(57)【要約】【課題】熱電対が完全に断線する前に異常を検知することで内部の被処理体の損傷を防ぐことができるマイクロ波焼成炉及びマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法を得る。【解決手段】高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが設定温度Ｔｓ未満のときに、設定温度Ｔｓと設定時間ｔ２とから目標温度Ｔｔを算出し、目標温度Ｔｔが高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓを超えている場合はマイクロ波を出力し、未満である場合はマイクロ波の出力を停止し、さらに目標温度Ｔｔと炉内温度Ｔｃｓの差の絶対値が所定温度Ｘ℃以上であって、その状態がｙ回連続した場合に異常を検知する。これにより、補助熱電対１９が完全に断線する前にその異常を検知することが可能となり、高温焼成炉１７内の被処理体の損傷を防ぐことができる【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体の焼成を行うための焼成炉を備え、熱電対を用いて前記焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉において、
前記被処理体を焼成するための設定温度及び設定時間を取得する温度／時間取得手段と、
前記設定温度及び設定時間に基づいて算出される目標温度と、前記熱電対にて検出された炉内温度との差が所定値以上となる状態が生じた場合に異常と判定する異常検知手段と、
を備えるマイクロ波焼成炉。
【請求項２】
前記異常検知手段は、前記目標温度と前記炉内温度との差が前記所定値以上になる状態が所定回数連続して生じた場合に異常と判定する請求項１に記載のマイクロ波焼成炉。
【請求項３】
焼成温度の異なる２つの焼成エリアのうち、低い温度の焼成エリアを形成する第１の焼成炉と、前記第１の焼成炉内に設けられ、高い温度の焼成エリアを形成する第２の焼成炉とを備え、２つの熱電対で前記第１の焼成炉の炉内温度と前記第２の焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記第２の焼成炉にて被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉において、
前記被処理体を焼成するための設定温度及び設定時間を取得する温度／時間取得手段と、
前記被処理体を焼成するための運転を開始したときからの経過時間を取得する経過時間取得手段と、
前記第２の焼成炉の炉内温度が前記設定温度未満で且つ運転開始からの経過時間が前記設定時間に延長時間を加えた時間未満である場合に、前記設定温度及び設定時間から目標温度を算出する目標温度算出手段と、
前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が生じた場合に異常と判定する異常検知手段と、
を備えるマイクロ波焼成炉。
【請求項４】
前記異常検知手段は、前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が前記設定時間に延長時間を加えた時間を超えて継続する場合に異常と判定する請求項３に記載のマイクロ波焼成炉。
【請求項５】
被処理体の焼成を行うための焼成炉を備え、熱電対を用いて前記焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法において、
前記被処理体を焼成するために設定された温度及び時間に基づいて算出される目標温度と、前記熱電対にて検出された炉内温度と、の差の絶対値が所定値以上となる状態が生じた場合に異常と判定するマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法。
【請求項６】
前記目標温度と前記炉内温度との差の絶対値が前記所定値以上になる状態が所定回数連続して生じた場合に異常と判定する請求項５に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法。
【請求項７】
焼成温度の異なる２つの焼成エリアのうち、低い温度の焼成エリアを形成する第１の焼成炉と、前記第１の焼成炉内に設けられ、高い温度の焼成エリアを形成する第２の焼成炉とを備え、２つの熱電対で前記第１の焼成炉の炉内温度と前記第２の焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記第２の焼成炉にて被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法において、
前記被処理体を焼成するための運転を開始したときからの経過時間を取得し、前記第２の焼成炉の炉内温度が設定温度未満で且つ運転開始からの経過時間が設定時間に延長時間を加えた時間未満である場合に、目標温度を算出し、前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が生じた場合に異常と判定するマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法。
【請求項８】
