JPS5880424A - 調理用温度制御装置 - 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】 本発明は、コンロ等の加熱調理器により、例えば、煮込
み調理等の水分の多い調理を行う場合に調理物の温度を
一定に精度よく制御することを可能とした調理用温度制
御装置に関する。

従来、シチュー等の煮込み調理は、初期強い火力で加熱
して内容物が煮立ったら弱火で長時間煮込むという手順
が必要である。こ扛らの操作は、今まで人間が手で行っ
ていたため、煮立っているのに火力を絞り忘れて焦げつ
かしたりする失敗が多かりた。また、この場合は、エネ
ルギーの無駄な消費を行っていることになる。

そこで、同容物の温度を検出して、内容物が煮ゴ立りた
時に、自動的に火力を絞る自動制御装置が３ど、−二 考えらｎている。しかし、内容物の温度を検出するため
に温度センサを調理鍋の中に投入するのは使い勝手が悪
く、また、不潔感がある。このため温度センサを調理鍋
の底に接触させて、鍋底温度を検出して内容物温度を類
推する方法が考案された。しかし、この方法では、鍋底
温度と内容物温度が一定でなく鍋の材質、厚み、形状や
内容物の装置において、特に煮込み調理等の水分が多く
、内部温度を１００℃に制御する場合に鍋の種類や内容
物の量に無関係に設定できる調理温度制御装置を提供す
ることを目的とする。この目的達成のため本発明調理温
度制御装置は、煮込み調理の内容物が煮立つまでの温度
上昇の傾斜を検知し、その傾斜度合に応じて、温度上昇
の屈曲点（１００℃の水分の沸点となる点）検出を行う
サンプリング時間を変更してどのような温度上昇の傾斜
においても、誤った屈曲点検知のないよう正確に制御を
行うようにしたものである。

一第１図は、本発明を応用した制御システムの例を示す
図であり、ガステーブルコツ口での実施例を示す。１は
ガス入口で、ガスは、比例制御弁２を通ってバーナ３で
燃焼する。バーナ３は、鍋４の底部を加熱し内容調理物
６に熱を加える。６は鍋４の紙面温度を検出する温度セ
ンサであり、この信号は、温度制御部７に伝達さ扛る。

温度制御部７は、内部に傾斜検知部８、屈曲点検知部９
、比例制御部１０により構成され比例制御弁２を駆動し
てバーナ３の燃焼量を制御する。

ここで、従来の制御方法であれば、第６図のように、セ
ンサ６′の信号を直接、比例制御部１０’に入力し、こ
れにより、比例制御弁２′の駆動信号を出力する。つま
ｖ５センサ６′の信号が比例制御部１０’の設定温度よ
り低い場合は比例制御弁２′が全開となりバーナぎが最
大燃焼となる。センサ６′　の温度が上昇して設定温度
に近づくにつれて比例制御弁２′は徐々に絞り始められ
燃焼量も絞られる。センサ６′の温度が設定温度になり
０　　ミ′ たときは、比例制御弁２′は最少に絞られバーナ３′は
、安全燃焼可能な最少燃焼量となる。この場合、センサ
６′の温度と調理物６′の温度の相関が一定であれば問
題はないが、調理物によって、鍋の種類や調理量が種々
変化するため、センサ６′と調理物６′の温度の相関は
困難である。特に、煮込み調理では、煮立って火を絞り
込むタイミングは内容物の温度が１００℃になったとき
であるため、１００℃を越えるような設定温度であると
、いつまでたっても内容物の温度は、設定温度になるこ
とがなく（水は、１０ｏ′ＣＰＪ、上にならないため）
比例制御弁２′が働かず、火力を絞ることはない。

反対に１００℃より低い設定温度であると、内容物の温
度が１００℃になる前に火を絞ってしまい弱火で加熱す
ることになるため、なかなか煮立ってこない、というよ
うに非常に精度の高い設定温度が要求される。これに加
えて前述の鍋の種類や調理物の量によるバラツキを考え
ると温度制御は大変むずかしくなる。なお、１′と４′
は、第１図と同じように、ガス入口と鍋である。

そこで本発明では、水が１００℃以上の温度にならない
ので内容物が１００℃になり、それ以上上昇しなくなれ
ば鍋底の温度上昇も少なくなることに着眼し鍋底温度の
傾斜の屈曲点を検出する構成とした。

第２図は、温度上昇特性を示し横軸Ｘは時間、縦軸Ｔは
温度を示し、図は、湯を沸かした時の特性例でムには内
容物の温度つまり水温、Ｂ　Ｂ’は鍋底の温度つまり温
度センサ６による検知温度を示す。実線で示した五Ｂは
、温度上昇が大きい、例えば、水量が少量であるか、又
は、鍋４が熱伝導の良い材質で厚みが薄いものであり、
破線で示したム／　３３／の温度上昇は、小さく例えば
、水量が夢世であるか、又は、鍋４が熱伝導の悪い材質
或は厚さが厚いものである。

