JPS61216293A - 加熱調理装置 - Google Patents

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】 ：　　　　　　　　産業上０利用６” この発明は、電気コンロ、ガスコンロ又は電磁調理器等
の鍋等を加熱し調理を行なう加熱調理装置に関するもの
である。

従来の技術 従来の温度制御装置を第２図を用いて説明する。

１１は調理鍋（被加熱物）、１２はこれを載置するトッ
ププレート、１３は誘導加熱コイル（電気加熱手段）、
１４はトッププレート１２の裏面に貼着した温度検知素
子である。温度検知素子１４は負の温度抵抗特性を有す
るサー之スタより成り、抵抗１５．１６および可変抵抗
１７と共にブリッジ回路を構成している。１８は電圧比
較器で、素子１４の抵抗電圧と可変抵抗１７の抵抗電圧
とを比較する。１９は誘導加熱コイル１３の電流を制御
する制御器で、電圧比較器１８の出力によって動作する
。すなわち、素子１４の検出した被加熱物の温度が可変
抵抗１７によって設定された温度よりも低いことが電圧
比較器１８によって検知されたときは、制御器１９は誘
導加熱コイル１３に電流を流し、素子１４の検出温度が
設定温度よりも高いときはこれを遮断する。以上の動作
をくり返すことにより、被加熱物の温度を設定温度に保
持するものである。

３・・− 発明が解決しようとする問題点 上記従来の温度制御装置においては、第３図に示すよう
に、素子１４め検出する温度（点線わが時刻ｔ１　　に
おいて可変抵抗１７によって設定された制御温度Ｔ。に
達し、制御器１９が誘導加熱コイル１３の電流Ｃを遮断
しても調理鍋１１の温度（実線ｂ）は上昇を続ける。こ
れは調理＠１１の有する熱容量に基くものである。した
がってサーミスタ１４の検出する温度ａもこれに追従す
る。

時間が経過して時刻ｔ２において素子１４の検出する温
度が制御温度Ｔ。に降下すると誘導加熱コイル１３には
再び電流Ｃが流れるが、温度は上昇時と同様に調理鍋１
１の熱容量によってしばらくの間は降下を続け、その後
上昇を開始して時刻ｔ３−に制御温度に達する。

このように、第２図の従来の温度制御装置は、被加熱物
の有する熱容量のために温度制御の応答が遅れ、温度の
推移にリップルを生じるため、均一な温度を保持するこ
とが困難である。また、制御系に微分動作を挿入し、前
記リップルを改善するような方法もあるが、微分定数は
固定され、被加熱物の有する熱容量は鍋の材質により異
なるので特定め鍋に限られ、それ以外では均一な温度を
保持することが困難である。したがって均一な温度の要
求される調理には不適当である。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため鍋等を加熱する加熱
手段と、この鍋等の底部の温度を検出するための温度検
出手段と、外部より温度設定レベルを入力する設定入力
手段と、前記温度検出手段の検出温度を入力し、加熱を
開始した直後の温度上昇の傾斜を検出する初期温度上昇
傾斜検出手段と、この初期温度上昇傾斜検出手段の出力
により微分定数を決定する微分定数設定手段および、こ
の微分定数をもとに、前記温度入力手段により検出され
る鍋等の温度と前記設定入力手段の設定温度を比較し、
比較結果により前記加熱手段の出力を制御する出力制御
手段を備えるものである。

作　　　用 本発明は上記した構成により、温度検出手段に６　、 より検出される鍋の持つ熱容量によって異なる初期の温
度上昇傾斜より設定される定数をもとに、鍋の温度変化
を予測し、第３図に見られるようなオーバーシュートを
するよシも事前に出力制御手段により、加熱手段の加熱
を制御することにより、安定な温度制御を行なうもので
ある。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
における１は鍋であシ、中に調理材料等を入れ加熱調理
を行なうもので、加熱手段２により加熱される。感温素
子３は、温度入力手段４と共に温度検出手段９を構成し
、鍋１の底部の＠置方され、鍋１が加熱手段２により加
熱される初期の温度上昇の傾斜を検出し、この傾斜信号
を出力し、微分定数設定手段６はこの傾斜信号に相関す
る微分定数を選択し、出力するものである。設定入力手
段７は、使用者が外部より設定温度を入力するためのも
ので、設定温度を電気信号として出　６・＼ 力する。出力制御手段８は、前記設定入力手段７と温度
入力手段４および微分定数設定手段６の信号を入力し、
前記鍋１内の調理物の温度が設定入力手段７により設定
された温度に等しくなるように加熱手段２の加熱量を制
御するものである。以上のように構成される加熱調理装
置の動作を第４図を用いて説明する。