前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が前記設定時間に延長時間を加えた時間を超えて継続する場合に異常と判定する請求項７に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を利用して陶磁器材料やファインセラミックス材料などで形成された被処理体を焼成するマイクロ波焼成炉及びマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロ波を利用して陶磁器材料やファインセラミックス材料などで形成された被処理体を焼成することが提案され、既に実用化が始まっている（例えば、特許文献１参照）。マイクロ波焼成炉には、焼成する温度が１３００℃程度の陶磁器用途と、その温度を超えたファインセラミックス用途とがあり、陶磁器用途の焼成炉とファインセラミックス用途の焼成炉とは、特に炉室を構成する部品の物性上の耐久性が異なるため別々に開発が進められている。また、マイクロ波焼成炉は、高温仕様になるほど製品のコストが増大する。そこで陶磁器用途の焼成炉でファインセラミックス用途並みの高温の焼成を実現したいという要望がある。マイクロ波空間の炉内雰囲気温度の測定には、一般的には放射温度計が用いられるが、導電体である金属の保護管で覆った構造を持つシース型熱電対の金属保護管部位をマイクロ波空間を形成する筐体と電気的に同電位にすることで、マイクロ波の影響を避けて熱電対を使用する方法も最近使用されている。
【０００３】
マイクロ波焼成炉は、炉内温度に応じてマイクロ波出力を制御して、被処理体の焼成を行うため、炉内温度を正確に測定できないと、マイクロ波出力の制御が不適切になる場合がある。そこで、従来から、炉内温度測定における不具合を検知する方法が検討されている。たとえば、熱電対が劣化すると最終的には断線に至るが、従来はバーンアウト回路で断線を検知するようにしている。バーンアウト回路は、熱電対に電流を流して電圧降下を発生させて、その値で断線を検知するものである。
【特許文献１】特開平６−３４５５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、焼成炉内の熱電対は、完全に断線する直前に熱電対の起電力が不定に変化し、実際の温度より低い温度として検出してしまうことがある。このような状態になると、熱電対が完全に断線するまで温度回復に向けて運転を継続することになり、実際の温度が制御温度を超えて内部の被処理体が損傷に至ることがある。この状態について図１６を用いて具体的に説明する。同図は熱電対による温度検出の経時変化の一例を示すものであり、横軸は時間(分)、縦軸は温度(℃)である。この図に示す場合、約４００分から５００分の間(Ｔ１)は完全に断線する直前の状態であるので運転が継続される。しかし、この間、実際の温度よりも低い温度として検出される。５００分を過ぎた時点からは完全に断線した状態になっている。約４００〜５００分の間の谷にあたる部分の変動はマイクロ波の強弱によるものである。
【０００５】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、熱電対が完全に断線する前にその異常を検知することができるマイクロ波焼成炉及びマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は下記構成及び方法により達成される。
（１）  被処理体の焼成を行うための焼成炉を備え、熱電対を用いて前記焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉において、前記被処理体を焼成するための設定温度及び設定時間を取得する温度／時間取得手段と、前記設定温度及び設定時間に基づいて算出される目標温度と、前記熱電対にて検出された炉内温度との差が所定値以上となる状態が生じた場合に異常と判定する異常検知手段と、を備える。
【０００７】
（２）  上記（１）に記載のマイクロ波焼成炉において、前記異常検知手段は、前記目標温度と前記炉内温度との差が前記所定値以上になる状態が所定回数連続して生じた場合に異常と判定する。
【０００８】
（３）  焼成温度の異なる２つの焼成エリアのうち、低い温度の焼成エリアを形成する第１の焼成炉と、前記第１の焼成炉内に設けられ、高い温度の焼成エリアを形成する第２の焼成炉とを備え、２つの熱電対で前記第１の焼成炉の炉内温度と前記第２の焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記第２の焼成炉にて被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉において、前記被処理体を焼成するための設定温度及び設定時間を取得する温度／時間取得手段と、前記被処理体を焼成するための運転を開始したときからの経過時間を取得する経過時間取得手段と、前記第２の焼成炉の炉内温度が前記設定温度未満で且つ運転開始からの経過時間が前記設定時間に延長時間を加えた時間未満である場合に、前記設定温度及び設定時間から目標温度を算出する目標温度算出手段と、前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が生じた場合に異常と判定する異常検知手段と、を備える。
【０００９】
（４）  上記（３）に記載のマイクロ波焼成炉において、前記異常検知手段は、前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が前記設定時間に延長時間を加えた時間を超えて継続する場合に異常と判定する。
【００１０】
（５）  被処理体の焼成を行うための焼成炉を備え、熱電対を用いて前記焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法において、前記被処理体を焼成するために設定された温度及び時間に基づいて算出される目標温度と、前記熱電対にて検出された炉内温度と、の差の絶対値が所定値以上となる状態が生じた場合に異常と判定する。
