JP6308731B2

JP6308731B2 - 油捕集装置およびレンジフード

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Publication number: JP6308731B2
Application number: JP2013137569A
Authority: JP
Inventors: 雄一丸川; 達彦伊藤; 伊藤　　達彦
Original assignee: Fuji Industrial Co Ltd
Current assignee: Fuji Industrial Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: JP2015010786A

Description

本発明は、油捕集装置およびレンジフードに関し、特にフィルタを回転させて油分を捕集する油捕集装置およびそれを備えたレンジフードに関する。

調理器の上方または周囲に設置され、調理により発生した煙や油粒子、臭気を捕集して排気または室内に循環するレンジフードには、捕集した空気から油を分離回収するための油捕集装置が設けられている。この油捕集装置は、油捕集率を高めることが当該装置の空気の流れの下流側の送風機やダクト等の汚れを防止し、これらのメンテナンス周期の長期化や長寿命化に貢献することから、円盤状のフィルタを高速回転させて油分を捕集することで高い油捕集率を実現する高捕集型油捕集装置を搭載したレンジフードを本出願人自ら出願している（特許文献１）。

特願２０１１−２９０１５０

この高捕集型油捕集装置では、高速回転する円盤状のフィルタの周囲やその下方に位置して油脂分を回収するフィルタカバーを設けて、フィルタで捕獲し飛散する油脂分を捕集し、また油脂分がレンジフードから滴下することを防止している。

しかし、このようなフィルタカバーの内側にはフィルタが回転することで発生する旋回流が存在するため、この旋回流により油がフィルタカバー内を周回するように流動する。さらに、特にフィルタの外周縁部が下方に屈曲等している場合には、捕集した油はフィルタカバーの通気開口部がある中央側に集まり、通気開口部の周囲を回動する。そのため、使用するに従い流動する油の量が次第に増加した場合には通気開口部から油が溢れ出て、下に滴下してしまうことがあった。このような事態を回避するため、フィルタカバーの形状を深くすること、あるいはフィルタカバーの幅を大きくすることで許容される油の容量を増やすことが考えられるが、装置が大型化してしまったり、レンジフードに設置する場合にはレンジフード本体の構造による取り付け可能範囲に制約が生じたりするため、望ましくない。

そこで、本発明は、捕集した油を通気開口部の方へ集めないようにし、通気開口部の周りを周回するように流動する油を減少させ、通気開口部から油が溢れ出ることを防止する油捕集装置およびレンジフードを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、孔を有する円盤状のフィルタと、そのフィルタを回転させる電動機と、フィルタの周囲に位置する油分捕集部材と、を備え、その油分捕集部材は、フィルタの周縁端部を囲む内壁と、その内壁の下端部で、内壁より内側に延在する延在部と、その延在部の内縁端部から、フィルタの方へ立ち上がる立ち上り部と、を有し、内縁端部は、上下方向において下端部よりフィルタに近く、内縁端部と下端部の間に段差を有することを特徴とする油捕集装置が提供される。
これによれば、油分捕集部材において、通気開口部側の内縁端部を内壁側の下端部よりフィルタに近づけて上方に位置させることで、捕集した油を通気開口部の方へ集めないようにし、通気開口部の周りを周回するように流動する油を減少させ、通気開口部から油が溢れ出ることを防止する油捕集装置を提供できる。また、段差を設けることで油をより通気開口部の方へ集めないようにすることができる。

上記課題を解決するために、孔を有する円盤状のフィルタと、そのフィルタを回転させる電動機と、フィルタの周囲に位置する油分捕集部材と、を備え、その油分捕集部材は、フィルタの周縁端部を囲む内壁と、その内壁の下端部で、内壁より内側に延在する延在部と、その延在部の内縁端部から、フィルタの方へ立ち上がる立ち上り部と、を有し、内縁端部は、上下方向において下端部よりフィルタに近く、立ち上り部は、周縁端部の曲率より小さい曲率を有する小曲率部または平面部を備えることを特徴とする油捕集装置が提供される。
これによれば、油分捕集部材において、通気開口部側の内縁端部を内壁側の下端部よりフィルタに近づけて上方に位置させることで、捕集した油を通気開口部の方へ集めないようにし、通気開口部の周りを周回するように流動する油を減少させ、通気開口部から油が溢れ出ることを防止する油捕集装置を提供できる。また、立ち上り部の一部にフィルタの周縁端部から離れる部分があることで、その部分が回収した油が滞留する油溜まりとなり、回収した油が繰り返し周回流動することを抑制することができる油捕集装置を提供することができる。

上記課題を解決するために、孔を有する円盤状のフィルタと、そのフィルタを回転させる電動機と、フィルタの周囲に位置する油分捕集部材と、を備え、その油分捕集部材は、フィルタの周縁端部を囲む内壁と、その内壁の下端部で、内壁より内側に延在する延在部と、その延在部の内縁端部から、フィルタの方へ立ち上がる立ち上り部と、を有し、内縁端部は、上下方向において下端部よりフィルタに近く、フィルタは、周縁端部が電動機から遠ざかる方に位置するように屈曲または湾曲する円周状の屈曲部または湾曲部を有し、立ち上り部の上端部は、上下方向において、周縁端部より上に位置することを特徴とする油捕集装置が提供される。
これによれば、油分捕集部材において、通気開口部側の内縁端部を内壁側の下端部よりフィルタに近づけて上方に位置させることで、捕集した油を通気開口部の方へ集めないようにし、通気開口部の周りを周回するように流動する油を減少させ、通気開口部から油が溢れ出ることを防止する油捕集装置を提供できる。また、フィルタの外周縁部が下方に屈曲等している場合であっても、通気開口部から油が溢れ出ることを防止することができる。

