专利名称：感应加热烹调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在主体内具备加热线圈的感应加热烹调器，更详细地说，涉及能够迅 速检测出顶板上的锅的最高温度附近的感应加热烹调器。
背景技术：
感应加热烹调器在主体的上面部具备载置锅等的顶板，并在主体内构成有环状的 加热线圈和其驱动电路。感应加热烹调器是使高频电流流过加热线圈，并利用所产生的高 频磁场在锅上产生涡流，利用该涡流产生的焦耳热，使锅自身发热而进行烹调的烹调器。现有的加热烹调器利用与载置锅的顶板的下表面接触的热敏电阻等热敏元件检 测出锅底的温度。但是，顶板由热导率小的结晶化玻璃构成，在锅底的温度到达顶板的下表 面之前产生时间滞后。热敏电阻并不直接检测锅底的温度，而是通过检测顶板的下表面的 温度来间接检测出锅底的温度，因此在使用了热敏电阻时，不能以高应答度探测锅底的温 度变化。因此，提出了隔着顶板直接用红外线传感器检测从锅底辐射的红外线而探测锅底 温度的方案(例如，专利文献1、专利文献2)。专利文献1 日本特开2003-347028号公报专利文献2 日本特开2007-115420号公报在专利文献所示的结构中，没有考虑锅的加热不均的问题。换言之，在实际烹调 时，由于在锅上产生加热不均，因此有时锅难以加热的部位的温度与锅容易加热的部位的 温度差成为300°C以上。因此，若检测锅难以加热的部位的温度，则不能检测出由加热不均 引起的锅的异常过热，存在不能进行适当的加热控制的情况。
发明内容
本发明是为对应上述问题而做出的，其目的是提供一种具备能够迅速检测出顶板 上的锅的最高温度附近的锅温度检测单元的感应加热烹调器。本发明通过以下方案来完成，在加热线圈的相邻卷绕的绕线之中，通过扩大绕线 与绕线的间隔而形成的内周侧线圈与外周侧线圈之间的下方，设置红外线检测元件，将红 外线检测元件从加热线圈中心的距离设为45mm以上55mm以下。本发明具有以下效果。根据本发明，由于能够迅速检测出顶板上的锅的最高温度附近，因此能够安全地控制锅的温度。
图1是实施例1的感应加热烹调器的外观立体图。图2是实施例1的感应加热烹调器的加热线圈的俯视图。图3是实施例1的感应加热烹调器的加热线圈的仰视图。
图4是实施例1的感应加热烹调器的剖视图。图5是实施例1的感应加热烹调器的锅加热控制系统的功能方框图以及红外线检 测模块的剖视图。图6是现有的感应加热烹调器的加热线圈的俯视图。图7是根据现有的感应加热烹调器的加热线圈的锅加热分布图。图8是实施例1的感应加热烹调器的传感器位置模式图。图9是实施例1的感应加热烹调器的传感器位置模式图。图10是根据实施例1的感应加热烹调器的加热线圈的锅加热分布图。图11是表示拿起平底锅时的锅距离的图。
图12是实施例2的感应加热烹调器的加热线圈的俯视图。图13是实施例2的感应加热烹调器的剖视图。图14是实施例3的感应加热烹调器的剖视图。图15是实施例2的感应加热烹调器的红外线传感器模块的剖视图。图16是实施例2的感应加热烹调器的其他红外线传感器模块的剖视图。图中104-顶板，201-内周侧线圈，202-外周侧线圈，203-线圈底座，301 312-铁氧体 磁心，407-红外线传感器模块，501-锅。
