JP2009068778A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】鍋の温度を検知する温度センサを備えた加熱調理器に関するもので、鍋に対する温度センサの密着不良の判定精度の向上を図る。
【解決手段】鍋(2)を加熱する加熱手段(11)と、鍋(2)のセンサ当接部に当接される温度センサ(13)と、温度センサ(13)の検知温度が加熱量切替温度になるまで前記鍋を前記加熱手段で加熱させ、その後、前記加熱手段に加熱量を低減させるか又は加熱停止させる加熱量切替手段と、前記加熱量切替手段が前記加熱量を低減又は加熱停止させた後に前記温度センサ(13)が検知する前記センサ当接部の時間的温度変化ΔＴの経時的な減少度合いを演算する手段を設け、前記経時的な減少度合い基準値より小さい場合は、鍋(2)に対して温度センサ(13)が密着状態にあると判断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガスコンロや炊飯器等の加熱調理器、特に、鍋底の温度を検知する温度センサを備えた加熱調理器に関するものである。

鍋底の温度を監視することにより、鍋内を一定温度に保ちながら煮込み料理や天婦羅料理等を行なったり、鍋の過熱防止を図ったりできる加熱調理器に関するものである。
鍋底の温度を監視しながら加熱調理を行う調理器として、特許文献１に開示されたものがある。
このものでは、鍋底に当接する温度センサの検知温度に基づいて加熱手段が制御されると共に、鍋底と温度センサの間にゴミ等の異物が挟まって温度検知精度が担保できない場合は、鍋底と温度センサの密着不良を検出し、加熱手段を停止させるようにしている。

具体的には、図５に示すように、温度センサが検知した鍋底温度を初期温度Ｐ０として記憶し、その後、加熱時点(Q)(Q)で加熱手段を間欠動作させて鍋を所定時間Ｔ５だけ加熱昇温させて加熱停止する（Ｒ点）。続いて、所定の加熱停止時間Ｔ６が経過した後に、再び温度センサが検知する加熱停止後温度Ｐ１を記憶する。そして、上昇温度（Ｐ１−Ｐ０）が基準温度α未満であれば、鍋底に対して温度センサが密着不良の状態にあると判断する。
このものでは、鍋底と温度センサの密着不良が判断できるから、調理ミスや鍋の過熱を防止することができる。

又、加熱手段を間欠動作させるから、前記加熱停止するＲ点から鍋底の温度がオーバーシュートせず、該オーバーシュートの影響を考慮することなく温度センサの密着不良の判断を行なえる。
特開平８―３３２１４３号公報（段落[００３５]）

しかしながら、上記従来のものでは、加熱時点(Q)(Q)で加熱手段を間欠動作させるから、前述のように鍋底温度はオーバーシュートしないものの、温度センサの密着状態の適否判定に適した温度が担保できるまで鍋を加熱昇温させる為の所定時間Ｔ５が長くなり、前記密着状態の適否判定までの所要時間が長くなるという問題がある。

そこで、図６に示す温度センサの密着曲線Ｘ及び密着不良曲線Ｙのように、初期温度Ｐ０を検知した後、鍋底の温度がオーバーシュートするのを容認し、鍋を点Ｒまで連続加熱して短時間で迅速に昇温させることも考えられる。そして、点Ｒで鍋の加熱を停止した後、加熱停止時間Ｔ６が経過した後に温度センサで加熱停止後温度Ｐ１を検知し、上昇温度（Ｐ１−Ｐ０）が基準温度αを超えるか否かによって、鍋底に対する温度センサの密着不良を判定するのである。

しかしながら、図６のようにして温度センサの密着不良を判定すると、加熱停止時間Ｔ６の大きさによっては、判定精度が悪くなる場合があるという問題があった。
上記問題点について、更に詳述する。
先ず、鍋底に温度センサが密着している密着曲線Ｘの場合について説明する。
この場合、鍋の加熱終了点Ｒの後は、鍋の構成壁に蓄積された熱が内部の食材に奪われるから、鍋底に密着した温度センサの検知温度は、オーバーシュート(V)して比較的速やかに一定温度に近付く。

次に、密着不良曲線Ｙの場合を説明する。
鍋に対して温度センサが密着不良の状態にあるときは、鍋底に温度センサが密着している場合に比べて、温度センサが鍋底温度を拾い難いから、鍋の加熱を停止した点Ｒでは、温度センサの検知温度は十分に上がっていない。そして、点Ｒの後では、温度センサの検知温度は実際の鍋底温度に近付いて行き、緩慢ではあるがオーバーシュートを続ける。

