(57)【要約】【課題】誘導加熱調理器において調理物、特に麺を茹でる時に火力を適正に制御して吹きこぼれることなく調理すること。【解決手段】加熱対象物としての鍋１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３に電流を供給する高周波インバータ４と、加熱コイル３の上に設置され鍋１が載置される天板２と、天板２の下に設置され鍋１の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段５と、赤外線検出手段５の出力から鍋１の温度を検知する温度検知手段６と、高周波インバータ４の出力特性より鍋１の径を判定する径判定手段７と、温度検知手段６の出力より加熱を制御する制御手段８を有し、制御手段８は鍋１内の温度が沸騰温度に到達したことを検知すると、加熱量を減少させる。この時、判定した鍋１の径が大きい場合には減少させる加熱量を小さくし、鍋１の径が小さい場合には減少させる加熱量を大きくするので、鍋１の形状に関わらず適正に火力を制御することが出来る。【選択図】図１
2012243704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱対象物を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに電流を供給する高周波インバータと、
前記加熱コイルの上部に設置され、前記加熱対象物が載置される天板と、
前記天板の下に設置され、前記加熱対象物の底面から放射される赤外線を検知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加熱対象物の温度を検知する温度検知手段と、
前記高周波インバータの出力特性より前記加熱対象物の径を判定する径判定手段と、
前記温度検知手段の出力より加熱を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記加熱対象物内の温度が沸騰温度に到達したことを検知した時には加熱量を減少させ、前記径判定手段で判定した前記加熱対象物の径が大きい場合には減少させる加熱量を小さくし、前記加熱対象物の径が小さい場合には減少させる加熱量を大きくする、誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記径判定手段は、入力電流、前記加熱コイルに流れるコイル電流及び前記加熱コイルに発生するコイル電圧のいずれかによって判定を行う、請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記加熱対象物の径に応じて判定値を選択し、前記判定値以上に温度検知手段の出力が低下した場合には前記加熱対象物内に調理物が投入されたと判別し、加熱量を増加させる、請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記制御手段は、調理物投入後の加熱量を、前記加熱対象物の径が大きい場合には小さい場合よりも増加させる加熱量を増やす、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】
前記制御手段は、前記加熱対象物の径に応じて判定値を選択し、調理物投入後に前記判定値以上に前記温度検知手段の出力が上昇した場合には調理物投入前の加熱量にて制御する、請求項１〜４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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理物、特に麺を茹でる時に火力を適正に制御して吹きこぼれることなく調理することができる誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の調理器は、鍋底の温度センサより鍋内の温度を測定して麺茹で時に吹きこぼれないように火力制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５５６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の方法では加熱対象物としての鍋の形状を考慮していないため、十分な加熱量が供給できなかったり、逆に加熱量が多すぎて吹きこぼれさせることがあった。