JP2013006145A

JP2013006145A - ミスト発生装置

Info

Publication number: JP2013006145A
Application number: JP2011139935A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tanaka; 伸幸田中; Masaharu Tsuzaki; 昌東津崎
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2013-01-10

Abstract

【課題】粒子径分布が制御された状態のオイルミストを発生させる。
【解決手段】気泡発生手段６により貯留槽３の内部のオイル２の中に気泡５を発生させることでオイルミスト１８を発生させ、ヒータ４の加熱温度を制御することによりオイル２を昇温すると共に、流量制御手段１０により窒素の流量を制御して気泡５の発生状態を制御して、オイルミスト１８の粒子径分布を制御し、粒子径分布が制御された状態のオイルミスト１８を排出管１５から排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミストの粒子径分布を制御して流体のミストを発生させるミスト発生装置に関する。

調理は特殊な場合を除いて厨房内で行われ、調理排気のオイルミストを捕集する排気システムが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。調理器具としては、ガス調理器やＩＨ調理器による加熱調理が広く実施されている。調理排気を吸引する排気フードに関し、ガス加熱器を用いた場合、吸引するオイルミストに加えて燃焼に用いた空気を吸引して屋外に排出する必要がある。一方、ＩＨ調理器を用いた場合、加熱に燃焼を伴わないため、排気フードでは、発生したオイルミストだけを捕集するのに十分な面風速があればよい。

このようなことから、調理排気の捕集効率を検証・評価することにより、調理器具の違いによる最適な面風速を選択して効率の良い排気システムを構築することができる。調理排気の捕集効率を検証・評価するため、硫黄成分や二酸化炭素等を含むトレーサガスを用いた模擬試験が行われている。

しかし、調理に伴い発生する調理時オイルミストは粒径が様々であり、極小粒径のミストはトレーサガスにある程度相関した挙動を得ることができると考えられるが、数μｍ以上のミストはガスと一緒に搬送されるとは限らず、トレーサガスの挙動に相関させることは不可能であり、捕集効率を検証・評価することができないのが現状である。

このような現状から、調理排気（調理時オイルミスト）を的確に模擬したトレーサオイルミストを発生させることができるミスト発生装置の実現が望まれているのが実情である。ミストを発生させる装置は、例えば、香り成分の拡散状態等を検証するためのミストを得るためにも有用であり、調理排気のトレーサオイルミストの発生だけではなく、任意の粒子径分布をもった様々な流体のミストを発生させることができるミスト発生装置の実現が望まれているのが実情である。

特開２０１０−９１２２３号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、粒子径分布を制御して流体のミストを発生させることができるミスト発生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のミスト発生装置は、流体が貯留される貯留槽と、前記貯留槽に気体を供給して前記貯留槽の内部の前記流体の中に気泡を発生させる気泡発生手段と、前記貯留槽の内部で気泡を発生させることにより生成されたミストを排出するミスト排出手段と、前記ミスト排出手段から排出されるミストの粒子径分布を制御する粒子径分布制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、気泡発生手段により貯留槽の内部の流体の中に気泡を発生させることで流体のミストを発生させ、粒子径分布制御手段によりミストの粒子径分布を制御して粒子径分布が制御された状態のミストをミスト排出手段から排出する。このため、粒子径分布を制御して流体のミストを発生させることが可能になる。

ミスト発生装置で発生させる流体のミストは、粒子径分布が制御されたミストであるため、流体の種類や制御する粒子径分布の状態により、調理排気を模擬したトレーサオイルミスト、香り成分の拡散状況を模擬するトレーサミスト等、様々な用途のミストを発生させることができる。

そして、請求項２に係る本発明のミスト発生装置は、請求項１に記載のミスト発生装置において、前記貯留槽の内部の前記流体の温度を制御する温度制御手段と、前記気泡発生手段により前記貯留槽に供給される前記気体の流量を制御する流量制御手段とを更に備え、前記粒子径分布制御手段は、少なくとも前記温度制御手段及び前記流量制御手段を制御することで、前記ミスト排出手段から排出されるミストの粒子径分布を制御することを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、温度制御手段により貯留槽内部の流体の温度を所定の温度に制御すると共に、流量制御手段により気体の流量を制御して気泡の発生状態を制御し、所望の粒子径分布にされたミストをミスト排出手段から排出する。

