JP6566844B2

JP6566844B2 - レンジフード

Info

Publication number: JP6566844B2
Application number: JP2015224892A
Authority: JP
Inventors: 雄一丸川
Original assignee: Fuji Industrial Co Ltd
Current assignee: Fuji Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2035-11-17
Also published as: JP2017090024A

Description

本発明は、フィルタを回転させて油分を捕集するレンジフードに関する。

調理器の周囲に設置されて、内蔵するファンの吸引力により調理により発生した油煙や水蒸気を吸引するレンジフードにおいて、吸引した油煙から油脂分を分離するフィルタの性能を高める工夫が各種されている。たとえば、円盤状のフィルタをモータにより高速回転させることで、油煙からの油捕集率を高めたレンジフードが提案されている（たとえば、特許文献１）。

特開２０１３−１３９９４６号公報

しかしながら、特許文献１のレンジフードでは、ファン用のモータの他に円盤状のフィルタを回転させるためのモータが必要となり、コストが高くなる問題があった。この問題に対して、ファン用モータとフィルタ用モータを兼用し、１つのモータにファンとフィルタを接続して回転する方法が考えられる。しかし、モータの回転速度が指定されるファンの排気風量によって変化するので、たとえば、風量を小さくするためにファンを低速回転にすると、フィルタの回転速度も遅くなり同時に油分の捕集率も落ちてしまい、フィルタの高い油捕集率を維持できないという問題があった。
そこで、本発明では、１つの電動機（モータ）でファンとフィルタの両方を回転させてコストを削減すると共に、風量を変化させても高い捕集率を実現するレンジフードを提案する。

上記課題を解決するために、空気の流れを発生させるファンと、空気の流れの流路上であってファンより上流側に存在し、空気の流れを通過させる孔を有するフィルタと、ファンおよびフィルタと回転軸を連結された電動機と、電動機の回転を制御する回転制御部と、空気の流れの流路上に存在し、空気の風量を規制する風量規制部と、風量規制部が通過させる空気の風量を制御する風量制御部と、空気の風量を指定する風量指定部と、風量指定部が指定する指定風量および各指定風量毎に予め設定された電動機の回転速度に対応する電動機の目標電機子電流との関係を予め記憶する記憶部と、電動機の電機子電流を検出する検出部と、を備え、回転制御部は、電動機の回転速度を各指定風量毎に予め設定された回転速度で一定に維持させるように制御するとともに、風量制御部は、風量指定部が指定した空気の風量を風量規制部が通過させるように制御するレンジフードが提供される。
これによれば、１つの電動機（モータ）でファンとフィルタの両方を回転させてコストを削減すると共に、風量を変化させても高い捕集率を実現するレンジフードを提供できる。

さらに、風量指定部が指定風量を指定した場合、風量制御部は、記憶部に記憶された指定風量および各指定風量毎に予め設定された電動機の回転速度に対応する目標電機子電流と、検出部が検出した電機子電流を比較し、検出部が検出した電機子電流が、指定風量に対応する目標電機子電流より小さい場合、風量制御部は、風量規制部が空気の流れの流路の圧力損失を減少させるように制御し、検出部が検出した電機子電流が、指定風量に対応する目標電機子電流より大きい場合、風量制御部は、風量規制部が空気の流れの流路の圧力損失を増加させるように制御することを特徴としてもよい。
これによれば、検出した電機子電流を指定風量および各指定風量毎に予め設定された電動機の回転速度に対応する目標電機子電流に等しくなるように空気の流路の圧力損失を制御することで、風量を変化させても高い油脂分の捕集率を実現するレンジフードを提供できる。

以上説明したように、本発明によれば、１つの電動機（モータ）でファンとフィルタの両方を回転させてコストを削減すると共に、風量を変化させても高い捕集率を実現するレンジフードを提供できる。

