JP2021071222A - エアカーテン装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エアカーテンによる建物内への外気の流入を遮断し、建物内環境(温熱環境や空気質)を適切に維持する機能に優れ、建物内に流入した外気を確実に回収することができるエアカーテン装置を提供する。【解決手段】エアカーテン装置100は、上方に空気吹出エリア12、下方に空気吸込エリア13が位置するようにセットした本体ユニット10Xと、これとは天地逆に、上方に空気吸込みエリア13、下方に空気吹出エリア12が位置するようにセットした本体ユニット10Yとを、それぞれの空気吹出エリア12及び空気吸込エリア13が、建物1の出入口の通行領域3を挟んで互いに対向するように配置することによって形成されている。【選択図】図13

Description

本発明は、建物の出入り口などに、外気や塵埃などの侵入を防ぐ空気流の幕を形成する機能を有するエアカーテン装置に関する。
エアカーテン装置については、従来、様々な形式のものが開発、販売されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献1に記載された「車両用エアシャッタ」、特許文献2に記載された「エアカーテン装置」並びに特許文献3に記載された「エア・カーテン・システム」などがある。
特許文献1に記載された「車両用エアシャッタ」は、車内が空調されて車内と外気とで温度差のある車両の出入口の開口部に設けられ空気の流通を遮断するエアシャッタにおいて、開口部を挟んだ両側部に空気ダクトを立設し、両空気ダクトにおいて同一高さでは一方の空気ダクトに空気吹出口を設けるとともに他方の空気ダクトに空気吸込口を設けて互いに対峙させるとともに、ある一部の高さでは空気吹出口及び空気吸込口の配置を逆にして、開口部に車両の内部と外気とを遮断する水平方向の空気循環流を形成することを特徴とするものである。
特許文献2に記載された「エアカーテン装置」は、空気を外部へ吹き出す吹出口および空気を内部へ吸込む吸込口が設けられた一対の筐体と、一対の筐体内にそれぞれ設けられ、空気を前記吹出口から吹き出させる送風部と、を有し、一対の筐体の内部には、空気を一時的に貯留する貯留部が設けられ、一方の筐体における吹出口および吸込口に対して他方の筐体における吸込口および吹出口がそれぞれ対向配置され、送風部により吹き出された空気が、一方の筐体の吹出口から他方の筐体の吸込口、他方の筐体の吹出口、一方の筐体の吸込口の順に循環されることを特徴とするものである。
特許文献3に記載された「エア・カーテン・システム」は、空気調和されている室内側と、外界との間の熱の出入を遮断するエア・カーテン・システムにおいて、エア・カーテンを構成する部分である噴流の吹出し口と、吸込口とを開放端とする閉ループを構成し、ループ内に送風機、吸音装置、ならびにフイルタを内蔵してユニットに構成したことを特徴とするものである。
特開2006−1401号公報 特開2008−25724号公報 特開昭63−156963号公報
特許文献1に記載された「車両用エアシャッタ」、特許文献2に記載された「エアカーテン装置」並びに特許文献3に記載された「エア・カーテン・システム」はそれぞれの用途に応じた機能を有しているのであるが、本発明が属する技術分野においては、エアカーテンによる遮蔽空間内への外気流入を遮断する機能及び流入した外気を回収する機能の向上は、今後も解決すべき重要課題である。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、エアカーテンによる建物内への外気の流入を遮断し、建物内環境(温熱環境や空気質)を適切に維持する機能に優れ、建物内に流入した外気を確実に回収することができるエアカーテン装置を提供することにある。