さらに、内縁端部は、上下方向において、周縁端部より上に位置することを特徴としてもよい。
これによれば、フィルタの外周縁部が下方に屈曲等している場合であっても、通気開口部から油が溢れ出ることを確実に防止することができる。

さらに、電動機がフィルタを回転させることにより、空気に含まれる油分を、フィルタの表面部に衝突させ、フィルタの周囲に位置する油分捕集部材の方へ飛散させ、油分捕集部材で捕集することを特徴としてもよい。
これによれば、圧力損失が小さい状態で高い油捕集効率を有する油捕集装置を提供できる。即ち、フィルタを高速で回転させて、空気に含まれる油分をフィルタの表面に衝突させ、周囲に位置する油分捕集部材の方へ飛散させることで、フィルタに油分が付着し目詰まりを起こすことが少なくなる。これにより、フィルタ自体の洗浄の労力が低減し、使用するに従って圧力損失が増加することを防止でき、さらに、空気流路におけるフィルタより下流部分にほとんど油分が付着しないため、フィルタより下流部分を清掃／洗浄する手間を大幅に軽減する油捕集装置を提供できる。

以上説明したように、本発明によれば、捕集した油を通気開口部の方へ集めないようにし、通気開口部の周りを周回するように流動する油を減少させ、通気開口部から油が溢れ出ることを防止する油捕集装置およびレンジフードを提供することができる。

本発明に係る第一実施例のレンジフードの（Ａ）正面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）底面図、（Ｄ）右側面図、（Ｅ）右下から見た斜視図、（Ｆ）右上から見た斜視図。本発明に係る第一実施例のレンジフードの、整流板を取り外した場合の、右下から見た斜視図。本発明に係る第一実施例のレンジフードの断面図（図１（Ａ）のＩ−Ｉ断面における）。本発明に係る第一実施例の油捕集装置の（Ａ）正面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）底面図、（Ｄ）右側面図、（Ｅ）右下から見た斜視図、（Ｆ）右上から見た斜視図。本発明に係る第一実施例の油捕集装置の分解斜視図。本発明に係る第一実施例のフィルタの、（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図（（Ａ）のＡ−Ａ断面における）、（Ｃ）正面図、（Ｄ）側面図、（Ｅ）底面図。本発明に係る第一実施例の（Ａ）油分捕集部材の斜視図、（Ｂ）油捕集装置の断面図、変形例の（Ｃ）油分捕集部材の斜視図、（Ｄ）油捕集装置の断面図。本発明に係る第二実施例の、（Ａ）油分捕集部材の斜視図、（Ｂ）油捕集装置の断面図、変形例の（Ｃ）油分捕集部材の斜視図、（Ｄ）油捕集装置の断面図。本発明に係る第三実施例のレンジフードにおける作用説明図。本発明に係る第三実施例のレンジフードにおける作用説明拡大図。本発明に係るフィルタの孔の形状の変形例を示す説明図。本発明に係るレンジフードの第三実施例における孔径平均通過時間と捕集率の関係を示すグラフ。本発明に係るレンジフードの第三実施例と従来技術における、フィルタでの捕集率と下流部品への油分付着の関係を得るための試験に使用した試験構成図。先行技術の油捕集装置の断面図。

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る各実施例について説明する。
＜第一実施例＞
図１乃至図３を参照し、本実施例にかかるレンジフード１について説明する。レンジフード１は、下方または周囲で行われる調理によって発生する湯気や油煙等を捕集するための、上方に凹状の内面パネル５を内面に有する薄型のフード部２を有する。フード部２は、上部後方に位置する連通口６付近で、排気ダクト（図示せず）に接続された送風機ボックス３と連結されている。送風機ボックス３は、内部にシロッコファンであり空気の流れＤ１を発生させるファン４を有する。従って、ファン４が稼働すると連通口６は負圧となり、内面パネル５の下方の空気は連通口６を通して吸入され、排気ダクトを通して外部に排出される。連通口６は、ファン４と連通し、ファン４が発生させた空気の流れＤ１の流路上であって、ファン４より空気の流れの上流側に位置する。

連通口６には、内面パネル５との間に空気の流路となりうる隙間が生じないように取り付けられる取付板５０と、空気の流れＤ１を通過させる孔を有する円盤状のフィルタ１０と、フィルタ１０の円盤の中心にシャフトを連結され、フィルタ１０を回転させる電動機２０と、電動機２０を取付板５０に取り付けるための電動機取付具４０と、取付板５０に取り付けられ、フィルタ１０の外周縁を囲む油分捕集部材３０と、を備える油捕集装置１００が存在する。従って、レンジフード１は、ファン４が発生させる空気の流れＤ１の流路上であって、ファン４よりその流れの上流側に存在し、その空気の流れを図視で下から上に通過させる孔を有するフィルタ１０を、回転可能に備える。

内面パネル５の下方の空気は、調理によって発生する湯気や油煙等を含んでおり、ファン４が稼働すると、連通口６に存在する、即ちファン４が発生させた空気の流れＤ１の流路上であってファン４より上流側に位置するフィルタ１０の孔に吸引され、その孔を通過することになる。フィルタ１０は、電動機２０により回転可能に設けられており、レンジフード１が稼働すると、ファン４が空気の流れＤ１を発生させる共に電動機２０がフィルタ１０を回転させる。レンジフード１は、フィルタ１０を回転させることにより、空気に含まれる油分を油分捕集部材３０に捕集する。捕集の仕方は後述する。

