JP2000240949A - 調理ユニットのガラスセラミック調理面上に置かれた調理具のボイルドライ状態を検出する方法及び装置 - Google Patents

調理ユニットのガラスセラミック調理面上に置かれた調理具のボイルドライ状態を検出する方法及び装置

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JP2000240949A
JP2000240949A JP2000030003A JP2000030003A JP2000240949A JP 2000240949 A JP2000240949 A JP 2000240949A JP 2000030003 A JP2000030003 A JP 2000030003A JP 2000030003 A JP2000030003 A JP 2000030003A JP 2000240949 A JP2000240949 A JP 2000240949A
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heating element
signal
shut
cooking
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Harry Engelmann
エンゲルマン ハリー
Kurt Schaupert
シャウパート クルト
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Carl Zeiss AG
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Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/68Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/04Heating plates with overheat protection means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07Heating plates with temperature control means

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 調理具又は容器の臨界的(危険な)作動状態
の信頼性のある検出を行えるようにする方法。 【解決手段】 調理ユニットのガラスセラミック調理面
1上に置かれた調理具又は容器のボイルドライ状態を検
出するのに、温度、温度から導かれる変数、又は温度に
依存する温度信号を作動中に測定し、シャットオフ温度
を調整可能な温度制限保護装置7で制限するボイルドラ
イ状態検出方法は、a)測定温度をシャットオフ温度と
比較する。b)上記比較により測定温度がシャットオフ
温度に対して所定温度範囲だけ外にあるとき、測定温度
の一次及び二次微分の両方を形成し、かつ加熱素子パワ
ー制御装置の作動を検出する。c)両時間微分が正であ
り、且つ加熱素子パワー制御装置が所定の時間間隔内に
加熱素子への入力パワーを増大するように作動しなかっ
た時、制御信号を発生する。等のステップでボイルドラ
イ検出方法を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱素子と連携し、そ
のエネルギー入力が加熱素子パワー制御装置により調整
される調理部(域)が少なくとも一つある調理ユニット
のガラスセラミック調理面に置かれた調理具のボイルド
ライ状態を検出する方法であって、温度、又は信号(温
度信号)等の温度依存変数を作動中に測定し、カットオ
フ(遮断)温度が調整可能である温度制限保護装置によ
り制限する方法に関する。本発明はまた、上記方法を実
施する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】調理具又は容器内の調理材料に存在する
水分又は液体は、熱エネルギーが過剰に供給されると
き、或いは過剰に長い時間加熱されるとき、調理中に完
全に蒸発してしまう。この状況はボイルドライ(沸騰乾
燥)状態と呼ばれる。これは、調理材料が水を含むもの
であると、調理装置、特にガラスセラミック調理面及び
容器を損傷してしまうことがある。他の調理材料では、
調理材料が発火又は燃えて、周囲の装置を損傷する危険
がある。この場合、エネルギーをオフにするのが好まし
く、少なくとも使用者が警告を受けるのが好ましい。こ
の誤りが起こるのは普通、急速調理用として高い熱エネ
ルギーが使用されている時、この高いエネルギーが用い
られていることを使用者が忘れて、オフにしないときで
ある。
【0003】勿論、調理ユニットのガラスセラミック調
理面の表面温度は通常、棒状の機械的温度制限保護装置
により監視され、保護される。これ等の装置は、調理領
域の下の平均温度を測定し、制限する。閾値とも呼ばれ
るシャットオフ温度は、標準的調理具又は容器とガラス
セラミック材料の特性に基づいて設定される。また、温
度を制限する電子装置も知られている。だが、作動とし
ては、機械的温度制限保護装置のみが高感度であるた
め、温度情報の付加的測定は必要ない。
【0004】調理ユニットがガラスセラミック調理面で