また、鍋に調理物が投入されたタイミングをすばやく検知できないために精度良く火力制御を行えないという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱対象物の特性を考慮して最適な火力制御を実現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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、加熱対象物を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を供給する高周波インバータと、前記加熱コイルの上部に設置され加熱対象物が載置される天板と、前記天板の下に設置され前記加熱対象物の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から加熱対象物の温度を検知する温度検知手段と、前記高周波インバータの出力特性より加熱対象物の径を判定する径判定手段と、温度検知手段の出力より加熱を制御する制御手段を有し、前記制御手段は加熱対象物内の温度が沸騰温度に到達したことを検知した時には加熱量を減少させる。この時、判定した加熱対象物の径が大きい場合には減少させる加熱量を小さくし、加熱対象物の径が小さい場合には減少させる加熱量を大きくして沸騰維持時に最適な加熱量を供給することができる。また、加熱対象物の径に応じた判定値以上に温度が低下した場合には調理物が投入されたと判断することによって、最適なタイミングで供給する加熱量を増加させることができ、さらには加熱対象物の径に応じた判定値以上に温度が上昇した場合には調理物投入前の加熱量にて制御することによって余分な加熱量や吹きこぼれを抑制することが出来る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の誘導加熱調理器は、加熱対象物の特性を考慮して火力制御できるため、麺などの調理物を茹でる時に過不足なく必要な加熱量を供給することができ、また吹きこぼれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における制御手段での処理内容を示す流れ図
【図３】本発明の実施の形態２における動作周波数と入力電流の関係を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態２における径判定手段での処理内容を示す流れ図
【図５】本発明の実施の形態３における入力電流とコイル電流の関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態３における径判定手段での処理内容を示す流れ図
【図７】本発明の実施の形態４におけるコイル電流とコイル電圧の関係を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態４における径判定手段での処理内容を示す流れ図
【図９】本発明の実施の形態５における加熱対象物の径の違いによる温度変化の違いを示すグラフ
【図１０】本発明の実施の形態６における加熱対象物の径の違いによる温度変化の違いを示すグラフ
【図１１】本発明の実施の形態６における制御手段での調理物投入判定工程の処理内容を示す流れ図
【図１２】本発明の実施の形態７における加熱対象物の径の違いによる温度変化の違いを示すグラフ
【図１３】本発明の実施の形態７における制御手段での火力復帰判定工程の処理内容を示す流れ図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、加熱対象物を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を供給する高周波インバータと、前記加熱コイルの上部に設置され加熱対象物が載置される天板と、前記天板の下に設置され前記加熱対象物の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から加熱対象物の温度を検知する温度検知手段と、前記高周波インバータの出力特性より加熱対象物の径を判定する径判定手段と、温度検知手段の出力より加熱を制御する制御手段を有し、前記制御手段は加熱対象物内の温度が沸騰温度に到達したことを検知した時には加熱量を減少させる。この時、判定した加熱対象物の径が大きい場合には減少させる加熱量を小さくし、加熱対象物の径が小さい場合には減少させる加熱量を大きくすることにより、加熱対象物の形状にかかわらず過不足なく加熱量を供給することができる。
【００１０】
また、具体的には、径判定手段は、入力電流によって判定をすることが可能である。他にも、径判定手段は、加熱コイルに流れるコイル電流によっても判定を行うこともできるし、加熱コイルに発生するコイル電圧によっても判定を行うこともできる。これにより、簡単な構成で容易に加熱対象物の径の大小を判定することができる。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記加熱対象物の径に応じて判定値を選択し、前記判定値以上に温度検知手段の出力が低下した場合には前記加熱対象物内に調理物が投入されたと判定し、加熱量を増加させることにより、前記加熱対象物の形状にかかわらず同じタイミングで調理物の投入を検知することができる。
