JP2003214632A - 高周波加熱装置の異常加熱防止方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常加熱状態をはやくかつ正確に検知して、
加熱を制御できるようにして、安全性を向上できるよう
にする。 【解決手段】 重量測定手段５により加熱中の被加熱物
２の重量変化を測定し、高周波出力と加熱開始から蒸気
を検知するまでの時間に基づき、異常加熱判定重量算出
手段１２により予め定められた演算式から異常加熱判定
重量を算出し、算出した異常加熱判定重量と加熱の進行
に伴う被加熱物２の重量の減少量とを比較し、重量減少
量が異常加熱判定重量に達したことにより異常加熱状態
を検知するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばオーブンレ
ンジ等の高周波加熱装置に係り、より詳しくは、使用者
の誤使用により発生する異常加熱を検知することのでき
る安全性の高い高周波加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】オーブンレンジ等の高周波加熱装置にお
いては、従来より異常加熱への対策が施されている。例
えば、特開平１−１１５０８５号公報には、被加熱物の
燃焼が起こる寸前の温度に達すると接続が切れてしまう
素子（例えば温度ヒューズ）を加熱室の天板上に直接取
り付けるとともに、この温度ヒューズは電源クロック発
信手段とマイクロコンピュータの間に設けて、加熱室で
燃焼が起きる温度に達すると、温度ヒューズの接続が切
れてクロックパルス信号がマイクロコンピュータに伝え
られなくなるようにして、このときのクロックトラブル
をマイクロコンピュータ側で判定させ、クロックトラブ
ル発生時にシステムをリセット状態とすることにより加
熱を停止させるようにしたものが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の高周波加熱装置においては、加熱室から天板を介し
て伝達される熱を温度ヒューズで検知しているので、被
加熱物の発火、燃焼を検知するのに時間がかかり、燃焼
を検知したときには加熱室内がかなり高温になってい
て、加熱室や加熱室内のトレーなどの部品が熱により損
傷するおそれがあった。

【０００４】一方、オーブンレンジの利用拡大とともに
使用者のオーブンレンジ利用方法も多岐にわたってお
り、従来のような温度センサだけでは、正常使用による
通常の加熱状態と誤使用による異常加熱状態の判別が困
難になっている。このため、通常の加熱状態であるのに
加熱が停止したり、逆に、異常加熱状態であるのに加熱
が停止しなかったりすることがある。後者の場合、異常
加熱状態を検知したときには加熱室内より発火してい
て、製品に対するダメージが大きくなったり、使用者の
対応によっては火災に至ることもあった。従来のように
温度センサによって燃焼を検知する場合、とくに問題と
なるのは、ヒータ加熱機能を有するオーブンレンジの場
合である。この場合、通常のヒータ加熱時の加熱室内温
度が最大４５０℃付近まで上がるため、異常燃焼の検知
が非常に困難である。すなわち、燃焼検知温度を加熱室
内温度４５０℃に相当する温度より低い温度に設定する
と通常のヒータ加熱状態においても加熱が停止すること
があるため、加熱室内温度４５０℃に相当する温度より
高い温度に設定する必要があるが、このような設定で
は、高周波加熱時の異常加熱検知が遅くなってしまう。
また、高周波加熱だけの電子レンジにおいても、燃焼検
知温度があまり低すぎると通常加熱状態において加熱が
停止することがあるため、余裕をみて燃焼検知温度を少
し高めに設定することになるが、これでは、前記同様、
被加熱物が発火してからの急激な温度上昇によってしか
燃焼を検知することができない。

【０００５】また、通常のあたため直しであれば、食品
から出る蒸気を検知した時点で直ちに加熱を終了しても
良いが、野菜の加熱など、生からの加熱の場合や、肉じ
やがなどの煮込み加熱の場合は、蒸気を検知した後も追
加加熱が必要であり、野菜の加熱は被加熱物にラップを
したり、煮込み加熱は耐熱ガラスなどからなる蓋付の容
器に被加熱物を入れるため、蒸気の出方とともに重量の
減少の仕方も異なり、加熱開始から蒸気を検知するまで
の時間を基に最大加熱時間を決めても、正確な異常加熱
検知ができない。