かかるレンジフード１は、従来のスロットフィルタやＨＥＰＡフィルタ等を用い、スリットや目を細かくしたり、重ね合わせて複層としたりすることにより油捕集効率を向上させることに比べ、圧力損失が小さい状態で高い油捕集効率を有することができる。即ち、従来のスロットフィルタやＨＥＰＡフィルタ等を用いて、スリットの目を細かくする、あるいは重ね合わせて複層とすることで油捕集効率を向上させると、フィルタの通気部が複雑な流路を形成するため、通気抵抗が高くなる傾向があるが、かかるレンジフード１の場合には、フィルタの回転によって油捕集効率を高めているため、このような複雑な流路を形成する必要がない。よって従来のフィルタと比較して低い通気抵抗を維持したまま高い油捕集効率を得ることができる。また、フィルタに油分が付着し目詰まりを起こすことが少なくなることにより、フィルタ自体の洗浄の労力が低減し、使用するに従って圧力損失が増加することを防止でき、さらに、空気流路におけるフィルタより下流部分にほとんど油分が付着しないため、フィルタより下流部分を清掃／洗浄する手間を大幅に軽減するレンジフードを提供できる。

ファン４のファンの種類は特に限定されず、空気の流れを生じさせる軸流ファンなどのその他のファンであってよい。好ましくは、本実施例に使用された、静圧の高いシロッコファンである。また、フード部２の下方には、フード部２と着脱可能であり、フード部２との間に隙間を有して吸込力を高める整流板７を備える。本実施例におけるレンジフード１は整流板７を備えるが、整流板７の存在は特に限定されず、あってもなくてもよい。整流板が存在しない場合または整流板を取り外した場合には、図２に示すように、フード部２の内面である上方に凹状の内面パネル５と、内面パネル５に隙間が生じないように取り付けられた取付板５０と、円盤状のフィルタ１０と、取付板５０に取り付けられフィルタ１０の外周縁を囲むように設けられた油分捕集部材３０とが、直接使用者から視認できる。

図４乃至図６を参照し、本実施例における油捕集装置１００を説明する。油捕集装置１００は、連通口に取り付けられる取付板５０と、空気の流れを通過させる孔１１を有する円盤状のフィルタ１０と、フィルタ１０の円盤の中心にシャフト２１を連結され、フィルタ１０を回転させる電動機２０と、電動機２０を取付板５０に取り付けるための電動機取付具４０と、取付板５０に取り付けられ、フィルタ１０の周囲を囲むように設けられた油分捕集部材３０とを備える。

取付板５０は、中央部にフィルタ１０を配置できる円形の開口部を備えたほぼ正方形の平板から形成される。取付板５０と連通口の取り付けは、隙間などを有さずになされ、この取り付け部分には空気の流れは通過しない。従って、円形の開口部は、ファンが発生させた空気の流れを通過させる唯一の部分となり、この開口部はファンが発生させる空気の流れの流路となる。なお、取付板５０は、内面パネル５と一体として成形されていても良い。また、取付板５０は、整流板７を取り付けるための整流板取付具５１を２箇所に備える。

電動機取付具４０は、取付板５０の空気の流れの下流側に、開口部を跨ぐようにして設けられる。電動機取付具４０は、ほぼ中央部に電動機２０のシャフト２１を通すための穴を有し（図示せず）、その穴が平面視で開口部の中心となるように、取付板５０に取り付けられる。

電動機２０は、そのシャフト２１を電動機取付具４０の穴に空気の流れＤ１（図３参照）の下流側から上流側に向けて貫通させて、電動機取付具４０に固定される。電動機２０のシャフト２１は、取付板５０の円形の開口部の中心となる。

フィルタ１０は、電動機２０のシャフト２１の先端部分に、フィルタ１０の面がシャフト２１に垂直になるように、着脱具１４により着脱自在に取り付けられる。フィルタ１０の外形は円形であり、フィルタ１０は、フィルタ１０の中心において、取付板５０の円形の開口部の中心に位置する電動機２０のシャフト２１に取り付けられるので、フィルタ１０の外形と開口部の外形は、同心円の円形であり、フィルタ１０の直径は、開口部の直径よりわずかに小さい。

フィルタ１０は、孔１１を有する円形の金属平板から形成される。フィルタ１０は、フィルタ１０の外周である周縁端部１２の内側で周縁端部１２が電動機２０から遠ざかる方に位置するように円周状に屈曲する屈曲部１３を有する。周縁端部１２は、孔１１を有するフィルタ１０の表面部と比べて、図視で上下方向において下方に位置する。こうすることで、フィルタ１０の表面部で捕獲した油分が周縁端部１２にガイドされた時、油分の飛散する位置を調整することができる。フィルタは、もちろんこのように屈曲することなく、単純な円形平板であってもよい。また、屈曲部は、屈曲というほど大きな曲率で曲がるのではなく、より小さな曲率で湾曲するような湾曲部であってもよい。

フィルタ１０の孔１１は、中心ほど半径方向に近く、外周に行くに従い徐々に円周方向に近づくようなスリットから形成されている。また、スリットの長さも、中心ほど短く、外周に行くに従い徐々に長くなるように形成されている。本実施例の場合、スリットの円周方向の幅は、およそ１．５ｍｍである。なお、孔の形状、大きさ、配列はこれに限定されない。例えば、孔の配列は、孔が正三角形の頂点に開けられる、孔が正四角形の頂点に開けられる、または、不規則にランダムに開けられるなど、どのような配列であってもよい。また、孔の形状は、円形、三角形、正方形、正多角形などどのような形状であってもよい。

油分捕集部材３０は、フィルタ１０の周縁端部１２の外側および下方の周囲を取り囲むように配置される。油分捕集部材３０は、通気開口部３５を有し、その中を流れる空気が含む油分を、フィルタ１０の表面部で捕獲し、遠心力で外周に飛散した油分等を捕集する。油分捕集部材３０は、周縁端部１２を囲み飛散した油分等を受け止める内壁３２と、油脂分がレンジフードから滴下することを防止するため、内壁３２の下端部で内壁３２より内側に延在し、フィルタ１０の周縁端部１２の下側を覆う延在部３３と、通気開口部３５を囲むように延在部３３の内縁端部からフィルタ１０側に立ち上がる立ち上り部３４を有し、フィルタ１０から捕集した油を留めておく油溜まり３１を備える。