ある場合についていえば、調理具のボイルドライ状態
は、通常の温度制限保護装置だけで検出が可能なわけで
はない。米国特許第4493981号には、所謂ボイル
ドライ状態を検出する方法と、その対応装置が開示され
ている。この方法では、時間に対する温度の一次微分
(導関数)が上記状態を表示するものとして用いられ
る。ある所定の制限値をそれが越えると、ボイルドライ
状態が検出される。制限値は就中、調理ユニットの形式
と実際のパワーセッティングに依存する。更に、調理具
や容器内の温度がある制限値を終えると、ボイルドライ
状態になった調理具や容器が検出される。また、この値
も調理ユニットの形式と実際のパワーセッティングに依
存する。ボイルドライ状態が検出されると、使用者が警
告を受けるか、調理ユニットがオフされる。
【0005】この既知の方法には、臨界の(危険な)作
動状態が実際の入力パワーに依存する不都合がある。ま
た実際においては、温度の一次時間微分の一様な限界値
が、形式を異にする調理具のボイルドライ状態の信頼性
のある検出に用い得ないと云うことがある。温度の上昇
は、熱伝導の良い空の調理具より、熱伝導の悪いいっぱ
いになった調理具の方が速くなると云うこともあり得
る。
【0006】DE4022846C2に記載された装置
では、二重給電加熱素子の内部と外部で温度を測定して
ボイルドライ状態が検出される。だが、この公知の装置
は二重給電加熱素子のあるガラスセラミック調理面に限
られる。
【0007】DE4336752A1には、調理ユニッ
トのガラスセラミック調理面上にある容器のボイルドラ
イ状態を検出する方法と装置が開示されている。この方
法では、温度を測定し、その一次微分を求める。一次微
分の値が先ず所定の境界又は極限値を越えると、初期の
加熱パワーが100%低下される。この引用文献には、
同一温度に達するのに要する加熱電力が少ないことか
ら、加熱される金属容器が空であることを検知し、入力
パワーがある所定値以下に低下すると、電流供給をシャ
ットオフ(遮断)することも開示されている。この方法
には、上記米国特許に付き述べられたものと同様の不都
合がある。
【0008】
【発明により解決されるべき課題】本発明の目的は、ボ
イルドライ状態を検出する前記の形式の方法及び装置で
あって、調理具又は容器のこの臨界的(危険な)作動状
態の信頼性のある検出を、実際の入力パワーに依存せ
ず、且つ調理具又は容器の形式に依存せずに行えるよう
にし、関係する調理部の信頼性のある保護を上記臨界的
作動状態中に可能にする方法及び装置に関する。
【0009】
【課題を解決する手段、その作用・効果】本発明の以下
の種々の実施の態様は、遮断(シャットオフ)温度と比
較した実温度の相対的大きさ(高さ)により異なるが、
本発明方法は、第一の温度パターン又は関係では、
(a)測定温度をシャットオフ温度と比較するステップ
と、(b)温度信号の一次微分と二次微分の両方を形成
し、比較により決定されたようなシャットオフ温度から
所定温度範囲だけ測定温度が外にあるとき、加熱素子パ
ワー制御装置の作動を検出するステップと、(c)両時
間微分が何れも正であり、且つ加熱素子パワー制御装置
が所定の時間間隔内に入力パワーを増大するように作動
していなかったとき、制御信号を発生するステップとを
含んで成るか、第二の温度パターン又は関係では、
(a)測定温度をシャットオフ温度と比較するステップ
と、(b)加熱素子に対するエネルギー入力を決定し、
測定温度が比較によるシャットオフ温度に対応すると
き、加熱素子パワー制御装置の作動を検出するステップ
と、(c)エネルギー入力が所定の大きさに低下し、且
つ加熱素子パワー制御装置が所定時間間隔内で入力パワ
ーを減少するように作動していなかったとき、制御信号
を発生するステップとを含んで成るか、第三の温度パタ
ーン又は関係では、(a)測定温度をシャットオフ温度
と比較するステップと、(b)比較中に、シャットオフ
温度での所定温度範囲内に温度平衡があれば、シャット
オフ温度を測定温度に低下するステップと、(c)加熱
素子に対するエネルギー入力を決定し、加熱素子パワー
制御装置の作動を検出するステップと、(d)エネルギ
ー入力が所定の大きさに低下し、且つ加熱素子パワー制
御装置が所定時間間隔内で入力パワーを減少するように
作動していなかったとき、制御信号を発生するステップ
とを含んで成る。
【0010】本発明による方法の以上の特徴によれば、
調理具又は容器のボイルドライ状態の信頼性のある検出
が、実際のパワー入力に関係せず、また調理具の形式に
依らずに得られる。開示順序の方法ステップは一時的又
は誤った結果を生ずることは無く、ボイルドライ状態の
検出の条件を記述するものである。この判定基準は温度
閾値検定の前に、加熱素子パワー制御装置の作動に取っ
て代わるようにしても良い。
【0011】調理部の温度は一定でないので、個々の温
度パターン又は関係は互いに連結され、主として加熱素
子パワー制御素子は何時でも作動可能なようにする。
【0012】第二の温度パターンの場合、本発明の一優
先実施態様による臨界作動状態の検出として、加熱素子
パワー制御装置が入力パワーを減少するように作動する
ときは、制御信号の発生が所定時間間隔、好ましくは約
2分間、停止するようにする。その後、温度が未だシャ
ットオフ温度であるかないか、或いは更に低下したかど
