JP2013102760A - Temperature control method for fermentor, temperature control program for fermentor, and fermentor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発酵器に関し、例えば、自家製パンの調理に用いることができる家庭用の発酵器の温度制御に関するものである。 The present invention relates to a fermenter, for example, temperature control of a domestic fermenter that can be used for cooking homemade bread.
従来、家庭用の発酵器としては、複数の載置台が配置可能な発酵室と、発酵室の下方に発酵室内を加温するヒーターと、ヒーターの温度制御に用いる発酵室内の温度情報を取得する温度センサーとを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1記載の発酵器では、発酵させるパン生地が複数の載置台に載置されて、温度センサーの情報により制御回路がヒーターの加温動作を制御する。この構成により、特許文献1記載の発酵器は、発酵室内の温度を制御して、パン生地を発酵させることができる。 Conventionally, as a fermenter for home use, a fermentation chamber in which a plurality of mounting tables can be arranged, a heater for heating the fermentation chamber below the fermentation chamber, and temperature information in the fermentation chamber used for temperature control of the heater are acquired. What is provided with the temperature sensor is known (for example, refer patent document 1). In the fermenter described in Patent Document 1, bread dough to be fermented is placed on a plurality of placement tables, and the control circuit controls the heating operation of the heater based on information from the temperature sensor. With this configuration, the fermenter described in Patent Document 1 can ferment bread dough by controlling the temperature in the fermentation chamber.
なお、家庭用の発酵器に関する他の技術としては、制御部の基板上サーミスタによる簡単な構成で、発酵器が存在する部屋の調理中の室温を正確に推定する自動製パン機(例えば、特許文献2参照)や、温度検知手段の受ける室温の影響を抑えるため、調理プロセスの各工程毎の制御温度に補正を加える自動製パン機(例えば、特許文献3参照)が知られている。 In addition, as another technology related to a home fermenter, an automatic bread maker (for example, a patent) that accurately estimates the room temperature during cooking in a room where the fermenter exists with a simple configuration using a thermistor on the substrate of the control unit. In order to suppress the influence of the room temperature received by the temperature detection means, an automatic bread maker (for example, see Patent Document 3) that corrects the control temperature for each step of the cooking process is known.
また、加熱調理装置の温度制御に関する技術としては、加熱室と蓄熱板を加熱する加熱手段を設け、対流熱伝達により蓄熱板の温度を急速に立ち上げる加熱調理装置(例えば、特許文献4参照)が知られている。 Moreover, as a technique regarding the temperature control of the heating cooking device, a heating cooking device is provided that heats the heating chamber and the heat storage plate and rapidly raises the temperature of the heat storage plate by convection heat transfer (see, for example, Patent Document 4). It has been known.
しかしながら、特許文献1記載の発酵器は、発酵室内に設けられた温度センサーからの情報のみでヒーターをオン・オフ制御して、発酵室内の温度調整を行う。つまり、特許文献1記載の発酵器は、ヒーターの温度制御を行うにあたって、発酵室内から発酵室外への放射熱を考慮していない。 However, the fermenter described in Patent Literature 1 performs temperature adjustment in the fermentation chamber by controlling the heater on / off only with information from a temperature sensor provided in the fermentation chamber. In other words, the fermenter described in Patent Document 1 does not consider the radiant heat from the fermentation chamber to the outside of the fermentation chamber when the temperature of the heater is controlled.
そのため、特許文献1記載の発酵器では、発酵室内におけるヒーター付近の位置とヒーターから離間した位置とで温度差が生じやすく、発酵室内を均一な温度にすることが難しいという問題があった。 Therefore, in the fermenter described in Patent Document 1, there is a problem that a temperature difference is likely to occur between a position in the vicinity of the heater in the fermentation chamber and a position away from the heater, and it is difficult to achieve a uniform temperature in the fermentation chamber.
また、発酵室内の温度センサーのみでヒーターの温度制御を行う特許文献1記載の発酵器では、目標となる発酵室内の温度に対してヒーターの温度が高くなりやすいため目標の温度に収束しにくい。そのため、同発酵器には、早期に設定温度に安定させることが難しい、といった問題があった。 Moreover, in the fermenter of patent document 1 which controls the temperature of a heater only with the temperature sensor in a fermentation chamber, since the temperature of a heater tends to become high with respect to the temperature in a target fermentation chamber, it is hard to converge on a target temperature. Therefore, the fermenter has a problem that it is difficult to stabilize at a set temperature at an early stage.
なお、特許文献2記載の自動製パン機は、調理中の検知温度から本体温度の影響による温度上昇分を減じた温度を室温として推定する技術であるが、機内から機外への放射熱を考慮していないため、早期に機内温度を安定させることが困難である。 The automatic bread maker described in Patent Document 2 is a technology that estimates the temperature obtained by subtracting the temperature increase due to the influence of the main body temperature from the detected temperature during cooking as room temperature, but the radiant heat from inside the machine to outside the machine is estimated. Since this is not taken into consideration, it is difficult to stabilize the in-flight temperature at an early stage.
また、特許文献3記載の自動製パン機は、室温に応じて調理工程毎の制御温度に補正を加える技術であるが、機内から機外への放射熱を考慮していないため、早期に機内温度を安定させることが困難である。 The automatic bread maker described in Patent Document 3 is a technique for correcting the control temperature for each cooking process according to the room temperature, but does not take into account the radiant heat from the inside of the machine to the outside of the machine. It is difficult to stabilize the temperature.
さらに、特許文献4記載の加熱調理装置は、蓄熱板を加熱して調理時間を短くする技術であるが、装置内から装置外への放射熱を考慮していないため、早期に装置内温度を安定させることが困難である。 Furthermore, although the heating cooking apparatus of patent document 4 is a technique which heats a thermal storage plate and shortens cooking time, since it does not consider the radiant heat from the inside of an apparatus to the exterior of an apparatus, the temperature in an apparatus is early | quick. It is difficult to stabilize.
そこで、本発明は、発酵室からの放射熱の影響を考慮して迅速かつ正確に発酵室内の温度を制御することができる発酵器の温度制御方法、温度制御プログラム、および発酵器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a temperature control method for a fermenter, a temperature control program, and a fermenter that can quickly and accurately control the temperature in the fermentation chamber in consideration of the influence of radiant heat from the fermentation chamber. With the goal.
本発明者は、如何にしたら発酵室からの放射熱を正確に捉えられるのか、そして、如何にしたら迅速かつ正確に発酵室内の温度を制御できるのかを、鋭意研究を重ねた結果、この放射熱が、熱源周辺温度と発酵室外近傍温度をパラメーターとする特定の関係式にて導き出されることを見出し、本発明を完成するに至った。
つまり、本発明にかかる発酵器の制御方法は、被発酵物が格納される発酵室の底部に配置された熱源が発酵室内を加熱するよう構成されていて、発酵室内の設定温度TSを取得する情報入力手段と、発酵室外の外気温度T1を取得する第1センサーと、熱源の周辺温度T2を取得する第2センサーと、熱源の出力を制御する制御手段と、を備えた発酵器により実行されるところの、発酵室内の温度を制御する方法であって、設定温度TSを取得するステップと、外気温度T1を取得するステップと、周辺温度T2を取得するステップと、制御手段が設定温度TSと外気温度T1と周辺温度T2とに基づいて熱源の出力温度TTを算出するステップと、を有してなることを特徴とする。
As a result of earnest research, the present inventor has conducted extensive research on how to accurately capture the radiant heat from the fermentation chamber and how to control the temperature in the fermentation chamber quickly and accurately. However, it has been found that the temperature is derived from a specific relational expression using the temperature around the heat source and the temperature near the fermentation room as parameters, and the present invention has been completed.
