JP2010107173A - 汚染物質排出装置およびその汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフード - Google Patents
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Abstract
【課題】汚染物質排出装置およびその汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフード。
【解決手段】後側が壁69に隣接して、給気装置6および吸気フード61を備える。給気装置6は、基台6’または調理台77の前側に設置されてスリット状給気部63が設けられ、空気噴流を上方に噴出する。吸気フード61は、基台6’上方に設けられ、スリット状吸気部60を有し、吸気装置72が接続されて上方への排気の吸引を行なう。
スリット状吸気部60とスリット状給気部63は、長さ方向に平行に配置されて、吸気装置72が運転されると、スリット状吸気部60とスリット状給気部63との間に略二次元の傾斜したエアカーテンが形成され、油煙の拡散を低減し、周辺の干渉気流に対する抵抗力を強化する。
【選択図】図4
【解決手段】後側が壁69に隣接して、給気装置6および吸気フード61を備える。給気装置6は、基台6’または調理台77の前側に設置されてスリット状給気部63が設けられ、空気噴流を上方に噴出する。吸気フード61は、基台6’上方に設けられ、スリット状吸気部60を有し、吸気装置72が接続されて上方への排気の吸引を行なう。
スリット状吸気部60とスリット状給気部63は、長さ方向に平行に配置されて、吸気装置72が運転されると、スリット状吸気部60とスリット状給気部63との間に略二次元の傾斜したエアカーテンが形成され、油煙の拡散を低減し、周辺の干渉気流に対する抵抗力を強化する。
【選択図】図4
Description
本発明は、汚染物質排出装置に関し、特に、空気力学の原理を応用し、基台上方に単一の傾斜したエアカーテンが形成され、単一の傾斜したエアカーテンと壁との間の汚染物質を包囲して排出することができ、また、周辺の干渉気流に対する抵抗力が強化され、一般家庭の厨房のレンジフード、業務用厨房、実験室、粉塵が発生する作業場およびその他の汚染気体が発生する作業場に適用される汚染物質排出装置およびその汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフードに関する。
一般のレストランの厨房、実験室、粉塵が発生する作業場またはその他の汚染物質が発生する作業場において作業を行う者にとって、油煙または有毒気体の拡散は環境汚染を招くだけでなく、人体にも悪影響を及ぼす。
従来技術によるレンジフードを例とすると、その構造および配置はおよそ図14に示すようなものであり、レンジフード10は上方のダクトカバー15の下方に固定され、後端は後方の壁板14に支持される。側辺には壁13が存在することもある。ダクトカバー15の横には通常、上部戸棚16が設けられる。レンジフード10の内にはファン11が設けられ、ファンが回転することによってコンロ上方の油煙または有毒気体は上方に吸引され、レンジフード10上方に設置されたダクト12から屋外に排出される。レンジフード10、ダクトカバー15および上部戸棚16の下方は調理台17である。レンジフード10の真下にはコンロ18が設置され、コンロ18上にはガスバーナ19、電気コンロまたは電磁調理器が設けられる。調理台17の下方には一般に下部戸棚20が設けられる。
上述の従来技術によるレンジフードは、一般の作業場で使用されるキャノピーフード(canopy hood)とさほど相違点がない。この種のレンジフードまたはキャノピーフードの有効捕集範囲は吸気口下方の吸気口直径の1.5倍(または更に短い)以内であり、図15に示すように、この範囲を超える範囲においては流体が上方に移動する速度は非常に遅く、吸引力が不足し、人の移動、ファンによる風、エアコンの運転または窓の開閉などによる干渉気流の影響を容易に受ける。側辺に干渉気流がある場合、通常、従来技術によるレンジフードまたはキャノピーフード周辺の気体の流路は図16に示すように変化する。