JP6890224B2 - レンジフード - Google Patents

Description

本発明は、給排気機能を持つレンジフードの外気集塵部の長寿命化に関するものである。

従来、この種のレンジフードは、図６に示すように、排気用送風機１０１を備え下方を開口した本体１０２と、前記本体１０２の上部に設置され、外気を取り入れるための給気ダクト１０３が接続された給気ボックス１０４と、前記給気ボックス１０４の室内への給気口１０５近傍に可動自在に取り付けられ、室内への給気流の向きを変更可能な風向調整板１０６と、前記風向調整板１０６を可動させる駆動機構１０７と、前記駆動機構１０７に前記風向調整板１０６の向きに関する制御信号を送出する操作部とを備えたことを特徴とするもので、夏季には人のいる方向に、冬季には人のいない方向に風向調整板１０６の向きを制御することで、不快感の低減を得るものであった（例えば、特許文献１を参照）。

また、図７に示すように、天井面２０１から下方へ突出するように室内２０２に配設された外側面２０３を有する角筒状の排気フード２０４と、この排気フード２０４により捕集された室内空気を室外へ排気する排気装置２０５と、天井面２０１に配設された複数の吹出し口２０６と、室外空気を吹出し口２０６から室内へ吹き出して供給する給気装置２０７とを具備し、吹出し口から吹き出された室外空気が排気フードの全外側面に沿って下降するように構成されたレンジフードがある。この構成をとることで、湯気や油煙などの排気を排気フード２０４により捕集する際の効率の向上を図るものであった（例えば、特許文献２を参照）。

特開平１１−３５１６３１号公報 特開２０１４−２５６２１号公報

このような従来の給排気機能を持つレンジフードにおいては、給気の利用方法として、使用者の快感の向上を目的としたものと、湯気や油煙などの排気を排気フードにより捕集する際の効率の向上を目的としたものがあった。

使用者の快感の向上を目的としたものでは、室内へ取り入れた外気に含まれる塵埃や蝿や蚊等を室内に流入してしまうという課題があった。

そこで、不快な物質の屋内への侵入を阻むために集塵フィルタを備えて粗大な塵埃や虫を多く捕集することが考えられていた。

一方、湯気や油煙などの排気を排気フードにより捕集する際の効率の向上を目的としたものでは、給気流を排気フードの近傍に流して、排気フード内へショートサーキットを発生させ排気フードから逃れる湯気や油煙を排気フード内へ誘引させるものであることから、前記集塵フィルタは不要であった。

本発明において、使用者の快感の向上と、湯気や油煙などの排気を排気フードにより捕集する際の効率の向上の両方を目的とした給排気機能を持つレンジフードの構成を検討したところ、常に給気風路内に集塵フィルタを配置しておくことは、フィルタの目詰まりが著しく、給気風量が急速に低下してしまうことが明らかになった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、集塵フィルタの寿命を長くし、メンテナンスの周期を長くすることができる給排気機能を持つレンジフードを提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、フード部の下部開口部から室内の空気を吸引し、排気口を通じて空気を排出する排気ユニットと、給気口を通じて外気を室内に供給する給気ユニットと、操作部と、を備えた給排気機能を持つレンジフードにおいて、前記排気ユニットは、前記下部開口部と前記排気口とを結ぶ第１の通風路の途中に設置された排気ファンとを備え、前記給気ユニットは、前記給気口と室内給気口とを結ぶ第２の通風路の途中に設置された給気ファンと、集塵フィルタを備えた浄化気流風路と、集塵フィルタを備えていない外気直接導入気流風路と、風路切り替えダンパと、を備え、前記風路切り替えダンパは、前記操作部からの制御信号に基づいて、前記給気口からの気流を前記浄化気流風路と前記外気直接導入気流風路とに切り替え、前記外気直接導入気流風路から吹き出される気流は、前記フード部の外側表面に沿って流れ、前記下部開口部から排気されるように風速制御されるように構成されている。これにより所期の目的を達成するものである。

本発明に係るレンジフードによれば、浄化された空気を必要とするとき以外は吸気側捕集部に負荷を与えないことで、長期にわたって安定して浄化された外気を導入することができる。

本発明の実施の形態１のレンジフードの外気直接導入気流吹き出し口を全周囲に備えた外観斜視図 同レンジフードの断面構成図 同レンジフードの浄化気流風路開放時の断面構成図 同レンジフードの外気直接導入気流風路開放時の断面構成図 本発明の実施の形態２のレンジフードの断面構成図 従来のレンジフードを示す断面構成図 従来のレンジフードを示す概略構成図

