JPH0495384A - 電磁誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電磁誘導加熱調理器に関し、さらに特定的
には、空炊きによる異常加熱を防止するように工夫され
た電磁誘導加熱調理器に関する。

［従来の技術］ 電磁誘導加熱調理器は、火を使わず、また調理物を収納
する容器のみを加熱するため、安全性の高い調理器具と
して、次第に普及しつつある。

第４図は、従来の電磁誘導加熱調理器の構成の一例を示
す断面図である。図において、この電磁誘導加熱調理器
は、加熱コイル１を通電制御することによりコイル１に
誘導加熱用の磁束を発生させ、これによりトッププレー
ト２上に載置された容器（鍋、盃、フライパン等）３お
よびこれに収納された調理物を加熱するように構成され
たものである。すなわち、コイル１によって発生した交
番磁束は、金属製の容器３の底部を貫き、それによって
容器３の底部に渦電流が発生する。この渦電流により容
器３の底部に渦電流損が生じ、容器３が加熱される。ト
ッププレート２の下部の感熱部５，６には、サーミスタ
等の温度センサ７が設けられている。この温度センサ７
により容器３の加熱温度を検出し、その検出結果に基づ
いてコイル１の通電制御を行なうことにより、加熱温度
の制御が行なわれている。これは、空炊き等によって容
器３の加熱温度が高くなり過ぎると、容器３が変形した
り、また火災の危険性もあるからである。尚、上記のよ
うな電磁誘導加熱調理器は、その調理内容に応じて、保
温モード、フライモード。

普通加熱モードなどを選択して使い分けられるようにな
っている。

ところで、普通加熱モードにおいて、煮込みや湯沸かし
以外にフライパンなどを使用してホットプレート調理が
実施できるように、容器３の表面温度を約２２０〜２３
０℃になるように温度制御する場合がある。この場合、
まずコイルｌに高周波電流を連続通電して、容器３を急
速加熱し、所定の温度に上昇するとコイル１への高周波
電流を、温度センサ７の検出温度に基づいてオンオフ制
御することにより、容器３の表面温度を安定的に保つよ
うにしている。

「発明が解決しようとする課題］ 第５図は、第４図に示す従来の電磁誘導加熱調理器にお
いて上記のようなホットプレート調理を実施する場合の
温度制御の状況を示したグラフである。尚、第５図にお
いて、曲線ａは鍋３の表面温度の推移を示し、曲線すは
温度センサ７の検出温度の推移を示している。第５図に
示すように、当初はコイル１に連続して高周波電流が通
電される。これによって、曲線ａに示すように、容器３
の表面温度は急激に上昇する。それに伴なって、温度セ
ンサ７の検出温度も上昇する。温度センサ７の検出温度
が予め決められた設定温度ｋに達すると、コイル１の通
電が一旦打切られる。したがって、容器３の表面温度は
下降し始める。しかしながら、温度センサ７の検出温度
はさらに上昇し続ける。これは、容器３の加熱温度が温
度センサ７に伝達されるまでに時間的なずれがあるから
である。したがって、温度センサ７の検出温度は、容器
３の表面温度がピークに到達してから少し遅れてピーク
に達することになる。温度センサ７の検出温度がピーク
温度から下降し、再び設定温度ｋに達すると、今度はコ
イル１への高周波電流がオンオフ制御される。すなわち
、温度センサ７の検出温度が下限温度ＬＯＴＥＭＰにな
るとコイル１に高周波電流が通電され、その結果検出温
度が上昇し上限温度ＵＰＴＥＭＰに達するとコイル１へ
の高周波電流の通電が停止される。これによって、容器
３の表面温度はほぼ一定温度に制御されることになる。

ところで、現在電磁誘導加熱調理器として一般化してい
るのは、電源１００ｖで１２００〜１３００Ｗ程度のも
のである。このような比較的低出力の電磁誘導加熱調理
器では、たとえ容器３の加熱スピードと温度センサ７へ
の熱伝達スピードとにずれがあっても、容器３の初期ピ
ーク温度は、容器３を空炊きしたとしても約３００８Ｃ
前後で止まり、大きな問題は生じていなかった。しかし
、電磁誘導加熱調理器の出力が２ＫＷ前後の大出力にな
ると、容器３の加熱スピードが速くなるにもかかわらず
、温度センサ７への熱伝達速度は変わらないため、容器
３の初期ピーク温度がさらに高くなり、容器３の変形や
火災の危険性等が生じるという問題点があった。−例と
して、出力２．４ＫＷの電磁誘導加熱調理器で、板厚３
ｍｍの鉄製の円板を加熱した場合に、その中心部から外
周部に向けての温度分布を第６図に示す。尚、この第６
図において、曲線Ｃは温度センサ７の検出温度が８０℃
の場合の温度分布を示し、曲線ｄは温度センサ７の検出
温度が２１０°Ｃの場合の温度分布を示している。第６
図に示すごとく、温度センサ７の検出温度が８０°Ｃの
ときは鉄製円板の中央から４〜５ｃｍの部分が２００℃
になる。これに対し、温度センサ７の検出温度が、負荷
表面温度を２２０〜２３０℃に制御するときの検出温度
２１０℃になったとき、鉄製円板はその中央から４〜５
ｃｍの部分が４２０〜４３０℃にも達する。尚、鉄製円
板がより薄い場合はさらに温度が高くなる。