このような状況が発生すると、有効な捕集範囲(capture zone)は、図16に示す区分流線(dividing streamline)によって隔てられる小さな範囲に縮小される。横風速度の吸気速度に対する比率が大きくなるほど、有効捕集範囲は小さくなる。汚染物質は干渉気流によって拡散され、厨房の壁が油分で汚れたり、厨房内で調理を行なう人の健康が影響を受けたりする。コンロ上方には調理器具を操作するための空間が必要なので、レンジフードの設置位置を下げすぎることはできず、一般の厨房においては、多かれ少なかれ、人の移動、ファンによる風、エアコンの運転または窓の開閉が行なわれるので、従来技術によるレンジフードでは効果的に厨房の油煙および汚染物質を除去することはできない。
図17は従来技術によるレンジフードに改良を加えた製品を示し、本改良を加えた従来技術によるレンジフードは、調理台のコンロの左、右および前方にクロスファン21(またはスリット状給気部)がそれぞれ設置され、空気を上方に噴出し、後方の壁板14と共にレンジフードの下方空間の四方を包囲する。この設計によって従来技術によるレンジフードの干渉気流がないときにおける捕集効果を改善することができるが、四方が噴流空気および壁板によって包囲されているので、レンジフードを運転させたとき、レンジフード下方空間の気体の流れは安定せず(空気力学の基本原理の一つ)、動態である流体の渦巻きはコンロを包囲して三次元の撹拌運動を行なう。このときの長時間における平均流場は安定した渦巻きおよび停滞点を表すように見えるが、時間経過に伴う瞬間的な状況は、実際には、非常に乱れたものである。また、この種の上方から吸引する方式は従来技術によるレンジフードにおける「大面積の吸気」を行なうものであるので、気流に対して長い距離のプッシュプル効果を生成することが難しく、噴出気流は容易に拡散して破壊される。物理的に述べると、本設計は「プッシュプル型エアカーテン」の原理に符合せず、隔離および排出効果を有する「エアカーテン」を形成できない。従って、(1)油煙および汚染物質は気体の壁と固体の壁とに包囲され、コンロ付近の撹拌される流体の渦巻きと共に運動し、包囲された範囲に停滞する時間(residence time)が大幅に長くなり(コンロ付近に煙を放出すると、コンロ上方および四方の煙が撹拌され、上方のレンジフードからあまり吸引されないのを確認することができる)、側辺の干渉気流の影響を受けたとき、これらの油煙および汚染物質は容易に拡散する。(2)コンロ上の流体の渦巻きはコンロを包囲して撹拌され、炎を揺動させるので、燃焼効率が低下するという二つの問題を有する。
以上のように、従来技術によるレンジフードは、不良な流場形態によって油煙が漏れやすく、この種の不良な流場形態は基本的な流体力学の特性によって発生するものである。従って、従来技術に改良を加えても改善効果は少ない。この問題を解決するために、本発明は従来技術によるレンジフードとは異なる構造を提供するものであり、空気力学の原理に符合し、実験結果から性能が非常に優れたものであることが証明された。
特開平5−203210号公報
本発明の第1の目的は、コンロなど汚染物資排出源のある基台一側にスリット状給気部が設けられ、スリット状給気部の斜め上方にスリット状吸気部が平行に設置されることによって、単一の傾斜したエアカーテンが形成され、単一の傾斜したエアカーテンと壁との間に包囲された油煙または有害気体が排出され、汚染物質の拡散を低減し、周辺の干渉気流に対する抵抗力を強化することができる汚染物質排出装置を提供することにある。
本発明の第2の目的は、調理台の前面にスリット状給気部が設けられ、調理台の後側には壁があり、スリット状給気部の斜め上方にスリット状吸気部が設置されることによって、空気は調理台の左右両側から吸入されて空気の補充が行なわれ、単一の略二次元のエアカーテンが形成され、油煙の拡散を低減し、油煙がコンロ後側の壁に付着するのを低減し、エアカーテンと壁との流場を安定させ、三次元的な不安定な撹拌を形成せず、炎を安定させ、単一の傾斜したエアカーテンと壁との間の油煙および有毒気体は気流によって安定的に上方の吸気フードから排出され、効果的に油煙および有害気体の隔離および排出を行なうことができるエアカーテン式レンジフードを提供することにある。