油捕集装置１００は、図５が示すように、使用者が、油分捕集部材３０とフィルタ１０を容易に着脱することができる。油分捕集部材３０は、取付板５０に設けられた油分捕集部材３０の外形に対応して形成された凹部に嵌り込み保持されているので、容易に上下方向に着脱できる。また、フィルタ１０は、着脱具１４と一体化されており、その着脱具１４が電動機２０のシャフト２１に掛合することで保持され、使用者が着脱具１４を操作することで容易に上下方向に着脱できる。これによれば、使用者は、油捕集装置１００をしばらく使用して油溜まり３１に溜まった油を容易に回収し、油分等で汚れた油分捕集部材３０とフィルタ１０を洗浄することができる。

本実施例の油分捕集部材３０を詳細に説明する前に、図１４を参照し、従来技術の油分捕集部材３０Ｚについて説明する。油分捕集部材３０Ｚは、電動機２０Ｚに連結され回転するフィルタ１０Ｚの周縁端部１２Ｚをほぼ等距離で囲む内壁３２Ｚを有する。即ち、内壁３２Ｚは、フィルタ１０Ｚの周縁端部１２Ｚの周囲のすべてを取り囲むように配置される。また、油分捕集部材３０Ｚは、内壁３２Ｚの下端部３２２Ｚで内壁３２Ｚより内側に延在する延在部３３Ｚと、延在部３３Ｚの内縁端部３３３Ｚからフィルタ１０Ｚの方へ立ち上がる立ち上り部３４Ｚを有する。そうすると、下端部３２２Ｚと内縁端部３３３Ｚは、上下方向においてほぼ同じ位置にあり、延在部３３Ｚは、フィルタ１０の表面部とはほぼ平行をなす。

この従来技術の油分捕集部材３０Ｚでは、使用するにつれて延在部３３Ｚの上面に回収した油脂分が溜まり始める。フィルタ１０Ｚの特に周縁端部１２Ｚと近距離となる油分捕集部材３０Ｚの内側には、フィルタ１０Ｚが回転することで発生する旋回流が存在するため、この旋回流により油（ＯＬ）が、油分捕集部材３０Ｚの内部特に延在部３３Ｚと立ち上り部３４Ｚとの接合部分である内縁端部３３３Ｚや、延在部３３Ｚと内壁３２Ｚとの接合部分である下端部３２２Ｚにおいて、周回するように流動する。そのため、次第に流動する油の量が増加すると、本図の矢印が示すように、油（ＯＬ）が立ち上り部３４Ｚを乗り越えて下方へ滴下してしまい、整流板７の上面や調理器を汚してしまうこととなる。

一方、本実施例における油分捕集部材３０は、以下のとおりである。図７（Ａ）および（Ｂ）を参照し、説明する。なお、重複記載を避けるため上記従来技術と異なる点を中心に説明する。油分捕集部材３０においては、延在部３３の最も内側に位置し通気開口部３５に接する内縁端部３３３は、上下方向において、内壁３２の最も下に位置する下端部３２２より、フィルタ１０に近い。即ち、本図（Ｂ）において図視で、内縁端部３３３は、下端部３２２より上に位置する。そうすると、下端部３２２より内側に延在し、内縁端部３３３との間で形成されている延在部３３は、通気開口部３５に近い内側の方がフィルタ１０に近くて上方に位置し、内壁３２に近い外側の方がフィルタ１０から遠くて下方に位置する。

油捕集装置１００は、わずかに傾斜させて設置されることはあるが、ほぼ図示したように設置されるため、使用時においても延在部３３の内側部分と外側部分とで上下方向の位置関係は変わらない。従って、延在部３３に溜まる油脂分は延在部３３の外側に集まるようになる。これによれば、油分捕集部材３０において、通気開口部３５側の内縁端部３３３を内壁３２側の下端部３２２よりフィルタ１０に近づけて上方に位置させることで、捕集した油を通気開口部３５の方へ集めないようにし、通気開口部３５の周りを周回するように流動する油を減少させ、通気開口部３５から油が溢れ出ることを防止できる。

また、フィルタ１０は、周縁端部１２が電動機２０から遠ざかる方に位置するように屈曲する円周状の屈曲部１３を有するところ、立ち上り部３４の上端部３４２は、上下方向において、周縁端部１２より上に位置することが好ましい。これによれば、フィルタ１０の周縁端部１２が下方に屈曲等している場合であっても、通気開口部３５から油が溢れ出ることを防止することができる。

さらに、内縁端部３３３は、上下方向において、周縁端部１２より上に位置することが好ましい。これによれば、フィルタ１０の周縁端部１２が下方に屈曲等している場合であっても、通気開口部３５から油が溢れ出ることを確実に防止することができる。

＜第一実施例の変形例＞
図７（Ｃ）および（Ｄ）を参照し、本実施例の変形例を説明する。なお、重複記載を避けるため上記実施例と異なる点を中心に説明する。油分捕集部材３０’においては、内縁端部３３３’と下端部３２２’の間に、内縁端部３３３’の方がフィルタ１０’に近づくように円周状の段差３３４’を有する。こうすることで、延在部３３’がフィルタ１０’の表面部と平行をなしても、内縁端部３３３’は、上下方向において下端部３２２’よりフィルタ１０’に近くなっている。これによれば、段差３３４’を設けることで油をより通気開口部３５’の方へ集めないようにすることができる。段差３３４’は、内壁３２’よりにあると油を溜める容量が減少するので、立ち上り部３４’よりに位置することが好ましい。