上記のごとく、従来の電磁誘導加熱調理器における温度
制御方式では、高出力加熱において空炊状態になると、
磁界が集中するドーナツ状の箇所が、初期ピーク時に異
常高温になり、調理物を収納する容器が変形したり、火
災の危険等があるという問題点があった。尚、安全性の
高い電気加熱器がガスに代わりメイン熱源になりつつあ
る今日では、一般家庭電源の２００Ｖ化が強く要望され
ている。もし、このような２００ｖ化が実現されると、
電磁誘導加熱調理器の加熱出力も大きくなるため、上記
のような問題がより深刻になりつつある。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電磁誘導加熱調理器は、コイルに高周波
電流を通電して交番磁束を発生し、調理物を収納する容
器にこの交番磁束を貫かせ、それによって容器に生じる
渦電流損により容器を加熱するものであって、温度検出
手段と、判定手段と、制御手段とを備えている。温度検
出手段は、容器の加熱温度を検出する。判定手段は、温
度検出手段により検出された加熱温度の上昇勾配を検出
することにより、容器が空炊きになっているか否か判定
する。制御手段は、判定手段の判定結果に基づいて、電
源からコイルに与えられる出力を制御する。

［作用］ この発明においては、温度検出手段により検出された容
器の加熱温度の上昇勾配に基づいて容器の空炊きの有無
を判定し、その判定結果に基づいて電源からコイルに与
えられる出力を制御することにより、容器の異常加熱を
防止するようにしている。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例の電気回路部分の構成を
示すブロック図である。

図において、商用電源１０から与えられる交流電圧は、
全波整流ダイオードブリッジ１１によって全波整流され
た後、平滑コイル１２および平滑コンデンサ１３によっ
て平滑される。したがって、平滑コンデンサ１３の両端
電極には直流電圧が発生する。平滑コンデンサ１３の一
方電極と他方電極との間には、加熱コイル１とスイッチ
ングトラジスタ１４とが直列に接続されて介挿されてい
る。

加熱コイル１はトッププレート２の下部に配置されてお
り、このトッププレート２と加熱コイル１との間にはた
とえばサーミスタからなる温度センサ７が設けられてい
る。トッププレート２の上には調理物を収納する容器３
が載置されている。加熱コイル１には並列にコンデンサ
１５が接続されている。このコンデンサ１５は、加熱コ
イル１と協働して共振回路を形成している。また、スイ
ッチングトランジスタ１４には並列にフリーホイルダイ
オード１６が接続されている。このフリーホイルダイオ
ード１６は逆電流によるスイッチングトランジスタ１４
の破壊を防止するためのものである。スイッチングトラ
ンジスタ１４のベースには、駆動回路１７の出力が与え
られる。すなわち、スイッチングトランジスタ１４は、
この駆動回路１７によって駆動される。駆動回路１７に
は、スイッチング制御回路１８の出力が与えられる。ス
イッチング制御回路１８は、たとえばマイクロコンピュ
ータによって構成され、駆動回路１７を介して、スイッ
チングトランジスタ１４のスイッチング動作を制御して
いる。スイッチング制御回路１８には、温度センサ７の
検出出力が与えられる。

また、スイッチング制御回路１８には、可変抵抗器１９
および２０が接続される。可変抵抗器１９は、加熱コイ
ル１の制御温度を可変設定するためのものである。可変
抵抗器２０は、この電磁誘導加熱調理器の加熱出力を可
変設定するための火力調整用の可変抵抗器である。スイ
ッチング制御回路１８の出力は、さらに表示回路２１に
与えられる。表示器２１は、加熱温度その他の情報を外
部に表示する。電源回路２２は、商用電源から与えられ
る交流電圧を直流電圧に変換するためのもので、その出
力は駆動回路１７およびスイッチング制御回路１８に与
えられる。

上記のような構成において、スイッチング制御回路１８
は温度センサ７の検出温度に応じた制御信号を出力し、
駆動回路１７を介してスイッチングトランジスタ１４を
オンオフ制御する。これによって、容器３の加熱温度が
可変抵抗器１９によて設定された値に制御される。