本発明の第2の目的は、調理台の前面にスリット状給気部が設けられ、調理台の後側には壁があり、スリット状給気部の斜め上方にスリット状吸気部が設置されることによって、空気は調理台の左右両側から吸入されて空気の補充が行なわれ、単一の略二次元のエアカーテンが形成され、油煙の拡散を低減し、油煙がコンロ後側の壁に付着するのを低減し、エアカーテンと壁との流場を安定させ、三次元的な不安定な撹拌を形成せず、炎を安定させ、単一の傾斜したエアカーテンと壁との間の油煙および有毒気体は気流によって安定的に上方の吸気フードから排出され、効果的に油煙および有害気体の隔離および排出を行なうことができるエアカーテン式レンジフードを提供することにある。
上述の課題を解決するために、本発明の汚染物質排出装置は、その後側が壁に隣接して配置された給気装置および吸気フードを備える。給気装置にはスリット状給気部が設けられ、スリット状給気部は基台の汚染物質発生源の前側に設置され、空気噴流を上方に噴出する。吸気フードは基台の上方に設けられ、吸気フードにはスリット状吸気部が設けられ、スリット状吸気部には吸気装置が接続され、スリット状吸気部とスリット状給気部は平行であり、スリット状吸気部はスリット状給気部の真上から壁方向の前方に位置する。
本発明のエアカーテン式レンジフードは、その後側が壁に隣接して配置され、給気装置および吸気フードを備える。給気装置にはスリット状給気部が設けられ、スリット状給気部は調理台上に設置され、コンロの前側に位置し、空気噴流を上方に噴出する。吸気フードは調理台の上方に設けられ、吸気フードにはスリット状吸気部が設けられ、スリット状吸気部には吸気装置が接続され、スリット状吸気部とスリット状給気部は平行であり、スリット状吸気部はスリット状給気部の真上から壁方向の前方に位置する。
本発明のエアカーテン式レンジフードは、その後側が壁に隣接して配置され、給気装置および吸気フードを備える。給気装置にはスリット状給気部が設けられ、スリット状給気部は調理台上に設置され、コンロの前側に位置し、空気噴流を上方に噴出する。吸気フードは調理台の上方に設けられ、吸気フードにはスリット状吸気部が設けられ、スリット状吸気部には吸気装置が接続され、スリット状吸気部とスリット状給気部は平行であり、スリット状吸気部はスリット状給気部の真上から壁方向の前方に位置する。
本発明の吸気装置が運転してスリット状吸気部から吸気が行なわれ、スリット状給気部から空気噴流が上方に噴出されるとき、スリット状吸気部とスリット状給気部との間に略二次元の傾斜したエアカーテンが形成され、油煙の拡散を低減し、周辺の干渉気流に対する抵抗力を強化することができる。
本発明の目的、特徴および効果を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。
図1から図3は、本発明の汚染物質排出装置およびその汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフードに応用される基本原理を示し、流体力学上の噴出と吸込との間に形成されるプルプッシュ現象に属する。図1に示すように、噴流50が噴出ノズル51から左から右に噴出されるとき、この噴流50は周囲の流体を巻き込み、噴出ノズルから離れるに従って徐々に拡散される。拡散方式はレイノルズ数の範囲によって決定される。噴出空気は噴出口直径の約80倍の距離の運動量保存段階後、噴出口直径の100〜150倍離れた位置において徐々に消失する。噴流50の変遷過程において、噴流50は外界環境の流体と運動量、質量および熱量の交換を常に行なう。図2に示すように、吸気口53は左から右に吸気を行い、吸気口53付近の流体は符合52に示される。有効な吸引範囲は吸気口53直径の1.5倍(または更に短い)以内である。図3に示すように、噴出ノズル51および吸気口53が一定の距離を隔てた相対する位置に設置された場合、噴出口から吸気口53までの距離、噴流50のレイノルズ数および吸気強度の違いによって、噴出口と吸気口53との間に形成される流場は異なる。以上のパラメータを調整することによって、エアカーテンを生成させることができ、このエアカーテンは一定程度の収束力および強度を有し、ある程度の横向きの干渉気流に対する抵抗力を有する。
