JP2003329280A - 気流変換発生装置 - Google Patents

気流変換発生装置

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JP2003329280A
JP2003329280A JP2002175080A JP2002175080A JP2003329280A JP 2003329280 A JP2003329280 A JP 2003329280A JP 2002175080 A JP2002175080 A JP 2002175080A JP 2002175080 A JP2002175080 A JP 2002175080A JP 2003329280 A JP2003329280 A JP 2003329280A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】吸気系の気流のみを利用して、増幅気流、エア
ーカーテンや旋回気流を発生させ、構造も単純且つ簡易
であり、これらを利用するための制御も容易である気流
変換発生装置を提供する。 【解決手段】回転軸2に駆動用プロペラ3とその外側に
配置した気流発生用プロペラ4aとを同心的且つ回転不
可に取り付け、これらをケーシング20内に収納し、該
ケーシング20の軸心部の一端に吸引口21を設け、他
端に空気導入口22を設けて、更にケーシング20の周
縁部に空気導入口22側に吹き出すエアー吹出口23を
設けることで、吸気系の気流5に駆動用プロペラ4を晒
して回転させ、回転軸2を通じて気流発生用プロペラ4
aを回転させて、エアー吹出口23から空気を吹き出し
エアーカーテン27を形成し、その有する回転成分によ
り旋回気流を生じ、吸引口21の吸引により竜巻を生成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気系のダクトに
繋がっている排気口、換気口などに接続するだけで、別
の利用しやすい気流に変換させ、本来の排気口、換気口
の機能にプラスした機能を付与できる気流変換発生装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の気流変換発生装置としては、図1
0に示すように、ノズルaから駆動流体bを高速で吐き
出すと、装置c内が減圧となり吸引ノズルdから増幅流
体eを吸引し、駆動流体bと共に吐出ノズルfから増幅
流体eを吐出するジェットポンプgがある。このジェッ
トポンプgは、流体の吸引、排出を目的とするエゼクタ
ーと、流体の昇圧、圧送を目的とするインゼクターとが
あり、運動部分がないため故障が少ないところに特徴が
あって、その特徴を生かすべく種々の場面で使用されて
いる。すなわち、このジェットポンプgは、ノズルaか
らの駆動流体bによりその有するエネルギーの一部を変
換して、増幅流体eを発生させているが、この増幅流体
eと共に駆動流体bも吐出ノズルfから排出するものも
のである。
【0003】また、本来の排気口、換気口の機能を更に
高めるものとしては、図11に示すような居室エアーカ
ーテン(特開平7−19559号公報参照)が知られて
いる。この公報によれば、天井面hに居室i内の汚染源
Xから汚染空気を拡散させないように、汚染源Xを囲う
ようにラインフローファンjを配設し、このラインフロ
ーファンjの内周側に沿って天井面hにスリット状の吸
引口kを形成し、この吸引口kを備え排気ファン1によ
り排気される等圧チャンバーmをスペースnの天井裏に
配設し、更にラインフローファンjの下向きの吐出空気
流をその到達距離を床面Fに達しない程度とする。これ
によりエアーカーテンoにて閉鎖されたスペースn内の
空気はラインフローファンjにて循環されて、汚染源X
から汚染空気を拡散させることなく、吸引口k、等圧チ
ンバーmを経て排気ファン1により外部に排気される。
【0004】また、本来の排気口、換気口の機能を更に
高めるものとしては、図12に示すような換気装置(特
許第2559268号公報参照)が知られている。この
特許公報によれば、排気扇pの周囲に送風扇qと連結ダ
クトrを有する、斜め下に空気を噴射させ、その空気噴