粒子径分布制御手段の態様としては、貯留槽の大きさや形状を変更したり、貯留槽の大きさに対する気泡の出口の状態（大きさ、場所等）を変更したりすることが可能である。

また、請求項３に係る本発明のミスト発生装置は、請求項１もしくは請求項２に記載のミスト発生装置において、前記気泡発生手段は、気泡を発生させるための多孔部材を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、多孔部材を用いることで所望の大きさの気泡を発生させることができる。

また、請求項４に係る本発明のミスト発生装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のミスト発生装置において、前記貯留槽に貯留される流体は調理用食材及び調理用オイルと異なるオイルであり、前記気泡を発生させることにより生成された前記ミストはオイルミストであり、前記ミスト排出手段から排出されるオイルミストを調理場のレンジフードに流通させることにより、前記レンジフードにおけるオイルミストの捕集状態を検証することを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、オイルミストによりレンジフードにおけるオイルミストの捕集状態を検証することができ、調理排気（調理時オイルミスト）のトレーサオイルミストとして用いることができる。

本発明のミスト発生装置は、粒子径分布を制御して流体のミスト（特に、調理排気を模擬したオイルミスト）を発生させることが可能になる。

本発明の一実施例に係るミスト発生装置の全体を表す概略系統図である。窒素吐出部位の詳細図である。窒素吐出部位の他の例の説明図である。オイルミストの粒子径分布を表すグラフである。

本発明のミスト発生装置は、流体としてのオイルに不活性ガス（例えば、窒素）を送り込み、オイルの中に気泡を発生させてミストを生成する装置である。生成したオイルミストは、調理排気を模擬したトレーサオイルミストとして適用することが可能であり、気泡を発生させるための窒素の流量やオイルの加熱温度を制御することで、粒子径分布を所望状態に制御する装置である。また、多孔部材を介してオイルに窒素を送り込むことで、粒子径分布を制御する。オイルに送り込む流体は、不活性ガスに代えて空気を用いることも可能である。

ミストを発生させるためのオイルは、調理用の食材や調理用オイル、環境中に含まれないオイル、または、環境中に極微量にしか含まれないオイルであり、また、調理用の食材や調理用オイルと物性が類似しているものが適用される。例えば、ヘプタデカン酸やナノデカン酸を適用することが望ましい。また、同位元素で置き換えたリノール酸、ステアリン酸を適用することも可能である。

尚、本発明のミスト発生装置は、流体として芳香剤の流体を適用し、香り成分の拡散状況を模擬するミストを発生させることも可能であり、流体の種類や制御する粒子径分布の状態により、様々な用途のミストを発生させることができる。また、本発明のミスト発生装置は、調理用の食材や調理用オイル、環境中に含まれるオイルを適用し、厨房内での調理排気の飛散状況等を検証することも可能である。

図１から図４に基づいてミスト発生装置を説明する。

図１には本発明の一実施例に係るミスト発生装置の全体を表す概略系統、図２には窒素吐出部位の詳細、図３には窒素吐出部位の他の例、図４にはオイルミストの粒子径分布を示してある。

図１に示すように、ミスト発生装置１には、オイル（ヘプタデカン酸）２を貯留する貯留槽３が備えられている。貯留槽３の周囲には温度制御手段としてのヒータ４が設けられ、ヒータ４によりオイルが昇温される。また、貯留槽３のオイル２に気泡５を発生させる気泡発生手段６が備えられている。オイルの温度を高くすることにより、オイルの粘性を下げることができ、気泡の膜厚を薄くして弾けやすくすることができ、ミストを微小化することができる。

