(57)【要約】【課題】被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出し、精度の良い加熱が行える誘導加熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】被加熱体１を加熱する加熱コイル３と、被加熱体１を載置する天板２と、被加熱体１から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段６と、赤外線検出手段６の出力から被加熱体１の温度を検出する温度検出手段８と、温度検出手段８の出力に応じて加熱コイル３に供給する電力を制御する制御手段９とを備え、赤外線検出手段６は加熱コイル３の低圧側面部に配置するとともに、被加熱体１の環状加熱部分Ａの環中央部ａから放射される赤外線を赤外線検出手段６に導く導光手段７を設けたものである。これによって、被加熱体１の最高温度点となる被加熱体１の環中央部ａからの赤外線を、導光手段７を介して直接検出できるため、温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行える。【選択図】図１
2007080653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱体を加熱する加熱コイルと、加熱コイルの上部で被加熱体を載置する天板と、天板下部において被加熱体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、赤外線検出手段の出力から被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の出力に応じて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、前記赤外線検出手段は加熱コイルの低圧側面部に配置するとともに、被加熱体の環状加熱部分の環中央部から放射される赤外線を赤外線検出手段に導く導光手段を設けた誘導加熱装置。
【請求項２】
天板と加熱コイル間に、加熱コイルから発生する磁界が被加熱体に与える浮力を低減させる電気導体を備え、この電気導体には被加熱体の環状加熱部分の環中央部から加熱コイルの低圧側面部に至る範囲を含んで周回電流を抑制するスリットを設け、このスリットに導光手段を配置した請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
導光手段は筒形状であり、一方端で被加熱体の環状加熱部分の環中央部から放射される赤外線を受け、他方端で赤外線を赤外線検出手段に導くようにした請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
導光手段は、天板と同一材質で構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天板上に載置した鍋、フライパンなどの被加熱体の高温状態での温度を精度良く検出することができる誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鍋、フライパンなどの被加熱体を加熱コイルで誘電加熱する誘導加熱調理器において、被加熱体を載置した天板下部に赤外線センサを配置し、被加熱体からの赤外線を天板越しに検出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】特開平３−１８４２９５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、赤外線センサが加熱コイルの中央下方に配置されているため、被加熱体の中央底面の温度検出はできるが、空焚きなどの場合に温度上昇が最も早い、被加熱体の環状加熱部分の環中央部（加熱コイルの環中央部に相当）温度が検出できない。すなわち、被加熱体の最高温度点の温度状態が正確に検出できず、精度の良い加熱とは言えないものであった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出し、精度の良い加熱が行える誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【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、被加熱体を加熱する加熱コイルと、加熱コイルの上部で被加熱体を載置する天板と、天板下部において被加熱体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、赤外線検出手段の出力から被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の出力に応じて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、前記赤外線検出手段は加熱コイルの低圧側面部に配置するとともに、被加熱体の環状加熱部分の環中央部から放射される赤外線を赤外線検出手段に導く導光手段を設けたものである。
【０００６】
