JP3904171B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調理容器を加熱するとともに調理容器の温度を検出し、検出温度に基づいて沸騰状態を検知する加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガスコンロのような加熱調理器においては、調理容器である鍋の底の温度を温度センサにより検出し、温度の変化傾向を監視することによって、煮物や焚き物のように水分の多いものか、揚げ物のように調理用油を多量に使用するものかなどの料理の種別を判別するものが提供されている。このように料理の種別を判別することによって、煮炊き物の焦げつきを防止したり、揚げ物の調理中にてんぷら油のような調理用油が発火するのを防止したりする安全機能を持たせているのである。ところで、煮炊き物のような水もの調理と揚げ物のような油もの調理とを区別するには、まず沸騰状態か否かを判断することが重要である。そこで、水の沸点付近で温度勾配が小さくなると沸騰状態であると判断するものが従来より知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者らは鍋底と温度センサとの接触状態によっては、沸騰状態に至っていないにもかかわらず温度勾配が小さくなることがあるという知見を得た。このような現象が生じると、沸騰状態ではないにもかかわらず沸騰状態と誤判断されるという不都合が生じる。
【０００４】
また、熱源がガスバーナであるときには、風によって炎が揺らぐことによって温度勾配が小さくなる場合もあり、このような場合にも沸騰状態と誤判断されることになる。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、沸騰状態の判断をより確実にして誤判断を防止することができる加熱調理器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、調理容器を加熱する熱源と、調理容器の温度を検出する温度センサと、温度センサによる検出温度に基づいて熱源の発熱量を調節する制御回路とを備え、制御回路は、温度センサによる検出温度の温度勾配が規定値以下になると沸騰状態と仮判定する予備判定手段と、予備判定手段により沸騰状態と仮判定されると熱源の発熱量を沸騰状態が保たれる程度に低減させる加熱量低減手段と、加熱量低減手段により熱源の発熱量を低減させた後に温度センサによる検出温度が規定温度差だけ低下すると沸騰状態の仮判定を解除する沸騰判定解除手段と、沸騰状態の仮判定が解除されると熱源の発熱量を増加させる加熱量増加手段と、加熱量低減手段により熱源の発熱量を低減させた後の温度センサによる検出温度の低下が規定温度以内であると沸騰状態と決定する沸騰決定手段とを備えるものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制御回路が、熱源の動作中に熱源の発熱量を大小２段階から選択するものである。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記制御回路が、沸騰決定手段により沸騰状態が検出されると熱源による加熱を停止させる加熱停止手段を備えるものである。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記制御回路が、沸騰決定手段による沸騰状態の決定がなされるまでの予備判定手段による沸騰状態の仮判定の回数を計数する判定回数計数手段と、判定回数計数手段により計数された回数が規定回数に達すると警報を報知するとともに熱源による加熱を停止させる異常停止手段とを備えるものである。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記熱源をガスバーナとしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、加熱調理器としてガスコンロを例示するが、本発明の技術思想は、電熱線、ハロゲンヒータ、誘導加熱調理器など、各種の加熱調理器に適用可能である。