That is, the method for controlling a fermenter according to the present invention is configured such that a heat source arranged at the bottom of a fermentation chamber in which a fermented product is stored heats the fermentation chamber, and acquires a set temperature TS in the fermentation chamber. An information input unit, a first sensor that acquires an outside air temperature T1 outside the fermentation chamber, a second sensor that acquires an ambient temperature T2 of the heat source, and a control unit that controls the output of the heat source are executed by a fermenter. In the method for controlling the temperature in the fermentation chamber, the step of acquiring the set temperature TS, the step of acquiring the outside air temperature T1, the step of acquiring the ambient temperature T2, and the control means Calculating an output temperature TT of the heat source based on the outside air temperature T1 and the ambient temperature T2.
本発明によれば、発酵室からの放射熱の影響が正確にとらえられるので、迅速かつ正確に発酵室内の温度を制御することができる。 According to the present invention, since the influence of the radiant heat from the fermentation chamber can be accurately captured, the temperature in the fermentation chamber can be controlled quickly and accurately.
以下、図面を参照しながら本発明にかかる発酵器、発酵器の温度制御方法、および温度制御プログラムの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a fermenter, a temperature control method for a fermenter, and a temperature control program according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[発酵器の装置構成]
図1は、本発明にかかる発酵器の実施の形態を示す全体斜視図である。本実施の形態にかかる発酵器1は、発酵室(後述する)の内部を加熱する熱源の一例としてのヒーター部を備える底部4と、底部4に隣接する周壁部5および扉6と、周壁部5および扉6に隣接する天井部7と、により構成される。ここで、発酵器1の外観は、ほぼ直方体である。底部4、周壁部5、扉6、天井部7で囲まれた発酵器1の内部には、パン生地やパン種などの被発酵物が格納される発酵室が形成される。
[Device configuration of fermenter]
FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of a fermenter according to the present invention. The fermenter 1 according to the present embodiment includes a bottom portion 4 including a heater portion as an example of a heat source for heating the inside of a fermentation chamber (described later), a peripheral wall portion 5 and a door 6 adjacent to the bottom portion 4, and a peripheral wall portion. 5 and a ceiling portion 7 adjacent to the door 6. Here, the appearance of the fermenter 1 is a substantially rectangular parallelepiped. In the fermenter 1 surrounded by the bottom part 4, the peripheral wall part 5, the door 6, and the ceiling part 7, a fermentation chamber in which to-be-fermented items such as bread dough and bread type are stored is formed.
底部4の上面には、設けられるヒーター部3の発熱面が配置されている。ヒーター部3は、例えば電熱性のヒーターを用いることができる。また、ヒーター部3は、底部4の筐体内部に収められる後述の本発明にかかる発酵器の温度制御プログラムにより発熱温度が制御される。 On the upper surface of the bottom part 4, the heat generating surface of the heater part 3 provided is arranged. As the heater unit 3, for example, an electrothermal heater can be used. In addition, the heating temperature of the heater unit 3 is controlled by a temperature control program for a fermenter according to the present invention, which will be described later, housed in the housing of the bottom 4.
図2は、図1の全体斜視図から扉6を取り外した状態を示す斜視図である。周壁部5は、さらに発酵器1の側面をなす右側壁5aと左側壁5bと、背面(扉6の反対側)をなす背面部5cとからなる。右側壁5aと左側壁5bと背面部5cのそれぞれは、ほぼ矩形の板状部材である。右側壁5aと左側壁5bと背面部5cは、それぞれ別部材として形成されている。なお、右側壁5aと左側壁5bと背面部5cは、一つの部材として形成しそれぞれの接続部分を薄肉化して折りたたみ可能なように形成してもよい。 FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the door 6 is removed from the overall perspective view of FIG. The peripheral wall portion 5 further includes a right side wall 5a and a left side wall 5b that form the side surface of the fermenter 1, and a back surface portion 5c that forms the back surface (opposite side of the door 6). Each of the right side wall 5a, the left side wall 5b, and the back surface portion 5c is a substantially rectangular plate-like member. The right side wall 5a, the left side wall 5b, and the back surface part 5c are formed as separate members. Note that the right side wall 5a, the left side wall 5b, and the back surface portion 5c may be formed as a single member so that each connection portion can be thinned and folded.
なお、周壁部5,扉6,天井部7は、発酵室内外の断熱が必要であるため、断熱性の材料により形成されている。周壁部5,扉6,天井部7の材質としては、例えば低発泡性のポリスチレン(いわゆる発泡スチロール)が挙げられる。 In addition, since the surrounding wall part 5, the door 6, and the ceiling part 7 need the heat insulation inside and outside a fermentation chamber, they are formed with the heat insulating material. Examples of the material of the peripheral wall portion 5, the door 6, and the ceiling portion 7 include low-foaming polystyrene (so-called foamed polystyrene).
ただし、周壁部5,扉6,天井部7の材質としては、ポリプロピレンやこれに代替できる他の高分子化合物でもよい。また、周壁部5,扉6,天井部7はそれぞれ材質が違っていてもよい。 However, the material of the peripheral wall portion 5, the door 6, and the ceiling portion 7 may be polypropylene or another polymer compound that can be substituted for this. Further, the peripheral wall portion 5, the door 6, and the ceiling portion 7 may be made of different materials.
発酵室2には、周壁部5の内壁に設けられる載置網受け9によって、載置網8が載置可能である。また、発酵室2には、発酵室2内の複数の載置網8のうちヒーター部3に最も近い載置網8とヒーター部3との間(ヒーター部3の真上)にある載置網受け9を介して、対流制御板10が載置可能である。 A placement net 8 can be placed in the fermentation chamber 2 by a placement net receiver 9 provided on the inner wall of the peripheral wall portion 5. Further, in the fermentation chamber 2, a placement between the placement net 8 closest to the heater unit 3 and the heater unit 3 among the plurality of placement nets 8 in the fermentation chamber 2 (directly above the heater unit 3). A convection control plate 10 can be placed via the net holder 9.
載置網8は、被発酵物(あるいは被発酵物が収められたトレイ)が載置される複数の載置台の一例である。なお、載置網8は、網状のものに限らず、後述するように発酵室2内の空気の対流を実現できる形状であれば、様々なものを利用することが可能である。 The loading net 8 is an example of a plurality of loading tables on which a material to be fermented (or a tray in which the material to be fermented is stored) is placed. The placement net 8 is not limited to a net-like shape, and various types can be used as long as the convection of the air in the fermentation chamber 2 can be realized as will be described later.
載置網受け9は、被発酵物を発酵室2内に格納する際に用いられる載置網8を載置するために、発酵室2の内側に向けて突出するように周壁部5の右側壁5aおよび左側壁5bに設けられている。 The placement net receiver 9 is located on the right side of the peripheral wall 5 so as to protrude toward the inside of the fermentation chamber 2 in order to place the placement net 8 used when storing the fermented material in the fermentation chamber 2. It is provided on the wall 5a and the left side wall 5b.
対流制御板10は、載置網受け9を介して、発酵室2内に配置される。また、対流制御板10は、発酵室2内の複数の載置網8のうちヒーター部3に最も近い載置網8とヒーター部3との間に配置される。ここで、対流制御板10とヒーター部3との鉛直方向の距離は、対流制御板10の耐熱性を考慮して適宜定められ、後述のヒーター部3からの熱流を周壁部5側へ促す効果を考慮すると短いことが望ましい。 The convection control plate 10 is arranged in the fermentation chamber 2 via the placement net receiver 9. Further, the convection control plate 10 is disposed between the placement net 8 and the heater section 3 that are closest to the heater section 3 among the plurality of placement nets 8 in the fermentation chamber 2. Here, the vertical distance between the convection control plate 10 and the heater unit 3 is appropriately determined in consideration of the heat resistance of the convection control plate 10, and the effect of urging the heat flow from the heater unit 3 described later to the peripheral wall unit 5 side. It is desirable to be short considering
図3は、天井部7を取り外し、対流制御板10を載置した状態の発酵器1の平面図である。対流制御板10は、本体部10a、切欠部10b(10b1,10b2)を有する。対流制御板10は、発酵室2に対流制御板10を配置したときに、本体部10aが発酵室2の平面視中央付近に位置するように配置される。図3中、ハッチングを施した箇所は、後述する流路を示す。 FIG. 3 is a plan view of the fermenter 1 with the ceiling 7 removed and the convection control plate 10 placed thereon. The convection control plate 10 includes a main body portion 10a and a notch portion 10b (10b1, 10b2). The convection control plate 10 is arranged such that the main body portion 10 a is located near the center of the fermentation chamber 2 in plan view when the convection control plate 10 is arranged in the fermentation chamber 2. In FIG. 3, hatched portions indicate flow paths described later.
