JP2012163295A - レンジフード - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境温度によらず、調理状態によって適切な換気風量をレンジフード側で決定して過大な換気をしたり、換気量の不足をしたりしないレンジフードファンを提供する。
【解決手段】サーミスタ９と熱起電力型温度センサ１１の検知温度と、検知エリアと調理器具の面積比によって調理器具の温度を算出して、算出した温度によってレンジフードファン１の必要換気量を決定し、自動運転することによって、周囲温度によらず常に効率的な換気を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、キッチンの空気中に含まれるゴミ、埃、ダニの死骸、油成分等をフィルタを介して除去し、きれいになった空気を排気ダクトを通じて屋外へ排出するレンジフードに関するものである。

従来のレンジフードファンは、加熱調理機器の周辺に設置され、調理時に発生する油煙や臭いを室外へ排気する排気ファンモーターと、前記加熱調理機器周辺の遠赤外線を検知する単眼の素子を内蔵した熱起電力型温度センサと、前記熱起電力型温度センサが検出した結果を温度に変換する制御部を備え、前記制御部が変換した温度を基に前記加熱調理機器の使用状態を判断して前記排気ファンモーターを駆動もしくは停止するものであった。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１２１７５１号公報

このような従来のレンジフードファンでは、加熱調理器のトッププレートの検知温度が周囲温度に大きく依存し、低温度環境下と高温度環境下で同等の調理をしたところで同じ温度検知ができず、風量が一定に決まらず必要な換気量が確保できなくなるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するのもで、加熱調理器の周囲温度によらず調理器具の温度によって制御部が排気ファンを駆動し、風量を変化することを目的とする。

本発明のレンジフードファンは上記目的を達成するために、屋外に連通した吐出口と、空気を吸込む吸込口と、前記吐出口と前記吸込口とを結ぶ通風路内に空気を吸込み排気する排気ファンと、フード部分には前記排気ファンの排気風量を手動で決定するための操作スイッチと、前記操作スイッチの入力に基づいて前記排気ファンの運転を決定する制御手段と、加熱調理器の周囲温度を検知するための周囲温度検知手段と、加熱調理器のトッププレートの温度を検知するための温度検知手段と、前記制御手段で決定した排気ファンの運転に対して前記検知手段と前記温度検知手段の情報と、あらかじめ定義した前記温度検知手段の検知エリア面積と調理器具の面積の値の面積比をもとに調理器具の温度を計算して、計算後の調理器具の温度によって前記排気ファンの排気風量を調整するための調整手段を備え、前記調整手段によって前記排気ファンの排気風量を可変させることを特徴としたものであり、所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、屋外に連通した吐出口と、空気を吸込む吸込口と、前記吐出口と前記吸込口とを結ぶ通風路内に空気を吸込み排気する排気ファンと、フード部分には前記排気ファンの排気風量を手動で決定するための操作スイッチと、前記操作スイッチの入力に基づいて前記排気ファンの運転を決定する制御手段と、加熱調理器の周囲温度を検知するための周囲温度検知手段と、加熱調理器のトッププレートの温度を検知するための温度検知手段と、前記制御手段で決定した排気ファンの運転に対して前記検知手段と前記温度検知手段の情報と、あらかじめ定義した前記温度検知手段の検知エリア面積と調理器具の面積の値の面積比をもとに調理器具の温度を計算して、計算後の調理器具の温度によって前記排気ファンの排気風量を調整するための調整手段を備えたレンジフードファンであって、加熱調理器の周囲温度と加熱調理器のトッププレートの温度から調理器具の温度を算出して、調理器具の温度をもとに調整手段が排気ファンの排気風量を可変させることで、必要な換気量を調理の状態に合わせて設定することができ、換気に要する電力量の削減ができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１のレンジフードの概観図 熱起電力型センサ検知エリアを示す概略図 風量の設定値を示す図 サーミスタと熱起電力型温度センサの時間変化のグラフ 本発明の実施の形態２のレンジフードの概観図 熱起電力型センサ検知エリアを示す概略図 サーミスタと熱起電力型温度センサの時間変化のグラフ