流角度を前後、左右に自由に調整可能な噴射ノズルsを
円形に設け、この空気流uを中央に設置した排気扇pに
て、調理中のレンジよりの油煙と同時に吸引排気するこ
とで、中央に空気の渦を発生させ、効率良く油煙を排気
出来る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図10の従来例は、確
かに駆動流体bにより増幅流体eを発生させることが出
来るが、駆動流体bが増幅流体eに混ざるから、増幅流
体eを利用する場合に、流量制御や機構が複雑になる。
また、この従来例のジェットポンプgは駆動流体bを発
生させる機器の二次側に設置することになり、そのため
に設置が大きく限定されるものである。
【0006】また、図11の従来例は、排気ファン1以
外に、ラインフローファンjが必要になり、構造が複雑
となりやすい。加えて、エアーカーテンoにて閉鎖され
たスペースn内の空気をラインフローファンjにて循環
させて、汚染源Xから汚染空気を拡散させることなく、
吸引口k、等圧チンバーmを経て排気ファン1により外
部に排気するには、ラインフローファンj及び排気ファ
ン1の風量を適切に制御しなくてはならない、煩わしさ
がある。
【0007】また、図12の従来例は、自由空間内で空
気の渦、すなわち、竜巻を発生させるには、排気扇p以
外に自由空間を囲い旋回気流を起こさせるための空気流
uを形成しなくてはならない。したがって、排気扇pの
回りに、その空気噴流角度を前後、左右に自由に調整可
能な噴射ノズルsを円形に設け、これらの噴射ノズルs
を送風扇qに連結ダクトrにて接続する必要があり、構
造が複雑となり送風扇qも必要となる。
【0008】そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたもので、吸気系の気流を利用すること以外、動力を
必要としないで,増幅気流、エアーカーテンや旋回気流
を発生させ、構造も単純且つ簡易であり、これら増幅気
流、エアーカーテンや旋回気流の制御も極めて容易であ
る気流変換発生装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意研究した結果、回転軸に駆動用プロペ
ラとその外側に配置した気流発生用プロペラとを同心的
且つ回転不可に取り付け、この駆動用プロペラを吸気系
の気流、例えば、排気口に接続すれば、気流発生用プロ
ペラを回転させ、吸気系の気流とは別の気流を発生させ
得て、その気流をリング状のエアー吹出口から空気を吹
き出すようにすれば、一定空間を囲うエアーカーテンや
旋回気流を発生させ、排気口による吸引により一定空間
内を負圧域にすると共に竜巻を発生することを見い出
し、本発明を完成するに至った。
【0010】すなわち、請求項1記載の発明は、回転軸
に駆動用プロペラとその外側に配置した気流発生用プロ
ペラとを同心的且つ回転不可に取り付けてなり、吸気系
の気流に前記駆動用プロペラを晒して回転させ、前記回
転軸を通じて前記気流発生用プロペラを回転させて、前
記吸気系の気流とは別の気流を発生させることを特徴と
する。したがって、この特徴によれば、吸気系の気流に
駆動用プロペラを晒して回転させ、それにより気流発生
用プロペラを回転させ別の気流を発生させるから、この
別の気流と吸気系の気流とが混ざらない。
【0011】請求項2の発明は、回転軸に駆動用プロペ
ラとその外側に配置した気流発生用プロペラとを同心的
且つ回転不可に取り付け、これらをケーシング内に収納
し、該ケーシングの軸心部の一端に吸気系の気流に接続
する吸引口を設け、その他端に空気導入口を設けて、更
に前記ケーシングの周縁部に前記空気導入口側に吹き出
すエアー吹出口を設けてなり、吸気系の気流に前記駆動
用プロペラを晒して回転させ、前記回転軸を通じて前記
気流発生用プロペラを回転させて、前記エアー吹出口か
ら空気を吹き出すようにしたことを特徴とする。したが
って、この特徴によれば、吸引口からの吸気系の気流に
より、気流発生用プロペラを回転させて、エアー吹出口
から空気を吹き出しエアーカーテンを形成し、且つこの
エアーカーテンは、エアー吹出口から回転成分を有した
状態で吹き出されるから、旋回気流を生じ、吸引口から