【０００６】また、初期重量から、異常加熱判定重量を
算出する方法もあるが、ごはんのあたため直し等お茶わ
んなどの器に入れるものは、器込みの重量となるので、
真の被加熱物の重量が分からないので、誤差につなが
る。

【０００７】本発明の技術的課題は、異常加熱状態をは
やくかつ正確に検知して、加熱を制御できるようにし
て、安全性を向上できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波加熱
装置の異常加熱防止方法は、高周波出力Ｐおよび加熱時
間Ｔを設定して加熱を開始させる工程と、被加熱物の初
期重量Ｗ₀ からの重量減少量（Ｗ₀ −Ｗｎ）を測定する
工程と、加熱により被加熱物より発生する蒸気を検出す
る工程と、加熱開始から蒸気を検知するまでの時間ｔを
計時する工程と、下式に基づき異常加熱判定重量Ｗｓｔ
を算出する工程と、算出された異常加熱判定重量Ｗｓｔ
と重量減少量（Ｗ₀ −Ｗｎ）とを比較し、（Ｗ₀ −Ｗ
ｎ）≧Ｗｓｔとなれば、加熱を終了させる工程と、を有
することを特徴としている。 Ｗｓｔ＝ａ＊t／Ｐ＋ｂ 但し、ａ，ｂ：機種間調整用の常数

【０００９】また、この方法に用いられる装置は、被加
熱物を収納して加熱する加熱室と、加熱室に高周波を供
給する高周波供給手段と、高周波供給手段の高周波出力
を設定する出力設定手段と、加熱時間を設定する加熱時
間設定手段と、加熱室内にあって被加熱物を載置する載
置台と、載置台上の被加熱物の重量を測定する重量測定
手段と、被加熱物から出る蒸気を検知する蒸気検知手段
と、加熱開始から蒸気検知手段が被加熱物から出る蒸気
を検知するまでの時間を計時する計時手段と、出力設定
手段で設定された高周波出力および計時手段が計時した
時間に基づいて、予め定められた演算式から異常加熱判
定重量を算出する異常加熱判定重量算出手段と、重量測
定手段の出力信号に基づいて、加熱の進行に伴う被加熱
物の重量の減少量を検知し、この重量減少量が異常加熱
判定重量に達したことにより異常加熱状態を検知する異
常加熱状態検知手段と、異常加熱状態検知手段により異
常加熱状態が検知されると、加熱を終了させる制御手段
と、を備えたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図示実施形態に基づき本発
明を説明する。なお、ここでは高周波加熱装置としてオ
ーブンレンジを例に挙げて説明する。図２は本実施形態
に係るオーブンレンジの外観図である。このオーブンレ
ンジは、オーブンレンジ本体１とその前面に設けられた
開閉自由なドア１６と、ドア１６を開けた所に位置する
加熱室３と、加熱室３の内部にあって被加熱物を載置す
る載置台４と、本体前面の一側に配置されて、使用者が
高周波出力や加熱時間を、手動加熱の場合は直接、また
自動加熱の場合は間接的に高周波出力や加熱時間が設定
された自動メニューを選択したり、加熱開始を指示した
りするための操作パネル１７と、操作パネル１７の上部
に設置されて、操作パネル１７により設定された内容や
調理時間などを表示する表示管１５とを備えている。

