JPH05231683A - レンジフード及び換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 調理器具に載せられている調理物の状態や周
囲温度に影響されることなく異常な温度上昇を適確に検
出して火災発生を未然に防止することが出来る異常検出
機能を備えたレンジフード及び換気装置を提供するこ
と。 【構成】 フード本体１に、調理時に発生する油煙の濃
度を検出するガスセンサ５と、そのガスセンサ５の検出
値に連動しててんぷら油の発火前、又は発火直後に調理
器具へ供給される熱源を遮断する信号を出力することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は台所に設置される換気装
置に係り、調理器具の使用で発生する排気ガスや臭い、
煙等を吸引排気するレンジフードとガスレンジや電気レ
ンジ等の調理器具における熱源の遮断装置に関し、調理
によって発生する油煙の濃度を検出して火災発生を未然
に防止する安全機構を備えたレンジフードに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスレンジや電気レンジ等の調理器具で
てんぷら調理をした場合、てんぷら油の温度が異常に高
くなったのを知らずにいて、てんぷら火災を招くといっ
たことが台所火災で一番多く起きているが、こうしたて
んぷら火災の発生を未然に防止する機能を備えたレンジ
フードが特開平２−93231 号として提案されている。

【０００３】その特開平２−93231 号に示されているレ
ンジフードは、フード本体に、調理器具の加熱部又は被
加熱物表面の温度を非接触で測定する温度センサ、及び
個々の調理に応じた最適温度の設定手段を設け、且つ温
度センサの検出温度と設定温度との比較による異常温度
等を表示，報知する表示手段を設けたものである。そし
て、そのレンジフードでは測定対象物である加熱部又は
鍋等の被加熱物に対応して予め設定した設定温度との比
較が行われ、測定温度が設定温度近傍である時は報知チ
ャイムが鳴るなどして調理人に知らせ、測定温度が設定
温度を越えた時はその温度表示に加えて警報ブザーが鳴
動すると共に、調理器具に供給される熱源（ガス、電気
等）の量が絞られ、更に必要な時は熱源の供給が停止さ
れ、異常な温度上昇を防止して火災発生を防止するとい
うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したレ
ンジフードに装備されているセンサは温度センサ（放射
温度計）であるから、温度のみに依存しており、油面を
遮るもの、例えば蓋等がある場合、正確な（制御可能
な）温度測定が出来ないと共に、周囲温度が測定温度に
大きく影響を与える為、補正回路が不可欠であるといっ
た問題点を有する。又、調理物から発生する油煙によっ
てレンズの窓が汚れ、透光性が変化するといった問題点
がある為、油煙対策の工夫が必要である。更に、温度測
定の観測エリアが感度と焦点の関係より限定される為、
高さの調節や焦点距離の調整が必要である等の問題点を
有する。

【０００５】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、調理器具に載せられている調理物の状態や周囲温
度に影響されることなく異常な温度上昇を適確に検出し
て火災発生を未然に防止することが出来る異常検出機能
を備えたレンジフードを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明が講じた技術的手段は、フード本体に、調理
時に発生する油煙の濃度を検出するガスセンサと、その
ガスセンサの検出値に連動しててんぷら油の発火前、又
は発火直後に熱源を遮断する信号を発信すること、更に
上記ガスセンサの検出値に連動して調理器具側では熱源
を遮断する熱源遮断装置を設け、てんぷら油の発火前、
又は発火直後に熱源を遮断することを特徴とする。又、
上記のフード本体には人感センサ、機能停止スイッチま
たは時限タイマ或いは警報手段等を取付けて、ガスセン
サの信号処理の機能停止、或いは熱源の供給遮断前又は
遮断と同時に警報を発し、調理者に注意を促すようにす
る。