このことから、図６のものに於いて加熱停止時間Ｔ６の値によっては、密着曲線Ｘと密着不良曲線Ｙの加熱停止後温度Ｐ１がほぼ同一温度になる場合があるから、上昇温度（Ｐ１−Ｐ０）に基づいて温度センサの密着不良を判定すると、判定結果に誤りが生じることがあるのである。
本発明はかかる点に鑑みて成されたもので、図６に示す改良案のものに比べ、前記温度センサの密着不良の判定精度の向上を図ることを課題とする。

［請求項１に係る発明］
上記課題を解決する為の請求項１に係る発明の解決手段は、
『鍋を加熱する加熱手段と、
前記鍋のセンサ当接部に当接される温度センサと、
前記温度センサの検知温度が加熱量切替温度になるまで前記鍋を前記加熱手段で加熱させ、その後に、前記加熱手段に加熱量の低減をさせるか又は加熱停止させる加熱量切替手段と、
前記加熱量切替手段が前記加熱量を低減又は加熱停止させた後に前記温度センサが検知する前記センサ当接部の時間的温度変化ΔＴの経時的な減少度合いを演算する手段を設け、
前記経時的な減少度合いが基準値より小さい場合は、鍋に対して温度センサが密着不良状態にあると判断する』ことである。
上記解決手段は次のように作用する。
加熱手段で鍋の加熱が開始すると、鍋及びこれに対するセンサ当接部の温度が上昇し始める。そして、温度センサの検知温度が加熱量切替温度になるまで鍋が加熱されると、加熱量切替手段は、加熱手段に加熱量の低減をさせるか又は加熱停止させる。

加熱手段の加熱量が低減されるか又は加熱停止された後には、鍋に接触した温度センサの検知温度はオーバーシュートして極大に向かうが、鍋の構成壁に蓄積された熱が内部の食材に奪われるから、温度センサが鍋に密着している場合は、該温度センサの検知温度の昇温速度は比較的速やかに低下する。即ち、鍋に温度センサが密着している場合は、該温度センサの検知温度のオーバーシュートは比較的速やかに収束し、時間的温度変化ΔＴの減少度合いは速やかに減少する。

一方、温度センサが密着不良の場合は、加熱停止や加熱量を低減させた後には、既述したように、温度センサの検知温度は緩慢にオーバーシュートを続ける。従って、温度センサが密着不良の場合は、前記時間的温度変化ΔＴが経時的に減少する度合いは温度センサの密着時より小さくなる。そこで、上記解決手段では、前記時間的温度変化ΔＴが経時的に減少する度合いが基準値より小さい場合は、前記オーバーシュートが緩慢に継続していると判断し、かかる場合は、鍋に対して温度センサが密着不良の状態にあると判定する。

従って、加熱停止等の後に於けるセンサ当接部の温度が、センサ密着時と密着不良時とでほぼ同一温度になることがあっても、温度センサの密着不良を確実に判定することができ、判定精度が向上する。

［請求項２に係る発明］
請求項１に係る発明に於いて、
『前記経時的な減少度合いは、
前記加熱量を低減又は加熱停止させた直後の時間的温度変化ΔＴ１から、前記直後からの所定時間経過後の時間的温度変化ΔＴ２を減算した値である』ものとすることができる。
このものでは、加熱手段の加熱量を低減又は加熱停止させた直後に於ける温度センサの検知温度の時間的温度変化ΔＴ１が求められると共に、その後、所定時間が経過した後の時間的温度変化ΔＴ２が求められる。
（ΔＴ１−ΔＴ２）は、温度センサの検知温度の時間的温度変化ΔＴの経時的な減少度合を意味しており、該経時的な減少度合いが基準値より小さい場合は、温度センサの検知温度のオーバーシュートが緩慢に継続するセンサ密着不良の状態にあると判断する。

［請求項３に係る発明］
請求項２に係る発明に於いて、
『前記時間的温度変化ΔＴ２は、前記センサ当接部の温度がオーバーシュートして略極大になる領域の値である』ものでは、温度センサが鍋に密着している場合は、該温度センサが検知する時間的温度変化ΔＴ２は、０に近い値になる。一方、センサ当接部の温度がオーバーシュートして略極大になる領域では、温度センサが密着不良の場合は検知温度が上昇途中にあり、未だ極大に到達していない。即ち、密着不良の場合の前記時間的温度変化ΔＴ２は０に近い値にならない。
従って、温度センサが密着不良の場合と密着している場合で、時間的温度変化ΔＴ２の違いが顕著になるから、密着不良を明確に判定することができる。

