(57)【要約】【課題】調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。【解決手段】調理容器１を加熱する加熱コイル３と、調理容器１を載置する天板２と、調理容器１の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段５と、赤外線検出手段５の出力から調理容器１の温度を検知する温度検知手段６と、温度検知手段６の出力より加熱コイル３への入力電力を制御する制御手段７とを備え、制御手段７は、加熱開始時から温度検知手段６が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めるとともに、その補正値を基にした第２の判定値により入力電力の制御を停止または抑制するようにした。これによって、第１の判定値で第２の判定値を補正するので、調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板の下に設置され前記調理容器の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から前記調理容器の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より加熱コイルへの入力電力を制御する制御手段とを備え、制御手段は、加熱開始時から温度検知手段が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めるとともに、その補正値を基にした第２の判定値により入力電力の制御を停止または抑制する誘導加熱調理器。
【請求項２】
制御手段は、加熱開始時から温度検知手段が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めることに代え、温度検知手段が所定値以上になったときの第１の判定値より補正値を求めるようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値との比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値の比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天板上の調理容器の温度を、赤外線検出手段を用いて検出するようにした誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鍋などの調理容器を加熱する誘導加熱調理器において、調理容器を載置する天板を介して放射される赤外線を赤外線検出手段で検出することにより、調理容器の温度検出をするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３４７０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、調理容器の温度が精度良く検出できるものの、調理容器の底面形状や材質によっては、必ずしも精度良く温度検出できるものではなかった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板の下に設置され前記調理容器の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から前記調理容器の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より加熱コイルへの入力電力を制御する制御手段とを備え、制御手段は、加熱開始時から温度検知手段が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めるとともに、その補正値を基にした第２の判定値により入力電力の制御を停止または抑制するようにしたものである。
【０００６】
これによって、第１の判定値で第２の判定値を補正するので、調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の誘導加熱調理器は、調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板の下に設置され前記調理容器の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から前記調理容器の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より加熱コイルへの入力電力を制御する制御手段とを備え、制御手段は、加熱開始時から温度検知手段が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めるとともに、その補正値を基にした第２の判定値により入力電力の制御を停止または抑制する誘導加熱調理器とすることにより、第１の判定値で第２の判定値を補正するので、調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、加熱開始時から温度検知手段が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めることに代え、温度検知手段が所定値以上になったときの第１の判定値より補正値を求めるようにしたことにより、第１の発明と同様、第１の判定値で第２の判定値を補正するので、調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との比とすることにより、簡単な構成で温度をより正確に求めることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値との比とすることにより、第３の発明と同様、簡単な構成で温度をより正確に求めることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とすることにより、第３の発明と同様、簡単な構成で温度をより正確に求めることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とすることにより、第３の発明と同様、簡単な構成で温度をより正確に求めることができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第１または第２の発明において、第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との比とすることにより、第３の発明と同様、簡単な構成で温度をより正確に検知することができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１または第２の発明において、第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値の比とすることにより、第３の発明と同様、簡単な構成で温度をより正確に検知することができる。
