JPS58123027A

JPS58123027A - 調理用温度制御装置

Info

Publication number: JPS58123027A
Application number: JP459482A
Authority: JP
Inventors: Manabu Takada; 学高田; Shojiro Inoue; 井上　象二郎; Keiichi Mori; 慶一森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-01-13
Filing date: 1982-01-13
Publication date: 1983-07-22
Also published as: JPH039371B2

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。これ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シ忘れて焦げつか
したシする失敗が多かった。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、内容物の温度を検出して、内容物が煮立った時
に、自動的に火力を絞る自動制御装置が考えられている
。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Ｖ品度を検出して内容物流度を類推する方
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、形状や内容物の量
等によシ変化するという欠点があった。

本発明は、鍋底の温度を検出する調理温度制御装置にお
いて、特に煮込み調理等の水分が多く、内部温度を３０
０℃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、その複数個の傾斜の比が予め定められた屈曲値以下
になる点で、屈曲点（１００℃の水分の沸点となる点）
検知をし、種々の制御を行うものである。

以下図面に従って本発明を説明する。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
プルコンロでの実（流側を示す。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の底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に伝達される。温度制御部７は、内
部に傾斜検知部８、屈曲点検知部９、比例部１ｏ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１σ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。つまり、
センサｄの信号が比例制御部１σの設定温度より低い場
合は比例制御弁２′が全開となシバーナばか最大燃焼と
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２１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ったときは、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
少燃焼通となる。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′と調理物ぎの温度の相関は困難である。特に、煮
込み調理では、煮立って火を絞シ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（水は大気圧下
では１００℃以上にならないため）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感度が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がしくなる。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、水は大気圧下では沸点温度以上、即
ち１００℃以上の温度にならないので内容物も１００℃
で安定し、それ以上温度上昇しないので鍋底の温度上昇
も少なくなり、やがて安定することに着眼し鍋底温度の
上昇温度傾斜時の屈四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、Ａ′は
内容物の温度つまり水温、Ｂ　、　Ｂ／は鍋底の温度つ
まシ温度センサ６による検知温度を示す。実線で示した
ム、Ｂは、温度上昇が太きい、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Ａ′、Ｂ′　の温度上昇は、小さ
く例えば、水量が多量であるか、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、カープムｔＢ％ム′、Ｂ
′共に上昇してゆく。温度センサ６の検知温度Ｂ　、　
Ｂ’は、温度Ｔｂで上昇カーブが一度、緩やかになり、
温度Ｔ（から再度上昇を始める。これは温度ＴｂからＴ
Ｉ近辺で鍋底に結露し、さらに蒸発するためで、鍋４の
太きさや材質によシ異なるが、温度Ｔｂ−Ｔｌは、約４
０〜７０℃である。さらに、温度上昇してゆき温度ＴＣ
が１０ｏ′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Ｂ　、　Ｂ
’はＴｄであシ、Ｔｄも水温Ａ、Ａ’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４０種類（
材質や厚さ）や調理物の量、種類により大きくばらつく
。しかし、温度上昇の傾斜が変化する屈曲点Ｃ、Ｃ’は
常に水温ム、Ａ′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。この方法は一定時間のサンプリング時間
（Δ×）毎の温度変化（ΔＴ）を、順次測定してゆき、
まず傾斜検知部８で傾斜（Ｔｎ−７−’ｒ、−ａ　）を
測定し、ついで屈曲点検知部９へ移行し、一定時間毎に
検出した複数個の温度差の和を分母とし、前記分母の最
後に検出した温度差よシ、−個以上経過後の温度差を最
後に検出する温度差とした分母と同数の複数個の温度差
の和を分子となし、それらの温度差の比Ｔｐを順次算出
してゆき、屈曲点検知部９は、その比Ｔｐが一定値Ｐ以
下になった点を屈曲点Ｃであると判断して、そのときの
温度Ｔｄで内容物温度が１００℃になる温度を判断する
方法である。

この比Ｔｐを算出する分母の後方と分子の前方で検出し
た温度差（６丁）は、相互にオバーラップして、例えば（Ｔｎ−ｒ−Ｔｎ−ｓ）±（Ｔｎ−ｓ　Ｔｎ−４）　十
−−＋（Ｔｎ−７−Ｔｎ−ａ　）母の相互間に合間を有
して、例えば、特に、温度上昇カーブの緩やか（第２図Ｂ／）な場合に
、比Ｔｐの変化が判りやすく有利である。

このように、サンプリング時間（△Ｘ）毎の温度差（△
Ｔ）を順次測定し、サンプリングする毎に、次々と温度
差の比’ｒｐを算出しているため、屈曲点Ｃの検出が遅
れることなく、しかも、温度差の比Ｔｐは、前後でサン
プリングした複数個の温度差（ΔＴ）の分子と分母の両
方の最後に検出する温度差で分子の方が一個以上経過さ
せた温度差（ΔＴ）を用いることによって温度上昇の傾
斜変化が明らかとなり（分母は傾斜が大きく、分子は傾
斜が緩やかとなる）、屈曲点Ｃの判定が正確にできるよ
うにしている。

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弁２を閉じて燃焼を停止する方
法が考えられ、これは湯を沸かす場合に最適である。も
う一つの例として、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
縦軸工は比例制御弁２の制御電流を示し、これは、バー
ナ３の燃焼量に比例する。