具体实施例方式弓丨用附图对本发明的实施例进行说明。实施例1图1是实施例1的感应加热烹调器的外观立体图。在图1中，标记101是感应加热 烹调器的主体，标记102是进行电源的通断和加热的设定等的操作部，标记103是显示部， 标记104是由耐热玻璃等形成的载置锅等的顶板，并在红外线领域具有穿透性。标记105、 106是在下方设有感应加热锅等的加热线圈的加热领域，标记107是在下方设有加热锅等 的大端加热器的加热领域，标记108 110是使锅底辐射的红外线向顶板104的下方穿透 的红外线穿透领域，标记111是冷却设在主体101内的电路等的冷却风的吸入口。图2是位于加热领域106的下方的加热线圈200附近的俯视图。加热线圈200由 隔着同心圆状的间隙G设在同一平面上的内周侧线圈201和外周侧线圈202构成，并且内 周侧线圈201的外端与外周侧线圈202的内端电连接，以使相同方向的电流流过两个线圈。 在本实施例中，内周侧线圈201从线圈中心的距离设为约30 45mm，外周侧线圈202从线 圈中心的距离设为约55 90mm。另外，标记203是保持加热线圈200的线圈底座，标记204 是从线圈中心的距离设为45 55mm的红外线传感器模块的检测区域，是将从锅底辐射的 红外线向后述的红外线传感器模块407引导的区域。而且，在本实施例中将红外线传感器 模块的检测区域204的大小设定为直径约10mm。标记205 208是测定顶板104的下表面 的温度的热敏电阻(接触式温度传感器)。图3是线圈底座203的仰视图。在图3中，标记301 312是以放射状设置的铁 氧体磁心，用于将产生于内周侧线圈201及外周侧线圈202的磁场有效地输入顶板104上 的锅。而且，为了设置红外线传感器模块的检测区域204，铁氧体磁心301与302之间的间距设定为比其他铁氧体磁心的间距大。图4是图1的A-A'面的主体剖视图。在图4中，标记401是冷却风扇，标记402是驱动冷却风扇的马达，标记403 405是对加热线圈200供给规定的电力的高频电流供 给电路，标记406是表示由冷却风扇401吸引的冷却风的流动的箭头，标记407是红外线传 感器模块。线圈底座203利用弹簧(未图示)紧贴在顶板104的下表面。图5是表示锅加热控制系统的功能方框图。在图5中，标记501是作为被加热物 的锅，标记502是基于红外线传感器模块407和热敏电阻205 208的输出而计算出锅501 的温度的温度计算电路，标记503是根据温度计算电路502的输出来控制高频电流供给电 路405从而控制对加热线圈200供给的电力的控制电路。而且，标记508是将锅501辐射 的红外线向下方的红外线传感器模块407引导，并且防止从加热线圈200辐射的红外线入 射到红外线传感器模块407的遮光筒。以下，说明红外线传感器模块407的结构。在红外线传感器模块407的剖视图中， 标记504是作为一种热型红外线检测元件的热电堆。标记505是内装热电堆504的防风罩， 并且为了防止热电堆504的周围温度的急剧变化而由热导率低的树脂构成。标记506是设 在防风罩505的上面并将防风罩505做成气密构造的防风窗，使来自锅501的红外线穿透， 并且切断利用来自锅501的传热而加温的顶板104所辐射的升温效果高的波长的红外线(5 微米以上)，从而抑制防风罩505内的温度上升。标记507是红外线穿透部件，是将与顶板104相同的原材料加工成透镜形状的部 件。换言之，红外线穿透部件507的波长穿透特性与顶板104相同，因此锅501辐射的红外 线之中，穿透了顶板104的波长的红外线也穿透红外线穿透部件507。另一方面，被顶板104 切断的波长的红外线也被红外线穿透部件507切断。从由于来自锅501的传热而成为高温 的顶板104的下面辐射的红外线也到达红外线穿透部件507，但是该红外线的大部分是被 红外线穿透部件507切断的波长的红外线，因此由顶板104辐射的红外线的大部分被红外 线穿透部件507切断。即，到达热电堆504的红外线的大部分是由锅501辐射的红外线，由 顶板104辐射的红外线的影响小，因此热敏电阻504能够准确测定来自锅501的红外线量。接着，说明本实施例的动作。用户将锅501放置在顶板104上，并对操作部102进 行操作而开始加热，则控制电路503控制高频电流供给电路405而对加热线圈200供给规 定的电力。