図4は、本発明の汚染物質排出装置の実施例を示す模式図である。後側は壁69に隣接し、給気装置6および吸気フード61を備える。給気装置6にはスリット状給気部63が設けられ、スリット状給気部63は基台6’の汚染物質発生源64の前側に設置され、空気噴流を上方に噴出する。吸気フード61は基台6’の上方に設けられ、スリット状吸気部60を備え、スリット状吸気部60には下方に吸気口が形成され、スリット状吸気部60には吸気装置(図示せず)が接続され、スリット状吸気部60から空気が吸引される。スリット状吸気部60とスリット状給気部63は長さ方向に平行に配置され、スリット状吸気部60はスリット状給気部63の真上から壁69方向の前方に位置する。実施に際してスリット状吸気部60は複数の吸気孔を配列して構成することができる。
実施時、基台6’から所定距離離れた上方にはスリット状吸気部60を有する吸気フード61が設置され、スリット状吸気部60の両側には弧形フード62がそれぞれ延長される。基台6’の前側には横向きの給気溝が設置され、スリット状給気部63とされる。スリット状給気部63が空気噴流を上方に噴出し、スリット状吸気部60が上方に吸気を行なうとき、基台6’上の流場は図5に示すような上方に傾斜した二次元に近いエアカーテン65を形成し、エアカーテン65と壁69との間の流体をスムーズに上方に移動させ、スリット状吸気部60から外部に排出する。基台6’の両側には空間が保留されるか、溝孔を有する板または柵が設置され、吸気フード61と壁69との間に空間が形成され、両側および吸気フード61上方の流体は単一の傾斜したエアカーテン65と壁69との間に吸入され、空気補充が行なわれ、図5に示すように流場の構造が安定し、渦巻きが発生しない。
実施時、スリット状吸気部60の一側の壁69の方向に延長されたフード62は平板としてもよく、その一端は壁上に支持される。フード62は固定板621および伸縮板622を備えることができ(図6を参照)、固定板621はスリット状吸気部60の一側から壁69方向へと延長され、伸縮板622を固定板621に対して伸縮させ、吸気フード61と壁69との間の隙間を開閉することができる。
図7に示すように、スリット状給気部63の給気方向631は壁69方向に傾斜した方向が好ましく、給気方向631と基台6’との間には傾斜角度θが形成され、角度θは30度から90度の間である。
実施時、基台6’上の汚染物質発生源64の後側、即ち、スリット状給気部63と壁69との間には他のスリット状給気部66を設置することができ(図8を参照)、二つのスリット状給気部63、66は基台6’の汚染物質発生源64の前後両側に平行に設置され、それぞれ空気噴流を上方に噴出する。
図9は、本発明の汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフードの好適な実施例を示す模式図である。後側は壁82に隣接し、給気装置7および吸気フード70を備える。給気装置7にはスリット状給気部80が設けられ、スリット状給気部80は調理台77のコンロ78の前側に設置され、空気噴流を上方に噴出する。吸気フード70は調理台77の上方に設けられ、吸気フード70にはスリット状吸気部81が設けられ、スリット状吸気部81には吸気装置72が接続され、スリット状吸気部81とスリット状給気部80は平行であり、スリット状吸気部81はスリット状給気部80の真上から壁方向の前方に位置する。実施に際してスリット状吸気部81は複数の吸気孔を有する柵とすることができる。
吸気フード70はスリット状吸気部81を有し(図13参照)、スリット状吸気部81には下方を向いた吸気口が形成され、スリット状吸気部81の両側にはフード71がそれぞれ延長されてコンロ78の上方に一定距離を隔てて横向きに設置され、上方に空気を吸引する。吸気フード70のスリット状吸気部81には吸気装置72が接続される。吸気装置72はコンロ78上方のダクトカバー75内に設置されて騒音を低減し、ダクト721を通じて室外に排出するか、或いはフィルタ、油分離器または集塵器と接続され、その後、室外に排出する。また、吸気フード70のスリット状吸気部81の両側にはフード71が設けられる。給気装置7は調理台77上のコンロ78のバーナ79の前側に配列される。実施時、給気装置7はスリット状給気溝であり、スリット状給気溝は送風機(図示せず)と接続される。送風機と吸気装置72は同期運転される。給気装置7はクロスファンとすることができ、クロスファンと吸気装置72は同期運転され、同様に空気噴流を上方に噴出する。