うかが検知され、正である両微分が臨界作動状態を知ら
せる場合に、即ち第一の温度パターンに従って対応信号
が形成される状態に方法を復帰させる。
【0013】加熱素子パワー制御装置が第三の温度パタ
ーンの場合で作動するとき、本発明の一実施態様に従
い、シャットオフ温度は再び元の値に設定され、要すれ
ばフルパワーとして、温度上昇に備える。
【0014】ボイルドライ状態は普通、作業者が調理レ
ンジを離れた後、数分で発生することは経験が示すとこ
ろである。本発明の更なる一実施態様によれば、制御信
号の形成の非作動化の所時間間隔を加熱素子パワー制御
装置の操作後、約2分として方法を行う。
【0015】不満足な状態、例えば調理具内に液が殆ど
無くて、エネルギー入力が高い場合でも、ボイルドライ
状態の検出を確実に行うことが出来る。
【0016】本発明の一実施態様に従い、シャットオフ
温度での所定温度範囲を約40Kとすると、方法を第一
及び第三温度パターンにて確実に行うことが出来ること
を実験が示す。
【0017】更に、本発明の好ましい他の実施態様に従
い、エネルギー入力の減少の所定の最小量を約2%とす
れば、臨界作動状態の検出を第二及び第三の温度パター
ンにて確実に行えることも実験が示す。
【0018】加熱域の加熱素子に対するエネルギー入力
をパルス化又はクロック化するとき、温度信号も同様に
クロック化又はパルス化し、これをパルス化又はクロッ
ク化入力と同期させると、温度の正確な検出に好適であ
ることが分かった。
【0019】遅延無しに臨界作動状態を検出するため、
本方法の好ましい更なる実施態様に従い、特にエネルギ
ー入力を例えば40秒毎に1パルスの率でパルス化又は
クロック化すると、温度信号の一次時間微分と二次時間
微分が以下のように直ちに形成される。前の温度測定値
から決定される調整率と、現時のその外挿値と現時の実
測温度との間の差から一次時間微分を形成する。一次時
間微分に対する調整率と、現時のその外挿値と現時の一
次時間微分の実際値から二次時間微分値を形成する。
【0020】臨界作動状態の決定の通知を異なる方法で
行うことが出来る。最も簡単な場合、この状態を信号
で、好ましくは音又は光による信号で、また遠隔作用信
号(ホームバス[home・bus])でも知らせること
が出来る。完全自動調整中には、加熱素子を直接切るの
が好ましい。
【0021】前記の目的は上記の三部方法を実施する装
置によっても達せられる。この装置は、ガラスセラミッ
ク調理面を有する調理ユニットに基づき、調理ユニット
には調理部が少なくとも一つあり、調理部には加熱素子
が随伴し、加熱素子のエネルギー入力が加熱素子パワー
制御装置により調整自在である装置であって、作動中に
調理部の温度、温度から信号(温度信号)として導かれ
る変数を検出する温度センサが設けられ、シャットオフ
閾値が調整可能となっている温度制限保護装置の随伴す
る装置である。
【0022】本発明によれば、ボイルドライ状態を検出
し、任意に信号にて知らせることの出来る装置は、種々
の入力信号を処理し、制御信号を発生する電子解析及び
制御ユニットを備える。この解析及び制御ユニットに
は、シャットオフ温度(TA)、加熱素子へのエネルギ
ー入力(Ez)及び加熱素子パワー制御装置の検出作動
(BR)並びに調理域温度(T)に対応する信号を受け
取る入力がある。この解析及び制御ユニットはまた、温
度制限保護装置のシャットオフ温度を調整する制御信
号、及び加熱素子パワー制御装置の制御信号、又はオプ
ションとして表示及び警報信号の出力を有する。この解
析及び制御ユニットには、測定された調理域温度をシャ
ットオフ温度と比較する第一の比較段又は手段と、この
比較により調理器又は容器のボイルドライ状態の検出を
表示する制御信号を発生する付加段が備わる。この付加
段には、温度信号の一次及び二次時間微分を形成し、ま
た測定された調理域温度がシャットオフ温度での所定温
度範囲の外にあるとき、加熱素子パワー制御装置の作動
を検出する手段がある。この付加段はまた、両時間微分
が正であって、且つ加熱素子パワー制御装置が所定時間
間隔内に入力パワーを増大するように作動しないとき、
制御信号を形成する手段を有する。
【0023】調理域の温度がシャットオフ温度に等しい
場合のために、上記付加段は加熱素子に対するエネルギ
ー入力を測定し、入力信号から加熱素子パワー制御装置
の作動を検出する手段と、エネルギー入力が低下し、且
つ加熱素子パワー制御装置が所定時間間隔内に入力パワ
ーを減少するように作動しないとき、制御信号を形成す
る手段とを有する。
【0024】更に、シャットオフ温度の所定間隔内に温
度平衡がある場合のために、上記付加段はシャットオフ
温度を測定された調理域温度に低下し、加熱素子に対す
るエネルギー入力を決定し、入力信号から加熱素子パワ
ー制御装置の作動を検出する手段と、エネルギー入力が
約所定量低下し、且つ加熱素子パワー制御装置が所定時
間間隔内に入力パワーを減少するように作動しないと
き、制御信号を発生する手段を有する。
【0025】本発明の目的、特徴及び利点を、添付する
図を参照する以下の実施態様に基づいて詳細に例示す
る。
【0026】
【実 施 例】調理具のボイルドライ状態を検出する本
発明方法は、熱流の変化及びそれに関連する温度変数、
調理ユニットの温度及びターンオン時間、並びにそれ等
