(57)【要約】【課題】従来の加熱調理器は、温度検出手段の温度信号を微分演算して、その移動平均処理化をしているため、ノイズが重畳された場合、沸騰を判定する温度に誤差を生じやすいという課題を有している。【解決手段】温度検出手段２３が、調理容器２１の底面の温度を検出する。移動平均手段２６が、前記温度検出手段２３からの連続する２回以上の温度データを移動平均する。温度微分手段２７が、前記移動平均値を微分して温度変化量を算出する。沸騰検知手段２８が、前記微分値が所定値以下になったことで沸騰を検出するようにして、調理物の沸騰検知ができる加熱調理器としている。【選択図】  図１
2004223048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置する鍋載置部と、前記調理容器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に供給する電力を制御する加熱制御手段と、前記鍋載置部に設けられた温度検知手段と、前記温度検知手段の所定時間毎の出力から連続する２回以上の温度データを移動平均する移動平均手段と、前記移動平均手段の出力を微分して変化量を算出する温度微分手段と、前記温度微分手段の出力をもとに前記調理容器内の調理物が沸騰したことを検出する沸騰検出手段とを備え、前記沸騰検出手段は、前記温度微分手段の出力が所定値以下になったことで前記調理物の沸騰を検出する加熱調理器。
【請求項２】
沸騰検出手段は、温度微分手段から出力される温度のピーク値を検出する微分ピーク検出手段を備え、前記微分ピーク値の所定比率以下で沸騰を検出する請求項１に記載の加熱調理器。
【請求項３】
沸騰検出手段は、加熱制御手段の加熱量に応じて沸騰を検出する温度微分値の所定値を可変する微分比較値可変手段を備え、加熱量が変化しても調理容器の沸騰を検出する請求項１または２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
沸騰検知手段は、温度微分手段の出力の下降を検出する温度微分下降手段を設けて、温度微分値が所定時間下降することで沸騰を検出する請求項１から３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項５】
沸騰検出手段は、調理容器の温度が所定値以下の場合、微分ピーク検出手段のピーク値を更新しないピーク値更新手段を備え、調理容器の水量が変化しても沸騰を検出する請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
沸騰検知手段は、温度微分手段の出力が所定値より大きい場合に加熱を停止または低下させる異常検知手段を設けて、異常温度上昇を防止するようにした請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱調理器。
【請求項７】
異常検知手段は、加熱制御手段の加熱量によって異常検知手段の判定値を可変する異常判定値可変手段とを設けて、加熱量に応じて異常判定する微分値を可変して異常を検出する請求項６に記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭やオフィス、レストラン、工場などで使用する加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加熱調理器のお湯などの沸騰を検知する方法として図１０の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この構造のものを図１０を用いて説明する。
【０００３】
電磁調理器の本体１内のトッププレート２の下にリッツ線で巻かれた加熱コイル３があり、この加熱コイル３に高周波電流を流すことによって磁力線が発生し、鍋４の鍋底に渦電流が発生して調理物を加熱することができる。トッププレート２の下に温度検出手段５を設けて、鍋４の底面温度をトッププレート２を介して伝達され、温度検出手段５がその温度を検出して、制御回路６が加熱コイル３の加熱量を制御している。前記制御回路６は、前記温度検出手段５の所定時間毎の検出温度を微分し、かつ連続する１０回の微分演算値の移動平均値を求めている。この微分演算値の移動平均値を求めることにより、水の沸騰点を検出しているものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２６８９５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成の加熱調理器は、温度検出手段の温度信号は、加熱コイルなどからのノイズが多い。温度信号にノイズが重畳された場合に、ノイズが重畳された信号を微分演算値の移動平均処理化しているものである。