【００１１】
（６）  上記（５）に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法において、前記目標温度と前記炉内温度との差の絶対値が前記所定値以上になる状態が所定回数連続して生じた場合に異常と判定する。
【００１２】
（７）  焼成温度の異なる２つの焼成エリアのうち、低い温度の焼成エリアを形成する第１の焼成炉と、前記第１の焼成炉内に設けられ、高い温度の焼成エリアを形成する第２の焼成炉とを備え、２つの熱電対で前記第１の焼成炉の炉内温度と前記第２の焼成炉の炉内温度を測定しながらマイクロ波出力を制御して前記第２の焼成炉にて被処理体の焼成を行うマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法において、前記被処理体を焼成するための運転を開始したときからの経過時間を取得し、前記第２の焼成炉の炉内温度が設定温度未満で且つ運転開始からの経過時間が設定時間に延長時間を加えた時間未満である場合に、目標温度を算出し、前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が生じた場合に異常と判定する。
【００１３】
（８）  上記（７）に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法において、前記第２の焼成炉の炉内温度が前記目標温度未満の状態で前記第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が前記設定時間に延長時間を加えた時間を超えて継続する場合に異常と判定する。
【発明の効果】
【００１４】
上記（１）に記載のマイクロ波焼成炉では、設定温度及び設定時間に基づいて算出される目標温度に対して、熱電対にて検出された炉内温度との差が所定値以上となる状態が生じた場合に異常と判定するので、熱電対が完全に断線する前にその異常を検知することが可能となり、焼成炉内の被処理体の損傷を防ぐことができる。
【００１５】
上記（２）に記載のマイクロ波焼成炉では、目標温度と炉内温度との差が所定値以上になる状態が所定回数連続して生じた場合に異常と判定するので、熱電対の異常を確実に検出することができる。
【００１６】
上記（３）に記載のマイクロ波焼成炉では、第２の焼成炉の炉内温度が目標温度未満の状態であっても、第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が生じた場合に異常と判定するので、熱電対が完全に断線する前に異常を検知することができる。すなわち、第２の熱電対が故障して、第２の焼成炉の炉内温度を低く検出したとしても、第２の焼成炉の炉内温度上昇によって第１の焼成炉の炉内温度が上昇するので、第１の焼成炉の炉内温度を検出する第１の熱電対の出力から判定することができる。したがって、第２の熱電対が完全に断線する前にその異常を検知することが可能となり、第２の焼成炉内の被処理体の損傷を防ぐことができる。
【００１７】
上記（４）に記載のマイクロ波焼成炉では、第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が設定時間に延長時間を加えた時間を超えて継続する場合に異常と判定するので、第２の熱電対の異常を確実に検出することができる。
【００１８】
上記（５）に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法では、設定温度及び設定時間に基づいて算出される目標温度に対して、熱電対にて検出された炉内温度との差が所定値以上となる状態が生じた場合に異常と判定するので、熱電対が完全に断線する前にその異常を検知することが可能となり、焼成炉内の被処理体の損傷を防ぐことができる。
【００１９】
上記（６）に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法では、目標温度と炉内温度との差が所定値以上になる状態が所定回数連続して生じた場合に異常と判定するので、熱電対の異常を確実に検出することができる。
【００２０】
上記（７）に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法では、第２の焼成炉の炉内温度が目標温度未満の状態であっても、第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が生じた場合に異常と判定するので、熱電対が完全に断線する前に異常を検知することができる。すなわち、第２の熱電対が故障して第２の焼成炉の炉内温度を低く検出したとしても、第２の焼成炉の炉内温度上昇によって第１の焼成炉の炉内温度が上昇するので、第１の焼成炉の炉内温度を検出する第１の熱電対の出力から判定することができる。これにより、焼成炉内の被処理体の損傷を防ぐことができる。したがって、第２の熱電対が完全に断線する前にその異常を検知することが可能となり、第２の焼成炉内の被処理体の損傷を防ぐことができる。
【００２１】