【００１６】
第９の発明は、特に、第１または第２の発明において、第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とすることにより、第３の発明と同様、簡単な構成で温度をより正確に検知することができる。
【００１７】
第１０の発明は、特に、第１または第２の発明において、第２の判定値は、温度検知手段による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比とすることにより、第３の発明と同様、簡単な構成で温度をより正確に検知することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態）
図は、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器を示すものである。
【００２０】
図１において、誘導加熱調理器は、鍋、フライパンなどの調理容器１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の上方に配置し、調理容器１を載置するガラスセラミックなどの天板２と、加熱コイル３に高周波電流を供給し、調理容器１を誘導加熱で発熱させる高周波インバータ４と、天板２の下側に設置され、調理容器１の底面から放射される赤外線を検知するフォトダイオードなどの赤外線検出手段５と、赤外線検出手段５の出力から調理容器１の温度を検知する温度検知手段６と、温度検知手段６の出力により加熱コイル３への入力電力を制御する制御手段７とを有している。そして、制御手段７は、加熱開始時から温度検知手段６が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めるとともに、その補正値を基にした第２の判定値により入力電力の制御を停止または抑制するように構成している。
【００２１】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、図示していない電源を投入し操作スイッチで加熱を開始すると、制御手段７からの制御により高周波インバータ４から加熱コイル３に電力を供給する。この加熱コイル３に電力が供給されると、加熱コイル３に誘導磁界が発生し、天板２上の調理容器１が加熱される。この誘導加熱によって調理容器１の温度が上昇し、調理容器１内の被加熱物を加熱するものである。
【００２３】
ここで、調理容器１の温度が上昇すると、その温度に合わせた赤外線が調理容器１から放射される。天板２に使用されるガラスセラミックなどは２．５μｍ以下の波長域の赤外線を効率よく透過できるため、赤外線検出手段５は、例えば２．５μｍ以下の波長を検出することができるフォトダイオードなどで構成されており、天板２を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検出手段５に入射される。また、赤外線検出手段５は、反射率の高い鏡面反射板を用いてより多くの赤外線を集光し、かつ、調理容器１以外からの赤外線を遮断することにより精度の向上を図っている。
【００２４】
温度検知手段６は、調理容器１からの赤外線のみが赤外線検出手段５に入射し、その赤外線量にあわせたダイオード電流を、Ｉ−Ｖ変換した上で増幅し、温度に変換する。ここで、赤外線検出手段５として、異なる波長域にピーク感度を持つ２個のフォトダイオードで構成し、第１の判定値を、温度検知手段６による第１の温度検知値と第２の温度検知値との比とすることにより、調理容器１の底面形状や材質、色などの違いによる放射率の違いの影響を受けることなく、調理容器１の底面温度を精度良く検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる。
【００２５】
この原理について説明すると、感度のピーク波長が異なるそれぞれの素子へ入力されるエネルギーはプランクの法則より（数１）の式で表される。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
ここで、λは波長（μｍ）、Ｔは熱力学温度（Ｋ）、Ｃ１、Ｃ２は放射に関する第１および第２定数、εは放射率である。この比を計算すると放射率εの項はなくなり、放射率の影響を無くすことができ、（数２）の式で表される。
【００２８】
【数２】
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【００２９】
これを放射率が９５％程度の黒い鍋と、放射率が４０％程度のＳＵＳ鍋で求めると、図２に示すようになる。このことから放射率が半分以下のものでも、ほぼ同一の変化特性を持つことが分かる。ところが、実際には調理容器１から放射される赤外線量が少ないため、比を計算すると誤差の影響により、図３に示すようになる。これにより、出力比から一意的に調理容器の温度を計測することは困難である。このとき、図４に示すように、横軸を第１の温度検知値の加熱開始時からの上昇値とし、縦軸をセンサの出力比とすると、第１の温度検知値が所定値上昇した時のセンサ出力比は、放射率に応じた値となる。すなわち、２つの放射率ε１、ε２がε１＜ε２の関係を満たす時、出力比Ｋ１、Ｋ２は下記の関係を満たす。
【００３０】
Ｋ１  ＞  Ｋ２              （式４）
よって、一意的に調理容器の温度を計測するためには、加熱開始時より第１の温度検知値が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めれば良い。
【００３１】
以下、図５を用いて、制御手段７での補正値を用いた温度測定方法ならびに発火防止のアルゴリズムの一例を説明する。
【００３２】
ステップ（以下、Ｓと表示する）１において、第１の温度検知値の上昇値ΔＶ１がΔＶ１０以上上昇していればＳ２へ進み、ΔＶ１がΔＶ１０未満であればＳ１へ戻る。Ｓ２において、第１の判定値Ｋを、第１の温度検知値の上昇値ΔＶ１と第２の温度検知値の上昇値ΔＶ２を用いて下記に示す式より求める。
