JP4920720B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の実施の形態1に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
誘導加熱調理器は、被加熱物である鍋1を載置する天板2と、天板2の下に配設した加熱コイル3と、鍋側面から放射される赤外線に基づき鍋側面温度を非接触で検出する温度検出手段である赤外線センサー4とを備えている。また、誘導加熱調理器は、商用交流電源5から供給される商用電力を高周波電力に変換して加熱コイル3に高周波電流を流す駆動回路6と、入力電流検出回路7と、入力電圧検出回路8と、制御回路9とを備えている。赤外線センサー4、入力電流検出回路7および入力電圧検出回路8のそれぞれの検出値は制御回路9に出力される。加熱コイル3、駆動回路6、制御回路9、入力電流検出回路7および入力電圧検出回路8は筐体10内に収納されている。なお、鍋1に投入される内容物11としては、ポタージュスープ、カレー、味噌汁、水などがある。
操作入力部(図示せず)から加熱動作の開始が入力され、火力レベルが設定されると、制御回路9は、内蔵のタイマー(図示せず)の計測時間tを初期値としてゼロに設定する(S10)。次に、制御回路9は、赤外線センサー4から鍋側面の初期温度Toを読み込む(S11)。そして、制御回路9は駆動回路6の駆動を開始する。制御回路9は、入力電流検出回路7および入力電圧検出回路8からの検出値により入力電力を把握しており、その入力電力が所定電力を所定時間t0継続するように(例えば、入力電力500Wで20秒間継続するように)、駆動回路6を制御する(S12)。これにより、加熱コイル3に高周波電流が流され、鍋1が誘導加熱される。
以上のS11〜S14の処理により、所定入力電力で所定時間駆動した場合の鍋側面の温度上昇値が演算される。
4.18×(1×M+W×A) ・・・(1)
なお、1cal=4.18J
4500/(4.18×(1×M+W×A)) ・・・(2)
まず、制御回路9は、所定の単位時間(図3では例えば1秒)をカウントする(S16)。これによりS17〜S22の処理は1秒毎に実行されることになる。そして、タイマーtをカウントアップし(S17)、図3の関係式fT(t) から現時間(t=1)に対応した目標温度Tobjを決定する(S18)。なお、関係式fT(t) を用いるのに代えて、時間tと目標温度Tobjとを対応付けたテーブルを用いて目標温度Tobjを決定するようにしてもよい。
実施の形態1では加熱開始後に1回だけ粘性推定を行っていたが、実施の形態2では加熱中に繰り返し粘性推定を行うようにしたものである。
実施の形態1では粘性しきい値を固定値としていたが、実施の形態3では鍋1と内容物11との合計重量Jに応じて可変としたものである。すなわち、実施の形態1では、軽い鍋1で少量の水を加熱した場合を温度上昇値が最も大きくなる場合とみなし、水の量Mおよび鍋の重量Wをある値に固定して粘性しきい値(温度上昇値)を固定値として決定していた。しかしながら、鍋1が大きい場合や内容物11の量が多い場合は、熱容量が大きいため、内容物11の粘性が高かったとしても、所定時間、所定電力を投入した際の温度上昇値は小さくなる。このため、粘性が低い場合との区別が困難で、粘性が低いと見誤る可能性がある。そこで、実施の形態3では合計重量Jが重いほど、粘性しきい値が小さくなるように設定し、その粘性しきい値に基づいて粘性の高低を判断することで、さらに粘性推定の精度を向上するようにしたものである。
実施の形態3の誘導加熱調理器において、キッチン台13の開口部に筐体10部分が挿入され、天板2の外周部がキッチン台13上に係止し、筐体10と天板2とで構成される誘導加熱調理器本体がキッチン台13に載置されている。また、天板2の四隅とキッチン台13の上面との間には重量検知手段12(12a、12b、12c(図示せず)、12d(図示せず))が配置されている。重量検知手段12は、具体的には例えば歪みセンサーで構成される。
上記各実施の形態では、粘性が高いと推定した場合、粘性低の場合に比べて低い温度上昇率に抑えて鍋側面の温度を目標温度まで上昇させる加熱制御を行っているが、実施の形態4では、粘性推定時の粘性の程度に応じて、その温度上昇率を可変としたものである。具体的には粘性が高いほど温度上昇率を低く設定し、ゆっくりと加熱するようにしたものである。
上記各実施の形態では、粘性高と推定した場合に、温度上昇率を低く抑えて前記被加熱物の温度を目標温度まで上昇させるように制御しており、この点は実施の形態5も同様である。実施の形態5では、使用者による設定火力に応じた温度(最終の目標温度)への到達、未到達にかかわらず、入力積算電力量が、鍋1と内容物11の合計重量Jに応じて決定した最大積算電力量Pobjを超えた場合は、加熱を停止するようにしたものである。
実施の形態6は、いわば実施の形態2(調理中の繰り返し粘性推定)と実施の形態3(合計重量Jに応じた粘性しきい値設定)とを組み合わせた形態に相当するものである。
実施の形態7は、内容物11の粘性が高いと推定し、温度上昇率を抑えた制御を行っている最中に使用者による内容物11のかきまぜ行為があった場合にはそのかきまぜ行為を検出する。そして、かきまぜ行為終了後に再度粘性推定を行い、その粘性推定結果に応じて加熱制御を行うようにしたものである。
図14は実施の形態8における時間tと目標温度Tobjとの関係式fT(t) を示す。上記実施の形態1〜7では、図3に示すように時間tと目標温度Tobjとの関係式が直線的に上昇する関数となっているが、図14では、加熱開始当初の低温時に比べて高温時の関係式の傾きが小さく(すなわち温度上昇率が低く)なっている。これにより、高温時にはさらにゆっくりと加熱する制御となる。なお、図14の関係式fT(t)についても、時間tと目標温度Tobjとを対応付けたテーブルに代えてもよい。また、図14では、温度上昇率をいわば2段階に設定した例を示したが、さらに多段としてもよい。要は、この実施の形態8は、最初の粘性推定で粘性高と判定した場合、その後の鍋側面の検知温度が高くなるにつれ、鍋側面の温度上昇率が低下するように制御する形態を含むものである。このように制御することにより、内容物11の鍋1への焦げ付きや、鍋表面近傍の食材のみが高温に加熱されて爆発的に沸騰する突沸現象をより確実に防止できる。