本発明に係るエアカーテン装置は、柱型の筐体の内部に上下に区画形成された空気吹出エリア及び空気吸込エリアと、前記空気吸込エリアから吸い込んだ空気を前記空気吹出エリアから水平方向に吹き出す電動ファンと、を備えた2台の本体ユニットを、それぞれの前記空気吹出エリア及び前記空気吸込エリアが、床面・天井面及び壁面で区画された領域の出入口の通行領域を挟んで互いに対向するように配置したエアカーテン装置であって、
一方の前記本体ユニットは上方に空気吹出エリア、下方に空気吸込エリアを有し、他方の前記本体ユニットは上方に空気吸込みエリア、下方に空気吹出エリアを有し、
前記空気吹出エリアは、前記出入口を含む仮想垂直平面と斜めに交差する方向に空気を吹き出す機能を有する縦長スリット形状の開口部を複数有し、
前記空気吸込エリアは、空気吸込方向に向かって窪んだ凹曲面と、前記凹曲面に分散状に開設された複数の吸込孔とを有することを特徴とする。
このような構成とすれば、2台の本体ユニットが対向する領域の上方部分並びに下方部分に、それぞれ、出入口を含む仮想垂直平面と平行ではなく、斜めに交差する方向に吹き出す空気流が形成されるので、上方部分の空気流と下方部分の空気流との間に干渉が発生し難くなり、外気の流入を防止することが可能となり、建物内の温熱環境や空気質を適切な状態に維持することができる。また、水平方向の空気流によって本体ユニット付近に渦流が形成されるので、建物内に流入した外気は、渦流の誘引作用により本体ユニットの空気吸込エリアに誘導され、空気中に含まれる汚染物質(花粉や塵埃など)は、空気吸込エリアに設けられた集塵フィルタにより確実に回収される。
前記エアカーテン装置においては、前記空気吹出エリアの開口部を、前記空気吹出エリアにおける前記筐体の一方の側面寄りの部分に設けることが望ましい。
このような構成とすれば、出入口を含む仮想垂直平面と、空気吹出エリアの開口部から吹き出す空気流との交差角度を大きく設定することが可能となるので、エアカーテン効果並びに渦流による誘引作用を増強させることができる。
前記エアカーテン装置においては、前記空気吸込エリアの少なくとも一部が、水平断面が円弧状をなすパンチング板で形成することができる。
このような構成とすれば、空気吸込エリアの少なくとも一部が円弧状の凹曲面を有するパンチング板で形成されことにより、対面から流れてきた空気流を貫通孔(パンチング孔)で吸い込みつつ、円弧状の凹曲面に沿う空気流も生成されるので、空気流を予旋回させ、渦流の生成を促進することができる。
前記エアカーテン装置においては、前記本体ユニットと前記出入口との間の隙間を閉塞するガイド部材を設けることができる。
このような構成とすれば、本体ユニットと出入口との間の隙間からの空気の漏流を抑止することができ、ガイド部材がエアカーテン気流を確実に空気吸込エリアに案内するので、エアカーテン効果を増強することができる。また、渦流の生成を促進させることもできる。なお、ガイド部材が無い場合は、漏流により形成される空気流が建物内を一巡し、建物内に拡散した外気を回収することができる、というメリットがある。
前記エアカーテン装置においては、前記ガイド部材の少なくとも一部に形成された平板形状部が、前記出入口を含む仮想垂直平面に対し、仮想鉛直線を中心として所定角度をなすように配置することができる。
このような構成とすれば、エアカーテン効果及び渦流生成促進効果をさらに増強することができる。
本発明により、エアカーテンによる建物内への外気の流入を遮断し、建物内環境(温熱環境や空気質)を適切に維持する機能に優れ、建物内に流入した外気を確実に回収することができるエアカーテン装置を提供することができる。