＜第二実施例＞
図８を参照し、本実施例を説明する。なお、重複記載を避けるため上記実施例と異なる点を中心に説明する。油分捕集部材３０Ａの立ち上り部３４Ａの大部分は、フィルタ１０Ａの周縁端部１２Ａを内側から取り囲んでいる。即ち、立ち上り部３４Ａの大部分は、周縁端部１２Ａの曲率より大きいほぼ一定の曲率を有しており、この部分における立ち上り部３４Ａと周縁端部１２Ａとの最短距離はほぼ一定である。

一方、本図（Ａ）に示すように、背面側に位置する一部の立ち上り部３４Ａは、周縁端部１２Ａの曲率より小さい曲率を有する小曲率部３４１Ａ（曲率が０の平面部を含む）と、小曲率部３４１Ａの両側に大きく折れ曲がる大曲率部３４３Ａを有する。この小曲率部３４１Ａにおける周縁端部１２Ａまでの最短距離は、この小曲率部３４１Ａ以外の上記大部分における最短距離よりも大きくなり、小曲率部３４１Ａでは周縁端部１２Ａから離れることになる。これによれば、立ち上り部３４Ａの一部にフィルタの周縁端部１２Ａから離れる部分があることで、その部分が回収した油が滞留する油溜まり３１Ａとなり、回収した油が繰り返し周回流動することを抑制することができる。

＜第二実施例の変形例＞
図８（Ｃ）および（Ｄ）を参照し、本実施例の変形例を説明する。なお、重複記載を避けるため上記実施例と異なる点を中心に説明する。油分捕集部材３０Ａ’においては、内縁端部３３３Ａ’と下端部３２２Ａ’の間に、内縁端部３３３’の方がフィルタ１０Ａ’に近づくように立ち上り部３４Ａ’近傍に段差３３４Ａ’を有する。こうすることで、延在部３３Ａ’がフィルタ１０Ａ’の表面部と平行をなしても、内縁端部３３３Ａ’は、上下方向において下端部３２２Ａ’よりフィルタ１０Ａ’に近くなっている。これによれば、段差３３４Ａ’を設けることで油をより通気開口部３５Ａ’の方へ集めないようにすることができる。段差３３４Ａ’は、内壁３２Ａ’よりにあると油を溜める容量が減少するので、立ち上り部３４Ａ’よりに位置することが好ましい。

＜第三実施例＞
図９および図１０は、本実施例に係るレンジフード１Ｂに関し、レンジフード１Ｂにおける空気の流れに伴う油分を捕集する作用を説明するものである。レンジフード１Ｂは、油捕集装置１００Ｂと、空気の流れＡを発生させるファン４Ｂと、ファン４Ｂと連通する連通口６Ｂを有する内面パネル５Ｂと、を備える。油捕集装置１００Ｂは、連通口６Ｂに取り付けられる取付板５０Ｂと、空気の流れＡを通過させる孔１１Ｂを有する円盤状のフィルタ１０Ｂと、フィルタ１０Ｂの円盤の中心にシャフト２１Ｂを連結され、フィルタ１０Ｂを回転させる電動機２０Ｂと、電動機２０Ｂを取付板５０Ｂに取り付けるための電動機取付具４０Ｂと、取付板５０Ｂに取り付けられ、フィルタ１０Ｂの周囲に位置する油分捕集部材３０Ｂとを備える。そして、油捕集装置１００Ｂは、連通口６Ｂに位置し、空気の流れＡの流路上であってファン４Ｂより上流側に設けられる。

図９は、レンジフード１Ｂ全体における空気の流れの作用を示す。レンジフード１Ｂの下方で行われる調理によって発生する湯気や油煙等と共に、暖められた空気はレンジフード１Ｂの方へ立ち上る。レンジフード１Ｂが運転を開始しファン４Ｂが回転し始めると、ファン４Ｂは空気の流れを図視で下から上の方向へ発生させる。そうすると、整流板７Ｂ辺りに立ち上った空気は、整流板７Ｂと内面パネル５Ｂの間から吸い込まれ、その後フィルタ１０Ｂの孔１１Ｂを通過して、ファンケーシング内のファン４Ｂの吸入口４２Ｂに吸入される。そして、その後、送風機ボックス３Ｂから排気ダクトＤへ排出される。

フィルタ１０Ｂの単位時間当たりの回転数は、フィルタの孔の開口状態にもよるが、少なくとも２３０ｒｐｍ（ＲｏｔａｔｉｏｎＰｅｒＭｉｎｕｔｅ）以上であればよい。孔の開口状態との関係など、詳細は後述する。フィルタ１０Ｂがこのように比較的高速に回転すると、フィルタ１０Ｂの表面（表面部）が、その表面に接する空気を摩擦力により引きずり、空気の粘性により付近の空気にもその動きが伝わることで、フィルタ１０Ｂの表面付近には空気の動きが生じ、フィルタ１０Ｂは回転運動をしているので、空気の動きは回転軸を中心とした渦状となる。

この渦状の空気の動きは、フィルタ１０Ｂの両面、即ちフィルタ１０Ｂの下面と上面の両方、換言すれば、フィルタ１０Ｂの空気の流れＡの上流側の面と下流側の面の両方に発生する。本実施例においては、ファン４Ｂが発生させる空気の流れＡが、図視で下から上へ、フィルタ１０Ｂの孔１１Ｂを通って流れているので、フィルタ１０Ｂの下流側では、渦状の空気の動きはフィルタ１０Ｂの表面から引き離されつつ、フィルタ１０Ｂの外周縁に向かうらせん状流が発生し、ファン４Ｂにより吸引される。一方、フィルタ１０Ｂの上流側では、渦状の空気の動きはフィルタ１０Ｂの表面に押さえつけられ、フィルタ１０Ｂの外周縁に向かう渦状流を伴う密度の高い空気層が形成される。