【００１１】図１は制御部の構成を示すブロック図であ
る。制御部は、載置台４上の被加熱物２の重量を測定す
る重量測定手段５と、操作パネル１７に設けられたキー
入力部６と、キー入力部６からの指示内容に基づいて高
周波出力を設定する出力設定手段７と、キー入力部６か
らの指示内容に基づいて加熱時間を設定する加熱時間設
定手段８と、加熱室３に高周波を供給する高周波供給手
段１０と、被加熱物２から出る蒸気を検知する蒸気検知
手段１３と、加熱開始から蒸気検知手段１３が被加熱物
２から出る蒸気を検知するまでの時間を計時する計時手
段１１と、出力設定手段７で設定された高周波出力およ
び計時手段１１が計時した時間に基づいて、予め定めら
れた演算式から異常加熱判定重量を算出する異常加熱判
定重量算出手段１２と、重量測定手段５の出力信号に基
づいて、加熱の進行に伴う被加熱物２の重量の減少量を
検知し、この重量の減少量が異常加熱判定重量に達した
ことにより異常加熱状態を検知する異常加熱状態検知手
段１４と、異常加熱状態検知手段１４により異常加熱状
態が検知されると、加熱を終了させる制御手段９とから
構成されている。

【００１２】本実施形態の高周波加熱装置の異常加熱防
止装置において、被加熱物２は、加熱室３の内部にある
載置台４の上に載置され、載置台４の真下に位置する重
量測定手段５によって重量を測定される。まず、キー入
力部６から、手動加熱の場合は直接、高周波出力設定手
段７へ高周波出力の指示や、加熱時間設定手段８へ加熱
時間Ｔの設定をし、さらにキー入力部６からの加熱開始
指示により、制御手投９は高周波供給手段１０を始動
し、加熱を始めると同時に計時手段１１に計時を指示
し、高周波出力設定手段７の出力は、設定された高周波
出力を異常加熱判定重量算出手段１２に出力する。ここ
で、自動加熱の場合、重量測定手段５の出力信号は加熱
時間設定手段８に入力され、予め用意された数式によっ
て加熱時間を決める。キー入力された内容や加熱開始し
てからの残時間などは、制御手投９から操作パネル１７
上の表示管１５に送られて表示される。

【００１３】被加熱物２の加熱の進行に伴い、蒸気検知
手段１３が、被加熱物２から出る蒸気を検知する。ここ
で、計時手段１１は、加熱開始から蒸気検知手段１３が
蒸気を検知するまでの蒸気検知時間ｔを異常加熱判定重
量算出手段１２に出力し、異常加熱判定重量算出手段１
２は、高周波出力設定手段７で設定された高周波出力Ｐ
と計時手段１１で計時した蒸気検知時間ｔに基づいて、
予め用意された数式によって異常加熱判定重量Ｗｓｔを
算出する。引き続き、加熱の進行に伴い、異常加熱状態
検知手段１４は、重量測定手段５から出力される信号を
基に重量の減少量を検出して、異常加熱判定重量算出手
段１２で算出された異常加熱判定重量Ｗｓｔと比較しな
がら、載置台４の上の被加熱物２が異常加熱判定重量減
少したか否かをみることで異常加熱状態を判定し、異常
加熱判定重量減少すると加熱終了信号を出力する。加熱
終了信号を受けた制御手段９は直ちに高周波供給手段１
０を停止させて加熱を終了させる。

【００１４】図４は高周波出力が６００Ｗの電子レンジ
による過熱の進行に伴う８５（ｇ）の食品の重量変化の
特性を示す図で、縦軸に食品重量Ｗ（ｇ）、横軸に加熱
時間Ｔ（ｓ）をとったものである。図４から明らかなよ
うに、蒸気検知するまで食品の重量はあまり変わらない
が、蒸気検知後、徐々に重量が減っていくことが分か
る。またこの場合、食品重量が４０（ｇ）以上減少する
と、発煙や発火に至ることが分かる。

