JP2013002696A - 室内の局所換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】円筒状吹出ノズルを用いて局所排気できる室内の局所換気システムを提供する。
【解決手段】室内１０で発生する汚染源を、排気ファン１３等に誘引する局所換気システムにおいて、室内１０の上部に、汚染源が発生するエリアから排気ファン１３にかけて圧力チャンバー１４を配置し、その圧力チャンバー１４に、それぞれ空気供給管１６を介して円筒状吹出ノズル１７を複数懸吊すると共に、これら円筒状吹出ノズル１７を、汚染源が発生するエリアの上部から排気ファン１３にかけて直列に配置して誘引トンネル２１を形成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、工場や病院などの室内で発生する汚染源を局所的に換気できる室内の局所換気システムに関するものである。

各種製品の製造工場や製薬工場、病院、学校、事務所、レストラン、喫煙室など、室内の作業環境で発生した臭気やＶＯＣ（揮発性有機化合物）を除去する際には、換気・循環型ガス除去装置で、室内空気を循環しながら吸着剤でＶＯＣを除去するようにしている（特許文献１）。しかし、吸込口から汚染源やその滞留域が遠く離れていると、期待する除去効果が得られない。

この対策としては、汚染源近傍にフードを設置し、そのフードで汚染源を捕集し、ダクトを介して吸込口に導くようにしている。

特開２０１０−７８７１号公報 特開２０１０−２０３４４７号公報 特開昭５６−１６７８９７号公報

しかしながら、フードを用いた局所換気は、（１）オイルミスト・水蒸気・粉じん、金属腐食性物質などが汚染ガスに含まれていると、ダクトの清掃・交換が頻繁になる、（２）フード・ダクトが隠蔽施工できない、かつ内部露出施工では作業環境・光環境・景観が悪化する場合は適応できない、などの問題がある。

また、撹拌ファンで汚染源の滞留域を拡散消滅させて排気口に導くことがあるが、汚染源を室内に拡散させることとなり、好ましくなく、さらに低濃度大風量の汚染ガス処理では搬送エネルギーが増加し、ガス除去装置も大きくなり効率も低下する。

一方、特許文献２，３に示されるように、空気を円筒状吹出ノズルから噴射することで周囲空気を誘引しながら送風する送風機が知られている。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、円筒状吹出ノズルを用いて局所排気できる室内の局所換気システムを提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、室内で発生する汚染源を、排気ファン又は空気浄化装置に誘引する局所換気システムにおいて、室内の上部又は室の上部に、汚染源が発生するエリアから上記排気ファン又は空気浄化装置にかけて圧力チャンバーを配置し、その圧力チャンバーに、それぞれ空気供給管を介して円筒状吹出ノズルを複数懸吊すると共に、これら円筒状吹出ノズルを、汚染源が発生するエリアの上部から上記排気ファン又は空気浄化装置にかけて直列に配置して誘引トンネルを形成したことを特徴とする室内の局所換気システムである。

請求項２の発明は、上記圧力チャンバーには、外気又は温調空気が導入される請求項１記載の室内の局所換気システムである。

請求項３の発明は、上記空気供給管は、長さ調整自在に形成される請求項１記載の室内の局所換気システムである。

請求項４の発明は、円筒状吹出ノズルは、上記空気供給管に回転自在にかつ揺動自在に設けられる請求項１〜３いずれかに記載の室内の局所換気システムである。

請求項５の発明は、上記誘引トンネルの上流側の円筒状吹出ノズルの内径が下流側に対して大きく形成される請求項１〜４いずれかに記載の室内の局所換気システムである。

本発明は、円筒状吹出ノズルで形成した誘引トンネルを通して室内の特定エリアで発生する汚染源を局所的に換気できるという優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施の形態を示す正面図である。 本発明において、円筒状吹出ノズルで形成される誘引トンネルの排風量の実験結果を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態を示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す平面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す平面図である。 本発明の第５の実施の形態を示す正面図である。 本発明の第６の実施の形態を示す正面図である。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の第１の実施の形態を示し、病理学的検査を行う病院施設や解剖実験を行う大学・研究施設の室内１０で発生する汚染源としてのホルムアルデヒド対策（防腐剤として使用するホルマリンから発生するホルムアルデヒド対策）の局所換気システムの例を示したものである。