【００１２】
また、前記制御手段は、調理物投入後の加熱量を、前記加熱対象物の径が大きい場合には小さい場合よりも増加させる加熱量を増やすことにより、前記加熱対象物の形状にかかわらず過不足なく加熱量を供給することができる。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記加熱対象物の径に応じて判定値を選択し、調理物投入後に前記判定値以上に前記温度検知手段の出力が上昇した場合には調理物投入前の加熱量にて制御することにより、余分な加熱量を抑制することが出来、さらには吹きこぼれを抑制することが出来る。
【００１４】
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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１において、加熱対象物としての鍋１を加熱する第１の加熱コイル３ａおよび第２の加熱コイル３ｂと、前記第１の加熱コイル３ａおよび第２の加熱コイル３ｂの上部で前記鍋１を保持する天板２と、前記第１の加熱コイル３ａおよび第２の加熱コイル３ｂに各々高周波電流を供給し、前記鍋１を誘導加熱で発熱させる第１の高周波インバータ４ａおよび第２の高周波インバータ４ｂと、前記天板２の下面に設置され前記鍋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、前記赤外線検出手段５の出力から前記鍋１の温度を検知する温度検知手段６と、前記第１の高周波インバータ４ａから得られるインバータ特性より前記鍋１の径を判定する径判定手段７と、前記第１の加熱コイル３ａおよび第２の加熱コイル３ｂに供給する電力を制御する制御手段８とを有している。
【００１６】
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。
【００１７】
まず、図示されていない電源を投入して加熱を開始する。制御手段８からの制御により第１の高周波インバータ４ａおよび第２の高周波インバータ４ｂから第１の加熱コイル３ａおよび第２の加熱コイル３ｂに誘導磁界が発生し、天板２上の鍋１が加熱される。
【００１８】
ここで、鍋１の温度が上昇するとその温度に合わせた赤外線が前記鍋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、前記天板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、前記赤外線検出手段５は、集光レンズを用いてより多くの赤外線を集光し、かつ、前記鍋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。
【００１９】
温度検知手段６は、前記鍋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、温度に変換される。この温度情報が制御手段８に入力され、制御手段８は鍋１の底の温度を１秒ごとに算出する。
【００２０】
このとき、図２にて制御手段８での火力制御アルゴリズムの一例を示す。
【００２１】
ステップ（以下、Ｓと表示する）１において、径判定手段７にて鍋１の径を判定する。Ｓ２において、制御手段８は温度検知手段６の出力の所定時間での温度差を１秒毎に算出し、前記算出した温度差が所定温度差内であることを連続的に検知したかどうかを判定し、連続的に検知した場合は沸騰したと判定してＳ３へ進み、検知しなかった場合はＳ２に戻る。Ｓ３において、制御手段８にて鍋１の径に応じた火力に変更して沸騰を維持する。Ｓ４において、制御手段８にて鍋１内に調理物が投入されたかどうかを判定し、調理物が投入された場合には相応の火力に変更する。Ｓ５において、制御手段８にて鍋１内の被加熱物が沸騰近辺の温度に復帰したかどうかを判定し、沸騰に近い温度に復帰した場合にはＳ３にて得られた火力に変更する。
【００２２】
以上のように、赤外線検出手段５を介して温度検出手段６で算出した温度は、鍋１の底面の温度変化を正確に検知できるので途中で調理物が投入されても過不足なく必要な加熱量を供給することができ、また吹きこぼれを抑制することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図３のグラフを参照して、鍋１の径を判定する工程を説明する。所定の動作周波数ｆａで第１の加熱コイル３ａを動作させた場合、入力電流Ｉ１が発生する。この入力電流Ｉ１が判定値Ｉａ未満の場合、第１の加熱コイル３ａは無負荷の状態、すなわち第１の加熱コイル３ａ上には鍋１が載置されていない状態であると判定できる。これにより、鍋１の径
