(57)【要約】【課題】小鍋加熱沸騰時の吹きこぼれや飛び散りが少なく、また不要輻射が小さい誘導加熱調理器を提供すること。【解決手段】インバータ回路の出力を制御する制御手段２２と、負荷鍋の形状を検知する負荷鍋検知手段２０と、負荷鍋検知手段からの信号より負荷鍋形状を判定する負荷鍋判定手段２１を備え、制御手段は負荷鍋判定手段での判定結果に応じてインバータ回路の最大出力を制限することで、小鍋加熱時のインバータ回路の最大出力を小さくすることができ、小鍋加熱時に鍋内の液体の吹きこぼれや飛び散りが少なく、また不要輻射による周辺機器への影響を低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷鍋を加熱する加熱コイルを含むインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を制御する制御手段と、前記負荷鍋の形状を検知する負荷鍋検知手段と、前記負荷鍋検知手段からの信号より負荷鍋の形状を判定する負荷鍋判定手段とを備え、前記制御手段は前記負荷鍋判定手段からの信号に応じて前記インバータ回路の最大出力を制限する誘導加熱調理器。
【請求項２】
商用電源からの入力電流を検知する入力電流検知手段と、インバータ回路の共振電圧を検知する共振電圧検知手段を備え、負荷鍋判定手段は前記入力電流検知手段と前記共振電圧検知手段の検知結果から負荷鍋形状を判定する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
商用電源からの入力電流を検知する入力電流検知手段と、インバータ回路の高周波電流を検知するインバータ電流検知手段を備え、負荷鍋判定手段は、前記入力電流検知手段と前記インバータ電流検知手段の検知結果から負荷鍋形状を判定する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
負荷鍋判定手段からの信号の有効性を選択する選択手段を備え、制御手段は、前記選択手段にて前記負荷鍋判定手段からの信号を無効と選択された場合にはインバータ回路の最大出力の制限を行わない請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
インバータ回路の最大出力制限レベルを調節する出力制限調節手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
選択手段の選択状態あるいは出力制限調節手段の設定状態を記憶する記憶手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
負荷鍋の温度を検知する温度検知手段を備え、制御手段は、前記温度検知手段での検知温度に応じてインバータ回路の最大出力の制限レベルを変更する請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
表示手段を備え、制御手段はインバータ回路の最大出力制限状態に応じて前記表示手段の表示内容を変更する請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般キッチンや業務用等に用いられる誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘導加熱調理器は安全・清潔・高効率という優れた特徴が認知され、一般家庭のキッチンや業務用等に広く普及されている。
【０００３】
以下、従来構成の誘導加熱調理器について図５を参照して説明する。図において、４１は商用電源、４２は商用電源４１を直流に変換する第１の整流回路、４３はインバータ回路で、加熱コイル４４と、加熱コイル４４に並列接続された共振コンデンサ４５と、加熱コイル４４に直列接続されたスイッチング素子４６と、スイッチング素子４６に逆並列に接続された逆導通ダイオード４７で構成されている。４８は商用電源４１からの入力電流を検知する入力電流検知手段、４９はインバータ回路４３の共振電圧を検知する共振電圧検知手段、５０は入力電流検知手段４８と共振電圧検知手段４９の検知結果が所定値以下となるようにインバータ回路４３の出力を制御する制御手段である。
【０００４】