本発明の請求項１の発明は、屋外に連通した吐出口と、空気を吸込む吸込口と、前記吐出口と前記吸込口とを結ぶ通風路内に空気を吸込み排気する排気ファンと、フード部分には前記排気ファンの排気風量を手動で決定するための操作スイッチと、前記操作スイッチの入力に基づいて前記排気ファンの運転を決定する制御手段と、加熱調理器の周囲温度を検知するための周囲温度検知手段と、加熱調理器のトッププレートの温度を検知するための温度検知手段と、前記制御手段で決定した排気ファンの運転に対して前記周囲温度検知手段と前記温度検知手段の情報と、あらかじめ定義した前記温度検知手段の検知エリア面積と調理器具の面積の値の面積比をもとに調理器具の温度を計算して、計算後の調理器具の温度によって前記排気ファンの排気風量を調整するための調整手段を備え、前記調整手段によって前記排気ファンの排気風量を可変させるという構成を有する。

これにより、前記温度検知手段の検知温度と、周囲温度検知手段の検知温度を用いて、調理器具の面積と前記温度検知手段の検知面積比から調理器具の温度を計算で算出できるため、加熱調理器の周囲温度によらず調理器具の温度の変化で風量を切り替えることができる効果を奏する。

また、本発明の請求項２の発明は、前記周囲温度検知手段を、レンジフードの手前側に搭載するという構成を有する。

これにより、加熱調理器の周囲温度を調理中の廃熱の影響を少なくして検知することができ、調理中の加熱調理器のトッププレートの周囲温度の検知精度を高くするという効果を奏する。

また、本発明の請求項３の発明は、前記周囲温度検知手段の調理前と調理中の検知温度の温度差を用いて加熱調理器のトッププレートの検知温度を補正する構成を有する。

これにより、周囲温度検知手段の調理前と調理中の検知温度の温度差を用いることで加熱調理器の周囲温度の調理中の廃熱による影響分を算出することができ、これをもとに補正を行なうことで調理中の加熱調理器のトッププレートの周囲温度の検知精度を高くするという効果を奏する。

また、本発明の請求項４の発明は、前記周囲温度検知手段の情報をもとに調理開始時を検知するという構成を有する。

これにより、前記周囲温度検知手段の調理中の廃熱による影響の検知温度変化によって調理開始のタイミングを認識することができ、廃熱による影響分を算出することができ、調理中の加熱調理器のトッププレートの周囲温度の検知精度を高くするという効果を奏する。

また、本発明の請求項５の発明は、調理開始時の前記周囲温度検知手段の検知温度を常に加熱調理器のトッププレートの温度とするという構成を有する。

これにより、調理中の廃熱による影響を受ける前の前記周囲温度検知手段の温度で調理器具の温度を算出できるため、調理中の加熱調理器のトッププレートの周囲温度の検知精度を高くするという効果を奏する。

また、本発明の請求項６の発明は、前記温度検知手段に周囲温度によって検知温度を補正するための補正手段を備え、前記補正手段は前記周囲温度検知手段を兼用する構成を有する。

これにより、周囲温度検知手段を設置するスペースを削除し、省スペースのレンジフードを実現できるという効果を奏する。

また、本発明の請求項７の発明は、前記温度検知手段の調理開始前の検知温度を加熱調理器のトッププレートの温度とするという構成を有する。

これにより、加熱調理器のトッププレートの温度を直接検知でき、調理中の廃熱による影響を受ける前の前記周囲温度検知手段の温度で調理器具の温度を算出できるため、調理中の加熱調理器のトッププレートの周囲温度の検知精度を高くするという効果を奏する。

また、本発明の請求項８の発明は、前記温度検知手段の変化範囲が一定値以下であるときに、前記温度検知手段の温度を加熱調理器のトッププレートの温度とするという構成を有する。

これにより、加熱調理器のトッププレートの温度を直接検知でき、前記温度検知手段の調理中の廃熱による影響の検知温度変化によって調理開始のタイミングを認識することができるため、調理中の加熱調理器のトッププレートの周囲温度の検知精度を高くするという効果を奏する。