［請求項４に係る発明］
請求項１〜３に係る発明に於いて、
『前記加熱手段は、ガスバーナであり、
前記加熱量切替手段は、前記温度センサの検知温度が前記加熱量切替温度になったときに前記ガスバーナを弱火に切り替える』ものとすることができる。
このものでは、ガスバーナが加熱量切替手段で弱火に切り替えられるから、ガスバーナが消火される場合のように加熱調理器が強制停止されたと誤解される心配がなく、使用者に不安感を与える不都合を防止することができる。

本発明は次の特有の効果を有する。
請求項１，２に係る発明では、温度センサの検知温度のオーバーシュートが緩慢に継続しているか否かによって、温度センサの密着不良を判定する。従って、加熱停止等の後に於けるセンサ当接部の温度が、センサ密着時と密着不良時とでほぼ同一温度になることがあっても、温度センサの密着不良を確実に判定することができ、判定精度が向上する。

請求項３に係る発明では、既述したように、温度センサが密着不良の場合と密着している場合で、時間的温度変化ΔＴ２の違いが顕著になるから、密着不良を明確に判定することができる。

請求項４に係る発明では、ガスバーナが加熱量切替手段で弱火に切り替えられるから、ガスバーナが消火される場合のように加熱調理器が強制停止されたと誤解される心配がなく、使用者に不安感を与える不都合を防止することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器としてのガスコンロの斜視図である。
コンロ本体(1)の天板部(10)には、ガスバーナ(11)(12)が配設されており、一方のガスバーナ(11)の中央部には温度センサ(13)が突出している。

コンロ本体(1)の前面中央には、引き出し式のグリル(14)が配設されていると共に、その左右には、グリル(14)やガスバーナ(11)(12)の点・消火ボタン(15)(16)(17)や、鍋(2)を加熱しつつ一定温度に保つ温調モードを選択する為の温調モードスイッチ(19)が配設されている。

図２は、ガスバーナ(11)の五徳(18)に鍋(2)を載置した状態の図であり、正常状態では、鍋底(21)に温度センサ(13)が密着するようになっている。
コンロ本体(1)に組み込まれた制御装置には、図３のフローチャートで示す内容の制御プログラムが格納されたマイクロコンピュータが内蔵されている。

次に、本実施の形態に係るガスコンロに設けられた温度センサ(13)を備えたガスバーナ(11)の制御動作を、図３、図４に従って説明する。
先ず、ステップ(ST1)で点・消火ボタン(17)による点火操作を監視し、点・消火ボタン(17)で点火操作がされたと判断されると、ステップ(ST2)でガスバーナ(11)に点火すると共に、該ガスバーナ(11)を強火にして鍋(2)を強加熱する。すると、温度センサ(13)が鍋底(21)に密着している場合は、図４の密着曲線Ｘで示すように温度センサ(13)の検知温度が比較的大きな勾配でオーバーシュートし始める。一方、鍋底(21)に対して温度センサ(13)が密着不良の状態にあると、温度センサ(13)が鍋底(21)の温度を拾い難いから、密着不良曲線Ｙに示すように、温度センサ(13)の検知温度が緩慢にオーバーシュートする。

次に、ステップ(ST3)に於いて、温調モードスイッチ(19)が操作されていないと判断された場合は、ガスバーナ(11)で鍋(2)を単純加熱するための制御に移行する一方、温調モードスイッチ(19)が操作されたと判断された場合は、ステップ(ST4)で温度センサ(13)の検知温度が加熱量切替温度としての１５０℃に昇温するまで待機する。そして、前記検知温度が１５０℃になると、ステップ(ST5)でガスバーナ(11)の火力を弱火（前記強火の約１０％の火力）にして鍋(2)を弱加熱し始める。この弱加熱の開始時点は図４のＰ３の点である。尚、本実施の形態では、ステップ(ST5)でガスバーナ(11)の火力を弱火に切り替える命令を実行するマイクロコンピュータの機能部が既述発明特定事項たる「加熱量切替手段」に対応する。