以上のように構成された誘導加熱調理器では、入力電流検知手段４８の検知電流が設定された値となるように、制御手段５０はインバータ回路４３の出力を制御し、負荷鍋の材質や鍋の大きさあるいは鍋の載置状態によりインバータ回路４３の共振電圧が高くなる場合には、共振電圧が制限レベルを超えないようにインバータ回路４３の出力を制御していた。また、スイッチング素子４６のオンオフ周期とインバータ回路４３の共振電圧との特性より、オンオフ周期が所定より短い場合は共振電圧の制限レベルを低くして、スイッチング素子４６の発熱を低減していた。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０１９４４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、スイッチング素子４６のオンオフ周期が所定より長くなると、インバータ回路４３の共振電圧の制限レベルが一定であるため、スイッチング素子４６のオン時間が所定よりも長い時間で共振電圧が高くなる材質の鍋、例えば磁性ステンレス鍋などの加熱出力を大きくするために共振電圧の制限レベルを高くすると、加熱径の小さい鍋を加熱する場合にも加熱出力が大きくなり、鍋内部の液体の吹きこぼれや沸騰時の飛び散りが発生しやすくなるという課題があった。
【０００７】
また、加熱径の小さい鍋が加熱される場合や、鍋が加熱コイル４４センターからずれた状態で加熱される場合には、加熱出力が大きいと調理器周囲への不要輻射が多くなるという課題があった。
【０００８】
使用可能な最小鍋径を大きくすると、小鍋加熱による吹きこぼれや不要輻射などは低減できるが、小鍋での少量調理ができなくなるという不具合があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、鍋の形状に応じてインバータ回路の最大出力を変更することで、小鍋での吹きこぼれや不要輻射を低減できる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、負荷鍋判定手段にて負荷鍋の形状を判定し、負荷鍋判定手段からの信号に応じて前記インバータ回路の最大出力を制限するものである。
【００１１】
これにより、磁性ステンレスなど共振電圧が高くなる材質の鍋の最大火力を低下することなく、小鍋加熱時の最大加熱出力を制限することができ、小鍋加熱による鍋内部の液体の吹きこぼれや突沸、および調理器周囲への不要輻射を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、負荷鍋を加熱する加熱コイルを含むインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を制御する制御手段と、前記負荷鍋の形状を検知する負荷鍋検知手段と、前記負荷鍋検知手段からの信号より負荷鍋の形状を判定する負荷鍋判定手段を備え、前記制御手段は前記負荷鍋判定手段からの信号に応じて前記インバータ回路の最大出力を制限する構成とするものである。
【００１３】
これにより、磁性ステンレスなど共振電圧が高くなる材質の鍋の最大火力を低下することなく、小鍋加熱時の最大加熱出力を制限することができ、小鍋加熱による鍋内部の液体の吹きこぼれや突沸、および調理器周囲への不要輻射を低減することができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、商用電源からの入力電流を検知する入力電流検知手段と、インバータ回路の共振電圧を検知する共振電圧検知手段を備え、負荷鍋判定手段は前記入力電流検知手段と前記共振電圧検知手段の検知結果から負荷鍋形状を判定する構成とするものである。
【００１５】
これにより、インバータ回路動作時の動作信号のみで負荷鍋形状を判定することができ、負荷鍋形状検知のために機構部品を追加することなく簡単な構成で、小鍋加熱時の最大加熱出力を制限することが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、商用電源からの入力電流を検知する入力電流検知手段と、インバータ回路の高周波電流を検知するインバータ電流検知手段を備え、負荷鍋判定手段は前記入力電流検知手段と前記インバータ電流検知手段の検知結果から負荷鍋形状を判定する構成とするものである。
【００１７】