上記（８）に記載のマイクロ波焼成炉の熱電対断線検知方法では、第１の焼成炉の炉内温度が予め設定した上限温度を超える状態が設定時間に延長時間を加えた時間を超えて継続する場合に異常と判定するので、第２の熱電対の異常を確実に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉の外観を示す斜視図である。また、図２は本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の炉部分の構造を示す断面図である。図３は本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の電気的な構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１において、本実施の形態のマイクロ波焼成炉１０は、マイクロ波を利用して被処理体(図示略)の焼成を行うものであり、焼成炉本体１１と、その蓋である扉部１２とを備える。焼成炉本体１１内には、図２に示すように、金属キャビティ１３と、１２５０℃までの焼成が可能な通常焼成エリア１４を形成する通常焼成炉１５と、１５００℃までの焼成が可能な高温焼成エリア１６を形成する高温焼成炉１７と、通常焼成炉１５内の雰囲気温度(通常炉内温度)を測定するための主熱電対１８と、高温焼成炉１７内の雰囲気温度(高温炉内温度)を測定するための補助熱電対１９とが設けられている。
【００２５】
通常焼成炉１５と高温焼成炉１７は、金属キャビティ１３内に設けらており、共にマイクロ波の影響を受けにくいアルミナ・シリカ系の断熱材を用いて方形状に組立てられている。高温焼成炉１７は通常焼成炉１５内に設置される関係上、通常焼成炉３より小型に造られている。因みに高温焼成炉１７を設けた理由は、ファインセラミックスを焼成できるような高温仕様になるほど製品のコストが増大するので、陶磁器を焼成できる程度の温度仕様で設計してもファインセラミックスを焼成できるようにするためである。この場合、ファインセラミックスを焼成するときには高温焼成炉１７を通常焼成炉１５内に設け、陶磁器を焼成するときには通常焼成炉１５内から取り出すようにしている。
【００２６】
また、本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉１０は、上記構成の他に、操作部２０と、表示部２１と、パワー出力部２２と、制御部２３とを備えている。操作部２０は、マイクロ波焼成炉１０を操作するためのデータやコマンドを入力するものである。入力するデータとしては、被処理体を焼成するための時間や温度等がある。また、入力するコマンドとしては、焼成を開始するスタートコマンドや焼成を停止するストップコマンド等がある。入力されたデータやコマンドは制御部２３に取り込まれる。表示部２１は、マイクロ波焼成炉の動作状態を示すものであり、例えば被処理体の焼成開始からの経過時間や温度変化が表示される。パワー出力部２２は、マイクロ波を発生するマグネトロン(図示略)を有し、制御部２３によってマイクロ波出力が制御される。
【００２７】
制御部２３は、操作入力回路２３１と、表示出力回路２３２と、出力制御回路２３３と、記憶装置２３４と、熱電対入力回路２３５と、マイクロコンピュータ２３６とを備えて構成される。操作入力回路２３１は、操作部２０から入力されたデータやコマンドを取り込み、それをマイクロコンピュータ２３６に入力する。表示出力回路２３２は、マイクロコンピュータ２３６から入力された表示データを表示部２１にて表示可能なデータに変換して表示部２１に入力する。マイクロコンピュータ２３６から入力される表示データは、例えば被処理体の焼成開始からの経過時間や温度変化を示すものである。出力制御回路２３３は、マイクロコンピュータ２３３から出力制御データに従ってパワー出力部２２におけるマイクロ波出力を制御する。
【００２８】
記憶装置２３４は、操作部２０で設定された時間や温度の設定値の記録、運転開始時からの経過時間の記録、主熱電対１８及び補助熱電対１９の出力(起電力)に基づく温度データの記録等に用いられる。記憶装置２３４には、例えば不揮発性メモリが用いられる。熱電対入力回路２３５は、主熱電対１８及び補助熱電対１９それぞれの起電力を取り込み、増幅や波形整形を行った後、ディジタル値に変換してマイクロコンピュータ２３６に入力する。マイクロコンピュータ２３６は、マイクロ波焼成炉１０の各部を制御する。特に、本実施の形態では、熱電対１８又は熱電対１９の異常を温度変化から検知して、それらが断線に至る前にマイクロ波の発振を停止させる制御を行う。すなわち、温度と時間の設定値の傾きから目標温度を求め、求めた目標温度に対して実際の炉内温度との差が予め設定した値(Ｘ℃)であった場合に異常を検知し、マイクロ波の発振を停止させる。また、マイクロコンピュータ２３６には、タイマが内蔵されており、このタイマによって運転開始時からの経過時間を取得する。
【００２９】
図４は、温度設定値６０分、時間設定値１５００℃としたときの目標温度Ｔａを示す図である。目標温度Ｔａの傾きは、運転開始時の温度を６００℃としているので、(１５００−６００)／６０＝１５℃／分となる。因みに運転開始時から４０分経過した時点の目標温度Ｔａは、Ｔａ＝１５×４０＋６００＝１２００℃となる。本実施の形態では目標温度と実際の炉内温度との比較を１秒毎に行うようにしている。
【００３０】
図５は、主熱電対１８と補助熱電対１９それぞれにおける温度検出の経時変化の一例を示す図であり、横軸は時間(分)、縦軸は温度(℃)である。同図において、２点鎖線で示す温度軌跡は主熱電対１８によるものであり、１点鎖線で示す温度軌跡は補助熱電対１９によるものである。この図に示す例は、主熱電対１８には異常はなく、補助熱電対１９に異常が生じている場合である。図１６を用いて前述したように、約４００〜５００分の間は完全に断線する直前の状態であり、実際の温度よりも低い温度として検出される。また、５００分を過ぎた時点で完全に断線した状態になっている。また、約４００〜５００分の間の谷にあたる部分の変動はマイクロ波の強弱によるものである。マイクロコンピュータ２３６は、予め設定された温度と時間で求まる直線の傾きから目標温度を求め、求めた目標温度と実際の炉内温度との温度差が予め設定されたＸ℃であった場合に異常と判定する。