の吸引により竜巻を生成する。
【0012】請求項3の発明は、前記気流発生用プロペ
ラは、円盤であることを特徴とする。したがって、この
特徴によれば、気流発生用プロペラが円盤であっても、
流体の有する粘性により別の気流を発生させることが出
来る。
【0013】請求項4の発明は、前記気流発生用プロペ
ラは、円盤上にL字状筒体を前記回転軸を中心として放
射状に一定間隔で複数設け、各L字状筒体の周縁部側開
口は前記円盤面とほぼ平行に位置させ、回転軸側開口は
L字状筒体の回転上流側に位置する側壁の切欠部である
ことを特徴とする。したがって、この特徴によれば、気
流発生用プロペラの回転に伴い、各L字状筒体の回転軸
側開口から空気が入り周縁部側開口から円盤面に対して
鉛直方向の各気流が発生し、この各気流はエアー吹出口
から回転成分を有した状態で吹き出されるから、旋回気
流を生じ、吸引口からの吸引により竜巻を生成する。
【0014】請求項5の発明は、前記気流発生用プロペ
ラは、円盤の周縁部上に螺旋状筒を一定間隔で複数立設
してなることを特徴とする。したがって、この特徴によ
れば、気流発生用プロペラの回転に伴い、円盤の周縁部
上の各螺旋状筒により、円盤面に対して鉛直方向の各渦
流が安定的に発生してエアー吹出口から吹き出され、吸
引口からの吸引により各渦流が収束して竜巻を生成す
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜9に基づいて詳述する。図1は本発明の実施形態を示
す気流変換発生装置の断面図であり、この図において、
1は気流変換発生装置を示し、この気流変換発生装置1
は、回転軸2に駆動用プロペラ3とその外側に配置した
気流発生用プロペラ4とを同心的且つ回転不可に取り付
けてなり、吸気系の気流5に駆動用プロペラ3を晒して
回転させ、回転軸2を通じて気流発生用プロペラ4を回
転させて、吸気系の気流5とは別の気流6を発生させる
ものである。
【0016】前記回転軸2は、円筒体10内の軸心部に
設けた軸受11と、円筒体10内の軸心部に配設した吸
引管12の一方の端部12aの軸心部に設けた軸受13
とにより、回転自在になっている。円筒体10の軸受1
1と、吸引管12の軸受13とは、円筒体10の内壁に
取り付けた十字状金具14と、吸引管12の内壁に取り
付けた十字状金具15とにより、支持されている。吸引
管12は、90度曲管であり、円筒体10の内壁を貫
き、その他方の端部12bは吸気系の気流5に繋ぐこと
になる。なお、図1中、16は円筒体10の空気導入口
であり、17はエアー吐出口である。
【0017】前記駆動用プロペラ3及び気流発生用プロ
ペラ4は、前記回転軸2に同心的且つ回転不可に取り付
けることが重要であり、これにより駆動用プロペラ3の
回転に同期して気流発生用プロペラ4が回転することに
なる。駆動用プロペラ3の形状は、吸気系の気流5によ
り回転するものであれば、特に限定がなく、軸流型、遠
心型、横流型いずれでも良い。気流発生用プロペラ4の
形状も、駆動用プロペラ3の状況と同じであるが、駆動
用プロペラ3に同期しで回転するものであるから、その
点での制約がある。なお、図1の実施形態では、駆動用
プロペラ3と気流発生用プロペラ4とが一体に形成され
ているが、回転軸2に同心的且つ回転不可に取り付けて
あれば、気流発生用プロペラ4は、2点鎖線で示す位置
にあっても何ら差し支えない。
【0018】前記吸気系の気流5は、通常吸気系のダク
トに直接、あるいはそのダクトに繋がっている排気口、
換気口などに、吸引管12の他方の端部12bを接続す
ることにより得る。ビルディングや工場などは、大規模
の吸気設備が設置され、その吸気設備から吸気系のダク
トがほぼ全域に配置されている。したがって、その大規
模で効率の高い吸気設備を利用し、新たに電源などの動
力を敷設しなくても、吸気系の気流を別の利用しやすい
気流に変換させ、本来の排気口、換気口の機能にプラス
した機能を付与することができる。なお、このような吸
気系の気流5が得られない場合は、吸引管12の他方の
端部12bにファン、送風機などのサクション側を接続
する必要がある。
