JP2017040419A - Local ventilator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a local ventilator of which small-sized formation can be attained and which can positively generated a helical sucked circulation flow even if it is made small.SOLUTION: A local ventilator 1 has an outer casing 2 showing a cylindrical shape as seen in a plan view to which both a discharging duct and an air supply duct are connected; an inner casing 3 arranged below an inner part of the outer casing 2, forming a cylindrical shape as seen in a plan view to form an annular air supplying flow passage space 9 in an entire circumferential direction between itself and the outer casing 1. An annular space around a discharging duct connection pipe in the outer casing 2 is applied as an air supply chamber 11, and many wind direction plates 10 are arranged side by side along a slant direction at regular intervals in a circumferential direction over the entire circumference in the annular air supplying flow passage space 9, and thereby a slant flow passage 12 having a rectangular shape in a cross section is formed, these parallel formed slant flow passages 12 are closed for every other space, and a circular pipe member 14 is arranged to be opened to an indoor side in at least an extremity end of the slant flow passage 12 not closed.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、人工的に螺旋状の吸引旋回流を生起せしめることにより局所的な換気を効果的に行うための局所換気装置に関する。   The present invention relates to a local ventilation device for effectively performing local ventilation by artificially generating a spiral suction swirl flow.

従来より、調理加熱によって発生する熱や汚染空気、タバコの煙など、特定の発生源の空気を局所的に換気するための局所換気装置が知られている。この局所換気装置として、近年は人工的に竜巻を生じせしめ効果的に排気を行うものがある。機構的には、給気側において旋回気流により遠心力を生じせしめると同時に、中心部に吸引負圧を発生させることにより、吸引方向に細長い負圧コアが形成され、この負圧コア部に対する求心力と遠心力がバランスする範囲の旋回気流が渦流となって収束されながら吸引方向に向けて人工的に竜巻が発生するようにしたものである。   Conventionally, a local ventilation device for locally ventilating air of a specific source such as heat generated by cooking and heating, contaminated air, cigarette smoke, and the like is known. In recent years, some local ventilation devices artificially generate tornadoes and exhaust effectively. Mechanically, a centrifugal force is generated by the swirling airflow on the air supply side, and at the same time, a negative suction core is generated in the center, thereby forming a negative pressure core that is elongated in the suction direction. A tornado is artificially generated in the suction direction while the swirling airflow in a range where the centrifugal force is balanced and converging as a vortex.

具体的にこの種の換気装置としては、例えば下記特許文献1に、給気ダクトからの流入空気が旋回方向に導入される給気チャンバーと、この給気チャンバーの内側に同心状に設けられ、排気ダクトを介して空気を排出する排気チャンバーと、この排気チャンバーと上記給気チャンバーとの間に形成され、上記給気ダクトから導入された空気を旋回状態で流す流路長の長い還流型の通風路と、該還流型の通風路中に設けられ、旋回状態で流れる空気流を整流する整流板と、上記給気チャンバーの下端側開口面に設けられ、旋回流生成ステータを介して旋回方向に空気を吹き出す空気吹出口と、上記排気チャンバーの下端側開口面に設けられ、上記排気チャンバー内に所定局所領域の空気を旋回渦流状態で吸引する空気吸込口とを備えてなる換気装置が開示されている。   Specifically, as this type of ventilator, for example, in Patent Document 1 below, an air supply chamber into which the inflow air from the air supply duct is introduced in a swirling direction, and a concentrically provided inside the air supply chamber, An exhaust chamber that discharges air through an exhaust duct, and a reflux type that is formed between the exhaust chamber and the air supply chamber and has a long flow path length that allows air introduced from the air supply duct to flow in a swirling state. A ventilation path, a rectifying plate provided in the reflux-type ventilation path for rectifying the air flow flowing in the swirl state, and provided at a lower end side opening surface of the air supply chamber, and swirling direction via the swirl flow generating stator Ventilation provided with an air outlet through which air is blown out, and an air inlet provided in the lower end side opening surface of the exhaust chamber and sucking air in a predetermined local area in a swirling vortex state in the exhaust chamber Location is disclosed.

また、下記特許文献2に、換気領域の上方に設けられ、装置本体の中央部側空気吸込口から上記換気領域における空気を吸込んで外部に排気する一方、外部から導入した空気を、上記装置本体の外周部側空気吹出口から上記換気領域の外周囲を覆ってエアカーテン状に吹き出す換気装置であって、上記装置本体の外周部側空気吹出口から吹き出される空気を、上方側から下方側に次第に旋回半径を拡大しながら下降する螺旋状の旋回気流に形成するとともに、上記装置本体の中央部側空気吸込口から吸込まれる空気をそれに対応して下方側から上方側に次第に旋回半径を縮小する螺旋状の旋回気流とした換気装置が開示されている。   Further, in the following Patent Document 2, the air in the ventilation area is provided from the center side air suction port of the apparatus main body and is exhausted to the outside while the air introduced from the outside is provided in the apparatus main body. A ventilator that covers the outer periphery of the ventilation region from the outer peripheral side air outlet and blows out in the form of an air curtain, wherein the air blown out from the outer peripheral side air outlet of the device main body is changed from the upper side to the lower side. The spiral turning airflow that gradually descends while gradually increasing the turning radius is formed, and the air sucked from the air suction port at the center of the apparatus body is gradually increased from the lower side to the upper side correspondingly. A ventilation device is disclosed which has a spiral spiral airflow that shrinks.

特許第3327247号公報Japanese Patent No. 3327247 特開2001−317785号公報JP 2001-317785 A

病院などの医療施設や介護施設においては、患者のおむつ交換などの処置を行う間、臭気が拡散しないように局所換気装置が設置されるケースが増加してきているが、この種の局所換気装置は各ベッド毎に天井面に埋め込んで設置されることが多い。従って、装置の小型化が要求されることになる。   In medical facilities such as hospitals and nursing care facilities, there are an increasing number of cases where local ventilators are installed so that odors do not spread during procedures such as changing diapers of patients. In many cases, each bed is embedded in the ceiling. Therefore, downsizing of the apparatus is required.

