(57)【要約】【課題】誘導加熱調理器においては、トッププレートに載せられた鍋の温度を精度良く検出することが課題である。【解決手段】鍋を加熱する加熱コイル６と、加熱コイル６の上部で鍋を載置するトッププレート７と、トッププレート７の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２と、赤外線センサ２の出力から鍋底面温度を算出する温度算出手段４と、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制御手段５とを備え、赤外線センサ２は、赤外線を有効に受光する視野を加熱コイル６の内径より内側となるようにする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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、前記赤外線センサは、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した誘導加熱調理器。
【請求項２】
トッププレート下面から赤外線を赤外線センサまで導くための導波管を備えた請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
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請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
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３に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
トッププレート下面から赤外線を赤外線センサまで導くための放物面鏡を備えた請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
放物面鏡は、を熱容量が大きくかつ熱伝達の良い材料で構成した請求項５に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
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６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
トッププレート下面から赤外線を赤外線センサまで導くための透過型集光レンズを備えた請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
透過型集光レンズは、を熱容量が大きくかつ熱伝達の良い材料で構成した請求項８に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
透過型集光レンズを送風により強制的に空冷する構成にした請求項８に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
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１〜１０のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１２】
導波管または放物面鏡または集光レンズは、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１〜１１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、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、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、前記赤外線センサは、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して、高精度な鍋内容物の温度が測定できる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、赤外線センサの赤外線を有効に受光する視野を加熱コイルの内径より内側となるようにしたことで、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。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、トッププレート下面から赤外線を赤外線センサまで導くための導波管を備えたことで、鍋底を見る視野を狭くし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、導波管または、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、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、トッププレート下面から赤外線を赤外線センサまで導くための放物面鏡を備えたことで、鍋底を見る視野を狭くし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、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。
【００１４】
請求項７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。
【００１５】
請求項８に記載した発明は、トッププレート下面から赤外線を赤外線センサまで導くための透過型集光レンズを備えたことで、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。
【００１６】
請求項９に記載した発明は、透過型集光レンズは、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。
【００１７】
請求項１０に記載した発明は、透過型集光レンズを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。
【００１８】
請求項１１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。
【００１９】
請求項１２に記載した発明は、導波管または、放物面鏡または、集光レンズは、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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【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正確に検知することが可能である。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【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、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本願に記載の発明は、赤外線センサの赤外線を有効に受光する視野を加熱コイルの内径より内側となるようにしたことで、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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