本発明に係る第一実施例のレンジフードの、（Ａ）正面図、（Ｂ）右側面図、（Ｃ）断面Ａ−Ａにおける断面図、（Ｄ）断面Ｂ−Ｂにおける断面図。本発明に係る第一実施例のレンジフードの分解斜視図。本発明に係る第一実施例のレンジフードにおける機能ブロック図。本発明に係る第一実施例のレンジフードにおけるフローチャート。従来技術のレンジフードの断面図。

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。まず、図５を参照し、従来技術のレンジフード１Ｚについて説明する。レンジフード１Ｚ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５Ｚを内面に有する薄型のフード部２Ｚを有する。フード部２Ｚは、上部後方に位置する連通口６Ｚ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３Ｚと連結されている。送風機ボックス３Ｚは、内部にシロッコファンであり、モータ２０２Ｚが回転駆動し空気の流れを発生させるファン４Ｚを有する。従って、ファン４Ｚが稼働すると連通口６Ｚは負圧となり、内面パネル５Ｚの下方の空気は連通口６Ｚ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６Ｚは、ファン４Ｚと連通し、ファン４Ｚが発生させた空気の流れの流路上であって、ファン４Ｚより空気の流れの上流側に位置する。

連通口６Ｚ付近には、空気の流れを通過させる孔を有する円盤状のフィルタ１０Ｚと、フィルタ１０Ｚの円盤の中心に回転軸を連結され、フィルタ１０Ｚを回転させる電動機２０１Ｚと、フィルタ１０Ｚの外周縁を囲む油分捕集部材９Ｚと、を備える。従って、レンジフード１Ｚは、ファン４Ｚが発生させる空気の流れの流路上であって、ファン４Ｚ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１０Ｚを、回転可能に備える。また、フード部２Ｚの下方には、フード部２Ｚと着脱可能であり、内面パネル５Ｚとの間に隙間を有して吸込力を高める整流板７Ｚを備える。

内面パネル５Ｚ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４Ｚが稼働すると、ファン４Ｚが発生させた空気の流れが整流板７Ｚと内面パネル５Ｚとの間の隙間を通る。その後、その空気は、流路上であってファン４Ｚより上流側に位置するフィルタ１０Ｚの孔に吸引され、その孔を通過することになる。フィルタ１０Ｚは、電動機２０１Ｚにより回転可能に設けられている。レンジフード１Ｚが稼働すると、モータ２０２Ｚはファン４Ｚを指定された風量に対応する回転速度で回転駆動し、空気の流れを発生させる共に、電動機２０１Ｚがフィルタ１０Ｚを高速に（たとえば、１５００回転／分程度）回転させる。レンジフード１Ｚは、フィルタ１０Ｚを高速に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９Ｚに捕集する。

このように、レンジフード１Ｚは、ファン４Ｚを駆動するためのモータ２０２Ｚおよびフィルタ１０Ｚを駆動するための電動機２０１Ｚの２台の回転駆動する装置が必要であった。ファン４Ｚとフィルタ１０Ｚを回転駆動する装置を兼用して一つにすることは可能である。しかし、回転軸を共有すると、ファンとフィルタが同じ回転速度となり、風量を少なく（たとえば、３段階の強中弱の弱）しようとしてファンの回転速度を遅くすると、フィルタの回転速度も遅くなってしまうので、同時に油分の捕集率も落ちてしまうという問題があった。また、回転軸を共有しないで実現しようとすると、そのための構造が非常に複雑になってしまう。本発明は、かかる問題を解決するものである。

＜第一実施例＞
図１および図２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）に排気口８を経由して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、電動機２０の回転軸２１に連結されて回転駆動されるシロッコファンであり、空気の流れＡＲを発生させるファン４を内部に有する。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、排気口８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ＡＲ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付近には、電動機２０の回転軸２１に連結されて回転駆動され、空気の流れＡＲ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の外周縁を囲む油分捕集部材９と、を備える。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ＡＲ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、ファン４が発生させた空気の流れＡＲ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とファン４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、電動機２０がファン４とフィルタ１０を高速に回転駆動し、ファン４が空気の流れＡＲを発生させる共にフィルタ１０が高速に回転することにより、空気に含まれる油分を油分捕集部材９に捕集する。