しかしながら、前記特許文献1や特許文献2に係る換気装置の場合は、同文献に記載されるように、一般家庭の台所や業務用の厨房等における加熱調理器具の上方に設置されたり、工場の汚染粉塵発生箇所に設置されるものであり、装置自体の寸法が大型化してしまう傾向にある。   However, in the case of the ventilator according to Patent Document 1 and Patent Document 2, as described in the same document, it is installed above a heating cooker in a general household kitchen or a commercial kitchen, It is installed at a contaminated dust generation location, and the size of the device itself tends to increase.

本発明者らの実験等により局所換気装置が大きい場合は効果的に螺旋状の吸引旋回流を生起させ易いことは実証済みであるが、装置が小型化するに伴い螺旋状の吸引旋回流を生起させ難くなることが知見された。   Although it has been proved by experiments of the present inventors that it is easy to effectively generate a spiral suction swirl flow when the local ventilation device is large, the spiral suction swirl flow is reduced as the device is downsized. It has been found that it is difficult to generate.

具体的には、前記特許文献1記載の換気装置は、チャンバ内部で気流に対して旋回方向のベクトルを与える旋回流生成ステータ(斜め方向の風向板)を多数配設するようにしているが、装置を小型化した場合、吹出口からの気流が互いに干渉しあって効果的に螺旋状の吸引旋回流を生起させることができないことが知見された。また、前記特許文献2記載の換気装置の場合は、所定の通路長さを有して全周方向に連続して環状に開口されており、その上方側から下方側に向けて開口径が拡大する所定の傾斜角で斜めに形成されている。そして、そのような空気吹出通路部分に、それぞれ螺旋方向下方に所定の傾斜角(ラジアル角)を有した多数の旋回流生成ステータ(旋回流生成手段)が全周方向に所定の間隔を保って並設されている構造を採用しているものであるが(段落[0024]参照)、この場合も装置を小型化した場合、吹出口からの気流が互いに干渉しあって効果的に螺旋状の吸引旋回流を生起させることができないことが知見された。   Specifically, the ventilator described in Patent Document 1 is provided with a large number of swirl flow generating stators (slanting wind direction plates) that give swirl direction vectors to the air flow inside the chamber. It has been found that when the apparatus is downsized, the airflows from the air outlets interfere with each other and cannot effectively generate a spiral suction swirl flow. Further, in the case of the ventilator described in Patent Document 2, it has a predetermined passage length and is continuously opened in the entire circumferential direction, and the opening diameter increases from the upper side to the lower side. It is formed obliquely at a predetermined inclination angle. A large number of swirling flow generating stators (swirling flow generating means) each having a predetermined inclination angle (radial angle) downward in the spiral direction are maintained at predetermined intervals in the entire circumferential direction. Although a side-by-side structure is adopted (see paragraph [0024]), in this case as well, when the device is downsized, the airflow from the air outlets interfere with each other and effectively spiral. It has been found that a suction swirl cannot be generated.

そこで本発明の主たる課題は、装置の小型化が可能であり、かつ装置を小型化した場合であっても、螺旋状の吸引旋回流を確実に生起することが可能な局所換気装置を提供することにある。   Therefore, the main problem of the present invention is to provide a local ventilation device that can reduce the size of the device and can reliably generate a spiral suction swirl flow even when the device is downsized. There is.

上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、装置本体の下面中央に排気ダクトを通じて室内空気を外部に排気するための空気吸込口を備えるとともに、前記空気吸込口の外周側に同心円状に給気ダクトを通じて供給された空気を同一周回方向の斜め下方に向けて吹き出す空気吹出口を備えた局所換気装置において、
前記局所換気装置は、前記排気ダクト及び給気ダクトが接続されるとともに、下面に前記空気吸込口と空気吹出口とが設けられた平面視で円筒形状を成す外ケーシングと、該外ケーシング内部の下側に配設され、前記外ケーシングとの間に所定の高さ範囲に亘り全周方向に環状の給気用流路空間を形成するとともに、排気流路を画成する平面視で円筒形状を成す内ケーシングと、前記内ケーシング上面の中央部と排気ダクトとを接続する排気ダクト接続管とを有し、前記外ケーシング内の前記排気ダクト接続管周りの環状空間が給気チャンバとされ、
前記環状の給気用流路空間において、全周に亘って円周方向に所定間隔で傾斜方向に沿った風向板が多数並設されることにより断面矩形の斜め流路が並列形成され、これら並列形成された斜め流路を一つ置きに塞ぐとともに、塞がれていない斜め流路の少なくとも先端部に室内に開口を臨ませて円形管材を配設したことを特徴とする局所換気装置が提供される。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 is provided with an air suction port for exhausting indoor air to the outside through an exhaust duct at the center of the lower surface of the apparatus body, and concentric circles on the outer peripheral side of the air suction port. In the local ventilator provided with an air outlet that blows out the air supplied through the air supply duct in an obliquely downward direction in the same circumferential direction,
The local ventilator is connected to the exhaust duct and the air supply duct, and has an outer casing having a cylindrical shape in a plan view in which the air suction port and the air outlet are provided on a lower surface, and an inner part of the outer casing. An annular air supply passage space is formed in the entire circumferential direction over a predetermined height range between the outer casing and the outer casing, and a cylindrical shape in plan view that defines an exhaust passage. An inner casing, and an exhaust duct connecting pipe that connects the central portion of the upper surface of the inner casing and the exhaust duct, an annular space around the exhaust duct connecting pipe in the outer casing is an air supply chamber,
In the annular air supply channel space, a large number of wind direction plates along the inclined direction at predetermined intervals in the circumferential direction are arranged in parallel in the circumferential direction, thereby forming oblique channels with rectangular sections in parallel. A local ventilator characterized in that every other oblique flow path formed in parallel is closed, and a circular tube is disposed with an opening facing the room at least at the tip of the oblique flow path that is not closed. Provided.

