JP3903883B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トッププレート上の鍋の内容物の温度を精度良く検出することができる誘導加熱調理器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
鍋などの被加熱物を加熱する誘導加熱調理器において、被加熱物の鍋の温度を検出する方式として、鍋を載置するトッププレートを介してサーミスタで温度を検出する方式がある。また、鍋から放射される赤外線を検出して鍋底の温度を検知する方法も知られている。この従来例を図3を用いて説明する。
【0003】
本体31に鍋32を磁気を発生する加熱コイル33と、温度を検出する赤外線センサ34とを設けている。本体31上面に設けたトッププレート35は、2.5ミクロン以下の波長の赤外線は良く透過し、2.5〜4ミクロンの波長の赤外線は数10%程度透過し、4ミクロンよりも長い波長の赤外線はほとんど通さない。したがって、鍋32から放射される赤外線の4ミクロン以下の波長成分は、トッププレート15を透過して、赤外線センサ34が鍋底の温度を測定する。
【0004】
赤外線センサ34は破線で示したような角度で決まる視野範囲で鍋32の底面からの赤外線を受光する。図4からわかるように赤外線センサ34はトッププレートからの温度をできるだけ受けないように加熱コイル33よりも下に配置されており、そのため鍋底との距離が遠くなり、赤外線を受光する鍋底の視野範囲は広い。このため加熱コイル33の真上にある鍋底部分も視野に入っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示した従来構成の誘導加熱調理器は、加熱コイルの真上部分の鍋底は加熱コイルで加熱されるため温度が内容物の温度よりも高くなる。発明者らは数々の実験結果から、内容物の温度をより忠実に表しているのは加熱コイルから最も離れている加熱コイルの中心軸上の狭い範囲の鍋底温度であることを見出した。
【0006】
また、加熱コイルから最も離れた加熱コイルの中心軸上の鍋底の狭い範囲だけを温度を検知するためには赤外線センサをトッププレート下面に近づける必要がある。しかし、トッププレート下面に近づけるとてんぷら調理などをしたときにセンサ温度が100℃を超える場合があるので一般的な赤外線センサは使えず、赤外線センサをトッププレート下面から遠ざけてトッププレート下面の温度によって赤外線センサが加熱されないようにする必要があった。このため、鍋底をみる赤外線センサの視野範囲は広くなり、加熱コイルの真上の部分の鍋底が視野に入ってしまうため鍋の内容物の正確な温度測定ができなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ鍋底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、赤外線を有効に受光する視野を前記加熱コイルの内径より内側となるように、赤外線を前記トッププレート下面から赤外線センサまで導くための導波管と、前記赤外線センサの出力から鍋底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記導波管は、熱容量が大きくかつ熱伝達の良い材料で構成した誘導加熱調理器としているものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ鍋底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、赤外線を有効に受光する視野を前記加熱コイルの内径より内側となるように、赤外線を前記トッププレート下面から赤外線センサまで導くための導波管と、前記赤外線センサの出力から鍋底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記導波管は、熱容量が大きくかつ熱伝達の良い材料で構成したことで、高精度な鍋内容物の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0009】
請求項2に記載した発明は、強制的に空冷する構成にしたことで、高精度な鍋内容物の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0010】
請求項3に記載した発明は、放物面鏡は、熱容量が大きくかつ熱伝達の良い材料で構成したことで、高精度な鍋内容物の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0011】
請求項4に記載した発明は、放物面鏡は、強制的に空冷する構成にしたことで、高精度な鍋内容物の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0012】
請求項5に記載した発明は、赤外線センサを上下あるいは前後に移動させセンサの焦点を調節可能にしたことで低い温度での調理時には赤外線センサを光学的に鍋に近づけて視野を絞り、より高精度な鍋内容物の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0013】
