JP4580935B2 - キッチン器具の換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、換気システムに接続した、キッチン器具の換気装置であり、特に、キッチン器具情報に取り付けられる少なくとも一つのフード、換気システムに属する排気ダクトをこのフードに接続する各フードの排気接続部、および排出気体からグリースを分離する分離部を有する換気装置に関する。

調理するさいには、菜種油、オリーブ油、大豆油、とうもろこし油やサンフラワー油などを使用する。油を大量に使うフライ調理や、グリル調理の場合に排気が最大になる。例えば、ガスグリルでハンバーガーを調理する場合、１００ｋｇにつき約２，０００ｇの蒸気が発生する。同時に、約３００ｇの粒子も発生する。調理するさいに発生するグリース粒子のうち最大の粒子は、機械的な分離器を使用して分離できるが、調理時に発生するグリースの大部分は蒸気の形を取る。多種類の排グリースが存在するため、火災に関する安全性を確保するためには、排気ダクトを浄化状態に置くことが大切である。例えば、大量の調理を行うホテルやレストランのキッチンでは、換気ダクトの汚れは、重大な問題である。蒸発したグリースの一部は、取り外しが難しい分離器の後に続く排気ダクトに集中する。分離器やフィルターが適当でない場合や、取り付けを間違えたり、あるいは機能が十分でない場合には、汚れはさらにひどくなる。分離器を据え付けていない場合さえある。現実には、グリースが排気ダクトに２５ｍｍ以上の厚さで付着している。調理を連続的に行う場合には、一年に三回掃除を行うことが推奨されている。好ましくは、四回以上掃除することが推奨されている。問題があると、排気ダクトの汚れる速度がさらに速くなるだけでなく、特に、グリースの付着距離が長い場合には、掃除が困難になる。この問題は、換気ダクト、特に排気ダクトを、下部構造物にグリースを漏らす傾向があるスパイラルシーム形式のパイプで構成した場合に悪化する。

原則をいえば、グリースその他の粒子を排出気体から排除し、換気ダクトの汚れを未然に防止するのが理想的である。これが実現できれば、火災に対する安全性を向上でき、外気の汚染も抑制できると考えられる。従って、例えば排気フードを通常キッチン器具上方に取り付け、排出気体から特にグリースその他の不純物を分離している。このフードの目的は、調理過程で発生する不純物、熱および水分が排気ダクトに広がることを防止することである。排出気体は、一般的には、グリースが排気ダクトに流入することを防止するためにフード内に設けられた分離器を介して排出される。キッチン器具は、例えば、キッチンストーブ、大量の油を使用するフライ器具やグリルである。従って、通常、フードは普通の排気ダクトに接続する。従来の一つのフードは、排出気体を導く分離器を斜めに取り付ける。さらに、よく見られるように、交換式の空気ノズルをフードに取り付け、フードを冷却する低温の空気を吸引する。この吸入された空気は、汚れた空気を分離器に案内するためにも使用できる。また、吸入空気は分離器も冷却し、排気中のグリースを凝縮し、これを除去する。また、グリース分離器の表面から不純物を除去するために使用される洗浄流体を分離器に噴霧してもよい。

既存の分離器は、主に、固形状態のグリースを除去するように設計されているが、キッチン器具から排気されるグリースのうち最大で６０〜７０％のものは、蒸気の形を取る。蒸気状のグリースは分離器を通過し、グリースの大部分は、換気ダクトに達した後一度だけそこで凝縮し、付着する。たとえ、現在利用されている分離器が固体状の粒子をすべて除去できたとしても、そのグリース分離能力は、グリース全量の高々３０〜４０％に過ぎない。さらに、既存の分離器の効果は、粒子径が小さくなるほど、急激に落ちる。

ところが、実際は、空気を交換しているにもかかわらず、フードおよび分離器は明らかに加熱するため、グリースの凝縮が起こらないか、起こってもその程度は明らかに小さい。この場合、このグリース状の空気は排気ダクト奥深くまで進み、そこでグリースが凝縮する。実際は、排気ダクト全体が汚れ、グリースが構造全体に広がり、火災の危険が増す。また、グリースは、設置されることもあるノイズ減少装置を妨害し、ファンを通じて建造物の屋根まで広がり、そこから大気中に放出される。この問題は、フードの取り付け位置がキッチン器具に近く、またキッチン器具を連続使用するため、フードおよび分離器が常に高温（６０〜７０°）状態にあることによってさらに悪化する。従来知られている分離器は、全体として、空気の量の割にはあまりにも小さい。さらに、キッチン器具毎に分離器を包むフードを別に設ける必要があり、据え付けコストや運転コストがかさむことになる。

本発明の目的は、従来よりも構成が簡単で、しかも効果が高く、従来の問題を解決できる、キッチン器具を対象とした新形式の換気装置を提供することにある。本発明換気装置の特徴については、特許請求の範囲に記載した通りである。本発明の換気構成の場合、分離器を新規な驚くべき方法で取り付ける。さらに、従来よりもさらに有効に排出気体からグリースおよび粒子を分離でき、また蒸気状のグリースも分離できる。有効な分離能力に加えて、従来よりも構成が簡単なフードを使用できるため、なかでもキッチン器具の位置決めが容易になる。一方、本発明構成は、既存のフードとともに据え付けることができるため、問題となる位置を簡単に取り除くことができる。本発明構成の効果は、必要に応じ、かつ用途に応じて強くすることができる。

以下、本発明の実施態様を示す添付図面について、本発明を詳細に説明する。

図１〜図４は、キッチン器具の本発明による換気装置を示す概略図である。実際に適用した場合、本発明換気装置は、これを接続する換気システムの一部を構成する。換気システムは、十分な空気流れを作り出す適当な装置を配置した、少なくとも排気ダクトを有する。さらに、換気システムに、本発明構成に利用できる機械的な空気吸入装置を設けることもできる。図１〜図４は、換気システムの要部のみを示す概略図であり、この構成は用途に応じて変更できる。

本発明の換気構成では、少なくとも一つのフード１０をキッチン器具１１の上方に取り付ける。このフードは、特に、排出されるグリースがキッチン器具の周囲に広がることを防ぐものである。さらに、フード１０の排気接続部２７を使用して、換気システムの一部を構成する排気ダクト１２にフード１０を接続する。従って、フード内に空気が連続的に吸引される。さらに、特に排出気体からグリースを分離する分離器１５を設ける。この分離器では、同時に、他の不純物を分離し、分離器を出た排出気体をできるだけ浄化する。なお、同一符号は、機能が同じ部材、部品を示す。

本発明の換気構成では、さらに、セル１４をフード１０の後に設ける。セル１４とフード１０は分離し、分離器１５をここに取り付ける。また、セル１４を排気ダクト１２に接続する。すなわち、セル１４は、フード１０と排気ダクト１２との間にある換気システムの一構成成分である。このように構成すると、分離器の加熱問題を解決でき、また分離能力低下を阻止できる。さらに、必要ならば、排出気体に適当な運動を作用させて、蒸気状グリースの分離を加速してもよい。本発明では、別体のセルを用いて、グリースが凝縮する領域を制限する。これによって、排気ダクトの汚れを阻止できる。セルには、従来技術では難しく、また実際に不可能のことが多いグリースの分離に有利に作用する条件を設定することもできる。

本発明では、セル１４として、細長い構造体を使用し、この一端に分離器１５を取り付ける。この場合には、不必要な圧力損を招かずに、グリースを分離するために利用される時間を最大化できる。また、セル１４には、フード１０からの排出気体をセル１４に導く接続部２６を設ける。適用する場合には、排気ダクトのフードから延長する部分にこの接続部２６を接続する。本発明では、接続部をセル１４の分離器１５の対向端部（反対側の端部）に取り付ける。このように構成すると、セル１４の全長を最大限まで有効に利用できる。図１において、セル１４は天井２４の下方に設置する。さらに、フード１０とセル１４との間の距離は、用途に応じて変えることができる。

通常であれば、フードは、キッチン器具上方の天井に取り付ける。本発明における細長いセルの場合、その長手方向軸線に対してほぼ水平に簡単に取り付けることができる。このため、高さ方向において必要な取り付けスペースを抑制でき、またグリースの捕集が容易になる。また、セルを水平に支持することも容易である。

セルに取り付けた分離器のみを利用して、グリースを分離する場合もある。分離を確実にするために、あるいは本発明構成の効果を強めるために、吸気接続部２５をセル１４に取り付けることができる。取り入れた空気をセル１４に導くために、例えば、接続部２５を換気システムに属する吸気ダクト１３に接続する。取り入れた空気を利用すると、排出気体の温度を下げることが可能になり、分離器の効果をさらに強くでき、また蒸気化したグリースの液滴形成を加速することができる。適当な方向を設定すると、取り入れた空気の流れによってセル内の排気の流れを有利になるように変更でき、従ってその分だけ、グリースの凝縮を加速できる。図２〜図４に、取り入れた空気を排出気体に送り込む、セル１４に属する分配ダクト２３を示す。矢印は、分配ダクト２３からの、取り入れた空気の流れを示す。図２には、さらにノズル要素２１を分配ダクト２３に接続し、例えば、取り入れた空気の方向を変えかつ加速して、混合効率を高くした状態を示す。さらに、取り入れた空気は、排出気体の流れに対して向流関係で送ることさえ可能である（図３および図４）。

吸気ダクトの代わりに、外部の空気を例えばセルに導く別体のダクトを使用することも可能である。この場合、換気システムの運転になんら不都合はなく、運転コストも可能な限り抑制できる。本発明では、セル１４内に目的に応じて取り入れる空気の速度、量および／または温度の調節手段を吸気接続部２５に設けることができる。この場合、当該手段は、熱交換器１７、温度センサ１８、モータ１９およびダンパ２０で構成する。従って、取り入れた空気を使用して、排出気体に有利に作用する渦を作り出すことができる。また、各種のバッフル要素を使用して、流れを案内することができる。図４の実施態様では、バッフル要素２８を使用して、分離器１５の前に既に位置しているセル１４の壁部に排気を案内する。これらの壁部および分離器で凝縮したグリースは、重力により流下し、グリースカップ１６に落下する。

必要な場合には、適当な熱交換器１７を使用して取り入れた空気を冷却する。この場合、セル１４内部にさらに熱センサ１８を設置し、これに基づいて取り入れる空気の量を、例えば、モータ１８の回転速度またはダンパ２０の位置を変更することによって調節する。流速センサなどの他のセンサも、取り入れる空気の量を制御するために利用できる。分離器１５の下方にグリースカップ１６を設け、ここに凝縮したグリースその他の不純物を受け取る。グリースが自動的にセル１４から落下するように（図４）、排グリース管２９をグリースカップ１６に接続できる。

排出気体も、例えば水ミストを使用して冷却できる。このために、セル内に洗浄要素３１を設け、洗浄液を分離器１５および／または排出気体に分配する。図４の実施態様の場合、洗浄液として水を使用するとともに、洗浄要素を有利に作用させるために、実際のセル前に完全な別体として設ける。従って、洗浄要素をセルに組み込むことさえ可能になる。例えば、水ミストは蒸気状グリースに有効に作用してこれに結合すると同時に、排出気体の温度を下げる。図３および図４の実施態様では、排出気体から大きな粒子を除去するために利用される粒子用分離器３０をフード１０に取り付ける。