室内１０には、解剖台１１が設けられ、この解剖台１１上のエリア１１Ａで、病理学的検査や解剖実験で使用されるホルンマリンからホルムアルデヒドが汚染源として図示の矢印１２のように発生する。この室内１０の壁１０ｗには排気ファン１３が設けられている。

室内１０の天井裏（或いは室内１０の天井）には、エリア１１Ａから排気ファン１３にかけてダクト等で形成された圧力チャンバー１４が設けられる。圧力チャンバー１４は、排気ファン１３側の端部が閉じられ、他方には、温調空気又は外気を供給する給気ファン１５が接続される。

圧力チャンバー１４には、空気供給管１６を介して円筒状吹出ノズル１７が、その圧力チャンバー１４に沿って複数懸吊される。

円筒状吹出ノズル１７は、特許文献２，３に示されたものと同様、すなわち図２に示したように、外側ケーシング１７ｏと内側ケーシング１７ｉとで、断面円形、断面長円形、断面流線形の内部通路が形成され、内側ケーシング１７ｉの内周に軸方向に空気を吹き出すスリットノズル１８が形成されてなる。円筒状吹出ノズル１７の内側ケーシング１７ｉの内径は２００〜６００ｍｍに形成される。

空気供給管１６は、円筒状吹出ノズル１７の外側ケーシング１７ｏに接続され、圧力チャンバー１４内の空気を円筒状吹出ノズル１７に供給し、スリットノズル１８から吹き出せるようになっている。

この空気供給管１６は、内管１６ｉと外管１６ｏの二重管で伸縮自在に形成され、その外管１６ｏの端部に締付具１９が設けられ、任意の伸縮長さで締付具１９で内管１６ｉを締め付けることで、空気供給管１６の長さを調整できるようになっている。また、空気供給管１６の下部には、蛇腹などからなる角度調整部材２０が設けられ、さらに空気供給管１６の下端部１６ｂに対して円筒状吹出ノズル１７が回転自在に設けられる。

円筒状吹出ノズル１７は、解剖台１１上のエリア１１Ａの前後に、さらにそのエリア１１Ａから排気ファン１３に至るまで、直列に間隔を置いて圧力チャンバー１４に空気供給管１６を介して懸吊されて、図示の一点鎖線で示したように誘引トンネル２１が形成される。この場合、室内１０の天井近くに配置される円筒状吹出ノズル１７の空気供給管１６は、排気ファン１３との高さと同じになるため、長さを調節する必要はなく、空気供給管１６は内管のみで形成するようにしてもよい。

次に本実施の形態の作用を説明する。

解剖台１１上で発生したホルムアルデヒドの汚染源は、図示の矢印１２のように蒸発して室内１０に拡散しようとするが、円筒状吹出ノズル１７内に吸引され、その円筒状吹出ノズル１７が直列に配置されて形成された誘引トンネル２１により排気ファン１３まで誘引され、排気ファン１３から排気される。

この円筒状吹出ノズル１７を直列に配置して形成した誘引トンネル２１は、作業者の移動に妨げにならない高さに配置することができ、また従来のダクトと違って、景観を損ねたり、解剖などの作業を妨げることもない。

図２は、円筒状吹出ノズル１７を３台直列に配置したときの誘引実験結果を示したものである。

先ず、円筒状吹出ノズル１７としては、内側ケーシング１７ｉの径を３００ｍｍφとし、スリットノズル１８の軸方向の吹出幅を１．５ｍｍとしたものを用い、これを６００ｍｍ間隔で配置した。

各円筒状吹出ノズル１７のスリットノズル１８からは吹出風速１０ｍ／ｓｅｃで吹出した。この際のスリットノズル１８からの風量は０．８５ｍ³／ｍｉｎ（５０ｍ³／ｈ）である。