これによって、被加熱体の最高温度点となる被加熱体の環状加熱部分の環中央部からの赤外線を、導光手段を介して直接検出できるため、被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行え、しかも加熱コイルからの磁界および電界の影響を受けることがないものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の誘導加熱装置は、被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出し、精度の良い加熱が行えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、被加熱体を加熱する加熱コイルと、加熱コイルの上部で被加熱体を載置する天板と、天板下部において被加熱体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、赤外線検出手段の出力から被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の出力に応じて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、前記赤外線検出手段は加熱コイルの低圧側面部に配置するとともに、被加熱体の環状加熱部分の環中央部から放射される赤外線を赤外線検出手段に導く導光手段を設けた誘導加熱装置とすることにより、被加熱体の最高温度点となる被加熱体の環状加熱部分の環中央部からの赤外線を、導光手段を介して直接検出できるため、被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行え、しかも加熱コイルからの磁界および電界の影響を受けることがないものである。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、天板と加熱コイル間に、加熱コイルから発生する磁界が被加熱体に与える浮力を低減させる電気導体を備え、この電気導体には被加熱体の環状加熱部分の環中央部から加熱コイルの低圧側面部に至る範囲を含んで周回電流を抑制するスリットを設け、このスリットに導光手段を配置したことにより、浮力を抑える電気導体のスリットを活用し、そのスリットに配置した導光手段で被加熱体の環状加熱部分の環中央部からの赤外線を検出できるので、被加熱体の浮力低減構成を利用した合理的構成で、被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行えるものである。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、導光手段は筒形状であり、一方端で被加熱体の環状加熱部分の環中央部から放射される赤外線を受け、他方端で赤外線を赤外線検出手段に導くようにしたことにより、よりコンパクトな構成で被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行えるものである。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、導光手段は、天板と同一材質で構成したことにより、安価で、熱的耐久性が強く、透過してきた赤外線と同じ波長域の赤外線のみを導くことができるため、より精度良く被加熱体の最高温度点の温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行えるものである。
【００１２】
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。
【００１３】
（実施の形態１）
図１〜図５は、本発明の実施の形態１における誘導加熱装置として、誘導加熱調理器を示している。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態における誘導加熱装置は、鍋、フライパンなどの被加熱体１と、被加熱体１を載置するガラスセラミックなどからなる天板２と、被加熱体１を誘導加熱する天板２下部の加熱コイル３と、加熱コイル３に高周波電流を供給し被加熱体１を電磁誘導で発熱させるインバータ５と、天板２下部において被加熱体１から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段６と、加熱コイル３からの漏れ磁束が赤外線検出手段６へ通らないようにする防磁手段４と、赤外線検出手段６の出力から被加熱体１の温度を検出する温度検出手段８と、温度検出手段８の出力に応じて加熱コイル３に供給する電力を制御する制御手段９とを備えている。なお、温度検出手段８と制御手段９は、インバータ５を制御する制御部１１を構成している。
【００１５】
そして、前記赤外線検出手段６は加熱コイル３からの磁界および電界の影響を受けにくい低圧側面部に配置するとともに、被加熱体１の環状加熱部分Ａの環中央部ａから放射される赤外線を赤外線検出手段６に導く導光手段７を設けたものである。
【００１６】
導光手段７は筒形状であり、天板２と同一材質で構成しており、一方端で被加熱体１の環状加熱部分Ａの環中央部ａから放射される赤外線を受け、他方端で赤外線を赤外線検出手段６に導くようにしている。具体的には、導光手段７の両端を４５度に傾斜させ直交方向に反射させる反射面とし、図に矢印で示したように、赤外線の方向を変更して赤外線検出手段６に導くようにしている。加熱コイル３と天板２の距離は、鍋に効率的にエネルギーを入れるために約４ｍｍ程度であり、この隙間に導光手段７を配置して、効率的に導くために、導光手段７を角筒としその両端を４５度に傾斜させた単なる開口部とし、その開口部を赤外線の受け側と赤外線検出手段６に導く側とに適する向きに配置するだけでも効果は期待できるものであるが、特に、その構成は限られるものではない。
【００１７】
なお、赤外線検出手段６および制御部１１の関係は、図４のブロック図に示すように、途中に増幅手段１０を接続している。また、インバータ５は、図５のブロック図に示すように、商用電源１２と整流平滑部１３を介して接続され、ダイオード５ｅ、５ｆおよびスイッチング素子５ｃ、５ｄを有している。