本実施形態では、図１に示すように、ガスバーナ１の中心付近にサーミスタよりなる温度センサ２を収納したロッド２１を配置し、ロッド２１を押圧ばね２２により図の上向きに付勢している。ロッド２１は通常ではガスバーナ１の炎が直接当たらないように配置される。また、ガスバーナ１の周囲に配置されている五徳２３に鍋やフライパンのような調理容器を載せていない状態で、ロッド２１の先端面（図の上面）は五徳２３の上面よりも上方に突出する。したがって、五徳２３に調理容器を載せると、押圧ばね２２が圧縮されてロッド２１が調理容器の底に弾接する。この状態でガスバーナ１に点火すれば、温度センサ２によって調理容器の底の温度を検出することができる。
【００１０】
ガスバーナ１への燃料ガスの流路上には、ガスバーナ１への点火時に開放される安全弁３と、ガスバーナ１に供給する燃料ガスの流量を調節する流量調節弁４とが設けられる。安全弁３には電磁弁を用いているが、手操作される点火・消火釦５によっても開閉可能であって、安全弁３の閉止状態で点火・消火釦５を押操作すれば操作信号が発生するとともに、安全弁３の弁体が押操作されて安全弁３が開放される。また、安全弁３が開放状態であるときに点火・消火釦５が押操作されると、操作信号に基づいて安全弁３への通電が停止されて安全弁３は閉止される。
【００１１】
流量調節弁４は手操作される火力調節つまみ６により開量の調節が可能になっており、かつ電磁弁によって開量を２段階に選択することができるように構成されている。したがって、ガスバーナ１に点火した状態で、流量調節弁４の開量を２段階に切り換えることによって、ガスバーナ１の火力が２段階に切り換えられる。以下では、火力が大きい状態を大火、火力が小さい状態を小火と呼ぶ。なお、大火と小火とは火力調節つまみ６により設定された範囲とは関係なく調節される。つまり、大火と小火との火力はあらかじめ設定されている。
【００１２】
安全弁３および流量調節弁４は、上述のように手操作以外に電磁弁として制御されるものであって、これらの制御はマイコンを主構成とする制御回路１０が行なう。制御回路１０は、温度センサ２による検出温度の温度勾配が規定値以下になると沸騰状態と仮判定する予備判定手段１１を備える。予備判定手段１１は、温度センサ２による検出温度が水の沸点付近で設定した沸騰判定温度に達したか否かを判断し、検出温度が沸騰判定温度から規定温度だけ上昇するのに要する時間を求める。沸騰判定温度は調理容器の厚みや熱伝導率などによって異なる温度であって、比較的低い温度領域での検出温度の上昇傾向に基づいて決定される。この種の技術は周知であり、たとえば、ガスバーナ１の火力を大火にして８０℃付近に設定した所定の温度領域の下限温度から上限温度までの上昇に要する時間を測定すれば、加熱量に対する検出温度の変化傾向を知ることができ、この情報を用いることにより調理容器内が沸騰状態になる温度を予測することができる。このような予測から沸騰判定温度を決定し、沸騰判定温度（たとえば９５℃）からガスバーナ１の火力を大火にした状態で規定温度（たとえば３℃）だけ上昇するのに要する時間を求め、この時間が十分に長ければ沸騰状態になったと仮判定するのである。
【００１３】
本実施形態では、予備判定手段１１により沸騰状態と仮判定されると、加熱量低減手段１２が流量調節弁４を制御することによりガスバーナ１の火力を小火に切り換える。水の比熱は比較的大きいから、調理容器の調理物が沸騰しているとすれば、小火としても沸騰状態が維持されて検出温度の低下は生じない（小火の火力は沸騰状態を維持できる程度に設定される）。一方、沸騰状態に達していなければ、小火に切り換えると温度センサ２による検出温度が低下することになる。そこで、制御回路１０には沸騰判定解除手段１３が設けられており、小火に切り換えた後に検出温度が規定温度差（沸騰判定温度より低くなる程度に設定される）だけ低下すると、沸騰判定解除手段１３は沸騰状態に達していなかったと判断して沸騰状態の仮判定を棄却し、加熱量増加手段１４を通して流量調節弁４を制御することでガスバーナ１の火力を大火に切り換える。このことにより、調理容器は再加熱されることになる。再加熱時には沸騰判定温度からの上記処理を再度繰り返して小火での検出温度の低下の有無を判断する。
【００１４】
予備判定手段１１による沸騰状態の仮判定後に加熱量低減手段１２によりガスバーナ１の火力を小火に設定した状態で検出温度の低下が生じなければ、沸騰決定手段１５により沸騰状態に達したと決定する。なお、沸騰決定手段１５により沸騰状態が決定されると、加熱停止手段１６により安全弁３を閉止しガスバーナ１を消火させるようにしてもよい。このような処理を行なえば、湯が沸いたときにふきこぼれるのを防止することができる。