コンロ78上方のスリット状吸気部81が設けられて上方に吸気を行なう吸気フード70と、調理台77のバーナ79前側に横向きに配列されて空気噴流を上方に噴出する給気装置7とがプッシュプル方式で同期作動することによって、調理台77の前側に単一の略二次元の上方に傾斜したエアカーテンが形成され、このエアカーテンの形成によって油煙の拡散を効果的に低減することができ、油煙がコンロ78後方の壁82上に付着するのを防止する。また、調理台77の左右両側には空間が保たれ、空気は両側からエアカーテン間に吸引されて空気が補充され、エアカーテンと壁82との間の流場を安定させ、不安定な三次元的な撹拌は発生しない。調理台77の左右両側には孔が開設された平板または柵を設置することができる。上述の構造によって、炎は安定して揺動することがなく、エアカーテンと壁82との間の油煙は気流によって安定して上方の吸気フード70に移動し、スリット状吸気部81から排出され、効果的な油煙および有害気体の隔離および排出が行なわれる。
図9に示すレンジフードに対してトレースガス法を使用して汚染物質除去効果の実験を行ない、その効果を確認した。吸気フードを調理台から離れた位置に設置し、コンロ前方に直立させた板を0.35m/sの速度で往復移動させて干渉気流を発生させ、六フッ化硫黄気体をコンロ上に設置した気体放出装置から一定の流量および濃度で放出させ、上方の吸気フードのダクト遠端の六フッ化硫黄の濃度および流量を測定し、捕集効率を計算する。即ち、吸気フードのダクト遠端において測定された所定時間に流れた六フッ化硫黄の体積を気体放出装置が所定時間に放出した六フッ化硫黄の体積で割る。図10に示すように、本発明の単一傾斜エアカーテン式レンジフードの捕集効率は従来技術によるレンジフードの捕集効率よりも明らかに高く、干渉気流に対する抵抗力も非常に強い。
実施時、調理台77上のバーナ79の後側、即ち、スリット状給気部80と壁82との間に、他のスリット状給気部80’を設置することができ(図11に示す)、二つのスリット状給気部80、80’を調理台77のバーナ79の前後両側に平行に設置し、空気噴流を上方に噴出する。
図12は、油捕集装置9を示す斜視図であり、図13は、油捕集装置9をスリット状吸気部81に設置した状態を示す断面図である。設置された油捕集装置9によって、スリット状吸気部81内壁に付着した液状の油が滴下するのを防止でき、容易に取り外して洗浄できる。
実施例において、スリット状吸気部81はフード71から下方に突出し、下側長さ方向に開口が設けられた長方形管である。油捕集装置9は上方に開口が設けられた長方形の箱体であり、底板91、底板91上に平行に配列される第1の側板92、第1の立板93、第2の立板94および第2の側板95を備える。底板91上にはフィルタ96が設けられ、第1の側板92と第1の立板93と底板との間には第1の貯油空間97が形成される。第2の立板94と第2の側板95と底板93との間には第2の貯油空間98が形成される。フィルタ96上には二つのリブ99が設けられ、リブ99の両側には第1の立板93および第2の立板94がそれぞれ接続されて支持される。
油捕集装置9が上方に押圧され、第1の側板92および第2の側板95がスリット状吸気部81の外側に係合接続されると、油煙はフィルタ96を通過してスリット状吸気部81に進入し、その後、スリット状吸気部81内壁に凝結された液状の油は、内壁に沿って第1の貯油空間97および第2の貯油空間98内に滴下され、油捕集が行なわれる。
以上の説明によって、当該技術に熟知する者は前述の目的を確実に達成することができる。以上の説明は、本発明の好適な実施例を示すものであり、本発明の実施範囲を制限するものではない。特許請求の範囲および明細書の記載内容に基づく簡単な同等効果である変更および修飾は、全て、本発明の特許請求の範囲に含まれる。
