JP4375185B2 - 多口加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線センサを用いた多口加熱調理器に関するものである。

従来の多口加熱調理器は、鍋を載置するトッププレートにサーミスタなどの感温素子を接触させて、鍋の温度を検知していた。

また、鍋の温度検知の応答性を向上させるために、鍋から出力される赤外線強度を赤外線センサで検知することにより、鍋の温度を検知していた（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来構成の多口加熱調理器の誘導加熱調理の制御について図６を参照して説明する。図６において、トッププレート４２は負荷鍋４１を載置し、、加熱コイル４３は負荷鍋４１を誘導加熱し、赤外線センサ４４は負荷鍋４１からの赤外線放射を検知し、温度検知手段４５は赤外線センサ４４からの出力により負荷鍋４１の温度を算出し、制御手段４６は赤外線センサ４４からの出力に応じて加熱コイル４３への高周波電流供給を制御する構成である。

以上のように構成された多口加熱調理器の誘導加熱調理の制御では、負荷鍋４１の温度を鍋底から放射される赤外線で直接検知していたので、熱応答性に優れた温度検知を行うことが可能であった。
特開平３−１８４２９５号公報

しかしながら前記従来の構成では、機器内部に電気ヒータなど赤外線を放射する他の加熱手段を有する場合、電気ヒータ温度は約６００℃程度まで上昇するため、電気ヒータから放射される赤外線は、１００〜２００℃の負荷鍋４１の鍋底から放射される赤外線に対して数十倍のエネルギーとなり、電気ヒータから放射される赤外線の一部がトッププレート４２内を反射して伝えられ、赤外線センサ４４に入射されると、赤外線センサ４４にて正確な温度検知ができなくなるという課題があった。

この場合、赤外線センサ４４により他の加熱手段（電気ヒータ）の影響を受けずに正確な温度検知を行うために、例えば、電気ヒータと誘導加熱手段とを同時に使用できないので、複数の加熱手段が同時に使用できないという課題もあった。

本発明は上記課題を解決するもので、電気ヒータなど他の加熱手段を同時使用した場合においても、他の加熱手段からの赤外線放射による影響を低減して、赤外線センサによる温度検知精度を向上した多口加熱調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の多口加熱調理器は、トッププレート上の負荷鍋を誘導加熱するため前記トッププレート下方に設けられた第１の誘導加熱手段と、前記トッププレートの下方に設けられ前記負荷鍋から発して前記トッププレートを透過した赤外線放射を検知する第１の赤外線センサと、前記第１の赤外線センサの出力より前記負荷鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記トッププレート上の鍋を加熱する第２の加熱手段と、前記第１の誘導加熱手段および前記第２の加熱手段の通電を制御するとともに前記温度算出手段の算出する前記負荷鍋の温度により前記負荷鍋の温度制御を行う制御手段とを備え、前記第２の加熱手段から放射されトッププレートの内部を反射して入射される赤外線放射を検知する第２の赤外線センサを有し、前記第２の赤外線センサの出力に応じた補正値を算出し、前記補正値により、前記第２の加熱手段から放射された赤外線放射による前記第１の赤外線センサの出力増加分の影響を低減するように第１の赤外線センサの温度算出手段での算出温度を補正する補正手段を設けた構成とするものである。

これにより、第２の加熱手段から放射されトッププレート内を反射して第１の赤外線センサに入射される赤外線の影響を低減することができる。

本発明の多口加熱調理器は、赤外線センサで温度制御する加熱手段と、赤外線を放射する他の加熱手段とを同時使用する場合においても、他の加熱手段の赤外線放射による赤外線センサ出力増加分を補正することで、赤外線センサによる負荷鍋の温度検知精度を向上することができる。