【０００７】上記のガスセンサは、少なくともてんぷら
油の異常温度（ 260℃〜 320℃）となる場合の油煙を判
断する機能を備えたもので、油煙に特に敏感に反応する
ガスセンサ（例えば、Ｓ_n Ｏ₂ ，Ｚ_n Ｏ等金属酸化物を
主成分とする焼結体からなるセラミック半導体ガスセン
サ）でも良いものである。尚、ガスセンサが通常使用さ
れる環境下では、測定対象ガスだけでなく、いろいろな
ガスが共存しており、これらによる誤動作とか、測定精
度の低下を避ける為に、ガスセンサとしては選択性の良
いことが望ましい。ガス分子の吸着や酸化反応による半
導体抵抗変化を利用しているセンサでは、焼結体に微量
の添加物をドープするとか、素子の焼成温度を制御する
とか、或いは動作温度を変えるなどにより、対象ガスに
対する感度を上げ共存ガスの感度を押さえて、ある程度
の選択性を確保し、目的に応じて使い分けるようにす
る。

【０００８】上記の熱源を遮断する遮断手段は、調理器
具の熱源がガスであっても、或いは電気であっても、又
はその他のものであっても良く、ガスセンサの出力レベ
ルに応じて該調理器具側に装備されている遮断機構を作
動させる信号を出力するが、その信号の伝達手段は有
線、又は無線のどちらでも良いものである。熱源の遮断
を行う場合、遮断機能を有するユニットの取付場所とし
て、ガスにおいては元栓、若しくは元栓の手前、元栓と
燃焼器具の間、又は燃焼器具内に装備する等いずれの方
法でも良く、電気その他の熱源についても同様である。

【０００９】又、フード本体に取付けられる人感センサ
は、フード本体の前面下部に取付けられ、レンジフード
の前方（調理器具の前方付近）における人の存在、不存
在を検出するもので、調理器具の前に人がいる間はてん
ぷら油の異常に対して人が対処出来るので、人感センサ
が人の存在を検出してオン信号を出力している間は前述
したガスセンサの異常検出に伴う熱源の遮断処理は行わ
れない。

【００１０】更に、フード本体に取付けられる機能停止
スイッチまたは時限タイマはガスセンサが油煙から異常
を検出し、それに伴って警報を発したり、熱源を遮断す
る機能を一時停止させるもので、ガスセンサは油煙の発
生する調理やアルコールにも反応し、増加曲線の特性が
てんぷら油の油煙と類似すると異常と判断し、異常時の
処理をしてしまう誤動作が考えられ、これを防止するた
めに装備される。尚、このスイッチにはタイマー機能を
持たせ、スイッチを操作してから一定時間経過後、元の
状態に復帰させることも可能である。

【００１１】上記したガスセンサは油煙の濃度に応じて
センサの検出レベルが増加するもので、その検出レベル
がある一定レベルの値となれば警報を発し異常な状態で
あることを知らせる。そして、調理器具の熱源であるガ
ス（電気）等を遮断してそれ以上調理物の温度が上昇し
ないようにする。ところで、油煙に対するガスセンサの
感度特性は図５に示すようにセンサの出力は油の温度が
発火点近くになると急激に増加する。具体的には、油温
が 300℃近傍でセンサの出力がＰ₁ の値を示した場合、
Ｐ₁ 点の値を超えたところで上述した動作を行わせる。
即ち、油煙の量に応じて警報だけを発生させたり、警報
及び熱源の遮断まで行わせるなどその組合わせ自由であ
る。尚、Ｐ₂ 点は油の発火点近くの油温である。

【００１２】

【作用】上記した手段によれば、調理器具に載せられた
調理物が加熱されるに伴い油煙を発生するが、その油煙
の濃度がレンジフードに装備されたガスセンサで検出さ
れる。そしてガスセンサの検出レベルがある一定レベル
の値となると警報を発し、更に調理器具に供給される熱
源の遮断機構を信号伝達で作動させて熱源をオフとし、
調理物の温度が火災を起こす温度に上昇しないようにす
る。

