JP2012002468A

JP2012002468A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2012002468A
Application number: JP2010140098A
Authority: JP
Inventors: Ryuta Kondo; 龍太近藤; Ryoji Shimada; 良治島田; Masamitsu Kondo; 正満近藤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】オーブン電子レンジにおいて、小さなトルクのモータを用いて、即応性が高く高効率な循環ファンを実現し、食器棚から加熱装置のドア等が突き出ることのないコンパクトな加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱室１２の後方に設けられた熱源室１５に、モータ２８と、モータ２８のシャフト２９に取り付けられる循環ファン１７ａと、循環ファン１７ａからの送風を加熱する熱源室１５とが設けられ、循環ファン１７ａが、主板３３と、主板３３に設けられた複数の翼２１を有し、主板３３に切り込みを入れ２度折り曲げることで、複数の翼２１のそれぞれが、所定角度の入口角２２と出口角２３を有しつつ翼２１の外側の一部が主板３３から突出するように形成され、さらにこの突出部分において翼２１が主板３３よりも後方へ延伸した形状になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、オーブン電子レンジなど、被加熱物をオーブン機能により加熱する加熱装置に関するものである。

現在、オーブン電子レンジなどの加熱装置は、電波だけではなく水蒸気や熱風をも利用して被加熱物である食品を一つの装置で調理できる調理機器であり、なべ、釜、蒸し器等を準備する必要がない簡便さから、生活上不可欠なものとなっている。

図９は、従来の加熱装置の構成を示す側面断面図である。図９に示されるように、従来の加熱装置４１は、筐体４８の前面に、加熱室４７の開口部を閉じるためのドア６０が設けられる。加熱室４７の後方に隣接して設けられた熱源室４２内には、循環ファン４３と、循環ファン４３とその中心を同じくする円形状の熱源であるシーズヒータ４５とが設置される。

加熱室４７と熱源室４２との間には、加熱室４７と熱源室４２とを仕切る仕切り板４９が設置される。熱源室４２のさらに後方には、モータ４６が設置され、そのシャフト５０に循環ファン４３が取り付けられている。

このように構成された従来の加熱装置において、オーブン調理の際には、加熱室４７内の食品をムラなく調理するため、シーズヒータ４５と循環ファン４３とが使用される。

つまり、循環ファン４３が回転して遠心方向に空気を移動させると、加熱室４７内の空気が吸気孔５１を経由して熱源室４２に吸い込まれる。循環ファン４３からの空気は、循環ファン４３の遠心方向に位置するシーズヒータ４５に向かって移動し、シーズヒータ４５により加熱された後、吹き出し孔５２を経由して加熱室４７内に送り込まれる。

送り込まれた熱風は、加熱室４７の内部で循環して加熱室４７内の雰囲気温度を均一に上昇させるため、加熱室４７内の食品をムラなくオーブン調理することができる（例えば、特許文献１参照）。

また、図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、従来の加熱装置１の循環ファン４３の正面図と側面図である。図１０に示されるように、循環ファン４３は、主板５３と、主板５３に対してほぼ垂直に設けられた複数の翼４４とを有する遠心ファンである。

特開２００８−１４６１９号公報

このような従来の加熱装置においては、十分な風量を得るために翼４４の幅、すなわち、回転軸方向の寸法を１２ｍｍから１９ｍｍ程度とし、循環ファン４３の回転数を多くするためにトルクの大きなモータを用いる必要がある。そのため、加熱室４７の背後に十分なスペースを設けると、加熱装置４１の奥行き方向の寸法が大きくなり、食器棚に載置することができない場合があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加熱室の容積を確保しつつ、加熱装置の奥行き方向の寸法を小さくすることを目的とする。

なお、以下の説明において、翼の幅に依存する回転軸方向の循環ファンの寸法を、循環ファンの厚さという。すなわち、翼の幅が大きくなると循環ファンは厚くなり、翼の幅が小さくなると循環ファンは薄くなる。