すなわち、ノイズが加わった信号で演算処理されているため、真の温度が検出できず、沸騰を判定する温度に誤差が生じるため、判定時間にズレが生じやすいものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、鍋裁置部に温度検知手段を設けて、調理容器を加熱する加熱手段に供給する電力を制御する。また前記温度検知手段の出力から連続する２回以上の温度データを移動平均する移動平均手段と、前記移動平均手段の出力を微分して変化量を算出する温度微分手段と、前記温度微分手段の出力が所定値以下になったことで前記調理物の沸騰を検出する沸騰検出手段とを構成したものである。これにより、水量を多くして湯沸かしなどの温度変化が小さい場合でも、前記調理容器内の調理物の沸騰が検出できる加熱調理器が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載した発明は、調理物を加熱する調理容器と、前記調理容器を載置する鍋載置部と、前記調理容器を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に供給する電力を制御する加熱制御手段と、前記鍋載置部に設けられた温度検知手段と、前記温度検知手段の所定時間毎の出力から連続する２回以上の温度データを移動平均する移動平均手段と、前記移動平均手段の出力を微分して変化量を算出する温度微分手段と、前記温度微分手段の出力をもとに前記調理容器内の調理物が沸騰したことを検出する沸騰検出手段とを備え、前記沸騰検出手段は、前記温度微分手段の出力が所定値以下になったことで前記調理物の沸騰を検出する構成とし、温度検出手段の温度データを移動平均してから温度変化を求めることにより、調理容器内の調理物の沸騰検知ができる加熱調理器としている。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、沸騰検出手段は、温度微分手段から出力される温度のピーク値を検出する微分ピーク検出手段とを設けて、前記微分ピーク値の所定比率以下で沸騰を検出して、調理容器の材質の違いや、調理容器と調理物の加熱開始前の温度の違いによる温度ピーク値の差を補正して、正確に調理容器の沸騰が検出できる加熱調理器としている。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、沸騰検出手段は、加熱制御手段の加熱量に応じて沸騰を検出する温度微分値の所定値を可変する微分比較値可変手段を備え、微分比較値可変手段によって、加熱量に応じて沸騰検知を判定する所定値を変更することで、加熱量が変わっても沸騰検知の精度が向上でき、加熱量が変化しても調理容器の沸騰を検出するようにしている。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、沸騰検知手段は、温度微分手段の出力の下降を検出する温度微分下降手段を備え、温度微分下降手段によって、沸騰前に起こる温度変化を検出して、調理物の沸騰が検知でき、温度微分値が所定時間下降することで沸騰を検出するようにしている。
【００１１】
請求項５に記載した発明は、沸騰検出手段は、調理容器の温度が所定値以下の場合、微分ピーク検出手段のピーク値を更新しないピーク値更新手段を備え、ピーク値更新手段によって、沸騰検知の判定精度を向上させ、調理容器の水量が変化しても沸騰を検出するようにしている。
【００１２】
請求項６に記載した発明は、沸騰検知手段は、温度微分手段の出力が所定値より大きい場合に加熱を停止させる異常検知手段とを設けて、調理容器の異常な温度上昇を防止するようにし、異常検知手段が温度微分手段の微分値を用いて加熱異常を検出することにより、絶対温度で検出する方式と比べて速く加熱異常を検出することができるため、安全な加熱調理器を提供できる。
【００１３】
請求項７に記載した発明は、異常検知手段は、加熱制御手段の加熱量によって異常検知手段の判定値を可変する異常判定値可変手段とを設けて、加熱量に応じて異常判定する微分値を可変して異常を検出するようにし、異常判定値可変手段によって、加熱量に応じて判定する微分値を可変することで、加熱量が変わっても加熱異常が検知できる加熱調理器を実現できる。
【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断面図、図２は、本実施例の温度検出手段の温度データを示す図である。本実施例の加熱調理器は、調理物を加熱する調理容器２１と、前記調理容器２１を載置する非磁性体で構成したトッププレート２２と、前記トッププレート２２の下部に設けている前記調理容器２１を加熱する加熱コイルからなる加熱手段２３と、前記加熱手段２３に供給する電力を制御する加熱制御手段２４と、前記トッププレート２２の下方に設けられたサーミスタからなる温度検知手段２５と、前記温度検知手段２５の出力から連続する２回以上の温度データを移動平均する移動平均手段２６と、前記移動平均手段２６の出力を微分して変化量を算出する温度微分手段２７と、前記温度微分手段２７の出力が所定値以下になったことで前記調理物の沸騰を検出する沸騰検出手段２８とを備えている。