【００１３】又、ガスセンサによる検出レベルは調理物
によっても変化するため、検出量の変化特性を求め、そ
れと予め排気風量の条件により定めてある一定の許容幅
をもった領域とを比較し、一定時間その領域内の増加傾
向に沿った場合、異常と判断して前述の処理が行われ
る。更に、フード本体に人感センサを装備した場合は、
その人感センサが調理器具の前又はその付近に人の存在
を検出した時、ガスセンサは異常信号を発生しないで、
調理器具の前にいる人が異常に対して対処する。この切
り替えは人感センサの検出信号によって自動的に行わ
れ、人感センサが装備されていても人の存在が検出され
なければガスセンサは異常信号を発して警報、熱源の遮
断を行う。（図４参照）

【００１４】更に又、フード本体に機能停止スイッチが
設けられていた場合は、調理がてんぷら調理以外の調理
で、ガスセンサによって油煙検出による異常判断を必要
としない場合は該スイッチを操作することで一定時間、
ガスセンサによる油煙検出及びその検出値に伴う警報、
熱源の遮断の機能が停止される。尚、上記スイッチにタ
イマー機能をもたせることで、一定時間経過後、元の状
態（ガスセンサが機能する状態）に自動的に復帰させる
ことが出来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
ると、図１及び図２は油煙の検出機能を備えたレンジフ
ードを示し、そのレンジフードＡは例えば今日周知の形
態、即ち下面が開口したフード本体１と、そのフード本
体１の内部に収容された送風機ユニット２及び送風機ユ
ニット２の前方に配置されたフィルタ３とで構成され、
前記送風機ユニット２はケーシング、ファン及びモータ
で構成されており、ケーシングの排気口には排気ダクト
４が接続されるようになっている。

【００１６】以上のようなレンジフードＡにおける送風
機ユニット２の前方でフード本体１の天板にはガスセン
サ５が垂下取付けられ、フード本体１の前板下部には人
感センサ６が取付けられると共に、フード本体１の前面
下部には送風機ユニット２の運転，停止等を操作するス
イッチ及びガスセンサ５の機能を一定時間停止させる機
能停止スイッチ（または時限タイマ）７が設けられてお
り、更にフード本体１には異常な状態であることを知ら
せる警報ブザー８が取付けられている。尚、ガスセンサ
５の取付位置は任意であるがフィルタ３の内側に取付け
た方が排気ガスによる汚れをより防止できるため、フー
ド本体側の適当な位置に取付けるのが好ましいものであ
る。

【００１７】そして、上記したガスセンサ５の検出値に
基づいて警報ブザー８を作動させたり、調理器具14へ供
給される熱源（ガスや電気等）を遮断する遮断機構（図
示省略）を作動させる信号伝達の回路は図３に示すよう
に、ガスセンサ５の検出値に基づいて油煙の濃度を測定
する濃度検出回路９，濃度検出回路の出力と予め設定し
てある排気量ごとの設定値と比較する濃度比較回路10、
レンジフードＡ側の風量制御11、濃度比較回路10の異常
判断信号を受けて警報ブザー８を作動させる警報回路1
2、及び上記の異常判断信号を受けて電気レンジ13又は
ガスレンジ14等の熱源遮断装置16を作動させるレンジ制
御回路15等で構成されている。尚、レンジフードＡに人
感センサ６及び機能停止スイッチ７を装備した場合はそ
れらが目的の機能を発揮するように電気的に接続する。
又、無線の場合における異常信号の送信部は、ガスセン
サの検出した状態を熱源遮断装置16の開閉作動を制御す
る制御回路（受信部）に知らせるもので、電波、光、超
音波等今日一般的に使用されている手段の中から選択採
用する。

【００１８】又、電気レンジ13又はガスレンジ14の熱源
遮断装置16は、電気レンジの場合はヒータ部への通電を
オフにすることで熱源の供給を遮断することが出来る
為、ヒータ回路にリレー等を介在して制御し、ガスレン
ジの場合はガスの配管途中に電磁バルブを介在し、制御
回路15からの信号で電磁バルブへの通電がオン／オフさ
れることで熱源のガスの供給が遮断される。そして、電
気レンジ又はガスレンジの調理器具に設けられる受信部
は、上記した送信部に対応して決定される。

【００１９】更に、上述の熱源遮断装置16の取り付け位
置は、前述した調理器具の内部に組み込む形態に限られ
るものではなく、器具用元栓部17又はガスメータ18或い
は器具用元栓とガスメータとの間の配管19途中に組み込
んでも良いものである。（図10参照）