前記従来の課題を解決するために、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室に隣接し前記加熱室内に熱風を供給する熱源室と、吸気孔と吹き出し孔とを有し前記加熱室と前記熱源室を仕切る仕切り板とを備えた加熱装置であって、前記熱源室に、モータと、前記モータのシャフトに取り付けられた循環ファンと、前記循環ファンからの送風を加熱する熱源とが設けられ、前記循環ファンが、主板と、前記主板に設けられた複数の翼を有し、前記翼が、前記主板に切り込みを入れ複数箇所折り曲げることで、入口角と出口角とが異なるように形成され、前記翼の一部が前記主板から遠心方向に突出するとともに、前記突出した翼部分を前記主板よりも後方に延伸させたものである。

この構成により、ファンの仕事率が向上し、小さなトルクで回転を開始し効率よく熱源へ空気を送風することができるので、加熱室内の温度を所定温度まで上昇させる時間を短縮でき、結果として加熱時間を短縮することが可能となる。

本発明の加熱装置によれば、小さなトルクのモータを用いて、即応性が高い高効率の循環ファンを実現することが可能となる。このため、薄型ファンと小型モータとの利用が可能となり、装置全体の奥行き方向の寸法を小さくすることができる。すなわち、良好な調理性能を備え、食器棚から加熱装置のドア等が突き出ることのないコンパクトな加熱装置を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１における加熱装置の側面断面図本発明の実施の形態１における仕切り板の正面図本発明の実施の形態１における循環ファンの正面図と側面図本発明の実施の形態１における循環ファンの斜視図本発明の実施の形態１における無次元風量圧力の特性図本発明の実施の形態２における循環ファンの正面図本発明の実施の形態３における循環ファンの一部切り欠き斜視図本発明の実施の形態３における無次元風量圧力の特性図従来の加熱装置の側面断面図従来の循環ファンの正面図と側面図

第１の発明にかかる加熱装置は、被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室に隣接し前記加熱室内に熱風を供給する熱源室と、吸気孔と吹き出し孔とを有し前記加熱室と前記熱源室を仕切る仕切り板とを備えた加熱装置であって、前記熱源室に、モータと、前記モータのシャフトに取り付けられた循環ファンと、前記循環ファンからの送風を加熱する熱源とが設けられ、前記循環ファンが、主板と、前記主板に設けられた複数の翼を有し、前記翼が、入口角と出口角とが異なるように形成され、前記翼の一部が前記主板から遠心方向に突出するとともに、前記突出した翼部分を前記主板よりも後方に延伸させたものである。

本発明によれば、モータを避けた周囲のスペースを活用し、主板の後方に向かう風量を増やして、良好なファンの送風効率と熱源の加熱効率を実現することができる。

第２の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記翼が、前記主板の複数箇所を折り曲げることで形成されたものである。

本発明によれば、プレス加工を用いて一枚の板から循環ファンを形成するため、循環ファンのコストダウンを図ることができる。

第３の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記翼が、略５５度の入口角と略４５度の出口角とを有するものである。

本発明によれば、従来のものより薄い循環ファンと、駆動トルクの小さいモータとの使用が可能となり、循環ファンの良好な立ち上がり性能と省電力性能とを実現しつつ装置全体の小型化を図ることが可能となる。

第４の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記翼が、前記モータのシャフトの軸方向に略８ｍｍの幅を有するものである。

第５の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記循環ファンが、６枚から１６枚の翼を有するものである。

第６の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記翼において、入口角を構成する部分の遠心方向の長さが、出口角を構成する部分の遠心方向の長さの略２．８倍であり、前記モータのシャフトと前記シャフトから最も近い前記翼の部分との距離と、前記モータのシャフトと前記シャフトから最も遠い前記翼の部分との距離との比である内外径比が略０．６であるものである。

第７の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記翼において、入口角を構成する部分と出口角を構成する部分とにより構成される曲率半径が略２５ｍｍであるものである。

第８の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記循環ファンが、前記主板の一部を折り曲げることにより生じた切欠きを補完する補完板と、前記主板とともに前記複数の翼を挟持する副板とを有するものである。

第９の発明にかかる加熱装置は、第１の発明において、前記熱源が、前記循環ファンの周囲に、かつ、前記循環ファンよりも後方に設置されるものである。本発明によれば、循環ファンより後方にずらした位置に熱源を設置しても、良好なファンの送風効率と熱源の加熱効率を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１から図４は、本発明の実施の形態１における加熱装置（オーブン電子レンジ）の構成を示すものであり、図１は加熱室内の側面断面図、図２は加熱室と熱源室とを仕切る仕切り板の正面図、図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ循環ファンの正面図、側面図、図４は本発明の実施の形態１における循環ファンの斜視図である。