本発明に係るレンジフードは、下部開口部から室内の空気を吸引し、排気口を通じて空気を排出する排気ユニットと、給気口を通じて外気を室内に供給する給気ユニットと、操作部とを備えた給排気機能を持つレンジフードにおいて、前記排気ユニットは、前記下部開口部と前記排気口とを結ぶ第１の通風路の途中に設置された排気ファンとを備え、前記給気ユニットは、前記給気口と室内給気口とを結ぶ第２の通風路の途中に設置された給気ファンと、集塵フィルタを備えた浄化気流風路と、集塵フィルタを備えていない外気直接導入気流風路と、風路切り替えダンパを備え、前記操作部からの制御信号に基づいて前記風路切り替え手段は、前記給気口からの気流を前記浄化気流風路と前記外気直接導入気流風路とに切り替える構成とするものである。

これにより、レンジフードの使用状況に応じて、室外からの給気空気を集塵フィルタへ通過させて室内へ取り込む場合と、集塵フィルタを通過させずに給気口へ案内する場合と切り替えることが可能となり、集塵フィルタの寿命を長くし、メンテナンスの周期を長くすることができる。

また、本発明に係るレンジフードは、前記給気ユニット内の風路切り替え手段の上流に粉塵センサを備え、前記粉塵センサから送られる信号により自動で前記風路切り替え手段を操作する運転モードを備えた構成とするものである。

これにより、給気用送風機のみを運転している給気運転モードの場合や、給気用送風機を動かしながら排気用の送風機を弱運転で回転させる常時換気時の場合、外気が花粉やＰＭ２．５等により汚染されている環境においては、風路切り替え手段が自動的に風路内部に外気集塵部を備えた浄化気流風路を介して導入される風路となり、屋内に汚染物質が流入することを未然に防ぐことが可能となる。排気用の送風機が停止もしくは低速度で運転している場合には、排気ユニットにおける誘引が無いため、給気ユニットから供給された空気は、排気ユニットに向かうことなく屋内に拡散するのである。これを防ぐため、給気ユニット内の風路切り替え手段の上流には粉塵センサが設けられ、ここで粉塵濃度がある閾値以上と検知された場合には、風路切り替え手段が自動的に風路内部に外気集塵部を備えた浄化気流風路を介して導入される風路へと切り替わり、汚染物質の屋内への流入を防ぐことが可能とな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、本実施の形態１では、レンジフード１は、箱体の形状を成す本体２と、本体２の下部で平面積を本体２よりも大きくして配置したフード部３を備えている。

すなわち、フード部３は、本体２の底面側に配置し、正面を含む３方を、平面視において本体２よりも外側に延設したものである。

本体２は、天面に本体２内の空気を室外へ排出するための排出口４と室外の空気を本体２内へ導入するための給気口５を備えている。

本体２の背面を除く３つの側面には、それぞれ、本体２内へ導入した室外の空気を吹き出す外気直接導入気流吹出し口６を備えている。

また、本体２の側面の正面に相当する面には、外気直接導入気流吹出し口６よりも上方に浄化気流吹出し口７を備えている。

フード部３は、フード上面８を囲う辺９に比べてフード側面１０の高さ１１が低い盆形状を成し、フード下面１２に下部開口部１３を備えている。フード部３の正面にはレンジフード１の操作部１４を備えている。

本体２は、図２に示すように背面を壁面１５に設置しており、排気ユニット１６と給気ユニット１７の二つのユニットを持つ構成である。

本体２の内部において、背面側と正面側に区切られており、背面側には排気ユニット１６を配置し、正面側には給気ユニット１７を配置している。

排気ユニット１６は、排出口４と連通するとともに、調理器具（図示せず）の上方で調理器具から発生する油煙や周囲に浮遊する埃等を捕集できるようにフード部３に連通している。フード部３の下部開口部１３の中央部には整流板１８を配置して、整流板１８の外周部に吸込口１９を形成している。

排気ユニット１６の内部には、羽根車２０を備えた排気ファンとしての送風機２１を備えている。

また、給気ユニット１７は外気を居室内に導入するために本体２内に設けられた区画である。給気ユニット１７は、本体２の給気口５と連通するとともに、室外から取り入れた空気を室内へ供給できるように外気直接導入気流吹出し口６と浄化気流吹出し口７とに連通している。

給気ユニット１７の内部には、給気用羽根車２２を備えた給気用送風機２３と風路切り替えダンパ２４と集塵フィルタ２８と浄化気流風路２６と外気直接導入気流風路２７を備えている。