【００３１】
図６は、図５中の枠３０で示す部分即ち補助熱電対１９による温度軌跡の頂点部分を拡大した図である。同図において、検知条件として目標温度−１００℃を設定し、目標温度１５００℃から１００℃(＝Ｘ℃)の温度差となる１４００℃となった時点で異常を検知する。この例では、異常発生から約７分で検知している。
【００３２】
なお、上記操作部２０、操作入力回路２３１及びマイクロコンピュータ２３６は温度／時間取得手段を構成する。また、マイクロコンピュータ２３６は異常検知手段、経過時間取得手段及び目標温度算出手段に対応する。
【００３３】
次に、上記構成のマイクロ波焼成炉１０の熱電対異常検知動作について、図７〜図１０に示すフローチャートを参照して説明する。但し、ここでは、補助熱電対１９に対する異常検知動作について説明する。
【００３４】
図７は、設定温度及び設定時間の読み込み動作を示すフローチャートである。この動作は運転開始時に実施される。同図において、まず操作部２０で設定された設定温度Ｔｓを読み込み(ステップＳＴ１０)、次いで操作部２０で設定された設定時間ｔｓを読み込む(ステップＳＴ１１)。読み込んだ設定温度Ｔｓと設定時間ｔｓを記憶装置２３４に格納する。
【００３５】
図８は、炉内温度及び経過時間の取得動作を示すフローチャートである。この動作は割り込み処理として１秒毎に実施される。同図において、まず高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓを取得し(ステップＳＴ２０)、次いで経過時間ｔｔを取得する(ステップＳＴ２１)。取得した炉内温度Ｔｃｓと経過時間ｔｔを記憶装置２３４に格納する。
【００３６】
図９は、昇温制御動作を示すフローチャートである。同図において、まず炉内温度Ｔｃｓが設定温度Ｔｓ未満であるかどうか判定し(ステップＳＴ３０)、設定温度Ｔｓ以上である場合(即ちステップＳＴ３０の判定で「ＮＯ」の場合)は、次工程へ移行して、該工程における処理を行い(ステップＳＴ３１)、処理を終了する。これに対して、炉内温度Ｔｃｓが設定温度Ｔｓ未満である場合(即ちステップＳＴ３０の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、設定温度Ｔｓと設定時間ｔ２を基に目標温度Ｔｔを算出する(ステップＳＴ３２)。目標温度Ｔｔを算出した後、高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満であるかどうか判定し(ステップＳＴ３３)、目標温度Ｔｔ以上である場合(即ちステップＳＴ３３の判定で「ＮＯ」の場合)は、パワー出力をオフする処理(即ちマイクロ波の発振を停止する処理)を行う(ステップＳＴ３４)。これに対して、高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満である場合(即ちステップＳＴ３３の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、パワー出力をオンする処理(即ちマイクロ波を発振する処理)を行う(ステップＳＴ３５)。
【００３７】
ステップＳＴ３４でパワー出力オフ処理を行うか、あるいはステップＳＴ３５でパワー出力オン処理を行った後、目標温度Ｔｔと炉内温度Ｔｃｓの差の絶対値(|Ｔｔ−Ｔｃｓ｜)が所定温度Ｘ℃(例えば１００℃)以上であるかどうか判定し(ステップＳＴ３６)、所定温度Ｘ℃未満である場合(即ちステップＳＴ３６の判定で「ＮＯ」の場合)は、ステップＳＴ３０に戻って上述したステップを繰り返す。これに対して、目標温度Ｔｔと炉内温度Ｔｃｓの差の絶対値(|Ｔｔ−Ｔｃｓ｜)が所定温度Ｘ℃以上である場合(即ちステップＳＴ３６の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、所定温度Ｘ℃以上に至る回数が予め設定した回数(ｙ(整数)回)連続したかどうか判定し(ステップＳＴ３７)、ｙ回連続していない場合はステップＳＴ３０に戻って上述したステップを繰り返し、ｙ回連続した場合は異常処理を行う(ステップＳＴ３８)。すなわち、パワー出力をオフにする。異常処理終了後、本処理を終了する。なお、降温制御の場合は、図９の点線内の判断における不等号の向きが逆になる。すなわち、Ｔｃｓ＞Ｔｔとなる。
【００３８】