図１に示されるように、本実施の形態における加熱装置１は、筐体８の前面に、加熱室１２の開口部を閉じるためのドア３０が設けられる。加熱室１２の下方には、マグネトロン１０とアンテナ１１とが設置され、マグネトロン１０が発生した電波は、アンテナ１１を経由して加熱室１２内に放射される。

加熱室１２内の上部には、棒状のグリル用ヒータとして、近赤外線を発生する１本のアルゴンランプヒータ１３と、遠赤外線を発生する２本のミラクロンヒータ１４ａ、１４ｂとが設置される。

加熱室１２の後方に隣接して設けられた熱源室１５内には、循環ファン１７ａと、循環ファン１７ａの周囲を取り囲むように、熱源であるシーズヒータ１６とが設置される。

加熱室１２と熱源室１５との間には、加熱室１２と熱源室１５とを仕切る仕切り板１８が設けられる。熱源室１５のさらに後方には、モータ２８が設置され、そのシャフト２９に循環ファン１７ａが取り付けられている。

ここで、シーズヒータ１６の設置位置について説明する。図１に示されるように、シーズヒータ１６は、従来の設置位置よりも後方、すなわち、モータ２８側にずらした位置に設置される。言い換えると、シーズヒータ１６の奥行き方向の中心線が、循環ファン１７ａの奥行き方向の中心線より後方に位置することになる。

図２に示されるように、仕切り板１８の中央部には、加熱室１２側から熱源室１５側への吸気を行うための吸気孔１９が設けられ、仕切り板１８の周辺部には、熱源室１５側から加熱室１２側への吹き出しを行う吹き出し孔２０が設けられる。吸気孔１９と吹き出し孔２０とは、多数のパンチ孔で形成されている。

図３および図４に示されるように、循環ファン１７ａは、モータ２８のシャフト２９にその中心２７を取り付ける主板３３と、主板３３に設けられた８枚の翼２１とから構成される。

翼２１は、円盤状の所定形状に切り出された主板３３に、所定の切り込みを入れて形成される一枚の翼片２１ａで形成される。すなわち、循環ファン１７ａは、翼片２１ａを、主板３３に対して垂直方向に１度目の折り曲げを行い、折り曲げた翼片２１ａの所定位置において、主板３３に対して平行な方向に２度目の折り曲げを行うことで、翼２１が形成される。

このとき、すべての翼片２１ａの外側エッジを結ぶ循環ファン１７ａの外周円よりも主板３３の径が小さく、翼片２１ａの一部が主板３３から突出するように形成されている。

上記構成によれば、循環ファン１７ａが回転して、翼２１により遠心方向に空気を移動させると、加熱室１２内の空気が吸気孔１９を経由して熱源室１５に吸い込まれる。循環ファン１７ａからの送風は、熱源室１５の内壁に沿ってシーズヒータ１６に向かって移動し、シーズヒータ１６により加熱された後、吹き出し孔２０を経由して加熱室１２内に送り込まれる。

このようにして、熱風が加熱室１２内に送り込まれ、その内部を循環することにより、加熱室１２内の雰囲気温度を均一に短時間で上昇させることができ、良好なオーブン調理時の省電力性能を実現することができる。

ここで、翼２１の具体的設計について説明する。

循環ファン１７ａの中心２７から翼片２１ａの最も内側を結んだ直線と翼片２１ａとがなす角度である入口角２２を５５度とし、循環ファン１７ａの外周円と翼片２１ａとの交点における接線と翼片２１ａとがなす角度である出口角２３を４５度とする。

中心２７に関して向かい合う２つの翼２１について、中心２７から最も遠い外側エッジ同士の距離Ａ（すなわち外周円の直径）と、最も近いエッジ同士の距離Ｂとの比（Ｂ／Ａ）である内外径比２４を略０．６前後（０．５から０．７の間）とする。

また、翼片２１ａの出口角２３を形成するための二度目の折り曲げ位置と内側エッジとの長さＣと、翼片２１ａの二度目の折り曲げ位置と外側エッジとの長さＤとの比、すなわち、翼の長さ比２５を１：２．８程度とし、翼片２１ａの幅２６を８ｍｍ程度（６ｍｍから１０ｍｍの間）とする。