第４図は、鍋底の温度変化を示す図で、Ａは従来例の装
置を使用した場合であり、Ｂは本実施例を使用した場合
を示す。第４図Ａは、鍋底温度が加熱手段により１１時
間だけ加熱され、感温素子が働いてｔ２−１１時間だけ
加熱が停止され、更に１３−ｔ２時間だけ加熱されたこ
とを示している。しかし被加熱物の熱容量の影響により
鍋底温度は加熱量に対して遅れて応答している。またそ
のリップルもか彦り大きい。Ｂ図は、この遅れを捕促し
、鍋の応答の遅れ分だけ事前に、加熱制御するため、オ
ーバーシュート、リップルの少ない安定した温度制御特
性が得られる。具体的に説明すると、出力制御手段８が
、微分定数設定手段６より入力されるデータをＣ１温度
入力手段４より入力されるデータをＴ、微分定数設定手
段６から入力されるデータを０１時間をｔ〔秒〕　とす
ると、により、現在よりｔ秒後の温度をｙ　Ｃ”Ｃ）　
　として予測し、このｙと設定温度を比較し、ｙが設定
温度よりも低ければ、加熱手段２の出力を最大に、また
、ｙが設定温度よりも高いと、加熱手段２の出力を停止
させるように動作する。したがって第段２は最大出力で
、また、時刻ｔ′１に達すると、鍋底の温度は、設定温
度には達していないが、設前に加熱を停止させるため、
オーパージ、−トの少ない安定した温度制御特性が得ら
れるものである。ｙ後、”２〜ｔ′６・・・・・・と変
化して行く。

また前記微分定数設定手段６で設定される微分定数Ｃは
、一定の定数であればよいというのではなく、加熱手段
２により加熱された時の鍋１の熱応答の遅れ時間に適合
しておかなければ、制御温度は発振したり、リップルを
有したりする。すなわち鍋の材質等により、適切な定数
を選択する必要がある。

第６図は鍋等に加熱を与えていない状態すなわち常温状
態から加熱を開始した時の初期における鍋底下面中心部
の温度と時間の相関を示した図である。グラフの横軸に
は時間の経過を示し、時間ｔ＝○より、加熱手段による
加熱を開始している。

また縦軸には、鍋底下面中心部の温度を示している。第
６図かられかるように加熱開始直後の鍋底下面中心部の
温度上昇は、加熱手段により、鍋底の加熱°手段に最も
近接した部分が加熱され、この加熱による温度上昇が鍋
底の面方向に伝達し、鍋底下面中心部へと伝わるもので
、鍋の材質によシ伝達速度が異なるため、中心部の温度
上昇も鍋の材質に相関するものである。すなわち、アル
ミ鍋のように、熱伝導のよい材質のものは、鍋底下面の
温度上昇が早く、ステンレス鍋のように熱伝導の悪いも
のは、温度上昇が遅く、この温度上昇の速度は、加熱手
段２の加熱に対する鍋１の熱応答の遅れに相当するもの
であり、前記の微分定数Ｃに最適な値となる。すなわち
、初期温度上昇傾斜検出手段５は、加熱を開始する前の
感温素子３の検出温度、第６図のＴ０相当を入力し、加
熱開始により、時間を計数し、また温度入力手段４より
入力される温度が前記Ｔ。＋２，５ｄｅｇに達すると、
時間の計数を停止させる。微分定数設定手段６はこの時
間の計数値第５図のｔｓ１〜ｔｓ３に相当を入力し演算
を行ない出力ラッチする。本実施例における演算は、Ｃ
−Ｔｓでよいので１倍するだけでよい。

