JPS58160738A - 調理用温度制御装置 - Google Patents

調理用温度制御装置

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JPS58160738A
JPS58160738A JP4346982A JP4346982A JPS58160738A JP S58160738 A JPS58160738 A JP S58160738A JP 4346982 A JP4346982 A JP 4346982A JP 4346982 A JP4346982 A JP 4346982A JP S58160738 A JPS58160738 A JP S58160738A
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pot
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学 高田
Shojiro Inoue
井上 象二郎
Keiichi Mori
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/12Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C3/126Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Electric Ovens (AREA)
  • Frying-Pans Or Fryers (AREA)

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】 本発明はコンロのような加熱調理器を用いて調理する場
合、その調理温度を精度よく得ようとした調理用温度制
御装置に関するものである。
最適な調理温度は、どんな調理物にもあり、実際に調理
を行う場合、その最適温度とすることは難しかった。例
えば、天プラを行う場合、油の温度が高すぎたり、低す
ぎたりすると美味しくできあがらなかった。
そこで、内容物の温度を検出して、温度制御を行う方法
が考えられた。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温
度を検出して内容物温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、厚さ、形状や内容物の調理量等により
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、縞の種類や内容物の調理量に応じて予め設定した
設定温度の温度補正を行い調理に適した温度を得ようと
するものである。
温度上昇の傾斜値と調理量に応じて鍋底の温度上昇が安
定した後の一定時間の傾斜値を検出し、それぞれの値を
関数として補正温度を演算する構成としたものである。
以下図に従って本発明について説明する。
第1図は、本発明を応用した制御システムの例を示す図
である。この例では、ガステープルコンロに応用した例
で示す。1はガス入口でガスは電磁弁2′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
ている。6は鍋4の底面と接触する温度センサ、7は温
度センサ6の温度を検出する温度検出部、8は任意に設
定可能とした温度設定部、9は温度検出部7に付設した
鍋底の温度上昇の傾斜を検出する傾斜検知部であり、傾
斜検知部9は内部に鍋種検知部10と調理量検知部11
により構成される。12は傾斜検知部9の鍋種検知部1
゜と調理量検知部11により、鍋の種類や調理量の多少
に応じて、予め設定した温度設定部8の設定温度を補正
する温度補正部13は比較部で温度検出部7の温度補正
部12で補正された温度とを比較し、熱量制御部14に
より電磁弁2“と比例制御弁2とを駆動してバーナ3の
燃焼量を制御する。
従って、鍋の種類や調理量が変っても、調理物6の温度
が、温度設定部8での設定温度になるよう補正する構成
となっている。
ここで従来の制御方法であれば、第8図のようにセンサ
6の信号を直接熱量制御部14に導入し、これにより比
例制御弁2の駆動信号を出力する。
つまり、センナ6の信号が熱量制御部14の設定温より
底い場合は比例弁2が全開となりバーナ3が最大燃焼と
なる。センサ6の温度が上昇して設定温度に近ずくにつ
れて比例弁2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量となる