ファン４は、電動機２０の回転軸２１の根元に近い辺りで着脱自在に連結される。フィルタ１０は、ファン４の中心の孔に差し込まれた回転軸２１の先端辺りで取り付けられる回転軸連結部材９１を介して回転軸２１に着脱自在に連結される。回転軸連結部材９１は、使用せず、フィルタ１０は、直接回転軸２１に取り付けられてもよい。

また、レンジフード１は、空気の流れの流路上であってファン４より下流側の排気口８の内部に存在し、空気の風量を規制する風量規制部３０（ダンパー）を備える。風量規制部３０は、排気口８の内部を流れる空気の風量を変更するため、開閉により、排気口８の流量断面を変更する。本実施例では、風量規制部３０はダンパーから構成されるので、流量断面を大きくする場合には、ダンパーは空気の流れの方向と平行になる方向になり、流量断面を小さくする場合には、ダンパーは空気の流れの方向と垂直になる方向になる。風量規制部３０は、流量断面を大きくする場合は空気の流れの流路の圧力損失を減少させ、流量断面を小さくする場合は空気の流れの流路の圧力損失を増加させることとなる。風量規制部３０は、ダンパー用モータ（図示せず）により開閉駆動される。

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。また、ファン４の羽根車の下方には、空気の流れを円滑にするためのベルマウス９０が備えられている。

レンジフード１は、フード部２の正面側の表面に、使用者が操作する、レンジフード１を稼働・停止させるためのオン・オフスイッチと共に、空気の風量を指定する風量指定部４０（風量切替スイッチ）を備える。使用者は、風量指定部４０を操作し、連通口６を通して吸入される単位時間当たりの空気の量を指定する。たとえば、風量指定部４０は、強中弱の３種類のスイッチを有し、使用者が弱スイッチを操作した場合には、最も少ない風量を吸入するため、風量規制部３０は、流路の圧力損失を増加させるように流量断面を小さくする。

また、レンジフード１は、フード部２の正面側の内部に、電動機２０の回転を制御する回転制御部５０と、風量規制部３０が通過させる空気の風量を制御する風量制御部５１と、指定風量および各指定風量毎に予め設定された電動機２０の回転速度に対応する電動機２０の目標電機子電流との関係などを予め記憶する記憶部５２と、電動機２０の回転速度および電機子電流を検出する検出部５３と、を備える。回転制御部５０は、フィルタ１０が高捕集率を維持できる程度に高速に（たとえば、１５００回転数／分）回転するように、ファン４およびフィルタ１０を回転駆動する電動機２０の回転速度を制御する。

このように電動機２０の回転速度は、フィルタ１０が高捕集率を維持できる程度に高速であればよく、全ての指定風量に対して一定としても良いが、指定風量ごとに電動機２０の回転速度が予め設定されていてもよい。その場合、指定風量が大きい場合の電動機２０の回転速度より、指定風量の小さい場合の電動機２０の回転速度の方を遅く設定するのが好ましい。なぜならば、指定風量が小さい場合の方がフィルタ１０を通過する面風速が遅く、同じ油捕集率を得るために必要となる回転速度も比較的遅くて良いものとなるからであり、その方が回転に伴う騒音を小さくできるなどの利点を有するからである。

記憶部５２は、フィルタ１０が高捕集率を維持できる程度の高速な回転速度（目標回転速度Ｎ）、および風量指定部４０が指定する指定風量とその指定風量に対応する電動機２０の電機子に流す電流の目標値となる目標電機子電流との関係を記憶している。記憶のし方は、関数のような形で有し、指定風量が与えられた時演算により求めてもよいし、指定風量と目標電機子電流をテーブルのように一対一で備えてもよい。風量制御部５１は、後述するように、指定風量に対応する目標電機子電流に基づきダンパー用モータを駆動して、開閉度合いすなわち流路の圧力損失を制御する。これらの回転制御部５０、風量制御部５１、記憶部５２は、いわゆるマイコンで構成される。検出部５３は、ある時点での電動機２０の回転速度および電機子電流を検出するセンサーから構成され、風量制御部５１や回転制御部５０などへ検出した情報を送付する。

