JP5836237B2 - 空気処理装置および空気処理システム - Google Patents

Description

本発明は、空気処理装置および空気処理システム、特に厨房用の空気処理装置および空気処理システムに関する。

従来、厨房用の空気処理装置としての換気扇では、加熱調理器上部に設置されて汚染空気を屋外へ排気する台所用換気扇が一般的であった。しかしながら、室内空気を排出することで、空調のロスが多く発生したり、室内の負圧を低減するために給気口を設ける必要があったりした。

このため、加熱調理器で加熱された被調理物から発生する汚染空気を、屋外へ排出せずに脱臭装置で浄化して室内に循環させる空気処理装置がある。例えば、フードで捕集した汚染空気を、送風機によって多孔構造のフィルター等に通過させて浄化してから屋内へ送風させる空気処理装置がある。このような空気処理装置において、光触媒脱臭装置やヒータ加熱による触媒の活性化で脱臭装置の脱臭性能を維持させる技術が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

ここで、ヒータ加熱を行って触媒の活性化を図る場合、触媒の十分な再生と、火傷などを防ぐために、ヒータの加熱制御が必要となる。ヒータの加熱制御には、温度センサーによって温度を検知し、ヒータをＯＮ・ＯＦＦするものがある（例えば、特許文献３を参照）。

特開２００６−３２２６４８号公報 特開２０１０−２０７６５８号公報 特開２０１１−１５８２０３号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、脱臭装置に複数のヒータを使用している場合、複数のヒータを同時にＯＮ・ＯＦＦするため、脱臭装置全体の温度の上昇と降下が急激になりやすい。そのため、ヒータをＯＮ・ＯＦＦするための機械式リレーのＯＮ・ＯＦＦ回数が多くなって故障率が上がったり、使用する電力量が多くなったりするという課題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、脱臭装置に複数のヒータを使用する場合のＯＮ・ＯＦＦ回数の低減と、使用電力量の削減を図ることのできる空気処理装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、吸込み口から吹出口に至る風路内に設けられて吸込み口から吹出口に向けて空気を通過させるファンと、風路内に設けられて、触媒を用いた脱臭剤が表面に担持されたフィンと、フィンを加熱する複数のヒータと、複数のヒータごとのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるリレーと、フィンの温度を検知する検知手段をリレーを制御してヒータのＯＮ・ＯＦＦを制御する制御手段と、を備え、複数のヒータには、少なくとも１の基準ヒータが含まれ、制御手段は、検知手段に検知された検知温度が下限目標温度となった場合に、基準ヒータをＯＮとし、検知温度が上限目標温度となった場合に基準ヒータをＯＦＦとする制御を繰り返し、基準ヒータがＯＦＦにされてから次のＯＦＦになるまでの時間を１周期とし、前回周期の時間をＴ、ヒータの数をｎとした場合に、基準ヒータ以外のヒータのＯＮ・ＯＦＦのタイミングを、基準ヒータのＯＮ・ＯＦＦのタイミングから（１／ｎ）＊Ｔずつずらす制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、脱臭装置全体の温度の上昇と下降を緩やかにすることができるので、機械式リレーのＯＮ・ＯＦＦ回数を低減し、故障率を下げる効果を奏する。

脱臭装置全体の温度の上昇と下降を緩やかにすることができるので、トータルでのＯＮ時間を減らすことができ、使用する電力量を減らす効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる空気処理装置を示す正面断面図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかる空気処理装置を示す側面断面図である。 図３は、排気風路側に送風する状態を示す図である。 図４は、循環風路側に送風する状態を示す図である。 図５は、制御回路を含めた空気処理システムの概略構成を示すブロック図である。 図６は、本実施の形態にかかる空気処理装置と排気タイプの厨房用換気扇の風量特性を示す図である。 図７は、貴金属を用いた触媒であるＰｄ（パラジウム）触媒の活性度と温度との関係および酸化マンガンを用いた触媒である二酸化マンガン触媒の活性度と温度との関係を示す図である。 図８は、脱臭装置の詳細な構成を示す図である。 図９は、フィンの表面を模式的に示す図である。 図１０は、アセトアルデヒドの除去試験結果を示す図である。 図１１は、グリスフィルターの概略構成を示す分解図である。 図１２は、脱臭装置と制御回路との接続構成を詳細に示す図である。 図１３は、制御回路によるヒータの制御手順を示すフローチャートである。 図１４は、図１３に示すフローチャートを時系列で示したタイムチャートである。