図１０は、保温制御動作を示すフローチャートである。同図において、まず高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満であるかどうか判定し(ステップＳＴ４０)、目標温度Ｔｔ以上である場合(即ちステップＳＴ４０の判定で「ＮＯ」の場合)は、パワー出力をオフする処理(マイクロ波の発振を停止する処理)を行う(ステップＳＴ４１)。これに対して、高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満である場合(即ちステップＳＴ４０の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、パワー出力をオンする処理(マイクロ波を発振する処理)を行う(ステップＳＴ４２)。ステップＳＴ４１でパワー出力オフ処理を行うか、あるいはステップＳＴ４２でパワー出力オン処理を行った後、目標温度Ｔｔと炉内温度Ｔｃｓの差の絶対値(|Ｔｔ−Ｔｃｓ｜)が所定温度Ｘ℃(例えば１００℃)以上であるかどうか判定し(ステップＳＴ４３)、所定温度Ｘ℃未満である場合(即ちステップＳＴ４３の判定で「ＮＯ」の場合)は、経過時間ｔｔが設定時間ｔ２以上であるかどうか判定し(ステップＳＴ４４)、設定時間ｔ２未満である場合(即ちステップＳＴ４４の判定で「ＮＯ」の場合)は、ステップＳＴ４０に戻って上述したステップを繰り返し、設定時間ｔ２以上である場合(即ちステップＳＴ４４の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、次工程へ移行する処理を行い(ステップＳＴ４５)、処理を終了する。
【００３９】
一方、上記ステップＳＴ４３の判定で、目標温度Ｔｔと高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓの差の絶対値(|Ｔｔ−Ｔｃｓ｜)が所定温度Ｘ℃以上である場合(即ちステップＳＴ４３の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、所定温度Ｘ℃以上に至る回数が予め設定した回数（ｙ(整数)回）連続したかどうか判定し(ステップＳＴ４６)、ｙ回連続していない場合はステップＳＴ４４に進み、ｙ回連続した場合は異常処理を行う(ステップＳＴ４７)。すなわち、パワー出力をオフにする。異常処理終了後、本処理を終了する。
【００４０】
このように本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉１０によれば、高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが設定温度Ｔｓ未満のときに、設定温度Ｔｓと設定時間ｔ２とから目標温度Ｔｔを算出し、目標温度Ｔｔが高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓを超えている場合はマイクロ波を出力し、未満である場合はマイクロ波の出力を停止し、さらに目標温度Ｔｔと炉内温度Ｔｃｓの差の絶対値が所定温度Ｘ℃以上であって、その状態がｙ回連続した場合に異常と判定するので、補助熱電対１９が完全に断線する前にその異常を検知することが可能となり、高温焼成炉１７内の被処理体の損傷を防ぐことができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、補助熱電対１９に対する異常を検知するものについて説明したが、主熱電対１８においても同様に異常検知することが可能である。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係るマイクロ波焼成炉について説明する。なお、本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の構成は、上述した実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉１０の構成と同一であるので図１〜図３を援用するとともにその説明を省略し、動作についてのみ説明する。上述した実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉１０は、補助熱電対１９で検出した温度に基づいて補助熱電対１９の異常を検知するようにしたが、本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉１０Ａは、主熱電対１８で検出した温度に基づいて補助熱電対１９の異常を検知する。
【００４３】
図１１〜図１５は、本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉１０Ａの熱電対異常検知動作を説明するためのフローチャートである。但し、この動作説明でも補助熱電対１９に対する異常検知に限定するものとする。
図１１は、設定温度及び設定時間の読み込み動作を示すフローチャートである。この動作は運転開始時に実施される。同図において、まず設定温度Ｔｓを読み込み(ステップＳＴ５０)、次いで設定時間ｔｓを読み込む(ステップＳＴ５１)。読み込んだ設定温度Ｔｓと設定時間ｔｓを記憶装置２３４に格納する。
【００４４】
図１２は、通常焼成炉１５と高温焼成炉１７夫々の炉内温度の取得と経過時間の取得動作を示すフローチャートである。この動作は割り込み処理として１秒毎に実施される。同図において、まず高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓを取得し(ステップＳＴ６０)、次いで通常焼成炉１５内の炉内温度Ｔｃｍを取得する(ステップＳＴ６１)。そして、炉内温度Ｔｃｓ及びＴｃｍの取得後、経過時間ｔｔを取得する(ステップＳＴ６２)。取得した炉内温度Ｔｃｓ及びＴｃｍと経過時間ｔｔを記憶装置２３４に格納する。
【００４５】