【００１５】次に、本実施形態の高周波加熱装置の異常
加熱防止方法について図３のフローチャートに基づき、
図１を参照しながら説明する。まず、キー入力部６から
使用者が、自動加熱の場合は、間接的に高周波出力Ｐや
加熱時間Ｔが設定された自動メニューを選択する。また
手動加熱の場合は、キー入力部６から直接、高周波出力
Ｐや加熱時間Ｔを設定（ここでは、Ｐ＝６００（Ｗ），
Ｔ＝２００（Ｓ）とする）し、スタートキーを押し（ス
テップ１）、設定した高周波出力Ｐ＝６００（Ｗ），加
熱時間Ｔ＝２００（Ｓ）で加熱を開始させる（ステップ
２）。このとき、設定された高周波出力Ｐの値６００
（Ｗ）が高周波出力設定手段７から異常加熱判定重量算
出手段１２に送られる。

【００１６】次いで、経時手段１１が、加熱開始から蒸
気検知までの時間ｔを経時するとともに、制御手段９
が、加熱時間Ｔのカウントダウンを開始する（ステップ
３）。同時に、重量測定手段５によって初期重量Ｗ
₀ （ここでは、Ｗ₀ ＝８５（ｇ）とする）が測定される
（ステップ４）。

【００１７】次に、加熱時間Ｔのカウントダウンが０に
なったか否かが判断され（ステップ５）、加熱時間Ｔの
カウントダウンが０になっていなければ、蒸気を検知し
たか否かが判断され（ステップ６）、蒸気が検知されて
いなければステップ５に戻り、蒸気が検知されれば（ス
テップ７）、検知された加熱開始から蒸気検知までの時
間ｔ（ここでは、ｔ＝５０（Ｓ）とする）が経時手段１
１から異常加熱判定重量算出手段１２に出力される。異
常加熱判定重量算出手段１２では、蒸気検知時間ｔ（ｔ
＝５０（Ｓ））の入力があると、高周波出力設定手段７
で設定された高周波出力Ｐ（Ｐ＝６００（Ｗ））と前記
蒸気検知時間ｔ（ｔ＝５０（Ｓ））にも基づいて、予め
実験により求められて定められた下記演算式から異常加
熱判定重量Ｗｓｔを算出する（ステップ８）。 Ｗｓｔ＝ａ＊t／Ｐ＋ｂ ただし、ａ，ｂは機種によって数値が異なるものであ
り、機種間調整用の常数である。ここでは、ａ＝３６
０，ｂ＝０ よって、異常加熱判定重量Ｗｓｔは、Ｗｓｔ＝３６０＊
５０／６００＝３０（ｇ）となる。

【００１８】なお、ここでは異常加熱判定重量Ｗｓｔを
蒸気検知時間ｔの１次関数として設定してあるが、もち
ろん２次もしくはそれより高次の関数を用いてもよいこ
とは言うまでもない。

【００１９】次いで、初期重量Ｗ₀ からの重量減少量
（Ｗ₀ −Ｗｎ）（ｇ）を測定し、その重量減少量（Ｗ₀
−Ｗｎ）（ｇ）が異常加熱判定重量算出手段１２で算出
した異常加熱判定重量Ｗｓｔ＝３０（ｇ）以上になった
か否かを判断し（ステップ９）、重量減少量（Ｗ₀ −Ｗ
ｎ）（ｇ）が異常加熱判定重量Ｗｓｔ＝３０（ｇ）以上
になっていなければ、加熱時間Ｔのカウントダウンが０
になったか否かが判断され（ステップ１０）、加熱時間
Ｔのカウントダウンが０になっていなければステップ９
に戻り、加熱時間Ｔのカウントダウンが０になれば加熱
を停止して（ステップ１１）、処理を終了する。

【００２０】また、加熱時間Ｔ内において、ステップ９
にて重量減少量（Ｗ₀ −Ｗｎ）（ｇ）が異常加熱判定重
量Ｗｓｔ＝３０（ｇ）以上になったと判定されれば、ス
テップ１１に飛び、直ちに加熱を停止させて処理を終了
する。