第１の発明は、トッププレート上の負荷鍋を誘導加熱するため前記トッププレート下方に設けられた第１の誘導加熱手段と、前記トッププレートの下方に設けられ前記負荷鍋から発して前記トッププレートを透過した赤外線放射を検知する第１の赤外線センサと、前記第１の赤外線センサの出力より前記負荷鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記トッププレート上の鍋を加熱する第２の加熱手段と、前記第１の誘導加熱手段および前記第２の加熱手段の通電を制御するとともに前記温度算出手段の算出する前記負荷鍋の温度により前記負荷鍋の温度制御を行う制御手段とを備え、前記第２の加熱手段から放射され前記トッププレートの内部を反射して入射される赤外線を前記トッププレートの下方で検知する第２の赤外線センサを有し、前記第２の赤外線センサの出力に応じた補正値を算出し、前記補正値により、前記第２の加熱手段から放射された赤外線放射による前記第１の赤外線センサの出力増加分の影響を低減するように前記温度算出手段での算出温度を補正する補正手段を設けた構成とすることにより、第２の加熱手段から放射されトッププレート内を反射して第１の赤外線センサに入射される赤外線の影響を低減することができ、第１の誘導加熱手段と第２の加熱手段とを同時に使用する場合においても、第１の赤外線センサによる負荷鍋の温度検知精度を向上することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の第２の赤外線センサを、第１の赤外線センサと第２の加熱手段の間に配置する構成とすることにより、第２の赤外線センサは第２の加熱手段から第１の赤外線センサの方向に放射される赤外線を確実に検知して補正するので、第１の誘導加熱手段と第２の加熱手段とを同時に使用する場合の第１の赤外線センサによる負荷鍋の温度検知精度をより向上させることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の補正手段を、第２の加熱手段の通電時に補正値を算出する構成とすることにより、誘導加熱手段を単独で使用する場合は、第２の加熱手段からの赤外線が入射されない第１の赤外線センサの出力のみで温度算出するので、第１の赤外線センサによる負荷鍋の温度検知精度をより向上させることができる。

第４の発明は、特に、第３の発明の補正手段を、第２の加熱手段の通電停止時に第２の赤外線センサの出力が所定以上で補正値を算出する構成とすることにより、第２の加熱手段の通電停止後、第２の加熱手段の電気ヒータ温度が低下するまで第２の加熱手段からの赤外線放射が継続する場合においても、それに応じて第１の赤外線センサの算出温度を補正することができ、第２の加熱手段の通電停止から電気ヒータ温度低下安定までの間も第１の赤外線センサによる負荷鍋の温度検知精度を向上させることができる。

第５の発明は、特に、第１または第２の多口加熱調理器を、第２の赤外線センサ近傍に温度検知手段を備え、補正手段は第２の加熱手段の通電停止時に前記温度検知手段の検知温度が所定以上で補正値の算出を禁止する構成とすることにより、第２の赤外線センサ上方に高温の鍋などが載置されて、第１の赤外線センサへの影響が少なく、第２の赤外線センサの出力のみが増加する場合に、第２の加熱手段以外からの赤外線放射分を補正することなく、第１の赤外線センサによる負荷鍋の温度検知精度を向上させることができる。

第６の発明は、特に、第１〜５の発明の多口加熱調理器を、第２の赤外線センサの視野角範囲となるトッププレート上面に遮光手段を備えた構成とすることにより、第２の赤外線センサの出力が、第２の加熱手段の影響ではない、太陽光や照明、あるいは加熱された鍋からの赤外線放射による影響を低減し、安定した状態で補正値を算出することができ、第１の赤外線センサによる負荷鍋の温度検知精度をより向上させることができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における断面図を示すものである。

図１において、トッププレート１２は負荷鍋１１を載置し、加熱コイル（第１の誘導加熱手段）１３は負荷鍋１１を誘導加熱し、インバータ回路（第１の誘導加熱手段）１４は加熱コイル１３に高周波電流を供給し、加熱コイル１３とインバータ回路１４にて第１の誘導加熱手段は構成されている。第１の赤外線センサ１６は負荷鍋１１からの赤外線放射を検出し、温度算出手段１７は第１の赤外線センサ１６からの出力により負荷鍋１１の鍋底温度を算出し、第２の加熱手段１８はラジェントヒータにより構成されている。第２の赤外線センサ１９は第２の加熱手段１８からの赤外線放射を検出し、補正手段２０は第２の赤外線センサ１９からの出力に応じて第１の赤外線センサ１６による算出温度を補正し、制御手段２１は第１の誘導加熱手段１５および第２の加熱手段１８の加熱通電を制御し、かつ補正手段２０に第２の加熱手段１８の通電状態を出力し、遮光手段２２は第２の赤外線センサ１９の視野角範囲を覆うようにトッププレート１２の上面に配設され、トッププレート１２上方から第２の赤外線センサ１９への赤外線放射を遮光する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における平面図を示すものである。