から導かれる変数の評価に基づくものである。ガラスセ
ラミック調理レンジ又はユニット内にある基本的温度制
限装置の通常560℃のシャットオフ温度に関係して、
区別されるべき三つの作動原理がある。
【0027】1.シャットオフ温度下の調理レンジの温
度 この領域の温度の時間的経過とこの変数の一次及び二次
微分(導関数)が図1に曲線で示されている。調理ユニ
ットをオンにした後、即ち調理手順中、調理面の温度は
増大し、エネルギー入力と、水様調理材料の喪失及び蒸
発によるエネルギー流出間の平衡により特徴付けられる
飽和値に近づく(実線曲線)。温度の時間的変化(一次
導関数・微分)は点線曲線に従って、初めは急速に増大
して最大値に達し、次いで緩やかに落ちる。温度の一次
時間微分の初期相は、調理部に付属する加熱素子の加熱
のため上昇する。その後、温度の一次時間微分は、温度
の増大が高温におけるロスの増加のため傾斜が緩くなる
か平らになるため降下する。二次時間微分(破線曲線)
は初期相では正であるが、その後の更なる加熱中には負
である。
【0028】調理面上に置かれた調理器又は容器が調理
プロセス中に空になると、図1と同様の図2に示された
温度対時間曲線からわかるように、新たな又は更なる温
度増大がそのことによって生ずる。この曲線の、それが
検出又は特徴付けられる点では、一次及び二次時間微分
は正である。この挙動故に、この相は、二次時間微分が
負である図1に図示の初期又は開始相による通常加熱挙
動とは異なり、斯くして調理具又は容器のボイルドライ
状態を検出するために使用できる。
【0029】だが、温度挙動、従ってその一次及び二次
微分は、調理部の加熱素子に対して通常の加熱素子パワ
ー制御装置により制御される入力パワーに依存する。従
って、この条件が臨界ボイルドライ状態の検出において
考慮されなければならない。
【0030】入力パワーがそのものが加熱素子パワー制
御装置により増大されたとき、二次微分は一次微分と同
様に正、即ち図2におけるもののようなボイルドライ状
態でのと同じ変数パターンが生ぜられる。この場合に
も、臨界作動状態の検出が保護を損なわずに短時間で起
こると云うことを使用者は明確に承知している。典型例
としては、加熱素子パワー制御装置の作動後約2分で、
検出は再開される。
【0031】加熱素子パワー制御装置によりパワー入力
が減少されれば、図3によるグラフ図に示されているよ
うに、二次微分は短時間後、正となる。だが、この場合
は一次微分が負であり、検出装置により臨界作動状態で
はないことは容易に区別が付く。
【0032】空の調理具又は容器の臨界作動状態の検出
の有効度はかなりの程度まで、温度の測定及び/又は温
度の時間依存挙動の検出の精度に依存する。だが、特に
は調理レンジ内のパワー制御により影響される。これは
また、更に以下論議される他の温度範囲に対しても正し
い。
【0033】当該技術水準によれば、調理部におけるパ
ワー(電力)の制御は通常、入力電流をパルス又はクロ
ック化して行われる。例えば40秒の時間を固定の全時
間間隔として、オン時間、即ち電流が流れる時間をこの
全時間に対して変化させる。これのオン/オフ切り換え
により、ガラスセラミック材料温度が周期的に変化さ
れ、この周期的変化が長時間間隔の温度変化に重畳され
る。これ等の周期的変化の妨害の影響を取り去るため、
本発明の一実施例によれば、電流パルスに同期して、例
えば電流パルスのターンオフ側(立ち下がり側)で、温
度が測定される。
【0034】他の実施例では、正確な温度測定のため
に、例えばパルスパケット制御により電力が実質連続的
に調整され、温度挙動が連続的に測定されるようにす
る。
【0035】温度測定の精度はまた、慎重な考慮を要す
る。実際上、温度測定は測定誤差や干渉変数により、変
化又は変動を蒙り易い。通常は、数個の値が時間的に平
均され、これ等の効果を減少させる。だが、数個の値が
先ず平均化されなければならないことから、空の調理具
の検出に遅延が生ずる。特に、入力電力制御器を40秒
当たり1パルスの一般的パルス率で作動する際、この遅
延は臨界作動状態の検出には許容し得ない。
【0036】従って、本発明の好ましい1実施例では、
前に測定された温度が調整率で加重されるようにする。
つまり、実測値が平均されるのではなく、図4に示され
ているように調整率の時間的外挿と比較される。システ
ムはボイルドライ状態前には少なくとも略平衡状態にあ
るが、ボイルドライ状態の発生時には非連続に変化する
から、これは有利な手法である。
【0037】本発明による方法を実施するのに、ガラス
セラミック材料の温度を直接測定する必要はない。本方
法を実施するのに、DE19632057に従い調理面
下側に配置のセンサのバルク抵抗等の測定温度依存変数
を測定しても良い。ここで、用いられるのは抵抗値の時
間微分のみなので、センサの老化がこのプロセスを妨げ
ないので有利である。センサの温度較正は必要ない。
【0038】斯くして、この第一の温度パターンの場合
には、温度の一次及び二次微分の両方が正であり、且つ
加熱素子パワー制御装置が所定時間間隔内に入力パワー
を増大するように作動していなかったとき、空の調理器
又は容器の作動状態が第一の温度範囲で危険として検出
される。だが、このパターン又は条件は次に述べる第二
の温度パターンでは用いられない。