温度Ｔａは常温で加熱により、カーブ五Ｂ、五′Ｂ′共
に上昇してゆく。温度センサ６の検知温度ＢＢ’　　は
、温度Ｔｂで上昇カーブが一度緩やかになり、温度Ｔｆ
から再度上昇を始める。これは、温度ＴｂからＴｆ近辺
で鍋底に結露し、さらに蒸発７、、、　　、。

するためで、鍋４の太き式や材質により異なるが、温度
Ｔｂ、Ｔ／は、約４０〜７０’（、である。さらに、温
度上昇してゆき温度Ｔｃが１００’Ｃであり、水温ムＡ
′は沸騰して１００℃以上は上昇しなくなる。

この時のセンサ温度ＢＢ’はＴｄであり、Ｔｄも水温ム
ム′が１００℃になった点から上昇特性が非常に少なく
なるか、或は、なくなる。このＴｃ　点（１００℃）と
Ｔｄの温度差が鍋４の種類（材質や厚で）や調理物の量
、種類により大きくバランく。

しかし、温度上昇の傾斜が変化する屈曲点ＣＣ′は、常
に水温ムム′が沸騰してからである。

第３図は、センサ温度Ｂの傾斜検知或は、屈曲点検知を
示す図である。この方法は、サンプリング時間Δｘ２毎
の温度変化ΔＴを測定してゆき、屈曲点検知部９は、Δ
Ｔが一定値Ｐ以下になった点が屈曲点であると判断して
、そのときの温度Ｔｄで内容物温度が１００℃になる温
度とする方法である。屈曲点検知部９は、この他にも、
温度上昇の比が一定値Ｐ１９下になることを検出する方
法も考えら扛、つまりＴｎ−Ｔｎ−１／Ｔｎ−１−Ｔｎ
−２が一定値Ｐ以下となった点をＴｄとする。Ｔｎ−１
−Ｔｎ−２の分母は、もっと前の温度例えば、Ｔｎ−ｓ
−Ｔｎ−６でもよい。

ここで、屈曲点検知部９のサンプリング時間Δｘ２は、
センサ温度Ｂの上昇カーブが安定する温度Ｔｆ例えば、
８０℃で傾斜検知部８となしサンプリング時間Δｘ１に
おける温度の傾斜Ｔ　１−Ｔｏ　＝　ＴＤによって任意
に変更するようなっている。すなわち、第２図で示す如
く、センサ温度Ｂの上昇カーブの緩急を傾斜検知部８で
温度傾斜ＴＤ　として検出し、その傾斜ＴＤが急であれ
ば、屈曲点検知部９のサンプリング時間Δｘ２を短かく
、傾斜ＴＤが緩やかであれば、サンプリング時間を長く
式せるよう、傾斜検知部８の傾斜ＴＤ　ｆｊ（合に応じ
て、屈曲点検知部９のサンプリング時間Δｘ２を数段階
に変更させている。

温度制御部１ｏは、屈曲点検知部９の信号により種々の
制御へ移行可能である。その−例として屈曲点検知部９
の信号によって、比例制御ｆｆ２を閉じて燃焼を停止す
る方法が考えられ、こ扛は、９．２゜ 湯を沸かす場合に最適である。もう−？の例として屈曲
点検知部９の信号により燃焼量を絞り小カロリーで、さ
らに加熱する方法で、一般に煮込み調理に適し、弱火で
時間をかけて煮込むことができる。

第４図は、この制御特性を示し横軸Ｘは時間、特性Ｖの
縦軸Ｔは温度で、破線ムは第２図と同様に内容物の温度
、実線Ｂは鍋底のセンサ温度特性を示す。特性Ｗの縦軸
Ｉは比例制御弁２０制御電流を示し、これは、バーナ３
の燃焼量に比例する。

時間Ｘ（ｌまでは、第３図に示す屈曲点検知部９の信号
が出力さｎる前で比例制御弁電流Ｉは最大でありバーナ
３の燃焼量も最大燃焼となる。時間Ｘｄで内部温度が７
０点（１００℃）となり、沸騰を始めると屈曲点検出部
９が、これを検出して比例制御弁電流Ｉを最小値にし、
燃焼量を最少燃焼量に絞り込む。このとき比例制御部１
０は温度Ｔｄが、設定温度として設定さｎ、この設定温
度とセンサ温度の差に応じて、比例制御弁電流１つまり
燃焼量を比例制御する。