図３を参照して、回転制御部５０や風量規制部５１などの関係について説明する。回転制御部５０は、記憶部５２に記憶された電動機２０の目標回転速度Ｎと、検出部５３が検出した電動機２０の回転速度Ｎｔと比較して、その大小関係およびその差分により、電動機２０に対して増減すべき電圧Δｖを与え、電動機２０の回転速度を制御する。このように制御された電動機２０が、ファン４およびフィルタ１０に対して同じ駆動力を提供する。

風量制御部５１は、記憶部５２に記憶され、風量指定部４０（風量切替スイッチ）が指定する指定風量Ｑに対応する目標電機子電流Ｉ_Ｑと、検出部５３が検出した電動機２０の電機子電流Ｉｔと比較して、その大小関係およびその差分により、風量規制部３０（ダンパー）を駆動するモータ３１に対してダンパーの角度の増減すべき角度Δθを与え、モータ３１の開閉度を制御する。このように制御されたダンパー用のモータ３１が、風量規制部３０（ダンパー）に駆動力を提供する。

図４を参照して、レンジフード１の制御方法について説明する。レンジフード１の使用者は、オン・オフスイッチを操作し、レンジフード１を稼働状態とし、その際、風量指定部４０（風量切替スイッチ）を操作し、風量Ｑを指定したとする。レンジフード１は、Ｓ１００において、電動機２０を回転させて運転を開始する。電動機２０の回転速度は徐々に増加するが、検出部５３は、Ｓ１０２において、電動機２０の回転速度Ｎｔを検出し、回転制御部５０などへそれを送信する。回転制御部５０は、Ｓ１０４において、検出部５３が検出した回転速度Ｎｔと、フィルタ１０が高捕集率を維持できる程度の高速な回転速度（目標回転速度Ｎ）とを比較する。その結果、電動機２０の回転速度Ｎｔが、目標回転速度Ｎを下回っている場合には、回転制御部５０は、Ｓ１１２において、電動機２０の回転速度を増加させる（電動機２０に付与する電圧を増加させる）。逆に、電動機２０の回転速度Ｎｔが、目標回転速度Ｎを上回っている場合には、回転制御部５０は、Ｓ１１０において、電動機２０の回転速度を減少させる。

その後、検出部５３は、Ｓ１０２において、電動機２０の回転速度Ｎｔを検出し、回転制御部５０などへそれを送付する。この繰り返しにおいて、検出部５３が測定した回転速度Ｎｔと目標回転速度Ｎと等しくなった場合、検出部５３は、Ｓ１０６において、電動機２０の電機子電流Ｉｔを検出し、風量制御部５１などへそれを送信する。

風量制御部５１は、Ｓ１０８において、検出部５３が測定した電機子電流Ｉｔと、使用者が指定した風量Ｑおよび各指定風量毎に予め設定された電動機２０の回転速度に対応する目標電機子電流Ｉ_Ｑとを比較する。なお、風量制御部５１は、記憶部５２に記憶された目標電機子電流Ｉ_Ｑを事前に読み出している。その結果、電動機２０の電機子電流Ｉｔが、風量Ｑおよび各指定風量毎に予め設定された電動機２０の回転速度に対応する目標電機子電流Ｉ_Ｑを下回っている場合には、風量制御部５１は、Ｓ１１６において、風量規制部３０（ダンパー）の開閉度をより広げるよう、すなわち空気の流路の圧力損失を減ずるように制御する。逆に、電動機２０の電機子電流Ｉｔが、風量Ｑおよび各指定風量毎に予め設定された電動機２０の回転速度に対応する目標電機子電流Ｉ_Ｑを上回っている場合には、風量制御部５１は、Ｓ１１４において、風量規制部３０（ダンパー）の開閉度をより狭くするよう、すなわち空気の流路の圧力損失を増加するように制御する。