【0039】2.温度制限保護装置のシャットオフ温度
における調理域の温度 ガラスセラミック調理面の温度が温度制限保護装置のシ
ャットオフ温度であれば、ボイルドライ状態が生じても
温度は変化しない。この温度パターン又は挙動では、加
熱素子を温度制限保護装置が制御して一定温度を生ず
る。その場合、ボイルドライ状態中の熱伝達の低下は周
期的エネルギー入力中のサイクル当たりのオン時間が短
くなる形で証明される。この場合は、加熱素子パワー制
御装置は作動していなくても、オン時間の減少が臨界作
動状態を表示するものとして用いられる。
【0040】加熱素子パワー制御装置がパワーを増大す
るように作動されても、温度制限保護装置によりシステ
ムパワーが制限されるので、相対的なオン時間は変化し
ない。だが、加熱素子パワー制御装置がパワーを減少す
るように作動されると、臨界作動状態が発生しなくても
相対的オン時間は同様に短くなる。従って、この場合に
は、加熱素子入力パワーの調節後、一般に2分の短時
間、監視は中断される。シャットオフ温度よりずっと低
くまで温度が低下する場合は、第一のケース又は実施態
様に記載されたパターンに従う二つの時間微分の決定に
基づく判定基準に監視を合わせても良い。また、加熱素
子パワー制御装置の作動には、明らかに人が介在してお
り、ユニットが監視しているから、上記の2分の不作動
相ではボイルドライ状態は生じ得ない。
【0041】3.シャットオフ温度直下の料理域温度 満たした調理具の温度が上昇して、シャットオフ温度直
下で温度が平衡する場合、温度は温度制限保護装置によ
り制限されるまで、ボイルドライ状態で僅かに上昇する
のみである。一次及び二次微分から得られた信号はこの
場合、上記1で説明の方法による確実な評定のためには
小さすぎる。この場合は、温度制限保護装置のシャット
オフ温度は測定温度まで低下され、空の調理具又は調理
具のボイルドライ状態は上記2で説明のように検出され
る。
【0042】この方法は、初めに温度平衡状態を検出す
ることを前提にする。この状態は、長い時間間隔に亘っ
て温度があまり変化しないとき検出される。その場合、
温度が温度制限保護装置の標準的シャットオフ温度を僅
かに下回るとき、このシャットオフ温度は実際の温度値
に下げられる。
【0043】通常、温度制限保護装置のシャットオフ温
度を下げると、調理ユニットの性能が下がり、また最大
温度が下げられるので、調理時間が長くなる。だが、本
方法では、平衡温度が疑わしい範囲にあるときのみ温度
が調節されるので、このことは起こらない。
【0044】加熱素子パワー制御装置が再び作動される
と、温度制限保護装置のシャットオフ温度の低下は、必
要により、高温におけるフルパワー印加の準備のために
中断される。実際上、通常のシャットオフ温度下40K
の範囲が、このケースパターン又は実施態様による臨界
作動状態の検出に充分であることが分かった。
【0045】図5に、調理ユニットの調理面をガラスセ
ラミックとして、調理具又は容器のボイルドライ状態を
検出する装置の一実施態様が示されている。図示の実施
態様では、調理ユニットに四つの調理部2が設けられて
いる。各調理部2には、加熱素子3、例えばエネルギー
入力が接触スイッチ、回転スイッチ等の手動調節装置に
より調節され、そのエネルギーは制御段4に流れる電気
式放射加熱素子が連携している。各調理部2には更に、
作動中に調理部2の温度又はこの温度から導かれる変数
又はパラメタを直接検出する温度センサ6が付随する。
各調理部のためのこの種の温度センサは商業的に入手可
能か、刊行文献、例えばDE19632057A1に記
載されている。加熱素子及び温度センサは図5では見や
すくするため、一調理部に対してのみ示されている。
【0046】温度センサ6の対応する温度信号Tは、料
理部の通常用いられる温度制御のための実際値として制
御段4に入力される。また、シャットオフ温度TAがこ
こでは電子的に調整自在な、制御段4に接続されている
温度制限保護装置7にも入力される。温度制限保護装置
7は調理部の温度を、閾値とも呼称されるシャットオフ
温度値TAに制限するものである。シャットオフ温度を
調整可能とした、この種の温度制限保護装置も同様に公
知である。
【0047】温度信号は、調理具の臨界作動状態、即ち
ボイルドライ状態の検出を行う中央制御器又は解析及び
制御ユニット8に送られる。このため、解析及び制御ユ
ニット8には、更なる信号、即ち ○温度制限保護装置のシャットオフ温度TA、 ○加熱素子3に対するエネルギー入力の目安である信号
EZ、 ○調節素子5の作動の目安であって、調節素子が作動さ
れる(入力エネルギーを新たに加えるか増大する)方向
を含む信号BRも送られる。
【0048】解析及び制御ユニット8はその出力側で、
その出力A1により温度制限保護装置7に接続されてカ
ットオフ温度TAを制御すると共に、その出力A2によ
り制御段4にも接続されて臨界作動状態、即ちボイルド
ライ状態中に切れるようになっている。また、その出力
A3により、光又は音信号で臨界作動状態を表示する表
示及び/警報ユニット9にも接続されている。
【0049】好ましくはマイクロプロセッサにより構成
されるこの中央解析及び制御ユニット8にて、調理部2
上におかれた調理具又は容器のボイルドライ状態を検出
する前記方法ステップが遂行される。ステップと入力信
