を直接検知する赤外線センサ１２の出力を優先することで鍋３０の温度検知精度が向上し、揚げ物調理を良好に行うことができる。

また、一方、赤外線を透過する部分のトッププレート２の汚れや、鍋３０の材質による赤外線の放射率の差、鍋３０の表面の汚れ等により、赤外線センサ１２が鍋３０の温度検知に問題が生じた場合は、内側温度センサ３１ｄと、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇの内で一番高い温度を検知したセンサの検出信号を優先して鍋３０の加熱制御を行うことにより、鍋３０の必要以上な温度上昇による空焼きや煙等の発生を抑制することができる。

また、鍋３０の中心部や周辺部が反っている場合には、鍋３０とトッププレート２間にできた空間により、鍋３０の熱がトッププレート２に伝わりにくく、したがって、その部分に配設された内側温度センサ３１ｄや、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇは、加熱開始から所定時間経っても温度上昇しないことがある。

したがって、このような場合は、内側温度センサ３１ｄと、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ及び赤外線センサ１２が検知した温度を比較し、一番高い温度を検知したセンサの検出信号を優先して鍋３０の加熱制御を行うことにより、鍋３０の反りに影響を受けにくい赤外線センサ１２の検出信号が一番高い温度を検知するようになると、この赤外線センサ１２の検出信号を優先して鍋３０の加熱制御を行うことができるため、鍋３０の必要以上な温度上昇による空焼きや煙等の発生を抑制することができる。

次に、湯沸しや煮物等、比較的低い温度で調理する場合には、赤外線センサ１２は結晶化ガラス製のトッププレート２の赤外線透過波長特性から温度の低い範囲は検出しにくいといった性質があることから、内側温度センサ３１ｄや、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇの検知した温度情報で加熱制御を行う。

但し、調理中に鍋３０内の湯や煮汁が少なくなる等の事態が生じると、鍋３０の温度が上昇して高温になり、その温度を赤外線センサ１２が検知し、加熱制御することができるため、鍋３０の必要以上の温度上昇による空焼きや煙等の発生を抑制することができる。

このように、本実施例では、内側温度センサ３１ｄと、外側温度センサ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇの各センサの温度検出特性と、赤外線センサ１２の温度検出特性のそれぞれの特性の違いを取り入れて鍋３０の加熱制御を行うことにより、調理温度の違いや調理物の量及び鍋の大きさや鍋３０の置く位置によっても鍋３０の温度を正確に検知し、調理を良好に行うことができる。

また、鍋３０の必要以上な温度上昇による空焼きや煙等の発生を抑制することができる。

本発明の実施例における誘導加熱調理器の外観斜視図である。 本発明の実施例における誘導加熱調理器のトッププレートを除いた状態の上面図である。 本発明の実施例における誘導加熱調理器の右側に配設された加熱コイルの要部縦断面図である。 本発明の実施例における制御動作説明図である。

符号の説明

１ 筐体
２ トッププレート
３ 加熱コイル
１２，１３ 赤外線センサ
１４ 制御手段
１５ インバータ
３１ｄ，３２ｄ，３３ｄ 内側温度センサ
３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ 外側温度センサ

Claims (2)

1. 筐体の上面に被加熱物を載置するトッププレートを配置し、該トッププレート下方の前記筐体内に環状に形成された加熱コイルと、該加熱コイルに電力を供給するインバータとを備えた誘導加熱調理器において、前記加熱コイル中心部近傍に設けられ前記トッププレートの下面温度を検出する内側温度センサと、前記加熱コイルの外周部より内側に３個以上設けられ前記トッププレートの下面温度を検出する外側温度センサと、前記加熱コイルの中心部近傍の下方に設けられ、前記被加熱物から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、前記内側温度センサと前記外側温度センサと前記赤外線センサとの検出信号を基に、前記インバータを制御して前記被加熱物を加熱制御する制御手段とを設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 請求項１記載の誘導加熱調理器において、前記制御手段は、前記内側温度センサと外側温度センサと赤外線センサの各センサが検知した温度を比較し、一番高い温度を検知したセンサの検出信号出力を優先して前記被加熱物を加熱制御することを特徴とする誘導加熱調理器。

Images