上述したように、回転制御部５０は、電動機２０の回転速度Ｎｔを一定（Ｎ）に維持するとともに、風量制御部５１は、風量指定部４０が指定した空気の風量Ｑを風量規制部３０が通過させるように制御する。こうすることで、１つの電動機２０でファン４とフィルタ１０の両方を回転させてコストを削減すると共に、風量を変化させても高い捕集率を実現するレンジフード１を提供できる。なお、電動機２０の回転速度Ｎｔを一定にするとは、回転速度Ｎｔを目標回転速度Ｎに一致させるためにある程度変動することを含むこととする。

より詳しくは、風量指定部４０が指定風量Ｑを指定した場合、風量制御部５１は、記憶部５２に記憶された指定風量Ｑおよび各指定風量毎に予め設定された電動機２０の回転速度に対応する目標電機子電流Ｉ_Ｑと、検出部５２が検出した電機子電流Ｉｔを比較し、電機子電流Ｉｔが、目標電機子電流Ｉ_Ｑより小さい場合、風量制御部５１は、風量規制部３０が空気の流れの流路の圧力損失を減少させるように制御する。また、検出部５３が検出した電機子電流Ｉｔが、目標電機子電流Ｉ_Ｑより大きい場合、風量制御部５１は、風量規制部３０が空気の流れの流路の圧力損失を増加させるように制御する。こうすることで、検出した電機子電流Ｉｔを指定風量Ｑに対応する目標電機子電流Ｉ_Ｑに等しくなるように空気の流れの流路の圧力損失を制御することで、風量を変化させても高い捕集率を実現するレンジフードを提供できる。

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。すなわち、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対し、数量、適用例、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。

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
８排気口
９油分捕集部材
１０フィルタ
２０電動機
２１回転軸
３０風量規制部（ダンパー）
３１ダンパー用モータ
４０風量指定部（風量切替スイッチ）
５０回転制御部
５１風量制御部
５２記憶部
５３検出部
９０ベルマウス
９１回転軸連結部材
ＡＲ空気の流れ

Claims

空気の流れを発生させるファンと、
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存在し、前記空気の流れを通過させる孔を有するフィルタと、
前記ファンおよび前記フィルタと回転軸を連結された電動機と、
前記電動機の回転を制御する回転制御部と、
前記空気の流れの流路上に存在し、前記空気の風量を規制する風量規制部と、
前記風量規制部が通過させる空気の風量を制御する風量制御部と、
前記空気の風量を指定する風量指定部と、
前記風量指定部が指定する指定風量および各指定風量毎に予め設定された前記電動機の回転速度に対応する前記電動機の目標電機子電流との関係を予め記憶する記憶部と、
前記電動機の電機子電流を検出する検出部と、
を備え、
前記回転制御部は、前記電動機の回転速度を各指定風量毎に予め設定された回転速度で一定に維持させるように制御するとともに、前記風量制御部は、前記風量指定部が指定した前記空気の風量を前記風量規制部が通過させるように制御する、
レンジフード。
前記風量指定部が指定風量を指定した場合、前記風量制御部は、前記記憶部に記憶された前記指定風量および各指定風量毎に予め設定された前記電動機の回転速度に対応する前記目標電機子電流と、前記検出部が検出した電機子電流を比較し、
前記検出部が検出した電機子電流が、前記指定風量に対応する前記目標電機子電流より小さい場合、前記風量制御部は、前記風量規制部が前記空気の流れの流路の圧力損失を減少させるように制御し、
前記検出部が検出した電機子電流が、前記指定風量に対応する前記目標電機子電流より大きい場合、前記風量制御部は、前記風量規制部が前記空気の流れの流路の圧力損失を増加させるように制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレンジフード。