JP5018304B2 - 排気システム - Google Patents

Description

本発明は、厨房の調理排気を排気する排気システムに関する。

調理時には煙や水蒸気、臭いなど（以下、「調理排気」という）が発生するが、この調理排気が室内に充満しないようにするため、調理排気を効率よく捕集し、屋外に排出する必要がある。

例えば、特許文献１には、レンジフードの周囲から下向きに吹出す空気でエアーカーテンを形成することにより、調理排気をレンジフードに誘導して捕集する構成が開示されている。
特許第３０８３３８４号公報

しかし、特許文献１に記載の実験結果によれば、この構成ではレンジフードにおいて調理排気を９０％程度捕集することができるものの、完全に捕集することはできない。

本発明は、このような課題に対して、レンジフードにおいて捕集できなかった調理排気を厨房スペースにおいて捕集することによって、調理排気の厨房スペースの外への流出を防止すると共に、より効果的に調理排気を排気することができる排気システムを提供することを目的とする。

第１の発明は、排気ファン及び給気ファンを備え、前記給気ファンによる給気流によって誘導された調理排気が前記排気ファンにより吸引されるように構成されたレンジフードが、加熱調理器の上方に設置された厨房スペースにおける排気システムであって、
前記厨房スペースと、隣接するスペースとの境界に沿って天井に設けられた、前記天井から下方へ突出する下方突起部と、
前記厨房スペース内の天井の、前記下方突起部に沿った位置に設けられた、前記厨房スペース内の空気を吸引する天井吸込口と、
前記天井吸込口で吸引された空気を前記給気ファンへ導くためのダクトと、
を備えることを特徴とする排気システムである。

第２の発明は、前記天井吸込口は、前記下方突起部のうち前記天井との高低差が最小である部分に沿って設けられていることを特徴とする第１の発明に記載の排気システムである。

第３の発明は、前記下方突起部は垂れ壁、高低差のある天井の段差部、又は、天井に据付けられた戸棚の少なくとも何れかを含むことを特徴とする第１又は第２の発明に記載の排気システムである。

第４の発明は、前記下方突起部の前記天井との高低差が、１０ｃｍ以上であることを特徴とする第１〜３の発明のうち何れかに記載の排気システムである。

本発明によれば、レンジフードで捕集できなかった調理排気を厨房スペースにおいて捕集することによって、調理排気の厨房の外への流出を防止すると共に、より効果的に調理排気を排気することができる排気システムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態である排気システム１が適用された住戸の厨房と居間食堂の部分の平面図である。図２は、図１における厨房の内側から見た厨房スペース及びその周辺部分を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、排気システム１は、垂れ壁１１、天井吸込口２０、レンジフード３０等を備える。

垂れ壁１１は、厨房スペース内で発生して上昇した調理排気を天井付近で滞留させるためのものであり、天井から例えば１００ｍｍ以上下っている。例えば、図１の例では、垂れ壁１１は厨房と居間食堂との間の出入口開口部１３の上部の天井に設けられている。なお、厨房スペースと居間食堂との間を仕切る壁１６がない場合には、厨房スペースと居間食堂の境界部分全体に沿って垂れ壁１１を設けるものとする。ただし、図１の場合、厨房と居間食堂との間のカウンター開口部１４の上部に吊り戸棚１２が設けられており、この吊り戸棚１２は、調理排気を厨房スペース内の天井付近に滞留させる役割を有するので、この部分には垂れ壁１１は不要である。また、居間食堂の天井が厨房スペースの天井よりも低く、天井部分に段差が存在する場合にも、この段差が垂れ壁１１と同様の役割を有する。要するに、これら垂れ壁１１、吊り戸棚１２、天井段差など、厨房スペースの天井から下向きに突起する部分があれば、調理排気を厨房スペース内の天井付近に滞留させる役割を有することとなり、これらが本発明の「下方突起部」に相当し、本発明では、これら何れかの「下方突起部」が、厨房スペースと居間食堂との境界部全体に沿って存在していればよい。