以上のように、第１図のような構成によると、鍋の特性
による加熱の遅れ、すなわち、加熱の応答時間を、初期
温度上昇傾斜検出手段６と微分定数設定手段６により検
出し、この検出データをもとに、感温素子３、温度入力
手段４を介し入力される。鍋１の温度の変化を予測し、
設定入力手段７より入力される設定温度と比較し、前記
加熱の遅れを加味し加熱手段２の出力を調節することの
１ｏ・＼ できる、加熱調理装置を構成することができる。

しかも、これによると、鍋の材質等が変わっても、それ
に応じた制御ができ、オーバーシュートやリップルの少
ない安定した制御温度の得られるものである。

第６図は、本発明の一実施例における具体的な回路図で
ある。図における２１は交流電源、２２は鍋等を加熱す
るためのヒータ、２３はヒータ２２への通電を制御する
リレー接点で、リレーコイル２４によりオン拳オフされ
る。２５は整流器で、交流電圧を入力し、各部回路に直
流電圧を供給するためのものである。２６はサーミスタ
で、図中には示さないが、前記ヒータ２２で加熱される
鍋の底部下面中央の温度を検出するように取付けられ、
温度により負特性の抵抗変化をするものである。２７は
サーミスタ２６と直列接続され直流電圧を分圧する抵抗
、２８は設定温度を外部より入力するための可変抵抗、
２９は可変抵抗２８に直列接続され直流電圧を分圧する
抵抗、３ｏはＡ　−Ｄ変換器で、サーミスタ２６と抵抗
２７で分圧されるサーミスタ２６の検出温度に相関した
電圧を入力し、この電圧に相関するディジタル信号を出
力する。また、３１もＡ−Ｄ変換器で、可変抵抗２８と
抵抗２９で分圧され、可変抵抗２８より入力される設定
温度に相関する電圧を入力し、この入力電圧に相関する
ディジタル信号を出力するものである。抵抗３２および
、スイッチ３３は、直流電源間に直列接続され、外部か
らのスイッチ操作を電圧信号に変換するべく構成される
ものである。また、３４は前記リレーコイル２４に流れ
る電流をスイッチングするためのトランジスタ、３６は
トランジスタ３４０ベース電流を制限するベース抵抗、
３６はリレーコイル２４の保護用ダイオード、３７は入
力端子１１．Ｉ。、１３を含む入力部と、出力端子０１
　を含む出力部と、各種データおよびプログラムを記憶
する記憶部および前記入力部を出力部および記憶部を制
御し、各種演算等を行なう演算制御部を有するマイクロ
コンピュータである。このマイクロコンピュータ３７は
、サーミスタ２６と抵抗２７とＡ−Ｄ変換器３ｏと共に
温度検出手段９、また、初期温度上昇傾斜検出手段６を
、また、可変抵抗２８と抵抗２９とＡ−Ｄ変換器３１と
共に設定入力手段７を、また、抵抗３５とトランジスタ
３４とリレーコイル２４とリレー接点２３およびダイオ
ード３６と共に出力制御手段８を構成し、また内部の記
憶部および演算制御部により微分定数設定手段６を構成
するものである。