若对加热线圈200供给高频电流，则从加热线圈200发生感应电场，从而在顶板 上的锅产生涡流而进行感应加热。利用该感应加热而锅的温度上升，锅内的烹调物被进行 烹调。一般而言，物体根据其温度而自身辐射红外线。该红外线的强度随着物体温度的 上升而增大。因此，若使用红外线传感器模块测定由锅辐射的红外线量，则能够即刻测量锅 的温度。在此成为问题的是，若使用加热线圈进行感应加热，则锅底的温度不均勻，因此， 有时即使使用红外线传感器模块也不能准确测量锅底的最高温度。使用图6、图7，说明现 有的感应加热烹调器中利用红外线传感器的温度测量。图6是现有的加热线圈附近的俯视 图，标记601是从加热线圈中心以约36mm 约88mm的距离形成的一体化结构的加热线圈， 标记602是设为距离线圈中心约15mm的位置的红外线传感器模块的检测区域。图7是使 用加热线圈601，用高火力加热底厚比较薄的不锈钢制锅，并且以从线圈中心的距离IOmm间距测定锅底表面温度的最高点达到约360°C (油炸油的起火温度)的时刻的温度分布的 图。从图7中可知，锅底的最低温度为中心附近的约30°C，锅底的最高温度为从线圈中心 的距离50 70mm附近的约350 360°C。换言之，最低温度与最高温度的温度差为约330 度。这是因为，一体化线圈601形成环形，在感应加热的原理上，加热线圈上的锅的部分涡 流最大，温度上升大，但是在没有加热线圈的中心部，涡流小，因此温度上升小。而且，在设 在距离线圈中心约15mm的位置的现有的红外线传感器模块的检测区域602中，只能观测约 60°C的锅底温度。即，最高温度与观测温度的温度差竟达到约270°C。在本实施例的感应加热烹调器中，为了测定锅底温度成为最高的从线圈中心的距 离50 70mm位置的锅底温度，如图2所示，将加热线圈分割成内周侧线圈201和外周侧 线圈202，在从线圈中心50mm的距离设置红外线传感器模块的检测区域204。将检测区域 204设在从线圈中心50mm的距离的原因是，该位置包含于锅底温度成为最高的从线圈中心 的距离50 70mm的位置，与此同时，如图8所示，即使在加热使用频率高的锅之中直径最 小的直径120mm的小径锅时，锅底也能完全覆盖红外线传感器模块的检测区域204的上方， 从而能够测定锅底的温度。图10是使用加热线圈200，用高火力加热底厚比较薄的不锈钢制锅，并且以从线 圈中心的距离IOmm间距测定锅底表面温度的最高点达到约360°C (油炸油的起火温度)的 时刻的温度分布的图。从图10中可知，锅底的最低温度为中心附近的约50°C，锅底的最高 温度为从线圈中心的距离70mm附近的约360°C。在设有检测区域204的从线圈中心约50mm 的位置所观测的锅底温度为约320°C。即，若使用本实施例的结构，就能够使最高温度与观 测温度的温度差仅仅为约40°C，并且基于观测温度的火力控制也能适当地进行。
而且，若图2所示的内周侧线圈201与外周侧线圈202的间隔G宽，则检测区域204 上的锅底温度下降，因此间隔G越窄越好，但是若间隔G过窄就使检测区域也变窄，不能充 分补充从锅底辐射的红外线。因而，最好将间隔G以一定程度较大地设定为10 20mm左 右，在本实施例中将间隔G设定为15mm。另外，如图3所示，在检测区域204的旁边的铁氧体磁心301的旁边设置热敏电阻 205，并且以由热敏电阻205 207形成大致正三角形的方式配置热敏电阻206、207，在该大 致正三角形的中心配置热敏电阻208。由此，如图9所示，即使直径120mm的锅底在作为线 圈加热范围的直径200mm的圆的范围内移动，在锅底下必然存在多个热敏电阻，因此能够 进行锅底的温度探测。而且，在锅底下没有红外线传感器模块的检测区域204的情况下，不 进行高火力输入，而是进行比较缓慢的加热控制。