【0019】上記したような構成の気流変換発生装置1
は次のようにして使われる。まず、駆動用プロペラ3を
吸気系の気流5に晒すために、不図示の吸気系のダクト
に直接、あるいはそのダクトに繋がっている排気口、換
気口などに、吸引管12の他方の端部12bを接続す
る。駆動用プロペラ3は、吸気系の気流5により空気導
入口16から円筒体10内に導入された気流により回転
し、それにより同期して回転する気流発生用プロペラ4
により、別の気流6を発生させエアー吐出口17から吐
き出される。この得られた別の気流6は、高速(高圧)
で小流量の吸気系の気流5を、低速(低圧)で大流量の
気流に変換発生したものである。したがって、この別の
気流6は、吸気系の気流5と混ざらず、これを利用する
場合、流量制御や機構が単純となり、また、この気流変
換発生装置1は機器の一次側に設置することが出来る。
【0020】図2は本発明の他の実施形態を示す気流変
換発生装置の断面図である。この図において、気流変換
発生装置1aは、回転軸2に駆動用プロペラ3とその外
側に配置した気流発生用プロペラ4aとを同心的且つ回
転不可に取り付け、これらをケーシング20内に収納
し、該ケーシング20の軸心部の一端に吸気系の気流5
に接続する吸引口21を設け、その他端に空気導入口2
2を設けて、更にケーシング20の周縁部に空気導入口
22側に吹き出すエアー吹出口23を設けてなり、吸気
系の気流5に駆動用プロペラ3を晒して回転させ、回転
軸2を通じて気流発生用プロペラ4aを回転させて、エ
アー吹出口23から空気を吹き出すようにしたものであ
る。
【0021】この気流変換発生装置1aは、図1の実施
形態とは似ているので、図1と対比しながら説明する。
前記回転軸2は、ケーシング20の空気導入口22内の
軸心部に設けた軸受11と、ケーシング20の吸引口2
1の軸心部に設けた軸受13とにより、回転自在になっ
ている。空気導入口22の軸受11と、吸引口21の軸
受13とは、空気導入口22の内壁に取り付けた十字状
金具14と、吸引口21の内壁に取り付けた十字状金具
15とにより、支持されている。吸引口21は90度曲
管24の一方の端部24aに接続し、90度曲管24の
他方の端部24bは吸気系の気流5に繋ぐことになる。
【0022】気流変換発生装置1aの駆動用プロペラ3
は、図1の実施形態と同様であり、その外側に配置した
気流発生用プロペラ4aは、図1の実施形態と基本的に
同様であるが、ケーシング20のエアー吹出口23から
空気を吹き出すためのものであるから、図3に示す形状
となっている。すなわち、気流発生用プロペラ4aは、
円盤25の軸心部の孔25aに駆動用プロペラ3が配置
され、その円盤25の全周縁部に翼26が所定間隔で複
数設置してなり、この気流発生用プロペラ4aが回転す
ると翼26により効率よく外側に向かう気流が発生し、
その気流はエアー吹出口23から吹き出される。
【0023】また、この気流発生用プロペラ4bは、図
4に示すように、単なる円盤、すなわち、図3の円盤2
5の全周縁部にある翼26を全部取り外した形状のもの
でも良い。すなわち、流体には粘性があるから、円盤2
5を回転させるだけでも外側に向かう気流が発生し、そ
の気流はエアー吹出口23から吹き出される。なお、エ
アー吹出口23はケーシング20の全周縁部にわたり開
口していても良いし、全周縁部に所定間隔で設けた孔の
集合体であっても良い。
【0024】上記したような構成の気流変換発生装置1
aは次のようにして使われる。まず、駆動用プロペラ3
を吸気系の気流5に晒すために、不図示の吸気系のダク
トに直接、あるいはそのダクトに繋がっている排気口、
換気口などに、90度曲管24の他方の端部24bを接
続し、エアー吹出口23が下向きになるように気流変換
発生装置1aをいずれかの箇所に取り付ける。この状態
になると図2に示すように、駆動用プロペラ3は、吸気
系の気流5により空気導入口22から導入された気流に
より回転し、それにより同期して回転する気流発生用プ
ロペラ4aの翼26により、効率よく外側に向かう気流
が発生し、その気流はエアー吹出口23から吹き出され
エアーカーテン27を形成する。このエアーカーテン2