【００２１】また、ステップ５にて加熱時間Ｔのカウン
トダウンが０になったと判定されれば、ステップ１１に
飛び、加熱を停止させて処理を終了する。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、加
熱中の被加熱物の重量変化に着目して、高周波出力と加
熱開始から蒸気を検知するまでの時間に基づき、予め定
められた演算式から異常加熱判定重量を算出し、算出し
た異常加熱判定重量と加熱の進行に伴う被加熱物の重量
の減少量とを比較し、重量減少量が異常加熱判定重量に
達したことにより異常加熱状態を検知するようにしたの
で、例えばラップに包んだり、耐熱ガラスなどからなる
蓋付の容器に入れられて蒸気が出にくくなり、重量の減
少がしにくくなった場合でも、異常加熱状態をはやくか
つ正確に検知することができた。さらに、食品による電
波の吸収率の差に左右されるようなこともなくなった。

【００２３】また、ごはんのあたため直し等、お茶わん
などの器に入れた場合でも、器の重量に関係なく、被加
熱物に含有される水分に相当する重量の減少を検知する
ことで、異常加熱状態をはやくかつ正確に検知して、加
熱を制御することができた。このため、安全性が向上し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る高周波加熱装置の
異常加熱防止装置の制御部の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 本実施形態に係る高周波加熱装置としてのオ
ーブンレンジを示す外観図である。

【図３】 本実施形態に係る高周波加熱装置の異常加熱
防止方法の説明するための動作フローチャートである。

【図４】 電子レンジによる過熱の進行に伴うの食品の
重量変化の特性図である。

【符号の説明】

２ 被加熱物、３ 加熱室、４ 載置台、５ 重量測定
手段、７ 出力設定手段、８ 加熱時間設定手段、９
制御手段、１０ 高周波供給手段、１１ 計時手段、１
２ 異常加熱判定重量算出手段、１３ 蒸気検知手段、
１４ 異常加熱状態検知手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波出力Ｐおよび加熱時間Ｔを設定し
   て加熱を開始させる工程と、 被加熱物の初期重量Ｗ₀ からの重量減少量（Ｗ₀ −Ｗ
   ｎ）を測定する工程と、 加熱により被加熱物より発生する蒸気を検出する工程
   と、 加熱開始から蒸気を検知するまでの時間ｔを計時する工
   程と、 下式に基づき異常加熱判定重量Ｗｓｔを算出する工程
   と、 算出された異常加熱判定重量Ｗｓｔと重量減少量（Ｗ₀
   −Ｗｎ）とを比較し、（Ｗ₀ −Ｗｎ）≧Ｗｓｔとなれ
   ば、加熱を終了させる工程と、を有することを特徴とす
   る高周波加熱装置の異常加熱防止方法。 Ｗｓｔ＝ａ＊t／Ｐ＋ｂ 但し、ａ，ｂ：機種間調整用の常数
2. 【請求項２】 被加熱物を収納して加熱する加熱室と、 前記加熱室に高周波を供給する高周波供給手段と、 前記高周波供給手段の高周波出力を設定する出力設定手
   段と、 加熱時間を設定する加熱時間設定手段と、 前記加熱室内にあって被加熱物を載置する載置台と、 前記載置台上の被加熱物の重量を測定する重量測定手段
   と、 前記被加熱物から出る蒸気を検知する蒸気検知手段と、 加熱開始から前記蒸気検知手段が被加熱物から出る蒸気
   を検知するまでの時間を計時する計時手段と、 前記出力設定手段で設定された高周波出力および前記計
   時手段が計時した時間に基づいて、予め定められた演算
   式から異常加熱判定重量を算出する異常加熱判定重量算
   出手段と、 前記重量測定手段の出力信号に基づいて、加熱の進行に
   伴う被加熱物の重量の減少量を検知し、該重量減少量が
   前記異常加熱判定重量に達したことにより異常加熱状態
   を検知する異常加熱状態検知手段と、 前記異常加熱状態検知手段により異常加熱状態が検知さ
   れると、加熱を終了させる制御手段と、を備えたことを
   特徴とする高周波加熱装置の異常加熱防止装置。