【００１５】
前記温度検知手段２５は、サーミスタからなる温度検出素子をトッププレート２２下面に設けて、前記トッププレート２２と熱的に結合した構成として、トッププレート２２を介して前記調理容器２１の底面温度を検出している。
【００１６】
なお、本実施例では温度検知手段２５は、サーミスタによる接触式の温度検出素子を用いているが、例えば焦電素子やサーモパイル等の赤外線を検出できるセンサが使用できるものであり、調理容器２１の温度が検出できるものであれば良い。
【００１７】
以下、本実施例の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、加熱制御手段２４が加熱手段２３に電力を供給する。加熱手段２３に電力が供給されると、加熱手段２３から誘導磁界が発せられ、トッププレート２２上の調理容器２１が誘導加熱される。この誘導加熱によって調理容器２１の温度が上昇し、調理容器２１内の被加熱物が調理される。このとき、加熱制御手段２４は、温度検知手段２５からの温度情報によって、被加熱物の調理の進行状態を把握でき、調理の進行状態に応じて加熱手段２３に供給する電力を調整するものである。こうして、調理容器２１内の被調理物は調理されるものである。
【００１８】
温度検出手段２５の出力は、移動平均手段２６に送られる。移動平均手段２６は、連続する２回以上の温度データを移動平均して、温度検出時のノイズをキャンセルするようにしている。前記移動平均手段２６の温度データは、温度微分手段２７に送られる。温度微分手段２７は、温度変化幅を大きくするために２０秒毎に差分して微分値を求めている。この微分値をもとに沸騰検知手段２８は、前記微分値が所定値以下に低下したことを検知して、前記調理物が沸騰したと判定している。沸騰検知手段２８は、沸騰を検知したことで、加熱量を停止または低下させている。また、ブザーやＬＥＤなどの報知手段によって、使用者に調理物が沸騰したことを知らせることができる。
【００１９】
なお、本発明では温度微分手段２７のサンプリングを２０秒毎に行っているが、温度変化が判定しやすいように変化幅を大きくするものであり、前記サンプリング回数に限られるものではなく、温度変化幅が判定できれば同様な効果が得られるものである。
【００２０】
図２を用いて、調理容器２１内の調理物である水の沸騰時について説明する。加熱が開始され水の温度が上昇すると、トッププレート２２を介して温度検知手段２５の出力も上昇する。そして、調理物の水が沸騰すると、水の温度は飽和して温度検知手段２５の出力も温度上昇が小さくなる。温度検知手段２５の出力を移動平均手段２６が、移動平均して温度データに含まれるノイズをキャンセルする。移動平均手段２６の出力を温度微分手段２７が、温度の変化量を算出して温度上昇が低下したことを検出できるものである。本発明は、水が沸騰した場合に温度上昇が低下する現象を利用して、前記微分値が所定値以下になったことで水が沸騰したことを検知できるものである。
【００２１】
以上のように本実施例によれば、温度データを移動平均して、この移動平均したデータから温度微分値を求めることにより、調理容器２１内の調理物を正確に沸騰検知ができる加熱調理器を実現するものである。
【００２２】
（実施例２）
続いて本発明の第２の実施例について説明する。図３は、本実施例の構成を示す断面図である。本発明の第２の実施例は、実施例１との相違点は、沸騰検出手段は、温度微分手段２７から出力される温度のピーク値を検出する微分ピーク検出手段２９を備えた点である。
【００２３】
微分ピーク検出手段２９は、温度微分手段２７からの微分値のピークを更新するようにして、加熱時の温度微分ピーク値を保持するようにしている。
【００２４】
以下、本実施例の動作について説明する。加熱が開始され、調理物の温度が上昇すると共に、温度検知手段２５の検出温度も上昇する。この時前記微分ピーク検出手段２９は、微分値が最大になると微分ピーク値を更新して、これを繰り返しているものである。この微分値のピークは、調理容器２１の材質の違いや調理容器２１と調理物の初期温度によって異なるものである。この現象を解決するために、沸騰検知手段２８は、前記微分ピーク検出手段２９のピーク値の所定比率以下になったことで沸騰を判定するようにしている。このようにして、調理容器２１の材質や初期温度が変わっても、安定に沸騰検知できるものである。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、微分ピーク検出手段２９によって、加熱時の温度変化である微分値のピークを検出するため、調理容器２１の材質の違いや、調理容器２１と調理物の加熱開始前の温度の違いによる温度ピーク値の差を補正して、正確に調理容器２１の沸騰が検出できる加熱調理器を実現するものである。