これにより、インバータ回路動作時の動作信号のみで負荷鍋形状を判定することができ、負荷鍋形状検知のために機構部品を追加することなく簡単な構成で、小鍋加熱時の最大加熱出力を制限することが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、負荷鍋判定手段からの信号の有効性を選択する選択手段を備え、制御手段は前記選択手段にて前記負荷鍋判定手段からの信号を無効と選択された場合にはインバータ回路の最大出力の制限を行わない構成とするものである。
【００１９】
これにより、小鍋と判定されて最大加熱出力が制限される場合でも、負荷鍋判定手段からの信号を無効と選択設定することにより、大きな加熱出力を得ることが可能となる。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の発明は、インバータ回路の最大出力制限レベルを調節する出力制限調節手段を備えた構成とするものである。
【００２１】
これにより、小鍋加熱時の最大加熱出力の制限レベルを使用している鍋形状に応じて設定することが可能となる。
【００２２】
本発明の請求項６に記載の発明は、選択手段の選択状態あるいは出力制限調節手段の設定状態を記憶する記憶手段を備えた構成とするものである。
【００２３】
これにより、使用者が一度選択手段あるいは出力制限調節手段を設定すると、再設定することなく同じ状態で加熱することが可能となる。
【００２４】
本発明の請求項７に記載の発明は、負荷鍋の温度を検知する温度検知手段を備え、制御手段は前記温度検知手段での検知温度に応じてインバータ回路の最大出力の制限レベルを変更する構成とするものである。
【００２５】
これにより、小鍋加熱時に負荷鍋の温度が低いときには最大加熱出力を大きく、負荷鍋の温度が高くなると最大加熱出力を小さくすることができるので、低温から加熱開始したときの温度上昇速度を速くして、かつ温度上昇後の鍋からの吹きこぼれなどを低減することができる。
【００２６】
本発明の請求項８に記載の発明は、表示手段を備え、制御手段はインバータ回路の最大出力制限状態に応じて前記表示手段の表示内容を変更する構成とするものである。
【００２７】
これにより、小鍋加熱時に最大加熱出力を制限していることが一目で識別することが可能となる。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１において、１１は商用電源、１２は商用電源１１を直流に変換する整流回路、１３はインバータ回路で、加熱コイル１４と、加熱コイル１４に並列接続されている共振コンデンサ１５と、加熱コイル１４に直列接続されているスイッチング素子１６と、スイッチング素子１６に逆並列に接続されている逆導通ダイオード１７で構成されている。１８は商用電源１１からの入力電流を検知する入力電流検知手段、１９はインバータ回路１３の共振電圧を検知する共振電圧検知手段で、入力電流検知手段１８と共振電圧検知手段１９で負荷鍋検知手段２０は構成されている。２１は入力電流検知手段１８と共振電圧検知手段１９の検知信号に応じて負荷鍋の形状を判定する負荷鍋判定手段、２２はインバータ回路１３の出力を制御する制御手段、２３は負荷鍋判定手段２１の判定結果の有効性を選択する選択手段、２４はインバータ回路１３の最大出力制限時の出力制限量を調節する出力制限調節手段、２５は選択手段２３および出力制限調節手段２４の設定状態を記憶する記憶手段、２６はインバータ回路１３の最大出力制限状態を表示する表示手段、２７は負荷鍋の温度を検知する温度検知手段である。
【００３０】
以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。インバータ回路１３はスイッチング素子１６をオンオフすることにより加熱コイル１４に高周波電流を供給し、加熱コイル１４上方に載置された負荷鍋が加熱される。制御手段２２は入力電流検知手段１８での検知電流が所定の値となるようにスイッチング素子１６のオン時間を制御する。スイッチング素子１６のオン時間が増えると加熱コイル１４に流れる電流が増大し、加熱コイル１４と共振コンデンサ１５による共振電圧が高くなる。
【００３１】
図２に各負荷鍋の入力電流とインバータ回路１３の共振電圧の関係を示す。図２おいて、負荷Ａはホーローに代表されるの底径２４ｃｍの鍋、負荷Ｂは磁性ステンレスに代表される底径２４ｃｍの鍋、負荷Ｃはホーローに代表される底径１６ｃｍの鍋、負荷Ｄはホーローに代表される底径１２ｃｍの鍋の特性で、同じ入力電流の時の共振電圧は負荷Ａ、負荷Ｂ、負荷Ｃ、負荷Ｄの順に大きくなる。機器の定格をＩ１とすると、負荷Ａでは機器の最大出力は定格と同じＩ１にて加熱される。負荷Ｂでは入力電流がＩ１に達する前にインバータ回路１３の共振電圧が制限値Ｖ１に達するので最大出力はＩ１より低いＩ２となる。