以下に、本発明の実施の形態にかかる空気処理装置および空気処理システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態にかかる空気処理装置を示す正面断面図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる空気処理装置を示す側面断面図である。

図１、図２に示すように、本実施の形態にかかる空気処理装置５０は、加熱調理器２５で加熱された被調理物から発生する汚染空気を捕集する吸込み口１を備える。吸込み口１の下方には、加熱調理器２５が設けられる。吸込み口１の上方に配置された風路２と、風路２の後方に配置され上方に吹出す送風機（ファン）３によって、汚染空気を室内から送風機３の上方のチャンバー４へ送風する。

図２に示すように、チャンバー４は、送風機３の吹出し口の直上方に位置する。チャンバー４には、上方向から室外（屋外）へと連通する排気風路５と、前面から室内へと連通する循環風路６とが形成される。また、チャンバー４内には、排気風路５と循環風路６への風向きを切替えるダンパー７が備えられている。

図３は、排気風路５側に送風する状態を示す図である。図４は、循環風路６側に送風する状態を示す図である。ダンパー７の向きを切り替えることで、図３および図４に示すように、排気風路５を介した室外への送風（換気送風）と、循環風路６を介した室内への送風（循環送風）とが切り替えられる。図３では、換気時のダンパー位置７ａと風の流れを示している。図４では、循環時のダンパー位置７ｂと風の流れを示している。

夏場は換気送風にし、冬場は循環送風にするといった具合に、室内の空調状況によって省エネルギー効果が得られる送風風路に切替える。循環送風が行われる場合には、循環風路６の室内開口とダンパー７との間に設けられた脱臭装置８によって汚染空気を清浄化してから室内に空気を送り出す。脱臭装置８は、油煙・臭気を吸着・分解する脱臭剤を有している。

本実施の形態においては、繰り返し使用した後に油煙・臭気が脱臭装置８に備えられた脱臭剤に堆積する前に、ヒータ２０への通電によって脱臭剤を加熱することによって脱臭剤の活性度を高め、油煙・臭気を分解する。ヒータ２０への通電手段は、機器操作部（図示せず）に設置されたヒータ通電スイッチを押すことによって使用者が定期的に行ってもよいし、調理終了後の残遅運転が終了した後に自動的に実施されるように構成してもよい。

図１に示すように、本実施の形態にかかる空気処理装置は制御回路（制御手段）１２を備える。図５は、制御回路１２を含めた空気処理システムの概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、制御回路１２は、加熱調理器２５、送風機３、ヒータ２０、ダンパー開閉装置３０、および温度検知手段１５に接続され、これらを制御する。また、制御回路１２は、加熱調理器２５、送風機３、ヒータ２０、ダンパー開閉装置３０、および温度検知手段１５から情報を受け取る。制御回路１２は、加熱調理器２５による調理の終了の後、残遅運転として送風機３を第１の所定時間の間運転させる。その後、ヒータ２０を第２の所定時間の間加熱するように制御する。

ヒータ２０での加熱時に発生する熱や臭気は室温よりも高温であるため、送風機３による送風を行わなくてもチャンバー４の排気風路５を通じてドラフト効果で自然に屋外へ排出される。そのため熱や臭気の室内拡散を簡易な構造かつ低コストで防止することができる。また、屋外へと連通する排気風路５は、送風機３の吹出し口の直上方に位置するので、屋外への圧力損失が小さく屋外への排気風量を確保することができる。

本実施の形態でのチャンバー４と排気風路５の開口の圧力損失は、４００ｍ³／ｈの風量時に２０Ｐａ程度である。図６は、本実施の形態にかかる空気処理装置５０と排気タイプの厨房用換気扇の風量特性を示す図である。図６に示すように、排気を行うタイプの厨房用換気扇（循環風路６や脱臭装置８を備えていない点を除いて空気処理装置５０と略同様の構成となる換気扇）と略同等の風量を空気処理装置５０で確保できる。