請求項6に記載した発明は、導波管または、放物面鏡は、赤外線センサとともに上下に移動可能な構成にしたことで、低い温度での調理時には導波管または、放物面鏡または、集光レンズと赤外線センサを鍋に近づけて視野を絞り、より高精度な鍋内容物の温度測定ができる誘導加熱調理器としているものである。
【0014】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の第1の実施例について説明する。図1は本実施例の構成を示すブロック図である。図1において1は本実施例の誘導加熱調理器の本体である。2は鍋8の底面からの赤外線の強さを検知する赤外線センサ、3は円筒状の導波管であり、筒の内面は赤外線をよく反射するように鏡面加工されている。4は温度算出手段であり、赤外線センサ2の出力信号から鍋8の温度を算出する。制御手段5は温度算出手段4の出力に応じて加熱コイル6に供給する電力を制御する。
【0015】
次に動作について説明する。図示していない電源を投入し、操作スイッチで所定の温度を設定すると、制御手段5が加熱コイル6に電力を供給する。加熱コイル6に電力が供給されると、加熱コイル6から誘導磁界が発せられ、トッププレート7上の鍋8が誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋8の温度が上昇し、鍋8内の内容物が調理される。
【0016】
一般に物体の放射する赤外線エネルギはその物体の絶対温度の4乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則があり、温度が高くなればなるほど加速度的に大きなエネルギを赤外線として放射する。赤外線センサ2は受光した赤外線のエネルギに比例した電圧を出力するもので、焦電素子や熱電対を一点に集めたサーモパイルなどを用いている。このため、鍋8の温度が上昇すると鍋底からの赤外線放射強度も強くなり、赤外線センサ2が受光する赤外線エネルギ量が増え、赤外線センサ2の出力信号電圧が高くなる。
【0017】
また、トッププレート7は4ミクロン以下の波長の赤外線しか透過しないが、温度算出手段4で補正演算をするため正確な温度を算出できる。温度算出手段4は赤外線センサ2の出力信号電圧から鍋8の温度を算出し、制御手段5に送る。制御手段5は、この温度信号に応じて加熱コイル6に供給する電力を制御して、所定の鍋温度に制御する。
【0018】
ここで導波管3の上部先端はトッププレート7の下面近くまで伸ばされており、その先端から破線で示したような角度で決まる視野範囲で鍋8の底面からの赤外線を受光する。このため赤外線センサ2は内容物の温度が最もよく反映されている加熱コイル6の中央の真上の鍋底部分だけからの赤外線放射を捉えることができる。加熱コイル6の真上付近の鍋8の底面部分は加熱コイル6によって加熱されているため熱源となり内容物に熱を供給している部分になる。
【0019】
しかし、加熱コイル6中心の真上付近は加熱コイル6から一番離れているため、加熱コイル6によってあまり加熱されておらず鍋の加熱コイル6中心の真上付近からの熱伝達もあるが、主に内容物からの熱伝達で温度が定まっている。このため温度算出手段4は内容物に近い温度を算出することができる。
【0020】
このように鍋8の底面温度をトッププレート7を介して測定しているが鍋の内容物の温度を正確に検知することが可能である。
【0021】
また、導波管を熱伝達の良い金属で構成し、熱容量が大きくなるように管の肉厚を厚くすれば、導波管内壁鏡面部分の温度の不均一が少なくなりより安定した温度検知が可能となる。
【0022】
さらに、導波管の外側から空気を送り強制空冷すると導波管の上部先端がトッププレートから熱をもらって暖まるのを抑制することができ、導波管内壁鏡面部分の温度の不均一が少なくなりさらに安定した温度検知が可能となる。
【0023】
また、導波管および赤外線センサを上下に移動できるようにすれば、低い温度で調理する時に、赤外線センサを鍋に近づけて視野を絞り、より高精度な鍋内容物の温度測定ができるようになる。
【0024】
(実施例2)
図2は本発明の実施例2の構成を示すブロック図である。図2において実施例1と同じところは同一番号を付し説明を一部省略する。2は鍋8の底面からの赤外線の強さを検知する赤外線センサであり、実施例1と異なるところは約90°向きが左を向き、また、配置が加熱コイル6の下側になっている。11は凹面鏡になっており、鍋8からの赤外線を約90°ほど右に反射して赤外線センサ2へ集光する放物面鏡である。放物面鏡13の反射面は赤外線をよく反射するように鏡面加工されている。
【0025】
ここで赤外線センサ2の鍋底に対する視野は放物面鏡でよく集光されているため、破線12a、12bで示したような範囲であり、加熱コイル6の中心上の鍋8の底面のほんの一部からの赤外線を受光する。このため赤外線センサ2は内容物の温度が一番よく反映されている加熱コイル6の中央の真上の鍋底のごく狭い部分だけからの赤外線放射を捉えることができる。このため温度算出手段4は内容物にかなり近い温度を算出することができる。
【0026】
このように鍋8の底面温度をトッププレート7を介して測定しているが鍋の内容物の温度をかなり正確に検知することが可能である。