セルサイズについては、状況に応じて設定すればよく、分離効率を改善する各種の手段が上述のように可能になる。セル幅は、接続部の幅の通常は１．１〜２．０倍、好ましくは１．２〜１．８倍に設定する。また、セル幅については、排気ダクトの直径より大きく設定するのが好ましい。この場合、排出気体がセルに達した時点で低速になり、従って凝縮が加速することになる。セルを広がるように構成すると、さらに低速が実現できる。例えば、フードを出る時点での排出気体の流速は８ｍ／秒に設定できる。本発明のようにセルを構成すると、流速は例えば３〜４ｍ／秒の値まで下げることができる。また、セルはいくつかの区画として構成することもできる（図２及び４）。こうすると、セルの据え付けおよび保守が簡単になる。実際に適用した場合、換気ダクトより広いセルが混合室を形成し、ここで排出気体および取り入れた空気を混合し、グリースの分離効率を高くすることができる。セルの構成方法には別な方法もあり、いずれの場合も排出気体が低速になり、分離効率が高くなる。

排出気体を混合し、かつ流速を低速にするには、一定量の時間が必要である。従って、本発明では、セル長さをセル幅の２〜６倍、好ましくは３〜５倍に設定する。こうすると、セルサイズは無理のない範囲に収まるが、それにもかかわらず十分な分離作用を維持できる。例えば、本発明に従って直径が２００〜３００ｍｍの排気ダクトに接続する場合、セル長さは約２，０００ｍｍになる。これに対応して、セル高さは約６００ｍｍ、セル幅は８００ミリメートルになる。現実に適用する場合、セルサイズは排気ダクトに従って設定する。セル長さ、セル幅は変更するのが好ましい。据え付けの観点からは、セル高さは十分低く設定する。また、セル１４の体積容量を排出気体の６０秒間の容量の少なくとも１０％に設定すると、十分な遅延時間を達成できる。

セルとしては、シート構造のボックスを使用するのが、軽量な上に後での据え付けが簡単なため、好ましい。また、上記の分配ダクトをシート構造ボックスに接続することも容易である。さらに、このセルは開放できるため、掃除するために分離器を取り外すことができる。図２に、一つの据え付けが簡単なセルを示すが、このセルの場合、さらに絶縁材２２で完全に囲んで構成してある。単一のセルにはいくつかのフードを接続できるが、フードおよびキッチン器具それぞれに対応して一つのセルを設けることも可能である。この場合も、セルサイズを無理のない範囲に収めることができ、対応するキッチン器具に対応してセルを運転することができる。

媒体中の蒸気分子が既に存在している粒子の表面に団結することは、凝結（凝縮）作用と呼ばれている。例えば、凝結作用は温度低下や水の噴霧によって加速する。また、粒子は各種の表面に付着し、従って実際の粒子群から分離するが、これは付着作用と呼ばれている。実際には、例え、グリース、特に粒子のかなりの部分がセル壁に付着したとしても、凝結作用を通じて、質量の大部分が気相から粒子相に変化する。例えば、植物油滴の平均粒径は３０〜１００ｎｍである。

実際にキッチン器具から出る蒸気はグリースだけでなく、他の化合物、例えば多環式芳香族炭化水素化合物、芳香族アミン化合物、ニトロ化合物を含有し、さらに調理品から出る粒子も含有している。即ち、特にフライ調理の場合には、有害な化合物や発がん性化合物が大気中に放出する。従って、フードおよび分離器を正確に運転することは、調理スタッフの健康にとってきわめて大切である。本明細書で使用する用語“グリース”は、調理中に発生し、排出気体とともに排出される物質を意味する。

本発明のセルを使用すると、放出された蒸気状グリースの大部分が排出気体から分離され、制御された方法で集められたときに、有効な凝結作用が生じる。このため、排気ダクトの汚れを抑制でき、この汚れから生じる問題やコストから免れることができる。さらに、作用を調節することができ、用途に応じて作用を組み合わせることができる。グリース分離の点からみて、キッチン器具は、その熱のため、厄介なものである。他方、熱をおびた排出気体は、本発明の構成で十分にクリーンな状態にある限り、利用可能なものである。セルの後の排気ダクト内に熱交換器を設けることができ、従って従来利用できなかった、排出気体に結合した熱エネルギーを本発明により利用できるようになる。