次に、ステップ(ST6)でマイクロコンピュータに内蔵されたタイマＴを０にリセットする。
続いて、ステップ(ST7)で、弱加熱開始点Ｐ３から設定時間Ａ１（本実施の形態では、１０秒に設定されている）に於ける温度センサ(13)の検知温度の時間的温度変化ΔＴ１（１０秒間の温度変化）を求める。

弱加熱開始点Ｐ３の直後に生じる温度センサ(13)の検知温度のオーバーシュート域の初期では、それまでガスバーナ(11)で強加熱されたことの影響が残っているから、鍋底(21)に対するセンサ当接部の温度は比較的速く上昇する。従って、密着曲線Ｘでの弱加熱開始点Ｐ３の直後では、温度センサ(13)の検知温度の時間的温度変化ΔＴ１は比較的大きな値になる。

一方、温度センサ(13)が鍋底(21)に密着不良状態にある場合の密着不良曲線Ｙでは、温度センサ(13)が鍋底(21)の温度を拾い難いから、この場合は、弱加熱開始点Ｐ３の直後の時間的温度変化ΔＴ１は比較的小さな値になる。

次に、既述ステップ(ST6)でリセットしたタイマＴの計測時間が過渡昇温時間Ｓ（例えば、１分程度）になるまで待機する。この過渡昇温時間Ｓは、鍋底(21)に密着した温度センサ(13)の検知温度が、弱加熱開始点Ｐ３からオーバーシュートして略極大の値（密着曲線Ｘ上の極大域到達点Ｐ２）になるまでに必要な時間であり、実験的に求められた時間である。

次に、ステップ(ST9)で、極大域到達点Ｐ２から設定時間Ａ２（本実施の形態では、１０秒に設定されている）に於ける温度センサ(13)の検知温度の時間的温度変化ΔＴ２（１０秒間の温度変化）を求める。

極大域到達点Ｐ２は、鍋底(21)に密着した温度センサ(13)の検知温度がオーバーシュートして略極大の値に到達する点であるから、密着曲線Ｘでは時間的温度変化ΔＴ２は０に近い値になる。一方、鍋底(21)に対して温度センサ(13)が密着不良の状態（密着不良曲線Ｙ）では、前述のように、温度センサ(13)の検知温度は緩慢ではあるがオーバーシュートを続けるから、密着不良曲線Ｙに於いて、弱加熱開始点Ｐ３から過渡昇温時間Ｓが経過した時点Ｐ４での温度センサ(13)の検知温度は極大に到達せず、更に上昇する。従って、前記過渡昇温時間Ｓが経過した時点Ｐ４での温度センサ(13)の検知温度の時間的温度変化ΔＴ２は、温度センサ(13)が密着している場合に於ける過渡昇温時間Ｓの経過時（密着曲線Ｘの極大域到達点Ｐ２）の時間的温度変化ΔＴ２に比べて大きな値になる。即ち、温度センサ(13)が鍋底(21)に密着不良の場合は、密着している場合に比べて時間的温度変化ΔＴ２が大きくなるのである。

次に、ステップ(ST10)を実行し、（ΔＴ１−ΔＴ２）が基準値Ｋより小さいか否かを判断する。（ΔＴ１−ΔＴ２）は、温度センサ(13)の検知温度の時間的温度変化ΔＴの経時的な減少度合を意味している。即ち、温度センサ(13)の検知温度のオーバーシュートの緩急の度合いを意味している。そして、前記経時的な減少度合である（ΔＴ１−ΔＴ２）の値が基準値Ｋより小さいと判断される場合は、温度センサ(13)の検知温度のオーバーシュートが緩慢に継続するセンサ密着不良の状態にあると判断する。そして、かかる場合は、ステップ(ST11)で温度センサ(13)が鍋底(21)に密着不良状態にあることを、音声や表示画面で報知し、その後、ステップ(ST12)でガスバーナ(11)を消火させる。尚、本実施の形態では、前記基準値Ｋとして、２℃の値が採用されている。

一方、ステップ(ST10)を実行したときに、（ΔＴ１−ΔＴ２）が基準値Ｋより大きいと判断されると、温度センサ(13)の検知温度のオーバーシュートが速やかに収束しており、温度センサ(13)が鍋底(21)に密着していると判断する。そして、かかる場合は、ステップ(ST12)を実行し、温度センサ(13)の検知温度が１４８℃以上の場合は、ステップ(ST13)で消火操作が確認できるまで、ステップ(ST12)(ST13)を繰り返す。そして、温度センサ(13)の検知温度が１４８℃未満になると、ステップ(ST14)で温度センサ(13)の火力を強火に設定して鍋(2)を強加熱し、その後、ステップ(ST15)で消火操作が確認されると、ステップ(ST18)でガスバーナ(11)を消火させる。一方、ステップ(ST15)でガスバーナ(11)の消火操作が確認されない場合は、ステップ(ST16)を実行し、温度センサ(13)の検知温度が１５０℃を超えるとステップ(ST17)でガスバーナ(11)を弱火にして鍋(2)を弱加熱状態にし、その後、ステップ(ST12)に制御を戻す。

本実施の形態に係るガスコンロでは、温度センサ(13)の検知温度のオーバーシュートが緩慢に継続しているか否かをステップ(ST10)で判断し、これによって、温度センサ(13)の密着不良を判定する。従って、ステップ(ST5)でガスバーナ(11)を弱火に切り替えた後に於けるセンサ当接部の温度が、センサ密着時と密着不良時とでほぼ同一温度になることがあっても、温度センサ(13)の密着不良を確実に判定することができる。従って、図６の改良案に比べ、判定精度が向上する。

又、時間的温度変化ΔＴ２は、センサ当接部の温度がオーバーシュートして略極大になる頃に検知している。従って、温度センサ(13)が鍋(2)に密着している場合は、温度センサ(13)が検知する時間的温度変化ΔＴ２は、０に近い値になる。従って、温度センサ(13)が密着不良の場合と密着している場合で、時間的温度変化ΔＴ２の違いが顕著になるから、密着不良を明確に判定することができる。

又、ステップ(ST7)で時間的温度変化ΔＴ１を求めるときには、ガスバーナ(11)を弱火に設定している（ステップ(ST5)参照）。従って、ガスバーナ(11)が消火される場合のようにガスコンロが強制停止されたと誤解される心配がなく、使用者に不安感を与える不都合がない。

［その他］
Ａ．上記実施の形態では、ステップ(ST5)でガスバーナ(11)を弱火に切り替えたが、該ガスバーナ(11)を消火させてもよい。
Ｂ．上記実施の形態では、加熱手段としてガスバーナ(11)を利用したが、電気ヒータや電磁加熱コイルを用いてもよい。
Ｃ．本発明はガスコンロ以外の炊飯器等の加熱調理器にも適用できる。

本発明の実施の形態に係るガスコンロの斜視図 五徳(18)に鍋(2)を載置した状態の部分拡大図 本発明の実施の形態に係るガスコンロの制御用のフローチャート 加熱調理時に於ける、鍋底(21)に対する温度センサ(13)の当接部の温度変化を説明するグラフ 従来例の説明図 改良案の説明図

符号の説明

(2)・・・鍋
(11)(12)・・・ガスバーナ
(13)・・・温度センサ

Claims (4)

1. 鍋を加熱する加熱手段と、
   前記鍋のセンサ当接部に当接される温度センサと、
   前記温度センサの検知温度が加熱量切替温度になるまで前記鍋を前記加熱手段で加熱させ、その後に、前記加熱手段に加熱量の低減をさせるか又は加熱停止させる加熱量切替手段と、
   前記加熱量切替手段が前記加熱量を低減又は加熱停止させた後に前記温度センサが検知する前記センサ当接部の時間的温度変化ΔＴの経時的な減少度合いを演算する手段を設け、
   前記経時的な減少度合いが基準値より小さい場合は、鍋に対して温度センサが密着不良状態にあると判断する、加熱調理器。
2. 請求項１に記載の加熱調理器に於いて、
   前記経時的な減少度合いは、
   前記加熱量を低減又は加熱停止させた直後の時間的温度変化ΔＴ１から、前記直後からの所定時間経過後の時間的温度変化ΔＴ２を減算した値である、加熱調理器。
3. 請求項２に記載の加熱調理器に於いて、
   前記時間的温度変化ΔＴ２は、前記センサ当接部の温度がオーバーシュートして略極大になる領域の値である、加熱調理器。
4. 請求項１から請求項３の何れかに記載の加熱調理器に於いて、
   前記加熱手段は、ガスバーナであり、
   前記加熱量切替手段は、前記温度センサの検知温度が前記加熱量切替温度になったときに前記ガスバーナを弱火に切り替える、加熱調理器。

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