また、本実施の形態にかかる空気処理装置は十分な風量を確保できるため、例えばガス発生量に応じて、換気量を調整するような制御を設ければＯ₂濃度が確保できる。このため、加熱調理器はハロゲンヒーターや電磁気式調理器に限定されず、ＣＯ₂が発生するガス調理器に対しても適用が可能である。また室内外の空気条件と調理内容の条件によって結露が発生するような場合には、換気により室内の除湿を行えば、結露を抑えることが可能である。この結露を抑えるためには４００ｍ³／ｈ程度の風量が必要と考えられるが、排気風路５を送風機３の吹出し口の直上方に位置させて、圧力損失を小さくした効果により、排気タイプの厨房用換気扇と同様に４００ｍ³／ｈ以上の風量を確保でき、結露を抑えることができる。

また、循環送風のみを行う空気処理装置では、調理器の熱が室内に留まるため、夏場の冷房時には室外排気を行う場合よりも余計に空調が必要となっていた。しかし、本実施の形態にかかる空気処理装置５０の構成によれば、ダンパー７の向きを変えることにより換気送風と循環送風とを切替えることが可能となるので、夏場は換気送風、冬場は循環送風といった具合に切替えることで季節に関わらず省エネルギー効果を確保できるようにすることができる。

脱臭装置８に用いる脱臭剤としては、酸化触媒として酸化マンガンを用いることにより貴金属を用いた場合に比較して安価であることに加え、低温度で活性化させることが可能である。このため、付着した油煙・臭気を油の発火温度３６０℃以下での加熱で分解することが可能となり、安全に再生することができる。図７は、貴金属を用いた触媒であるＰｄ（パラジウム）触媒の活性度と温度との関係および酸化マンガンを用いた触媒である二酸化マンガン触媒の活性度と温度との関係を示す図である。

図７に示すように、Ｐｄ（パラジウム）触媒においては、十分な活性度を得るには３００℃程度の高温が必要であるが、二酸化マンガン（ＭｎＯ₂）触媒であれば１００℃程度で大きな活性を示すため、１８０℃の温度で油煙を再生分解し長時間使用しても触媒の性能を維持できる。

また、脱臭装置８に用いるヒータ２０は、正の温度係数の抵抗変化特性であるＰＴＣヒータを用いれば、高温になると抵抗が大きくなり電流による発熱が抑えられる自己温度制御性を持つため、異常に高温になることがなく安全で、省エネルギー性を得ることができる。すなわち１８０℃以上で急激に電気抵抗が大きくなる特性を持ったヒータ２０を使用することにより、ヒータ２０の制御回路１２が故障した場合でもヒータ２０は１８０℃以上に上昇することがなく安全である。

図８は、脱臭装置８の詳細な構成を示す図である。発熱するヒータ２０と、ヒータ２０に接触固定されてヒータ２０の熱を伝えるフィン２１とを備える。フィン２１は、複数枚の金属製の薄板、例えばアルミニウム製の薄板で構成される。この複数枚の薄板を互いに略平行となるように等間隔で並べて配置することでフィン２１が構成される。フィン２１における薄板同士の隙間が、脱臭装置８によって脱臭される汚染空気が通過するための風路となる。

図９は、フィン２１の表面を模式的に示す図である。フィン２１の表面には、脱臭剤としての触媒層２２が担持されている。ヒータ２０に接触した金属のフィン２１に脱臭剤を担持させることで、ヒータ２０からの熱が空気を介して間接的に脱臭剤に伝わる方式よりも熱のロスを小さくすることができ省エネルギー性を確保することができる。また、脱臭剤としての触媒層２２は、臭気を吸着する吸着剤と臭気を分解する酸化触媒とが混合されて構成される。例えば、吸着剤としてゼオライトが用いられ、酸化触媒として酸化マンガン触媒が用いられる。

