JPS6351085A - 加熱装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、被加熱物から発生する蒸気やガスを検出する
センサを備えた加熱装置において、被加熱物が発火燃焼
を起した時、これを上記センサにて検出し、加熱装置の
動作を停止する安全制御システムに関するものである。

従来の技術 実公昭５２−２６１１２号公報に記載の高周波加熱器は
、加熱室内あるいはその近傍に煙感知素子を設け、加熱
室内でのμ常発煙を検知して、高周波の発振を停止させ
る安全装置を開示してｂる。

これによれば、時限装置の故障や調理時間の調整を誤ま
っても、加熱室内の食品が異常加熱によって発火する前
に、大量に発生する煙を検知して、高周波の発振を停止
するので、食品の発火燃焼による火災を未然に防止でき
る。

発明が解決しようとする問題点 ところがこのような煙感知素子を備えた高周波加熱装置
にあっては、「通常使用時においても加熱室内にある程
度の煙、蒸気が発生する」ため、「誤動作を防止」すべ
く、「煙感知素子の増巾器には感度調整装置が」設けら
れている。

つまり通常の使用時に誤まって燃焼検知をしないよう煙
感知素子の感度は鈍くさせておかなければならず、迅速
な燃焼検知ができにくかった。また感度を高めれば、燃
焼検知は速やかに行われるが、通常の使用時に誤動作し
、加熱が中断する危険が増大した。

本発明はこのような従来の問題点を解消するものであり
、蒸気やガスを検出するセンサを用いて、加熱室内の食
品の発火燃焼を迅速に検出し、かつ正常使用時の誤動作
もない安全制御システムを実現するものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明の加熱装置は、被加熱物から発生する蒸気やガス
を検出するセンサを備え、制御部カー少なくとも２つの
レジスタを有し、第１のレジスタは前記センサによる蒸
気やガスの検出最大値をストアし、第２のレジスタは最
小値をストアする。

作　　　用 本発明の加熱装置は、加熱が開始されると匍制御部が第
１のレジスタを用いてセンサによる蒸気やガスの検出最
大値を更新していき、最大値が記録された後にセンサの
出力が低下を始めれば、第２のレジスタを用いてセンサ
による蒸気やガスの検出最小値を更新していき、センナ
の出力が最小値を記録すれば、あるいは最小値を記録し
た後に再び所定量だけ増加すれば、制御部は加熱手段へ
の給電を停止する。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第２図は本発明の一実施例たる加熱装置の構成を示すブ
ロック図である。外郭１は加熱室などを内蔵し、扉体２
は加熱室の開口を開閉自在に閉塞している。キーボード
３からは、種々の指令が操作者によって入力され、入力
された指令は制御部４が解読する。そして制御部４は、
この入力された加熱データなどを表示部５に表示すると
共に、加熱室６に載置された被加熱物７の加熱を開始す
る。加熱はドライバ８を介して加熱手段９に通電するこ
とで実行される。本実施例では、加熱手段９としてマグ
ネトロンが具備されており、加熱室６にマイクロ波を照
射する。

センサ１ｏは、被加熱物から発生する蒸気や種々のガス
に反応し、電気抵抗や電圧などの電気信号の変化として
検出する。センサ１０としては、松下電器製の絶対湿度
センサ”ネオ・ヒュミセラム”や、フィガロ社製のガス
センｔ＃８１３．芝浦電子製の絶対湿度センサなどが利
用できる。１１は検知回路である。

かかるセンサ１０は、排気ガイド１２内に設けられてお
り、ファン１３が強制通風する加熱室６内の換気風の蒸
気やガスを検出する。

なお載置皿１４はモータ１５によシ回転駆動され、被加
熱物７の加熱ムラを改善する。

さて第１図は、本発明の制御シーケンスを示すタイムチ
ャートである。センナ出力は検知回路１１の構成により
様々な形態をとることは当然である。

センサへの電圧の印加のしかたで極性は逆転するし、発
振回路のＪ中にセンサを組み込めば、センサ出力はパル
スの発掘周波数という形で取り出される。従って第１図
の縦軸は、あくまでセンサ出力を制御部が蒸気やガスの
量として認知した値を示す。

さて第１図において、加熱が開始されると被加熱物の温
度が上昇するにつれて、蒸気や種々のガスが発生する。

その量は当初どんどん増加する。

これが正常加熱サイクルＩである。

さらに加熱を進めると、被加熱物に含まれる水分やアル
コールなどが飛散してしまい、最大検出値（ｍａｗ）を
記録した後、逆に蒸気やガス量は減少に転じる。そして
被加熱物はどんどん乾燥していく。これが乾燥サイクル
■である。被加熱物によっては、この乾燥サイクルも積
極的に利用されることがある。例えば湿ったノリやせん
べいを乾燥させたい時などは、この乾燥サイクルに至る
まで加熱が続けられる。