第７図は、第６図のマイクロコンピュータ３７の動作を
示すフローチャートである。

マイクロコンピュータ３７は、フロチャートのステップ
４１より動作を開始し、まず、ステップ４２にてＲＡＭ
のクリア等の初期設定を行ない、ステップ４３で入力端
子Ｉ３より抵抗３２とスタート信号用のスイッチ３３で
分圧される電圧、すなわち、スイッチ３３がオンされて
いるとＧＮＤ電圧、オフのままであればｖＤＤ　　［圧
を入力し、ステップ４４で入力信号の判別を行なう。こ
の判別結果がｖＤＤ電圧であれば、スイッチ３３がオン
されていないと判断し、オンされるまでは、ステップ４
３〜４４をくり返す。スイッチ３３がオンされると、ス
テップ４５へ移り、装置が作動しはじめる。ステップ４
６〜４９は、サーミスタ２６の初期温度上昇の微分値、
すなわち第６図中の初期温度Ｔ。より２，５ｄｅｇ上昇
するまでの時間のｔ８を測定するためのものである。ス
テップ４６で、サーミスタ２６と抵抗２７で分圧される
電圧をＡ−り変換器３ｏでディジタル変換した信号を入
力端子１１　　よりサーミスタ２６の検出温度として入
力する。この時の入力温度は初期温度Ｔ。とじてマイク
ロコンピュータ３７の記憶部に記憶し、同時にステップ
４６にてｔ　の時間をマイクロコンピユータ３７のプロ
グラムによりカウントするｔ８タイマーをスタートさせ
、出力端子０１　よりｖＤＤ電圧を出力し、ヒータ２２
への通電を開始する。

出力端子ｏ１の出力がｖＤＤ電圧になると、抵抗３５を
介してトランジスタ３４のペースに電流が流し、これに
よりトランジスタ３４のコレクターエミッタ間が導通し
、リレーコイル２４に電流が流れ、リレー接点が閉じ、
ヒータ２２に電流が流れ鍋が加熱される。また出力端子
ｏ１の出力がＧＮＤ電圧であればトランジスタ３４０ベ
ース電流は流れないので、リレ接点２３はオフし、ヒー
タ２２に電流は流れない。次にステップ４７で前記と同
様にサーミスタ２６の検出温度が、入力端子１１より温
度Ｔｓとして人力され、ステップ４Ｂで、入力された温
度Ｔｓと前記の初期温度Ｔ０＋２．５ｄｅｇの温度との
比較を行ないＴ８の温度が、Ｔｏ＋２．６ｄ６ｇよす等
しいか大きくなるまで、ステップ４７〜４８の動作をく
り返す。この間、ｔ８タイマは時間の経過にしたがいカ
ウントされている。ヒータ２２の加熱により鍋および鍋
中の油温度が上昇し、サーミスタ２６の検出温度ＴＳが
、Ｔ　＋２．５ｄｅｇ　　よりも高く又は等しくなると
〜ステップ４９へ進みｔ、タイマの動作を停止させる・
この時のタイマ値がＴｓになる。なお、プロクラムによ
り構成されるｔ８　タイマは、図には示さないかへセラ
ミック振動子の発振をもとに動作するマイクロコンピュ
ータ３７の命冷サイクルにヨリカウントされるので正確
である。

ステップ６０は、微分定数設定手段を構成する部分であ
り、前記タイマ時間を演算し、本実施例においては、微
分定数ｃ＝Ｔｓと設定する。

ステップ５１では、可変抵抗２８と抵抗２９で分圧され
る電圧をＡ−Ｄ変換器３１でディジタル信号に変更し、
これを入力端チェ、より、可変抵抗２８の設定温度ＴＳ
ＥＴとして入力し、またステップ５２においても同様に
、サーミスタ２６の検出温度をＴｎ　として入力する。

この入力されたデータをもとに、ステップ６３で、演算
を行なう。

ｙ　＝　Ｔｎ　＋［（Ｔｎ−Ｔ（ｎ　−１）　）／Δｔ
ｌｘｃここでＴ（ｎ−１）は、Ｔｎ　　を入力する以前
のサーミスタ入力温度、Δｔは、コンピュータの演算速
度、又は動作速度により決まるステップ６１〜５８まで
の時間である。

これにより、０秒後の温度がｙとして予測される。ステ
ップ６４では、この温度ｙと設定入力温度ＴＳＥＴを比
較し、予測温度ｙが設定入力温度”ＳＥＴよりも低いと
、ステップ６６へ進み出力端子０１の出力をｖＤＤ電圧
にし、ヒータ２２を通電し鍋を加熱させる。また、前記
温度ｙが、設定温度ＴＳＥＴを越えると、まもなく現在
温度力”ＳＥＴに近付くと判断し、ステップ６６へ進み
出力端子ｏ１　の出力をＧＮＤ電圧にし、ヒータ２２の
通電をオフし鍋の加熱を停止させる。このステップ５１
〜５６の動作をくり返すことにより、サーミスタ２６の
温度すなわち鍋の温度は設定温度に等しく制御される。