本発明の実施形態であるエアカーテン装置を構成する一方の本体ユニット示す正面図である。 図1に示す本体ユニットの右側面図である。 図1に示す本体ユニットの平面図である。 図1中のA−A線における一部省略断面図である。 図1中のB−B線における一部省略断面図である。 図1中のC−C線における一部省略断面図である。 図1中のD−D線における一部省略断面図である。 図2中のE−E線における一部省略断面図である。 図1に示す本体ユニットと組み合わせてエアカーテン装置を構成する他方の本体ユニットを示す正面図である。 図9に示す本体ユニットの右側面図である。 図9に示す本体ユニットの平面図である。 図1に示す本体ユニット及び図9に示す本体ユニットを建物内に配置してエアカーテン装置を構成した状態を示す一部省略平面図である。 図12中の矢線F1方向から見た一部省略斜視図である。 図13に示すエアカーテン装置によって形成される気流の流動状態を模式的に示す図である。 図13に示すエアカーテン装置によって形成されるカーテン気流の分布状態を模式的に示す図である。 図12に示すエアカーテン装置における気流の流れ状態を模式的に示す一部省略平面図である。 本発明のその他の実施形態であるエアカーテン装置における気流の流れ状態を模式的に示す一部省略平面図である。
以下、図1〜図17に基づいて、本発明の実施形態であるエアカーテン装置100,20について説明する。
初めに、図1〜図16に基づいて、エアカーテン装置100について説明する。図12,図13に示すように、エアカーテン装置100は2台の本体ユニット10X,10Yを、建物1の出入口2の通行領域3を挟んで互いに対向するように配置することによって形成されている。
なお、エアカーテン装置100の配置場所は建物1の出入口2の通行領域3に限定しないので、他の場所、例えば、床面・天井面及び壁面で区画された領域の出入口の通行領域を挟んで互いに対向するように配置して使用することもできる。
図1〜図8に示すように、本体ユニット10Xは、四角柱型の筐体11の内部に上下に区画形成された空気吹出エリア12及び空気吸込エリア13と、空気吸込エリア13から吸い込んだ空気を空気吹出エリア12から水平方向に吹き出す電動ファン14と、を備えている。即ち、一方の本体ユニット10Xは上部に空気吹出エリア12を有し、下部に空気吸込エリア13を有している。
また、図9〜図11に示すように、本体ユニット10Yは、四角柱型の筐体11の内部に上下に区画形成された空気吸込エリア13及び空気吹出エリア12と、空気吸込エリア13から吸い込んだ空気を空気吹出エリア12から水平方向に吹き出す電動ファン14と、を備えている。即ち、他方の本体ユニット10Yは上部に空気吸込エリア13を有し、下部に空気吹出エリア12を有している。
図13に示すように、エアカーテン装置100においては、2台の本体ユニット10X,10Yを、それぞれの空気吹出エリア12及び空気吸込エリア13が、建物1の出入口2の通行領域3を挟んで互いに対向するように配置されている。
図1,図2に示すように、一方の本体ユニット10Xは上方に空気吹出エリア12、下方に空気吸込エリア13を有するように起立状に配置され、図9,図10に示すように、他方の本体ユニット10Yは上方に空気吸込エリア13、下方に空気吹出エリア12を有するように起立状に配置されている。
図1〜図3,図11〜図13に示すように、空気吹出エリア12は、建物1の出入口2を含む仮想垂直平面4(図12参照)と斜めに交差する方向に空気を吹き出す機能を有する縦長スリット形状の開口部15を複数有し、空気吸込エリア13は、空気吸込方向に向かって窪んだ凹曲面16と、凹曲面16に分散状に開設された複数の吸込孔17とを有している。エアカーテン装置100の本体ユニット10X,10Yにおいては、空気吸込エリア13は、水平断面が円弧状をなすパンチング板18で形成している。また、図5に示すように、パンチング板18の裏側(凸曲面側)には集塵フィルタFが任意の手段で固定されている。
図12に示すように、エアカーテン装置100においては、本体ユニット10X,10Yの空気吹出エリア12の開口部15を、本体ユニット10X,10Yの、それぞれの空気吹出エリア12における筐体11の一方の側面寄り(側面板11d寄りの部分)に設けている。
ここで、図4〜図8に基づいて、本体ユニット10Xの内部構造について説明する。図4,図6〜図8に示すように、本体ユニット10Xの筐体11の内部において、筐体11の高さ方向H(図1参照)の中央位置に水平仕切板20が設けられ、この水平仕切板20に開設された円形の開口部20aの下面側に電動ファン14が取り付けられている。