【００１５】
一方、上述のように沸騰状態の仮判定の後に小火にすると検出温度が低下して再加熱を行なうという処理がなされたときには、制御回路１０に設けた判定回数計数手段１７により沸騰状態の仮判定がなされた回数を計数する。判定回数計数手段１７により計数された回数が規定回数（２〜３回）に達すると、一過性の現象ではなく何らかの異常が生じているものとして、異常停止手段１８によりガスバーナ１を消火させる。このとき、異常の発生を報知するために、ブザーを鳴動させたり表示灯を点灯させたりすることで警報を発生する。
【００１６】
調理容器内の調理物が実際に沸騰したときの動作例を図３（ａ）に示し、沸騰状態の仮判定が誤判定である場合の動作例を図３（ｂ）に示す。図より明らかなように、時刻ｔ１において沸騰状態と仮判定されると、ガスバーナ１の火力が小火に切り換えられ、実際に沸騰していれば図３（ａ）のように検出温度は低下しないが、ガスバーナ１の炎が風などにより揺らいで温度センサ２に当たったときや、調理容器の底が温度センサ２に十分に接触していないときには、小火になると図３（ｂ）のように検出温度が低下するからガスバーナ１の火力を大火に切り換えて再加熱を行なうのである。
【００１７】
しかして、上述の動作をまとめると、図２のようになる。つまり、沸騰判定温度に達すると（Ｓ１）、ガスバーナ１の火力を大火とし（通常は沸騰判定温度に達する前から大火にしておく）（Ｓ２）、計時を開始する（Ｓ３）。温度センサ２による検出温度が沸騰判定温度から規定温度だけ上昇すると（Ｓ４）、沸騰判定温度から規定温度だけ上昇するのに要した時間を求め（Ｓ５）、この時間Ｔ１を規定時間Ｓ１と比較する（Ｓ６）。時間Ｔ１が規定時間Ｓ１を越えていると、沸騰状態に達したと仮判定し（Ｓ７）、時間Ｔ１が規定時間Ｓ１以下であるときには、沸騰状態が生じなかったとして沸騰状態のない調理物に対する処理を行なう（Ｓ８）。ただし、この種の処理は本発明の要旨ではないから、説明を省略する。
【００１８】
沸騰状態と仮判定されたときには（Ｓ７）、ガスバーナ１の火力を小火に切り換える（Ｓ１１）。小火に切り換えた後の一定時間内に（Ｓ１２）、検出温度が沸騰判定温度よりも低く設定してある再加熱温度まで低下すると（Ｓ１３）、ガスバーナ１の火力を大火に切り換えて再加熱を行なう（Ｓ１４）。一方、小火に切り換えた後の一定時間内に（Ｓ１２）、検出温度が再加熱温度Ｓ２まで低下しなければ、正常な沸騰状態と決定する（Ｓ１５）。ここに、正常な沸騰状態と決定した後に、ガスバーナ１による加熱を継続するか、ガスバーナ１を消火するかは適宜に選択すればよい。ところで、沸騰状態の仮判定を行なったときには仮判定の回数を計数する（Ｓ９）。つまり、ステップＳ１３において再加熱を行なったときには、沸騰状態の仮判定の計数値が１だけ増加する。この計数値が規定回数に達するのは（Ｓ１０）、沸騰状態の仮判定と再加熱とを何度も繰り返している場合であって、このような状態が生じるのは何らかの異常が発生している可能性があるから、表示灯、ブザー、合成音声などによる警報を報知し（Ｓ１６）、ガスバーナ１を消火させる（Ｓ１７）。
【００１９】
以上説明した動作によって、沸騰状態を誤検出することなく正確に検出することができ、しかも、何らかの異常が生じているときにはガスバーナ１を強制的に消火させることができるのである。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、調理容器を加熱する熱源と、調理容器の温度を検出する温度センサと、温度センサによる検出温度に基づいて熱源の発熱量を調節する制御回路とを備え、制御回路は、温度センサによる検出温度の温度勾配が規定値以下になると沸騰状態と仮判定する予備判定手段と、予備判定手段により沸騰状態と仮判定されると熱源の発熱量を沸騰状態が保たれる程度に低減させる加熱量低減手段と、加熱量低減手段により熱源の発熱量を低減させた後に温度センサによる検出温度が規定温度差だけ低下すると沸騰状態の仮判定を解除する沸騰判定解除手段と、沸騰状態の仮判定が解除されると熱源の発熱量を増加させる加熱量増加手段と、加熱量低減手段により熱源の発熱量を低減させた後の温度センサによる検出温度の低下が規定温度以内であると沸騰状態と決定する沸騰決定手段とを備えるものであり、予備判定手段により沸騰状態と仮判定した後に熱源の発熱量を低減させて温度が低下しなければ沸騰状態と決定するから、調理容器と温度センサとの接触状態が不完全であることなどによって沸騰状態と誤判断されるのを防止することができる。つまり、沸騰状態の誤判断を低減することができる。