実験の結果、Ａ点からВ点に円筒状吹出ノズル１７を通して吹き出された中心風速は、１．５０ｍ／ｓｅｃ、В点からＣ点に円筒状吹出ノズル１７を通して吹き出された中心風速は、１．９６ｍ／ｓｅｃ、Ｃ点からＤ点に円筒状吹出ノズル１７を通して吹き出された中心風速は、３．３７ｍ／ｓｅｃといった測定結果が得られた。

このＡ点から、ホルムアルデヒドを模して発煙筒から煙を発生させて観測した結果、煙のほぼ全てがＤ点まで誘引できることを確認した。

ホルムアルデヒドの相対蒸気密度は、空気（＝１）とほぼ同じ１．０８であり拡散しやすいが、エリア１１Ａに発生したホルムアルデヒドを誘引トンネル２１を通して吸引し、排気ファン１３を通して換気することが可能となる。

この場合、誘引トンネル２１内の風速は、０．４ｍ／ｓｅｃ、安全を考慮して０．５ｍ／ｓｅｃ以上あれば、誘引トンネル２１に吸引された汚染源が再拡散することなく誘引できる。よって最初に吸引する円筒状吹出ノズル１７の風速は、０．５ｍ／ｓｅｃ以上であればよく、スリットノズル１８からの吹出風速は、５〜１５ｍ／ｓｅｃの範囲であれば、汚染源の局所換気を確実に行うことができる。

また、図２の実験結果が示すように、スリットノズル１８からの吹出風速を同じとすると、下流側の円筒状吹出ノズル１７の総風量が多くなるため、スリットノズル１８からの吹出風速を、円筒状吹出ノズル１７の配置間隔に応じて、漸次小さくするようにしてもよい。

図３は本発明の第２の実施の形態を示したものである。

この第２の実施の形態は、図１の第１の実施の形態と基本的に同じであるが、円筒状吹出ノズル１７で形成する誘引トンネル２１を変形したものである。

図１の実施の形態においては、円筒状吹出ノズル１７の内径を同じもの（例えば３００ｍｍφ）としたが、本実施の形態においては、解剖台１１近くの吸込口となる円筒状吹出ノズル１７ａの内径を大きく、例えば５００ｍｍφとし、排気ファン１３にかけてその内径を漸次小さくして誘引トンネル２１ａを形成したものである。

この第２の実施の形態においては、誘引トンネル２１ａの径を吸込側から排気ファン１３にかけて漸次小さくすることで、効率のよい換気が行える。

図４は、本発明の第３の実施の形態を示したものであり、室内１０が禁煙エリア１０Ｂと喫煙エリア１０Ｃとに区画され、喫煙エリア１０Ｃに設けた喫煙台１１Ｃ上で発生するタバコの煙を排気ファン１３に局所換気する例を示したものである。

この第３実施の形態においては、禁煙エリア１０Ｂと喫煙エリア１０Ｃとは、隔壁２４で仕切られているものの完全に仕切られたものではなく、煙が、喫煙エリア１０Ｃから禁煙エリア１０Ｂに拡散しやすい。

そこで、隔壁２４に沿って円筒状吹出ノズル１７を直列に配置して誘引トンネル２１ｃを形成し、喫煙台１１Ｃ上で発生するタバコの煙を誘引トンネル２１ｃを通して排気ファン１３に排気するようにする。この場合、隔壁２４は、平面視で直線状でなく傾斜していても円筒状吹出ノズル１７は、空気供給管１６に回転自在なため、その隔壁２４の傾斜に合わせて回転させ、誘引トンネル２１ｃを形成することができる。

図５は、本発明の第４の実施の形態を示したものである。

本実施の形態においては、一般病室や大便ブースなどの室内１０にベットや便所１１Ｄが並べて設けられ、その並べられたベットや便所１１Ｄの上方に沿って、円筒状吹出ノズル１７を直列に配置して誘引トンネル２１ｄを形成したものである。この場合、圧力チャンバー１４と給気ファン１５は図示していないが、給気ファン１５から、外気又は温調空気に混ぜて脱臭用としての消臭剤を混入したり、滅菌用のオゾンガスを混入するようにすることで、局所換気と共に脱臭・滅菌が行える。