【００２０】油煙に特に感度を有するガスセンサとして
Ｓ_n Ｏ₂ を主成分とするセラミック半導体ガスセンサが
挙げられるが、そのガスセンサの特性としてセンサ出力
と油温の関係は図５のような特性を有する。即ち、油温
がある一定以上（ 280℃〜 300℃）になるとセンサ出力
が急激に増加する。その増加は、例えば基準値をＸ₀と
し、油煙によりガスセンサ５の出力がＸ₁ 、Ｘ₂ 、…Ｘ
_n と増加するとした場合、 Ｘ₁ ／Ｘ₀ 、Ｘ₂ ／Ｘ₀ 、
…Ｘ_n ／Ｘ₀ の比を演算することにより、センサ出力の
増加率が得られる。従って、ガスセンサの改良により油
煙に対する感度が良くなったとすれば、センサ出力の増
加率が大きくなることとなる。それにより、センサの検
出原理（材料）が変わらなければ、図５の特性曲線にお
ける立上がり角度が急峻となるだけである。従って、増
加率の傾きを修正すれば感度の異なるセンサに対しても
同形の特性曲線に修正出来る。尚、方式（原理）の異な
るガスセンサの場合も同様な方式で可能である。

【００２１】又、上記のガスセンサ５は油煙の発生する
他の料理、或いは有機物（アルコール等）を発生する料
理にも反応するが、魚を焼いた場合に発生する油煙に対
するセンサ出力特性を図６に、アルコールを含む具の調
理に反応するセンサ出力特性を図７に夫々示す。魚を焼
いた場合の油煙に対してはガスセンサ出力は大きく出力
されるが、図５のように一定量の増加特性ではなく、不
規則な出力特性となり、アルコールを含む具の料理の場
合はガスセンサ出力は大変大きいが、継続時間が短く
（１〜２分）不規則な出力特性となる。そして、魚焼き
による油煙の場合、検出量は基準レベルに較べて３〜５
倍程度、アルコールの場合は10〜20倍程度の感度差があ
る。従って、感度差の違いを検出持続時間、若しくは検
出パターンで差別化することが出来る。

【００２２】以上のように、油煙に対するガスセンサ５
の反応は各種の調理に対していろいろな特徴を示す。そ
こで、そうした各種の調理の中で台所火災の原因で一番
多いてんぷら調理に対して反応させるためには、てんぷ
ら油を一定加熱した場合のガスセンサ出力の増加率を求
め、これに一定の幅を持たせた領域を設定する。この領
域は、レンジフードの｛運転モード（停止、弱運転、強
運転）、又は風量の変化により得られる排気量｝排気量
によってガスセンサ出力の増加率が異なる為、これを補
正する為に各排気量に対する増加率の領域を夫々設定す
る。それにより、ガスセンサ５の出力の増加率が上述の
如くして予め設定した増加率の領域に入ればてんぷら油
の加熱と判断し、一定時間、領域内の増加に沿った傾向
が示された場合異常と判断して前述した警報、或いは熱
源の遮断が行われる。

【００２３】図８はレンジフードの各排気量に対する補
正した増加率の領域を示し、領域「Ａ」はレンジフード
ファンが停止して排気されていない場合、領域「Ｂ」は
レンジフードファンの排気量が少ない場合、領域「Ｃ」
はレンジフードファンの排気量が多い場合を示す。従っ
て、レンジフードファンを「強」で運転している時、油
煙検出に伴う出力特性が異常に近付いたとき、その出力
の傾向をよりはっきり見極める為にレンジフードファン
の排気量調節を自動的に切り換えて排気量を少なくし、
その排気量に対応する増加率の領域「Ｂ」とで油煙の濃
度を測定することにより、より精度の高い制御が可能と
なる。又、ガスセンサの出力は油温の上昇と共に徐々に
増加していくが、レンジフードの作動で排気しているた
め油煙の対流にはムラが生じる。従って、油煙に対する
ガスセンサの出力にも増減の影響が出てくる。そして、
それは完全に増加する方向ではなく増減しながら増加し
ていく。ところで、データ的には均一に増加するデータ
の方がよいため、２〜３個のデータの移動平均を得て１
つのデータとする。こうすることにより油煙に対するセ
ンサ出力が増加方向だけのデータに修正される。図４は
本装置の動作、非動作を状態毎に区分けした分類表であ
り、図９は上述したガスセンサによる油煙の検出から異
常と判断した場合の警報、熱源遮断までの動作を示すフ
ローチャートである。