上記請求項1記載の発明において、本発明に係る局所換気装置は、排気ダクト及び給気ダクトが接続されるとともに、下面に前記空気吸込口と空気吹出口とが設けられた平面視で円筒形状を成す外ケーシングと、該外ケーシング内部の下側に配設され、前記外ケーシングとの間に所定の高さ範囲に亘り全周方向に環状の給気用流路空間を形成するとともに、排気流路を画成する平面視で円筒形状を成す内ケーシングと、前記内ケーシング上面の中央部と排気ダクトとを接続する排気ダクト接続管とを有し、前記外ケーシング内の前記排気ダクト接続管周りの環状空間が給気チャンバとされる。   In the first aspect of the present invention, the local ventilation device according to the present invention has a cylindrical shape in a plan view in which an exhaust duct and an air supply duct are connected and the lower surface is provided with the air inlet and the air outlet. An annular air supply passage space is formed in the entire circumferential direction over a predetermined height range between the outer casing and the outer casing. An inner casing having a cylindrical shape in plan view that defines a flow path; and an exhaust duct connecting pipe that connects a central portion of the upper surface of the inner casing and an exhaust duct, and the exhaust duct connecting pipe in the outer casing The surrounding annular space serves as an air supply chamber.

そして、前記環状の給気用流路空間において、全周に亘って円周方向に所定間隔で傾斜方向に沿った風向板が多数並設されることにより断面矩形の斜め流路が並列形成され、これらの斜め流路を一つ置きに塞ぐとともに、塞がれていない斜め流路の少なくとも先端部に室内に開口を臨ませて円形管材を配設してある。   Then, in the annular air supply channel space, a large number of wind direction plates along the inclined direction are arranged in parallel in the circumferential direction over the entire circumference, whereby oblique channels having a rectangular cross section are formed in parallel. Each of these oblique flow paths is closed, and a circular pipe is disposed with an opening facing the room at least at the front end of the unobstructed oblique flow path.

前記環状の給気用流路空間において、全周に亘って円周方向に所定間隔で傾斜方向に沿った風向板が多数並設されることにより断面矩形の斜め流路が並列形成された構造は、前記特許文献2と同様の吹出流路構造とされるが、このような吹出流路構造では、隣接する吹出口からの吹出空気同士が微妙に干渉しあって給気による旋回流が拡散する傾向にあるため、臭気発生源まで届いていなかったり、給気による旋回流が臭気発生源まで届いたとしても給気の旋回流が拡散する影響により排気の渦流が拡散する傾向にあることが知見された。   In the annular airflow passage space, a structure in which oblique flow passages having a rectangular cross section are formed in parallel by arranging a large number of wind direction plates along the inclined direction at predetermined intervals in the circumferential direction over the entire circumference. Is a blowout flow path structure similar to that of Patent Document 2, but in such a blowout flow path structure, the blown air from adjacent blowout ports slightly interferes and the swirl flow due to the supply air diffuses. Therefore, even if the odor source has not reached the odor source, or the swirl flow due to the supply air reaches the odor source, the vortex flow of the exhaust gas tends to diffuse due to the influence of the swirl flow of the supply air. It was discovered.

そこで本発明では、並列形成された斜め流路を一つ置きに塞ぐとともに、塞がれていない斜め流路の少なくとも先端部に室内に開口を臨ませて円形管材を配設するようにした。並列形成された斜め流路を一つ置きに塞ぐことにより、隣接する吹出口からの吹出空気同士が微妙に干渉し合うことが防止され給気の旋回流が拡散するのを防止できるようになる。また、吹出口の断面形状が矩形のままの場合は、流路の周方向に粘性係数が一様ではないため吹出口から噴出される空気が4隅部分で抵抗となり拡散が大きくなる傾向にある。これに対して、吹出口の断面形状を円形流路とした場合は、周方向に粘性係数が一様であるため、吹出口から噴出される空気の拡散が抑えられるようになる。なお、上記本発明で採用した構成の効果については、後述の実験例で詳述する。   Therefore, in the present invention, every other oblique flow path formed in parallel is closed, and a circular pipe is disposed with an opening facing the room at least at the tip of the oblique flow path that is not closed. By blocking every other oblique flow path formed in parallel, it is possible to prevent the air blown from adjacent blowout ports from interfering with each other and prevent the swirling flow of the supply air from diffusing. . Further, when the cross-sectional shape of the air outlet remains rectangular, the viscosity coefficient is not uniform in the circumferential direction of the flow path, so that air blown out from the air outlet tends to become resistance at the four corners and increase in diffusion. . On the other hand, when the cross-sectional shape of the air outlet is a circular flow path, the viscosity coefficient is uniform in the circumferential direction, so that diffusion of air ejected from the air outlet is suppressed. In addition, the effect of the structure employ | adopted by the said invention is explained in full detail in the below-mentioned experiment example.

請求項2に係る本発明として、前記給気チャンバ内において、上段側に前記排気ダクト接続管の外面を基端として外方側に突出するドーナツ状の第1整流板を配設するとともに、その下段位置に外ケーシングの内面を基端として内方側に突出するドーナツ状の第2整流板を配設した請求項1記載の局所換気装置が提供される。   As a second aspect of the present invention, in the air supply chamber, a donut-shaped first rectifying plate that protrudes outward with the outer surface of the exhaust duct connecting pipe as a base end is disposed on the upper stage side. The local ventilator according to claim 1, wherein a donut-shaped second rectifying plate that protrudes inward with the inner surface of the outer casing as a base end is disposed at a lower position.

上記請求項2記載の発明では、整流板を上下二段に亘って配設するようにしたものである。これによって、給気チャンバ内での旋回流を安定させることができるとともに、給気風速の均等化が図れるようになり、排気効率が向上できるようになる。   In the invention according to the second aspect, the rectifying plate is arranged in two upper and lower stages. As a result, the swirl flow in the air supply chamber can be stabilized, the air supply air speed can be equalized, and the exhaust efficiency can be improved.

請求項3に係る本発明として、前記外ケーシングの直径はφ300〜600mmである請求項1,2いずれかに記載の局所換気装置が提供される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the local ventilator according to any one of the first and second aspects, wherein the outer casing has a diameter of 300 to 600 mm.