気泡発生手段６には、気泡発生用のガス（不活性ガス：窒素）を供給するための窒素供給手段７が備えられている。窒素供給手段７と貯留槽３は供給管８で接続され、供給管８の先端が貯留槽３のオイル２の内部に臨んでいる。供給管８には乾燥部９及び流量制御手段１０が備えられ、流量制御手段１０により湿度が管理された窒素が所望の流量に制御されてオイル２の内部に供給される。

図１、図２に示すように、供給管８の先端（窒素吐出部）には多孔部材としての板フィルター１１が取り付けられている。板フィルター１１は、例えば、ガラス繊維の板状のフィルターであり、板面が貯留槽３の底面に沿って配置されるように供給管８の先端に取り付けられている。供給管８から送られた窒素は、板フィルター１１で平面状に分散されて多数の微小の泡となり、微小の泡が会合して気泡５が形成される。

貯留槽３の内部で気泡５を発生させることにより、気泡５がオイル２を浮上して貯留槽３のオイル２の気液界面に達する。気液界面に達した気泡５は膜厚が薄くなって弾け、弾けた際にミスト（オイルミスト）が飛散する。流量制御手段１０で制御される窒素の流量、ヒータ４で制御されるオイル２の昇温状態、板フィルター１１のメッシュで規制される気泡５の大きさや分散状況、オイル２の量等により、オイルミストの粒子径分布が任意の状態に制御される（粒子径分布制御手段）。また、貯留槽３の大きさや形状等によりオイルミストの粒子径分布が任意の状態に制御される。

図３（ａ）に示すように、多孔部材を取り付けずに供給管８の先端をオイル２の内部に臨ませ、供給管８の径に応じた気泡５を発生させることも可能である。また、図３（ｂ）に示すように、供給管８の先端口に供給管８の径と同径のフィルター１２を取り付け、供給管８の先端口で小さな気泡５を多数発生させることも可能である。フィルターの形状は図示のものに限定されず、任意の形状のフィルターを適用することが可能である。

図１に示すように、オイル２の上部の貯留槽３にはミスト排出手段としての排出管１５が接続され、貯留槽３の上部に生成されたオイルミスト１８が排出管１５から排出される。排出管１５の出口部には希釈管１６が取り付けられ、希釈管１６には測定機器１７が接続されるようになっている。希釈管１６の中に排出されたオイルミスト１８は、測定機器１７で、例えば、粒子径分布が測定される。

上述したミスト発生装置１では、ヒータ４を所定の温度（例えば、１８０℃、２００℃等）に制御して貯留槽３のオイル２を所定の温度に昇温し、流量制御手段１０により所定の流量（例えば、１Ｌ／ｍｉｎから４Ｌ／ｍｉｎ等）に制御して窒素をオイル２に送り込む。窒素が送り込まれたオイル２の内部に気泡５が発生し、気泡５がオイル２を浮上して気液界面で弾けてミスト（オイルミスト）が飛散する。生成されたオイルミスト１８は排出管１５から排出される。

ヒータ４を所定の温度（例えば、１８０℃、２００℃等）に制御してオイル２を昇温することにより、オイル２の粘性や表面張力が低下し、気液界面に到達する気泡５の膜厚を薄くすることができる。このため、気液界面で弾けて飛散するミストを微小化することができ、オイルミスト１８の発生量を増加させることができる。

排出管１５から排出されるオイルミスト１８は、例えば、調理中にレンジフードに流通させ、レンジフードを流通した調理排気と共にオイルミスト１８がサンプリングされる。サンプリングされたミスト中のオイルミスト１８を分析して検証することにより、レンジフードでのオイルミスト１８の捕集効率を求めることができる。

流量制御手段１０で制御される窒素の流量、ヒータ４の加熱温度（オイルの昇温状態）、板フィルター１１のメッシュで規制される気泡５の大きさや分散状況により、オイルミスト１８の粒子径分布が任意の状態に制御されるので、調理排気の粒子径分布に近似した粒子径分布のオイルミスト１８を生成することができる。

