JP2004361049A

JP2004361049A - Air shower device

Info

Publication number: JP2004361049A
Application number: JP2003162373A
Authority: JP
Inventors: Yoko Shimizu; 洋子清水; Takeshi Honda; 武史本多
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air shower device technique capable of securing a predetermined wind speed even in a position far from an air blow-out opening in an air shower room. <P>SOLUTION: An air passage of a nozzle jetting out air is provided with a first linearly extended portion with a substantially constant passage sectional area, and a second portion continuous with a downstream side of the first portion with a passage sectional area gradually increasing in an air flowing direction. A linearly extended portion with a substantially constant passage sectional area, and a second portion with a passage sectional area gradually decreasing in the air flowing direction in an upstream side of the first portion are provided as the air passage of the nozzle. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清浄化された空気をノズルからエアシャワ室内に噴出させて該エアシャワ室内を通るものに高速で吹き付け、塵埃等を吹飛ばすエアシャワ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアシャワ装置は、クリーンルームの出入口に設置され、作業者あるいは製品が通る際に、ノズルから、フィルタにより清浄化された空気が高速で吹出され、作業者の体や衣類または製品などに付着した塵埃を吹飛ばして除去するようにしているが、該吹出された空気が塵埃の付着した部分に十分に届かないために、該塵埃を十分に除去できない場合も多い。このための対策技術であって、本発明に関連する従来技術として特許文献に記載されたものとしては、例えば、特開平１０−５２６５４号公報（特許文献１）や、実開昭６２−７６８４８号公報（特許文献２）や、実開昭６３−１６５４３７号公報（特許文献３）に記載されたものがある。特開平１０−５２６５４号公報には、低コストで所望の周波数のパルスエアージェットを生成するために、空気吹出しノズルの吹出し側に、回転軌跡の一部においてノズルから吹出される空気流を横断し回転する気流制限板を設けた構成が記載されている。また、実開昭６２−７６８４８号公報や実開昭６３−１６５４３７号公報には、駆動源によってノズルにスイング運動をさせ、空気の吹出し風向を変更する構成が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−５２６５４号公報
【特許文献２】
実開昭６２−７６８４８号公報
【特許文献３】
実開昭６３−１６５４３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、例えば、半導体製造分野では、半導体装置の高集積化に伴いクリーンルームに対し一層高い清浄度が要求されている。また、食品工場などでも、製品内への異物混入を防ぐため、衣類に付着した塵埃を一層効率的に除去することが求められるようになっている。さらに、エアシャワ装置のランニングコスト及び作業者の作業性向上のために、エアシャワ室内での人や物品などの滞留時間の短縮化も要求されるようになっている。一方、建物内に設置するエアシャワ装置では、出入口の大きさによりエアシャワ室内の幅が１ｍ以上と広くなることもあり、かかる場合は除塵対象の作業者や物品が清浄空気の吹出口から離れることになり、清浄空気の噴流が、該作業者や該物品に届かなかったり、速度が遅くなったりして除塵効果が低下する。
上記従来技術ではいずれも、除塵対象の作業者や物品が清浄空気の吹出し口から離れた場合においては、十分な除塵効果が得られないおそれがある。特に、特開平１０−５２６５４号公報記載の技術では、空気吹出部の気流制御板が回転する構成のため、作業者が誤って手を入れてけがをする危険性もあるし、気流制御板や前面カバーによる流動抵抗のために装置の駆動効率が低下し消費電力が増大することも考えられる。構造も複雑化する。また、実開昭６２−７６８４８号公報や実開昭６３−１６５４３７号公報に記載された技術では、エアシャワ装置室内における作業者や物品の位置または移動状態に関係なく空気の吹出方向が変化するため、除塵対象位置への空気の吹付時間が短くなり、十分な除塵効果が得られないおそれがある。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、エアシャワ装置として、簡単な構造で効率良く駆動でき、かつ、空気の吹出口から離れた場所においても十分に塵埃や異物の除去を行えるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、エアシャワ装置として、（１）清浄化された空気を噴出させるノズルの空気流路を、流路断面積が略一定で直線状に伸びた第１の部分と、該第１の部分の下流側にあって流路断面積が空気の流れ方向に次第に増大する第２の部分とを備えて成る構成とする。（２）同ノズルの空気流路を、流路断面積が略一定で直線状に伸びた第１の部分と、該第１の部分の上流側にあって流路断面積が空気の流れ方向に次第に縮小する第２の部分とを備えて成る構成とする。
上記ノズルは、流動空気の圧力損失を低下させ、噴出された空気が、所定の速度を確保した状態で、エアシャワ室内の遠く離れた位置にまで届くようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図７は、本発明の第１の実施例の説明図である。図１は、本発明の第１の実施例としてのエアシャワ装置の全体構成例図、図２は、図１のエアシャワ装置に用いる空気吹出し用ノズルの外観図、図３は、同ノズルの断面図、図４は、同ノズルの圧力損失特性図、図５は、同ノズルの圧力損失の損失係数とエアシャワ室内における風速との関係を示す特性図、図６は、同ノズルの開口部（空気吹出し口）の開口角とエアシャワ室内における風速との関係を示す特性図、図７は、ノズル内の空気流路形成部材を変形構成とした場合のノズル構成例を示す図である。
図１において、１はエアシャワ装置、２は、装置外の空気を吸込み、流速を上げて送風する送風機、３は、送風機２からの空気を濾過し清浄化するフィルタ、４は、フィルタ３からの空気を通して噴出するノズル、５は、ノズル４からの吹出し気流、６はエアシャワ室、５０ａ、５０ｂはそれぞれ、上記送風機２、上記フィルタ３及び上記ノズル４が設置される部分である。５０ａ、５０ｂにはそれぞれ、複数個のノズル４が所定の位置に配されている。本発明の特徴は上記ノズル４内の空気流路の構造にあり、本第１の実施例では特に、該空気流路を、流路断面積が略一定で直線状に伸びた第１の流路部分と、該第１の流路部分より下流側で該第１の流路部分に連続し、その流路断面積が空気の流れの方向に沿ってリニアに増大する第２の流路部分とを備えた構成としている。
【０００７】
上記装置構成において、送風機２からは昇圧された空気がフィルタ３側に供給される。フィルタ３では該空気を通過させることで該空気を濾過して、空気中の塵埃や細菌などを除去し所定の清浄度が確保されるようにする。該清浄化された空気は、複数個のノズル４内の空気流路を通り、吹出し口から所定の風速または風量でエアシャワ室６内に噴出される。エアシャワ室６内では、ノズル４から噴出される空気が、進入した清浄化対象の人や物品に対して浴びせられ、除塵が行われる。ノズル４から噴出され、塵埃や異物の除去を行った空気は、エアシャワ室６内に設けた吸込み口（図示なし）から該エアシャワ室６の周囲の空間に吸込まれ、フィルタ等により塵埃や異物を濾過され所定の清浄度を満たすようにされた後、装置外部に放出される。本第１の実施例においても、各ノズル４は、それぞれ独立して、エアシャワ室６内への空気の噴出方向を多自由度で変えられるようになっている。
【０００８】
図２は、図１のエアシャワ装置に用いたノズル４の外観図、図３は、同ノズルの断面図である。
図２、図３において、９は空気流路の入口部、１０は空気流路、１０ａは、空気流路１０のうち、流路断面積が略一定で直線状に伸びた第１の流路部分、１０ｂは、該第１の流路部分１０ａより下流側で該第１の流路部分１０ａに連続しその流路断面積が空気流の方向に沿ってリニアに緩やかに増大する第２の流路部分、１１は空気流路１０の出口部、１２は支持部、１３は、空気流路１０を構成する空気流路形成部材、１３ａは、空気流路形成部材１３上において流路断面積が略一定で直線状に伸びた上記第１の流路部分１０ａを形成する第１の部分、１３ｂは、空気流路形成部材１３上において流路断面積が空気流の方向に沿ってリニアに増大する第２の流路部分１０ｂを形成する第２の部分、１５は、空気流路形成部材１３の外側に設ける構造部の球面部、２５は取付け用フランジ部、３０は取付け用孔、θ_ｅは上記第２の部分１３ｂの開口角である。上記空気流路形成部材１３と、その外側に設けられ上記球面部１５を有する構造部とは一体状に構成されている。本第１の実施例では、空気流路形成部材１３の第２の部分１３ｂにおける開口角θ_ｅは約１０゜以下としてあり、かつ、該第２の部分１３ｂの断面形状は略直線的なテーパ状となっている。球面部１５は、支持部１２で支持され、かつ該支持部１２に対し、多自由度での回転変位が可能な構成となっている。第１の流路部分１０ａの長さと第２の流路部分１０ｂの長さの比は、１：１〜１．３とされている。また、空気流路形成部材１３の第１の部分１３ａの空気流路の入口部９では、端部とその近傍を、空気が緩やかに流入されるように、断面がＲ形状を有する滑らかな曲面としている。上記構成により、送風機２（図１）から送風され、フィルタ３を通過することで濾過されて清浄化された空気は、複数の上記ノズル４に供給される。各ノズルにおいて空気は、空気流路の入口部９から空気流路１０に進入し、空気流路１０の第１の流路部分１０ａを通り、さらに第２の流路部分１０ｂを通った後、出口部１１からエアシャワ室６内に噴出される。各ノズルからの空気のエアシャワ室６内への噴出方向は、各ノズルの球面部１５の、支持部１２に対する多自由度の回転変位により各ノズルで独立して適宜調整される。
【０００９】
図４は、ノズルの圧力損失特性の実測結果例を示す図である。特性図で横軸は風速または風量、縦軸は圧力損失である。
図４において、Ａは、空気流路の断面が球形状となっている従来のノズルの場合（球形）、Ｂは、空気流路の流路断面積が略一定で、断面が直線状に伸びたノズルの場合（ストレート形）、Ｃは、上記本発明の第１の実施例におけるノズル４の場合、すなわち、空気流路が、流路断面積が略一定で直線状に伸びた第１の部分と、該第１の部分の下流側に連続し、流路断面積が空気の流れの方向に沿ってリニアに増大しかつ断面形状が略直線的なテーパ状とされた第２の部分とを備えて形成されるノズルの場合（拡大形）である。また、Ｄは、送風機２の特性を示す。この結果、ノズルの圧力損失は、上記本発明の第１の実施例におけるノズル４の場合（拡大形）（特性Ｃ）が最も低く、次に、空気流路の流路断面積が略一定で断面が直線状に伸びたノズルの場合（ストレート形）（特性Ｂ）が低く、従来のノズルの場合（球形）（特性Ａ）が最も高い。これは、上記本発明の第１の実施例の拡大形ノズルにおける空気流路１０では、第１の流路部分１０ａと第２の流路部分１０ｂとにおいて空気流の剥離が抑えられ、滑らかな流れが形成されるためと考えられる。ストレート形ノズルについても同様である。圧力損失から求められる損失係数も、該圧力損失値に対応した値となり、例えば風速２５ｍ／ｓの場合の圧力損失の実測結果値から求められる損失係数としては、本発明の第１の実施例におけるノズル４（拡大形ノズル）（特性Ｃ）の場合は約０．６５、流路断面積が略一定で断面が直線状に伸びたノズル（ストレート形ノズル）（特性Ｂ）の場合は約０．９６、従来のノズル（球形ノズル）（特性Ａ）の場合は約１．２２となる。
【００１０】
図５は、ノズルの損失係数とエアシャワ室における風速との関係を示す図である。損失係数は、上記圧力損失の実測結果から求めた値であり、風速は、ノズルの空気出口部（吹出し部）から約０．４ｍ離れた位置における実測値である。この、約０．４ｍ離れた位置は、ノズルが両側から対向するエアシャワ室の幅寸法を約０．８ｍとした場合の中間位置であって、該中間位置に塵埃や異物を除去される対象体がくる場合を想定している。この結果、該位置における風速も損失係数値に対応して該損失係数値が低い場合は高く、該損失係数値が高い場合は低くなり、上記本発明の第１の実施例におけるノズル４（拡大形ノズル）（特性Ｃ）の場合が該風速が最も高く、次に、上記流路断面積が略一定で断面が直線状に伸びたノズル（ストレート形ノズル）（特性Ｂ）の場合が高い。従来のノズル（球形ノズル）（特性Ａ）の場合は最も低い。これは、上記本発明の第１の実施例の拡大形ノズルにおける空気流路１０では、第１の流路部分１０ａと第２の流路部分１０ｂとにおいて空気流の剥離が抑えられて滑らかな流れが形成される上、さらに、該第２の流路部分１０ｂの出口部１１から吹出される空気のエアシャワ室における流速分布の均一性が比較的高くなるためであると考えられる。ストレート形ノズルの場合も、従来のノズル（球形ノズル）（特性Ａ）の場合に比べてこの傾向にある。
【００１１】
図６は、本発明の第１の実施例におけるノズル４の空気流路１０の出口部１１（空気吹出し口）の開口角θ_ｅとエアシャワ室内における風速との関係を示す特性図である。風速は、上記図の場合と同様、ノズル４の空気流路１０の出口部１１から約０．４ｍ離れた位置における実測値である。この結果、開口角θ_ｅが約２〜４゜の範囲の場合に上記位置での風速が比較的高いが、約１０゜以下の範囲であれば実用上は差支えない風速を確保できる。これは、かかる範囲の開口角θ_ｅにおいては、噴出された空気の、エアシャワ室内における周囲空気との衝突が抑えられ、拡散率が低くなるためと考えられる。
【００１２】
図７は、上記第１の実施例においてノズル内の空気流路形成部材を変形構成とした場合の例を示す図である。本構成例では、空気流路形成部材をノズル本体から分離した別個のものとして構成し、これをノズル本体側に組込むことでノズルを形成する。本構成例の空気流路形成部材内に形成される空気流路の構成は、上記図２〜図６で説明した場合と同じである。
図７において、４’はノズル、１３’は空気流路形成部材、１３’ａは、空気流路形成部材１３’上において流路断面積が略一定で直線状に伸びた上記第１の流路部分を形成する第１の部分、１３’ｂは、空気流路形成部材１３’上において流路断面積が空気流の方向に沿ってリニアに増大する第２の流路部分を形成する第２の部分、１３’ｃはフランジ部、２０は、空気流路形成部材１３’をはめ込むノズル本体側の空間部である。他の部分の構成は、上記図２〜図３に示したノズル４の場合と同じである。該空気流路形成部材１３’をノズル本体側に組込むとき、上記第２の部分１３’ｂと上記第１の部分１３’ａとを上記空間部２０内に挿入し、上記フランジ部１３’ｃがノズル本体側に突き当たってノズル本体側に対し所定位置に位置決めされるようにする。
【００１３】
上記図７のノズル構成の場合も含め、本発明の第１の実施例によれば、エアシャワ装置のエアシャワ室６において、ノズルから離れた位置においても、ノズルから噴出される空気による風速を所定値以上に確保可能となる。このため、該離れた位置に清浄化対象の人や物が存在する場合でも、これに対し十分に塵埃や異物の除去を行うことが可能となる。エアシャワ室６内のノズルからの空気噴出の騒音も低減化される。エアシャワ装置の省電力化も可能となる。また、圧力損失が低減化されるため、例えば、送風機２のファンの大型化や回転数の増大化により、エアシャワ室６内の所定位置や所定領域での風速や風量の増大化を図ることが容易に可能となり、この点からも塵埃や異物の除去効果を高められる。さらに、ノズル構造も簡易で製作し易く、低コストでコンパクトな構成となるため、エアシャワ装置全体のコンパクト化や低コスト化などを図ることも可能となる。