上記請求項3記載の発明では、前記外ケーシングの外径寸法を規定したものである。本発明は特に小型化された局所換気装置に対して好適に適用されるものであるが、従来型の中型装置や大型装置に対しても同様に適用が可能である。   In the invention according to the third aspect, the outer diameter of the outer casing is defined. The present invention is particularly preferably applied to a miniaturized local ventilation device, but can be similarly applied to a conventional medium-sized device or a large-sized device.

請求項4に係る本発明として、前記環状の給気用流路空間の高さ方向寸法は150〜250mmであり、幅方向寸法は20〜50mmである請求項1〜3いずれかに記載の局所換気装置が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, the annular air supply channel space has a height direction dimension of 150 to 250 mm and a width direction dimension of 20 to 50 mm. A ventilation device is provided.

上記請求項4記載の発明では、前記環状の給気用流路空間の寸法を規定したものであり、上記数値範囲とすることにより装置を小型化した場合であっても、螺旋状の吸引旋回流を確実に生起することが可能になる。   In the invention described in claim 4, the dimensions of the annular air supply passage space are defined, and even if the apparatus is downsized by setting the numerical value range, the spiral suction swirl It is possible to generate a flow reliably.

請求項5に係る本発明として、前記風向板の傾斜角度は35〜55°、水平方向間隔は35〜55mmで配設されている請求項1〜4いずれかに記載の局所換気装置が提供される。   As a fifth aspect of the present invention, there is provided the local ventilator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the wind direction plate has an inclination angle of 35 to 55 ° and a horizontal interval of 35 to 55 mm. The

上記請求項5記載の発明では、風向板の配置態様について規定したものであり、これにより装置を小型化した場合であっても、螺旋状の吸引旋回流を確実に生起することが可能になる。   In the invention according to the fifth aspect, the arrangement of the wind direction plates is defined, so that even when the apparatus is downsized, it is possible to reliably generate a spiral suction swirl flow. .

以上詳説のとおり本発明によれば、装置の小型化が可能であり、かつ装置を小型化した場合であっても、螺旋状の吸引旋回流を確実に生起することが可能な局所換気装置を提供することができる。   As described above in detail, according to the present invention, a local ventilation device capable of reliably generating a spiral suction swirl flow even when the device can be downsized and the device is downsized. Can be provided.

本発明に係る局所換気装置1を配置した室内の外観図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view of the room | chamber interior which has arrange | positioned the local ventilation apparatus 1 which concerns on this invention. 局所換気装置1を示す、(A)は平面図、(B)は側面図である。The local ventilation apparatus 1 is shown, (A) is a plan view and (B) is a side view. 局所換気装置1の断面図である。It is sectional drawing of the local ventilation apparatus. 図3のIV−IV線矢視図である。It is the IV-IV line arrow directional view of FIG. 図3のV−V線矢視図(底面図)である。It is the VV line arrow directional view (bottom view) of FIG. 給気用流路空間の斜め流路12部分の構造を示す内ケーシング外観図である。It is an inner casing external view which shows the structure of the diagonal flow path 12 part of the flow path space for air supply. 排気状態検証実験のための実験室を示す、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は側面図である。The laboratory for an exhaust state verification experiment is shown, (A) is a plan view, (B) is a front view, and (C) is a side view. 排気状態検証実験で使用する局所換気装置20の基本構造図である。It is a basic structure figure of the local ventilation apparatus 20 used in an exhaust state verification experiment. 試験体(グループI)を示す局所換気装置の側面図である。It is a side view of the local ventilation apparatus which shows a test body (group I). 試験体(グループIIのケース1)を示す吹出口状態図である。It is a blower outlet state figure which shows a test body (case 1 of group II). 試験体(グループIIのケース2)を示す吹出口状態図である。It is a blower outlet state figure which shows a test body (Case 2 of group II). 試験体(グループIIのケース3)を示す、(A)は側面図、(B)は底面図である。The test body (Case 3 of group II) is shown, (A) is a side view, and (B) is a bottom view. 試験体(グループIII〜V)を示す側面図である。It is a side view which shows a test body (group III-V). 効果が見られた改良案の組み合わせに係る試験体を示す側面図である。It is a side view which shows the test body which concerns on the combination of the improvement plan by which the effect was seen.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明に係る局所換気装置1は、例えば図1に示されるように、病院などの医療施設や介護施設などにおいて、各ベッドの上方の天井面にそれぞれ局所換気装置1を設け、ベッド上で患者のおむつ交換などの処置を行う間、そのベッドに対応する局所換気装置1から旋回流Nを吹き出すと同時に室内空気を吸い込むことによって局所換気装置1の下空間に局所換気装置1に向かう渦流Tを形成し、排泄物などの臭気を室内に拡散させないよう個別的な局所換気を行うためのものである。なお、本局所換気装置1は、従来より使用されている調理加熱器具の使用時に発生する熱や汚染空気の換気用、タバコの煙の排煙用としても同様に使用することが可能である。   For example, as shown in FIG. 1, a local ventilation device 1 according to the present invention is provided with a local ventilation device 1 on a ceiling surface above each bed in a medical facility or a care facility such as a hospital, and a patient on the bed. While performing treatment such as changing the diaper, the swirl flow N is blown out from the local ventilation device 1 corresponding to the bed, and at the same time, the indoor air is sucked into the space below the local ventilation device 1 to generate the vortex T toward the local ventilation device 1. It is designed to provide individual local ventilation so that odors such as excreta are not diffused into the room. In addition, this local ventilation apparatus 1 can be similarly used also for the ventilation | gas_flowing of the heat | fever which generate | occur | produces at the time of use of the cooking heater used conventionally, and the ventilation of polluted air, and smoke smoke.