さらに脱臭装置８のサイズは小さくするほど製品に組み込み易く全体のサイズも小サイズ化が可能となる。しかし、それに伴い風路面積が小さくなるため圧力損失が大きく風量が少なくなる。また、脱臭装置８のサイズは小さくすれば、臭気が脱臭剤に吸着、接触する面積も小さくなるため脱臭性能が小さくなる。

そこで、本実施の形態では、図８に示すように、フィン２１は汚染空気が通過する風路の入口側と出口側が折り曲げられており、風路を通過する汚染空気が触媒層２２に衝突接触しやすくなっている。触媒層２２に処理空気が衝突接触しやすくすることで、脱臭装置８を小型化した場合であっても、臭気の吸着や酸化分解を促進して、低圧力損失で十分な臭気分解性能を得やすくなる。

本実施の形態で用いた送風機３のサイズは送風性能等を考慮し、幅３６０ｍｍ×高さ３５０ｍｍ×奥行２２５ｍｍである。また、上述したように本実施の形態では、脱臭装置８は送風機３の上部に配置され、送風機３の直上部は排気風路５と循環風路６につながるチャンバー４のスペースとされる。

また、空気処理装置５０全体の製品の高さを６００ｍｍ以内に収め、さらに送風機３の上部には凹凸がなくデザイン性のよい外観とするために、脱臭装置８は幅４００ｍｍ×高さ１２５ｍｍ×奥行４５ｍｍ程度とすることが必要である。製品の高さを６００ｍｍ以内に収める理由は、床からの天井の高さが２２００ｍｍの居室において、高さ８００ｍｍの加熱調理器と組み合わせたときに、加熱調理器の天面から空気処理装置の離隔距離が防災上十分な８００ｍｍを確保できるようにするためである。

本実施の形態におけるフィン２１の形状は、図８に示すようにフィン２１の風路の入口側と出口側においてそれぞれ２回ずつ曲げることにより、上記したサイズを確保し、圧力損失と脱臭性能を確保することができた。圧力損失は、２００ｍ³／ｈの風量時に２６Ｐａ程度である。図１０は、アセトアルデヒドの除去試験結果を示す図である。脱臭性能は、１ｍ³ボックス内１００ｐｐｍのアセトアルデヒドの除去率の試験により確認した結果、図１０に示すように、曲がり無しのフィンと比較して臭気が短時間で除去されることが確認できた。

吸込み口１の手前に油煙・湯気を除去するグリスフィルター９を設置し、吸込み口１より風下の構成部品の汚れを防止することにより、さらにメンテンナンス軽減や省エネルギー性を得ることができる。グリスフィルター９は低い位置にあるので使用者による清掃がしやすく、また大きな粒子径の油煙等を除去することにより、高い位置にあってメンテナンスがやりにくい送風機３や脱臭剤の汚れを低減することができる。また、ヒータ２０やフィン２１への油煙等の付着量を抑えることができるので、脱臭剤を加熱する際の消費電力を抑えることができる。

図１１は、グリスフィルター９の概略構成を示す分解図である。グリスフィルター９のフィルター部９ａとして、１０メッシュのものを２層以上設置すると、風下の送風機３等に付着する油煙は極微量であるので、清掃せずとも気にならない程度に抑えられることがわかった。メッシュの大きさは目が細かいと油煙の捕集率はよいが調理時に発生する湯気による目詰まりが起ってしまう。

目詰まりが起こらないためには１０メッシュ以上の開き目の大きさがあるフィルター部９ａを用いるとよい。ただし、開き目が大きいと１層では十分な捕集性が得られないために２層とする。また１０メッシュは２層に重ねても清掃性は問題ないため、図１１に示すように２層をまとめて金属枠等の保護枠９ｂで固定したものを、１枚以上設置することで、捕集性があり、かさばらず取扱いのよいグリスフィルター９とすることができる。

図１に戻って、チャンバー４の脱臭装置８の側方に仕切り板４ａが設けられ、この仕切り板４ａから側方を汚染空気から切離した風路外のスペース１０ａ，１０ｂとする。この風路外のスペース１０ａ，１０ｂにダンパー開閉装置３０、ヒータ配線部を配置することにより、これらの電気部品は汚染空気の接触が無く防水・防塵の処理をせずとも長期間の信頼性を確保することができる。