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。

（実施の形態１）
図１に示すように、レンジフードファン１は、屋外に連通した吐出口２と、空気を吸込む吸込口３と、吐出口２と吸込口３とを結ぶ通風路内に空気を吸込み排気する排気ファン５を備えている。

このレンジフードファン１のフード部分４には、排気ファン５の排気風量を手動で決定するための操作スイッチ６と、操作スイッチ６の入力に基づいて排気ファン５の運転を決定する制御手段７と、レンジフードファン１の下部に備えた加熱調理器８の周囲温度を検知するための周囲温度検知手段としてのサーミスタ９と、加熱調理器８のトッププレート１０の温度を検知するための温度検知手段としての熱起電力型温度センサ１１と、制御手段７で決定した排気ファン５の運転に対してサーミスタ９と熱起電力型温度センサ１１の情報と、あらかじめ定義した熱起電力型温度センサ１１の検知エリア面積と調理器具の面積の値の面積比をもとに加熱調理器８上に置いた調理器具の温度を計算して、計算後の調理器具の温度によって排気ファン５の排気風量を調整するための調整手段としてのマイクロコンピューター１２を備えている。

サーミスタ９は、フード部分４内に備えており、レンジフードファン１の周辺温度を検知できるものである。通常レンジフードファン１と加熱調理器８は約８００ｍｍから１０００ｍｍの距離で近接距離に備え付けられるため、レンジフードファン１の周囲温度は加熱調理器８の周囲温度とほぼ同じであり、加熱調理器８の周囲温度としての代用も可能である。熱起電力型温度センサ１１は図２（ａ）、（ｂ）に示すような加熱調理器８のトッププレート１０の温度を非接触で検知できる。調理中には、トッププレート１０に調理器具が置かれて調理器具が加熱されるため、熱起電力型温度センサ１１の検知温度は徐々に上昇していく。また、レンジフードファン１の風量調節はユーザーにより感覚は異なるが、調理器具の温度の上昇に従って風量を上げる傾向にあることが解かっており、熱起電力型温度センサ１１の検知温度をもとに風量を変化することでレンジフードファン１の自動運転が可能になる。

ただし、熱起電力型温度センサ１１の検知対象物は調理器具だけではなく、加熱調理器８のトッププレート１０の温度も検知するため、熱起電力型温度センサ１１の検知温度は加熱調理器８のトッププレート１０の温度に依存してしまう。また、加熱調理器８のトッププレート１０の温度は加熱調理器８の周囲温度とほぼ同じであるため、結果的に熱起電力型温度センサ１１の検知温度は加熱調理器８の周囲温度に依存してしまう。

熱起電力型温度センサ１１の検知エリアを図２（ｃ）に示す。ＰＡ、ＰＢ、ＰＣはそれぞれ、調理器具Ａ、Ｂ、Ｃの面積、ＰＤは温度検知エリアの面積とする。

このとき、熱起電力型温度センサ１１の検知温度は（１）式に示すような式となる。

すなわち、検知温度＝（ＰＡ／ＰＤ）×ＴＡ＋（ＰＢ／ＰＤ）×ＴＢ＋（ＰＣ／ＰＤ）×ＴＣ＋〔（ＰＤ−ＰＡ−ＰＢ−ＰＣ）／ＰＤ〕×ＴＤ・・・・・（１）式
ただし、ＴＡは調理器具Ａの温度、ＴＢは調理器具Ｂの温度、ＴＣは調理器具Ｃの温度、ＴＤは検知エリアの温度である。

ここで、仮に調理している状況を調理器具Ａのみとして、調理器具ＢおよびＣがトッププレートに置かれていないとすると、熱起電力型温度センサ１１の検知温度は（２）式のようになる。