１０　　・ 今、時間Ｘｅで調理物を追加すれば、内容物温度ムは低
下する。こ・れに伴いセンサ温［Ｂも低下して内容物温
度ムの低下を検出する。比例制御部１゜はこの温度Ｔｏ
と設定温度ＴｄＯ差に応じて比例制御弁電流工をＩｅ　
Ｖｃ増加させる。これにより、燃焼量も増加して、温度
ムは元の温度Ｔｃに戻り、燃焼量も最少燃焼量に戻る。

上記Ｉｅの大きさは、Ｔｄ−Ｔｏの大きさに厄じて変化
し、Ｔｄ−Ｔｏが大きければ、Ｉｅは大きく、Ｔｄ−Ｔ
ｅが小さければ、Ｉｅは小さくなる。

さらに、傾斜検知部８がら屈曲点に至るまでの傾斜特性
は、はぼ内容物の量に比例する。つまり量が多ければ傾
斜は緩く、量が少なければ、傾斜は急である。また、傾
斜特性は、鍋、の熱伝導が悪い材質や厚でか厚いと緩く
、熱伝導の良い材質で薄いと急になってくる。

このため、傾斜検知部８の傾斜に応じて屈曲点検知後の
最少絞り量Ｉｄを可変させることにより、さらに良好な
調理が可能となる。例えば、傾斜が緩い場合は、量が多
いか、熱伝導の悪い鍋である１ま ため、燃焼量Ｉｄも多くしてＩｄ’とする。反対に傾斜
が急な場合は、量が少ないが、熱伝導の良い鍋であるた
め、燃焼量をＩｄ“とじて少なくするものである。

ｔ７ｔ、第２図で説明したように、温ｙＴｂ〜Ｔｆによ
る屈曲を屈曲点検知部９が検知しないように、屈曲点検
知部９は、測定開始温度Ｔｆ以上（温度上昇が安定した
温度）から傾斜検知部８が動作する構成とすることによ
り屈曲点検出ミスがなくなる。

以上のような、複雑な制御システムを作成する場合、最
近、マイクロコンピュータ（以後マイコンと呼ぶ）がよ
く使用される。第６図に、第１〜４図で説明した内容の
制御システムをマイコンを使用して作成した場合の簡単
なフロー図で示す。

図でＩＧは、バーナ３の着火シーケンスのサプルーチｙ
、　Ｆは０か１の指標を示し、Ｓｌはセンサ６の？ＩＭ
［Ｓｌを読込むサブルーチン、８２は温度差Ｔｄ−８１
の大きさに応じて比例弁２の絞り量を決定し、電ｉＩを
出力するサブルーチンを示す。

１２、、、。

点火後、センサ温度Ｓ１がＴｆ　よりも低い場合は図、
の工のループを通り、８１＞Ｔ７　となるのを待つ。Ｓ
ｌ〉Ｔｆとなった場合、１Ｆ＝１′の図のＨのループを
通り、図の量の傾斜検知部１８で、第３図で説明した傾
斜ＴＤを検出する。■は、屈曲点検知部９であり、傾斜
検知部８の傾斜ＴＤがａ。

ｂ、ｃの３点で分岐し、サンプリング時間Δｘ２をα、
β、γの３段階に分岐したもので、いずれがのサンプリ
ング時間Δｘ２で、順次サンプリングを行い、前述のＴ
ｎ−Ｔｒｙン”ｆｎ　−＊　−Ｔｎ　−２によって’ｒ
ｐを示し、屈曲値Ｐと比較している。ＴｐがＰよりも小
さくなけｎば、サンプリング時間Δｘ２を計測してＶの
ループを構成する。Ｔｐ（Ｐとなり、屈曲点を検出後は
、■のルーズに移行し、比例制御部１０になる。ここで
■は、前述の温度傾斜Ｔｂに応じて、最少燃焼量を可変
する部分で、ＴＤが＆、ｂ、ｃの３点で分岐している。

Ｘ　ＥＮＤは、予め設定した調理時間Ｘが終了した場合
に動作を停止するプログラムを示す。

δ上の如く、本発明調理用温度制御装置は、煮ｌ　　ｊ
、、−Ｈｌ 込み調理でセンサの温度上昇の傾斜を測定し、その傾斜
に応じて、サンプリング時間を変更して屈曲点を検出す
ることにより、調理物の温度が沸騰点に達したことを検
出する構成であるため、調理物の温度とセンサ温度との
関係が一定でなくとも正確に沸騰点の検出が可能である
。すなわち、センサ温度の上昇カーブは、鍋内の容量の
多少や鍋の種類（鍋の材質や厚さ）によって温度傾斜が
異なる。その傾斜が急であ扛ば、サンプリング時間は、
短かくても単位時間当りの温度上昇が大きいので正確に
温度上昇をキャッチでき、逆に長くすれば、沸騰点の検
出を遅らせ、吹きこぼ゛れの原因となってしまう。その
傾斜が緩やかであれば、単位時間当りの温度上昇が小さ
く、また、鍋内の対流により生じる温度バラツキの影響
を受け、沸騰点より前で屈曲点を検出する誤動作を防止
するため、サンプリング時間を長くし、温度上昇の変化
を計測し精度をよくしている。