本体部10aは、対流制御板10が発酵室2内に載置された際にヒーター部3の熱流が直上(に載置される被発酵物)に上昇せずに後述するように整流させるために、通気性を有しない(あるいは通気性の低い)材質や構成を有する。 When the convection control plate 10 is placed in the fermentation chamber 2, the main body 10 a rectifies the heat flow of the heater unit 3 as described later without rising directly above (to be fermented). In addition, it has a material or a structure that does not have air permeability (or has low air permeability).
切欠部10bは、対流制御板10の縁に形成される。切欠部10bは、発酵室2内の空間のうち、対流制御板10の下方の空間と対流制御板10の上方の空間とを連通させ、ヒーター部3付近の温かい空気と発酵室2内の空気とを流通させる流路を形成する構成の一例である。
対流制御板10の材質としては、断熱性を有するものが望ましく、例えば低発泡性のポリスチレンがあげられる。
The notch 10 b is formed at the edge of the convection control plate 10. The notch 10b communicates the space below the convection control plate 10 and the space above the convection control plate 10 among the spaces in the fermentation chamber 2 so that warm air near the heater 3 and air in the fermentation chamber 2 are communicated. It is an example of the structure which forms the flow path which distribute | circulates.
The material of the convection control plate 10 is preferably a material having heat insulation properties, such as low foam polystyrene.
図4は、発酵器1の側断面図である。切欠部10bを設けることで、本実施の形態にかかる発酵器1では、ヒーター部3によって熱せられた対流制御板10の下方の空間にある空気が、切欠部10bを通って周壁部5の内壁沿い(図3においてハッチングを施した箇所)を上昇する。上昇した空気は、図4の矢印で示したように、天井部7の内壁に当たった後に下降に転じ、載置網8の網目を抜けて対流制御板10の上面に反射されて再び上昇に転じることで発酵室2内を対流する。対流制御板10が以上のような空気の流れを促すことで、発酵器1は、発酵室2内の温度差を低減することができる。つまり、発酵器1は、ヒーター部3に近い載置網8に載置される被発酵物とヒーター部3から離れた載置網8に載置される被発酵物との発酵温度の差を低減することができる。 FIG. 4 is a side sectional view of the fermenter 1. By providing the notch 10b, in the fermenter 1 according to the present embodiment, the air in the space below the convection control plate 10 heated by the heater 3 passes through the notch 10b and the inner wall of the peripheral wall 5 Ascend along (the hatched area in FIG. 3). As shown by the arrow in FIG. 4, the air that has risen hits the inner wall of the ceiling portion 7, then turns downward, passes through the mesh of the placement net 8, is reflected by the upper surface of the convection control plate 10, and rises again. The inside of the fermentation chamber 2 is convected by turning. The fermenter 1 can reduce the temperature difference in the fermentation chamber 2 because the convection control plate 10 promotes the air flow as described above. That is, the fermenter 1 determines the difference in fermentation temperature between the object to be fermented placed on the placing net 8 near the heater unit 3 and the object to be fermented placed on the placing net 8 away from the heater unit 3. Can be reduced.
図5は、底部4の斜視図である。また、図6は天井部7を取り外した状態の発酵器1の平面図である。ここで、図6に示すように、発酵器1は断面形状が平面視多角形、より詳細には矩形状である。 FIG. 5 is a perspective view of the bottom portion 4. FIG. 6 is a plan view of the fermenter 1 with the ceiling 7 removed. Here, as shown in FIG. 6, the fermenter 1 has a polygonal cross-sectional shape, more specifically a rectangular shape.
底部4は、例えば樹脂製の筐体4aにより板状に形成される。底部4には、ヒーター部3のほかに、結合部品11、スイッチ部12、表示部13、発酵室内温度センサー(第3センサー)14が設けられる。また、底部4には、図5,6に破線で示したように、発酵室外温度センサー(第1センサー)15、ヒーター周囲温度センサー(第2センサー)16、制御回路(温度取得手段と制御手段)17が設けられる。
結合部品11は、例えばねじ込み式ノブであり、ねじ込むことで周壁部5の右側壁5aと左側壁5bとが底部4に固定される。
The bottom part 4 is formed in a plate shape by a housing 4a made of resin, for example. In addition to the heater unit 3, the bottom part 4 is provided with a coupling component 11, a switch unit 12, a display unit 13, and a fermentation chamber temperature sensor (third sensor) 14. Further, as shown by broken lines in FIGS. 5 and 6, the bottom portion 4 has a fermentation chamber outside temperature sensor (first sensor) 15, a heater ambient temperature sensor (second sensor) 16, and a control circuit (temperature acquisition means and control means). ) 17 is provided.
The coupling part 11 is, for example, a screw-type knob, and the right side wall 5a and the left side wall 5b of the peripheral wall part 5 are fixed to the bottom part 4 by screwing.
なお、結合部品11は、周壁部5を底部4に固定することができるものであればよく、上述のようにねじ込み式に限らず様々な方法を採用することができる。 In addition, the coupling component 11 should just be what can fix the surrounding wall part 5 to the bottom part 4, and can employ | adopt not only a screwing type but various methods as mentioned above.
図7は、本発明にかかる発酵器の温度制御プログラムが動作する発酵器1の温度制御手段の機能ブロック図である。図6と図7とを参照して、発酵器1の温度制御手段の構成を説明する。 FIG. 7 is a functional block diagram of the temperature control means of the fermenter 1 in which the temperature control program for the fermenter according to the present invention operates. With reference to FIG. 6 and FIG. 7, the structure of the temperature control means of the fermenter 1 is demonstrated.
スイッチ部12は、発酵器1の情報入力手段の一例であり、ヒーター部3の電源の入/切、設定温度の上下などの操作入力を発酵器1の利用者などから受け付ける。 The switch unit 12 is an example of an information input unit of the fermenter 1 and receives operation inputs such as turning on / off the heater unit 3 and raising / lowering the set temperature from a user of the fermenter 1.
表示部(表示手段)13は、例えばヒーター部3の電源の入/切や設定温度などといったヒーター部3の動作状態や発酵室2内の現在の温度などのデータを表示する。 The display unit (display unit) 13 displays data such as the operating state of the heater unit 3 and the current temperature in the fermentation chamber 2 such as turning on / off the heater unit 3 and setting temperature.
発酵室内温度センサー14は、底部4の上面であって背面部5c側の周縁中央付近に設けられている。発酵室内温度センサー14は、ヒーター部3により熱せられた発酵室2内の空気の温度(以下「測定温度T3」という。)を取得する。発酵室内温度センサー14が取得した測定温度T3は、ヒーター部3の温度制御および発酵室2内の温度の推定に用いられる。発酵室内温度センサー14は、例えばサーミスタからなる。 The fermentation chamber temperature sensor 14 is provided on the upper surface of the bottom portion 4 and in the vicinity of the center of the periphery on the back surface portion 5c side. The fermentation chamber temperature sensor 14 acquires the temperature of the air in the fermentation chamber 2 heated by the heater unit 3 (hereinafter referred to as “measurement temperature T3”). The measured temperature T3 acquired by the fermentation chamber temperature sensor 14 is used for temperature control of the heater unit 3 and estimation of the temperature in the fermentation chamber 2. The fermentation chamber temperature sensor 14 is composed of, for example, a thermistor.