さらに加熱が続行されると、やがて被加熱物は完全（Ｃ
水分を失い、大量の煙と一酸化炭素、二酸化炭素を放出
し、発火に至る。このとき蒸気やガス量ば、最小検出値
（ｍｉｎ）を記録した後、再び増加に向う。燃焼サイク
ルｌである。そして最小検出値から所定量の蒸気・ガス
量の増加（ΔＨ）が検出されれば、加熱手段への給電は
停止される。

ΔＨばこのための燃焼検知しきい値であジ、ＦＴは燃焼
検知タイムである。

次に燃焼サイクル■でのセンサの動作について考察する
。この段階では被加熱物にもはや水は含まれていないの
で、センサによって検出されるのは蒸気ではない。まず
考えられるのが発煙時て発生する一酸化炭素や二酸化炭
素などの種々のガスにセンサが反応している、というこ
とである。ガスセンサでは当然のことだが、湿度センサ
でもわずかにガス感度があることはよく知られている（
ナショナル・テクニカルレ；ｔ！−トｖｏ１．２９゜爲
３　Ｐ、　ｃａ　ｓ〜１０１）。

次にこれらのセンサの温度依存性が考えられる。

例えば第３図は、机下製絶対湿度センサ”ネオ・ヒュミ
セラム”の構造を示す要部破断図であるが、セラミック
スより成るセンサ素子１６は、ヒータ７により囲繞され
、常時的５５０℃に傍熱されて使用される。１８はこれ
らセンサ素子とヒータを支するペース、１９はセンサの
保護やセンサ温度の変動を防止するためのメツシュカバ
ーである。

かかるセンサの抵抗−湿度特性を第４図に示す。

これｊ（示すようにセンサ抵抗は、たとえ湿度が一定で
も雰周気温度により変化し、高温はど低抵抗となる。こ
れはセンサ素子がヒータにより傍熱されているため、雰
囲気温度が変化することで、センサ素子温度が影響を受
けているわけで、フィガロ社のガスセンサ＃８１３も芝
浦電子積の絶対湿度セ／すも同様Ｋ、高温はど低抵抗と
なる。すなわち高温はど蒸気・ガス量が増したと、制御
部へは入力されることになる。

この２つの特性、ガスに対する感度と温度依存性とが相
まって、燃焼サイクル■で急激にセンサ出力が増大して
いるものと推定される。

さてこのような燃焼検知法において配慮すべき点がある
。それは加熱のくり返しである。第６図はかかる状況を
示すもので、加熱開始直後は高い蒸気、ガスが検出され
る。これは前回の加熱で発生したものが加熱室内に残存
しているためで、ファンにより短期間に回復する。ただ
この開始直後の値Ａを誤まって最大検出値（ｍａＩ）と
して処理すると、回復時の値Ｂを最小検出値（ｍｉｎ）
だと誤認識し、引き続く蒸気・ガスの増加途中で、正常
加熱サイクル■中であるのに加熱が停止してしまう。

これを避けるには、加熱開始後一定時間センサ出力の取
り込みあるいは制御部での処理を中断すればよい。マス
ク時間ＴＭは、このくり返し加熱でのセンサ出力の回復
を待ち、誤動作を逼けるための処理時間である。通常こ
のような回復には１０〜？０秒程度を要するが、被加熱
物の燃焼には数分〜士数分を要し、マスク時間が燃焼検
知に悪い影響を与えることはない。

なお乾燥サイクルに進んだかどうかは、２通９０判定法
がある。一つはセンサ出力が最大検出値（ｍ−ｘ）を記
録した後、所定の乾燥検知しきい値（ΔＨ２）だけ上昇
したことを検出する方法であり、もう一つは最大検出値
（ｍａｘ）が一定時間以上更新さ凡なくなったこと全検
出する方法である。前者の方が判定は確実であυ、被加
熱物の種類や量の影響を受けにくい。なお乾燥検知しき
い値（ΔＨ２）は、燃焼検知しきい値（ΔＨ１）と同じ
値にしてもよい。

次にこの制御部をマイコンで構成した場合の、制御プロ
グラムの一実施例であるフローチャートを第６図に示し
て説明する。

まず初期化プログラムがＲＵＮＬ、ＲＡＭのクリアや出
力ボートのリセットなどが行われる（八。

次いでクロックが計数され、各種カウンタの基礎データ
が作成されるの）。これはカウンタを内蔵したものにあ
っては、ハード的に実行されることになる。続いて表示
部に所定の表示を為すため、表示データが出力される（
Ｃ）。通常はダイナミック点灯が汎用されるので、この
ための表示データの作成が実行される。そして加熱装置
が作動中かどうかがチェックされ（Ｄ）、非作動中にキ
ー人力の取込みとその解読が行われる（Ｅ）。調理キー
やスタートキーの操作は、ここで解読され処理される。