天井吸込口２０は、垂れ壁１１によって、厨房スペース内の天井付近に滞留した調理排気を吸引するものである。天井吸込口２０は、厨房スペースを取り囲む垂れ壁１１、吊り戸棚１２等の「下方突起部」のうち天井との高低差が最も小さい部分が垂れ壁１１の部分である場合、厨房スペース内の天井に垂れ壁１１に沿うように設けられる。また、天井吸込口２０から天井ダクト２１を介して、レンジフード３０内に備えられた給気ファン４２が調理排気を吸引し、吸引された調理排気は給気部４０から吹き出される。

図３は、加熱調理器３１の上方に設けられたレンジフード３０の構成の一例を示す斜視図である。また、図４は、図３に示される構成の鉛直方向断面図である。

レンジフード３０は、排気ファン５２及び給気ファン４２を備え、給気ファン４２により給気部４０から吹出された給気流によって、フード排気部５０へ誘導された調理排気が排気ファン５２により吸引されるように構成されたものであり、例えば、図３、図４に示す構成を有する。

図３及び図４に示すように、レンジフード３０は、加熱調理器３１の上方に設けられ、加熱調理器３１での加熱調理によって生じる調理排気を捕集する。レンジフード３０の捕集面は、加熱調理器のトップパネルと同程度の面積を有するものであるのが好ましい。

給気部４０は、給気ファン４２により、上記のように天井吸込口２０から吸引された調理排気をレンジフード３０内側の調理者に近い側から下方に向けてエアーカーテンを形成するように吹出す。

フード排気部５０は、排気ファン５２によりレンジフード３０において捕集された調理排気と給気部４０から吹出された調理排気とを吸引し室外へ排気する。その際、給気部４０から下向きに吹出された調理排気は排気ファン５２により、図４に破線で示すように上向きに向きを変えて吸引され、この上向きの流れが、加熱調理器３１で生じた調理排気をフード排気部５０へ誘導する役割を持つ。これにより、加熱調理器３１で生じた調理排気は効率的にレンジフード３０で捕集されるが、全ての調理排気をレンジフード３０で捕集することは難しく、一部の調理排気はレンジフード３０で捕集されずに、厨房スペース内へ流れ出ることになる。

なお、レンジフード３０、給気部４０及びフード排気部５０は、図３及び図４に示された構成に限らず、給気ファン４２による給気流によって誘導された調理排気が排気ファン５２により吸引される構成のものであればよい。

以下、本実施形態において、レンジフード３０で捕集されなかった調理排気の動きについて説明する。

加熱調理器３１が使用される際に発生する調理排気は、室温よりは温度が高いので、レンジフード３０で捕集されなかった調理排気は上方へ移動し、天井付近に沿って拡散しようとする。この調理排気は、垂れ壁１１や吊り戸棚１２により堰き止められ、天井付近に滞留する。

こうして滞留した調理排気は、天井吸込口２０により吸引され、上記のように、天井ダクト２１を介して搬送されて給気部４０から吹出される。

ところで、上述の排気システム１を用いることによる調理排気の排出効率の向上を確認するため、排気システム１を用いないモデルＡと排気システム１を用いたモデルＢの２つのモデルについてシミュレーションを行ったので、その内容と結果について説明する。

本シミュレーションは、下記の条件設定のもと、空間平均乱流モデル（標準スマゴリンスキーモデルを用いたラージエディシミュレーション）を用いて行った。移流項の離散化には二次中心差分を適用した。このモデルでは、気流の流れ等を三次元的にシミュレーションすることができる。

まず、シミュレーションに用いた厨房スペースのモデルについて説明する。
図５は、モデルＡ（本発明の排気システム１を用いていない厨房スペースのモデル）を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ矢視図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＹ矢視図である。また、図５（ｄ）、（ｅ）は、吊り戸棚１２とレンジフード３０と出入口開口部１３が設けられた仕切り壁１６に囲まれた厨房スペースの寸法を示す図であり、同図（ｄ）は厨房の流し台３３と加熱調理器３１等の寸法を示す平面図、同図（ｅ）は吊り戸棚１２及びレンジフード３０等の寸法を示す正面図である。さらに、図６は、図５で示された従来の厨房スペースを示す斜視図である。