【００１４】
図８は、本発明の第２の実施例のエアシャワ装置に用いるノズルの空気流路の断面構成を示す図である。本第２の実施例のエアシャワ装置は、上記第１の実施例のエアシャワ装置とは、ノズルの空気流路の構成が異なる以外は同じであるとする。以下の説明における構成要素の符号には適宜、上記第１の実施例における場合と同じ符号を用いる。本第２の実施例のエアシャワ装置では、ノズルの空気流路として、流路断面積が略一定で直線状に伸びた第１の流路部分の上流側に、流路断面積が空気の流れの方向に沿ってリニアに縮小する第２の流路部分を設ける。
図８において、１０’はノズル内における空気流路、１０’ａは、空気流路１０’内において空気流の下流側に設ける第１の流路部分、１０’ｃは、空気流路１０’内において空気流の上流側に設ける第２の流路部分、θ_ｉは上記第２の流路部分１０’ｃの開口角である。送風機２（図１）から出力され、フィルタ３を通過することで濾過されて清浄化された空気は、複数のノズルに供給される。各ノズルにおいて空気は、空気流路の入口部から空気流路１０’に進入し、第２の流路部分１０’ｃを通り、さらに第１の流路部分１０’ａを通った後、出口部からエアシャワ室６内に噴出される。各ノズルからの空気のエアシャワ室６内への噴出方向は、上記第１の実施例の場合と同様、各ノズルの球面部１５の、支持部１２に対する回転変位により各ノズルで独立して適宜調整される。本第２の実施例では、上記第２の流路部分１０’ｃの開口角θ_ｉは約１０゜以下とされ、また、該第２の流路部分１０’ｃの断面の外形は、略直線的なテーパ状とされ、フィルタ３側の空気が進入する端部とその近傍は空気が緩やかに流入されるように、滑らかな曲面を形成するＲ形状とされている。また、第１の流路部分１０’ａの長さと第２の流路部分１０’ｃの長さの比は、１：１〜１．３とされている。上記空気流路１０’は、上記第１の実施例の場合と同様、ノズル内において空気流路形成部材によって形成される。
上記空気流路１０’を備えたノズルの圧力損失を実測し、損失係数値を求めた結果、約０．９２が得られた。この値は、上記第１の実施例における拡大形ノズルの場合（図４の特性Ｃ）よりも高いが、上記図４に示すストレート形ノズルの場合（図４の特性Ｂ）よりは低い。
【００１５】
上記図８の空気流路をノズルに用いた第２の実施例によっても、エアシャワ装置のエアシャワ室において、ノズルから離れた位置においても、ノズルから噴出される空気による風速を所定値以上にすることが可能となる。このため、該離れた位置で十分に塵埃や異物の除去を行うことができる。エアシャワ室内のノズルからの空気噴出の騒音の低減化や、エアシャワ装置の省電力化も可能となる。また、圧力損失が低減化により、少なくともその分、送風機のファンの大型化や回転数の増大化を図ることができ、それによって、エアシャワ室６内の所定位置や所定領域での風速や風量の増大化が可能となり、塵埃や異物の除去効果を高められる。さらに、ノズル構造も簡易で製作し易く、低コストでコンパクトな構成となるため、エアシャワ装置全体のコンパクト化や低コスト化を図ることも可能となる。
【００１６】
なお、上記第１、第２の実施例では、空気流路の第２の流路部分を、流路断面積が空気の流れの方向に沿ってリニアに増大または縮小する構成としたが、本発明はこれに限定されず、滑らかな空気流動が確保されるように流路断面積が空気の流れ方向に沿って滑らかに増大または縮小する構成であればよい。また、該第２の流路部分１０ｂまたは１０’ｃの断面の外形も、略直線的なテーパ状に限定されず、滑らかな空気流動が確保されれば、例えば滑らかな曲線状であってもよい。また、ノズルは、支持部１２に対し球面部１５が回転変位することで空気流路の方向を変え、エアシャワ室６内への空気の噴出方向を変えられる構成としたが、該噴出方向は他の手段で変えるようにしてもよい。さらに、この他、ノズル内で空気流路の方向が固定された構成とし、エアシャワ室６内への空気の噴出方向が固定される構成のものであってもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、エアシャワ装置のエアシャワ室において、ノズルから離れた位置においても所定の風速を確保でき、清浄化対象体に付着した塵埃や異物の除去効率の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例としてのエアシャワ装置の全体構成例を示す図である。
【図２】図１のエアシャワ装置に用いる空気吹出し用ノズルの外観図である。
【図３】図２のノズルの断面図である。
【図４】図２のノズルの圧力損失特性を示す図である。
【図５】図２のノズルの圧力損失の損失係数とエアシャワ室内における風速との関係を示す図である。
【図６】図２のノズルの開口角とエアシャワ室内における風速との関係を示す図である。
【図７】他の空気流路形成部材を用いたノズル構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施例のエアシャワ装置に用いるノズルの空気流路の断面構成を示す図である。
【符号の説明】
１…エアシャワ装置、２…送風機、３…フィルタ、４、４’…ノズル、５…吹出し気流、６…エアシャワ室、９…空気流路の入口部、１０、１０’…空気流路、１０ａ、１０’ａ…第１の流路部分、１０ｂ、１０’ｃ…第２の流路部分、１１…空気流路の出口部、１２…支持部、１３、１３’…空気流路形成部材、１３ａ、１３’ａ…空気流路形成部材の第１の流路部分、１３ｂ、１３’ｂ…空気流路形成部材の第２の部分、１５…球面部、２５…取付け用フランジ部、３０…取付け用孔、 θ_ｉ、θ_ｅ…開口角。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an air shower device for blowing clean air from a nozzle into an air shower chamber to blow the dust and the like at a high speed to the air passing through the air shower chamber.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an air shower device is installed at the entrance of a clean room, and when an operator or a product passes, air cleaned by a filter is blown out at a high speed from a nozzle and adheres to an operator's body, clothing, or a product. Although the dust is blown off and removed, the blown air does not sufficiently reach the portion where the dust is attached, so that the dust cannot be sufficiently removed in many cases. As a countermeasure technique for this, described in the patent literature as a prior art related to the present invention, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-52654 (Patent Document 1) and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-76848 There are those described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication (JP-A-Heisei 63-16537) and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-165439 (Patent Document 3). Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-52654 discloses that in order to generate a pulse air jet having a desired frequency at a low cost, the air flow blown from the nozzle is traversed on a part of the rotation trajectory on the blowing side of the air blowing nozzle. A configuration in which a rotating airflow restriction plate is provided is described. JP-A-62-76848 and JP-A-63-165439 describe a configuration in which a nozzle is swung by a driving source to change the air blowing direction.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-52654 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. Sho 62-76848 [Patent Document 3]
Japanese Utility Model Application Laid-open No. Sho 63-165437
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art In recent years, for example, in the field of semiconductor manufacturing, higher integration of semiconductor devices has required higher cleanliness for clean rooms. In addition, in food factories and the like, there is a demand for more efficiently removing dust adhering to clothes in order to prevent foreign substances from being mixed into products. Further, in order to improve the running cost of the air shower device and the workability of the operator, it is required to reduce the residence time of a person or an article in the air shower room. On the other hand, with an air shower device installed in a building, the width of the air shower room may be as large as 1 m or more depending on the size of the entrance, and in such a case, the worker or article to be dust-removed will be separated from the clean air outlet. In other words, the clean air jet does not reach the worker or the article, or the velocity of the jet decreases, so that the dust removing effect is reduced.
In any of the above-described conventional techniques, when the worker or the article to be removed is separated from the outlet of the clean air, a sufficient dust removal effect may not be obtained. In particular, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-52654, the airflow control plate of the air blowing unit is configured to rotate. It is also conceivable that the drive efficiency of the device is reduced and the power consumption is increased due to the flow resistance of the front cover. The structure is also complicated. Further, in the technology described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-76848 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-165437, the air blowing direction changes irrespective of the position or moving state of an operator or an article in the air shower device room. In addition, the time for blowing air to the dust removal target position may be shortened, and a sufficient dust removal effect may not be obtained.
An object of the present invention is to provide an air shower device that can be efficiently driven with a simple structure and can sufficiently remove dust and foreign matter even at a location away from an air outlet in view of the above-described state of the art. It is to be.
An object of the present invention is to provide a technique capable of solving such a problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, basically, as an air shower device, (1) an air flow path of a nozzle for jetting purified air is formed in a linear shape with a substantially constant flow area. It is configured to include a first portion that extends, and a second portion that is downstream of the first portion and has a flow path cross-sectional area that gradually increases in the air flow direction. (2) The air flow path of the nozzle includes a first portion having a substantially constant flow path cross-sectional area and extending linearly, and a flow path cross-sectional area upstream of the first part and having a flow path cross-sectional direction of air. And a second portion that is gradually reduced.