図１０は、油捕集装置１００Ｂにおける空気の流れの作用を示す。調理等で発生した油分ＯＰ１は、空気の流れＡと共に流されてフィルタ１０Ｂの上流側の面（表面部１５Ｂ）付近に到達する。上流側の面付近に到達した油分ＯＰ２は、一部（粒子径の小さい油分）は密度の高い空気層の外周縁に向かう渦状流により、また、他の一部（粒子径の大きい油分）はフィルタ１０Ｂの上流側の表面（表面部１５Ｂ）に衝突することにより、フィルタ１０Ｂの周縁端部１２Ｂの方向に弾き飛ばされる。その結果、円盤状のフィルタ１０Ｂの周縁端部を取り囲むように備えられた油分捕集部材３０Ｂに、油分ＯＰ３として捕集され、油溜まり３１に油ＯＬとして回収される。

孔の円周方向における径ＤＡ（ｍ）とは、図１１に示すように、フィルタの回転中心を中心とする孔を横切る同心円の中で孔の両端により挟まれた弧の長さの最大値を言う。また、孔径通過時間とは、回転中心からの距離Ｒｘ（ｍ）における周速度をＶｘ（ｍ／秒）とした場合、ＤＡ／Ｖｘ（秒）として表現される。また、孔径平均通過時間ｔｘ（秒）とは、孔径通過時間をフィルタ全体に亘り平均したものであり、（１）式により表わされる。ここで、フィルタにおける孔が存在する領域の外側の半径をＲｍａｘ（ｍ）、フィルタにおける孔が存在する領域の内側の半径をＲｍｉｎ（ｍ）、フィルタの秒当たりの回転数をＮ（／秒）、フィルタの角速度をω（ラジアン／秒）とする。なお、フィルタ上に孔のある領域は回転軸を中心に同心円状に存在し、その領域には孔は均一に分布するものとする。孔径通過時間は、ＤＡ／２πＮＲｘであるところ、孔径平均通過時間ｔｘは以下のようになる。

なお、孔径平均通過時間は、換言すれば、フィルタの孔の円周方向における径の一端と他端が、ある円周上の１点を通過するのに必要な時間のフィルタにおける平均値であり、便宜上、孔が存在する領域において、内側と外側での面積が同じになる半径位置に存在する孔を横切る円周方向の弧の長さ、即ち、孔の円周方向における径の長さを移動するのに必要な時間と言うこともできる。図１１（Ａ２）を参照して説明する。円形の孔１１Ｂは、フィルタの回転中心（図示せず）を中心にして図視で左から右へ弧を描きながら円周方向に、Ｖ（ｍ／秒）の速さで移動する。点αと点βは、孔１１Ｂの外周上かつ回転中心の同一円周上の点であり、点γは、弧αβの中点である。従って、点αと点βは、孔１１Ｂの円周方向における径の一端と他端となる。

孔１１の円周方向における径は、孔１１を横切る同心円の中で孔１１の両端により挟まれた弧の長さの最大値であるから、弧αβの長さが最大値となるのは、点αと点βを結んだ直線が孔１１Ｂの直径となる場合である。この場合に、弧αγβの長さはＤＡとなる。孔１１の円周方向における径の一端（点α）と他端（点β）が、ある円周上の１点（点γ）を通過するのに必要な時間とは、点βが点γを通過してから、点αが点γを通過するまでの時間である。また、フィルタにおける孔が存在する領域の外側の半径をＲｍａｘ（図示せず）、フィルタにおける孔が存在する領域の内側の半径をＲｍｉｎ（図示せず）とする場合、孔が存在する領域とは、Ｒｍｉｎの外側かつＲｍａｘの内側であり、巾が（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）となる領域である。また、内側と外側での面積が同じになる半径位置Ｒｃｔｒ（図示せず）とは、次式を満たすものである。

πＲｍａｘ²−πＲｃｔｒ²＝πＲｃｔｒ²−πＲｍｉｎ²

また、孔１１の周速度Ｖａｖは、フィルタの回転中心を中心とする同一円周上に並ぶ質点の周速度の合計値をＲｍｉｎからＲｍａｘまでの間で積分し、その積分値をフィルタにおける孔が存在する領域（ＲｍｉｎからＲｍａｘまでの領域）の面積で除することにより求めることもできる。具体的には、孔１１の周速度Ｖａｖは、次式を満たすものである。

Ｖａｖ＝４πＮ(Ｒｍａx²＋ＲｍａｘＲｍｉｎ＋Ｒｍｉｎ²)／３(Ｒｍａｘ＋Ｒｍｉｎ)

上記のようにして求めた周速度とＲｃｔｒにおける弧の長さを基に、孔の円周方向における径の一端と他端が、ある円周上の１点を通過するのに必要な時間のフィルタにおける平均値を求めることができる。

なお、本実施例のような一フィルタの中ですべて同じ孔が均一に配置されたフィルタにおいても、一フィルタの中で形状や大きさが異なる孔が配置されたフィルタにおいても、それぞれの孔の弧の長さと、その孔の位置（回転中心からの距離）における周速度とを求め、それぞれの孔が、それぞれの孔の弧の長さ（円周方向における径の長さ）を移動するのに必要な時間を求め、その時間の平均値を求めることにより、孔の円周方向における径の一端と他端が、ある円周上の１点を通過するのに必要な時間のフィルタにおける平均値を求めることができる。

図１１（Ｂ１）および（Ｂ２）では、同じスリット幅を有するスリット１１Ｂの孔を有するフィルタ１０Ｂを示す。しかし、これらのスリット１１Ｂは、中心ほど半径方向に近く、外周に行くに従い徐々に円周方向に近づくようなスリットから形成されている。そうすると、同じスリット幅を有していても、フィルタ１０Ｂの中心部に近い部分と外縁に近い部分でのＤＡは、異なることとなる。しかし、かかる場合であっても、上述したように、このフィルタ１０Ｂにおける平均値を求めることにより、円周上の１点を通過するのに必要な時間を求めることができる。