を判定することができる。
【００２４】
以下、図４を用いて鍋１の径を判定するアルゴリズムの一例を説明する。
【００２５】
Ｓ１１において、所定の動作周波数ｆａで動作した時の入力電流Ｉ１を取得する。Ｓ１２において、取得した入力電流Ｉ１が判定値Ｉａ以上であればＳ１３へ進み、判定値Ｉａ未満であればＳ１４へ進む。Ｓ１３において、鍋１の径を「大」と判定して鍋１の径の判定方法を終了する。Ｓ１４において、鍋１の径を「小」と判定して鍋１の径の判定方法を終了する。
【００２６】
なお、入力電流の判定値Ｉａは予め最適な値を実験的に決定するものである。
【００２７】
また、以上の説明では加熱コイルは２分割しかされてないが、複数に分割すれば精度面で有効である。
【００２８】
（実施の形態３）
図５は、鍋１の径を判定する別の工程を説明するためのグラフである。入力電流Ｉｂを流した時、第１の加熱コイル３ａにはコイル電流Ｉｃ１が流れる。このコイル電流Ｉｃ１が判定値Ｉｃ以上の場合、第１の加熱コイル３ａは無負荷の状態、すなわち第１の加熱コイル３ａ上には鍋１が載置されていない状態であると判定できる。これにより、鍋１の径を判定することができる。
【００２９】
以下、図６を用いて鍋１の径を判定するアルゴリズムの一例を説明する。
【００３０】
Ｓ２１において、入力電流Ｉｂを流した時のコイル電流Ｉｃ１を取得する。Ｓ２２において、取得したコイル電流Ｉｃ１が判定値Ｉｃ以上であればＳ２３へ進み、判定値Ｉｃ未満であればＳ２４へ進む。Ｓ２３においては、鍋１の径を「小」と判定して、鍋１の径の判定処理を終了する。また、Ｓ２４においては、鍋１の径を「大」と判定して、鍋１の径の判定処理を終了する。
【００３１】
なお、コイル電流の判定値Ｉｃは予め最適な値を実験的に決定するものである。
【００３２】
また、以上の説明では加熱コイルは２分割しかされてないが、複数に分割すれば精度面で有効である。
【００３３】
（実施の形態４）
図７は、鍋１の径を判定する別の工程を説明するためのグラフである。入力電流Ｉｂを流した時、第１の加熱コイル３ａにはコイル電圧Ｖｄ１が発生する。このコイル電圧Ｖｄ１が判定値Ｖｄ以上の場合、第１の加熱コイル３ａは無負荷の状態、すなわち第１の加熱コイル３ａ上には鍋１が載置されていない状態であると判定できる。これにより、鍋１の径を判定することができる。
【００３４】
以下、図８を用いて鍋１の径を判定するアルゴリズムの一例を説明する。
【００３５】
Ｓ３１において、入力電流Ｉｂを流した時のコイル電圧Ｖｄ１を取得する。Ｓ３２において、取得したコイル電圧Ｖｄ１が判定値Ｖｄ以上であればＳ３３へ進み、判定値Ｖｄ未満であればＳ３４へ進む。Ｓ３３では、鍋１の径を「小」と判定して、鍋１の径の判定処理を終了する。Ｓ３４では、鍋１の径を「大」と判定して、鍋１の径の判定処理を終了する。
【００３６】
なお、コイル電圧の判定値Ｖｄは予め最適な値を実験的に決定するものである。
【００３７】
また、以上の説明では加熱コイルは２分割しかされてないが、複数に分割すれば精度面で有効である。
【００３８】
（実施の形態５）
図９は沸騰後、加熱量を落とした時の鍋１の径の違いによる温度変化の違いをグラフに表したものである。鍋１の径が大きい場合、径が小さい鍋１と比べて放熱面積が大きいために同じ加熱量では温度が降下してしまう。従って、鍋１の径に関わらず沸騰を維持するためには鍋１の径に応じて沸騰維持時の加熱量を変更すれば良い。この時、鍋１の径が小さい場合の沸騰維持時の加熱量をＷ２１、鍋１の径が大きい場合の沸騰維持時の加熱量をＷ２２とすると、以下の式が成り立つ。
【００３９】
Ｗ２１  ＜  Ｗ２２                                       （式１）
以上のように、鍋１の径に応じて沸騰維持時の加熱量を変更すれば、鍋１の形状に関わらず過不足なく加熱することができる。
【００４０】
（実施の形態６）
図１０にて、鍋１内に調理物が投入された事を検知する工程をグラフに示す。沸騰維持中に調理物が投入された場合、被加熱物が増えたために火力が変更されない限り温度は下降するが、鍋１の径が小さい方が同じ水量でも水深が深くなるために、鍋１の底へ温度変化が伝わるのが遅くなる。よって、同様のタイミングで調理物が投入されたことを検知するためには鍋１の径の大きさに応じて調理物が投入されたかどうかの判定値を選択すれば良い。この時、鍋１の径が小さい時の判定値をＴｅ１、鍋１の径が大きい時の判定値をＴｅ２とすると、以下のような関係式が成立する。
【００４１】
Ｔｅ１  ＜  Ｔｅ２                                       （式２）
以下、図１１を用いて調理物の投入を検知するアルゴリズムの一例を説明する。
【００４２】