【００２６】
（実施例３）
続いて本発明の第３の実施例について説明する。図４は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、沸騰検出手段は、加熱制御手段２４の加熱量に応じて沸騰を検出する温度微分値の所定値を可変する微分比較値可変手段３０とを設けている。
【００２７】
以下、本実施例の動作について説明する。図示していない火力調整スイッチが押されて、設定された加熱量で調理容器２１は加熱される。この加熱によって調理容器２１は温度が上昇して、温度検知手段２５が前記調理容器２１の温度を検出している。ここで、加熱量と温度微分値の関係について説明する。温度微分値のピークは、沸騰前に発生する。加熱量が大きい場合は、温度上昇は大きく、温度変化である微分値も大きい。
【００２８】
また、加熱量が小さい場合は、温度上昇は小さいため、温度変化である微分値も小さいものである。つまり、加熱量によって沸騰検知を判定する所定値を変更する必要があり、この所定値を変更することで、より沸騰検知の精度が向上できるものである。
【００２９】
以上のように本実施例では、微分比較値可変手段３０が、加熱量に応じて沸騰検知を判定する所定値を変更することで、加熱量が変わっても沸騰検知の精度が向上できる加熱調理器が提供できるものである。
【００３０】
（実施例４）
続いて本発明の第４の実施例について説明する。図５は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、沸騰検知手段は、温度微分手段２７の出力の下降を検出する温度微分下降手段３１を設けたものである。
【００３１】
温度微分下降手段３１は、温度微分手段２７の出力データを判定しているものであり、温度微分値が所定時間継続して下降している場合に沸騰であると検知するものである。
【００３２】
以下、本実施例の動作について説明する。温度微分手段２７の出力である微分値は、加熱が開始されると温度が上昇するため、微分値が上昇する。その後、一定に温度上昇が継続されるため、温度微分値も一定値となる。また、この時に温度微分値はピークとなり、その後、下降傾向をとなる。調理物の温度が約８０℃になると、温度上昇はやや緩やかとなり、温度微分値も緩やかに減少する。そして、調理物が沸騰すると温度微分値も減少し、やがて温度が飽和して温度微分値は小さな値となる。前記温度微分下降手段３１は、前記温度微分値が減少して、温度微分値が下降する現象を利用して調理物の沸騰を検知するものである。つまり、温度微分値が所定時間下降した場合に調理物が沸騰したと判定できるものである。
【００３３】
また、温度微分値の下降は調理物の沸騰前で検知できることから、沸騰前に加熱量を低下させて調理容器２１から調理物が噴きこぼれることを防止できる。
【００３４】
つまり本実施例によれば、温度微分下降手段３１によって、沸騰前におこる温度変化を検出して、調理物の沸騰が検知できるものである。
【００３５】
（実施例５）
続いて本発明の第５の実施例について説明する。図６は、本実施例の構成を示す断面図である。図７は、本実施例の温度検出手段の温度データを示す図である。本実施例では、調理容器の温度が所定値以下の場合、微分ピーク検出手段２９のピーク値を更新しないピーク値更新手段３２を設けたものである。
【００３６】
ピーク値更新手段３２は、温度検知手段２５の温度が略６０℃以下の場合に微分ピーク検出手段２９の微分ピーク値を更新しないようにしている。
【００３７】
以下、本実施例の動作を説明する。加熱が開始されると、ピーク値更新手段３２は、温度検知手段２５からの温度データと、温度微分手段２７から温度微分データからピーク値の更新を判定している。ここで、図７を用いて、水量が多い場合の温度検知手段２５の出力を説明する。水量が多い場合、加熱開始初期に温度微分値がピークとなる。これは、加熱初期に調理容器２１の底面が暖められ底面温度が上昇するものである。この時、調理物の底面は同様に温度が上昇するが、調理物全体へ熱伝達されないため、調理物の温度は低く、温度上昇は緩やかである。その後調理容器２１の温度が均一となり温度微分値も安定するものである。
【００３８】
つまり、加熱開始初期は調理容器２１の底面が先行して暖められるため、この熱をトッププレート２２を介して温度検知手段２５が受ける。そのため、温度検知手段２５の温度も加熱初期に温度上昇が大きいものである。この時の微分ピーク値を用いて沸騰を判定すると、真の調理物の温度変化と異なるため沸騰判定に誤差が生じる。そのため、ピーク値更新手段３２は、温度検知手段２５から送られる温度が低い場合は、微分ピーク値を更新しないようにしている。
【００３９】
従って本実施例によれば、ピーク値更新手段３２によって、沸騰検知の判定精度を向上させることができる。