【００１８】
上記構成において、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９からの制御によりインバータ５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上の被加熱体１が誘導加熱される。この誘導加熱によって被加熱体１の温度が上昇し、被加熱体１内の被加熱物が加熱調理される。図５に示すように、この加熱コイル３の両端電圧Ｖ１は２８０Ｖであるのに対し、Ｖ２の電圧は共振電圧となり、ピークで約６００Ｖ程度となり、さらにアルミなどの電気抵抗の小さいものの加熱の際には４〜５ｋＶにもなる。このように、加熱コイル３の低圧側面部と高圧側面部では電位が大きく異なっているため、赤外線検出手段６の５Ｖ程度の電圧により影響を及ぼしにくい低圧側面部に、赤外線検出手段６を配置している。
【００１９】
ここで、赤外線検出手段６の動作について説明する。被加熱体１の中に被加熱物が何も入っていない空焚き時などは、加熱コイル３上部の環状加熱部分Ａの環中央部ａが最も温度が高くなる。図３に示すように、被加熱体１の板厚が薄いと熱伝導が悪いため、他の部分との差はさらに大きくなり、２ｋｗの入力状態では加熱開始から３０秒程度で環中央部ａは３００℃程度になる（被加熱体１の中央は１５０℃程度）。この温度以下で制御させるには、環中央部ａの温度を検出する必要がある。本実施の形態では、この温度を、導光手段７、赤外線検出手段６を介して温度検出手段８が検出している。すなわち、被加熱体１の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が被加熱体１底面から放射される。ここで、図２に示すように、一般に物体から放射される赤外線エネルギーは、その温度で決まり、温度が高くなるほど大きく、かつ短波長側にも拡大する。本実施の形態における天板２に使用されるガラスセラミックなどは、０．５〜２．５μｍ以下の波長域の電磁波に対して９０％以上透過できる。そこで、被加熱体１の環中央部ａの温度が３００℃程度になった場合には、１μｍ程度の波長域の赤外線放射エネルギーが、赤外線検出手段６に入射される。このため、図２に示すように、約１μｍの領域に感度を持つＳｉフォトダイオードで検知できるものである。なお、１．７〜２．４μｍや１〜１．７μｍに感度を持つＩｎＧａＡｓＰＩＮフォトダイオードなどの素子であればさらに多くのエネルギーが得られ、図４の増幅手段１０の増幅率を下げて検知することもできる。これにより、温度検出手段８が被加熱体１の温度を検出する。
【００２０】
上記構成とすることにより、被加熱体１の最高温度点の温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行え、しかも加熱コイル３からの磁界および電界の影響を受けることがないものである。
【００２１】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における誘導加熱装置を示している。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００２２】
本実施の形態における誘導加熱装置は、天板２と加熱コイル３間に、加熱コイル３から発生する磁界が被加熱体１に与える浮力を低減させる電気導体１４を備え、この電気導体１４には被加熱体１の環状加熱部分Ａの環中央部ａから加熱コイル３の低圧側面部に至る範囲を含んで周回電流を抑制するスリット１５を設け、このスリット１５に導光手段７を配置したものである。前記電気導体１４はアルミ加熱時などに有効である。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００２３】
上記構成とすることにより、浮力を抑える電気導体１４のスリット１５を活用し、そのスリット１５に配置した導光手段７で被加熱体１の環状加熱部分Ａの環中央部ａからの赤外線を検出できるので、被加熱体１の浮力低減構成を利用した合理的構成で、被加熱体１の最高温度点の温度状態を正確に検出でき、精度の良い加熱が行えるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、鍋底の高温部の温度を精度良く検出でき、精度の良い高温の調理や安全の確保が行えるので、家庭用、業務用の誘導加熱調理器はもちろんのこと、その他の加熱装置としても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置を示すブロック図
【図２】同装置における天板を透過する熱放射エネルギー分布および透過率などを示すグラフ
【図３】被加熱体における温度分布を示すグラフ
【図４】同装置における赤外線検出手段と制御部のブロック図
【図５】同装置におけるインバータ関連のブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の加熱コイル部分を示す斜視図
【符号の説明】
【００２６】
１  被加熱体
２  天板
３  加熱コイル
４  防磁手段
５  インバータ
６  赤外線検出手段
７  導光手段
８  温度検出手段
９  制御手段
１０  増幅手段
１１  制御部
１２  商用電源
１４  電気導体
１５  スリット
【図１】
2007080653.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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