Ｓ４１において、基準温度Ｔｋ０を取得する。Ｓ４２において、鍋１の径の大きさに応じた判定値Ｔｅを選択する。Ｓ４３において、温度Ｔｋを取得する。Ｓ４４において、基準温度Ｔｋ０と取得した温度Ｔｋの差が判定値Ｔｅ以上であればＳ４５へ進み、判定値Ｔｅ未満であればＳ４３に戻る。Ｓ４５において、鍋１の径の大きさに応じた火力へ変更する。
【００４３】
なお、判定値Ｔｅは予め最適な値を実験的に決定するものである。
【００４４】
また、調理物の投入が判定された後の火力であるが、鍋１の径が小さい時の火力をＷ３１、鍋１の径が大きい時の火力をＷ３２とすると、鍋１の径が大きい方が放熱面積が大きいために以下のような関係式が成立する。
【００４５】
Ｗ３１  ＜  Ｗ３２                                       （式３）
この時、上記の説明では鍋１の径の大きさは２種類しかないが、鍋１の径を複数種類に判別すれば、精度面で有効である。
【００４６】
以上のように、鍋１の径の大きさに応じて判定値を選択することにより、同様のタイミングで調理物が投入されたことを検知することができる。また、鍋１の径の大きさに応じて検知後の火力を選択することにより、鍋１の種類に関わらず同じように調理物を加熱することが出来る。
【００４７】
（実施の形態７）
図１２において、鍋１内に調理物が投入されて火力を変更後、通常の沸騰維持時の火力に復帰する工程をグラフに示す。調理物を投入後調理物が鍋１の底に沈むために、鍋１内の水は沸騰しているにもかかわらず鍋１の底の温度が調理物投入前よりも下がる場合がある。この場合、調理物投入前の温度まで復帰させるためには過剰な加熱をする必要があり効率的とは言い難い。そこで、鍋１の底に沈んだ調理物に必要な加熱量を与えたら鍋１の底の温度が上昇してくるので、鍋１の底の温度が所定温度以上上昇した時に通常の沸騰維持時の火力に変更すれば効率良く加熱することができる。一方、鍋１の径が小さいほど同じ水量でも水深が深いために温度の上昇度合いは緩やかになり、同様のタイミングで火力を変更するためには鍋１の径の大きさに応じて判定値を選択する必要がある。この時、鍋１の径が小さい時の判定値をＴｇ１、鍋１の径が大きい時の判定値をＴｇ２とすると、以下のような関係式が成立する。
【００４８】
Ｔｇ１  ＜  Ｔｇ２                                       （式４）
以下、図１３を用いて調理物投入されて火力を変更後、通常の沸騰維持の火力へ復帰するアルゴリズムの一例を説明する。
【００４９】
Ｓ５１において、基準温度Ｔｘ０を取得する。Ｓ５２において、鍋１の径の大きさに応じた判定値Ｔｇを選択する。Ｓ５３において、温度Ｔｘを取得する。Ｓ５４において、取得した温度Ｔｘと基準温度Ｔｘ０の差が判定値Ｔｇ以上であればＳ５５へ進み、判定値Ｔｇ未満であればＳ５３に戻る。Ｓ５５において、調理物投入前の火力へ変更する。
【００５０】
なお、判定値Ｔｇは予め最適な値を実験的に決定するものである。
【００５１】
この時、上記の説明では鍋１の底の厚さは２種類しかないが、鍋１の底の厚さを複数種類に判別すれば、精度面で有効である。
【００５２】
以上のように、鍋１の底の厚さに応じて判定値を選択することにより、同様のタイミングで調理物投入されて火力を変更後、通常の沸騰維持の火力へ復帰することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、鍋１の底面の形状に関わらず精度良く温度を検知することができ、その結果、調理物、特に麺を茹でる時に火力を適正に制御して吹きこぼれることなく調理することができるので、家庭用あるいは業務用など様々な誘導加熱調理器にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１  鍋（加熱対象物）
２  天板
３ａ  第１の加熱コイル
３ｂ  第２の加熱コイル
４ａ  第１の高周波インバータ
４ｂ  第２の高周波インバータ
５  赤外線検出手段
６  温度検知手段
７  径判定手段
８  制御手段
【図１】
2012243704.tif 000003
【図２】
2012243704.tif 000004
【図３】
2012243704.tif 000005
【図４】
2012243704.tif 000006
【図５】
2012243704.tif 000007
【図６】
2012243704.tif 000008
【図７】
2012243704.tif 000009
【図８】
2012243704.tif 000010
【図９】
2012243704.tif 000011
【図１０】
2012243704.tif 000012
【図１１】
2012243704.tif 000013
【図１２】
2012243704.tif 000014
【図１３】
2012243704.tif 000015