なお、図５（ｄ）、（ｅ）に示す厨房スペースの寸法は、家庭用のシステムキッチンにおいて一般的なものである。また、調理者から見て背面側及び右側の面は全面壁とし、加熱調理器３１の背面は壁１７とした。

また、モデルＡの厨房スペースは、出入口開口部１３（幅７００ｍｍ、高さ２２００ｍｍ）とカウンター開口部１４（幅１６５０ｍｍ、高さ５５０ｍｍ）において開放されている。さらに、レンジフード３０は、加熱調理器３１の上方７５０ｍｍに設置され、調理排気を捕集するレンジフードの下面は幅７５０ｍｍ、奥行き５５０ｍｍである。

図７（ａ）〜（ｅ）及び図８は、モデルＢ（本発明の排気システム１を用いた厨房スペースのモデル）を示す図であり、モデルＡについての図５（ａ）〜（ｅ）及び図６に対応している。

図７及び図８に示す通り、モデルＢの厨房スペースは、モデルＡの厨房スペースと同様の構成となっているが、モデルＢにおいては、さらに、出入口開口部１３の全幅にわたって、その上部の天井に高さ１００ｍｍの垂れ壁１１が設けられると共に、この垂れ壁１１に沿った厨房スペース内の天井部分に幅５０ｍｍ、長さ８００ｍｍの天井吸込口２０が設けられ、天井吸込口２０において吸引された調理排気を給気部４０に供給する天井ダクト２１が設けられている。

以上のモデルＡ，Ｂを用いて、調理排気の動きをシミュレーションした。このシミュレーションにおいては、水を十分に満たした鍋を２つ加熱調理器３１において、鍋から１００℃の水蒸気を発生させる場合を条件として設定した。この水蒸気の流れの様子をシミュレーションすることにより、レンジフード３０によって捕集されなかった調理排気が、排気システム１がある場合とない場合とでどのように流れるかを検討した。

なお、モデルＡ及びモデルＢにおいてフード排気部５０で吸引する空気量は３５０ｍ^３／時とし、モデルＢにおいて天井吸込口２０で吸引し給気部４０で吹出す空気量は、５０ｍ^３／時とした。

＜シミュレーション１＞
まず、モデルＡについてシミュレーションを行った。図９及び図１０は、水蒸気の発生開始時からその５０秒後まで１０秒毎の水蒸気の分布状態を厨房の内側(図９)及び外側(図１０)から見た斜視図である。

図９及び図１０に示されるように、水蒸気発生開始から２０秒後にはレンジフード３０で捕集されなかった水蒸気が厨房スペースの天井付近に沿って流れ、３０秒後には出入口開口部１３の上部から厨房スペースの外に流出している。さらに、５０秒後には厨房スペースの外に流出した水蒸気が、居間食堂の天井付近に広がっている。

以上より、モデルＡ（従来の排気システム）では、レンジフード３０によって捕集できなかった調理排気の多くの部分が厨房スペースの外に流出することが分かる。

＜シミュレーション２＞
次に、モデルＢについてシミュレーションを行った。図１１及び図１２は、水蒸気の発生開始時からその５０秒後まで１０秒毎の水蒸気の分布状態を厨房の内側（図１１）及び外側（図１２）から見た斜視図である。

図１１及び図１２に示されるように、水蒸気発生開始から２０秒後にはレンジフード３０で捕集されなかった水蒸気が厨房スペースの天井付近に沿って流れている。そして、３０秒後には水蒸気は出入口開口部１３付近に到達するが、出入口開口部１３の上部に設けられた垂れ壁１１によって堰き止められ、垂れ壁１１に沿って設けられた天井吸込口２０により吸引されている。また、４０秒後及び５０秒後においても、水蒸気が垂れ壁１１によって厨房スペースの外に流出しないように堰き止められ、天井吸込口２０により吸引されている。

以上より、排気システム１によれば、レンジフード３０によって捕集できなかった調理排気であっても、垂れ壁１１によって厨房スペースの外に流出しないように堰き止められ、この堰き止められて垂れ壁１１付近に滞留する調理排気が天井吸込口２０より吸引されることが分かる。

以上の通り、本実施形態の排気システム１によれば、レンジフード３０で捕集できなかった調理排気を厨房スペースに設けた天井吸込口２０で捕集してレンジフード３０に戻すことによって、調理排気の厨房スペースの外への流出を防止することができる。