また、風路２と送風機３との間に仕切り板４ｂを有し、汚染空気から切離した風路外のスペース１１を設け、ここに送風機３、ヒータ２０等の運転制御をする制御回路１２を配置することにより、これらの電気部品は汚染空気の接触が無く防水・防塵の処理をせずとも長期間の信頼性を確保することができる。送風機３のケーシングは円に近い形状であるため風路を矩形形状とした場合にスペースが発生し、制御回路１２を配置することができる。

また、屋外へと連通する排気風路５に、熱感知式の防火ダンパー１３を備えることにより、万が一、てんぷら等の調理時に鍋等から発火したり、脱臭装置８内のヒータ２０から発火したりしたときに熱を感知し、風路２を遮断することができる。これにより、配管を伝っての延焼を防ぐことが可能となり安全性を確保することができる。防火ダンパー１３の熱感知の方法は、サーミスタ等のセンサーによる方式でもよいが、金属が溶融する温度ヒューズによってバネ動作する方式を採用することによって、より簡易な構造とすることができる。

図１２は、脱臭装置８と制御回路１２との接続構成を詳細に示す図である。図１２においては、ヒータ２０の本数が３本の場合を示す。３本のヒータ２０は上下に並べて配置されており、最上段のヒータ２０を上ヒータ２０ａ、最下段のヒータ２０を下ヒータ（第２のヒータ）２０ｃ、それらの間に設けられたヒータ２０を中ヒータ（第１のヒータ）２０ｂとも呼ぶ。

上ヒータ２０ａ、中ヒータ２０ｂ、下ヒータ２０ｃは機械式リレー３５を介して制御回路１２により制御される。上ヒータ２０ａ、中ヒータ２０ｂ、下ヒータ２０ｃはヒータ電源３４より電力が供給される。脱臭装置８には温度検知手段１５が設置してあり、フィン２１の温度検知を行う。

上述したように、脱臭装置８のフィン２１に担時されている触媒は１８０℃で触媒再生が可能であるため、温度検知手段１５を用いて温度検知し、脱臭デバイス全体が１８０℃以上となるよう下限目標温度Ｔｂを定める。また、高温になりすぎるのを防ぐため、上限目標温度Ｔａを定める。また、ヒータ電源ＯＮ後、上限目標温度Ｔａ以上となった時間から定める時間を指定加熱時間とする。

次に、空気処理装置５０における制御回路１２によるヒータ２０（「上ヒータ２０ａ」「中ヒータ２０ｂ」「下ヒータ２０ｃ」）の制御手順について詳細に説明する。図１３は、制御回路１２によるヒータ２０の制御手順を示すフローチャートである。図１４は、図１３に示すフローチャートを時系列で示したタイムチャートである。なお、上述した温度検知手段１５は上ヒータ２０ａの近傍に設けられるものとする。

まず、ステップＳ１０１において、加熱調理器２５による調理終了後、触媒の加熱再生のため、ヒータ２０をＯＮにする。ここで、突入電流による過電流を防ぐため、上ヒータ２０ａをはじめにＯＮとし、（２／３）＊ＴＬ時間ずらして中ヒータ２０ｂをＯＮにし、（１／３）＊ＴＬ時間ずらして下ヒータ２０ｃをＯＮにする。（ここで、ＴＬは、前回のヒータ２０動作時の最後のＯＮ・ＯＦＦ周期とする。）最初にＯＮとされる上ヒータ２０ａが、制御回路１２による制御の基準となるヒータ（基準ヒータ）となる。

次に、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３において、周期Ｔ１における制御が行われる。なお、周期Ｔ１の時間をどのように定めるかについては後に詳述する。まず、ステップＳ１０２において、温度検知手段１５による検知温度が上限目標温度Ｔａとなったら、上ヒータ２０ａをＯＦＦとする。