【００３３】
Ｋ  ＝  ΔＶ２／ΔＶ１        （式５）
すなわち、第１の判定値Ｋは、温度検知手段６による第１の温度検知値と第２の温度検知値との比としている。
【００３４】
Ｓ３において、第１の判定値ＫがＫ０以上の時Ｓ４へ進み、第１の判定値ＫがＫ０未満の時Ｓ５へ進む。Ｓ４において、補正値αとしてα１を得る。Ｓ５において、第１の判定値ＫがＫ０’以上の時Ｓ６へ進み、第１の判定値ＫがＫ０’未満の時Ｓ７へ進む。Ｓ６において、補正値αとしてα２を得る。Ｓ７において、補正値αとしてα３を得る。Ｓ８において、第２の判定値Ｙを、第１の温度検知値の上昇値ΔＶ１と第２の温度検知値の上昇値ΔＶ２を用いて下記に示す式より求める。
【００３５】
Ｙ  ＝  ΔＶ２／ΔＶ１        （式６）
すなわち、第２の判定値Ｙは、温度検知手段６による第１の温度検知値と第２の温度検知値との比としている。
【００３６】
Ｓ９において、センサ温度Ｔは、補正値αと第２の判定値Ｙに関する下記の式より求める。
【００３７】
Ｔ  ＝  Ｉ（α・Ｙ）          （式７）
Ｓ１０において、センサ温度Ｔが温度判定値Ｔ１以上であればＳ１１へ進み、温度判定値Ｔ１未満であればＳ１０へ戻る。Ｓ１１において、入力電力を停止して制御手段７での制御を停止（または抑制）する。
【００３８】
なお、所定値ΔＶ１０、判定値Ｋ０、Ｋ０’、温度判定値Ｔ１、補正値α１、α２、α３は予め最適な値を実験的に決定するものである。
【００３９】
また、補正値αは３つしかないが、補正値をさらに複数用いるか、第１の判定値Ｋに関する判定式にすれば、センサ温度Ｔの精度を向上させることができる。
【００４０】
さらに、以上の説明では第１の判定値Ｋを取得するために第１の温度検知値の上昇値ΔＶ１が所定値ΔＶ１０以上上昇したかどうかで判定しているが、第１の温度検知値Ｖ１が所定値Ｖ１０以上であるかどうかで判定しても同様の効果を得ることができる。この場合、所定値Ｖ１０は予め最適な値を実験的に決定するものである。
【００４１】
また、以上の説明では第１の判定値は、（式５）で示すような第１の温度検知値の上昇値ΔＶ１と、第２の温度検知値の上昇値ΔＶ２との比で実現しているが、下記に示すような式でも同様の効果を得ることができる。
【００４２】
Ｋ  ＝  ｜ΔＶ１−ΔＶ２｜／ΔＶ１        （式８）
すなわち、第１の判定値Ｋは、温度検知手段６による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値との比としている。
【００４３】
また、第１の判定値は下記に示すような式でも同様の効果を得ることができる。
【００４４】
Ｋ  ＝  ΔＶ１／（ΔＶ１＋ΔＶ２）        （式９）
すなわち、第１の判定値Ｋは、温度検知手段６による第１の温度検知値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比としている。
【００４５】
さらに、下記に示すような式でも同様の効果を得ることができる。
【００４６】
Ｋ  ＝  ｜ΔＶ１−ΔＶ２｜／（ΔＶ１＋ΔＶ２）    （式１０）
すなわち、第１の判定値Ｋは、温度検知手段６による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比としている。
【００４７】
また、以上の説明では第２の判定値は（式６）で示すような第１の温度検知値の上昇値ΔＶ１と第２の温度検知値の上昇値ΔＶ２との比で実現しているが、下記に示すような式でも同様の効果を得ることができる。
【００４８】
Ｙ  ＝  ｜ΔＶ１−ΔＶ２｜／ΔＶ１        （式１１）
すなわち、第２の判定値Ｙは、温度検知手段６による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値の比としている。
【００４９】
また、第２の判定値は下記に示すような式でも同様の効果を得ることができる。
【００５０】
Ｙ  ＝  ΔＶ１／（ΔＶ１＋ΔＶ２）        （式１２）
すなわち、第２の判定値Ｙは、温度検知手段６による第１の温度検知値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比としている。
【００５１】
さらに、下記に示すような式でも同様の効果を得ることができる。
【００５２】
Ｙ  ＝  ｜ΔＶ１−ΔＶ２｜／（ΔＶ１＋ΔＶ２）    （式１３）
すなわち、第２の判定値Ｙは、温度検知手段６による第１の温度検知値と第２の温度検知値との差の絶対値と、第１の温度検知値と第２の温度検知値の和との比としている。
【００５３】
なお、制御手段７は、加熱開始時から温度検知手段６が所定値上昇したときの第１の判定値より補正値を求めることについて説明したが、これに代え、温度検知手段６が所定値以上になったときの第１の判定値より補正値を求めるようにしても、同様な効果が得られる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態では、第１の判定値で第２の判定値を補正するので、調理容器の底面形状や材質にかかわらず精度良く温度検出でき、空焼きや油による発火を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、調理容器の形状や鍋の材質にかかわらず精度良く温度を検知し、空焼きや油による発火を防止することが可能となるので、家庭用あるいは業務用など様々な誘導加熱調理器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図
【図２】同誘導加熱調理器における調理容器の温度と温度検知手段の出力比との関係を示すグラフ
【図３】同誘導加熱調理器における調理容器の温度と温度検知手段の出力比との実際の関係を示すグラフ
【図４】同誘導加熱調理器における第１の温度検知値の上昇値と温度検知手段の出力比との関係を示すグラフ
【図５】同誘導加熱調理器における制御手段での処理方法を示す流れ図
【符号の説明】
【００５７】
１  調理容器
２  天板
３  加熱コイル
４  高周波インバータ
５  赤外線検出手段
６  温度検知手段
７  制御手段
【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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