前記局所換気装置1は、図2に示されるように、装置本体の下面中央に排気ダクト6を通じて室内空気を外部に排気するための空気吸込口8を備えるとともに、前記空気吸込口8の外周側に同心円状に給気ダクト5を通じて供給された空気を同一周回方向の斜め下方に向けて吹き出す空気吹出口7を備えるものである。   As shown in FIG. 2, the local ventilation device 1 includes an air suction port 8 for exhausting indoor air to the outside through an exhaust duct 6 at the center of the lower surface of the device body, and an outer peripheral side of the air suction port 8. The air outlet 7 which blows off the air supplied concentrically through the air supply duct 5 in an obliquely downward direction in the same circumferential direction.

具体的には前記局所換気装置1は、前記排気ダクト6及び給気ダクト5が接続されるとともに、下面に前記空気吸込口8と空気吹出口7とが設けられた平面視で円筒形状を成す外ケーシング2と、該外ケーシング2内部の下側に配設され、前記外ケーシング2との間に所定の高さ範囲に亘り全周方向に環状の給気用流路空間9を形成するとともに、排気流路を画成する平面視で円筒形状を成す内ケーシング3と、前記内ケーシング3上面の中央部と排気ダクト6とを接続する排気ダクト接続管4とを有し、前記外ケーシング2内の前記排気ダクト接続管4周りの環状空間が給気チャンバ11とされる。   Specifically, the local ventilation device 1 has a cylindrical shape in plan view in which the exhaust duct 6 and the air supply duct 5 are connected and the air suction port 8 and the air outlet 7 are provided on the lower surface. An annular air supply passage space 9 is formed between the outer casing 2 and the lower side of the outer casing 2 and has a predetermined height range between the outer casing 2 and the outer casing 2. The inner casing 3 having a cylindrical shape in plan view defining the exhaust flow path, and the exhaust duct connecting pipe 4 connecting the central portion of the upper surface of the inner casing 3 and the exhaust duct 6. An annular space around the exhaust duct connecting pipe 4 is an air supply chamber 11.

そして、前記環状の給気用流路空間9において、詳細には図3に示されるように、全周に亘って円周方向に所定間隔で傾斜方向に沿った風向板10,10…が多数並設されることにより断面矩形の斜め流路12,12…が並列形成され、これら並列形成された斜め流路12,12…を一つ置きに塞ぐとともに、塞がれていない斜め流路12、12…の少なくとも先端部に室内に開口を臨ませて円形管材14を配設している。   In the annular air supply passage space 9, as shown in detail in FIG. 3, there are a large number of wind direction plates 10, 10,... Along the inclined direction at predetermined intervals in the circumferential direction over the entire circumference. As a result of the parallel arrangement, the oblique channels 12, 12,... Having a rectangular cross section are formed in parallel, and the oblique channels 12, 12,. , 12... Are provided with circular tubes 14 with an opening facing the room at least at the tip.

以下、更に具体的に詳述する。   This will be described in more detail below.

前記外ケーシング2は、下面に前記空気吸込口8と空気吹出口7とが設けられた平面視で円筒形状を成す下面が開口した函体であり、上部側側面に給気ダクト5と排気ダクト6とが夫々接続されている。前記給気ダクト5は、図2(A)に示されるように、給気チャンバ11内に供給された空気が排気ダクト接続管4周りを周回する旋回流となるように、中心位置から外側に偏心させた位置に接続されるようになっている。前記排気ダクト6が前記給気ダクト2に対して直交する位置であって中心に向かう位置に接続されている。前記外ケーシング2の直径はφ300〜600mm、好ましくは300〜400mmとされる。   The outer casing 2 is a box having a cylindrical lower surface opened in a plan view in which the air suction port 8 and the air outlet 7 are provided on the lower surface, and an air supply duct 5 and an exhaust duct on the upper side surface. 6 are connected to each other. As shown in FIG. 2 (A), the air supply duct 5 moves outward from the center position so that the air supplied into the air supply chamber 11 turns into a swirl flow around the exhaust duct connection pipe 4. It is connected to an eccentric position. The exhaust duct 6 is connected to a position orthogonal to the air supply duct 2 and toward the center. The outer casing 2 has a diameter of 300 to 600 mm, preferably 300 to 400 mm.

前記内ケーシング3は、前記外ケーシング2の内部の下側に同心状に配置された平面視で円筒形状を成す下面が開口した函体であり、前記外ケーシング2との間に所定の高さ範囲に亘りかつ全周方向に沿って環状の給気用流路空間9が形成される。前記環状の給気用流路空間9の高さ方向寸法Hは150〜250mm、好ましくは180〜220mmであり、幅方向寸法Bは20〜50mm、好ましくは20〜30mmとされる。なお、内ケーシング3の高さ寸法は、前記環状の給気用流路空間9の高さ方向寸法Hと同じであるため、150〜250mm、好ましくは180〜220mmとされる。前記内ケーシング3上面の中央部と排気ダクト6とを接続する排気ダクト接続管4が設けられており、内ケーシング3の上部側であって前記外ケーシング1内の前記排気ダクト接続管4周りの環状空間が給気チャンバ11となっている。この内ケーシング3の下面にはガラリが設けられており(図示せず)、空気吸込口8を形成している。   The inner casing 3 is a box that is concentrically disposed on the lower side of the outer casing 2 and has a cylindrical bottom surface in plan view, and has a predetermined height between the inner casing 3 and the outer casing 2. An annular air supply channel space 9 is formed over the entire range and along the entire circumferential direction. A height direction dimension H of the annular air supply passage space 9 is 150 to 250 mm, preferably 180 to 220 mm, and a width direction dimension B is 20 to 50 mm, preferably 20 to 30 mm. In addition, since the height dimension of the inner casing 3 is the same as the dimension H in the height direction of the annular airflow passage space 9, it is set to 150 to 250 mm, preferably 180 to 220 mm. An exhaust duct connection pipe 4 for connecting the central portion of the upper surface of the inner casing 3 and the exhaust duct 6 is provided. The exhaust duct connection pipe 4 is provided on the upper side of the inner casing 3 and around the exhaust duct connection pipe 4 in the outer casing 1. An annular space serves as an air supply chamber 11. A louver is provided on the lower surface of the inner casing 3 (not shown), and an air suction port 8 is formed.

前記環状の給気用流路空間9においては、詳細には図3〜図5に示されるように、全周に亘って円周方向に所定間隔Pで傾斜方向に沿った風向板10,10…が多数並設されることにより断面矩形の斜め流路12,12…が並列形成されている。前記斜め流路12の先端開口が前記空気吹出口7を構成する。   In the annular air supply passage space 9, as shown in detail in FIGS. 3 to 5, the wind direction plates 10, 10 along the inclined direction at a predetermined interval P in the circumferential direction over the entire circumference. Are arranged in parallel to form the oblique flow paths 12, 12... Having a rectangular cross section. A front end opening of the oblique flow path 12 constitutes the air outlet 7.

前記風向板10は内ケーシング3の外面を基端として外側に突出するように固設されているが、外ケーシング2の内面を基端として内側に突出するように固設されてもよい。また、前記風向板10は、傾斜角度θが35〜55°、好ましくは40〜50°で、水平方向間隔Pが35〜55mm、好ましくは40〜50mmで配設されている。   The wind direction plate 10 is fixed so as to protrude outward with the outer surface of the inner casing 3 as a base end, but may be fixed so as to protrude inward with the inner surface of the outer casing 2 as a base end. The wind direction plate 10 is disposed with an inclination angle θ of 35 to 55 °, preferably 40 to 50 °, and a horizontal interval P of 35 to 55 mm, preferably 40 to 50 mm.

そして、本局所換気装置1では前記並列形成された斜め流路12,12…を一つ置きに塞ぎ板13により塞ぐとともに、塞がれていない斜め流路12,12…の少なくとも先端部に、室内に開口を臨ませて円形管材14を配設している。図示例では、斜め流路12の先端部(斜め流路の出口)に塞ぎ板13を溶接付け等により固設し斜め流路を塞いでいるが、塞ぎ板13の配設位置は斜め流路への入口又は中間に配設するようにしてもよい。また、前記円形管材14は、各断面矩形の斜め流路12に1:1の関係で、矩形断面の斜め流路12に内接する外径寸法のものを単独配置するのがよい。配設位置は斜め流路12の流路長に対して比較的短い(10〜30%長さ)のものを室内に開口を臨ませるように先端部(出口部分)に配置するようにするのがよい。また、前記矩形断面の斜め流路12内に円形管材14を内接状態で設置した際、四隅に僅かに隙間ができることになるが、この隙間は塞いでもよいし、塞がなくてもよい。   And in this local ventilator 1, while closing the diagonal flow path 12,12 ... formed in parallel every other with the closing board 13, and at least the front-end | tip part of the diagonal flow path 12,12 ... not closed, A circular tube 14 is disposed with the opening facing the room. In the illustrated example, a blocking plate 13 is fixed to the front end portion of the oblique channel 12 (exit of the oblique channel) by welding or the like to close the oblique channel. It may be arranged at the entrance to or in the middle. In addition, it is preferable that the circular pipe material 14 is independently arranged with an outer diameter dimension inscribed in the oblique flow path 12 having a rectangular cross section in a 1: 1 relationship with the oblique flow path 12 having a rectangular cross section. The arrangement position is relatively short (10 to 30% length) with respect to the flow path length of the oblique flow path 12 and is arranged at the tip (exit part) so that the opening faces the room. Is good. Further, when the circular pipe member 14 is installed in an inscribed state in the oblique channel 12 having the rectangular cross section, a slight gap is formed at the four corners. However, the gap may be closed or may not be closed.

一方、前記給気チャンバ11内においては、図2(B)及び図3に示されるように、上段側に前記排気ダクト接続管4の外面を基端として外方側に突出するドーナツ状の第1整流板15を配設するとともに、その下段位置に外ケーシング2の内面を基端として内方側に突出するドーナツ状の第2整流板16を配設するのがよい。整流板15,16を上下二段でに亘って配設することにより、給気チャンバ11内での旋回流を安定させることができるとともに、給気風速の均等化が図れるようになり、排気効率が向上できるようになる。   On the other hand, in the air supply chamber 11, as shown in FIGS. 2 (B) and 3, a donut-shaped second protrusion projecting outward from the outer surface of the exhaust duct connection pipe 4 at the upper stage side. It is preferable to dispose the first rectifying plate 15 and the donut-shaped second rectifying plate 16 protruding inward with the inner surface of the outer casing 2 as the base end at the lower position. By arranging the rectifying plates 15 and 16 in two upper and lower stages, the swirl flow in the air supply chamber 11 can be stabilized, the air supply air speed can be equalized, and the exhaust efficiency can be improved. Can be improved.

次に、本発明に係る局所換気装置を開発するために行った排気状態検証実験について詳述する。   Next, an exhaust state verification experiment conducted to develop the local ventilation device according to the present invention will be described in detail.

(1)実験環境条件
図7に示されるように、病室を想定し、実験空間をW4000mm×D6000mm×H2700mmの空間とし、中央の天井面に局所換気装置20を設置し、その下方にベッド21を設置した。ベッド21のサイズは1800mm×900mmとし、高さを500mmとした。臭気を可視化するためにベッド21の下方に煙発生器22(機器名:スモークマシーン[MODEL:Z1000II])を設置し、ベッド21の中央から煙を発生させるようにした。
(1) Experimental environmental conditions As shown in FIG. 7, assuming a hospital room, the experimental space is W4000mm × D6000mm × H2700mm, the local ventilation device 20 is installed on the ceiling surface in the center, and the bed 21 is placed below it. installed. The size of the bed 21 was 1800 mm × 900 mm and the height was 500 mm. In order to visualize the odor, a smoke generator 22 (device name: smoked scene [MODEL: Z1000II]) was installed below the bed 21 to generate smoke from the center of the bed 21.