第２図は、第１図に示すスイッチング制御回路１８の動
作を説明するためのフローチャートである。以下、この
第２図を参照して、第１図に示す実施例の動作を説明す
る。

電源回路２２をオンして電源を投入した後、加熱モード
を選択し、加熱スタートを指示すると、まずステップＳ
１で各データの読込み、各フラグの初期設定が行なわれ
る。このとき、スイッチング制御回路１８は駆動回路１
７を介してスイッチングトランジスタ１４の高速スイッ
チング動作を開始し、加熱コイル１に高周波電流を流す
。続いて、ステップ２において、温度センサ７による検
出温度ＴＯが取込まれる。次に、ステップＳ３に進み、
ステップＳ２で取込んだ検出温度ＴＯが、ステージ１〜
１０のいずれに属するかが判定される。ここで、ステー
ジ１は３０〜３５℃の温度範囲に設定されている。同様
に、ステージ２〜ステージ１０まで５℃間隔で各ステー
ジの温度範囲が設定されている。したがって、ステージ
ｌＯは７〜８０°Ｃの温度範囲に設定されている。なお
、ステップＳ２で取込まれた検出温度ＴＯが常温すなわ
ち３０℃以下の場合は、ステップＳ３においてステージ
１であると見なされる。続いて、ステップＳ４に進み、
温度センサ７の検出温度Ｔｏが次のステージに至るまで
の時間ｄｔｌが計測される。

続いて、ステップＳ５において、ステップＳ４で計測さ
れた時間ｄｔｌが、そのステージに対して予め設定され
ている定数に１よりも小さいか否かが判定される。この
判定の結果、計測時間ｄｔｌが定数に１よりも小さい場
合、すなわち温度勾配が急峻な場合はステージＳ６にお
いて空炊きフラグＫＴが１にセットされる。一方、計測
時間ｄｔ１が定数に１よりも大きい場合、すなわち温度
勾配が緩慢な場合はステップＳ７において空炊きフラグ
ＫＴが０にリセットされる。ステップＳ６またはＳ７の
動作の後、“ステップＳ８に進み、このステップＳ８に
おいてステージ１〜１０のすべてについて空炊きフラグ
設定が終了したか否かが判断される。このとき、空炊き
フラグの設定が了していないステージがある場合は、ス
テップＳ９において次のステージが指定され、再びステ
ップ８３〜Ｓ８の動作が繰返される。尚、空炊きフラグ
ＫＴは、各ステージについて設けられており、これによ
って各ステージでの温度勾配の状況が把握できるように
なっている。

上記ステップＳ８において、ステージ１０に対する空炊
きフラグＫＴの設定が終了したと判断されると、続いて
ステップＳＩＯに進む。このステップ３１０では、各ス
テージ１〜１０に対する空炊きフラグＫＴの設定状況に
基づいて、空炊きが行なわれているか否かを判定する。

たとえば、空炊きフラグＫＴが連続して３回以上１にセ
ットされている場合は、空炊きが行なわれていると判定
する。その他の場合は、空炊きが行なわれていないと判
定する。ステップＳＩＯにおいて、空炊きが行なわれて
いないと判定された場合は、ステップＳｌｌでそのとき
の出力が維持される。その後、温度センサ７の検出温度
が所定温度に達すると、ステップＳ１２において加熱コ
イル１のオンオフ制御が行なわれる。すなわち、温度セ
ンサ７の検出温度が上限温度ＵＰＴＥＭＰに達するとス
イッチングトランジスタ１４がオフされて加熱コイル１
への高周波電流の通電が停止され、温度センサ７の検出
温度が下限温度ＬＯＴＥＭＰに達するとスイッチングト
ランジスタ１４の高速スイッチングが開始されて加熱コ
イル１に高周波電流が通電される。

一方、上記ステップＳＩＯにおいて、空炊きか行なわれ
ていることが判定されると、ステップＳ１３に進む。こ
のステップ３１３では、電磁誘導加熱調理器の加熱出力
が現在の高出力から弱出力（たとえば３５０Ｗ）に切換
えられる。この切換は、スイッチングトランジスタ１４
に与える高速スイッチングパルスのパルス幅を短（シ、
かつその周波数を高くすることにより行なわれる。続い
て、ステップＳ１４に進み、温度センサ７の検出温度が
取込まれてその検出温度がステージ１１〜２３のいずれ
に属するかが判定される。ここで、ステージ１１は８０
〜９０℃の温度範囲に設定されている。同様に、ステー
ジ１２〜２３についても、１０℃の範囲毎にそれぞれの
温度範囲が設定されている。したがって、ステージ２３
は２００〜２１０℃の温度範囲に設定されている。ステ
ップＳ１４の後、ステップＳ１５に進み、温度センサ７
の検出温度が次のステージに到達するまでの時間ｄｔｌ
ｌが計測される。次に、ステップＳ１６に進み、ステッ
プＳ１５で計測された時間ｄｔ１１がそのときのステー
ジに対して予め定められた定数Ｋｌｌよりも小さいか否
かが判断される。