【００４０】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施例について説明する。図８は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、沸騰検知手段は、温度微分手段２７の出力が所定値より大きい場合に加熱を停止させる異常検知手段３３を設けたものである。
【００４１】
異常検知手段３３は、温度微分手段２７の微分値によって、加熱異常状態を判定するものである。
【００４２】
以下本実施例の動作について説明する。加熱が開始されると、調理容器２１が暖められ、この熱を受けて調理物が暖められる。このようにして調理容器２１から熱伝導が行われて、加熱量に対して調理容器２１と調理物の熱容量の関係により、温度が平衡となる。この温度平衡状態にあると、調理容器２１の底面温度は高温にならず、安定して加熱調理が行われる。その後、加熱が継続され調理物の水分がなくなり調理容器２１が空焼き状態になると、調理容器２１の底面温度は急激な温度上昇が起こる。この時の温度微分値は大きな値となり、異常検知手段３３は所定値以上の微分値であると判定すると、加熱制御手段２４に信号を送り加熱を停止させる。つまり、絶対温度による高温検知で異常を検出する方式より、より速く加熱異常が検知できるものである。
【００４３】
従って本実施例によれば、異常検知手段３３が温度微分手段２７の微分値を用いて加熱異常を検出することにより、絶対温度で検出する方式と比べて速く加熱異常を検出することができるため、安全な加熱調理器を提供できるものである。
【００４４】
（実施例７）
次に本発明の第６の実施例について説明する。図９は、本実施例の構成を示す断面図である。本実施例では、異常検知手段は、加熱制御手段２４の加熱量によって異常検知手段３３の判定値を可変する異常判定値可変手段３４を設けている。異常判定値可変手段３４は、加熱制御手段２４の加熱量に応じて、異常時を判定する微分値を可変している。
【００４５】
以下本実施例の動作について説明する。加熱異常時の温度上昇は、加熱量によって異なるものである。加熱量が大きい場合は、温度上昇は大きく微分値も大きくなる。また、加熱量が小さい場合は、温度上昇は小さく微分値も小さいものである。つまり、加熱量が小さい場合は、正常時と異常時の微分値の差は小さい。加熱異常を判定する所定値が一定の場合では、加熱量が小さいと誤判定しやすくなる。前記異常判定値可変手段３４は、加熱量が大きい場合には判定値を大きくする。また、加熱量が小さい場合は、判定値を小さくして加熱量に応じて微分値の判定値を可変するようにして、加熱量が小さい場合でも、加熱異常が判定できるものである。
【００４６】
以上本実施例によれば、異常判定値可変手段３４によって、加熱制御手段２４の加熱量に応じて判定する微分値を可変することで、加熱量が変わっても加熱異常が検知できる加熱調理器を提供できるものである。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜７に記載した発明によれば、温度検出手段から出力される温度データを移動平均して、この移動平均したデータから温度微分値を求めることにより、調理容器内の調理物を正確に沸騰検知ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である加熱調理器の構成を示す断面図
【図２】同、第１の実施例である加熱調理器の温度データを示す図
【図３】同、第２の実施例である加熱調理器の構成を示す断面図
【図４】同、第３の実施例である加熱調理器の構成を示す断面図
【図５】同、第４の実施例である加熱調理器の構成を示す断面図
【図６】同、第５の実施例である加熱調理器の構成を示す断面図
【図７】同、第５の実施例である加熱調理器の温度データを示す図
【図８】同、第６の実施例である加熱調理器の構成を示す断面図
【図９】同、第７の実施例である加熱調理器の構成を示す断面図
【図１０】従来例である加熱調理器の構成を示す断面図
【符号の説明】
２１  調理容器
２２  トッププレート
２３  加熱手段
２４  加熱制御手段
２５  温度検知手段
２６  移動平均手段
２７  温度微分手段
２８  沸騰検知手段
２９  微分ピーク検出手段
３０  微分比較値可変手段
３１  温度微分下降手段
３２  ピーク値更新手段
３３  異常検知手段
３４  異常判定値可変手段
【図１】
2004223048.tif 000003
【図２】
2004223048.tif 000004
【図３】
2004223048.tif 000005
【図４】
2004223048.tif 000006
【図５】
2004223048.tif 000007
【図６】
2004223048.tif 000008
【図７】
2004223048.tif 000009
【図８】
2004223048.tif 000010
【図９】
2004223048.tif 000011
【図１０】
2004223048.tif 000012