また、翼片２１ａの外側エッジ近傍において、その主板３３から突出した翼部分、本実施の形態では長さＤの翼部分が、主板３３よりも後方のモータ２８方向へ延伸した形状になっている。これにより、主板３３より小さいモータ２８周囲のモータ２８と干渉しないスペースを活かして仕切り板１８を形成することで、翼片２１ａの後方への延伸部がこのスペースに伸びた形状になっている。

図５は、従来の循環ファンを用いた場合と本発明にかかる循環ファン１７ａとを用いた場合とで、回転数を無次元化した圧力損失特性を比較したグラフである。すなわち、図５は、従来の循環ファンと本発明にかかる循環ファン１７ａとを用い、風量を変化させた場合の風量（横軸）と静圧（縦軸）との関係を示している。

図５に示されるように、本実施の形態にかかる循環ファン１７ａによれば、従来の循環ファンより風量特性が向上していることが分かる。

すなわち、本実施の形態によれば、循環ファンを従来のものより薄くし、駆動トルクの小さいモータを使用しても、循環ファンの良好な立ち上がり性能と省電力性能とを実現できるとともに、装置全体の小型化を図ることが可能となる。その結果、食器棚からドア等が突き出ることのない加熱装置を提供できる。

また、このような形状の循環ファン１７ａを回転させると、延伸がない場合より、熱源室１５の後方に向かう風量を増やすことができる。

すなわち、本実施の形態における循環ファン１７ａの形状は、循環ファン１７ａより後方にずらした位置にシーズヒータ１６を設置された場合により適したものであり、本実施の形態によれば、上記位置にシーズヒータ１６を設けても、良好なファンの送風効率とヒータの加熱効率とを実現することができる。

複数の翼２１は一枚の板から形成されるため、本実施の形態によれば、循環ファン１７ａのコストダウンを図ることもできる。

以上のように、本実施の形態では、入口角２２を５５度、出口角２３を４５度としたが、入口角２２を５０度、出口角２３を４０度とすると、循環ファン１７ａの風量のより多くすることができ、入口角２２を６０度、出口角２３を５０度とすると、循環ファン１７ａの圧力を高くすることができ、圧力損失の大きな送風経路でも使用可能となる。

また、本実施の形態では、循環ファン１７ａの翼２１の枚数を８枚としたが、６枚から１６枚程度までの翼２１の循環ファン１７ａであっても同様の効果を得ることができ、本実施の形態に留まるものではない。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２について説明する。図６は、本発明の実施の形態２における加熱装置に搭載される循環ファン１７ｂの構成図である。なお、実施の形態１と同一構造のものについては同一符号を付与し、その説明を省略する。

図６に示されるように、実施の形態１の構成と異なるのは、循環ファン１７ｂの翼２１を一枚の翼片２１ｂで形成することである。

すなわち、本実施の形態における循環ファン１７ｂにおいては、翼片２１ｂを、主板３３に対して垂直方向に１度目の折り曲げを行い、折り曲げた翼片２１ｂの所定位置において、主板３３に対して平行な方向に翼の曲率半径３２が２５ｍｍとなるよう２度目の折り曲げを行うことで、翼２１が形成される。

実施の形態１と比較した有利な点としては、本実施の形態の場合、翼２１が曲率半径３２を有する１つの翼片２１ｂで形成されるため、本実施の形態における循環ファン１７ｂは、実施の形態１における循環ファン１７ａより、入口角２２と出口角２３の交わる点で生じやすい流れの剥離現象を抑制することができる。

このため、本実施の形態によれば、実施の形態１の場合より、循環ファン１７ｂの送風効率の向上、および、翼２１から発生する乱流騒音の低減を図ることができる。

なお、本実施の形態では、循環ファン１７ｂの翼２１を８枚としたが、翼２１が１６枚程度までであれば同様の効果を得ることができるが、翼の枚数が多いほど、１枚の翼から発生する乱流騒音電力が小さくなり、循環ファン全体の騒音を小さくすることができる。