筐体11内の水平仕切板20より上方部分には、筐体11の側面板11c,11dと平行をなす垂直仕切板21が立設されている。図8に示すように、垂直仕切板21は、筐体11の略中央に配置されている。
図4,図7,図8に示すように、空気吹出エリア12の複数の開口部15の背面側(筐体11の内側寄りの部分)には、複数のガイドベーン19が設けられている。ガイドベーン19は、長方形の平板材で形成され、その長手方向が開口部15の長手方向(図1に示す高さ方向H)と直角をなす姿勢で、開口部15の長手方向に沿って等間隔に配列されている。
図6に示すように、垂直仕切板21の上半部分において筐体11の背面板11b寄りの部分には四角形をなす開口部21aが開設されている。また、開口部21aよりも筐体11の天井板11e寄りの部分にはガイド板22が傾斜状に配置されている。ガイド板22はグラスウール製であり、その上縁部22aが天井板11e側に固着され、その下縁部22bが背面板11bに固着されている。図示していないが、ガイド板22の両側縁部はそれぞれ筐体11の側面板11c,11dに固着されている。
図5,図6に示すように、筐体11内の水平仕切板20より下方部分においては、電動ファン14より下方であって電動ファン14の回転軸心を含む部分に、筐体11の背面板11bと平行をなす垂直仕切板23が垂下状に設けられている。垂直仕切板23の下縁部23bは筐体11の底面板11fから離れた位置にあり、垂直仕切板23の側縁部23c,23dはそれぞれ筐体1の側面板11c,11dに固着されている。
垂直仕切板23の下縁部23bより下方の背面板11b寄りの部分にはガイド板24が傾斜状態に配置されている。ガイド板24はグラスウール製であり、その上縁部24aは筐体11の背面板11bに固着され、下縁部24bは底面板11fに固着されている。垂直仕切板23の下縁部23bと、ガイド板24の下縁部24b寄りの部分との間には開口部25が形成されている。
本体ユニット10Xにおいて電動ファン14を作動させると、図6〜図7に示すように、空気吸込エリア13から吸い込まれた空気は垂直仕切板23やガイド板24にガイドされて電動ファン14に向かって上昇する。このとき、空気吸込エリア13から吸い込まれた空気は、ガイド板24により電動ファン14側に誘導され、垂直仕切板23により筐体11の前後に分配されるので、電動ファン14への空気の流入が均一化され、低騒音化を図ることができ、電動ファン14の効率低下を防止することができる。
電動ファン14を通過した空気は、垂直仕切板21により空気吹出エリア12側へ誘導され、図4に示す筐体11の右側の領域を経由した空気は図6中の破線矢印で示すように主に空気吹出エリア12の下側へ誘導され、図4に示す筐体11の左側を経由した空気は図6中の実線矢印で示すように開口部21aを経由して空気吹出エリア12の上側へ誘導されることによって吹出風速が均一化され、図7中に示すガイドベーン19により整流化され、空気吹出エリア12から吹き出される。
ガイド板24は筐体11内に斜めに取付けられたガイド部材であり、筐体11内の空気流がスムーズに流れるようにする作用を発揮するので、騒音低減を図ることができる。また、垂直仕切板21,23並びにガイド板22,24を含む筐体11の内部構成部材は吸音性を有するグラスウール製としている
次、図1〜図4並びに図9〜図16に基づいて、エアカーテン装置100の使い方、機能などについて説明する。図12,図13に示すように、エアカーテン装置100は、図1〜図3に示すように、上方に空気吹出エリア12、下方に空気吸込エリア13が位置するようにセットした本体ユニット10Xと、これとは天地逆に、図9〜図11に示すように、上方に空気吸込みエリア13、下方に空気吹出エリア12が位置するようにセットした本体ユニット10Yとを、それぞれの空気吹出エリア12及び空気吸込エリア13が、建物1の出入口の通行領域3を挟んで互いに対向するように配置することによって形成されている。