【００２４】

【発明の効果】本発明のレンジフードは上述したように
構成したものであるから、周囲の温度や調理物の表面が
覆われている、覆われていない等の状態、或いはレンジ
フードの設置高さ等に左右されることなく安定した測定
ができ、異常な温度上昇を事前に検出して火災発生を未
然に防止することが出来る

【００２５】そして、ガスセンサの出力値による異常判
断を、検出によって得られた出力の変化特性と、予め排
気量の条件（運転モード）により定めてある一定の許容
幅をもった領域とを比較して判断するようにした場合
は、対象とする調理においてより精度の高い制御を行う
ことが出来る。

【００２６】又、上記のレンジフードに人感センサを取
付け、その人感センサが人の存在を検出した場合は前述
した異常状態検出後の処理が行われないように自動的に
切り替えることで、無用な警報の発生を止めることが出
来る。

【００２７】更に、上記のレンジフードに前述した警報
発生、熱源の遮断機能を一定時間、停止させる機能停止
スイッチを設けた場合は、調理の種類によって機能の作
動、停止を自由に選択することが出来るため、人感セン
サの場合と同様、無用な警報の発生、或いは不意な熱源
の遮断を防止することができ、快適に調理作業を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置を示す一部切欠側面図である。

【図２】本発明の一実施例を示すレンジフードの正面図
である。

【図３】制御回路を示すブロック図である。

【図４】異常温度時における動作分類表である。

【図５】ガスセンサ出力と油温度との関係を示す線図で
ある。

【図６】魚を焼いた場合の油煙に反応したセンサ出力の
特性線図である。

【図７】アルコールを含む具の料理に反応したセンサ出
力の特性線図である。

【図８】排気量ごとの補正曲線図である。

【図９】制御動作を示すフローチャート図である。

【図10】調理器具がガスレンジである場合の熱源遮断装
置の取り付け位置を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ…レンジフード １…フード本体 ５…ガスセンサ ６…人感センサ ８…機能停止スイッチ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 調理時に発生する油煙の濃度を検出する
   ガスセンサと、そのガスセンサの検出値に連動しててん
   ぷら油の発火前、又は発火直後に熱源を遮断する信号を
   発信することを特徴とするレンジフード。
2. 【請求項２】 上記レンジフードとそのレンジフードの
   下方に設置されるガスレンジ又は電気レンジ等の調理器
   具とからなる換気装置であって、調理器具側にはレンジ
   フードより出力される異常信号を受けて熱源を遮断する
   熱源遮断装置を設けたことを特徴とする換気装置。
3. 【請求項３】 上記ガスセンサで油煙の検出量の変化特
   性を測定し、これと一定の許容範囲をもった領域とを比
   較し、異常と判定した時調理器具へ供給される熱源を遮
   断することを特徴とする請求項２に記載の換気装置。
4. 【請求項４】 上記レンジフードに人感センサを設け、
   その人感センサが調理者の存在を検知している間はガス
   センサによる制御を中止することを特徴とする請求項１
   に記載のレンジフード。
5. 【請求項５】 上記レンジフードに、ガスセンサによる
   油煙の検出及びそれに伴う熱源を遮断する信号を発信す
   る手段を夫々機能停止させる機能停止スイッチ又は時限
   タイマを設けたことを特徴とする請求項１に記載のレン
   ジフード。
6. 【請求項６】 上記レンジフードに、ガスセンサの異常
   検出に連動して作動する警報手段を設けたことを特徴と
   する請求項１に記載のレンジフード。