図１３は、昇温制御動作を示すフローチャートである。同図において、まず炉内温度Ｔｃｓが設定温度Ｔｓ未満であるかどうか判定し(ステップＳＴ７０)、設定温度Ｔｓ以上である場合(即ちステップＳＴ７０の判定で「ＮＯ」の場合)は、次工程へ移行して、該工程における処理を行い(ステップＳＴ７１)、処理を終了する。これに対して、設定温度Ｔｓ未満である場合(即ちステップＳＴ７０の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、経過時間ｔｔが設定時間ｔｓに所定時間(以下、制限時間と呼ぶ)ｚ(分)を加算した値以上であるかどうか判定し(ステップＳＴ７２)、該加算値以上である場合(即ちステップＳＴ７２の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、リミットフラグがオンであるかどうか判定する(ステップＳＴ７３)。リミットフラグがオンである場合(即ちステップＳＴ７３の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、次工程へ移行して、該工程における処理を行い(ステップＳＴ７４)、処理を終了する。
【００４６】
一方、上記ステップＳＴ７２の判定において、経過時間ｔｔが設定時間ｔｓに制限時間ｚ(分)を加算した値未満である場合(即ちステップＳＴ７２の判定で「ＮＯ」の場合)は、目標温度Ｔｔを算出する(ステップＳＴ７６)。目標温度Ｔｔの算出後、炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満であるかどうか判定し(ステップＳＴ７７)、目標温度Ｔｔ以上である場合(即ちステップＳＴ７７の判定で「ＮＯ」の場合)は、パワー出力をオフする処理(マイクロ波の発振を停止する処理)を行う(ステップＳＴ７８)。これに対して、炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満である場合(即ちステップＳＴ７７の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、炉内温度Ｔｃｍがリミッタ温度(ｙ℃)を超えているかどうか判定し(ステップＳＴ７９)、リミッタ温度(ｙ℃)を超えている場合(即ちステップＳＴ７９の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、パワー出力をオフする処理(マイクロ波の発振を停止する処理)を行う(ステップＳＴ８０)。そして、リミットフラグをオンし(ステップＳＴ８１)、ステップＳＴ７０に戻る。これに対して、炉内温度Ｔｃｍがリミッタ温度(ｙ℃)以下の場合即ちステップＳＴ７９の判定で「ＮＯ」の場合)は、パワー出力をオンする処理(ステップＳＴ８２)を行い(ステップＳＴ８２)、その後、ステップＳＴ７０に戻る。
【００４７】
次に、図１４は降温制御動作を示すフローチャートである。同図において、まず炉内温度Ｔｃｓが設定温度Ｔｓを超えているかどうか判定し(ステップＳＴ９０)、設定温度Ｔｓ未満である場合(即ちステップＳＴ９０の判定で「ＮＯ」の場合)は、次工程へ移行して、該工程における処理を行い(ステップＳＴ９１)、処理を終了する。これに対して、設定温度Ｔｓを超える場合(即ちステップＳＴ９０の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、目標温度Ｔｔを算出する(ステップＳＴ９２)。そして、目標温度Ｔｔの算出後、炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満であるかどうか判定し(ステップＳＴ９３)、目標温度Ｔｔを超えている場合(即ちステップＳＴ９３の判定で「ＮＯ」の場合)は、パワー出力をオフする処理(即ちマイクロ波の発振を停止する処理)を行う(ステップＳＴ９４)。
【００４８】
これに対して、炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満である場合(即ちステップＳＴ９３の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、炉内温度Ｔｃｍがリミッタ温度(ｙ℃)を超えているかどうか判定し(ステップＳＴ９５)、リミッタ温度(ｙ℃)を超えている場合(即ちステップＳＴ９５の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、パワー出力をオフする処理(マイクロ波の発振を停止する処理)を行い(ステップＳＴ９４)、その後、ステップＳＴ９０に戻る。これに対して、炉内温度Ｔｃｍがリミッタ温度(ｙ℃)未満の場合(即ちステップＳＴ９５の判定で「ＮＯ」の場合)は、パワー出力をオンする処理を行い(ステップＳＴ９６)、その後、ステップＳＴ９０に戻る。
【００４９】
次に、図１５は保温制御動作を示すフローチャートである。同図において、まず炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満であるかどうか判定し(ステップＳＴ１００)、目標温度Ｔｔを超える場合(即ちステップＳＴ１００の判定で「ＮＯ」の場合)は、パワー出力をオフする処理(マイクロ波の発振を停止する処理)を行う(ステップＳＴ１０１)。これに対して、炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満である場合(即ちステップＳＴ１００の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、炉内温度Ｔｃｍがリミッタ温度ｙ℃を超えているかどうか判定し(ステップＳＴ１０２)、リミッタ温度ｙ℃を超えている場合(即ちステップＳＴ１０２の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、ステップＳＴ１０１に進み、パワー出力をオフする処理(マイクロ波の発振を停止する処理)を行う。これに対して、リミッタ温度ｙ℃未満の場合(即ちステップＳＴ１０２の判定で「ＮＯ」の場合)は、ステップＳＴ１０３に進み、パワー出力をオンする処理(マイクロ波の発振を行う処理)を行う。