The nozzle lowers the pressure loss of the flowing air so that the jetted air reaches a remote location in the air shower chamber while maintaining a predetermined speed.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 7 are explanatory diagrams of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an example of the overall configuration of an air shower device as a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external view of an air blowing nozzle used in the air shower device of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the nozzle. 4, FIG. 4 is a pressure loss characteristic diagram of the nozzle, FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a loss coefficient of the pressure loss of the nozzle and a wind speed in the air shower chamber, and FIG. 6 is an opening portion of the nozzle (air blowing). FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the opening angle of the (mouth) and the wind speed in the air shower chamber, and FIG. 7 is a diagram showing an example of a nozzle configuration when the air flow path forming member in the nozzle has a modified configuration.
In FIG. 1, 1 is an air shower device, 2 is a blower that sucks air outside the device and blows the air at an increased flow rate, 3 is a filter that filters and cleans air from the blower 2, and 4 is a filter that filters air from the filter 3. Nozzle 5, which blows out through air, 5 is a blown airflow from nozzle 4, 6 is an air shower chamber, and 50a, 50b are portions where the blower 2, filter 3, and nozzle 4 are respectively installed. A plurality of nozzles 4 are arranged at predetermined positions in each of 50a and 50b. The feature of the present invention lies in the structure of the air flow passage in the nozzle 4. In the first embodiment, particularly, the air flow passage is formed by a first flow passage having a substantially constant flow passage cross-sectional area and extending linearly. A passage portion and a second passage portion which is continuous with the first passage portion on a downstream side of the first passage portion and whose cross-sectional area increases linearly in the direction of air flow. And a configuration including:
[0007]
In the above device configuration, the pressurized air is supplied from the blower 2 to the filter 3 side. The filter 3 filters the air by allowing the air to pass therethrough, thereby removing dust, bacteria, and the like in the air to ensure a predetermined cleanliness. The purified air passes through air passages in the plurality of nozzles 4 and is blown out of the outlet into the air shower chamber 6 at a predetermined wind speed or flow rate. In the air shower chamber 6, the air blown out from the nozzles 4 is poured onto a person or an article to be cleaned that has entered, and dust is removed. The air ejected from the nozzle 4 and removing dust and foreign matter is sucked into a space around the air shower chamber 6 from a suction port (not shown) provided in the air shower chamber 6, and the dust and foreign matter are removed by a filter or the like. After being filtered to satisfy a predetermined cleanliness, it is discharged outside the apparatus. Also in the first embodiment, each nozzle 4 can independently change the direction in which air is injected into the air shower chamber 6 with multiple degrees of freedom.