号とのつながりは図6に、前記の三つの温度パターン実
施態様の要約が結果として得られる個々のステップの標
準的フロー図で示されている。図6によるフロー図の個
々のステップは、個々の温度パターン実施態様に対して
個々の方法ステップが既に記載されているので、ここで
は繰り返さない。以下の更なる注釈で充分と云うべきで
ある。
【0050】温度情報tAが解析及び制御ユニット8に
記憶され、前に測定された五つの値と図4による実際の
現時に対する外挿から調節率を計算する。温度制限保護
装置7の閾値の40kの範囲に略一定の温度が設定され
れば、この閾値は実際値に下げられ、前記ケース3に従
って進行する。
【0051】調理部の温度が閾値にあれば(ケース
2)、相対的オン時間が最後の5値に対して記憶され
る。もしそれが引き続く2周期中に少なくとも約2%落
ちると、ボイルドライ状態は検出され、例えば調理部が
切られる。ボイルドライ状態の起こる典型的調理プロセ
スではオン時間は、調理材料のある調理中に設定される
65%の平衡値から6分以内にボイルドライ状態内で3
5%に低下し、2%の約倍の低下が極めて急速に生じ、
その確実な検出が可能となる。調節装置5がパワー設定
を変更するように作動されれば、誤ったシャットオフ
(遮断)が生じないようにボイルドライ状態の検出が2
分間に亘って作動されないようにされる。解析及び制御
ユニット8では、温度の一次及び二次微分(導関数)も
決定される。
【0052】温度測定又は加熱素子へのエネルギー入力
の特殊な特徴、特にエネルギーのパルス化又はクロック
化入力中の特殊な特徴に関する前記した全ては、図5に
図示の装置ではそのまま正しいので、ここでは反復しな
い。
【0053】図5では、電子的温度制限保護装置7も別
の段として示されている。他の実施例としては、解析及
び制御ユニット8の一部であっても良い。これ等他の実
施例ではシャットオフ温度はソフトウェアに設けること
ができる。
【0054】調理中に作業者が調理具又は容器を僅かに
動かす場合、調理部の覆いは少なくすると、温度が増大
するか、ターンオン温度が低下する。本発明によるシス
テムはこれをボイルドライ状態として特徴付け、信号を
発生する。これを回避するため、本システムの好ましい
実施例では、制御信号の形式または制御信号の転送を所
定時間、好ましくは2分間遮断するか、標準的調理具又
はポット検出回路により検出される調理具又は容器の面
積が調理部面積の所定%であるようにする。ポット又は
パンの移動をユーザーは知っているので、これを行うこ
とは有害ではない。
【0055】以上、本発明は調理ユニットのガラスセラ
ミック調理面に置かれた調理具のボイルドライ状態を検
出する方法及び装置に具現されるものとして例示且つ記
載されたが、本発明の精神を如何ようにも逸脱すること
なく為せる、その種々の修正及び変更が可能であるか
ら、指摘された詳細に発明が限定されることを意図する
ものではない。更なる分析なく、以上は本発明の要旨
を、他者が現在の知識を適用することにより、本発明の
一般的又は特定の側面の実質的特徴を、従来技術の観点
から相応に構成する特徴を省略することなく、それを種
々の応用に適合出来る程度まで充分に示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】温度の一次及び二次時間微分の過程を含んで、
調理プロセス中の温度の時間に対する依存性のグラフに
よるグラフ図である。
【図2】調理器がボイルドライ状態にあるときの温度及
びその微分の挙動をも示す、図1と同様のグラフ図であ
る。
【図3】調理相中の入力パワーの減少を含んで示す、図
1と同様のグラフ図である。
【図4】調整率で過去の温度値を平均し、温度値を調整
率の時間外挿と比較した温度の時間依存性を示すグラフ
図である。
【図5】調理器のボイルドライ状態を検出する方法を実
施する装置のブロック図である。
【図6】図6の装置におけるマイクロプロセッサのため
のプログラムのフロー図である。
【符号の説明】
1…ガラスセラミック調理面、2…調理部、調理域、3
…加熱素子、4…加熱素子パワー制御装置、5…調節装
置、6…温度センサ、7…温度制限保護装置、8…中央
解析及び制御ユニット、9…信号表示ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クルト シャウパート ドイツ連邦共和国、デェー 65719 ホフ ハイム リューデシャイマー シュトラー セ 46

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エネルギー入力が加熱素子パワー制御装
    置により調整される加熱素子と連携する少なくとも一つ
    の調理域のある調理ユニットの、ガラスセラミック調理
    面上に置かれた調理具又は容器のボイルドライ状態を検
    出するのに、温度、温度から導かれる変数、又は温度に
    依存する温度信号を作動中に測定し、シャットオフ温度
    を調整可能な温度制限保護装置で制限するボイルドライ
    状態検出方法であって、 a)測定温度をシャットオフ温度と比較するステップ
    と、 b)上記比較により測定温度がシャットオフ温度に対し
    て所定温度範囲だけ外にあるとき、測定温度の一次及び