【００２１】
請求項２の発明のように、制御回路が、熱源の動作中に熱源の発熱量を大小２段階から選択するものでは、熱源の発熱量を連続的に制御するものに比較して制御が容易になるという利点がある。
請求項３の発明のように、制御回路が、沸騰決定手段により沸騰状態が検出されると熱源による加熱を停止させる加熱停止手段を備えるものでは、たとえば湯や茶を沸かすようなときには、沸騰状態と確定された時点で加熱を停止することにより吹きこぼれを防止することができる。
【００２２】
請求項４の発明のように、制御回路が、沸騰決定手段による沸騰状態の決定がなされるまでの予備判定手段による沸騰状態の仮判定の回数を計数する判定回数計数手段と、判定回数計数手段により計数された回数が規定回数に達すると警報を報知するとともに熱源による加熱を停止させる異常停止手段とを備えるものでは、沸騰状態と仮判定される状態と仮判定が解除される状態とが何度も繰り返されるときには、故障あるいは正しくない使用状態であると判断して警報を報知し、かつ加熱を停止することによって、安全性が高くなるのである。
【００２３】
請求項５の発明のように、熱源をガスバーナとしたものでは、ガスバーナの炎が風により煽られて温度センサでの検出温度が調理容器の温度と一致しない場合でも、沸騰状態と仮判定された後に火力を小さくするから、風の影響を軽減して沸騰状態か否かを確実に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上における制御回路の処理手順の一部を示す動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
１ ガスバーナ
２ 温度センサ
１０ 制御回路
１１ 予備判定手段
１２ 加熱量低減手段
１３ 沸騰判定解除手段
１４ 加熱量増加手段
１５ 沸騰決定手段
１６ 加熱停止手段
１７ 判定回数計数手段
１８ 異常停止手段

Claims (5)

1. 調理容器を加熱する熱源と、調理容器の温度を検出する温度センサと、温度センサによる検出温度に基づいて熱源の発熱量を調節する制御回路とを備え、制御回路は、温度センサによる検出温度の温度勾配が規定値以下になると沸騰状態と仮判定する予備判定手段と、予備判定手段により沸騰状態と仮判定されると熱源の発熱量を沸騰状態が保たれる程度に低減させる加熱量低減手段と、加熱量低減手段により熱源の発熱量を低減させた後に温度センサによる検出温度が規定温度差だけ低下すると沸騰状態の仮判定を解除する沸騰判定解除手段と、沸騰状態の仮判定が解除されると熱源の発熱量を増加させる加熱量増加手段と、加熱量低減手段により熱源の発熱量を低減させた後の温度センサによる検出温度の低下が規定温度以内であると沸騰状態と決定する沸騰決定手段とを備えることを特徴とする加熱調理器。
2. 前記制御回路は、熱源の動作中に熱源の発熱量を大小２段階から選択することを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
3. 前記制御回路は、沸騰決定手段により沸騰状態が検出されると熱源による加熱を停止させる加熱停止手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の加熱調理器。
4. 前記制御回路は、沸騰決定手段による沸騰状態の決定がなされるまでの予備判定手段による沸騰状態の仮判定の回数を計数する判定回数計数手段と、判定回数計数手段により計数された回数が規定回数に達すると警報を報知するとともに熱源による加熱を停止させる異常停止手段とを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の加熱調理器。
5. 前記熱源はガスバーナであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の加熱調理器。

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