図６は、本発明の第５の実施の形態を示したものである。

本実施の形態では、工場の室内１０の作業環境を改善するもので、室内１０には、製造ライン１１Ｅが設置され、その製造ライン１１Ｅから汚染源としてのＶＯＣやオイルミスト、蒸気、塵埃等のガス状物質や粒子状物質が発生する。また、室内１０の天井には照明器具２５が設けられている。

この室内１０の壁１０ｗには、排気型の空気浄化装置２６が設置され、製造ライン１１Ｅ上から空気浄化装置２６にかけて円筒状吹出ノズル１７を直列に配置して誘引トンネル２１ｅを形成するものである。

このように誘引トンネル２１ｅを形成することで、製造ライン１１Ｅで発生するオイルミスト等の汚染源は誘引トンネル２１ｅを通して空気浄化装置２６に導くことができる。

本実施の形態においては、ダクトがないため、照明器具２５からの照明を遮ることなく製造ライン１１Ｅを照明でき、作業域が明るく、作業の障害にならない。

また、ＶＯＣなどが汚染源であると製造ライン１１Ｅは防爆施設となるが、円筒状吹出ノズル１７は、ファンモータを内蔵していないため、防爆に適したものとなる。

また、誘引トンネル２１ｅを通して汚染源を空気浄化装置２６に導くため、処理空気は高濃度最小風量ですみ、空気浄化装置２６を小さくでき、除去効率も向上できる。

図７は、第５の実施の形態と同様に工場内で使用する溶剤を保管する保管庫や作業室などの室内１０の作業環境を改善するもので、室内１０には、溶剤タンク１１Ｆが設置され、その室内１０と区画されて廊下３０が配置され、廊下３０と反対側の室内１０の壁１０ｗに接して室内循環型空気浄化装置３１が設置され、また天井には照明器具２５が設けられている。

この実施の形態においては、圧力チャンバー１４に接続した給気ファン１５は廊下３０の空気を吸引して圧力チャンバー１４に送風するように構成し、溶剤タンク１１Ｆ上から床に設置された室内循環型空気浄化装置３１にかけて、円筒状吹出ノズル１７を直列に配置して誘引トンネル２１ｆを形成する。

これにより、溶剤タンク１１Ｆから蒸発するＶＯＣを室内循環型空気浄化装置３１に導入することができ、室内１０の環境を最適化することが可能となる。

１０ 室内
１３ 排気ファン
１４ 圧力チャンバー
１６ 空気供給管
１７ 円筒状吹出ノズル
２１ 誘引トンネル

Claims (5)

1. 室内で発生する汚染源を、排気ファン又は空気浄化装置に誘引する局所換気システムにおいて、室内の上部又は室の上部に、汚染源が発生するエリアから上記排気ファン又は空気浄化装置にかけて圧力チャンバーを配置し、その圧力チャンバーに、それぞれ空気供給管を介して円筒状吹出ノズルを複数懸吊すると共に、これら円筒状吹出ノズルを、汚染源が発生するエリアの上部から上記排気ファン又は空気浄化装置にかけて直列に配置して誘引トンネルを形成したことを特徴とする室内の局所換気システム。
2. 上記圧力チャンバーには、外気又は温調空気が導入される請求項１記載の室内の局所換気システム。
3. 上記空気供給管は、長さ調整自在に形成される請求項１記載の室内の局所換気システム。
4. 円筒状吹出ノズルは、上記空気供給管に回転自在にかつ揺動自在に設けられる請求項１〜３いずれかに記載の室内の局所換気システム。
5. 上記誘引トンネルの上流側の円筒状吹出ノズルの内径が下流側に対して大きく形成される請求項１〜４いずれかに記載の室内の局所換気システム。