    二次微分の両方を形成し、かつ加熱素子パワー制御装置
    の作動を検出するステップと c)両時間微分が正であり、且つ加熱素子パワー制御装
    置が所定の時間間隔内に上記加熱素子への入力パワーを
    増大するように作動していなかったとき、制御信号を発
    生するステップとを含んで成る方法。
  2. 【請求項2】 エネルギー入力が加熱素子パワー制御装
    置により調整される加熱素子と連携する少なくとも一つ
    の調理域のある調理ユニットの、ガラスセラミック調理
    面上に置かれた調理具又は容器のボイルドライ状態を検
    出するのに、温度、温度から導かれる変数、又は温度に
    依存する温度信号を作動中に測定し、シャットオフ温度
    を調整可能な温度制限保護装置で制限するボイルドライ
    状態検出方法であって、 a)測定温度をシャットオフ温度と比較するステップ
    と、 b)上記比較により測定温度がシャットオフ温度に一致
    するとき、加熱素子へのエネルギー入力を決定し、かつ
    加熱素子パワー制御装置の作動を検出するステップと、 c)エネルギー入力が所定量低下し、且つ加熱素子パワ
    ー制御装置が所定時間間隔内に加熱素子へのパワーを減
    少するように作動していなかったとき、制御信号を発生
    するステップとを含んで成る方法。
  3. 【請求項3】 更に、前記加熱素子パワー制御装置が前
    記エネルギー入力を減少するように作動しないとき、制
    御信号の発生を所定時間長さ休止し、該休止後、前記測
    定温度が前記シャットオフ温度に等しいか、又はそれよ
    り低いかどうかを検査して、それによって前記ボイルド
    ライ状態が上記測定温度の一次微分と二次微分を検査す
    ることにより検出されるようにするステップを含んで成
    る請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記所定時間長さが2分である請求項3
    に記載の方法。
  5. 【請求項5】 エネルギー入力が加熱素子パワー制御装
    置により調整される加熱素子と連携する少なくとも一つ
    の調理域のある調理ユニットの、ガラスセラミック調理
    面上に置かれた調理具又は容器のボイルドライ状態を検
    出するのに、温度、温度から導かれる変数、又は温度に
    依存する温度信号を作動中に測定し、シャットオフ温度
    を調整可能な温度制限保護装置で制限するボイルドライ
    状態検出方法であって、 a)測定温度をシャットオフ温度と比較するステップ
    と、 b)上記比較中に温度平衡が上記シャットオフ温度に対
    して所定温度範囲にあるとき、シャットオフ温度を測定
    温度に下げるステップと、 c)加熱素子へのエネルギー入力を決定し、加熱素子パ
    ワー制御装置の作動を検出するステップと、 d)エネルギー入力が所定量低下し、且つ加熱素子パワ
    ー制御素子が所定時間間隔中に入力パワーを減少するよ
    うに作動していなかったとき、制御信号を発生するステ
    ップとを含んで成る方法。
  6. 【請求項6】 更に、前記加熱素子パワー制御装置が再
    び作動するとき、前記シャットオフ温度をその元の値に
    戻すステップを含んで成る請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記シャットオフ温度に対する前記測定
    温度付近の前記所定温度範囲が40Kである請求項1又
    は請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】 更に、制御信号の発生前、エネルギー入
    力の決定後、エネルギー入力を毎分約2%の所定最小量
    だけ下げるステップを含んで成る請求項2又は請求項5
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 更に、前記エネルギー入力をクロック信
    号により周期的に前記加熱素子に供給し、又、前記温度
    信号は前記測定温度を決定するのに使用されると共に、
    クロック化され前記のクロック信号に同期化されるステ
    ップを含んで成る請求項1、2又は5のいずれかに記載
    の方法。
  10. 【請求項10】 前記測定温度の前記一次時間微分が温
    度調節比から前に決定された測定温度値と、対応する上
    記測定温度と上記温度調節率から導かれる外挿測定温度
    との両者の各値間の差とから形成される請求項1に記載
    の方法。
  11. 【請求項11】 前記測定温度の前記二次時間微分が一
    次時間微分調節率から、前記一次時間微分の前の値及
    び、該一次時間微分と上記一次微分調節率から導かれる
    外挿二次時間微分の両者の対応値の差を通して形成され
    る請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記一次時間微分と前記二次時間微分
    が両方とも、温度依存変数の測定値から導かれる請求項
    1に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記制御信号が前記加熱素子に対する