図15は実施の形態9における誘導加熱調理器を示すものである。図15において、図5に示した実施の形態3と同一部分には同一符号を付す。
実施の形態9の誘導加熱調理器は、実施の形態3の誘導加熱調理器に、さらに使用者に音声で報知するための音声出力装置14と、使用者に表示で報知するための表示装置15とを備えたものである。その他は実施の形態3と同様である。
実施の形態10における誘導加熱調理器のブロック構成は図1又は図5で示されるが、加熱コイル3の形状および駆動回路6の構成が図16に示される構成となっている。図16に示すように加熱コイル3は内側加熱コイル3aと、外側加熱コイル3bとに分かれて構成されており、駆動回路6は内側加熱コイル3aと外側加熱コイル3bとを同時又は個別に駆動できる。
Claims (13)
- 被加熱物を載置する天板と、
該天板の下に設けられ、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、
前記被加熱物の表面の温度を検出する温度検出手段と、
前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段と、
前記駆動回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記重量検知手段の検知重量が重いほど、小さい値となるように粘性しきい値を設定すると共に、所定時間、所定入力電力となるように前記駆動回路を制御し、その間の前記温度検出手段による検出温度の温度上昇値又は温度上昇率を算出し、前記算出した温度上昇値又は温度上昇率が、前記粘性しきい値よりも大きい場合、粘性高と推定し、前記算出した温度上昇値又は温度上昇率が、前記粘性しきい値以下の場合、粘性低と推定し、推定結果に応じて前記駆動回路を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。 - 被加熱物を載置する天板と、
該天板の下に設けられ、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、
前記被加熱物の表面の温度を検出する温度検出手段と、
前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段と、
前記駆動回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、被加熱物を一定温度上昇させるのに必要な電力量を前記重量検知手段で検知した前記被加熱物の検知重量を用いて計算し、前記計算上の必要電力量を目標積算電力量として前記駆動回路を制御し、実際の積算電力量が前記目標積算電力量に達する前に前記温度検出手段による検出温度が前記一定温度上昇した場合、粘性高と推定し、実際の積算電力量が前記目標積算電力量に達した以降に前記温度検出手段による検出温度が前記一定温度上昇した場合、粘性低と推定し、推定結果に応じて前記駆動回路を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記制御回路は粘性高と推定した場合、粘性低の場合に比べて低い温度上昇率に抑えて前記被加熱物の温度を目標温度まで上昇させるように前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の誘導加熱調理器。
- 前記制御回路は粘性高と推定した場合、その粘度が高いほど、低い温度上昇率に抑えて前記被加熱物の温度を目標温度まで上昇させるように前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項3記載の誘導加熱調理器。
- 前記制御回路は、前記粘性推定の結果が粘性高の場合、その後の前記温度検出手段の検知温度が高くなるにつれ、被加熱物の温度上昇率が低下するように前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項3又は請求項4記載の誘導加熱調理器。
- 前記制御回路は、前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段が検知した検知重量に応じて最大積算電力量を決定し、その最大積算電力量を超えた場合、目標温度への到達、未到達にかかわらず加熱を停止することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の誘導加熱調理器。
- 前記制御回路は、加熱途中で前記粘性推定を繰り返し行い、最新の推定結果に基づいて前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の誘導加熱調理器。
- 前記制御回路は、前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段が検知した検知重量の変動からかきまぜ行為が行われたこと検出すると、かきまぜ行為終了後に粘性推定をし直し、最新の推定結果に基づいて前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の誘導加熱調理器。
- 粘性が高い場合にかきまぜを行うように外部に報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の誘導加熱調理器。
- 前記加熱コイルは少なくとも内側と外側とに分割されて個別駆動可能に構成され、前記制御回路は、粘性が高いと推定した場合、内側と外側の加熱コイルを交互に駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載の誘導加熱調理器。
- 前記温度検出手段は、前記天板より上側に設けられ、前記被加熱物の側面の温度を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載の誘導加熱調理器。
- 前記温度検出手段は、前記天板より下側に設けられ、前記被加熱物の底面の温度を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載の誘導加熱調理器。
- 前記温度検出手段は、赤外線センサーであることを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れかに記載の誘導加熱調理器。
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