すなわち、検知温度＝（ＰＡ／ＰＤ）×ＴＡ＋〔（ＰＤ−ＰＡ）／ＰＤ〕×ＴＤ・・（２）式
この（２）式より、調理器具Ａの温度ＴＡは、（３）式のように展開できる。

ＴＡ＝（ＰＤ／ＰＡ）×〔（検知温度）−（ＰＤ−ＰＡ）／ＰＤ×ＴＤ〕・・・・（３）式
前にも述べたように、加熱調理器８のトッププレート１０の温度は加熱調理器８の周囲温度に依存し、加熱調理器８の周囲温度はサーミスタ９によって検出が可能である。

このようにして、サーミスタ９の検知温度をＴＤとし、熱起電力型温度センサ１１の温度検知エリアと調理器具Ａの面積比率から調理器具Ａの温度を算出することができる。

マイクロコンピューター１２がサーミスタ９および熱起電力型温度センサ１１の検知温度をもとに調理器具Ａの温度を算出することで、加熱調理器８の周囲温度に依存せずにマイクロコンピューター１２が適切な風量を決定して、制御手段７に風量を指示して排気ファン５の風量を自動で調整する。

例えば、加熱調理器８の周囲温度が２０℃のときに、調理器具Ａの調理を行ったとする。ここで、調理器具Ａの面積はＰＡ＝３００ｃｍ²、熱起電力型温度センサ１１の温度検知エリアの面積をＰＤ＝４０００ｃｍ²と初期値してマイクロコンピューター１２は認識しているとする。また、調理器具Ａの温度を算出後にマイクロコンピューター１２が制御手段７に指示する風量テーブルを図３に示す。

加熱調理器８が調理器具Ａを加熱し始めると、熱起電力型温度センサ１１の温度は徐々に上昇していく。仮に熱起電力型温度センサ１１の温度が２５℃になったとき、マイクロコンピューター１２が算出する調理器具Ａの温度は（３）式より、
（調理器具Ａの温度）＝（４０００÷３００）×〔２５−（４０００−３００）÷４０００×２０〕＝８６．５℃
となる。

このようにして、熱起電力型温度センサ１１の検知温度から調理器具Ａの温度が計算され、図３にあるように調理器具Ａの温度が１００℃以上のなると、マイクロコンピューター１２は制御手段７に風量をＭｉにするように指示をする。更に熱起電力型温度センサ１１が上昇して調理器具Ａの温度が１５０℃以上のなると、マイクロコンピューター１２は制御手段７に風量をＨｉにするように指示をする。このようにして、調理器具の温度によってレンジフードファン１の風量を自動で可変することができる。

ここで、調理器具Ａの面積は３００ｃｍ²、熱起電力型温度センサ１１の温度検知エリアの面積をＰＤ＝４０００ｃｍ²とし、マイクロコンピューター１２が制御手段７に指示する風量テーブルを図３のように表記したが、同様の効能が得られるものであればこの限りではない。

また、調理器具Ａの温度の算出式を（３）式のように示したが、サーミスタ９、熱起電力型温度センサ１１の検知温度および調理器具Ａと温度検知エリアの面積比で調理器具の温度を算出するものであって、同様の効能が得られるものであればこの限りではない。

また、サーミスタ９の温度は加熱調理器８の周囲温度とほぼ同じであるとしたが、調理が長時間に渡ることでレンジフード１の周囲温度と加熱調理器の周囲温度に差が出ることがある。これは、調理器具Ａが発する熱が上昇してレンジフードファン１の周囲温度を高くするためであり、これにより調理器具Ａの温度計算に誤差を生じしてしまう。調理器具Ａの発する熱は、レンジフードファン１の排気ファン５で吸われるため、風路になるレンジフードファン１の中央から奥側に渡って周囲温度が上昇することになる。そのため、レンジフードファン１の風路から外れたレンジフードファン１の中央から手前側に備えることで、サーミスタ９の検知温度が調理器具Ａの発する熱の影響を少なくし、調理中においても加熱調理器８の周囲温度とレンジフードファン１の周囲温度の差を極力少なくすることができる。

また、ガスの加熱調理器を使用した時のように、調理器具Ａ側から発する熱が高い場合、調理開始時と調理中のサーミスタ９の検知温度の差を用いて加熱調理器の周囲温度を決めることができる。