図１２は、本発明に係るレンジフードにおける孔径平均通過時間ｔｘと捕集率の関係を示すグラフである。グラフ上のプロットのそれぞれは、様々な孔径のフィルタを、様々な単位時間当たりの回転数で回転させることにより測定した時の、孔径平均通過時間と捕集率を示す。グラフ上のプロットに対してＲ二乗値が最大となるように回帰曲線（２次多項式回帰曲線、Ｒ²＝０．９７）を引いた。これによると、従来のフィルタの中で最も良い捕集率である７０％を超えるのは、孔径平均通過時間における３％程度の誤差を考慮した点線の回帰曲線によれば、孔径平均通過時間が３．２×１０^-4秒であり、好ましくは実線の回帰曲線により、孔径平均通過時間が２．７×１０^-4秒辺りである。従って、孔径平均通過時間が３．２×１０^-4秒以下であれば、油捕集効率の高いレンジフードを提供することができる。

孔径平均通過時間ｔｘは、（１）式より明らかなように、フィルタの秒当たり回転数Ｎが速くなると、又は、孔の径ＤＡが小さくなると、小さくなる。従って、本発明に係るレンジフードは、フィルタの回転数とフィルタの孔の径をパラメータとして、孔径平均通過時間を調整可能である。回帰曲線は右下に下降しているので、捕集率を良くするためには、孔径平均通過時間を小さくするとよい。従って、捕集率を８０％程度とするために１．８×１０^-4秒程度とし、好ましくは、１．５×１０^-4秒程度としてもよい。また、捕集率を９０％程度とするために０．９８×１０^-4秒程度とし、好ましくは、８．０×１０^-5秒程度としてもよい。

表１は、本実施例におけるフィルタの孔径（ｍｍ）および回転数（ｒｐｍ）と捕集率の関係を示す。孔は円形であり、孔径は、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍの４種類で捕集率の測定を行った。フィルタの回転数が０ｒｐｍの場合、いずれの孔径においても、従来のフィルタの中で最も良い捕集率である７０％を下回り、回転していないフィルタでは、捕集効率は高くないことがわかる。

一方、フィルタを１０００ｒｐｍで回転させると、最も捕集率の低い孔径２ｍｍのフィルタにおいても、捕集率が７７％と、従来の最良のフィルタの捕集率を上回る。また、孔径が、１．５ｍｍ、１ｍｍ、０．７５ｍｍと小さくなるに従って、捕集率が８０％、８６％、８８％とさらに高くなっていく。さらに、フィルタの回転数を１５００ｒｐｍとすると、孔径が、２ｍｍ、１．５ｍｍ、１ｍｍ、０．７５ｍｍと小さくなるに従って、捕集率は、８４％、８６％、９１％、９３％とますます高くなる。さらに、フィルタの回転数を２０００ｒｐｍとすると、孔径が、２ｍｍ、１．５ｍｍ、１ｍｍと小さくなるに従って、捕集率は、８８％、９０％、９０％となる。従って、本発明に係るレンジフードは、ファンが空気の流れを発生させながらフィルタを回転させることにより、空気に含まれる油分を捕集する。さらに、フィルタの単位時間当たりの回転数を大きくすると、または、孔径を小さくすると、高い油捕集効率が得られることがわかる。

上述のように、捕集率７０％を超える孔径平均通過時間は３．２×１０^-4秒であり、また、この孔径平均通過時間は、フィルタの孔径と回転数の組み合わせにより決まる。そうすると、以下の孔径と回転数の組み合わせの場合、孔径平均が３．２×１０^-4秒となり、捕集率７０％を実現できる。即ち、
・孔径、即ち孔の円周方向における径は０．７５ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は２３０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は１．００ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は３１０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は１．５０ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は４６０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は２．００ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は６２０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は５．００ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は１５００ｒｐｍ以上である、場合に、油捕集効率の高いレンジフードを提供できる。

また、より好ましくは、捕集率７０％を超える孔径平均通過時間は２．７×１０^-4秒である。そうすると、同様に、
・孔径、即ち孔の円周方向における径は０．７５ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は２７０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は１．００ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は３６０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は１．５０ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は５４０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は２．００ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は７２０ｒｐｍ以上である、または、
・孔径は５．００ｍｍ以下であり、かつ、フィルタの回転数は１８００ｒｐｍ以上である、場合に、油捕集効率の高いレンジフードを提供できる。

また、油分がフィルタの上流側の表面（孔のない部分の表面部）に衝突する際、油分の大部分はフィルタの外周縁方向に弾き飛ばされるが、一部はその表面に付着することがある。フィルタの回転速度が速くなると、フィルタ表面に一旦付着した油分は遠心力により外周縁方向に飛ばされる。その結果、本発明に係るレンジフードは、フィルタに油分が付着し残存することが少なくなることにより、フィルタ自体の洗浄の労力を低減することができる。

上述したように、油捕集装置１００Ｂは、電動機２０Ｂがフィルタ１０Ｂを回転させることにより、空気に含まれる油分を、フィルタ１０Ｂの表面部１５Ｂに衝突させ、フィルタ１０Ｂの周囲に位置する油分捕集部材３０Ｂの方へ飛散させ、油分捕集部材３０Ｂで捕集する。これによれば、圧力損失が小さい状態で高い油捕集効率を有する油捕集装置を提供できる。即ち、フィルタを高速で回転させて、空気に含まれる油分をフィルタの表面に衝突させ、周囲に位置する油分捕集部材の方へ飛散させることで、フィルタに油分が付着し目詰まりを起こすことが少なくなる。これにより、フィルタ自体の洗浄の労力が低減し、使用するに従って圧力損失が増加することを防止でき、さらに、空気流路におけるフィルタより下流部分にほとんど油分が付着しないため、フィルタより下流部分を清掃／洗浄する手間を大幅に軽減するレンジフードを提供できる。