【００３２】
負荷Ｃでは共振電圧の制限値Ｖ１となる入力電流はＩ３となるが、入力電流検知手段１８と共振電圧検知手段１９の検知信号より負荷鍋判定手段２１は図２に示す領域ＩＩの形状の鍋と判断するので、制御手段２２は負荷Ｃの最大出力を共振電圧の制限値Ｖ１の達したときの電流Ｉ３より低いＩ４となるように制御する。負荷Ｄでは負荷鍋判定手段２１は図２に示す領域ＩＩＩの形状の鍋と判断するので、制御手段２２は最大出力をＶ１に達したときの電流Ｉ５より低いＩ６となるように制御する。
【００３３】
負荷鍋判定手段２１で領域ＩＩおよび領域ＩＩＩの負荷鍋と判定されて最大加熱出力が制限されると、表示手段２６はその旨を表示する。
【００３４】
出力制限により最大出力設定でも火力不足と感じる場合には、選択手段２３にて負荷鍋判定手段２１の判定結果を無効とする選択に設定すると、制御手段２２は共振電圧の制限値Ｖ１以下の範囲で入力電流がＩ１となるように制御するので、負荷Ｃ、負荷Ｄの最大出力はそれぞれ制限値Ｖ１での電流Ｉ３、Ｉ５まで増加する。
【００３５】
また、使用している鍋の形状により沸騰状態が異なり、沸騰時の吹きこぼれや突沸が大きい場合には、出力制限調節手段２４にて負荷Ｃあるいは負荷Ｄの最大出力をＩ４ａあるいはＩ６ａに変更する。逆に、沸騰時の吹きこぼれや突沸が小さく火力に余裕がある場合には、出力制限調節手段２４にて最大出力をＩ４ｂあるいはＩ６ｂに変更する。
【００３６】
また、加熱時の不要輻射により周辺機器への影響が大きい場合にも、出力制限調節手段２４により負荷Ｃあるいは負荷Ｄの最大出力をＩ４ａあるいはＩ６ａに変更する。
【００３７】
選択手段２３および出力制限調節手段２４での設定状態は記憶手段２５で記憶されており、一度電源スイッチをオフした後に負荷Ｃおよび負荷Ｄで再加熱を開始すると、電源スイッチをオフする前と同じ設定にて出力制限を行う。
【００３８】
温度検知手段２７の温度に応じて最大出力の制限値を変更可能とする場合は、温度が所定温度に達するまでは負荷鍋判定手段２１の判定結果を無効とし、所定温度以上になると負荷鍋判定手段２１の判定結果に基づいて、負荷Ｃ、負荷Ｄの最大出力をそれぞれＩ４、Ｉ６に制限する。
【００３９】
以上のように本実施例によれば負荷鍋判定手段２１にて小鍋と判定すると、最大出力を制限するので、小鍋加熱時に鍋内の液体の吹きこぼれや沸騰時の突沸を低減することができる。
【００４０】
また、入力電流とインバータ回路１３の共振電圧との関係より負荷鍋判定をするので、簡単な構成で小鍋加熱時の最大出力を制限することができる。
【００４１】
また、負荷鍋判定を無効とすることができるので、使用者が小鍋加熱時の最大出力を大きくしたい場合には、インバータ回路１３の共振電圧の制限範囲まで出力を大きくすることができる。
【００４２】
また、最大出力の制限レベルを変更することができるので、使用している鍋での吹きこぼれや突沸の状況、あるいは加熱時の不要輻射による周辺機器への影響度合いに応じて、最大出力を最適化することができる。
【００４３】
また、出力制限の設定状態を記憶することができるので、一度設定すると再設定する必要なく、出力制限を同じ状態で再現することができる。
【００４４】
また、温度に応じて最大出力の制限レベルを変更することができるので、小鍋加熱時の加熱スピードを速くして、かつ沸騰時の吹きこぼれや突沸現象を低減することができる。
【００４５】
また、最大出力制限時に表示を行うので、使用者が出力制限状態であることを容易に識別することができる。
【００４６】
なお、本実施例ではインバータ回路の構成を１石電圧共振型としたが、他のインバータ構成でも同様の効果が得られる。
【００４７】
また、鍋判定手段の判定領域を３水準としたが、２水準でも同様の効果が得られるし、更に水準を増やすとよりきめ細かに鍋形状に適した最大出力となるように制限することができる。
【００４８】
また、最大出力の制限を商用電源からの入力電流で制限したが、共振電圧の制限値を小さくしても同様に最大出力を制限することができる。
【００４９】
また、鍋をずらして載置された場合についても鍋を小さくした場合と同じ傾向となり、ずらし量が大きくなればなるほど最大出力を小さくすることができる。
【００５０】
（実施例２）