つまり、図４に示すように、調理開始時、つまり操作スイッチ６で調理を開始したときのサーミスタの温度をＴ１、調理中のサーミスタの温度をＴ２とすると、Ｔ２−Ｔ１であるΔＴｈ分は加熱調理器８もしくは調理器具Ａの熱によりサーミスタ９周囲の温度が上昇したと考えられる。しかし、調理器具Ａから離れた加熱調理器８のトッププレート１０の温度は上昇していないため、これにより調理器具Ａの温度計算に誤差を生じしてしまう。そこで、マイクロコンピューター１２がＴ１およびＴ２の温度からΔＴｈを算出し、調理中のサーミスタ９の検知温度からΔＴｈ分低く認識させることで、サーミスタ９の検知温度が調理器具Ａの発する熱の影響を少なくし、調理中においても加熱調理器８の周囲温度とレンジフードファン１の周囲温度の差を極力少なくすることができる。

また、調理開始時のタイミングは操作スイッチ６を押したタイミングとしたが、既に調理開始後に操作スイッチ６を押した場合は正確な加熱調理器８の周囲温度を検知することができない。そのため、調理開始時を正確に認識する必要がある。サーミスタ９の検知温度は雰囲気温度と同じなので急激な温度変化はない。しかし、調理開始後は加熱調理器８や調理器具Ａの発する熱によりサーミスタ９の温度が上がることが分かっている。そのため、サーミスタ９の温度変化がある一定値を超えた時を調理開始として認識することができる。具体的には、周囲温度の変化が最も大きく変化するＡＭ１０時からＰＭ２時までで１０℃の幅を持っていたとすると、０．０５℃／分の温度勾配を持っている。調理前後のサーミスタ９の温度変化が１０分で３℃程度とすると、０．３℃／分の温度勾配である。そのため、この間の例えば０．１℃／分以上の上昇とした温度勾配を閾値とすれば、調理開始のタイミングを認識することができ、調理中においても加熱調理器８の周囲温度とレンジフードファン１の周囲温度の差を極力少なく制御をすることができるようになる。

また、調理開始時のタイミングを精度良く認識することができることで、調理開始時のサーミスタ９の温度Ｔ１を常に加熱調理器８の周囲温度とすることができる。これにより、調理中においても加熱調理器８の周囲温度とレンジフードファン１の周囲温度の差を極力少なくすることができる。

ここで、サーミスタ９の温度勾配の閾値を０．１℃／分以上の上昇としたが、同様の効能が得られるものであればこの限りではない。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一のものは同一番号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、熱起電力型温度センサ１１の内部に熱起電力型温度センサ１１の検知温度の補正用の補正手段としての補正用サーミスタ１３を備える。

補正用サーミスタ１３は通常熱起電力型温度センサ１１が周囲温度に対して生じる誤差を補正するために使用するが、サーミスタ９と同様で加熱調理器８や調理器具Ａから発する熱による影響をうけにくい箇所に搭載する。そのため、サーミスタ９と同様で加熱調理器８の周囲温度が検出可能である。このようにして、補正用サーミスタ１３の検知温度をＴＤとし、熱起電力型温度センサ１１の温度と調理器具Ａの面積比率から調理器具Ａの温度を算出することができる。これにより、サーミスタ９を無くすことができ、省スペース化することができる。

また、図７に示すように、熱起電力型温度センサ１１の検知するエリアは加熱調理器８のトッププレート１０と調理器具Ａである。ここで、調理開始前はＴＡ＝ＴＢ＝ＴＣ＝ＴＤとなることから加熱調理器８のトッププレート１０の検知エリアの温度を調理開始前の熱起電力型温度センサ１１の温度とすることができる。つまり、操作スイッチ６を押したタイミングの熱起電力型温度センサ１１の温度を加熱調理器８のトッププレート１０の温度としてマイクロコンピューター１２が常に認識し、検知温度が調理器具Ａの発する熱の影響を少なくし、調理中においても加熱調理器８のトッププレート１０の温度として正確に認識することができる。