50 噴流
51 ノズル
53 吸気口
6、7 給気装置
6’ 基台
60、81 スリット状吸気部
61、70 吸気フード
62、71 フード
621 固定板
622 伸縮板
63、80 スリット状給気部
631 給気方向
64 汚染物質発生源
65 エアカーテン
66、80’ 他のスリット状給気部
69、82 壁
72 吸気装置
721 ダクト
75 ダクトカバー
77 調理台
78 コンロ
79 バーナ
9 油捕集装置
91 底板
92 第1の側板
93 第1の立板
94 第2の立板
95 第2の側板
96 フィルタ
97 第1の貯油空間
98 第2の貯油空間
99 リブ
51 ノズル
53 吸気口
6、7 給気装置
6’ 基台
60、81 スリット状吸気部
61、70 吸気フード
62、71 フード
621 固定板
622 伸縮板
63、80 スリット状給気部
631 給気方向
64 汚染物質発生源
65 エアカーテン
66、80’ 他のスリット状給気部
69、82 壁
72 吸気装置
721 ダクト
75 ダクトカバー
77 調理台
78 コンロ
79 バーナ
9 油捕集装置
91 底板
92 第1の側板
93 第1の立板
94 第2の立板
95 第2の側板
96 フィルタ
97 第1の貯油空間
98 第2の貯油空間
99 リブ
Claims (6)
- 後側が壁に隣接して配置される汚染物質排出装置であって、
前記汚染物質排出装置は、給気装置および吸気フードを備え、
前記給気装置は、空気噴流を噴出するスリット状給気部が設けられ、前記スリット状給気部は基台の汚染物質発生源の前側に設置されて空気噴流を上方に噴出し、
前記吸気フードは、基台の上方に設けられ、吸気装置が接続されて排気を吸引するスリット状吸気部が設けられ、
前記スリット状吸気部と前記スリット状給気部はその長さ方向に平行であり、前記スリット状吸気部は前記スリット状給気部の真上から壁方向の前方に位置し、
前記吸気装置が運転されるとき、前記スリット状吸気部と前記スリット状給気部との間に略二次元の傾斜したエアカーテンを形成することを特徴とする汚染物質排出装置。 - 更に、前記基台の前記汚染物質発生源の後側に前記スリット状給気部と平行に設置された、他のスリット状給気部を備え、空気噴流を上方に噴出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の汚染物質排出装置。
- 前記スリット状給気部の給気方向は、前記壁の方向に傾斜し、前記給気方向と前記基台との間には傾斜角度が形成されることを特徴とする請求項1または2記載の汚染物質排出装置。
- 後側が壁に隣接して配置されるエアカーテン式レンジフードであって、
前記レンジフードは、給気装置および吸気フードを備え、
前記給気装置には、スリット状給気部が設けられ、前記スリット状給気部は調理台上にコンロの前側に位置して設置されて、空気噴流を上方に噴出し、
前記吸気フードは、前記調理台の上方に設けられ、前記吸気フードには吸気装置が接続されたスリット状吸気部が設けられ、前記スリット状吸気部と前記スリット状給気部は長さ方向に平行であり、前記スリット状吸気部は前記スリット状給気部の真上から壁方向の前方に位置し、
前記吸気装置が運転されるとき、前記スリット状吸気部と前記スリット状給気部との間に略二次元の傾斜したエアカーテンが形成されることを特徴とする汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフード。 - 更に、前記調理台の前記コンロの後側に前記スリット状給気部と平行に他のスリット状給気部を設置し、空気噴流を上方に噴出することを特徴とする請求項4記載の汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフード。
- 前記スリット状給気部の給気方向は、前記壁の方向に傾斜し、前記給気方向と前記調理台との間には傾斜角度が形成されることを特徴とする請求項4または5記載の汚染物質排出装置を使用したエアカーテン式レンジフード。
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