。この場合センサ6の温度と調理物6の温度の相関が一
定であれば問題ない。しかし調理物によって鍋や調理量
が種々変化するためセンサ6の温度と調理物6の温度の
相関をとることは困難である。例えば、天プラを行うと
き、鍋の厚さが大きがったり、油量が多い場合と、鍋の
厚さが小さかったり、油量が少ない場合とでは、熱量制
御部14で同一の設定温度にすれば、油の温度は前者が
低く、後者が高く、また、その温度差も大きいため実用
上問題があった。
第2図は、温度上昇特性で傾斜検知部9の鍋種検知部1
0、調理量検知部11の検出方法、比較部13での温度
検出部7の温度信号のサンプリング方法とを示し、横軸
Xは時間、縦軸Tは温度を示す。図は、天プラをあげる
場合の特性例でAは内容物の温度つまり油温、Bは鍋底
の温度っまりセンサ6による検知温度を示す。温度Ta
は加熱によりセンサ温度と油温のカーブA、B共に上昇
してゆく。ここで鍋種検知部10は加熱開始直後の一定
時間(本実施例では1分)におけるセンサ温Bの温度上
昇傾斜(w1=’rb−’ra)により鍋40種類を見
分ける。ここで、センサ温Bと油温Aとの温度差が大き
い鍋(一般的には、鍋の厚さが犬或は熱伝導が悪い材質
からなる)程、この傾斜W1が大きい。また、温度差が
小さい程、この傾斜W1が小さい。従って、温度差と傾
斜W1 とに相関式が成立し、鍋種による温度の補正T
W1ができる。さらに、温度上昇してゆき温度Tdを越
えると、センサ温Bの温度上昇は調理量に応じた一定の
安定した上昇となる。この温度Tdは天プラ油の場合、
約1oo℃前後である。(100’C以内では、温度T
dは約60℃である)調理検知部11は温度Tdを越え
た後の測定開始温度T。(天プラのように高温は120
℃、100’C以内は70℃)から一定時間(本実施例
では、20秒)の傾斜値(W2=To−’rc)により
調理量を判断する。ここで、センサ温Bと油温Aの温度
差は調理量が多い程、大きく、少い程小さい。従って、
鍋4に標準量の調理量では温度の補正を零とし、標準量
より多いと傾斜W2が標準より小さくなりプラス補正、
少ないと傾斜W2が標準量より大きくなりマイナス補正
をするよう傾斜W2により調理量に応じた温度の補正T
W2を行うことができる。
この調理量による温度差と傾斜W2にも相関式が成立し
補正温度TW2が求められる。
鍋種検知部1oと調理量検知部11との傾斜W1、W2
により、それぞれの補正温度TW1.TW2が求められ
、温度設定部8で予め設定した設定温度T1に油の温度
がなるようセンサ温Aの値をT0=T1+TW1+TW
2で決められる。比較部13ば、補正された温度T0と
温度検出部7の温度信号と比較するため、サンプリング
時間△X毎の温度Tf−n−Tfを順次測定してゆき、
補正温度T0と比較する。センサ温AがToとなった時
、鍋4内の油温が、予め設定した温度T1になっている
今、時間Xfでセンサ温TfとなりToを越えた場合は
、熱量制御部14により、比例弁2と電磁弁2′とで以
後、或温度巾△TでToを維持するよう動作する。なお
、比例弁2で電磁弁2′を兼用してもよい。
第3図は、温度T0に到達した後の制御特性を示し横軸
Xは時間、特性Yの縦軸Tは温度で破線Aは第2図と同
様に調理物6の温度、実線Bはセンサ6の温度を示す。
特性2の縦軸工は比例弁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Xfまでは第2図に示
す比較部13の信号がT、≧T0となる前で比例弁電流
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Xfでセンサ温Tfとなり調理物6の温度が設定温
度T0となり、比例弁電流工を絞ったり、電磁弁2′を
閉じたりして燃焼量を絞ったり停止させT1 を温度中
△Tで維持する。ここで、設定温度Toを補正した温度
T1  とセンサ温Bの差に応じて比例弁2の比例弁電
流と電磁弁2′のオンオフ動作させつまり燃焼量を制御
する。今、時間X9で調理物4を追加した場合、調理物
温度Aは低下する。これに伴いセシサ温Bも低下し調理
物温度Aの低下を検知し、熱量卵制御部14は、この温
度T9と補正された温度T0の差に応じて比例弁電流工
を工。に増加させる。これにより、燃焼量も増加して温
度Aは元の温度T0に戻り、同様にT1 を維持する。
Iqの大きさは、To−T9の大きさに応じて変化しT
o−Tヶが大きい場合はT9は大きく、T 0− T 
9が小さいと工。は小さくガる。
なお、補正された温度T0が、鍋4をのせないで使用し