【0027】
また、放物面鏡を熱伝達の良い金属で構成し、熱容量が大きくなるように鏡全体を厚くすれば、鏡面部分の温度の不均一が少なくなりより安定した温度検知が可能となる。
【0028】
さらに、放物面鏡の外側から空気を送り強制空冷すると放物面鏡がトッププレートから熱をもらって暖まるのを抑制することができ、鏡面部分の温度の不均一が少なくなりさらに安定した温度検知が可能となる。
【0029】
また、放物面鏡および赤外線センサを上下に移動できるようにすることで、センサと鍋との光軸距離を移動すれば、低い温度で調理する時に、放物面鏡および赤外線センサを鍋に近づけて視野を絞り、より高精度な鍋内容物の温度測定ができるようになる。
【0030】
(実施例3)
図3は本発明の実施例3の構成を示すブロック図である。図3において実施例1と同じところは同一番号を付し説明を一部省略する。21は透過型集光レンズであり凸レンズ構造になっている。透過型集光レンズ21は鍋8の底面からの赤外線を赤外線センサ2に集光させるものである。
【0031】
ここで赤外線センサ2の鍋底に対する視野は透過型集光レンズ21でよく集光されているため、破線22a、22bで示したような範囲であり、加熱コイル6の中心上の鍋8の底面のほんの一部からの赤外線を受光する。このため赤外線センサ2は内容物の温度が一番よく反映されている加熱コイル6の中央の真上の鍋底のごく狭い部分だけからの赤外線放射を捉えることができる。このため温度算出手段4は内容物にかなり近い温度を算出することができる。
【0032】
このように鍋8の底面温度をトッププレート7を介して測定しているが鍋の内容物の温度をかなり正確に検知することが可能である。
【0033】
また、透過型集光レンズを強制空冷すると透過型集光レンズがトッププレートから熱をもらって暖まるのを抑制することができ、さらに安定した温度検知が可能となる。
【0034】
また、透過型集光レンズおよび赤外線センサを上下に移動できるようにすれば、低い温度で調理する時に、透過型集光レンズおよび赤外線センサを鍋に近づけて視野を絞り、より高精度な鍋内容物の温度測定ができるようになる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように本願に記載の発明は、高精度な鍋内容物の温度が測定できる誘導加熱調理器が実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における誘導加熱調理器を示すブロック図
【図2】 本発明の実施例2における誘導加熱調理器を示すブロック図
【図3】 本発明の実施例3における誘導加熱調理器を示すブロック図
【図4】 従来における誘導加熱調理器を示すブロック図
【符号の説明】
1 本体
2 赤外線センサ
3 導波管
4 温度算出手段
5 制御手段
6 加熱コイル
7 トッププレート
8 鍋
9 内容物
11 放物面鏡
21 透過型集光レンズ
Claims (6)
- 鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ鍋底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、赤外線を有効に受光する視野を前記加熱コイルの内径より内側となるように、赤外線を前記トッププレート下面から赤外線センサまで導くための導波管と、前記赤外線センサの出力から鍋底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記導波管は、熱容量が大きくかつ熱伝達の良い材料で構成した誘導加熱調理器。
- 導波管は、送風により強制的に空冷される構成を備えた請求項1に記載の誘導加熱調理器。
- 鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置するトッププレートと、前記トッププレート下面に置かれ鍋底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、赤外線を有効に受光する視野を前記加熱コイルの内径より内側となるように、前記トッププレート下面から赤外線を前記赤外線センサまで導くための放物面鏡と、前記赤外線センサの出力から鍋底面温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記放物面鏡は、熱容量が大きくかつ熱伝達の良い材料で構成した誘導加熱調理器。
- 放物面鏡は、送風により強制的に空冷される構成を備えた請求項3に記載の誘導加熱調理器。
- 赤外線センサを上下あるいは前後に移動させ鍋に対するセンサの視野を調節可能にした請求項1〜4のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
- 導波管または放物面鏡は、赤外線センサとともに上下に移動させ赤外線センサの鍋に対する視野を調整可能にした請求項1〜5のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。
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