希釈管１６の中に排出されたオイルミスト１８の粒子径分布を測定機器１７で測定した結果の一例を図４に示す。

図４に示すように、例えば、ヒータ４の加熱温度を１８０℃に制御し（１８０℃でオイルを昇温し）、流量制御手段１０により窒素の流量を１Ｌ／ｍｉｎ（○）、２Ｌ／ｍｉｎ（△）、４Ｌ／ｍｉｎ（□）に制御することで、極微細な径（ｎｍレベル）の粒子と微細な径（数μｍレベル）の粒子がピークを示す粒子径分布を有するオイルミストにすることができる。

また、図４に示すように、例えば、ヒータ４の加熱温度を２００℃に制御し（２００℃でオイルを昇温し）、流量制御手段１０により窒素の流量を２Ｌ／ｍｉｎ（▲）、４Ｌ／ｍｉｎ（■）に制御することで、同様に極微細な径（ｎｍレベル）の粒子と微細な径（数μｍレベル）の粒子がピークを示す粒子径分布を有するオイルミストにすることができる。

図４に示すように、極微細な径（ｎｍレベル）と微細な径（数μｍレベル）の両方にピークを持つ二山の粒子径分布を持たせたオイルミスト１８とすることができる。

このため、粒子径分布を実際の調理時の排気に合わせることで、オイルミスト１８を調理排気（調理時オイルミスト）のトレーサオイルミストとして用いることができる。トレーサオイルミストを用いることで、レンジフードでの調理時オイルミストの捕集効率を導出（類推）することができる。

上述したミスト発生装置１は、気泡発生手段６により貯留槽３の内部のオイル２の中に気泡５を発生させることでオイルミスト１８を発生させ、ヒータ４の加熱温度を制御することによりオイル２を昇温すると共に、流量制御手段１０により窒素の流量を制御して気泡５の発生状態を制御することで、オイルミスト１８の粒子径分布を制御することができる。このため、粒子径分布が制御された状態のオイルミスト１８を排出管１５から排出することができ、粒子径分布が制御された状態のオイルミスト１８を発生させることが可能になる。

オイルに代えて所望の流体を用いることで、ミストの粒子径分布が制御された状態の流体ミストを発生させることが可能になる。

本発明は、ミストの粒子径分布を制御して流体のミストを発生させるミスト発生装置の産業分野で利用することができる。

１ミスト発生装置
２オイル
３貯留槽
４ヒータ
５気泡
６気泡発生手段
７窒素供給手段
８供給管
９乾燥部
１０流量制御手段
１１板フィルター
１２フィルター
１５排出管
１６希釈管
１７測定機器
１８オイルミスト

Claims

流体が貯留される貯留槽と、
前記貯留槽に気体を供給して前記貯留槽の内部の前記流体の中に気泡を発生させる気泡発生手段と、
前記貯留槽の内部で気泡を発生させることにより生成されたミストを排出するミスト排出手段と、
前記ミスト排出手段から排出されるミストの粒子径分布を制御する粒子径分布制御手段とを備えた
ことを特徴とするミスト発生装置。
請求項１に記載のミスト発生装置において、
前記貯留槽の内部の前記流体の温度を制御する温度制御手段と、
前記気泡発生手段により前記貯留槽に供給される前記気体の流量を制御する流量制御手段とを更に備え、
前記粒子径分布制御手段は、
少なくとも前記温度制御手段及び前記流量制御手段を制御することで、前記ミスト排出手段から排出されるミストの粒子径分布を制御する
ことを特徴とするミスト発生装置。
請求項１もしくは請求項２に記載のミスト発生装置において、
前記気泡発生手段は、気泡を発生させるための多孔部材を備えた
ことを特徴とするミスト発生装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のミスト発生装置において、
前記貯留槽に貯留される流体は調理用食材及び調理用オイルと異なるオイルであり、前記気泡を発生させることにより生成された前記ミストはオイルミストであり、
前記ミスト排出手段から排出されるオイルミストを調理場のレンジフードに流通させることにより、前記レンジフードにおけるオイルミストの捕集状態を検証する
ことを特徴とするミスト発生装置。