前記局所換気装置20の基本構造は、図8に示される構造、すなわち図2〜図6に示される本発明に係る局所換気装置1と対比すると、第1整流板15及び第2整流板16を無くし、かつ斜め流路12の塞ぐことなくすべての流路を有効とし、円形管材14を省略した構造とした。寸法は、外ケーシング2の直径をφ375mm、給気ダクト5及び排気ダクト6の直径をφ175mm、環状の給気用流路空間9は高さ方向寸法は200mm、幅方向寸法は25mmとし、風向板10は傾斜角度45°、水平方向間隔は45mmとした。   When the basic structure of the local ventilation device 20 is compared with the structure shown in FIG. 8, that is, the local ventilation device 1 according to the present invention shown in FIGS. 2 to 6, the first rectifying plate 15 and the second rectifying plate 16 are provided. All of the channels are effective without being obstructed by the oblique channels 12, and the circular tube 14 is omitted. The dimensions of the outer casing 2 are φ375 mm, the diameter of the air supply duct 5 and the exhaust duct 6 is φ175 mm, the annular airflow passage space 9 is 200 mm in height and 25 mm in width, No. 10 has an inclination angle of 45 ° and a horizontal interval of 45 mm.

(2)基本構造の局所換気装置20による排気状況
先ず、図8に示される基本構造の局所換気装置20により、給排気送風量を種々変化させて、煙の排気状態を確認した。結果を下表1に示す。

Figure 2017040419
表1に示されるように、条件No.1〜6については、煙が真上に上昇せずに拡散した。これは、給気の回転エネルギーがトルネード現象を発生させるベッドまで届いていないため煙が淀んでしまうことに原因していると思われる。また、条件No.7〜9については、煙が大きな回転で上昇するが、ほとんど拡散した。これは、給気の回転エネルギーがベッド上までほぼ届いているが、給気の吹出風が排気の範囲にも影響を及ぼしているため、上昇した煙を拡散させてしまうためと思われる。 (2) Exhaust Situation with Basic Structure Local Ventilation Device 20 First, with the local ventilation device 20 with the basic structure shown in FIG. The results are shown in Table 1 below.
Figure 2017040419
As shown in Table 1, with respect to the conditions No. 1 to 6, the smoke diffused without rising right above. This seems to be due to the fact that the rotational energy of the supply air does not reach the bed where the tornado phenomenon occurs, so that smoke smokes. Moreover, about conditions No. 7-9, although smoke rose by big rotation, it spread | diffused almost. This is probably because the rotational energy of the supply air has almost reached the bed, but the blowout air of the supply air also affects the exhaust range, so that the rising smoke is diffused.

以上のように、図8に示される基本構造の局所換気装置20では、給排気送風量を種々変化させても理想的な排気を達成することはできなかった。   As described above, in the local ventilation device 20 having the basic structure shown in FIG. 8, ideal exhaust cannot be achieved even if the supply / exhaust air volume is variously changed.

(3)基本構造に対する改良
そこで、図8に示される基本構造の局所換気装置20に対して各種の改良案を試み、排気性能を検証した。
(3) Improvement to Basic Structure Therefore, various improvement proposals were tried for the local ventilation device 20 having the basic structure shown in FIG. 8, and the exhaust performance was verified.

改良案は、グループI〜Vに分けた。グループIは、給気風速の均等化に関する改良案、グループIIは給気風の安定化のために吹出部構造に関する改良案、グループIIIは給気風の安定化のための案内板の取付に関する改良案、グループIVはトルネード換気の補助のために排気プロペラファンの取付に関する改良案、グループVは排気風速向上のために排気小口径管の取付に関する改良案である。これらの改良案の具体的内容を下表2に示す。

Figure 2017040419
グループIケース(1)の整流板を上下二段で二重にで配置するというのは、図9に示されるように、基本構造の局所換気装置20に対して本願発明のように上下二段で整流板を取り付けた試験体である。グループIケース(2)は整流板をパンチング板とした場合の試験体である。グループIIケース(1)は図10に示されるように、吹出口7の内周側半分を塞いた試験体である。グループIIケース(2)は、図11に示されるように、斜め流路12を一つ置きに塞いだ試験体であり、グループIIケース(3)は図12に示されるように、斜め流路を一つ置きに塞ぐとともに、塞がれていない斜め流路の先端部に室内に開口を臨ませてパイプを配置した試験体である。グループIII〜Vについては、纏めて図13に示す。グループIIIケース(1)は空気吹出口7の内側に給気案内板を取り付けた試験体であり、グループIIIケース(2)は空気吹出口7の外側に給気案内板を取り付けた試験体であり、グループIVは排気の補助のために排気口内部にプロペラファンを取り付けた試験体であり、グループVは排気風速向上のために排気口に小口径管を取り付けた試験体である。 The improvement plan was divided into groups I to V. Group I is an improvement plan related to equalization of the supply air speed, Group II is an improvement plan related to the blowout structure for stabilizing the supply air wind, and Group III is an improvement plan related to installation of a guide plate for stabilizing the supply air wind. Group IV is an improvement plan related to the installation of an exhaust propeller fan for assisting tornado ventilation, and Group V is an improvement plan related to the installation of a small exhaust pipe for increasing the exhaust air speed. The specific contents of these improvements are shown in Table 2 below.
Figure 2017040419
The dual arrangement of the rectifying plates of the group I case (1) in two upper and lower stages, as shown in FIG. It is a test body with a rectifying plate attached. Group I case (2) is a test specimen in which the current plate is a punching plate. The group II case (1) is a test body in which the inner peripheral half of the air outlet 7 is closed as shown in FIG. As shown in FIG. 11, the group II case (2) is a test body in which every other oblique channel 12 is closed, and the group II case (3) is shown in FIG. Is a test body in which every other pipe is closed and a pipe is arranged with the opening facing the interior of the tip of the oblique flow path that is not closed. Groups III to V are collectively shown in FIG. Group III case (1) is a test body with an air supply guide plate attached to the inside of the air outlet 7, and Group III case (2) is a test body with an air supply guide plate attached to the outside of the air outlet 7. Yes, Group IV is a test body in which a propeller fan is attached to the inside of the exhaust port for assisting exhaust, and Group V is a test body in which a small-diameter pipe is attached to the exhaust port for improving the exhaust air speed.