図２において、第１の赤外線センサ１６は加熱コイル１３中央に配置されており、第２の赤外線センサ１９は、第１の赤外線センサ１６の中心と第２の加熱手段１８の中心を結ぶ線上に配置されている。

以上のように構成された多口加熱調理器についてその動作を説明する。

加熱コイル１３に高周波電流が供給されると、加熱コイル１３上方に載置された負荷鍋１１が加熱される。負荷鍋１１の鍋底からは鍋の温度に応じた赤外線が放射されており、負荷鍋１１から発した赤外線はトッププレート１２を透過して第１の赤外線センサ１６に入力される。第１の赤外線センサ１６からの入力信号により温度算出手段１７は負荷鍋１１の温度を算出し、設定された加熱状態となるように制御手段２１は加熱コイル１３に流れる高周波電流を制御する。

第２の加熱手段１８を同時に使用する場合は、図３に示すように第２の加熱手段１８から放射される赤外線の一部はトッププレート１２内部を反射して第１の赤外線センサ１６、およびに第２の赤外線センサ１９に入射される。

第２の赤外線センサ１９の上方には遮光手段２２があるので、太陽光や照明、あるいは第２の赤外線センサ上方に載置された鍋（後述、図５参照）など、第２の加熱手段１８以外からの赤外線放射による赤外線を低減し、第２の赤外線センサ１９が影響を受けにくい構造となっている。

第２の加熱手段１８の通電を開始すると、第２の加熱手段１８からの赤外線放射により第１の赤外線センサ１６の出力が増加するが、第２の赤外線センサ１９で第２の加熱手段１８からの赤外線放射を検知しているので、第２の赤外線センサ１９からの入力信号に応じて補正手段２０にて補正値を算出し、温度算出手段１７は第１の赤外線センサ１６と補正手段２０との信号により負荷鍋１１の鍋底温度を算出する。

第２の加熱手段１８の通電が停止した後も、第２の赤外線センサへの赤外線の入射が多く、第２の加熱手段１８の温度が低下するまでは、第１の赤外線センサ１６の出力に影響する赤外線が第２の加熱手段１８から放射されるので、温度算出手段１７は第１の赤外線センサ１６と補正手段２０との信号により負荷鍋１１の鍋底温度の算出を行い、第２の赤外線センサへの赤外線の入射が少なく、第２の加熱手段１８から放射される赤外線が第１の赤外線センサ１６の出力に影響しなくなるまで低下すると、温度算出手段１７は補正手段２０の信号を無視し、第１の赤外線センサ１６からの信号により負荷鍋１１の鍋底温度の算出を行う。

以上のように、本実施の形態においては第２の加熱手段１８の通電時に温度算出手段１７は第１の赤外線センサ１６と、第２の赤外線センサ１９の出力に応じて得られる補正手段２０の補正値より温度を算出するので、第２の加熱手段１８からトッププレート１２内を反射して赤外線センサ１６に入射される赤外線の影響を低減することができ、第１の赤外線センサ１６による温度制御時に第２の加熱手段１８の加熱通電を禁止する必要もなく、第１の誘導加熱手段１５と第２の加熱手段１８を同時に使用した場合の第１の赤外線センサ１６による負荷鍋１１の鍋底温度検知精度を向上することができる。

なお、本実施例では第２の加熱手段１８をラジェントヒータで構成したが、ハロゲンヒータやシーズヒータなどヒータの輻射熱にて加熱する構成であれば同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における断面図を示すものである。

図４において、符号１１から２２は本発明の第１の実施の形態と同一であり説明を省略する。温度検出手段２３は第２の赤外線センサ１９の視野角範囲外でかつ、第２の赤外線センサ１９近傍のトッププレート１２下面温度を検出する。