また、傾斜や屈曲点の検知方法は、それぞれ定φら扛た
時間毎のサンプリングによりセンサ温度の差を求めるこ
とにより、マイコン等による制御が容易となりプログラ
ムの処理のみで正確な屈曲点検知が可能となり簡単にシ
ステムを構成できる。

さらに前記、傾斜の検知は、センサ温度が予め定めら扛
た温度以上になった点からスタートするこトニより、加
熱初期の鍋底に結露した水による傾斜フラツキがあって
も無視するため安定で確実な傾斜の検知ができ、従って
、屈曲点（沸騰点）の検出ができる。

また、屈曲点のセンサ温度を設定温度として比例弁を比
例制御する比例制御部を有することにより、一度沸騰し
たら、その温度を保ちながら自動的に弱火に切替わり煮
込みを行うことができ、さらに材料等を追加して温度低
下があった場合は、自動的に燃焼量を増加し短時間に元
の温度に回復する。このため焦げつきや吹きこぼれ等の
失敗がなく安心して煮込み調理が行える上に無駄な加熱
を防ぎ省エネルギーとなる。

その上、傾斜検知部の傾斜に応じて、沸騰後の鰍少燃焼
量を加減することで、調理内容物の多少１５、、、・ や、鍋の種類に応じて加熱量を加減する等のきめ細かな
煮込み調理ができる。

尚、本矢沌例では、ガステープルコンロの比例制御式を
例にして説明したが、電気コンロでもよく、また、コン
ロ以外にオープン等にも応用可能である。さらに、比例
制御でなく、ハイロー制御やオンオフ制御であってもよ
い。

このように、センサ温度の傾斜度合に応じて、屈曲点を
検知するサンプリング時間を変更することにより調理物
の多少や鍋の種類に関係なく、正確に沸騰点を検出でき
煮込み調理に最適な温度制御で自動化が図られ、実用価
値大なる調理器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の調理用温度制御器の一実施例を示す
制御システム図、第２図は、第１図のセンサ温度と内部
温度の相関を示す特性図、第３図は、傾斜検知並びに屈
曲点検知状態を説明する特性図、第４図は、屈曲点検知
部の比例制御部の動作、を説明する特性図、第６図は、
本発明の温度制御６！ 両部（第１図７の部分）をマイコンで構成した場合の一
例を示す概略のフロー図、第６図は、従来の鍋底温度検
知による比例制御システムの制御システム図である。 ２・・・・・・比例制御弁（加熱制御手段）、３−・・
・・・バーナ（加熱手段）、６・・・・・・調理物、６
・・・・・・温度センサ（温度検出手段）、７・・・・
・・温度制御部、８・・・・・・傾斜検知部、９・・・
・・・屈曲点検知部、ＴＤ・・・・・・傾斜度合、Ｐ・
・・・・・屈曲値（予め定めら扛た屈曲点となる値）、
Ｃ・・・・・・屈曲点、Δｘ２・・・・・・サンプリン
グ時間。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ｔ、ノ 一一一一づ−Ｘ 第３図 第４図 Ｋｄ　　　　　　　Ｘｔ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）調理物を加熱する加熱手段と調理物の温度を検出
   するａＬ度検出手段と温度検出手段の信号に応じて加熱
   手段の加熱量を制御する加熱制御手段に制御信号を出力
   する温度制御部を有し、前記、温度制御部は、温度検出
   手段による調理物の温度上昇傾斜を検出する傾斜検知部
   と温度傾斜が予め定められた値以下になる屈曲点を検出
   するＬ白点検知部を有し、前記屈曲点検知部の信号によ
   り加熱手段の加熱量を可変成いは停止する構成とすると
   ともに、前記温度制御部の傾斜検知部の傾斜度合に応じ
   て屈曲点検知部の屈曲点を検出するサンプリング時間を
   変更させてなる調理用温度制御装置。
2. （２）傾斜検知部での傾斜度合が小であれば、屈曲点検
   知部の屈曲点検出のす／グリ／グ時間を長く、傾斜度合
   が大・であれば、前記サンプリング時間を短かくしてな
   る特許請求の範囲第１項記載の調理用温度制御装置。
3. （３）傾斜検知部での傾斜度合に応じて、屈曲点検知部
   の屈曲点検出のサンプリング時間を数段階に分岐してな
   る特許請求の範囲第１項記載の調理用温度制御装置。