すなわち、垂れ壁１１及び吊り戸棚１２によって厨房スペースの天井付近の周囲を取り囲むことにより、レンジフード３０で捕集できなかった調理排気が厨房の外への流出を防止することができる。さらに、天井吸込口２０により、垂れ壁１１及び吊り戸棚１２によって堰き止められ厨房スペース上方に滞留した調理排気を吸引することができる。

また、天井吸込口２０において吸引された調理排気を給気部４０から吹出すことにより、加熱調理器３１上方にエアーカーテンを形成し、より多くの調理排気をレンジフードに誘導することができる。

さらに、天井吸込口２０及びフード排気部５０において吸引された調理排気を室外へ排出すると、その空気量を補うために室外から空気が流入するが、この空気の流入の際に生じる風切音が煩わしく、また冬季や夏季には外気が室内に流入することにより冷暖房効率が低下するなどの問題が生ずる。これに対して、本実施形態の排気システム１では、天井吸込口２０において吸引された調理排気をレンジフード３０内で吹出すことにより、この空気量に相当する外気の室内への流入を削減することができ、これにより上記の問題を軽減することができる。

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

集合住宅において本発明の一実施形態である排気システム１を用いたある住戸の厨房と居間食堂の部分の平面図である。 厨房の内側から見た厨房スペース及びその周辺部分を示す斜視図である。 加熱調理器３１の上方に設けられたレンジフード３０の構成の一例を示す斜視図である。 レンジフード３０の構成の一例を示す鉛直方向断面図である。 排気システム１を用いていない従来の厨房スペース及びその周辺部分を示す図である。 排気システム１を用いていない従来の厨房スペース及びその周辺部分を示す斜視図である。 排気システム１を用いた厨房スペース及びその周辺部分を示す図である。 排気システム１を用いた厨房スペース及びその周辺部分を示す斜視図である。 排気システム１を用いていない場合の水蒸気の発生開始時からその５０秒後まで１０秒毎の水蒸気の分布状態について、厨房の内側から見た結果を示す斜視図である。 排気システム１を用いていない場合の水蒸気の発生開始時からその５０秒後まで１０秒毎の水蒸気の分布状態について、厨房の外側から見た結果を示す斜視図である。 排気システム１を用いた場合の水蒸気の発生開始時からその５０秒後まで１０秒毎の水蒸気の分布状態について、厨房の内側から見た結果を示す斜視図である。 排気システム１を用いた場合の水蒸気の発生開始時からその５０秒後まで１０秒毎の水蒸気の分布状態について、厨房の外側から見た結果を示す斜視図である。

符号の説明

１ 排気システム
１１ 垂れ壁
１２ 吊り戸棚
１３ 出入口開口部
１４ カウンター開口部
１６ 仕切り壁
２０ 天井吸込口
２１ 天井ダクト
３０ レンジフード
３１ 加熱調理器
３３ 流し台
４０ 給気部
４２ 給気ファン
５０ フード排気部
５２ 排気ファン

Claims (4)

1. 排気ファン及び給気ファンを備え、前記給気ファンによる給気流によって誘導された調理排気が前記排気ファンにより吸引されるように構成されたレンジフードが、加熱調理器の上方に設置された厨房スペースにおける排気システムであって、
   前記厨房スペースと、隣接するスペースとの境界に沿って天井に設けられた、前記天井から下方へ突出する下方突起部と、
   前記厨房スペース内の天井の、前記下方突起部に沿った位置に設けられた、前記厨房スペース内の空気を吸引する天井吸込口と、
   前記天井吸込口で吸引された空気を前記給気ファンへ導くためのダクトと、
   を備えることを特徴とする排気システム。
2. 前記天井吸込口は、前記下方突起部のうち前記天井との高低差が最小である部分に沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載の排気システム。
3. 前記下方突起部は垂れ壁、高低差のある天井の段差部、又は、天井に据付けられた戸棚の少なくとも何れかを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の排気システム。
4. 前記下方突起部の前記天井との高低差が、１０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のうち何れかに記載の排気システム。