また、本実施の形態における循環ファン１７ｂにおいては、曲率半径３２を２５ｍｍとしたが、曲率半径３２を２０ｍｍから３０ｍｍ程度とした場合や、インボリュート曲線等で結んだ場合でも同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３について説明する。図７は、本発明の実施の形態３における加熱装置に搭載される循環ファンの構成を示す、循環ファンの一部切り欠き斜視図である。なお、実施の形態１および２と同一構造のものについては同一符号を付与し、その説明を省略する。

図７に示されるように、実施の形態１および２の構成と異なるのは、翼片２１ｃを折り曲げることにより主板３３に生じた切欠き３４を補完する補完板３５を設けたことと、主板３３とともに翼２１を挟持する副板（シュラウド）３６を設けたことである。

補完板３５と副板３６とにより、切欠き３４から下流側へ漏れる空気と、翼２１から上流側へ漏れる空気とを遮断することができるので、循環ファン１７ｃの送風効率の向上を図ることができる。

図８は、従来の循環ファンを用いた場合と本発明にかかる循環ファン１７ｃとを用いた場合とで、回転数を無次元化した圧力損失特性を比較したグラフである。すなわち、図８は、従来の循環ファンと本発明にかかる循環ファン１７ｃとを用い、風量を変化させた場合の風量（横軸）と静圧（縦軸）との関係を示している。

図８に示されるように、本発明にかかる循環ファン１７ｃによれば、従来の循環ファンより、特に圧力損失が大きい閉め切り側での風量特性が向上していることが分かる。

以上、本実施の形態によれば、薄型ファンと小型モータとを用いて、循環ファンの良好な立ち上がり性能と省電力性能とを実現できるとともに、装置全体の小型化を図ることが可能となる。

以上のように本発明によれば、高効率の薄型循環ファンを実現できるので、本発明は、コンベクション機能を有する家庭用および業務用オーブンに用いることができる。また、解凍装置や乾燥装置などの工業分野における加熱装置、さらには、陶芸、焼結、生体化学反応等のための加熱装置にも適用可能である。

１、４１加熱装置
１２、４７加熱室
１５、４２熱源室
１６、４５シーズヒータ
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、４３循環ファン
１８、４９仕切り板
１９、５１吸気孔
２０、５２吹き出し孔
２１、４４翼
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ翼片
２２入口角
２３出口角
２４翼の内外径比
２５翼の長さ比
２６翼の幅
２７循環ファンの中心
３２翼の曲率半径
３３、５３主板
３４切欠き
３５補完板
３６副板

Claims

被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室に隣接し前記加熱室内に熱風を供給する熱源室と、吸気孔と吹き出し孔とを有し前記加熱室と前記熱源室を仕切る仕切り板とを備えた加熱装置であって、
前記熱源室に、モータと、前記モータのシャフトに取り付けられた循環ファンと、前記循環ファンからの送風を加熱する熱源とが設けられ、前記循環ファンが、主板と、前記主板に設けられた複数の翼を有し、前記翼が、入口角と出口角とが異なるように形成され、
前記翼の一部が前記主板から遠心方向に突出するとともに、前記突出した翼部分が前記主板よりも後方に延伸させた加熱装置。
前記翼が、前記主板の複数箇所を折り曲げることで形成された請求項１に記載の加熱装置。
前記翼が、略５５度の入口角と略４５度の出口角とを有する請求項１に記載の加熱装置。
前記翼が、前記モータのシャフトの軸方向に略８ｍｍの幅を有する請求項１に記載の加熱装置。
前記循環ファンが、６枚から１６枚の翼を有する請求項１記載の加熱装置。
前記翼において、入口角を構成する部分の遠心方向の長さが、出口角を構成する部分の遠心方向の長さの略２．８倍であり、前記モータのシャフトと前記シャフトから最も近い前記翼の部分との距離と、前記モータのシャフトと前記シャフトから最も遠い前記翼の部分との距離との比である内外径比が略０．６である請求項１記載の加熱装置。
前記翼において、入口角を構成する部分と出口角を構成する部分とにより構成される曲率半径が略２５ｍｍである請求項１記載の加熱装置。
前記循環ファンが、前記主板の一部を折り曲げることにより生じた切欠きを補完する補完板と、前記主板とともに前記複数の翼を挟持する副板とを有する請求項１に記載の加熱装置。
前記熱源が、前記循環ファンの周囲に、かつ、前記循環ファンよりも後方に設置される請求項１に記載の加熱装置。