風路切り替えダンパ２４は、給気用送風機２３の下流側で浄化気流風路２６と外気直接導入気流風路２７のどちらか一方へ切り替えるものである。

浄化気流風路２６内には集塵フィルタ２８が備えられていて、さらに気流の最下流部で浄化気流吹出し口７に連通している。

浄化気流吹出し口７は、気流を水平方向へ吹き出すものである。給気口５より導入した外気は浄化気流風路２６を通って、集塵フィルタ２８を介して浄化気流吹出し口７から居室内に供給することができる。浄化した空気を居室空間内に取り入れたい時、また給気流を直接浴びることにより涼風感を得たい時に浄化気流吹出し口７から気流を吹き出すことが望ましい。

また、外気直接導入気流風路２７にはフィルタは備えず直接、外気直接導入気流吹出し口６に連通している。外気直接導入気流吹出し口６は本体２の正面を含む３つの側面に開口しているので、外気直接導入気流風路２７は風路切り替えダンパ２４に対して気流の下流側で３方向に分岐することが好ましい。
外気直接導入気流吹出し口６は、吹出した気流（図中に点線で表示）はフード側面１０とフード上面８の間に形成されている辺９に向けて気流を吹き出す気流案内板３０を備えている。気流案内板３０は、外気直接導入気流吹出し口６において高さ方向上部に寄せて配置している。

このような構成にして、気流は、辺９に到達した段階においては、フード側面１０におけるコアンダー効果を働かせ、その推進方向をフード側面１０に沿う形で鉛直下向きに変化させ、またその後、気流はフード側面１０とフード下面１２における縁部３１（図１、図４に示す）に到達した際にフード下面１２におけるコアンダー効果により、その推進方向を吸込口１９の方向へ変化させ、吸込口１９より排気されるようにしたものである。

操作部１４は図示しない信号線により風路切り替えダンパ２４と電気的に接続されている。

操作部１４は使用者の操作指示により制御信号を発信し、風路切り替えダンパ２４は、操作部１４からの制御信号を受信すると、その内容に応じて開閉駆動するものである。

上記構成において、浄化した空気を居室空間内に取り入れたいとき、または、給気流を直接浴びることにより涼風感を得たいときには、図３に示すように、浄化気流風路２６側が開放されるように風路切り替えダンパ２４を操作する。このような風路構成とすることにより、給気口５より流入した外気は浄化気流風路２６を通って、集塵フィルタ２８を介して浄化気流吹出し口７より居室内に供給される。この際、外気に含まれる埃成分や微細な粒子は、集塵フィルタ２８によって捕集されるため、浄化された空気が浄化気流吹出し口７より吹出すこととなる。

次に、調理時の油煙を確実に捕集したいときには、図４に示すように、外気直接導入気流風路２７側が開放されるように操作部１４からの指示で風路切り替えダンパ２４を操作する。このような風路構成とすることにより、給気口５より流入した外気は外気直接導入気流風路２７を通って外気直接導入気流吹出し口６より吹出すこととなる。この際、外気直接導入気流吹出し口６から辺９へ吹出した気流（図中に点線で表示）は、フード部３のフード側面１０とフード上面８の間に形成されている辺９へ到達すると、フード側面１０におけるコアンダー効果により、その推進方向をフード側面１０に沿う形で鉛直下向きに変化させ、またその後、フード側面１０とフード下面１２の間に形成された縁部３１に到達した際には、フード下面１２におけるコアンダー効果により、その推進方向を吸込口１９のある方向へ変化させ、吸込口１９より排気される。

つまりは、始めは外向きで吹出された気流であっても、コアンダー効果による気流推進方向の変向を狙ってフード側面１０とフード上面８の間に形成されている辺９へ向けて吹出すと、都度その推進方向を変化させながら吸込口１９側へと向かう内向きの流れとすることが出来る。

この際、コアンダー効果を効率良く利用するためには気流の風速制御が重要であり、風速が速過ぎる条件ではコアンダー効果により推進方向を可変することなく、初期の風向を維持したまま壁面と乖離した気流となり、吸込口１９に向かうことなく居室内へと拡散する。初期風向を可変し、コアンダー効果により所望の場所へ誘導するためには、辺９到達時には気流は１．０ｍ／ｓ以下となっている構成とすることが望ましい。

辺９到達時の気流の速度を所望の条件にするためには、給気用送風機２３の運転状態を制御すればよく、給気用送風機２３に接続された電動機の回転数を可変させる制御方法を適用してもよい。