また、調理開始時のタイミングは操作スイッチ６を押したタイミングとしたが、既に調理開始後に操作スイッチ６を押した場合は正確な加熱調理器８の周囲温度を検知することができない。そのため、調理開始時を正確に認識する必要がある。調理開始前の熱起電力型温度センサ１１の検知温度は雰囲気温度と同じなので急激な温度変化はない。しかし、調理開始後は加熱調理器８や調理器具Ａの発する熱により熱起電力型温度センサ１１の温度が上がることが解かっている。そのため、熱起電力型温度センサ１１の温度変化がある一定値を超えた時を調理開始として認識することができる。具体的には、周囲温度の変化が最も大きく変化するＡＭ１０時からＰＭ２時までで１０℃の幅を持っていたとすると、０．０５℃／分の温度勾配を持っている。調理前後の熱起電力型温度センサ１１の温度変化が１分で３℃程度とすると、３℃／分の温度勾配である。そのため、この間の例えば１℃／分以上の温度勾配を閾値とすれば、調理開始のタイミングを認識することができ、調理中においても加熱調理器８の周囲温度とレンジフードファン１の周囲温度の差を極力少なく制御をすることができるようになる。

ここで、サーミスタ９の温度勾配の閾値を１℃／分以上の上昇としたが、同様の効能が得られるものであればこの限りではない。

また、補正手段として補正用サーミスタ１３としたが、同様の効能が得られるものであればこの限りではない。

本発明のレンジフードファンは故障が少なく耐久性に優れた、適正な排気量が自動的に設定されるレンジフードファンを提供できるため家庭用の用途のほか、食堂やホテルなどの業務用の用途などにも適用できる。

１ レンジフードファン
２ 吐出口
３ 吸込口
４ フード部分
５ 排気ファン
６ 操作スイッチ
７ 制御手段
８ 加熱調理器
９ サーミスタ
１０ トッププレート
１１ 熱起電力型温度センサ
１２ マイクロコンピューター
１３ 補正用サーミスタ

Claims (8)

1. 屋外に連通した吐出口と、空気を吸込む吸込口と、前記吐出口と前記吸込口とを結ぶ通風路内に空気を吸込み排気する排気ファンと、フード部分には前記排気ファンの排気風量を手動で決定するための操作スイッチと、前記操作スイッチの入力に基づいて前記排気ファンの運転を決定する制御手段と、加熱調理器の周囲温度を検知するための周囲温度検知手段と、加熱調理器のトッププレートの温度を検知するための温度検知手段と、前記制御手段で決定した排気ファンの運転に対して前記周囲温度検知手段と前記温度検知手段の情報と、あらかじめ定義した前記温度検知手段の検知エリア面積と調理器具の面積の値の面積比をもとに調理器具の温度を計算して、計算後の調理器具の温度によって前記排気ファンの排気風量を調整するための調整手段を備え、前記調整手段によって前記排気ファンの排気風量を可変させることを特徴とする、レンジフードファン。
2. 前記周囲温度検知手段を、レンジフードの手前側に搭載することを特徴とする請求項１記載のレンジフードファン。
3. 前記周囲温度検知手段の調理前と調理中の検知温度の温度差を用いて加熱調理器のトッププレートの検知温度を補正することを特徴とする、請求項１記載のレンジフードファン。
4. 前記周囲温度検知手段の情報をもとに調理開始時を検知することを特徴とする、請求項３記載のレンジフードファン。
5. 調理開始時の前記周囲温度検知手段の検知温度を常に加熱調理器のトッププレートの温度とすることを特徴とする、請求項４記載のレンジフードファン。
6. 前記温度検知手段に周囲温度によって検知温度を補正するための補正手段を備え、前記補正手段を前記周囲温度検知手段として使用することを特徴とする、請求項１記載のレンジフードファン。
7. 前記温度検知手段の調理開始前の検知温度を加熱調理器のトッププレートの温度とすることを特徴とする、請求項１記載のレンジフードファン。
8. 前記温度検知手段の変化範囲が一定値以下であるときに、前記温度検知手段の温度を加熱調理器のトッププレートの温度とすることを特徴とする、請求項７記載のレンジフードファン。

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