另外，如图11所示，在用户使用平底锅等进行烹调的场合，有时将平底锅111倾 斜，此时，大部分是拿起平底锅111的跟前侧(操作部侧)的动作。在本实施例中，红外线 传感器模块的检测区域204位于比线圈中心靠操作部侧的相反侧，因此顶板与平底锅111 的距离H变短，所以稍微拿起时也能准确测定锅底温度。在本实施例中，作为热型红外线检测元件以热电堆为例进行了说明，但使用其他 热型红外线检测元件(例如，热电元件、气动探测器、测辐射热计等)也能得到同样的效果。 而且，使用量子型红外线检测元件(例如，光电二极管、光敏晶体管、CdS元件、光电管等)也 能得到同样的效果。如上所述，根据本实施例的感应加热烹调器，能够迅速检测出顶板上的锅的最高温度附近，因此能够安全地控制锅的温度。实施例2以下，说明本发明的实施例2。实施例2的结构中，对于与实施例1相同的结构省 略其说明。实施例2的感应加热烹调器通过设置多个红外线传感器模块的检测区域，能够在 多个地点观测锅底的温度。图12是位于加热区域106的下方的加热线圈200附近的俯视 图。如图12所示，本实施例的感应加热烹调器具备红外线传感器模块的检测区域121和检 测区域122，能够观测检测区域121及检测区域122上的锅底温度。在此，若将红外线传感器模块407设置在检测区域121、122的正下方的两处，则成 为如图4所示的冷却风道的障碍，难以进行线圈200的冷却，因此在本实施例中，如图13的 剖视图所示，作为红外线传感器模块407使用能检测两处的检测区域121、122的红外线的 模块。即，穿透顶板104的检测区域121的红外线通过遮光筒5081，并经由反射镜131、132 而到达红外线传感器模块407，穿透顶板104的检测区域122的红外线通过遮光筒5082，并 经由反射镜134、133而到达红外线传感器模块407。通过这样构成，实现了能够避免成为冷 却风道的障碍，并且观测检测区域121及检测区域122上的锅底温度。另外，若能够从红外线传感器模块的检测区域121、122的两处检测出红外线，则 如图9所示，即使在直径120mm的锅底在作为线圈加热范围的直径200mm的圆的范围向操 作部侧移动的场合，也能用红外线传感器模块检测出锅底的温度。即，能够避免在锅底下没 有红外线传感器模块的检测区域204的状况，所以容易继续进行高火力输入。接着，使用图15、图16，详细说明本实施例的红外线传感器模块407。图15是本实施例中的红外线传感器模块407的第一方式。如图15所示，在红外 线传感器模块407内具备两个热电堆5041、5042。在右侧的热电堆5041上到达来自区域 121的红外线，并利用内部的热电偶151输出根据红外线量的电压值。而且，在左侧的热电 堆5042上到达来自区域122的红外线，并利用内部的热电偶152输出根据红外线量的电压 值。如上所述，通过使用具备两个热电偶的红外线传感器模块，能够防止红外线传感 器模块成为冷却风道的障碍，并且能简化与红外线传感器模块的配线，能够测定对应于两 个区域的锅底温度。图16是本实施例中的红外线传感器模块407的第二方式。如图16所示，在红外 线传感器模块407内具备热电堆5043。该热电堆5043具备输出根据来自区域121的红外 线到达的红外线量的电压值的热电偶161、和输出根据来自区域122的红外线到达的红外 线量的电压值的热电偶162。如上所述，通过使用具备两个热电偶的红外线传感器模块，能够防止红外线传感 器模块成为冷却风道的障碍，并且能简化与红外线传感器模块的配线，能够测定对应于两 个区域的锅底温度。实施例3以下，说明本发明的实施例3。实施例3的结构中，对于与实施例2相同的结构省略说明。图14是实施例3的感应加热烹调器的剖视图。如图14所示，在顶板104的下方设有棱镜141、142。穿透顶板104的检测区域121的红外线通过棱镜141而到达红外线传感器模块407。同样，穿透顶板104的检测区域122的红外线通过棱镜142而到达红外线传 感器模块407。实施例3的结构与实施例2的结构相比，构成光路的部件减少，因此除了实 施例2的结构所得到的效果之外，还有容易制造的优点。 另外，在实施例3的感应加热烹调器中，也可以使用图15、图16所示的红外线传感器模块的任意一种。