【００５０】
ステップＳＴ１０１でパワー出力オフ処理を行うか、あるいはステップＳＴ１０３でパワー出力オン処理を行った後、経過時間ｔｔが設定時間ｔｓ以上であるかどうか判定し(ステップＳＴ１０４)、設定時間ｔｓ未満である場合(即ちステップＳＴ１０４の判定で「ＮＯ」の場合)は、ステップＳＴ１００に戻り、設定時間ｔｓ以上である場合(即ちステップＳＴ１０４の判定で「ＹＥＳ」の場合)は、次工程へ移行する処理を行い(ステップＳＴ１０５)、処理を終了する。
【００５１】
このように本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉１０Ａによれば、高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが設定温度Ｔｓ未満で且つ運転開始からの経過時間ｔｔが設定時間ｔｓに自動延長時間ｚを加えた時間未満であれば目標温度Ｔｔを算出し、高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満で、通常焼成炉１５内の炉内温度Ｔｃｍがリミッタ温度ｙを超えない間はマイクロ波を継続して出力し、高温焼成炉１７内の炉内温度Ｔｃｓが目標温度Ｔｔ未満でありながらも通常焼成炉１５内の炉内温度Ｔｃｍがリミッタ温度ｙを超えると、マイクロ波の出力を停止してリミットフラグをオンにし、この状態が設定時間ｔｓに自動延長時間ｚを加えた時間継続した場合に異常と判定する。すなわち、補助熱電対１９が故障して高温焼成炉１７の炉内温度を低く検出したとしても、高温焼成炉１７の炉内温度上昇によって通常焼成炉１５の炉内温度が上昇するので、通常焼成炉１５の炉内温度を検出する主熱電対１８の出力から判定することができる。したがって、補助熱電対１９が完全に断線する前にその異常を検知することが可能となり、高温焼成炉１７内の被処理体の損傷を防ぐことができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、通常焼成炉１５の炉内温度が予め設定したリミッタ温度(上限温度)ｙを超える状態が、設定時間ｔｓに延長時間ｚを加えた時間を超えて継続する場合に異常と判定するようにしたが、通常焼成炉１５の炉内温度が予め設定したリミッタ温度ｙを超える状態が生じた場合に異常と判定するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、熱電対が完全に断線する前に異常を検知することで内部の被処理体の損傷を防ぐことができるといった効果を有し、マイクロ波焼成炉への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉の外観を示す斜視図
【図２】図１の炉部分の概略構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉の電気的構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉における目標温度の設定を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知方法を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知方法を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図８】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図９】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態１に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態２に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図１２】本発明の実施の形態２に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図１３】本発明の実施の形態２に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態２に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図１５】本発明の実施の形態２に係るマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知動作を説明するためのフローチャート
【図１６】従来のマイクロ波焼成炉における補助熱電対の異常検知の問題点を説明するための図
【符号の説明】
【００５５】
１０、１０Ａ  マイクロ波焼成炉
１１  焼成炉本体
１１Ａ  開口部
１２  扉部
１３  金属キャビティ
１４  通常焼成エリア
１５  通常焼成炉
１６  高温焼成エリア
１７  高温焼成炉
１８  主熱電対
１９  補助熱電対
２０  操作部
２１  表示部
２２  パワー出力部
２３  制御部
２３１  操作入力回路
２３２  表示出力回路
２３３  出力制御回路
２３４  記憶装置
２３５  熱電対入力回路
２３６  マイクロコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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