図１３は、本実施例と従来タイプのスロットフィルタを使用したレンジフードにおけるフィルタでの捕集率と、ファンやダクトなどの下流部品への油分付着の関係を得るための試験に使用した試験構成図である。本実施例のフィルタの孔径の違いにより捕集率が異なることを利用し、フィルタでの捕集率の違いにより下流部品への油分付着状態を確認するために、以下のように試験を行った。

試験方法は、以下のようである。温度コントロール可能なホットプレートの上方８００ｍｍに本発明に係るフィルタ等を備えたレンジフードが設けられている。２４５°Ｃに加熱したホットプレートにステンレス筒を載せ、ポンプからそのステンレス筒に、油を２．５ｇ／分で、水を８ｇ／分で滴下する。試験時間は１０分間である。また、フィルタの回転数は、１５００ｒｐｍである。

本試験の結果を表２に示す。本試験によれば、従来タイプのレンジフードであるスロットフィルタを使用したレンジフードでは、フィルタにおいて５０％の油分を捕集し、下流部品において２３％の油分が付着する。残りの２７％の油分は空気と共に外部へ排出されることになる。一方、本実施例のレンジフードであって、孔径２．０ｍｍのフィルタを備えるレンジフードでは、フィルタにおいて８３％の油分を捕集し、下流部品において７％の油分が付着する。また、孔径１．５ｍｍのフィルタを備えるレンジフードでは、フィルタにおいて８３％の油分を捕集し、下流部品において２％の油分が付着する。また、孔径１．０ｍｍのフィルタを備えるレンジフードでは、フィルタにおいて８７％の油分を捕集し、驚くべきことに下流部品においては油分の付着が認められない。

この試験によれば、従来タイプのレンジフードの捕集率に比し、本実施例に係るレンジフードでは、フィルタでの捕集率が８３％以上と明らかに高い。その結果、清掃／洗浄などに手間のかかる下流部品への油分の付着を著しく抑えることができる。従来から知られているレンジフードの捕集率が最も良くても７０％であることを考慮すると、本試験に用いた本発明に係るレンジフードは、孔径の変化にもかかわらず８３％以上の捕集率を有しており、本発明に係るレンジフードは高い捕集効率を有すると言える。従って、本発明に係るレンジフードは、空気流路におけるフィルタより下流部分にほとんど油分が付着しないため、フィルタより下流部分を清掃／洗浄する手間を大幅に軽減することができる。

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。即ち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に関し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、油捕集装置は、上記ではレンジフードの中に組み込まれて使用されているが、最も油捕集装置が有効に使用される事例として説明したのであり、これに限定されないことは言うまでも無い。油捕集装置は、例えば、レンジフードと別体として、油脂分等を含む空気の中で油脂分を捕集する装置として使用されてもよい。

１レンジフード
２フード部
３送風機ボックス
４ファン
５内面パネル
６連通口
７整流板
１０フィルタ
１１孔
１２周縁端部
１３屈曲部
１４着脱具
１５表面部
２０電動機
２１シャフト
３０油分捕集部材
３１油溜まり
３２内壁
３２１内壁の上端部
３２２内壁の下端部
３３延在部
３３１延在部の上面
３３３内縁端部
３３４段差
３４立ち上り部
３４１小曲率部
３４２上端部
３４３大曲率部
３５通気開口部
４０電動機取付具
５０取付板
１００油捕集装置
Ｄ１空気の流れる方向

Claims

孔を有する円盤状のフィルタと、
前記フィルタを回転させる電動機と、
前記フィルタの周囲に位置する油分捕集部材と、を備え、
前記油分捕集部材は、
前記フィルタの周縁端部を囲む内壁と、
前記内壁の下端部で、前記内壁より内側に延在する延在部と、
前記延在部の内縁端部から、前記フィルタの方へ立ち上がる立ち上り部と、
を有し、
前記内縁端部は、上下方向において前記下端部より前記フィルタに近く、
前記内縁端部と前記下端部の間に段差を有することを特徴とする油捕集装置。
孔を有する円盤状のフィルタと、
前記フィルタを回転させる電動機と、
前記フィルタの周囲に位置する油分捕集部材と、を備え、
前記油分捕集部材は、
前記フィルタの周縁端部を囲む内壁と、
前記内壁の下端部で、前記内壁より内側に延在する延在部と、
前記延在部の内縁端部から、前記フィルタの方へ立ち上がる立ち上り部と、
を有し、
前記内縁端部は、上下方向において前記下端部より前記フィルタに近く、
前記立ち上り部は、前記周縁端部の曲率より小さい曲率を有する小曲率部または平面部を備えることを特徴とする油捕集装置。
孔を有する円盤状のフィルタと、
前記フィルタを回転させる電動機と、
前記フィルタの周囲に位置する油分捕集部材と、を備え、
前記油分捕集部材は、
前記フィルタの周縁端部を囲む内壁と、
前記内壁の下端部で、前記内壁より内側に延在する延在部と、
前記延在部の内縁端部から、前記フィルタの方へ立ち上がる立ち上り部と、
を有し、
前記内縁端部は、上下方向において前記下端部より前記フィルタに近く、
前記フィルタは、前記周縁端部が前記電動機から遠ざかる方に位置するように屈曲または湾曲する円周状の屈曲部または湾曲部を有し、
前記立ち上り部の上端部は、上下方向において、前記周縁端部より上に位置することを特徴とする油捕集装置。
前記内縁端部は、上下方向において、前記周縁端部より上に位置することを特徴とする請求項３に記載の油捕集装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の油捕集装置と、
空気の流れを発生させるファンと、
前記ファンと連通する連通口を有する内面パネルと、
を備え、
前記油捕集装置は、前記連通口に位置し、前記空気の流れの流路上であって前記ファンより上流側に設けられるレンジフード。