そして、上ヒータ２０ａがＯＦＦとなった時間から（２／３）＊ＴＬ時間後に中ヒータ２０ｂをＯＦＦとし、上ヒータ２０ａがＯＦＦとなった時間から（１／３）＊ＴＬ時間後に下ヒータ２０ｃをＯＦＦとする。

次に、ステップＳ１０３において、温度検知手段１５が下限目標温度Ｔｂとなったら、上ヒータ２０ａをＯＮとする。ここで、上ヒータ２０ａがステップＳ１０３においてＯＦＦとされてからステップ１０３においてＯＮにされるまでの時間を［Ｔｏｆｆ１］とする。

その後、検知温度が上限目標温度Ｔａとなるまで上ヒータ２０ａのＯＮ状態を継続し、上限目標温度Ｔａとなったら上ヒータ２０ａをＯＦＦとする。このとき、上ヒータ２０ａがＯＮとなっていた時間を［Ｔｏｎ１］とする。ステップＳ１０２において検知温度が上限目標温度Ｔａになって上ヒータ２０ａがＯＦＦになってから、ステップＳ１０３において検知温度が再度上限目標温度Ｔａになって上ヒータ２０ａがＯＦＦになるまでの時間が周期Ｔ１とされる。

また、ステップＳ１０３において、制御回路１２は、中ヒータ２０ｂ、下ヒータ２０ｃがＯＦＦとされてから［Ｔｏｆｆ１］の間に周期Ｔ１が終了しなければ、［Ｔｏｆｆ１］が経過した時点で中ヒータ２０ｂ、下ヒータ２０ｃをＯＮとし、［Ｔｏｆｆ１］の間に周期Ｔ１が終了した場合には、次の周期Ｔ２における制御へと移行する。

周期Ｔ２における制御をステップＳ１０４およびステップＳ１０５で説明する。ステップＳ１０４において、温度検知手段１５の検知温度が下限目標温度Ｔｂとなったら、上ヒータ２０ａをＯＮとする。上ヒータ２０ａがＯＦＦとなっていた時間を［Ｔｏｆｆ２］とする。その後、上限目標温度ＴａとなるまでＯＮとし、上限目標温度ＴａとなったらＯＦＦとする。このとき上ヒータ２０ａがＯＮとなっていた時間を［Ｔｏｎ２］とする。

また、ステップＳ１０３において検知温度が上限目標温度Ｔａになって上ヒータ２０ａがＯＦＦになってから、ステップＳ１０４において検知温度が再度上限目標温度Ｔａになって上ヒータ２０ａがＯＦＦになるまでの時間を周期Ｔ２とする。

そして、外乱の影響をすばやく補正し、複数のヒータ２０のＯＮ・ＯＦＦ時間をより均等にするために、ヒータ２０が３本の場合、周期Ｔ２以降では以下のステップＳ１０５に示すように３つのモードに分けた制御が行われる。

モード１：［Ｔｏｎ１］＞（２／３）＊Ｔ１の場合
中ヒータ２０ｂの制御
（２／３）＊Ｔ１までＯＮ、その後［Ｔｏｆｆ２］の間ＯＦＦ、その後ＯＮ。
下ヒータ２０ｃの制御
（１／３）＊Ｔ１までＯＮ、その後［Ｔｏｆｆ２］の間ＯＦＦ、その後ＯＮ。

モード２：（１／３）＊Ｔ１≦［Ｔｏｎ１］≦（２／３）＊Ｔ１の場合
中ヒータ２０ｂの制御
（２／３）＊Ｔ１−［Ｔｏｎ１］までＯＦＦ、その後［Ｔｏｎ１］の間ＯＮ、その後ＯＦＦ。
下ヒータ２０ｃの制御
（１／３）＊Ｔ１までＯＮ、その後［Ｔｏｆｆ２］の間ＯＦＦ、その後ＯＮ。

モード３：［Ｔｏｎ１］＜（１／３）＊Ｔ１の場合
中ヒータ２０ｂの制御
（２／３）＊Ｔ１−［Ｔｏｎ１］までＯＦＦ、その後［Ｔｏｎ１］の間ＯＮ、その後ＯＦＦ。
下ヒータ２０ｃの制御
（１／３）＊Ｔ１−［Ｔｏｎ１］までＯＦＦ、その後［Ｔｏｎ１］の間ＯＮ、その後ＯＦＦ。