これらグループI〜Vの各試験体に対して排気状態検証実験を行った結果を下表3に示す。

Figure 2017040419
以上の結果より、排気性能に効果が見られたのは、グループIケース(1)、グループIIケース(2)及びケース(3)であった。そこで、これらを組み合わせた図14に示される局所換気装置によって排気状態の検証を行った。その際の給気風量:300m3/h、排気風量:500m3/hとした。トルネード(排気旋回流)は拡散することなく煙が回転しながら上昇して綺麗に排気された。また、トルネードが安定して形成されるようになり排気が安定した。 Table 3 shows the results of exhaust state verification experiments performed on the test specimens of these groups I to V.
Figure 2017040419
From the above results, it was Group I Case (1), Group II Case (2) and Case (3) that had an effect on the exhaust performance. Therefore, the exhaust state was verified by the local ventilation device shown in FIG. The supply air volume at that time was 300 m 3 / h, and the exhaust air volume was 500 m 3 / h. Tornado (exhaust swirl) was exhausted neatly without smoke spreading and rotating while rotating. Also, the tornado was formed stably and the exhaust was stable.

1…局所換気装置、2…外ケーシング、3…内ケーシング、4…排気ダクト接続管、5…給気ダクト、6…排気ダクト、7…空気吹出口、8…空気吸込口、9…環状の給気用流路空間、10…風向板、11…給気チャンバ、12…斜め流路、13…塞ぎ板、14…円形管材、15…第1整流板、16…第2整流板   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Local ventilation apparatus, 2 ... Outer casing, 3 ... Inner casing, 4 ... Exhaust duct connection pipe, 5 ... Air supply duct, 6 ... Exhaust duct, 7 ... Air outlet, 8 ... Air inlet, 9 ... Ring-shaped Air supply channel space, 10 ... Air direction plate, 11 ... Air supply chamber, 12 ... Oblique flow channel, 13 ... Blocking plate, 14 ... Circular pipe, 15 ... First rectifier plate, 16 ... Second rectifier plate

Claims (5)

装置本体の下面中央に排気ダクトを通じて室内空気を外部に排気するための空気吸込口を備えるとともに、前記空気吸込口の外周側に同心円状に給気ダクトを通じて供給された空気を同一周回方向の斜め下方に向けて吹き出す空気吹出口を備えた局所換気装置において、
前記局所換気装置は、前記排気ダクト及び給気ダクトが接続されるとともに、下面に前記空気吸込口と空気吹出口とが設けられた平面視で円筒形状を成す外ケーシングと、該外ケーシング内部の下側に配設され、前記外ケーシングとの間に所定の高さ範囲に亘り全周方向に環状の給気用流路空間を形成するとともに、排気流路を画成する平面視で円筒形状を成す内ケーシングと、前記内ケーシング上面の中央部と排気ダクトとを接続する排気ダクト接続管とを有し、前記外ケーシング内の前記排気ダクト接続管周りの環状空間が給気チャンバとされ、
前記環状の給気用流路空間において、全周に亘って円周方向に所定間隔で傾斜方向に沿った風向板が多数並設されることにより断面矩形の斜め流路が並列形成され、これら並列形成された斜め流路を一つ置きに塞ぐとともに、塞がれていない斜め流路の少なくとも先端部に室内に開口を臨ませて円形管材を配設したことを特徴とする局所換気装置。
An air suction port for exhausting room air to the outside through an exhaust duct is provided at the center of the lower surface of the apparatus main body, and the air supplied through the air supply duct concentrically on the outer peripheral side of the air suction port is inclined in the same circulation direction. In a local ventilator with an air outlet that blows out downward,
The local ventilator is connected to the exhaust duct and the air supply duct, and has an outer casing having a cylindrical shape in a plan view in which the air suction port and the air outlet are provided on a lower surface, and an inner part of the outer casing. An annular air supply passage space is formed in the entire circumferential direction over a predetermined height range between the outer casing and the outer casing, and a cylindrical shape in plan view that defines an exhaust passage. An inner casing, and an exhaust duct connecting pipe that connects the central portion of the upper surface of the inner casing and the exhaust duct, an annular space around the exhaust duct connecting pipe in the outer casing is an air supply chamber,
In the annular air supply channel space, a large number of wind direction plates along the inclined direction at predetermined intervals in the circumferential direction are arranged in parallel in the circumferential direction, thereby forming oblique channels with rectangular sections in parallel. A local ventilator characterized in that every other oblique flow path formed in parallel is closed, and a circular pipe is disposed with an opening facing the room at least at the tip of the oblique flow path that is not closed.
前記給気チャンバ内において、上段側に前記排気ダクト接続管の外面を基端として外方側に突出するドーナツ状の第1整流板を配設するとともに、その下段位置に外ケーシングの内面を基端として内方側に突出するドーナツ状の第2整流板を配設した請求項1記載の局所換気装置。   In the air supply chamber, a donut-shaped first rectifying plate that protrudes outward from the outer surface of the exhaust duct connecting pipe is disposed on the upper stage side, and the inner surface of the outer casing is based on the lower stage position. The local ventilation device according to claim 1, wherein a donut-shaped second rectifying plate protruding inward as an end is disposed. 前記外ケーシングの直径はφ300〜600mmである請求項1,2いずれかに記載の局所換気装置。   The local ventilator according to claim 1, wherein the outer casing has a diameter of 300 to 600 mm. 前記環状の給気用流路空間の高さ方向寸法は150〜250mmであり、幅方向寸法は20〜50mmである請求項1〜3いずれかに記載の局所換気装置。   The local ventilation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the annular air supply channel space has a height direction dimension of 150 to 250 mm and a width direction dimension of 20 to 50 mm. 前記風向板の傾斜角度は35〜55°、水平方向間隔は35〜55mmで配設されている請求項1〜4いずれかに記載の局所換気装置。   The local ventilation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the wind direction plate has an inclination angle of 35 to 55 ° and a horizontal interval of 35 to 55 mm.
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