作動チェック（Ｄ）時に、作動中であることが確認され
ると、まず７Ｍカウンタが計数され（Ｆ）、マスク時間
ＴＭが経過したがどうかがチェックされる（Ｇ）。マス
ク時間ＴＭが経過するまでは、燃焼検知は行われず、タ
イマー処理ヘジャンプする。

マスク時間ＴＭ経過後は、まず第１のレジスタ（ｍａＸ
レジスタ）とセンサ出力が比較され（Ｈ）、センサ出力
の方が大きければ正常加熱サイクル（Ｉ）であり、ｍａ
Ｘレジスタの内容は、そのセンサ出力に更新される（Ｉ
）。そしてタイマーをカウントダウンしくＪ）、タイマ
ーが終了したがどうかを調べ（ト）、タイムアンプすれ
ば加熱が停止される（す。通常の加熱ではこのルーチン
が繰シ返し実行され、タイマーは綻作者によりキーボー
ドから久方される。

次にセンナ出力の方がｍａＸレジスタよす小すクなると
、その差が乾燥検知しきい値ΔＨ２を越えたかどうかが
検査される（Ｍ）。つまり乾燥サイクル「に進んだかど
うかが判定される。その差がΔＨ２を越えれば、次に第
２のレジスタ（ｍｉｎレジスタ）とセンサ出力が比較さ
れ■、センサ出力の方が小させれば乾燥サイクル■であ
り、ｍｉｎレジスタの内容は、そのセンサ出力に更新さ
れる（Ｑ）。そしてタイマー処理へとジャンプする。

もしセンサ出力の方が再び大きくなれば、その差が燃焼
検知しきい値ΔＨ１を越えたかどうかが検査される（Ｒ
）。つまり燃焼サイクル■へ進んだかどうかが判定され
る。その差がΔＨ１を越えれば、被加熱物が発火燃焼し
たと認定し、加熱を停止する（Ｌ）。

以上が制御部をマイコンで構成した場合の制御プログラ
ムの一実施例である。

さて以上の実施例では、タイマーによる手動加熱の安全
装置として、蒸気・ガスに反応するセンサを用い、燃焼
検知を行う構成を説明したが、このセンサを兼用して自
動的に加熱時間を制御する自動加熱にも、同様に本発明
による燃焼検知法を適用可能なことは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明の加熱装置は、蒸気・ガスを検出す
るセンサを備え、その仔時変化のパターン認識により被
加熱物の発火燃焼を検知し、加熱手段への給電を停止す
る構成であり、次の効果を得ることができる。

（１）正常な加熱動作中に決して誤動作することのない
燃焼検知システムを提供できる。

（２）正常な加熱動作を考慮して、センサの感度を鈍く
させておく必要がなく、迅速な燃焼検知ができる。ため
に機体外に炎が吹き出すなどの事故を未然に防止できる
。

（３）燃焼検知用センサを自動加熱用に兼用でき、シス
テムを簡素に構成し、省資源を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す加熱装置の燃焼検知シ
ーケンスのタイムチャート、第２図は同構成を示すブロ
ック図、第３図は同センサの要部破断図、第４図は同セ
ンサの温度依存性を示す特性図、第５図はくり返し加熱
をした時の燃焼検知シーケンスのタイムチャート、第６
図は制御部たるマイコンの制御フローチャートである。 ４・・・・・・制御部、６・・・・・・加熱室、７・・
・・・・被加熱物、９・・・・・・加熱手段、１ｏ・・
・・・・センサ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名旗砿
−−−最大検出逍 ’）７１Ｌ７Ｉ−一一最小検出直 ’Ｂ　　　ｌ　　　図”−−一除μ克恕そ知しき１、値
Ｉ　−゛−正常加塾サすクフレ Ｘ　−−−￥ｆ、欠牧サイすル Ｘ−゛−燃焼す、ｒグル 第２図 第３図 第４図 湿度び／献） 第５図 窮　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加熱物を載置する加熱室と、前記加熱室に結合された
   加熱手段と、前記加熱手段への給電を制御する制御部と
   、被加熱物から発生する蒸気やガスを検出するセンサと
   より成り、前記制御部は少なくとも２つのレジスタを有
   し、前記加熱手段への給電の開始により、第１のレジス
   タに前記センサによる蒸気やガスの最大検出値を更新し
   、前記センサの出力が最大値を記録した後に低下が始ま
   ることにより第２のレジスタに前記センサによる蒸気や
   ガスの最小検出値を更新し、前記センサの出力が最小値
   を記録したことにより、あるいは最小値を記録した後に
   再び所定量だけ増加したことにより、前記制御部は前記
   加熱手段への給電を停止するよう構成した加熱装置。