なお、モード２、モード３において、中ヒータ２０ｂ、下ヒータ２０ｃは［Ｔｏｆｆ２］の間に周期Ｔ２とならなければ、ＯＮとし、［Ｔｏｆｆ２］の間に周期Ｔ２となった場合には［Ｔｏｆｆ２］を中断し、次へ移行する。

このように、Ｔ２以降の制御では、ヒータ２０の本数をｎ本とした場合、基準となるヒータ（本実施の形態では上ヒータ２０ａ）の前回周期におけるＯＮ時間［Ｔｏｎ］と、前回周期の時間とヒータ本数ｎとから算出される値（例えば（１／ｎ）＊Ｔ１）との関係、すなわち、前回周期に占める［Ｔｏｎ］時間の割合に基づいて制御モードが選択され、その制御モードにしたがって、基準となるヒータ以外のヒータ（本実施の形態では中ヒータ２０ｂと下ヒータ２０ｃ）のＯＮ・ＯＦＦ制御が行われる。このような制御によれば、複数のヒータのＯＮ・ＯＦＦ時間を１／ｎ＊Ｔ１ずつずらしつつ、前回周期に占める［Ｔｏｎ］時間の割合に応じたＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことができる。

そして、Ｔ２以降のＴ３，Ｔ４・・・でも、Ｔ２と同様に前回周期の実績値等を用いた制御を行い（Ｓ１０６）、指定加熱時間となったらステップＳ１０７に移行し、加熱を終了とする。

以上説明した制御により、脱臭装置８の急激な温度変化を避けることができ、機械式リレー３５のＯＮ・ＯＦＦ回数を低減し、故障率を下げることができる。また、Ｓ１０５においてモード分けした制御をすることによってより精度よく中ヒータ２０ｂ、下ヒータ２０ｃをＯＮ・ＯＦＦすることが可能となり、すべてのヒータのＯＮ・ＯＦＦ時間がより均等となる。

すなわち、本実施の形態にかかる空気処理装置５０により、上述したような、複数のヒータのＯＮ・ＯＦＦ時間を１／ｎ（ヒータ本数）ずつずらすことによって、ヒータＯＮ・ＯＦＦ回数が減り、ヒータのスイッチ素子の故障率が下がる。また、ヒータの消費電力を減らすことが可能となる。

また、本願発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。

例えば、上記実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。

以上のように、本発明にかかる空気処理装置は、省エネルギーに有用であり、特に、メンテナンスが不要な脱臭装置を備え、かつ、加熱調理器は限定されることがないので、広い範囲の厨房において快適な空間を確保することが可能な厨房用空気処理装置に適している。

１ 吸込み口、２ 風路、３ 送風機（ファン）、４ チャンバー、４ａ 仕切り板、４ｂ 仕切り板、５ 排気風路、６ 循環風路、７ ダンパー、７ａ ダンパー位置、７ｂ ダンパー位置、８ 脱臭装置、９ グリスフィルター、９ａ フィルター部、９ｂ 保護枠、１０ａ，１０ｂ スペース、１１ スペース、１２ 制御回路（制御手段）、１３ 防火ダンパー、１５ 温度検知手段（検知手段）、２０ ヒータ、２０ａ 上ヒータ（基準ヒータ）、２０ｂ 中ヒータ、２０ｃ 下ヒータ、２１ フィン、２２ 触媒層、２５ 加熱調理器、３０ ダンパー開閉装置、３４ ヒータ電源、３５ 機械式リレー、５０ 空気処理装置。

Claims (8)