調理器具（図示せず）から発生した油煙は排気運転のみでは全てを捕集することは難しく、その一部は吸込口１９に吸い込まれることなくフード部３のフード側面１０近傍から上方へと逃げてしまうが、外気直接導入気流吹出し口６よりフード部３の辺９へと向かって流す気流があれば、この気流に誘引され、巻き込まれた油煙は気流のコアンダー効果を利用して吸込口１９へと向かい排気される。

本実施の形態では、図１において、フード部３のフード側面１０とフード上面８が接合する直角部分の頂点を辺９として図示したが、この形状に限ったものではなく、フード側面１０とフード上面８が接合する部分が曲面形状であっても良く、その半径寸法が５ｍｍ以上あれば直角の状態よりも良好にコアンダー効果を得ることができる。また、縁部３１の形状についても辺９の形状と同様に曲面形状でも良く、その際の寸法や効果は、辺９がコアンダー効果を得る効果と同様である。この半径寸法の最大寸法は特に指定は無く、大きく取れれば取れるほどコアンダー効果を良好に発揮できるので、フード部３の寸法制限の中で、美観性を損なわない程度に半径を大きく設定することが望ましい。

このように、外気直接導入気流吹出し口６より吹出される気流は、居室内に拡散することも、人に向かって吹くこともなく、捕集しきれずにフード部３のフード側面１０近傍から上方へと向かう油煙と合流して吸込口１９へと向かうため、外気を浄化する必要がない。そのため、外気直接導入気流風路２７内には集塵フィルタ２８は備えられていない。

このような構成とすることにより、外気直接導入気流風路２７を利用したいとき、つまりは調理時の油煙を確実に捕集したいときには、集塵フィルタ２８を介さない運転とするため、集塵フィルタ２８に不要物捕集の負荷をかけることなく、集塵フィルタ２８の清掃メンテ必要期間を延ばすことができる。

この風路切り替えダンパ２４の操作は、操作部１４から使用者が指示操作することにより行うこととし、それぞれのシーンにおいて所望の気流を実現するように、操作部１４より風路切り替えダンパ２４に制御信号を与えることにより、風路切り替えダンパ２４が開閉動作をするものである。

また、操作部１４はフード側面１０の一部に設置されているとしたが、操作部１４の表面はフード側面１０の表面より突出するものではなく、フード側面１０に沿う気流を妨げるものではない。

なお、この風路切り替えダンパ２４の操作は、各人の好みによって運転を切り替えることが望ましいが、必要とされるシーンによって制御がある程度決まっているので、操作部１４からの操作に限定するものではなく、例えばフード部３の外周縁に油煙を検知するセンサが備えられており、そのセンサが油煙を検知した際には操作部１４にセンサからの検知信号が発信され、操作部１４が風路切り替えダンパ２４に制御信号を与えることで風路切り替えダンパ２４が切り替わり、外気直接導入気流吹出し口６が開放されるような制御にしてもよい。

また、図１に示すように壁面に設置しない、アイランドキッチン対応型の製品を想定した場合には、本体２の側面において、周囲全方向に外気直接導入気流吹出し口６を配置することで、フード部３の四方どの辺からも油煙を逃すことがなくなる。

この構成により、レンジフード１の下方に設置されている調理器具（図示せず）から発生し上方へと逃げる油煙をフード部３で効率よく捕集することが可能となる。

また、外気直接導入気流吹出し口６より吹出される気流は、フード部３のフード側面１０近傍を上方へと逃れていく油煙を誘引して吸込口１９へと向わせることとなる。したがって、外気直接導入気流風路２７を通過する外気は浄化する必要がなく、集塵フィルタ２８を浄化気流風路２６の出口部分である浄化気流吹出し口７近傍に配置することができ、さらには集塵フィルタ２８を着脱可能な構成とすることで、本体２を分解することなく集塵フィルタ２８を取り出すことが容易となり、メンテナンスの簡便性を高めることができる。

なお、本実施の形態では、送風機２１および給気用送風機２３について、シロッコファン（遠心ファン）を用いるものとしたが、これに限定されるものではなく、外気直接導入気流吹出し口６より吹出される気流を所望の方向や所望の風速に制御できる送風機であれば同様の効果を得ることができる。