以下の表１に、本発明構成における粒子含有量および粒子の分離に影響する、排出気体の処理時に生じる各種現象をまとめて示す。各処理プロセスについて、五つの異なる現象に分けて個別に検討する。各現象それぞれに＋、−符号をつけて、処理の現象への作用を示す。粒子の分離に有利に作用する場合には、＋符号を使用する。表からすぐに理解できるように、冷却のほかに、特に混合および加湿が粒子の分離に有利に作用する。これら処理プロセスはいずれも本発明の構成で実施したものである。セルが存在するため、空気を排気気体と混合でき、温度を下げることができる。加湿を利用すると、温度をさらに下げることができ、同時に粒子の分離を加速できる。

本発明構成の運転動作を示す概略図である。 本発明構成の要部を示す横断面図である。 本発明構成の第２実施態様を示す概略図である。 本発明構成の第３実施態様を示す概略図である。

符号の説明

１０：フード、
１１：キッチン器具、
１２：排気ダクト、
１３：吸気ダクト、
１４：セル、
１５：分離器、
１７：熱交換器、
１８：温度センサ、
１９：モータ、
２０：ダンパ、
２６：接続部、
２７：排気接続部。

Claims (10)

1. 換気システムに接続した、キッチン器具の換気装置であって、
   キッチン器具（１１）上方に取り付けられる少なくとも一つのフード（１０）、
   換気システムに属する排気ダクト（１２）にこのフード（１０）を接続する各フード（１０）の排気接続部（２７）、
   排出気体からグリースを分離する分離器（１５）、
   フード（１０）の後に取り付けられるセル（１４）であって、分離器（１５）が取り付けられるとともに、排気ダクト（１２）に接続され、さらに排気気体をフード（１０）からセル（１４）に導く接続部（２６）を有するセル（１４）、および
   取り入れた空気をセル（１４）に導き、この空気を使用して排気気体の温度および／または流量を変更する吸気接続部（２５）を有し、
   セル（１４）をフード（１０）から分離するとともに、セル（１４）で混合された気体の速度、流量および温度が適宜分離器（１５）に接触するようにセル（１４）で混合された気体の速度、流量および温度を調節する手段（１７〜２０）を設けた換気装置において、
   上記手段（１７〜２０）が、分離器（１５）に関してセル（１４）に設けた温度センサ（１８）、および取り入れた空気の速度、流量および／または温度を調節するために吸気接続部（２５）に関して設けた熱交換器（１７）、モータ（１９）およびダンパ（２０）を有し、熱交換器（１７）、モータ（１９）およびダンパ（２０）を温度センサ（１８）に接続してこれらを制御することを特徴とする換気装置。
2. セル（１４）を細長い構造体で構成し、セル（１４）の分離器（１５）の反対側の端部に接続部（２６）を取り付けた請求項１記載の換気装置。
3. 上記換気システムにおいて、セル（１４）をその長手方向軸に対してほぼ水平に取り付けた請求項１又は２記載の換気装置。
4. 取り入れた空気を排出気体に送り込むために、セル（１４）が分配ダクト（２３）およびこの分配ダクトに接続したノズル要素（２１）を有する請求項１〜３のいずれかに記載の換気装置。
5. 換気システムに属する吸気ダクト（１３）に吸気接続部（２５）を接続した請求項１〜４のいずれかに記載の換気装置。
6. セル（１４）が、セル（１４）内の排出気体の流れを案内するバッフル要素（２８）を有する請求項１〜５のいずれかに記載の換気装置。
7. セル（１４）が、洗浄液をセル（１４）および／または分離器（１５）に分配する洗浄要素（３１）を有する請求項１〜６のいずれかに記載の換気装置。
8. セル（１４）の幅を排気ダクト（１２）の幅の１．１〜２．０倍に設定し、混合室を形成した請求項１〜７のいずれかに記載の換気装置。
9. セル（１４）の長さをセル（１４）の幅の２〜６倍に設定した請求項１〜８のいずれかに記載の換気装置。
10. セル（１４）の体積容量を排出気体の流れの６０秒間の容積の少なくとも１０％に設定した請求項１〜９のいずれかに記載の換気装置。

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