なお、発酵室内温度センサー14の位置は、図5に示したように筐体4aの上面の背面部5c側の周縁中央付近に限らず、周壁部5の内壁に沿った位置である限り適宜の場所に配置することができる。つまり、発酵室内温度センサー14の位置としては、例えば、右側壁5a側や左側壁5b側の筐体4aの上面の周縁であってもよい。 Note that the position of the fermentation chamber temperature sensor 14 is not limited to the vicinity of the center of the periphery on the back surface 5c side of the upper surface of the housing 4a as shown in FIG. Can be placed in place. That is, the position of the fermentation chamber temperature sensor 14 may be, for example, the peripheral edge of the upper surface of the housing 4a on the right side wall 5a side or the left side wall 5b side.
発酵室外温度センサー15は、背面部5cの下方にあたる底部4の筐体4a外側に検出部を露出させて設けられる。発酵室外温度センサー15は、発酵室2の外部の気温(以下「外気温度T1」という。)を取得する。発酵室外温度センサー15が取得した外気温度T1は、制御回路17によってヒーター部3の温度制御および発酵室2内の温度の推定に用いられる。発酵室外温度センサー15は、例えばサーミスタからなる。 The fermentation chamber outside temperature sensor 15 is provided with the detection unit exposed outside the housing 4a of the bottom 4 below the back surface 5c. The fermentation room outside temperature sensor 15 acquires the temperature outside the fermentation room 2 (hereinafter referred to as “outside air temperature T1”). The outside air temperature T1 acquired by the fermentation chamber outside temperature sensor 15 is used by the control circuit 17 for temperature control of the heater unit 3 and estimation of the temperature inside the fermentation chamber 2. Fermentation room outside temperature sensor 15 consists of a thermistor, for example.
ヒーター周囲温度センサー16は、底部4の筐体(モールド)4aに不図示の温度検知部が位置するように設けられる。ヒーター周囲温度センサー16は、筐体4aのヒーター部3に近接した箇所の温度(以下「周囲温度T2」という。)を取得する。ヒーター周囲温度センサー16が取得した周囲温度T2は、制御回路17によってヒーター部3の温度制御および発酵室2内の温度の推定に用いられる。ヒーター周囲温度センサー16は、例えばサーミスタからなる。 The heater ambient temperature sensor 16 is provided so that a temperature detection unit (not shown) is positioned on the casing (mold) 4 a of the bottom 4. The heater ambient temperature sensor 16 obtains the temperature at a location close to the heater section 3 of the housing 4a (hereinafter referred to as “ambient temperature T2”). The ambient temperature T2 acquired by the heater ambient temperature sensor 16 is used by the control circuit 17 for temperature control of the heater unit 3 and estimation of the temperature in the fermentation chamber 2. The heater ambient temperature sensor 16 is a thermistor, for example.
制御回路17は、底部4の筐体4a内の適宜な位置に設けられる。制御回路17は、発酵室2内の中央部温度T4(以下「中央部温度T4」という。)を取得して、現在の温度として表示部13に表示する。すなわち、発酵器1の利用者は、表示部13の表示により、発酵室2内の中央部の温度を把握することができる。 The control circuit 17 is provided at an appropriate position in the housing 4 a of the bottom portion 4. The control circuit 17 acquires the center temperature T4 (hereinafter referred to as “center temperature T4”) in the fermentation chamber 2 and displays it on the display unit 13 as the current temperature. That is, the user of the fermenter 1 can grasp the temperature of the central part in the fermentation chamber 2 by the display on the display unit 13.
ここで、制御回路17は、発酵室内温度センサー14が取得した測定温度T3、発酵室外温度センサー15が取得した外気温度T1、およびヒーター周囲温度センサー16が取得した周囲温度T2と、を用いて中央部温度T4を推定して取得する。中央部温度T4の推定方法については、後述する。 Here, the control circuit 17 uses the measured temperature T3 acquired by the fermentation chamber temperature sensor 14, the outside air temperature T1 acquired by the fermentation chamber outside temperature sensor 15, and the ambient temperature T2 acquired by the heater ambient temperature sensor 16 in the center. The part temperature T4 is estimated and acquired. A method for estimating the center temperature T4 will be described later.
なお、制御回路17による中央部温度T4の取得方法は、上述のように推定するものに限られない。例えば、制御回路17は、発酵室2中央に設けられた温度センサー(不図示)で検知された温度を、中央部温度T4として取得してもよい。 In addition, the acquisition method of the center part temperature T4 by the control circuit 17 is not restricted to what is estimated as mentioned above. For example, the control circuit 17 may acquire the temperature detected by a temperature sensor (not shown) provided in the center of the fermentation chamber 2 as the center temperature T4.
また、制御回路17は、スイッチ部12から取得した設定温度TSと外気温度T1と周辺温度T2との情報に基づいてヒーター部3の出力温度TTを算出し、ヒーター部3の温度制御を行う。制御回路17は、例えば所定のCPU、プログラムを格納するメモリ、その他必要な周辺機器を集積した回路(マイクロコントローラ)などによって実現されている。 The control circuit 17 calculates the output temperature TT of the heater unit 3 based on information on the set temperature TS, the outside air temperature T1, and the ambient temperature T2 acquired from the switch unit 12, and controls the temperature of the heater unit 3. The control circuit 17 is realized by, for example, a predetermined CPU, a memory for storing a program, and a circuit (microcontroller) in which other necessary peripheral devices are integrated.
[中央部温度T4の推定とヒーター部の出力温度TTの算出について]
次に、発酵器1で用いる中央部温度T4を推定により取得する場合のその推定方法と、ヒーター部の出力温度TTの算出方法について説明する。中央部温度T4は、次式1により推定される。また、ヒーター部3の出力温度TTは、次式2により算出される。
式1:T4=T3−(T2−T1)×F
式2:TT=TS+(T2−T1)×F
ただし、Fは発酵室2からの放射熱の影響を考慮して予め定められた係数であり、例えば制御回路17のメモリに記憶されている。
[Estimation of center temperature T4 and calculation of heater output temperature TT]
Next, an estimation method in the case of obtaining the center temperature T4 used in the fermenter 1 by estimation and a calculation method of the output temperature TT of the heater section will be described. The center temperature T4 is estimated by the following equation 1. Further, the output temperature TT of the heater unit 3 is calculated by the following equation 2.
Formula 1: T4 = T3- (T2-T1) * F
Formula 2: TT = TS + (T2−T1) × F
However, F is a coefficient determined in consideration of the influence of radiant heat from the fermentation chamber 2, and is stored in the memory of the control circuit 17, for example.
まず、式1、2を決定するにあたり、温度測定位置についての考え方を示す。
図8は、温度測定位置を示す発酵器1の側断面図である。式1による中央部温度T4を推定するために用いる温度センサーは、発酵室内温度センサー14、発酵室外温度センサー15、ヒーター周囲温度センサー16の3つである。底部4の背面部5c側には、発酵室2外の外気温度T1を取得する発酵室外温度センサー15が設けられる。また、底部4内のヒーター部3付近には、周囲温度T2を取得するヒーター周囲温度センサー16が設けられる。さらに、対流制御板10の切欠部10bと背面部5cとによって形成される自然対流の流路上に、測定温度T3を取得する発酵室内温度センサー14が設けられる。
First, in determining Formulas 1 and 2, the concept of the temperature measurement position is shown.
FIG. 8 is a side sectional view of the fermenter 1 showing the temperature measurement position. The temperature sensors used for estimating the central temperature T4 according to Equation 1 are the fermentation chamber temperature sensor 14, the fermentation chamber temperature sensor 15, and the heater ambient temperature sensor 16. A fermentation chamber outside temperature sensor 15 that acquires an outside air temperature T1 outside the fermentation chamber 2 is provided on the back surface 5c side of the bottom portion 4. Further, a heater ambient temperature sensor 16 that acquires the ambient temperature T2 is provided near the heater unit 3 in the bottom 4. Furthermore, a fermentation chamber temperature sensor 14 for obtaining the measured temperature T3 is provided on the natural convection flow path formed by the notch 10b and the back surface 5c of the convection control plate 10.
発酵器1のように、発酵室2の底部4にヒーター部3を設けて発酵室2内の空気を加熱する場合に、ヒーター部3の出力温度TTを算出するにあたり基本となる式は次の式3である。
式3 TT=TS+(T3−T4)
As in the case of the fermenter 1, when the heater 3 is provided at the bottom 4 of the fermentation chamber 2 to heat the air in the fermentation chamber 2, the basic equation for calculating the output temperature TT of the heater 3 is Equation 3.
Formula 3 TT = TS + (T3-T4)
ここで、式3について説明する。測定温度T3には、対流制御板10の下方の空間にある、ヒーター部3によって熱せられた空気の温度が反映されている。また、中央部温度T4は、被発酵物が載置される載置網8付近の温度に相当する。中央部温度T4は、測定温度T3と比較すると低温である。測定温度T3より中央部温度T4が低温の理由は、発酵室2内の空気を温めるために生じた温度低下と周壁部5を通じて発酵室2外に放出される熱による温度低下との影響による。測定温度T3より中央部温度T4が低温の理由のうち、発酵室2内の空気を暖めるために生じた温度低下は、測定温度T3を測定する位置から中央部温度T4を測定すると仮定する位置までの熱伝達経路(すなわち、熱の伝達時間)によって生ずる温度低下と考えることができる。 Here, Formula 3 will be described. The measured temperature T3 reflects the temperature of the air heated by the heater unit 3 in the space below the convection control plate 10. Moreover, center part temperature T4 is corresponded to the temperature of the mounting net | network 8 by which a to-be-fermented object is mounted. The center temperature T4 is lower than the measurement temperature T3. The reason why the central temperature T4 is lower than the measurement temperature T3 is due to the influence of the temperature decrease caused by heating the air in the fermentation chamber 2 and the temperature decrease due to the heat released to the outside of the fermentation chamber 2 through the peripheral wall portion 5. Among the reasons why the central temperature T4 is lower than the measurement temperature T3, the temperature drop caused by warming the air in the fermentation chamber 2 is from the position where the measurement temperature T3 is measured to the position where the central temperature T4 is assumed to be measured. It can be considered that the temperature drop is caused by the heat transfer path (ie, heat transfer time).
つまり、発酵室2の中央部温度T4を発酵室2の設定温度TSに制御するにあたり、ヒーター部3の出力温度TTは、発酵室2の設定温度TSに熱の伝達時間によって生ずる温度低下分と周壁部5を通じて発酵室2外に放出される熱による温度低下分を加える必要がある。 That is, in controlling the central temperature T4 of the fermentation chamber 2 to the set temperature TS of the fermentation chamber 2, the output temperature TT of the heater unit 3 is the temperature drop caused by the heat transfer time to the set temperature TS of the fermentation chamber 2. It is necessary to add a temperature drop due to heat released from the fermentation chamber 2 through the peripheral wall 5.
一方、発酵室2の中央部温度T4に基づいてヒーター部3の出力温度TTを制御する場合、以下の点について考慮しなければならない。 On the other hand, when controlling the output temperature TT of the heater part 3 based on the center temperature T4 of the fermentation chamber 2, the following points must be considered.
つまり、ヒーター部3の出力温度TTをヒーター部3から離れた位置の温度にあたる発酵室2の中央部温度T4に基づいて制御すると、温度変化のヒステリシスが大きくなる。その結果、発酵室2の中央部温度T4を設定温度TSに制御することが困難となる。 That is, when the output temperature TT of the heater unit 3 is controlled based on the center temperature T4 of the fermentation chamber 2 corresponding to the temperature at a position away from the heater unit 3, the temperature change hysteresis increases. As a result, it becomes difficult to control the center temperature T4 of the fermentation chamber 2 to the set temperature TS.
ここで、温度センサーを配置する位置は、発酵器1の底部が好ましい。その理由は、例えば、発酵室2の中央部に温度センサーを配置した場合には、被発酵物であるパン生地を載置した載置網8に温度センサーが近接するからである。従って、パン生地の配置箇所や数などにより、発酵室2内の熱伝達経路(空気の流路)が遮断されるか若しくは変化して、上述の温度センサーにより測定される温度の数値に変化が生じるおそれがあるからである。 Here, the position where the temperature sensor is arranged is preferably the bottom of the fermenter 1. The reason is that, for example, when a temperature sensor is arranged in the central part of the fermentation chamber 2, the temperature sensor comes close to the placement net 8 on which the bread dough that is to be fermented is placed. Therefore, the heat transfer path (air flow path) in the fermentation chamber 2 is blocked or changed depending on the location and number of bread dough, and the temperature value measured by the temperature sensor changes. Because there is a fear.
また、温度センサーを発酵器1の底部に配置すれば、発酵器1のように発酵室2を組み立て式とした場合においても、組み立ての容易さや位置決め精度確保の観点からメリットがある。 Further, if the temperature sensor is arranged at the bottom of the fermenter 1, even when the fermentation chamber 2 is an assembly type like the fermenter 1, there is a merit from the viewpoint of ease of assembly and ensuring positioning accuracy.
そこで、本実施例においては、ヒーター周囲温度センサー16はもちろんのこと、発酵室内温度センサー14や発酵室外温度センサー15も発酵器1の底部に設けている。発酵器1は、これらのセンサーを用いて、発酵室外の外気温度T1とヒーター部3の周囲温度T2と発酵室内の温度T3を測定して、発酵室2内の中央部温度T4を推定する。そして、発酵器1は、推定した中央部温度T4を用いて、ヒーター部3の出力温度TTを算出する。 Therefore, in this embodiment, not only the heater ambient temperature sensor 16 but also the fermentation chamber temperature sensor 14 and the fermentation chamber temperature sensor 15 are provided at the bottom of the fermenter 1. The fermenter 1 uses these sensors to measure the outside air temperature T1 outside the fermentation chamber, the ambient temperature T2 of the heater unit 3, and the temperature T3 inside the fermentation chamber, and estimates the central temperature T4 inside the fermentation chamber 2. And the fermenter 1 calculates the output temperature TT of the heater part 3 using the estimated center part temperature T4.
次に、発酵器1において、発酵室外の外気温度T1とヒーター部3の周囲温度T2とを用いて中央部温度T4を推定する際の考え方を説明する。本発明の発明者は、発酵器1を開発するにあたり、発酵器1の構造(ヒーター部3の位置、発酵室2内の熱伝達経路)の場合、発酵室内測定温度T3と中央部温度T4との温度差ΔT1と、発酵室外の外気温度T1とヒーター部3の周囲温度T2との温度差ΔT2と、の間には、所定の係数Fをもって比例して推移する関係があることを見い出した。つまり、ΔT1とΔT2との間には、次の式4が成り立つ。
式4 ΔT1=F×ΔT2
Next, in the fermenter 1, the way of thinking when estimating the center temperature T4 using the outside air temperature T1 outside the fermentation chamber and the ambient temperature T2 of the heater unit 3 will be described. When the inventor of the present invention develops the fermenter 1, in the case of the structure of the fermenter 1 (the position of the heater unit 3, the heat transfer path in the fermentation chamber 2), the measurement temperature T3 in the fermentation chamber and the central temperature T4 It has been found that there is a relationship that changes proportionally with a predetermined coefficient F between the temperature difference ΔT1 between the temperature difference ΔT1 and the temperature difference ΔT2 between the outside air temperature T1 outside the fermentation chamber and the ambient temperature T2 of the heater unit 3. That is, the following expression 4 is established between ΔT1 and ΔT2.
Formula 4 ΔT1 = F × ΔT2
ここで、Fの値は、発酵室2からの放射熱の影響を考慮して予め定められるが、熱伝達経路の違いによる放射熱の影響を考慮して、様々な値をとることができ、制御回路17のメモリに記憶されている。 Here, the value of F is predetermined in consideration of the effect of radiant heat from the fermentation chamber 2, but can take various values in consideration of the effect of radiant heat due to the difference in the heat transfer path, It is stored in the memory of the control circuit 17.
式4から、中央部温度T4は、発酵室外の外気温度T1とヒーター部3の周囲温度T2と発酵室内測定温度T3とにより、上述の式1として導かれる。
そして、式1と式3とにより、ヒーター部3の出力温度TTは、上述の式2として導かれる。
From Expression 4, the center temperature T4 is derived as Expression 1 described above by the outside air temperature T1 outside the fermentation chamber, the ambient temperature T2 of the heater unit 3, and the fermentation chamber measurement temperature T3.
And the output temperature TT of the heater part 3 is guide | induced as the above-mentioned Formula 2 by Formula 1 and Formula 3.
[発酵器の温度制御]
次に、本発明にかかる発酵器1の温度制御方法について説明する。
図9は、発酵器1の温度制御方法の例を示すフローチャートである。
[Fermenter temperature control]
Next, the temperature control method of the fermenter 1 according to the present invention will be described.
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the temperature control method of the fermenter 1.
まず、制御回路17は、スイッチ部12に入力された発酵器1の動作開始、および、設定温度TSの情報を取得する(図9におけるS101)。発酵器1の動作開始後、制御回路17は、発酵室外温度センサー15から外気温度T1(S102)を、ヒーター周囲温度センサー16からヒーター部3の周囲温度T2(モールド温度)(S103)を、発酵室内温度センサー14から測定温度T3をそれぞれ取得する(S104)。 First, the control circuit 17 acquires the operation start of the fermenter 1 input to the switch unit 12 and information on the set temperature TS (S101 in FIG. 9). After the start of the operation of the fermenter 1, the control circuit 17 ferments the outside air temperature T1 (S102) from the fermentation chamber outside temperature sensor 15 and the ambient temperature T2 (mold temperature) (S103) of the heater unit 3 from the heater ambient temperature sensor 16. The measured temperature T3 is acquired from the indoor temperature sensor 14 (S104).
設定温度TS、外気温度T1、周囲温度T2、および測定温度T3を取得した制御回路17は、式1により発酵室2内部の中央部温度T4を推定する(S105)。 The control circuit 17 that has acquired the set temperature TS, the outside air temperature T1, the ambient temperature T2, and the measurement temperature T3 estimates the central temperature T4 inside the fermentation chamber 2 using Equation 1 (S105).
制御回路17は、設定温度TSと推定した中央部温度T4とに基づいて、式2によりヒーター部3の出力温度TTを算出して、ヒーター部3の出力を制御する(S106)。制御回路17は、設定された出力温度TTを目標としてヒーター部3を加熱する(S107)。 The control circuit 17 calculates the output temperature TT of the heater unit 3 using Equation 2 based on the set temperature TS and the estimated center temperature T4, and controls the output of the heater unit 3 (S106). The control circuit 17 heats the heater unit 3 with the set output temperature TT as a target (S107).
制御回路17は、測定温度T3が出力温度TTに達したか否かを判断する(S108)。測定温度T3が出力温度TTに達した場合には(S108:Yes)、式1,2より中央部温度T4が設定温度TSに達したと推定されるので、制御回路17は温度制御処理を終了する。測定温度T3が出力温度TTに達しない場合には(S108:No)、制御回路17は、S102以下の処理を繰り返す。 The control circuit 17 determines whether or not the measured temperature T3 has reached the output temperature TT (S108). When the measured temperature T3 reaches the output temperature TT (S108: Yes), it is estimated from the expressions 1 and 2 that the central temperature T4 has reached the set temperature TS, so the control circuit 17 ends the temperature control process. To do. If the measured temperature T3 does not reach the output temperature TT (S108: No), the control circuit 17 repeats the processing from S102 onward.
[設定温度近接時のヒーター部の出力制御]
次に、測定温度T3が出力温度TTに近づいた際のヒーター部3の出力制御(出力の変更)について説明する。
[Output control of heater when set temperature is close]
Next, output control (change of output) of the heater unit 3 when the measured temperature T3 approaches the output temperature TT will be described.
図10は、発酵器1のヒーター部3の出力制御方法の例を示すフローチャートである。制御回路17は、出力温度TTと発酵室外の外気温度T1との差ΔTを算出する(図10におけるS201)。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of an output control method of the heater unit 3 of the fermenter 1. The control circuit 17 calculates a difference ΔT between the output temperature TT and the outside air temperature T1 outside the fermentation chamber (S201 in FIG. 10).
制御回路17は、ΔTに基づいて出力温度TTを下回り(出力温度TTより低温)出力制御を開始する温度として、所定温度TCを算出する(S202)。ここで、所定温度TCは、出力温度TTから一定の温度を減じた温度(例えば、TT−α[℃];αは予め定められる値)としても、あるいはΔTの大きさにより可変(例えば、ΔTの値に比例して所定温度TCを変化)させてもよい。 The control circuit 17 calculates a predetermined temperature TC as a temperature for starting output control below the output temperature TT (lower temperature than the output temperature TT) based on ΔT (S202). Here, the predetermined temperature TC may be a temperature obtained by subtracting a certain temperature from the output temperature TT (for example, TT−α [° C.]; α is a predetermined value) or may be variable depending on the magnitude of ΔT (for example, ΔT The predetermined temperature TC may be changed in proportion to the value of.
制御回路17は、所定温度TCを算出後、測定温度T3が所定温度TCに到達したか否かの判断を行う(S203)。測定温度T3が所定温度TCに達しないときは(S203:No)、S203の判断を繰り返す。 After calculating the predetermined temperature TC, the control circuit 17 determines whether or not the measured temperature T3 has reached the predetermined temperature TC (S203). When the measured temperature T3 does not reach the predetermined temperature TC (S203: No), the determination of S203 is repeated.
測定温度T3が所定温度TCに達したときは(S203:Yes)、制御回路17は、ヒーター部3の出力をそれまでの出力より低下させる(S204)。出力低下の方法としては、例えば、通常の出力がヒーター部3の定格電流値を連続的に与えているのに対して所定温度TCに達した後はPWM制御に移行する方法が挙げられる。 When the measured temperature T3 reaches the predetermined temperature TC (S203: Yes), the control circuit 17 lowers the output of the heater unit 3 from the previous output (S204). As a method for reducing the output, for example, there is a method in which the normal output continuously gives the rated current value of the heater unit 3 but shifts to PWM control after reaching a predetermined temperature TC.
所定温度TCに達した後にPWM制御を行う場合に、制御回路17は、例えばΔTと発酵室外の外気温度T1とに基づいて、通常の出力に対するPWM制御時の出力の比率を算出する。このとき、制御回路17は、例えば、図11のような予めメモリなどの不図示の記憶手段に格納されるデータテーブルに基づいてPWM制御時の上記出力の比率を算出する。 When performing the PWM control after reaching the predetermined temperature TC, the control circuit 17 calculates the ratio of the output during the PWM control to the normal output based on, for example, ΔT and the outside air temperature T1 outside the fermentation chamber. At this time, for example, the control circuit 17 calculates the ratio of the output during PWM control based on a data table previously stored in a storage unit (not shown) such as a memory as shown in FIG.
なお、所定温度TCに達した後の出力低下の方法としては、以上説明した例に限らず、例えば、通常の出力時の電流値より所定温度TCに達した後は電流値を低下させる、あるいは、ヒーター部3の加熱面の面積を変更するなどの方法が考えられる。 Note that the method for reducing the output after reaching the predetermined temperature TC is not limited to the example described above. For example, the current value is decreased after reaching the predetermined temperature TC from the current value during normal output, or A method such as changing the area of the heating surface of the heater unit 3 can be considered.