図4,図12,図15に示すように、空気吹出エリア12は、出入口2を含む仮想垂直平面4(図16参照)と斜めに交差する方向に空気を吹き出す機能を有する縦長スリット形状の開口部15を複数(2列)有し、空気吸込エリア13は、空気吸込方向に向かって窪んだ凹曲面16と多数の吸込孔17とを有するパンチング板18で形成されている。また、前述したように、パンチング板18の裏側(凸曲面側)には集塵フィルタF(図5参照)が任意の手段で固定されている。
二つの本体ユニット10X,10Yに内蔵された電動ファン14を作動させると、本体ユニット10X内に図7に示すような空気流Sが発生する(本体ユニット10Y内でも天地が逆となる点を除いて同様の空気流が発生する)ので、図12,図14,図15に示すように、2台の本体ユニット10X,10Yが対向する領域の上方部分並びに下方部分に、それぞれ、出入口2を含む仮想垂直平面4と平行ではなく、斜めに交差する方向に吹き出す空気流Sx,Syが形成される。従って、上方部分の空気流Sxと下方部分の空気流Syとの間に干渉が発生し難くなり、外気の流入を防止することが可能となり、建物1内の温熱環境や空気質を適切な状態に維持することができる。また、空気中に含まれる汚染物質(花粉や塵埃など)は、空気吸込エリア13のパンチング板18の凸曲面側に固定された集塵フィルタF(図5参照)により確実に回収される。
図16に示すように、本体ユニット10Yの空気吹出エリア12の二つの開口部15から水平方向に吹き出す空気流Syによって本体ユニット10X付近に渦流Wが形成されるので、建物1内に流入した外気は、渦流Wの誘引作用により本体ユニット10Xの空気吸込エリア13に誘導され、空気吸込エリア13のパンチング板18の凸曲面側に固定された集塵フィルタF(図5参照)により確実に回収される。図16中に図示していないが、本体ユニット10Xの空気吹出エリア12の二つの開口部15から水平方向に吹き出す空気流Sxによって本体ユニット10Y付近にも渦流Wが形成されるので、前述と同様の作用を発揮する。
図1,図9,図12に示すように、エアカーテン装置100においては、本体ユニット10X,10Yの空気吹出エリア12の開口部15が、本体ユニット10X,10Yの空気吹出エリア12において、筐体11の一方の側面寄り(側面板11d寄り)の部分に設けられている。この結果、図12に示すように、本体ユニット10X,10Yの空気吹出エリア12の開口部15は何れも建物1の内部寄りに位置している。
従って、図12,図15に示すように、建物1の出入口2を含む仮想垂直平面4と、本体ユニット10X,10Yの空気吹出エリア12の開口部15からそれぞれ吹き出す空気流Sx,Syとの交差角度を大きく設定することが可能となり、エアカーテン効果並びに渦流W(図16参照)による誘引作用を増強させることができる。
また、図15に示すように、本体ユニット10Xの空気吹出エリア12の開口部15から吹き出す空気流Sxと、本体ユニット10Yの空気吹出エリア12の開口部15から吹き出す空気流Syと、が平面視状態でX字状をなすように交差するので、空気流Sx,Syとが当接する領域をX字の交点付近に限定するこことができるので、空気流Sx,Syの境界領域における相互干渉による悪影響(例えば、乱流の発生など)を最小限に抑制することができる。
前述したように、エアカーテン装置100を構成する本体ユニット10X,10Yにおいては、図3,図5,図11に示すように、空気吸込エリア13を、水平断面が円弧状をなす凹曲面16を有するパンチング板18で形成している。従って、図12に示すように、対面から流れてきた空気流Sx,Syを多数の吸込孔17(パンチング孔)で吸い込みつつ、円弧状の凹曲面16に沿う空気流も生成されるので、空気流を予旋回させ、図16に示す渦流Wの生成を促進することができる。