たり、万が−1予め定めた上限温度以上になる場合は、
上限温度規制している。本実施例では、補正温度T0が
240Cを越える場合は、上限・温度を240’Cとな
している。それは高温調理の代表である天プラでも、セ
ンナ温Bが240℃を越えると油への引火が考えられ火
災の危険が伴うためである。
以上のような複雑な制御システムを作成する場合、最近
マイクロコンピュータ(以後マイコンと呼ぶ)がよく使
用される。第4図に第1図〜第3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
7o−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、
Sはセンサ6の温度Bを読み込むサブルーチン、SSは
温度T、−T9の大きさに応じて比例弁2の絞り量を増
減させたり、電磁弁21を閉じたりする電流Iを出力す
るサブルーチンを示す。
■け鍋種検知部で点火後のセンサ2MTaと1分経過後
のTbとの温度上昇傾斜W1から鍋種による温度補正T
W1を演算する。■は調理量検知部でさらに温度上昇し
、センサ温BがT。がTdより低い場合は図の■のルー
プを通りT。≧Tdとなるのを待つ。To≧Tdとなる
と測定開始温T。と20秒経過後のT8の温度上昇傾斜
W2から調理量による温度補正TW2を演算する。■は
温度補正部で、温度設定部8で予め設定された設定温度
T。
と前記補正温度TW1.TW2とによりToを決める。
■は比較部でToとサンプリング時間△T毎に読込まれ
るセンサ温T、−ユ〜Tfとを比較し、T(≧T0 と
なるのを待つ。■は熱量制御部で、To−Tgの温度に
応じた出力をSSにより比例弁2、!:電磁弁2に出力
する。XEND は予め設定した調理時間Xが終了した
場合に動作を停止させるプログラムを示す。なお鍋種検
知部■、調理量検知部■の補正温度TW1 r TW2
  を演算するa。
b 、 m 、 nは定数である。
第5図の■1は第4図の■の比較部の他の実施例で、補
正された温度T0が予め設定された上限温度(実施例で
は240℃)を越える場合は、■にてその上限温度で規
制しToを上限温度とした構成を示している。
第6図は、本発明の具体的実施例を示したものである。
温度制御装置の中核となるのはLSIチップ100であ
り、本例ではストアドブログラム方式 用チップである
マイクロコンピータを使用している。S(p、Sl、A
ψ、A1.A2.A3は入力端子、Cψ、C1,C2,
C3,C4,C6,C6,C7,C8ツC9ツCl0I
C11ツC12ツ DψりD 1 、D2シD3gD4
ツD5、D6は出力端子、vDDおよびVss は電源
供給端子、RESETはチップのイニシャライズ端子、
O20は基本クロック発振用の端子を示す。入力i子s
IUマイクロコンピュータ100に商用電源周波数を入
力する端子であり、トランジスタ101、抵抗102,
103により波形成形して入力される。マイクロコンピ
ュータ1oOは商用電源周波数(例えば60Hz)を調
理時間タイマ等の基準時間として計数する。端子Sφは
地域によって異なる商用電源周波数に対応してマイクロ
コンピュータ−0oの動作シーケンスを選ぶため、抵抗
1o4とジャンピングワイヤ10Bの有無によってS(
pの電位、すなわちロジックレベルを変えて入力する端
子である。
C、C1,C2,C3,C4は調理温度あるいは時間を
表示する発光ダイオードユニット106を駆動するため
の出力端子であり、ランチ回路107発光ダイオードド
ライブ回路10/3により、出力C(p−04に対応し
た発光ダイオード1o61が点灯する。抵抗郡109は
発光ダイオード106“の電流制限用抵抗を示す。
また出力端子C5,C6,C,7:、C8,C9,C1
゜、C11+CI2’は比例制御弁2の駆動用出力であ
り、8ピノ)28=2.56段階に燃焼量を制御できる
。ここで110はラッチ回路、111はマイクロコンピ
ュータ−00の8ビツトのデジタル出力をそれに対応し
たアナログ電位に変換するD/A変換回路、112はD
/A変換回路111の出力を保持するホールド回路を示
し、増幅回路部113を通して比例制御弁2を駆動する
端子D4は調理中に必要なポイント、例えば調理終了等
を報知するブザー114を駆動するもので発振回路11
5を通してブザーを鳴らせる。ここで発振回路116は
マイクロコンピュータ100のクロックにより代用させ
てもよい。D5は燃焼停止用の電磁弁2の駆動用端子、
D6は点火3の駆動出力端子を示す。またD4.D6.