[0008]
FIG. 2 is an external view of a nozzle 4 used in the air shower device of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of the nozzle.
2 and 3, reference numeral 9 denotes an inlet portion of an air flow path, 10 denotes an air flow path, and 10a denotes a first flow path of the air flow path 10 which has a substantially constant flow cross-sectional area and extends linearly. The portion 10b is connected to the first flow passage portion 10a on the downstream side of the first flow passage portion 10a, and has a second flow passage whose cross-sectional area increases linearly and gradually along the direction of the air flow. A channel portion, 11 is an outlet portion of the air flow channel 10, 12 is a support portion, 13 is an air flow channel forming member constituting the air flow channel 10, and 13a is a flow channel cross-sectional area on the air flow channel forming member 13. The first portion 13b which forms the first flow path portion 10a, which is substantially constant and extends linearly, has a flow path cross-sectional area on the air flow path forming member 13 which is linear in the direction of the air flow. The second portion 15 forming the increasing second flow path portion 10 b is provided outside the air flow path forming member 13. Spherical portion of that structure portion, 25 a flange portion for mounting, 30 mounting hole, the theta _e is an opening angle of the second portion 13b. The air flow path forming member 13 and the structural portion provided outside the air flow path forming member and having the spherical portion 15 are integrally formed. In the first embodiment, the opening angle theta _e in the second portion 13b of the air flow path forming member 13 is as follows about 10 °, and the cross-sectional shape of the second portion 13b is substantially straight taper It has a shape. The spherical portion 15 is configured to be supported by the support portion 12 and to be capable of rotationally displacing the support portion 12 with multiple degrees of freedom. The ratio of the length of the first flow passage portion 10a to the length of the second flow passage portion 10b is 1: 1 to 1.3. Further, at the inlet portion 9 of the air flow path of the first portion 13a of the air flow path forming member 13, a smooth curved surface having an R-shaped cross section is formed at the end portion and the vicinity thereof so that air can flow in gently. And With the configuration described above, the air blown from the blower 2 (FIG. 1), and filtered and purified by passing through the filter 3 is supplied to the plurality of nozzles 4. In each nozzle, air enters the air flow path 10 from the inlet 9 of the air flow path, passes through the first flow path portion 10a of the air flow path 10, and further passes through the second flow path portion 10b. It is ejected from the outlet 11 into the air shower chamber 6. The direction in which the air is ejected from each nozzle into the air shower chamber 6 is appropriately adjusted independently for each nozzle by the rotational displacement of the spherical portion 15 of each nozzle with respect to the support portion 12 with multiple degrees of freedom.
[0009]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an actual measurement result of the pressure loss characteristics of the nozzle. In the characteristic diagram, the horizontal axis represents wind speed or air volume, and the vertical axis represents pressure loss.
In FIG. 4, A is a conventional nozzle in which the cross section of the air flow path is spherical (spherical), and B is a linear cross section of the air flow path where the flow path cross-sectional area is substantially constant. In the case of the nozzle (straight type), C is the case of the nozzle 4 in the first embodiment of the present invention, that is, the first air channel has a substantially constant cross-sectional area and extends linearly. A second portion which is continuous with the downstream portion of the first portion, has a flow path cross-sectional area linearly increasing along the direction of air flow, and has a substantially linear tapered cross-sectional shape; This is a case (enlarged type) of a nozzle formed with. D indicates the characteristics of the blower 2. As a result, the pressure loss of the nozzle is lowest in the case of the nozzle 4 (enlarged type) (characteristic C) in the first embodiment of the present invention, and then the cross-sectional area of the air flow path is substantially constant. In the case of a nozzle whose cross section extends linearly (straight type) (characteristic B) is low, and in the case of a conventional nozzle (spherical) (characteristic A), it is highest. This is because in the air flow path 10 in the enlarged nozzle according to the first embodiment of the present invention, the separation of the air flow is suppressed in the first flow path portion 10a and the second flow path portion 10b, and the smooth flow is achieved. It is considered that a flow is formed. The same applies to a straight nozzle. The loss coefficient obtained from the pressure loss is also a value corresponding to the pressure loss value. For example, the loss coefficient obtained from the actually measured pressure loss value at a wind speed of 25 m / s is the same as the loss coefficient in the first embodiment of the present invention. In the case of nozzle 4 (enlarged nozzle) (characteristic C), it is about 0.65. 96, about 1.22 in the case of a conventional nozzle (spherical nozzle) (characteristic A).