权利要求
一种感应加热烹调器，具备在红外线领域具有穿透性的顶板和设置在其下方的加热线圈，其特征在于，上述加热线圈包括，在相邻卷绕的绕线之中通过扩大绕线与绕线的间隔而形成的内周侧线圈和外周侧线圈，在上述内周侧线圈与外周侧线圈之间的下方设置红外线检测元件，将上述红外线检测元件从上述加热线圈中心的距离设为45mm以上55mm以下。
2.根据权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，将上述内周侧线圈与外周侧线圈的间隔设为20mm以下，在上述间隔之间的下方设置 红外线检测元件。
3.根据权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于， 上述红外线检测元件是热型红外线检测元件。
4.根据权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，根据上述热型红外线检测元件的输出来控制上述加热线圈的输出。
5.一种感应加热烹调器，其特征在于， 设有载置被加热物的顶板；在内周侧加热线圈与外周侧加热线圈之间具有同心圆状的间隙的加热线圈； 设在上述同心圆状的间隙，并将载置在上述顶板上的被加热物所辐射的红外线向下方 引导的遮光筒；输出根据通过了该遮光筒的红外线量的电压值的红外线传感器模块；以及 基于来自该红外线传感器模块的输出电压值计算上述被加热物的温度的温度计算电路，上述内周侧线圈的外周设在从线圈中心的距离约45mm， 上述外周侧线圈的内周设在从线圈中心的距离约55mm， 上述遮光筒设在从线圈中心的距离45 55mm。
6.一种感应加热烹调器，其特征在于， 设有载置被加热物的顶板；在内周侧加热线圈与外周侧加热线圈之间具有同心圆状的间隙的加热线圈； 设在上述同心圆状的间隙，并将载置在上述顶板上的被加热物所辐射的红外线向下方 引导的第一遮光筒；设在上述同心圆状的间隙，并将载置在上述顶板上的被加热物所辐射的红外线向下方 引导的第二遮光筒；输出根据通过了上述第一及第二遮光筒的红外线量的电压值的红外线传感器模块；以及基于来自该红外线传感器模块的输出电压值计算上述被加热物的温度的温度计算电路，在上述红外线传感器模块内设置第一热电偶和第二热电偶，上述第一热电偶输出根据 通过了上述第一遮光筒的红外线的电压值，上述第二热电偶输出根据通过了上述第二遮光 筒的红外线的电压值。
7.根据权利要求6所述的感应加热烹调器，其特征在于，在上述遮光筒与上述红外线传感器模块之间的光路中设置反射镜。
8.根据权利要求6所述的感应加热烹调器，其特征在于， 在上述遮光筒与上述红外线传感器模块之间的光路中设置棱镜。
全文摘要
本发明的目的是提供一种具备能够迅速检测出顶板上的锅的最高温度附近的锅温度检测单元的感应加热烹调器。本发明通过以下方案来完成，在加热线圈的相邻卷绕的绕线之中，通过局部扩大绕线与绕线的间隔而形成的内周侧线圈与外周侧线圈之间的下方，设置红外线检测元件，将红外线检测元件从加热线圈中心的距离设为45mm以上55mm以下。
文档编号A47J36/24GK101816518SQ20101011559
公开日2010年9月1日 申请日期2010年2月11日 优先权日2009年2月27日
发明者大友博, 太田义注, 川村光辉, 田岛泰治, 须崎正文 申请人:日立空调·家用电器株式会社