    シャットオフ信号及び/又はアラーム信号であり、該ア
    ラーム信号が音又は光による信号である請求項1、2又
    はの5のいずれかに記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記制御信号がホームバスにより遠隔
    アラームを起動するアラーム信号を含んで成る請求項
    1、2又は5のいずれかに記載の方法。
  15. 【請求項15】 更に、前記調理具又は容器が前記少な
    くとも一つの調理域の所定%しか覆わないとき所定時間
    間隔の間、制御信号の発生を抑止するか、制御信号の更
    なる処理を抑止するステップを含んで成る請求項1、2
    又は5のいずれかに記載の方法。
  16. 【請求項16】 エネルギー入力が加熱素子パワー制御
    装置(4、5)により調整される加熱素子(3)を連携
    する少なくとも一つの調理域(2)のある調理ユニット
    の、ガラスセラミック調理面(1)上に置かれた調理具
    又は容器のボイルドライ状態を検出するのに、温度、温
    度から導かれる変数、又は温度に依存する温度信号を作
    動中に測定し、シャットオフ温度を調整可能な温度制限
    保護装置(7)で制限するボイルドライ状態検出装置で
    あって、 中央解析及び制御ユニット(8)と、上記温度信号を発
    生する手段(6)と、上記加熱素子パワー制御装置の作
    動を表示する信号を発生する手段と、上記加熱素子への
    エネルギー入力に従って信号を発生する手段と、上記シ
    ャットオフ温度に対応する信号を発生する手段と、これ
    等の信号を上記中央解析及び制御ユニット(8)に入力
    する手段とを上記装置が備え、 上記中央解析及び制御ユニット(8)は、上記温度制限
    保護装置(7)の上記シャットオフ温度を制御及び調節
    するシャットオフ制御信号を発生する手段と、前記加熱
    素子パワー制御装置を制御する信号を発生する手段と、
    測定された調理域温度を上記シャットオフ温度と比較す
    る手段と、前記温度信号は上記調理域温度を表し、該比
    較によりボイルドライ状態を検出する制御信号を発生す
    る手段とを備え、 前記制御信号発生手段は、上記温度信号の一次時間微分
    を形成する手段と、上記温度信号の二次時間微分を形成
    する手段と、調理域温度がシャットオフ温度に対して所
    定の温度範囲の外にあることを上記温度信号が表示する
    とき、上記加熱素子パワー制御装置の作動を表す上記信
    号を検出する手段と、上記一次時間微分と上記時間微分
    の両方が正であり、且つ加熱素子パワー制御装置が所定
    時間間隔内に加熱素子への入力パワーを増大するように
    作動していなかったとき、上記制御信号を出力する手段
    とを供えるか、または、 前記制御信号発生手段は、上記調理域温度がシャットオ
    フ温度に一致するときエネルギー入力による信号から加
    熱素子へのエネルギー入力を決定し、上記作動を表す上
    記信号から加熱素子パワー制御装置の作動を検出する手
    段と、エネルギー入力が所定量少なくなり、加熱且つ素
    子パワー制御装置が所定時間間隔内に加熱素子へのエネ
    ルギー入力を減少するように作動していなかったとき、
    上記制御信号を出力する手段とを備えるか、または、 上記比較中に上記シャットオフ温度での所定温度範囲に
    温度平衡があるとき、シャットオフ温度を上記温度信号
    により表される上記調理域温度まで低下する手段と、エ
    ネルギー入力を表す信号から加熱素子へのエネルギー入
    力を決定し、加熱素子パワー制御装置の作動をその作動
    を表す信号から検出する手段と、エネルギー入力が所定
    量少なくなり、且つ加熱素子パワー制御装置が所定時間
    間隔内に加熱素子へのエネルギー入力を減少するように
    作動していなかったとき、上記制御信号を出力する手段
    とを備える装置。
  17. 【請求項17】 前記ボイルドライ状態を警告する信号
    を発生する信号表示及び/又は警報装置を前記中央解析
    及び制御ユニット(8)が備えて成る請求項16に記載
    の装置。
  18. 【請求項18】 前記制御信号が前記加熱素子(3)の
    ためのシャットオフ信号及び/又は前記ボイルドライ状
    態に対する警告信号であり、更に前記制御信号発生装置
    からの上記警告信号に応答して使用者のために光又は音
    による信号を発生する信号表示及び/又は警報手段
    (9)を備えて成る請求項16に記載の装置。
  19. 【請求項19】 更に、前記少なくとも一つの調理域上
    の調理具又は容器の位置を検出する手段を備えて成り、
    前記制御信号発生手段が該位置検出手段に連結されてお
    り、上記調理具又は容器が上記少なくとも一つの調理域
    で所定量移動されるとき、上記制御信号発生手段所定時
    間抑止又はオフにされ、或いは上記制御信号の更なる処
    理が抑止されるようにする請求項16に記載の装置。
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