以上のように構成された多口加熱調理器についてその動作を説明する。

図５に示すように遮光手段２２がない場合では、第２の加熱手段１８の通電を停止している状態で、第２の赤外線センサ１９上方に加熱された鍋２４が載置されると、第２の赤外線センサ１９に鍋２４から放射される赤外線が直接入力され出力が増加する。一方第１の赤外線センサ１６にも鍋２４から放射される赤外線がトッププレート１２を反射して入力されるが、鍋２４からの放射エネルギーは前述の第２の加熱手段１８より表面温度が低くかなり小さいので、トッププレート１２内での反射により赤外線量が減衰しているため、第１の赤外線センサ１６の出力はほとんど増加しない。この時、第２の赤外線センサ１９近傍に設置された温度検知手段２３は、鍋２４の温度をトッププレート１２を介して検知しており、温度検知手段２３の検知温度が、第２の赤外線センサ１９の検知出力に影響がでる温度以上では、補正手段２０による補正は行わないように補正を禁止している。

以上のように、本実施の形態においては第２の赤外線センサ１９上方に加熱された鍋２４が置かれて、第１の赤外センサ１６への影響は無視でき、第２の赤外線センサ１９の出力にのみ影響がでる場合には、第２の赤外線センサ１９の出力に応じた補正手段２０での補正を禁止することで誤った補正をしないので、第１の赤外線センサ１６による負荷鍋の鍋底温度検知精度を向上することができる。

なお、遮光手段２２により鍋２４から放射される赤外線の影響は遮光して低減できる、この場合も、温度検知手段２３の検知温度と第１の赤外線センサ１６への影響との関係に応じて補正内容を設定し、同様の効果がえられる。

以上のように、本発明にかかる多口加熱調理器は、電気ヒータから放射される赤外線の影響を低減し、電気ヒータ同時使用時の赤外線センサによる温度検知精度を向上させることができるので、赤外線センサを用いた湯沸かしや炊飯、焼き物といった自動調理と、電気ヒータによる加熱調理を同時に進行する調理器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における多口加熱調理器の断面を示す図 本発明の実施の形態１における多口加熱調理器の平面を示す図 本発明の実施の形態１における第２の加熱手段から第１及び第２の赤外線センサに入射される赤外線を示す図 本発明の実施の形態２における多口加熱調理器の断面を示す図 本発明の実施の形態２における鍋から第１及び第２の赤外線センサに入射される赤外線を示す図 従来の多口加熱調理器の断面を示す図

符号の説明

１１ 負荷鍋
１２ トッププレート
１３ 加熱コイル（第１の誘導加熱手段）
１４ インバータ回路（第１の誘導加熱手段）
１６ 第１の赤外線センサ
１７ 温度算出手段
１８ 第２の加熱手段
１９ 第２の赤外線センサ
２０ 補正手段
２１ 制御手段
２２ 遮光手段
２３ 温度検知手段
２４ 鍋

Claims (6)

1. トッププレート上の負荷鍋を誘導加熱するため前記トッププレート下方に設けられた第１の誘導加熱手段と、前記トッププレートの下方に設けられ前記負荷鍋から発して前記トッププレートを透過した赤外線放射を検知する第１の赤外線センサと、前記第１の赤外線センサの出力より前記負荷鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記トッププレート上の鍋を加熱する第２の加熱手段と、前記第１の誘導加熱手段および前記第２の加熱手段の通電を制御するとともに前記温度算出手段の算出する前記負荷鍋の温度により前記負荷鍋の温度制御を行う制御手段とを備え、前記第２の加熱手段から放射され前記トッププレートの内部を反射して入射される赤外線を前記トッププレートの下方で検知する第２の赤外線センサを有し、前記第２の赤外線センサの出力に応じた補正値を算出し、前記補正値により、前記第２の加熱手段から放射された赤外線放射による前記第１の赤外線センサの出力増加分の影響を低減するように前記温度算出手段での算出温度を補正する補正手段を設けた多口加熱調理器。
2. 第２の赤外線センサは、第１の赤外線センサと第２の加熱手段の間に配置する構成とした請求項１に記載の多口加熱調理器。
3. 補正手段は、第２の加熱手段の通電時に補正値を算出する請求項１または２に記載の多口加熱調理器。
4. 補正手段は、第２の加熱手段の通電停止時に第２の赤外線センサの出力が所定以上で補正値を算出する請求項３に記載の多口加熱調理器。
5. 第２の赤外線センサ近傍に温度検知手段を備え、補正手段は第２の加熱手段の通電停止時に前記温度検知手段の検知温度が所定以上で補正値の算出を禁止する請求項１または２に記載の多口加熱調理器。
6. 第２の赤外線センサの視野角範囲となるトッププレート上面に遮光手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の多口加熱調理器。

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