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００５１】
図３において、２８は加熱コイル１４に流れる電流を検知するインバータ電流検知手段で、実施例１と異なる点は、負荷鍋検知手段２０を入力電流検知手段１８とインバータ電流検知手段２８で構成した点で、それ以外は実施例１と同じである。
【００５２】
以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。
【００５３】
図４に各負荷鍋の入力電流と加熱コイル１４に流れる電流の関係を示す。図４おいて、負荷Ａはホーローに代表されるの底径２４ｃｍの鍋、負荷Ｂは非磁性ステンレスに代表される底径２４ｃｍの鍋、負荷Ｃはホーローに代表される底径１６ｃｍの鍋、負荷Ｄはホーローに代表される底径１２ｃｍの鍋の特性で、同じ入力電流の時の加熱コイル電流は負荷Ａ、負荷Ｂ、負荷Ｃ、負荷Ｄの順に大きくなる。機器の定格をＩ１とすると、負荷Ａでは機器の最大出力は定格と同じＩ１にて加熱される。負荷Ｂでは入力電流がＩ１に達する前に加熱コイル１４の電流が制限値ＩＬ１に達するので最大出力はＩ１より低いＩ２となる。
【００５４】
負荷Ｃでは加熱コイル電流の制限値ＩＬ１となる入力電流はＩ３となるが、入力電流検知手段１８とインバータ電流検知手段２８の検知信号より負荷鍋判定手段２１は図４に示す領域ＩＩの形状の鍋と判断するので、制御手段２２は負荷Ｃの最大出力を加熱コイル電流の制限値ＩＬ１の達したときの電流Ｉ３より低いＩ４となるように制御する。負荷Ｄでは負荷鍋判定手段２１は図４に示す領域ＩＩＩの形状の鍋と判断するので、制御手段２２は最大出力をＩＬ１に達したときの電流Ｉ５より低いＩ６となるように制御する。
【００５５】
以上のように本実施例によれば負荷鍋判定手段２１にて小鍋と判定すると、最大出力を制限するので、小鍋加熱時に鍋内の液体の吹きこぼれや沸騰時の突沸を低減することができる。
【００５６】
また、入力電流と加熱コイル１４に流れる電流との関係より負荷鍋判定をするので、簡単な構成で小鍋加熱時の最大出力を制限することができる。
【００５７】
なお、本実施例ではインバータ回路の構成を１石電圧共振型としたが、他のインバータ構成でも同様の効果が得られる。
【００５８】
また、鍋判定手段の判定領域を３水準としたが、２水準でも同様の効果が得られるし、更に水準を増やすとよりきめ細かに鍋形状に適した最大出力となるように制限することができる。
【００５９】
また、最大出力の制限を商用電源からの入力電流で制限したが、加熱コイル電流の制限値を小さくしても同様に最大出力を制限することができる。
【００６０】
また、インバータ回路の高周波電流の検知を加熱コイルに流れる電流で検知したが、スイッチング素子や逆導通ダイオードあるいは共振コンデンサに流れる電流で検知しても同様の効果が得られる。
【００６１】
また、鍋をずらして載置された場合についても鍋を小さくした場合と同じ傾向となり、ずらし量が大きくなればなるほど最大出力を小さくすることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、負荷鍋の形状に応じてインバータ回路の最大出力を変更するので、小鍋加熱時のインバータ回路の最大出力を制限することができ、沸騰時に鍋内の液体の吹きこぼれや突沸を低減でき、また不要輻射による周辺機器への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器のブロック図
【図２】同誘導加熱調理器における入力電流とインバータ回路の共振電圧の関係を示す図
【図３】本発明の第２の実施例における誘導加熱調理器のブロック図
【図４】同誘導加熱調理器における入力電流と加熱コイル電流の関係を示す図
【図５】従来例における誘導加熱調理器のブロック図
【符号の説明】
１３  インバータ回路
１４  加熱コイル
１８  入力電流検知手段
１９  共振電圧検知手段
２０  負荷鍋検知手段
２１  負荷鍋判定手段
２２  制御手段
２３  選択手段
２４  出力制限調節手段
２５  記憶手段
２６  表示手段
２７  温度検知手段
２８  インバータ電流検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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