D6はラッチ回路116により出力データがラッチされ
る。
ここでランチ回路107,110,116およびホール
ド回路112は出力端子D3によりデータの更新がなさ
れる。
入力端子A、、A1.A2.A3は4ピツトのデータを
マイクロコンピュータ100に入力する端子を示す。端
子A9.〜A3は温度セ/す6d入力およびバーナ3の
着火失火を検出する入力、またガスのコックの開閉入力
等の入力信号が接続されている。
ここで本実施例で説明しているガステープルコンロでは
使用温度範囲が約50〜260℃であり200℃の温度
幅を必要とする。これを1℃の分解能で検出するために
は2ooステツプが必要となり、このためには8ピツト
のデータをマイクロコンビーータ1ooに入力する必要
がある。以上から温度センサ6と抵抗117の分圧電位
をルΦ変換回路118により8ピツトのデジタル信号に
変換し、これを上位4ピツトと下位4ビツトに分割して
入力する構成としている。またコックスイッチ119と
、燃焼検知用熱電対120による起電力を検出する燃焼
検知回路121の信号も同様に入力されている。これ等
の入力信号の選択は出力端子D9..D1.D2により
行なう構成としている。122 、123 、124 
、125は入力バッファ回路を示す。
またここでは省略しているがこれ以外に温度センサ6の
設定温度も必要に応じて入力する構成とすればよい。マ
イクロコンピュータ10oの入力ポート八〇〜A3がも
っと多い場合、例えば8ビツトであれば前述のような4
ビツト毎に分割する必要はなくなる。
第7図はマイクロコンピュータ100のアーキテクチャ
の代表例である。
ROMは固定的記憶部であり、設定、表示、および動作
に係わす制御手続がプログラムされ命令コードの形式で
記憶されている。本例のマイクロコンピュータは8ビツ
トの命令コードを最大2048ステツプまで記憶できる
。IRは命令レジスタでありROMから続出された命令
コードを一時的に記憶する。PCはプログラムカウンタ
であり、ROM内における命令コードのアドレスを指定
、更新するもので最大2o48ステツプ(=2’1のア
ドレスを指定する必要があるので11ビツト必要となる
5TACKは、サブルーチンをコントロールした場合の
帰り番地を保持するレジスタである。
MPX128は、スタックに保持されたアドレスと、B
R(ブランチ)命令を実行したときの指定アドレスとを
選択するマルチプレクサである。
lN5T 、DECは命令デコーダであり命令レジスタ
の内容を解読する。
RAMは書込みおよび読出し可能なデータメモリであり
、4ビット単位で記憶、および読出しができる。記憶容
量は4ピツ)x128ステップである。128ステツプ
のアドレシングは、7ビツトで可能であり、RAMのア
ドレスレジスタとしては3ビツトのXレジスタと4ピツ
トのYレジスタがある。
またYレジスタの内容はDli:C127によってデコ
ードし、C9,〜C12の出力端子を個別に指定する。
ALNは演算論理ユニットであり各種の処理判定を行な
う。ALNには命令によって2組の4ビツトデータが命
令に対応して入力され、処理の結果は必要に応じてAC
C(アキュムレータ)、CF、ZF(フラッグ)、Yレ
ジスタ、またはRAMに格納される。TEMPは一時記
憶のために使う4ビツトレジスタである。
PSはプログラムステータスであり命令によってセット
またはリセットされる1ビツトのレジスタである。CF
はキャリアラッグでありALNで処理した結果、最上位
ビットから桁上げが生じたときにリセットされる。ZF
はゼロフラッグであり、ALNで処理した結果がゼロの
場合セットされる。
Cは比較回路を示す。CGはクロックジェネレータでマ
イクロコンピュータの動作の基本周波数信号を発生する
回路、CNT 、SEQはコントロールシーケンス回路
で、マイクロコンピュータの内部動作手順を制御する。
第7図における信号線に付加された数字は信号線のビッ
ト数を表わす。
以上のようなマイクロコンピュータのアーキテクチャは
、それ自身のROMに格納された命令コードにしたがっ
て制御され、その結果として各入出力端子につながる各
種機器をコントロールし、また自動調理用の加熱パター
ンの記憶およびその読出しを行なう。
なお本発明の温度制卸機能は、マイクロコンビーータの
iOMに全ての制御シーケンスを格納されており傾斜検
知部9のそれぞれの傾斜値W1゜W2と温度検出部7の
温度1iRAMにメモリーされる。
以上説明してきたように本発明の調理用温度制御装置は
、天プラをあげる場合や牛乳を温める場合等に傾斜検知
部で加熱開始直後の一定時間における温度上昇の傾斜に
よって鍋の種類を見分け、さらに、調理量に応じた一定
の安定した温度上昇に到達した後の傾斜によって調理量
を判断する。
このそれぞれの傾斜値を関数として補正温度を演算し、
予め設定した設定温度に調理物の温度がなるようセンサ
温度が決められ、天プラに最適な温度や飲みごろの牛乳
温度が得られ、以後も、その適温を維持するよう制御さ
れる。従って鍋種や調理量が変っても調理物の温度を精
度よく得ることができる。
−また傾斜検知部や比較部は、予め定められた時間毎の
サンプリングによるセンサ温度の傾斜やセンサ温度を計
測する構成とすることにより、マイコン等による制御が
容易となりプログラムの処理のみで精度よく制御温度の
検知が可能となり非常に簡単にシステムを構成できる。
められた値(天ブラように高温は約120℃。
100℃以内の低温では約70℃)以上になった点で計
測する構成であり、加熱による鍋底の結露や調理物の対
流等の影響で生じる温度フラツキ部を無視し、温度上昇
の安定した傾斜を用いるため確実な補正ができ正確な調
理温度が得られる。
さらに、傾斜検知部により補正された温度が、予め定め