[0010]
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between the loss coefficient of the nozzle and the wind speed in the air shower chamber. The loss coefficient is a value obtained from the measurement result of the pressure loss, and the wind speed is a measurement value at a position about 0.4 m away from the air outlet (blow-out part) of the nozzle. The position about 0.4 m away is an intermediate position when the width of the air shower chamber where the nozzles are opposed from both sides is about 0.8 m, and the object from which dust and foreign matter are removed is located at the intermediate position. Is assumed. As a result, the wind speed at the position is also high when the loss coefficient value is low and low when the loss coefficient value is high, corresponding to the loss coefficient value. (Characteristic C), the wind speed is the highest, and then the nozzle (straight nozzle) (characteristic B), whose cross-sectional area is substantially constant and whose cross section extends linearly, is high. Conventional nozzles (spherical nozzles) (characteristic A) have the lowest values. This is because in the air flow path 10 in the enlarged nozzle according to the first embodiment of the present invention, the separation of the air flow is suppressed in the first flow path portion 10a and the second flow path portion 10b, so that the air flow is smooth. This is considered to be because the flow is formed and the uniformity of the flow velocity distribution of the air blown out from the outlet 11 of the second flow path portion 10b in the air shower chamber is relatively high. This tendency is also observed in the case of the straight nozzle as compared with the case of the conventional nozzle (spherical nozzle) (characteristic A).
[0011]
Figure 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the wind speed at the opening angle theta _e and the air shower chamber outlet portion 11 of the air passage 10 of the nozzle 4 of the first embodiment (air outlet) of the present invention. The wind speed is an actually measured value at a position about 0.4 m away from the outlet 11 of the air flow path 10 of the nozzle 4, as in the case of the above figure. As a result, although the wind speed at the location relatively high when the opening angle theta _e of about 2-4 DEG, practically can secure wind speed no problem as long as the range of less than about 10 °. This is because in the opening angle theta _e in the above range, the jetted air, collision with ambient air is suppressed in the air shower room, presumably because the diffusion rate is lower.
[0012]
FIG. 7 is a view showing an example in which the air flow path forming member in the nozzle is modified in the first embodiment. In this configuration example, the air flow path forming member is configured as a separate member separated from the nozzle main body, and this is assembled into the nozzle main body to form the nozzle. The configuration of the air flow path formed in the air flow path forming member of this configuration example is the same as the case described with reference to FIGS.
In FIG. 7, reference numeral 4 'denotes a nozzle, 13' denotes an air flow path forming member, and 13'a denotes the first flow path having a substantially constant flow path cross-sectional area on the air flow path forming member 13 'and extending linearly. The first portion, 13'b, which forms the channel portion, forms a second channel portion, in which the channel cross-sectional area increases linearly along the direction of air flow on the air channel forming member 13 '. A portion 2, 13 ′ c is a flange portion, and 20 is a space on the nozzle body side into which the air flow path forming member 13 ′ is fitted. The configuration of the other parts is the same as that of the nozzle 4 shown in FIGS. When assembling the air flow path forming member 13 'to the nozzle body side, the second portion 13'b and the first portion 13'a are inserted into the space portion 20, and the flange portion 13'c Abuts against the nozzle body and is positioned at a predetermined position with respect to the nozzle body.
[0013]
According to the first embodiment of the present invention, including the case of the nozzle configuration shown in FIG. 7, even in a position far from the nozzle in the air shower chamber 6 of the air shower device, the wind speed of the air ejected from the nozzle is set to a predetermined value. The above can be secured. For this reason, even when a person or object to be cleaned is present at the remote position, it is possible to sufficiently remove dust and foreign matter. The noise of the air jet from the nozzle in the air shower chamber 6 is also reduced. The power saving of the air shower device is also possible. Further, since the pressure loss is reduced, for example, by increasing the size of the fan of the blower 2 or increasing the rotation speed, it is possible to increase the wind speed or the air volume at a predetermined position or a predetermined region in the air shower chamber 6. It is possible easily, and from this point, the effect of removing dust and foreign matter can be enhanced. Furthermore, since the nozzle structure is simple and easy to manufacture, and has a low cost and compact configuration, it is possible to reduce the size and cost of the entire air shower device.
[0014]
FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an air flow path of a nozzle used in an air shower device according to a second embodiment of the present invention. The air shower device of the second embodiment is the same as the air shower device of the first embodiment except that the configuration of the air flow path of the nozzle is different. In the following description, the same reference numerals as in the first embodiment are used as appropriate for the constituent elements. In the air shower device of the second embodiment, the air flow path of the nozzle is such that the flow path cross-sectional area is upstream of the first flow path portion having a substantially constant flow cross-sectional area and extending linearly. A second flow path portion that linearly reduces along the direction is provided.
In FIG. 8, reference numeral 10 'denotes an air flow path in the nozzle, 10'a denotes a first flow path portion provided downstream of the air flow in the air flow path 10', and 10'c denotes an air flow path 10 '. , A second flow path portion provided on the upstream side of the air flow, θ _i is an opening angle of the second flow path portion 10′c. The air that is output from the blower 2 (FIG. 1) and is filtered and purified by passing through the filter 3 is supplied to a plurality of nozzles. At each nozzle, air enters the air flow passage 10 'from the inlet of the air flow passage, passes through the second flow passage portion 10'c, further passes through the first flow passage portion 10'a, and then exits. The air is blown into the air shower chamber 6 from the portion. As in the case of the first embodiment, the direction in which the air is ejected from each nozzle into the air shower chamber 6 is appropriately adjusted independently by each nozzle by the rotational displacement of the spherical portion 15 of each nozzle with respect to the support portion 12. Is done. In the second embodiment, the opening angle theta _i of the second channel section 10'c is more than about 10 °, also, the outer shape of the cross section of the second channel portion 10'c are substantially It has a linear taper shape, and has an R-shape that forms a smooth curved surface so that the air can flow in gently at the end where the air enters on the filter 3 side and in the vicinity thereof. The ratio of the length of the first flow path portion 10'a to the length of the second flow path portion 10'c is 1: 1 to 1.3. The air flow path 10 'is formed by an air flow path forming member in the nozzle as in the case of the first embodiment.