7によりケーシング20下の空間を囲うと共に前記吸引
口21からの吸引により負圧域28となる。そして、こ
の負圧域28は、空気導入口22から導入された気流の
一部がエアーカーテン27となることにより生じるか
ら、エアーカーテン27の風量よりも空気導入口22か
ら導入される気流量が必ず多くなって、特に制御をする
必要がない。
【0025】一方、エアーカーテン27を形成した気流
は、図5に示すように、エアー吹出口23から吹き出さ
れた後も回転成分を有し、その結果、旋回気流29を生
じ、空気導入口22を経由する吸引口21からの吸引に
より竜巻tを生成する。なお、図4の気流発生用プロペ
ラ4bでは、図2のエアーカーテン27及び図5の竜巻
tを生成することは出来ても、余り効率の良いものとな
らない。この気流発生用プロペラ4bは、その形状に特
に限定がないことを示すための例示としたものである。
【0026】また、この気流発生用プロペラ4cは、図
6、7に示すように、円盤25上にL字状筒体30を回
転軸2を中心として放射状に一定間隔で複数設け、各L
字状筒体30の周縁部側開口31は円盤25面とほぼ平
行に位置させ、回転軸側開口32はL字状筒体30の回
転上流側に位置する側壁の切欠部となっている。この気
流発生用プロペラ4cの回転に伴い、各L字状筒体30
の回転軸側開口32から空気が入り周縁部側開口31か
ら円盤25面に対して鉛直方向の各気流33が発生し、
この各気流33はエアー吹出口23から回転成分を有し
た状態で吹き出されるから、図5に示すように旋回気流
29を生じ、前記吸引口21からの吸引により竜巻tを
生成する。
【0027】また、この気流発生用プロペラ4dは、図
8、9に示すように、円盤25の周縁部上に螺旋状筒3
4を一定間隔で複数立設してなる。この気流発生用プロ
ペラ4dの回転に伴い、円盤25の周縁部上の各螺旋状
筒34により、円盤25面に対して鉛直方向の各渦流3
5が安定的に発生してエアー吹出口23から吹き出さ
れ、吸引口21からの吸引により各渦流35が収束して
竜巻を生成する。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
以下のような効果がある。請求項1記載の発明は、吸気
系の気流に駆動用プロペラを晒して回転させ、それによ
り気流発生用プロペラを回転させ別の気流を発生させる
から、この別の気流と吸気系の気流とが混ざらない。し
たがって、吸気系の気流を利用すること以外、動力を必
要としないで,利用に適した別の気流を発生させ、しか
も構造も単純且つ簡易であり、吸気系の気流が混ざらな
いから別の気流の利用及びその制御も極めて容易となる
効果がある。
【0029】請求項2記載の発明は、吸引口からの吸気
系の気流により、気流発生用プロペラを回転させて、エ
アー吹出口から空気を吹き出しエアーカーテンを形成
し、且つこのエアーカーテンは、エアー吹出口から回転
成分を有した状態で吹き出されるから、旋回気流を生
じ、吸引口からの吸引により竜巻を生成する。したがっ
て、上記効果にプラスして、エアーカーテンや竜巻も発
生させ、しかも構造も単純且つ簡易であり、これらエア
ーカーテンや竜巻を利用して汚染空気を外部に漏らさな
いで吸引でき、これらエアーカーテンや竜巻の制御も極
めて容易となる効果がある。
【0030】請求項3記載の発明は、気流発生用プロペ
ラが円盤であっても、流体の有する粘性により別の気流
を発生させることが出来る。したがって、上記効果に加
えて、気流発生用プロペラの構造を極めて単純化出来、
簡易な利用に威力を発揮する効果がある。
【0031】請求項4記載の発明は、気流発生用プロペ
ラの回転に伴い、各L字状筒体の回転軸側開口から空気
が入り周縁部側開口から円盤面に対して鉛直方向の各気
流が発生し、この各気流はエアー吹出口から回転成分を
有した状態で吹き出されるから、旋回気流を生じ、吸引
口からの吸引により竜巻を生成する。したがって、上記
効果に加えて、強固なエアーカーテンや竜巻を発生させ
ることが出来る。
【0032】請求項5記載の発明は、気流発生用プロペ
ラの回転に伴い、円盤の周縁部上の各螺旋状筒により、
円盤面に対して鉛直方向の各渦流が安定的に発生してエ