られた上限温度(240℃)を越えるような場合は、制
御温度を上限温度で規制するための安全性が高い。
このように、鍋の種類(材質や厚さ)や調理物の量に無
関係で最適な調理2晶度が得られ便利な加熱調理器を提
供することができる。
尚本実施例では、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、電気コンロその他の加熱調理器でも
よく、またコンロ以外にオープンにも応用可能である。
さらに比例制御ではなく・・イヤロー制御、オンオフ制
御等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の調理用温度制御装置の一実施例を示す
制御システム図、第2図゛はセンサ温度と調理物温度の
温度上昇状態を示す特性図であり、傾斜検知部の温度傾
斜と比較部の温度検出状態も合せて示している。第3図
は調理温度を検知した後の熱量制御部の動作を説明する
特性図、第4図は本発明の制御部をマイクロコンピュー
タで構成した場合の一例を示す概略のフロー図であり、
第5図は第4図の比較部■の他の実施例を示すフロー図
、第6図は本発明のマイコンを含む制御回路図、第7図
はマイコンのアーキテクチャの説明図、第8図は従来例
による比例制御システムの制御システム図である。 2・・・・・・比例制御弁(加熱制御手段)、2゛・・
・・・・電磁弁(加熱制御手段)、3・・・・・・バー
ナ(加熱制御手段)、4・・・・・・鍋、6・・・・・
・調理物、6・・・・・・温度センサ、7・・・・・・
温度検出部、8・・・・・・温度設定部、9・・・・・
・傾斜検知部、10.■・・・・・・鍋種検知部、11
 、l・・・・・・調理量検知部、12、 IV 、 
IV’・・・・・・温度補正部、13.■・・・・・・
比較部、14.■・・・・・・熱量制御部、Wl、W2
・・・・・・傾斜、TWl、TW2 ・・・・・・補正
温度、T1・・設定温度、To ・・・・・・補正され
た温度、To ・・・・・・測定開始温度、」・・・・
・・サンプリング時間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 第4図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)調理物を加熱する手段と、鍋底と接触する温度セ
    ンサの温度を検出する温度検出部と、任意に設定可能と
    した温度設定部と、前記温度検出部に付設した鍋底の温
    度上昇傾斜を検出する傾斜検知部を有し、傾斜検知部に
    有する鍋種検知部と調理量検知部とにより、設定温度を
    補正する温度補正部と、前記加熱手段の加熱量を制御す
    る加熱制御手段とを設け、前記温度検出部の温度信号と
    前記温度補正部で補正された温度とを比較部で比較し前
    記加熱制御手段の熱量を増減或は、停止させる熱量制御
    部により、調理物の温度を一定に保つようにした調理用
    温度制御装置。
  2. (2)傾斜検知部の鍋種検知部は、点火直後の一定時間
    における鍋底の温度上昇の傾斜値を関数として補正温度
    を演算する構成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。
  3. (3)傾斜検知部の調理量検知部は、鍋底の温度上昇が
    調理量に応じて安定した後の一定時間の傾斜値を関数々
    して補正温度を演算する構成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。
  4. (4)比較部は温度センサより温度検出部で一定時間間
    隔毎に検出された温度信号と温度補正部の補正温度とを
    比較する特許請求の範囲第1項記載の調理温度制御装置
  5. (5)傾斜検知部の鍋種検知部と調理量検知部とにより
    補正される温度と、温度設定部の設定温度の和が、予め
    定めた上限温度以上となれば、前記上限温度で規制する
    特許請求の範囲第1項記載の調理用温度制御装置。
  6. (6)調理量検知部は、調理物を加熱する手段により加
    熱され、温度センサが測定開始温度を検出後に計測する
    構成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。
JP4346982A 1982-03-17 1982-03-17 調理用温度制御装置 Granted JPS58160738A (ja)

Priority Applications (4)

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JP4346982A JPS58160738A (ja) 1982-03-17 1982-03-17 調理用温度制御装置
US06/473,437 US4492336A (en) 1982-03-17 1983-03-09 Cooker with heating control system
DE8383301485T DE3369582D1 (en) 1982-03-17 1983-03-17 Cooking temperature control system
EP83301485A EP0089247B1 (en) 1982-03-17 1983-03-17 Cooking temperature control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4346982A JPS58160738A (ja) 1982-03-17 1982-03-17 調理用温度制御装置

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