The pressure loss of the nozzle provided with the air flow path 10 'was actually measured, and the loss coefficient value was obtained. As a result, about 0.92 was obtained. This value is higher than the case of the enlarged nozzle in the first embodiment (characteristic C in FIG. 4), but lower than the case of the straight nozzle shown in FIG. 4 (characteristic B in FIG. 4).
[0015]
According to the second embodiment in which the air flow path shown in FIG. 8 is used for a nozzle, the air velocity of the air blown out from the nozzle is set to a predetermined value or more even in a position distant from the nozzle in the air shower chamber of the air shower device. Becomes possible. Therefore, dust and foreign matter can be sufficiently removed at the remote position. It is also possible to reduce the noise of the air jet from the nozzle in the air shower chamber and to save the power of the air shower device. Further, by reducing the pressure loss, it is possible to at least increase the size of the fan of the blower and increase the number of rotations, thereby reducing the wind speed and air volume at a predetermined position and a predetermined area in the air shower chamber 6. The size can be increased, and the effect of removing dust and foreign matter can be enhanced. Furthermore, since the nozzle structure is simple and easy to manufacture, and has a low cost and compact configuration, it is possible to reduce the size and cost of the entire air shower device.
[0016]
In the first and second embodiments, the second flow path portion of the air flow path is configured such that the flow path cross-sectional area linearly increases or decreases along the direction of air flow. The invention is not limited to this, and any configuration may be used as long as the cross-sectional area of the flow path smoothly increases or decreases along the air flow direction so as to ensure a smooth air flow. Also, the outer shape of the cross section of the second flow path portion 10b or 10'c is not limited to a substantially linear tapered shape, and may be, for example, a smooth curved shape if a smooth air flow is ensured. Good. In addition, the nozzle has a configuration in which the direction of the air flow path is changed by the rotational displacement of the spherical portion 15 with respect to the support portion 12, and the direction in which air is ejected into the air shower chamber 6 is changed. It may be changed by means. Further, in addition to this, a configuration in which the direction of the air flow path is fixed in the nozzle and the direction in which the air is injected into the air shower chamber 6 may be fixed.
[0017]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the air shower chamber of an air shower apparatus, a predetermined | prescribed wind speed can be ensured also in the position away from the nozzle, and the removal efficiency of the dust and the foreign material which adhered to the object to be cleaned can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of an air shower device as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of an air blowing nozzle used in the air shower device of FIG.
FIG. 3 is a sectional view of the nozzle of FIG. 2;
FIG. 4 is a view showing a pressure loss characteristic of the nozzle of FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a loss coefficient of pressure loss of the nozzle of FIG. 2 and a wind speed in an air shower chamber.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an opening angle of a nozzle of FIG. 2 and a wind speed in an air shower chamber.
FIG. 7 is a diagram illustrating a nozzle configuration example using another air flow path forming member.
FIG. 8 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of an air flow path of a nozzle used in an air shower device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air shower device, 2 ... Blower, 3 ... Filter, 4, 4 '... Nozzle, 5 ... Blowing air flow, 6 ... Air shower chamber, 9 ... Inlet part of an air flow path, 10, 10' ... Air flow path, 10a, 10'a: first flow path portion, 10b, 10'c: second flow path portion, 11: outlet section of air flow path, 12: support section, 13, 13 ': air flow path forming member, 13a , 13'a: the first flow path portion of the air flow path forming member, 13b, 13'b: the second part of the air flow path forming member, 15: spherical surface part, 25: mounting flange part, 30: mounting Hole, θ _i , θ _e ... opening angle.

Claims

An air shower device for blowing purified air from a nozzle into an air shower chamber,
The nozzle is, as an air flow passage, a first portion which has a substantially constant flow cross-sectional area and extends linearly, and is continuously connected to the first portion downstream of the first portion. A second portion having a flow path cross-sectional area that gradually increases in the direction of air flow.

An air shower device for blowing purified air from a nozzle into an air shower chamber,
The nozzle has, as an air flow path, a first portion having a substantially constant flow cross-sectional area and extending linearly, and a continuous upstream portion of the first portion and coupled to the first portion. And a second portion having a flow path cross-sectional area that gradually decreases in the direction of air flow.

3. The air shower device according to claim 1, wherein the second portion has a configuration in which the cross-sectional area of the flow path changes in proportion to about a square of an axial distance of the flow path. 4.

3. The air shower device according to claim 1, wherein the second portion has a configuration in which an inclination angle of an outer edge portion in a cross section of the flow path is set to about 10 ° or less with respect to an axial direction of the flow path. 4.

4. The air shower device according to claim 1, wherein the second portion has a flow path length that is approximately 1 to 1.3 times the flow path length of the first portion. 5.