図12は、発酵室2内の温度変化の概略の一例を示す図である。図12において、縦軸は測定温度T3、横軸は発酵器1の動作開始からの経過時間tを示す。測定温度T3は、初期の温度T0からヒーター部3が定格電流値で加熱されることにより上昇する。測定温度T3が所定温度TCに達すると、制御回路17が上述の処理によりヒーター部3の出力を定格の出力から所定の比率で低下させる。このため、測定温度T3は、出力温度TTに到達後緩やかに低下し時間t1が経過した後に設定温度TSに収束し始める。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an outline of a temperature change in the fermentation chamber 2. In FIG. 12, the vertical axis represents the measured temperature T3, and the horizontal axis represents the elapsed time t from the start of the operation of the fermenter 1. The measured temperature T3 rises from the initial temperature T0 when the heater unit 3 is heated at the rated current value. When the measured temperature T3 reaches the predetermined temperature TC, the control circuit 17 decreases the output of the heater unit 3 from the rated output at a predetermined ratio by the above-described processing. Therefore, the measured temperature T3 gradually decreases after reaching the output temperature TT and starts to converge to the set temperature TS after the time t1 has elapsed.
なお、発酵室2内の温度制御の仕方は、図12のように測定温度T3が出力温度TTを上回った(オーバーシュート)後に出力温度TT以下になり、その温度から徐々に収束させる場合に限らない。例えば、図13のようにオーバーシュートした後に出力温度TT以上の温度から徐々に収束させることも可能である。また、図14のようにオーバーシュートすることなく徐々に出力温度TTに収束させることも可能である。 The temperature control in the fermentation chamber 2 is limited to the case where the measured temperature T3 becomes lower than the output temperature TT after the measured temperature T3 exceeds the output temperature TT (overshoot) as shown in FIG. 12, and gradually converges from that temperature. Absent. For example, after overshooting as shown in FIG. 13, it is possible to gradually converge from a temperature equal to or higher than the output temperature TT. Further, as shown in FIG. 14, it is possible to gradually converge to the output temperature TT without overshooting.
[実施の形態の作用・効果]
以上説明したように発酵器1は、発酵室2の温度(中央部温度T4)を設定温度TSとするために発酵器1のヒーター部3の出力温度TTを算出し、算出した出力温度TTをヒーター部3の温度とするためにヒーター部3の出力を制御する。その際、発酵室外温度センサー15から取得した外気温度T1、ヒーター周囲温度センサー16から取得した周囲温度T2、発酵室内温度センサー14から取得した測定温度T3を用いる。そのため、発酵器1によれば、温度変化のヒステリシス、被発酵物の位置・大きさ・数などによる熱伝達経路の変化などの影響を受けることなく、かつ、組み立ての容易さなどを損なうことなく安定した位置で温度測定ができる。
[Operations and effects of the embodiment]
As described above, the fermenter 1 calculates the output temperature TT of the heater unit 3 of the fermenter 1 in order to set the temperature (center temperature T4) of the fermentation chamber 2 to the set temperature TS, and the calculated output temperature TT is calculated. In order to obtain the temperature of the heater unit 3, the output of the heater unit 3 is controlled. At that time, the outside temperature T1 acquired from the fermentation chamber outside temperature sensor 15, the ambient temperature T2 acquired from the heater ambient temperature sensor 16, and the measurement temperature T3 acquired from the fermentation chamber temperature sensor 14 are used. Therefore, according to the fermenter 1, it is not influenced by the hysteresis of the temperature change, the change of the heat transfer path due to the position, size, number, etc. of the fermented material, and without impairing the ease of assembly. Temperature can be measured at a stable position.
また、以上説明したように発酵器1は、底部4に発酵室内温度センサー14と発酵室外温度センサー15とヒーター周囲温度センサー16とを設けることによって、被発酵物の載置状態に影響されることなく、正確な温度を測定できる。 In addition, as described above, the fermenter 1 is affected by the placement state of the fermented material by providing the fermentation chamber temperature sensor 14, the fermentation chamber outside temperature sensor 15, and the heater ambient temperature sensor 16 at the bottom 4. And accurate temperature can be measured.
さらに、以上説明したように発酵器1は、発酵室2の底部4に配置されたヒーター部3が発酵室2内を加熱するよう構成され、対流制御板10の切欠部10bにより形成される自然対流の流路上に発酵室2内の測定温度T3を取得する発酵室内温度センサー14を配置する。ここで、発酵器1は、対流制御板10の形状により、発酵室内温度センサー14上方の切欠部10bの開口面積が適切に確保(流路の断面積が確保)できるため、自然対流により発酵室2内の温度を均一にすることができる。流路上に発酵室内温度センサー14が配置された発酵器1によれば、発酵室内温度センサー14による発酵室2内の中央部温度T4を正確に推定できる。そして、発酵器1によれば、中央部温度T4の推定値を用いてヒーター部3の出力温度TTを適切に制御し、結果として発酵室2内の温度を設定温度TSに制御することができる。 Furthermore, as described above, the fermenter 1 is configured such that the heater unit 3 disposed at the bottom 4 of the fermentation chamber 2 is configured to heat the inside of the fermentation chamber 2 and is formed by the notch portion 10b of the convection control plate 10. A fermentation chamber temperature sensor 14 for obtaining the measured temperature T3 in the fermentation chamber 2 is disposed on the convection channel. Here, the fermenter 1 can appropriately ensure the opening area of the notch 10b above the temperature sensor 14 in the fermentation chamber (the cross-sectional area of the flow path is ensured) due to the shape of the convection control plate 10, so The temperature in 2 can be made uniform. According to the fermenter 1 in which the fermentation chamber temperature sensor 14 is arranged on the flow path, the center temperature T4 in the fermentation chamber 2 by the fermentation chamber temperature sensor 14 can be accurately estimated. And according to the fermenter 1, the output temperature TT of the heater part 3 can be appropriately controlled using the estimated value of the central part temperature T4, and as a result, the temperature in the fermentation chamber 2 can be controlled to the set temperature TS. .
このように、発酵器1によれば、発酵室からの放射熱の影響を考慮して迅速かつ正確に発酵室内の温度を制御することができる。 Thus, according to the fermenter 1, the temperature in the fermentation chamber can be controlled quickly and accurately in consideration of the influence of radiant heat from the fermentation chamber.
さらに、発酵器1では、出力温度TTと発酵室外の外気温度T1との差ΔTに基づいて出力温度TTを下回り出力制御を開始する温度として、所定温度TCを算出する。そして、発酵器1では、所定温度TCを算出後、測定温度T3が所定温度TCに到達後、それまでのヒーター部3の出力より低い出力でヒーター部3を加熱する。そのため、発酵器1によれば、迅速に発酵室2の温度(測定温度T3などより推定される中央部温度T4)を設定温度TSに収束することができる。 Furthermore, in the fermenter 1, based on the difference (DELTA) T of output temperature TT and outside temperature T1 outside a fermentation chamber, predetermined temperature TC is calculated as temperature which falls below output temperature TT and starts output control. And in the fermenter 1, after calculating the predetermined temperature TC, after the measurement temperature T3 reaches the predetermined temperature TC, the heater unit 3 is heated at an output lower than the output of the heater unit 3 until then. Therefore, according to the fermenter 1, the temperature of the fermentation chamber 2 (the central temperature T4 estimated from the measurement temperature T3 or the like) can be quickly converged to the set temperature TS.