アー吹出口から吹き出され、吸引口からの吸引により各
渦流が収束して竜巻を生成する。したがって、上記効果
に加えて、より強固なエアーカーテンや竜巻を発生させ
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す気流変換発生装置の断
面図。
【図2】本発明の他の実施形態を示す気流変換発生装置
の断面図。
【図3】本発明の他の実施形態を示す気流変換発生装置
を構成する気流発生用プロペラの斜視図。
【図4】本発明の他の実施形態を示す気流変換発生装置
を構成する気流発生用プロペラの斜視図。
【図5】本発明の他の実施形態を示す気流変換発生装置
の利用状態の側面図。
【図6】本発明の他の実施形態を示す気流変換発生装置
を構成する気流発生用プロペラの平面図。
【図7】本発明の他の実施形態を示す気流変換発生装置
を構成する気流発生用プロペラの側面図。
【図8】本発明の他の実施形態を示す気流変換発生装置
を構成する気流発生用プロペラの平面図。
【図9】図8の気流発生用プロペラの螺旋状筒を示す斜
視図。
【図10】従来例を示す断面図。
【図11】従来例を示す側面図。
【図12】従来例を示す側面図。
【符号の説明】
1、1a 気流変換発生装置 2 回転軸 3、f 駆動用プロペラ 4、4a、4b、4c、4d 気流発生用プロペラ 5 吸気系の気流 6 別の気流 10、10a 円筒体 11、13 軸受 12 吸引管 12a、24a 一方の端部 12b、24b 他方の端部 14、15 十字状金具 16、22 空気導入口 17 エアー吐出口 20 ケーシング 21、k 吸引口 23 エアー吹出口 24 90度曲管 25 円盤 25a 孔 26 翼 27、o エアーカーテン 28 負圧域 29 旋回気流 30 L字状筒体 31 周縁部側開口 32 回転軸側開口 33 各気流 a ノズル b 駆動流体 c 装置 d 吸引ノズル e 増幅気流 F 床面 f 吐出ノズル g ジェットポンプ h 天井面 i 居室 j ラインフローファン l 排気ファン m 等圧チャンバー n スペース p 排気扇 q 送風扇 r 連結ダクト s 噴射ノズル t 竜巻 u 空気流

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸に駆動用プロペラとその外側に配置
    した気流発生用プロペラとを同心的且つ回転不可に取り
    付けてなり、吸気系の気流に前記駆動用プロペラを晒し
    て回転させ、前記回転軸を通じて前記気流発生用プロペ
    ラを回転させて、前記吸気系の気流とは別の気流を発生
    させることを特徴とする気流変換発生装置。
  2. 【請求項2】回転軸に駆動用プロペラとその外側に配置
    した気流発生用プロペラとを同心的且つ回転不可に取り
    付け、これらをケーシング内に収納し、該ケーシングの
    軸心部の一端に吸気系の気流に接続する吸引口を設け、
    その他端に空気導入口を設けて、更に前記ケーシングの
    周縁部に前記空気導入口側に吹き出すエアー吹出口を設
    けてなり、吸気系の気流に前記駆動用プロペラを晒して
    回転させ、前記回転軸を通じて前記気流発生用プロペラ
    を回転させて、前記エアー吹出口から空気を吹き出すよ
    うにしたことを特徴とする気流変換発生装置。
  3. 【請求項3】前記気流発生用プロペラは、円盤であるこ
    とを特徴とする請求項2記載の気流変換発生装置。
  4. 【請求項4】前記気流発生用プロペラは、円盤上にL字
    状筒体を前記回転軸を中心として放射状に一定間隔で複
    数設け、各L字状筒体の周縁部側開口は前記円盤面とほ
    ぼ平行に位置させ、回転軸側開口はL字状筒体の回転上
    流側に位置する側壁の切欠部であることを特徴とする請
    求項2記載の気流変換発生装置。
  5. 【請求項5】前記気流発生用プロペラは、円盤の周縁部
    上に螺旋状筒を一定間隔で複数立設してなることを特徴
    とする請求項2記載の気流変換発生装置。
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