時間Ｘｄまでは、第３図に示す屈曲点検知部９の信号が
出力される前で比例制御電流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’ｒｅ
点１００’Ｃとなシ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工を最小値にし、燃焼量
を最少燃焼量に絞り込む。このとき比例制御部１ｏは温
度Ｔｄが、設定温度として設定され、この設定温度とセ
ンサ温度の差に応じて、比例制御弁電流工つまシ燃焼量
を比例制御する。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度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１ｏ
はこの温度Ｔｅと設定温度ＴｄＯ差に応じて比例制御弁
電流ＩをＩｅに増加させる。

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Ｉｓの大きさ
は、（Ｔｄ−Ｔｅ）の大きさに応じて変化し、（Ｔｄ−
Ｔｏ）が太きければＩｅは大きく、（Ｔｄ−Ｔｏ）が小
さければＩｅは小さくなる。

さらに、傾斜検知部８の屈曲点に至るまでのＩ１１＋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さが厚いと
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ｆｆＤ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
いか、熱伝導の良い鍋であるため、燃焼量をＩｄ”とし
て少なくするものである。

また、第２図で説明したように、温度（Ｔｂ−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↓うな、複雑な制御システムを作成する場合、最
近マイクロコンビーータ（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ブルーチン
、Ｓｌは、センサ６の温度Ｓ１を読込むサプルーチ／、
Ｓ２は温度差（Ｔａ−８１）の大きさに応じて、比例弁
２の絞り量を決定し、電流工を出力するサブルーチンを
示す。点火後、センサ温度Ｓ１がＴｆ　よりも低い場合
は、図の１のループを通り、８１）Ｔｆとなるのを待つ
。８１）Ｔｆとなった場合は、図の■の傾斜検知部８で
、第３図で説明した傾斜（Ｔｎ−７Ｔｎ−８）を検出す
、。□は屈曲点検知部９で、順次、サンプリングを行い
、分子と分母でオバーランプをさせた場合、又は、歩き
が考えられ、この比がＴｐを示し、屈曲値ｐと比較して
いる。ＴｐがＰよりも小さくなけノＬば、サンプリング
時間△Ｘを計測して■のループを構成する。（Ｔｐ＜Ｐ
）　　となり、屈曲点Ｃを検出後は■のループに移行し
、比例制御部１０になる。

ここで、■は、前述の温度傾斜（Ｔｎ−７−Ｔｎ−８）
に応じて最少燃焼量を可変する部分で、（’ｒｎ−７Ｔ
ｎ−ａ）がａ、ｂ、ｃの３点で分岐している。（ＸＥＮ
Ｄ）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。

以上の如く、本発明調理用温度制御装置は、煮込み調理
で調理物の温度上昇の傾斜を測定し、さらに屈曲点を検
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。しかも温度差を順次測定し、サンプリングする毎
に、次々とＴｐ　を算出し、さらに、複数個の温度差の
分子と分母の最後に検出した温度差間に一個以上を経過
させた温度差としているため屈曲点検出の判、断がさら
に、正確となり、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
斜が異なっても、このような温度上昇の比でとれば、沸
騰点での屈曲点検出は容易である。

また、傾斜や屈曲点の検知方法は、一定の定められた時
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
によシ、マイコン等による制御が容易となシブログラム
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れた
温度以上になった点からスタートすることによシ、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最少燃焼量
を加減することで、調理内容物の多少や、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。

なお、本明細書では、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、センサ温度の温度差を測定し、ついで前後
で検出した温度差の比で屈曲点を検知することにより調
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湯度制御で自動イ１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図は屈曲点検知後の比例
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を示す。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、Ｔｐ・・・・・・温度差の比、Ｐ
・・・・・・屈曲値（予め定められた屈曲点となる値）
、Ｃ・・・・・・屈曲点、△Ｘ・・・・・・サンプリン
グ時間、ΔＴ・・・・・・温度差。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図第２５Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）調理物を加熱する加熱手段と調理物の温度を検出
する温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湯
度傾斜の比が予め定められた値以下になる屈曲点を検出
する屈曲点検知部を有し、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あるいは停止する構成とする
とともに、前記屈曲点検知部は、一定時間毎に温度検出
手段の温度信号をサンプリングし、その温度差を検出す
る構成とし、前記一定時間毎に検出した複数個の温度差
の和を分母とし、前記分母の最後に検出した温度差より
一個以上経過後の温度差を最後に検出する温度差とした
分母と同数の複数個の温度差の和を分子となし、温度差
の比を、順次求めてゆき、予め定められた屈曲値以下に
なった点で屈曲点を検出するようにした調理用温度制御
装置。
（２）屈曲点検知部は、一定時間毎に温度検出手段の温
度信号をサンプリングし、その温度差を検出する構成と
し、前記一定時間毎に検出した複数個の温度差の和を分
母とし、前記分母の最後に検出した温度差より一個以上
経過後の温度差を最後に検出する温度差とした分母と同
数の複数個の温度差の和を分子となし、分母の後方で検
出した温度差と分子の前方で検出した温度差とを相互に
オバーラップさせて温度差の比となした特許請求の範囲
第１項記載の調理用温度制御装置。
（３）屈曲点検知部は、一定時間毎に温度検出手段の温
度信号をサンプリングし、その温度差を検出する構成と
し、前記一定時間毎に検出した複数個の温度差の和を分
母とし、前記分母の最後に検出した温度差よシー個以上
経過後の分母と同数の温度差を分子となし、温度差の比
とした特許請求の範囲第１項記載の調理用温度制御装置
。