1. 吸込み口から吹出口に至る風路内に設けられて前記吸込み口から前記吹出口に向けて空気を通過させるファンと、
   前記風路内に設けられて、触媒を用いた脱臭剤が表面に担持されたフィンと、
   前記フィンを加熱する複数のヒータと、
   前記複数のヒータごとのＯＮ・ＯＦＦを切り替えるリレーと、
   前記フィンの温度を検知する検知手段と、
   前記リレーを制御して前記ヒータのＯＮ・ＯＦＦを制御する制御手段と、を備え、
   前記複数のヒータには、少なくとも１の基準ヒータが含まれ、
   前記制御手段は、
   前記検知手段に検知された検知温度が下限目標温度となった場合に、前記基準ヒータをＯＮとし、前記検知温度が上限目標温度となった場合に前記基準ヒータをＯＦＦとする制御を繰り返し、
   前記基準ヒータがＯＦＦにされてから次のＯＦＦになるまでの時間を１周期とし、前回周期の時間をＴ、前記ヒータの数をｎとした場合に、前記基準ヒータ以外のヒータのＯＮ・ＯＦＦのタイミングを、前記基準ヒータのＯＮ・ＯＦＦのタイミングから（１／ｎ）＊Ｔずつずらす制御を行うことを特徴とする空気処理装置。
2. 前回周期において前記基準ヒータがＯＮとなっていた時間をＴｏｎとした場合に、
   前記制御手段は、前回周期の時間に占めるＴｏｎの割合にしたがって、前記基準ヒータ以外のヒータの制御モードを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の空気処理装置。
3. 現在周期において前記基準ヒータがＯＦＦとなっていた時間をＴｏｆｆとした場合に、
   前記制御手段は、前記基準ヒータ以外のヒータがＯＦＦとなってからＴｏｆｆ経過する前に現在周期が終了した場合には、ＯＦＦ状態を継続し、現在周期が終了する前にＴｏｆｆ経過した場合にはＯＮに切り替えることを特徴とする請求項２に記載の空気処理装置。
4. 前記ヒータは、前記基準ヒータを含めて３本（ｎ＝３）で構成され、
   前記制御手段は、
   ［Ｔｏｎ］＞（２／３）＊Ｔの場合には、
   前記基準ヒータ以外のヒータであって第１のヒータの制御を、
   （２／３）＊ＴまでＯＮ、その後［Ｔｏｆｆ］の間ＯＦＦ、その後ＯＮとし、
   前記基準ヒータ以外のヒータであって第２のヒータの制御を、
   （１／３）＊ＴまでＯＮ、その後［Ｔｏｆｆ］の間ＯＦＦ、その後ＯＮとするモードで制御し、
   （１／３）＊Ｔ≦［Ｔｏｎ］≦（２／３）＊Ｔの場合には、
   前記第１のヒータの制御を、
   （２／３）＊Ｔ−［Ｔｏｎ］までＯＦＦ、その後［Ｔｏｎ］の間ＯＮ、その後ＯＦＦとし、
   前記第２のヒータの制御を、
   （１／３）＊ＴまでＯＮ、その後［Ｔｏｆｆ］の間ＯＦＦ、その後ＯＮとするモードで制御し、
   ［Ｔｏｎ］＜（１／３）＊Ｔの場合には、
   前記第１のヒータの制御を、
   （２／３）＊Ｔ−［Ｔｏｎ］までＯＦＦ、その後［Ｔｏｎ］の間ＯＮ、その後ＯＦＦとし、
   前記第２のヒータの制御を、
   （１／３）＊Ｔ−［Ｔｏｎ］までＯＦＦ、その後［Ｔｏｎ］の間ＯＮ、その後ＯＦＦとするモードで制御することを特徴とする請求項３に記載の空気処理装置。
5. 前記検知手段は、前記複数のヒータのうち少なくとも１つのヒータ近傍に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の空気処理装置。
6. 前記ヒータは、ＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の空気処理装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の空気処理装置と、
   前記空気処理装置の前記吸込み口の下方に配置された加熱調理器と、を備え、
   前記吹出口には、外部に連通する排気出口と、前記加熱調理器が設けられた室内に連通する循環出口とが形成され、
   前記吸込み口と前記排気出口を連通させる状態と、前記吸込み口と前記循環出口とを連通させる状態とに切替可能なダンパーをさらに備えることを特徴とする空気処理システム。
8. 前記制御手段は、前記加熱調理器の運転が終了した場合に、前記ヒータのＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の空気処理システム。

Images