1 :発酵器
2 :発酵室
3 :ヒーター部
4 :底部
4a :筐体
5 :周壁部
6 :扉
7 :天井部
8 :載置網
10 :対流制御板
11 :結合部品
12 :スイッチ部
13 :表示部
14 :発酵室内温度センサー
15 :発酵室外温度センサー
16 :ヒーター周囲温度センサー
17 :制御回路
F :係数
T0 :温度
T1 :外気温度
T2 :周囲温度
T3 :測定温度
T4 :中央部温度
TC :所定温度
TS :設定温度
TT :出力温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Fermenter 2: Fermentation chamber 3: Heater part 4: Bottom part 4a: Case 5: Peripheral wall part 6: Door 7: Ceiling part 8: Placement network 10: Convection control board 11: Connection component 12: Switch part 13: Display unit 14: Fermentation chamber temperature sensor 15: Fermentation chamber temperature sensor 16: Heater ambient temperature sensor 17: Control circuit F: Coefficient T0: Temperature T1: Outside air temperature T2: Ambient temperature T3: Measurement temperature T4: Center temperature TC: Predetermined Temperature TS: Set temperature TT: Output temperature
Claims (10)
上記発酵室内の設定温度TSを取得する情報入力手段と、
上記発酵室外の外気温度T1を取得する第1センサーと、
上記熱源の周辺温度T2を取得する第2センサーと、
上記熱源の出力を制御する制御手段と、
を備えた発酵器により実行される、上記発酵室内の温度を制御する方法であって、
上記設定温度TSを取得するステップと、
上記外気温度T1を取得するステップと、
上記周辺温度T2を取得するステップと、
上記制御手段が上記設定温度TSと上記外気温度T1と上記周辺温度T2とに基づいて上記熱源の出力温度TTを算出するステップと、
を有してなることを特徴とする発酵器の温度制御方法。 A heat source arranged at the bottom of the fermentation chamber where the material to be fermented is stored is configured to heat the fermentation chamber,
Information input means for acquiring the set temperature TS in the fermentation chamber;
A first sensor for acquiring an outside air temperature T1 outside the fermentation chamber;
A second sensor for obtaining an ambient temperature T2 of the heat source;
Control means for controlling the output of the heat source;
A method for controlling the temperature in the fermentation chamber, which is executed by a fermenter equipped with
Obtaining the set temperature TS;
Obtaining the outside air temperature T1;
Obtaining the ambient temperature T2;
The control means calculating the output temperature TT of the heat source based on the set temperature TS, the outside air temperature T1, and the ambient temperature T2,
The temperature control method of the fermenter characterized by comprising.
請求項1に記載の発酵器の温度制御方法。
TT=TS+(T2−T1)×F
ただし、Fは上記発酵室からの放射熱の影響を考慮して予め定められた係数である。 The control means calculates the output temperature TT of the heat source by the following equation:
The temperature control method of the fermenter of Claim 1.
TT = TS + (T2-T1) × F
However, F is a coefficient determined in consideration of the influence of radiant heat from the fermentation chamber.
上記発酵室内の中央部温度T4を取得する温度取得手段と、
を備え、
上記温度取得手段が、上記中央部温度T4を取得するステップと、
を有する、請求項1または2記載の発酵器の温度制御方法。 The fermenter
Temperature acquisition means for acquiring the central temperature T4 in the fermentation chamber;
With
The temperature acquisition means acquiring the center temperature T4;
The temperature control method of the fermenter of Claim 1 or 2 which has these.
上記発酵室内の測定温度T3を取得する第3センサーと、
を備え、
上記第3センサーが、上記測定温度T3を取得するステップ、
を有し、
上記温度取得手段が、上記外気温度T1と上記周囲温度T2とおよび上記測定温度T3とに基づいて発酵室内の中央部温度T4を推定して取得する、
請求項3記載の発酵器の温度制御方法。 The fermenter
A third sensor for obtaining a measured temperature T3 in the fermentation chamber;
With
The third sensor acquiring the measured temperature T3;
Have
The temperature acquisition means estimates and acquires the center temperature T4 in the fermentation chamber based on the outside air temperature T1, the ambient temperature T2, and the measured temperature T3.
The temperature control method of the fermenter of Claim 3.
請求項4記載の発酵器の温度制御方法。
T4=T3−(T2−T1)×F
ただし、Fは上記発酵室からの放射熱の影響を考慮して予め定められた係数である。 The temperature acquisition means estimates the central temperature T4 by the following equation:
The method for controlling the temperature of a fermenter according to claim 4.
T4 = T3- (T2-T1) × F
However, F is a coefficient determined in consideration of the influence of radiant heat from the fermentation chamber.
上記測定温度T3が上記所定温度TCに到達した際に、上記制御手段が上記熱源の出力を変更するステップと、
を有する、
請求項3記載の発酵器の温度制御方法。 The control means calculating a predetermined temperature TC lower than the output temperature TT based on a temperature difference ΔT between the output temperature TT and the outside air temperature T1,
The control means changing the output of the heat source when the measured temperature T3 reaches the predetermined temperature TC;
Having
The temperature control method of the fermenter of Claim 3.
請求項6記載の発酵器の温度制御方法。 The control means changes the output of the heat source based on the temperature difference ΔT and the outside air temperature T1.
The temperature control method of the fermenter of Claim 6.
上記発酵室内の設定温度TSを取得する情報入力手段と、
上記発酵室外の外気温度T1を取得する第1センサーと、
上記熱源の周辺温度T2を取得する第2センサーと、
上記発酵室内の温度の制御するコンピュータと、
を備えた発酵器において、上記コンピュータに、
上記設定温度TSを取得するステップと、
上記外気温度T1を取得するステップと、
上記周辺温度T2を取得するステップと、
上記設定温度TSと上記外気温度T1と上記周辺温度T2とに基づいて上記熱源の出力温度TTを算出するステップと、
を実行させることを特徴とする発酵器の温度制御プログラム。 A heat source arranged at the bottom of the fermentation chamber where the material to be fermented is stored is configured to heat the fermentation chamber,
Information input means for acquiring the set temperature TS in the fermentation chamber;
A first sensor for acquiring an outside air temperature T1 outside the fermentation chamber;
A second sensor for obtaining an ambient temperature T2 of the heat source;
A computer for controlling the temperature in the fermentation chamber;
In the fermenter equipped with the above computer,
Obtaining the set temperature TS;
Obtaining the outside air temperature T1;
Obtaining the ambient temperature T2;
Calculating an output temperature TT of the heat source based on the set temperature TS, the outside air temperature T1, and the ambient temperature T2,
The temperature control program of the fermenter characterized by performing this.
上記発酵室内の設定温度TSを取得する情報入力手段と、
上記発酵室外の外気温度T1を取得する第1センサーと、
上記熱源の周辺温度T2を取得する第2センサーと、
上記熱源の出力を制御する制御手段と、
を備え、上記発酵室からの放射熱の影響を考慮して上記熱源の出力を制御することで上記発酵室内の温度を制御する発酵器であって、
上記制御手段は、上記設定温度TSと上記外気温度T1と上記周囲温度T2とに基づいて上記熱源の出力を制御する、
ことを特徴とする発酵器。 A heat source arranged at the bottom of the fermentation chamber is configured to heat the fermentation chamber,
Information input means for acquiring the set temperature TS in the fermentation chamber;
A first sensor for acquiring an outside air temperature T1 outside the fermentation chamber;
A second sensor for obtaining an ambient temperature T2 of the heat source;
Control means for controlling the output of the heat source;
A fermenter that controls the temperature in the fermentation chamber by controlling the output of the heat source in consideration of the influence of radiant heat from the fermentation chamber,
The control means controls the output of the heat source based on the set temperature TS, the outside air temperature T1, and the ambient temperature T2.
Fermenter characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011251280A JP2013102760A (en) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | Temperature control method for fermentor, temperature control program for fermentor, and fermentor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108004139A (en) * | 2017-12-29 | 2018-05-08 | 中山卡士电器有限公司 | A kind of multifunctional household fermenting case |
-
2011
- 2011-11-17 JP JP2011251280A patent/JP2013102760A/en active Pending
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CN108004139A (en) * | 2017-12-29 | 2018-05-08 | 中山卡士电器有限公司 | A kind of multifunctional household fermenting case |
CN108004139B (en) * | 2017-12-29 | 2023-08-29 | 中山卡士电器有限公司 | Multifunctional household fermentation box |
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