この判断の結果、計測時間ｄｔｌｌが定数Ｋｌｌよりも
小さい場合は、温度勾配が急峻であるため、ステップＳ
１７において空炊きフラグＫＴに１がセットされる。そ
して、ステップＳ１８において、現在の弱出力が維持さ
れる。続いて、ステップＳ１９において、ステージ２３
の温度勾配の検出が終了したか否かが判断される。この
判断の結果、ステージ２３の温度勾配の検出が終了して
いない場合は、ステップＳ２０において次のステージが
指定され、再びステップＳ１４〜Ｓ１９の動作が繰返さ
れる。そして、ステップＳ１９でステージ２３の温度勾
配の検出終了が判断されると、前述のステップＳ１２に
進み、加熱ヒータ１のオンオフ制御が行なわれる。

尚、上記のような電磁誘導加熱調理器を使用する場合に
おいて、容器３を最初は空炊きして予熱しておき、途中
で容器３に調理物を入れる場合もある。このような場合
は、温度勾配が途中から緩やかになる。したがって、こ
のような場合はステップＳ１６において、計測時間ｄｔ
ｌｌがそのときのステージに対して定められた定数Ｋｌ
ｌよりも大きいと判断され、ステップＳ２１で空炊きフ
ラグＫＴが０にリセットされる。そして、ステップＳ２
２に進み、弱出力に制御されていた電磁誘導加熱調理器
の出力が高出力に再び切換えられる。

その後、ステップＳ１２に進み、加熱ヒータ１のオンオ
フ制御が行なわれる。

第３図は、第１図に示す実施例において、空炊き判定を
した場合における温度制御の状況を示すグラフである。

尚、第３図において、曲線ａは容器３の表面温度を示し
、曲線すは温度センサ７の検出温度を示している。図示
のごとく、温度センサ７の検出温度がステージ１０の上
限温度８０℃に達したところで、空炊きが判定された場
合は、加熱コイル１の出力が高出力から弱出力に切換え
られる。これによって、曲線ａで示す容器３の表面温度
の初期ピーク値は、第１図に示す従来の電磁誘導加熱調
理器に比べて低く押さえられている。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、温度検出手段による
検出温度の上昇勾配に基づいて空炊きが判定された場合
は、制御手段によりコイルに与えられる出力が制御され
て弱出力に切換えられるため、たとえ容器が空炊きされ
ていても、容器の初期ピーク温度が異常高温になるのを
防止することができる。その結果、容器の変形や火災の
発生等を防ぐことができ、安全性の高い電磁誘導加熱調
理器を得ることができる。このような効果は、特に、高
出力タイプの電磁誘導加熱調理器において極めて顕著な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る電磁誘導加熱調理
器における電気回路部分の構成を示すブロック図である
。 第２図は、第１図に示すスイッチング制御回路の動作を
説明するためのフローチャートである。 第３図は、第１図に示す実施例において、空炊きが判定
された場合の温度制御状況を示すグラフである。 第４図は、従来の電磁誘導加熱調理器の構成を示す断面
図である。 第５図は、従来の電磁誘導加熱調理器における温度制御
方式を示すグラフである。 第６図は、第４図に示す従来の電磁誘導加熱調理器によ
って、鉄製円板の負荷サンプルを加熱した場合に、鉄製
円板の中央から半径方向に沿う温度分布を示したグラフ
である。 図において、１は加熱コイル、２はトッププレート、３
は調理物を収納する容器、７は温度センサ、１０は商用
電源、１１は全波整流ダイオードリッジ、１２は平滑コ
イル、１３は平滑コンデンサ、１４はスイッチングトラ
ンジスタ、１５は共振用コンデンサ、１６はフリーホイ
ルダイオード、１７は駆動回路、１８はスイッチング制
御回路、１９は温度調整用可変抵抗器、２０は出力制御
用可変抵抗器、２１は表示回路、２２は電源回路を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コイルに高周波電流を通電して交番磁束を発生し
   、調理物を収納する容器にこの交番磁束を貫かせ、それ
   によって容器に生じる渦電流損により容器を加熱するよ
   うな電磁誘導加熱調理器であって、 前記容器の加熱温度を検出するための温度検出手段、 前記温度検出手段により検出された加熱温度の上昇勾配
   を検出することにより、前記容器が空炊きになっている
   か否かを判定するための判定手段、および 前記判定手段の判定結果に基づいて、電源から前記コイ
   ルに与えられる出力を制御するための制御手段を備える
   、電磁誘導加熱調理器。