と同時に加熱の応答遅れを加味し、遅れによる振動が発
生しないように、ヒータ２２の出力を制御するので、リ
ップルの少ない安定した温度制御が行なわれる。しかも
、ステップ５３の演算における定数Ｃは、ステップ４６
〜５０によって鍋の種類が変わっても、その鍋の特性に
適した定数が求められるので、応用範囲の広いものであ
る。

なお、第７図のフローチャートにおいては、ステップ６
１〜６６をくり返すのみでなく、ステップ５１〜６８を
くり返し実行することにより、スフ テップ６１においては、使用者が、設定温度入力の可変
抵抗２８を途中で蛮行した場合、また、ステップ６７〜
６８については、使用者が装置を停止させるためにスイ
ッチ３３をオフした時にステップ６８で装置を停止でき
るよう対応を持たせるためである。

以上のように第６図の実施例によると、油の温度を設定
温度に安定させて制御することのできる性能の良い加熱
調理装置を構成することができる。

また、これにより、使用者は、簡単に天ぷら調理等を行
なうことができる。

なお、第６図の実施例において、初期温度上昇微分手段
は、加熱開始後、２．５ｄｅｇ温度上昇するまでの時間
１１１　を検知する手段を用いたが、これに限ることは
なく、第８図の第６図と同様の図に示すように、加熱開
始後のあらかじめ定めた一定の時間後の温度上昇ΔＴｓ
　によっても相関を持ち、鍋の加熱遅れ時間の検出が可
能であり、また、立上りの温度上昇の微分値を求めても
演算により同様の効果があることは言うまでもない。ま
た加熱１８・・ 手段のヒータは、ガス等を燃焼とするコンロおよび高周
波加熱装置でも同様である。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、きわめて簡易
な回路構成で、安定に精度よく、鍋の材質に関係なく鍋
中の材料の温度を設定温度に制御でき、実用にきわめて
有用な加熱調理装置が構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の加熱調理装置のブロック図
、第２図は従来の加熱調理器の構成図、第３図は第２図
の加熱調理器による温度制御状態を示す時間一温度相関
図、第４図Ａ、Ｂはそれぞれ、従来例と本発明９実施例
との加熱調理器による温度制御状態の時刻一温度相□関
図、第６図は加熱初期における時刻と鍋底下面中心部の
温度との相関図、第６図は本発明における一実施例を示
す加熱調理装置の回路図、第７図は第６図の動作を示す
フローチャニド、第８図は第５図と相関の取り方を変え
た同様の相関図である。 ２・・・・・・加熱手段、３・・・・・・感温素子、４
・・・・・・温度入力手段、５・・・・・・初期温度上
昇傾斜検出手段、６・・・・・・微分設定手段、７・・
・・・・設定入力手段、８・・・・・・出力制御手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １−６閥 ２−−−７ＨＪ燃子蔑 ３−鳳ｇＬｔシ 第２図 第３図 す 椅閏（１＞ 第４図 （シ 第７図 第８図 ｆδ−−−スナンνス＠襄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鍋等を加熱する加熱手段と、この鍋等の底部の温度を検
   出するための温度検出手段と、外部より温度設定レベル
   を入力する設定入力手段と、前記温度検出手段の検出温
   度を入力し、加熱を開始した直後の温度上昇の傾斜を検
   出する初期温度上昇傾斜検出手段と、この初期温度上昇
   傾斜検出手段の出力により微分定数を決定する微分定数
   設定手段および、この微分定数をもとに、前記温度入力
   手段により検出される鍋等の温度と前記設定入力手段の
   設定温度を比較し、前記加熱手段の出力を制御する出力
   制御手段を備えて成る加熱調理装置。