以上のように、本実施の形態では、レンジフードの使用状況に応じて、室外からの給気空気を集塵フィルタ２８へ通過させて室内へ取り込む場合と、集塵フィルタ２８を通過させずに給気口５へ案内する場合と切り替えることで、集塵フィルタ２８の寿命を長くし、メンテナンスの周期を長くすることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、給気用送風機２３のみを運転している給気運転モード、または給気用送風機２３を動かしながら排気用の送風機２１を弱運転で回転させる常時換気モードを備えたレンジフードにおける実施の形態を説明する。なお、ここで説明する常時換気モードは、辺９到達時の気流は１．０ｍ／ｓを超えた場合を示す。

本実施の形態では、図５に示すように、給気ユニット１７内であり且つ、風路切り替えダンパ２４の上流に粉塵センサ８８を備えている。

この粉塵センサ８８により、外気を導入する際にその外気環境を把握することが可能となり、室内空気室に特に大きな影響を与える花粉やＰＭ２．５等が多く含まれているか否かを検知することが出来る。

実施の形態１で記載したように、油煙を捕集する排気運転の際には外気直接導入気流吹出し口６より吹出した気流を調整することでコアンダー効果によりフード部を伝い吸込口１９より排気させることができた。この際の気流は、集塵フィルタ２８を介さない外気直接導入風路２７を通る気流であり、その気流に粉塵を含むものであっても居室内に吹出される訳ではないので問題とならない。

しかし、給気用送風機２３のみを運転している給気運転モードの場合、または給気用送風機２３を動かしながら排気用の送風機２１を弱運転で回転させる常時換気モードの場合においては、給気がそのまま吸込口１９へと向かい排気されるといったものではない。つまりは給気された空気が室内へとそのまま流入することとなるため、花粉やＰＭ２．５等、人体に悪影響となる物質が高濃度で含まれる場合は極力排除した空気とする必要がある。この場合、常に外気に含まれる汚染物質を捕集して給気する構成とすると、捕集に使用する集塵フィルタ２８が短期間で目詰まりを起こし、メンテナンスを必要としてしまう。

そこで、給気運転モードや常時換気モードの場合に、粉塵センサ８８により外気の粉塵濃度を検知して、予め設定した閾値以下の濃度であったら、集塵フィルタ２８を介さない外気直接導入気流風路２７を利用するように風路切り替えダンパ２４を自動で稼動させることとする。

ここでの粉塵センサ８８は微細粒子の濃度を測定できれば構成に拘るものではなく、例えば受光部と発光部から構成された、変化する電圧よりその濃度を検知する手法を用いたものなどで良い。

本発明にかかるレンジフードは必要なときのみ集塵フィルタで浄化された空気を供給することで集塵フィルタの負荷を削減してメンテナンス頻度を抑制するものであり、同様の機能が付いた換気装置にも適用することができる。

１ レンジフード
２ 本体
３ フード部
４ 排出口
５ 給気口
６ 外気直接導入気流吹出し口
７ 浄化気流吹出し口
８ フード上面
９ 辺
１０ フード側面
１１ 高さ
１２ フード下面
１３ 下部開口部
１４ 操作部
１５ 壁面
１６ 排気ユニット
１７ 給気ユニット
１８ 整流板
１９ 吸込口
２０ 羽根車
２１ 送風機
２２ 給気用羽根車
２３ 給気用送風機
２４ 風路切り替えダンパ
２６ 浄化気流風路
２７ 外気直接導入気流風路
２８ 集塵フィルタ
３０ 気流案内板
３１ 縁部
８８ 粉塵センサ

Claims (2)

1. フード部の下部開口部から室内の空気を吸引し、排気口を通じて空気を排出する排気ユニットと、給気口を通じて外気を室内に供給する給気ユニットと、操作部と、を備えた給排気機能を持つレンジフードにおいて、
   前記排気ユニットは、前記下部開口部と前記排気口とを結ぶ第１の通風路の途中に設置された排気ファンを備え、
   前記給気ユニットは、前記給気口と室内給気口とを結ぶ第２の通風路の途中に設置された給気ファンと、集塵フィルタを備えた浄化気流風路と、集塵フィルタを備えていない外気直接導入気流風路と、風路切り替えダンパと、を備え、
   前記風路切り替えダンパは、前記操作部からの制御信号に基づいて、前記給気口からの気流を前記浄化気流風路と前記外気直接導入気流風路とに切り替え、
   前記外気直接導入気流風路から吹き出される気流は、前記フード部の外側表面に沿って流れ、前記下部開口部から排気されるように風速制御されることを特徴とするレンジフード。
2. 前記給気ユニット内の前記風路切り替えダンパの上流に粉塵センサを備え、前記粉塵センサから送られる信号により自動で前記風路切り替えダンパを操作する運転モードを備えたことを特徴とする請求項１に記載のレンジフード。

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