また、図12,図16に示すように、エアカーテン装置100においては、本体ユニット10X,10Yと、建物1の出入口2との間に隙間Gが形成されているので、隙間Gを通過する漏流Lにより形成される空気流Szが建物1内を一巡し、建物1内に拡散した外気を回収することができる。
次に、図17に基づいて、その他の実施形態であるエアカーテン装置200について説明する。図17に示すように、エアカーテン装置200においては、本体ユニット10X,10Yと建物1の出入口2との間の隙間Gを閉塞する平板形状のガイド部材26を設けている。その他の部分の構造、機能などについては、図16に示すエアカーテン装置100と同じである。
ガイド部材26を設けたことにより、本体ユニット10X,10Yと出入口2との間の隙間Gからの空気の漏流を抑止することができ、ガイド部材26が空気流Syを確実に空気吸込エリア13に案内するので、エアカーテン効果を増強することができ、渦流Wの生成を促進させることもできる。図17中では図示していないが、ガイド部材26が空気流Sxを確実に空気吸込エリア13に案内するので、前述と同様の作用、効果を得ることができる。
エアカーテン装置200において、ガイド部材26は全体が平板形状部をなす平板材で形成されており、その平板形状部が、建物1の出入口2を含む仮想垂直平面4に対し、仮想鉛直線27を中心として所定角度(例えば、45度)をなすように配置しているので、エアカーテン効果及び渦流W生成促進効果をさらに増強することができる。
なお、図1〜図17に基づいて説明したエアカーテン装置100,200は、本発明に係るエアカーテン装置を例示するものであり、本発明に係るエアカーテン装置は前述したエアカーテン装置100,200に限定されない。
本発明のエアカーテン装置は、オフィスビル、商業ビル、病院、工場建屋など各種建物の出入口などに設置して広く利用することができる。
1 建物
2 出入口
3 通行領域
4 仮想垂直平面
10X,10Y 本体ユニット
11 筐体
11a 正面板
11b 背面板
11c,11d 側面板
11e 天井板
11f 底面板
12 空気吹出エリア
13 空気吸込エリア
14 電動ファン
15,25,20a,21a 開口部
16 凹曲面
17 吸込孔
18 パンチング板
19 ガイドベーン
20 水平仕切板
21,23 垂直仕切板
22,24 ガイド板
22a,24a 上縁部
22b,24b 下縁部
23c,23d 側縁部
26 ガイド部材
27 仮想鉛直線
100,200 エアカーテン装置
F 集塵フィルタ
G 隙間
L 漏流
S,Sx,Sy,Sz 空気流
W 渦流

Claims (5)

  1. 柱型の筐体の内部に上下に区画形成された空気吹出エリア及び空気吸込エリアと、前記空気吸込エリアから吸い込んだ空気を前記空気吹出エリアから水平方向に吹き出す電動ファンと、を備えた2台の本体ユニットを、それぞれの前記空気吹出エリア及び前記空気吸込エリアが、床面・天井面及び壁面で区画された領域の出入口の通行領域を挟んで互いに対向するように配置したエアカーテン装置であって、
    一方の前記本体ユニットは上方に空気吹出エリア、下方に空気吸込エリアを有し、他方の前記本体ユニットは上方に空気吸込みエリア、下方に空気吹出エリアを有し、
    前記空気吹出エリアは、前記出入口を含む仮想垂直平面と斜めに交差する方向に空気を吹き出す機能を有する縦長スリット形状の開口部を複数有し、
    前記空気吸込エリアは、空気吸込方向に向かって窪んだ凹曲面と、前記凹曲面に分散状に開設された複数の吸込孔とを有することを特徴とするエアカーテン装置。
  2. 前記空気吹出エリアの開口部を、前記空気吹出エリアにおける前記筐体の一方の側面寄りの部分に設けた請求項1記載のエアカーテン装置。
  3. 前記空気吸込エリアの少なくとも一部が、水平断面が円弧状をなすパンチング板で形成された請求項1または2記載のエアカーテン装置。
  4. 前記本体ユニットと前記出入口との間の隙間を閉塞するガイド部材を設けた請求項1〜3の何れかの項に記載のエアカーテン装置。
  5. 前記ガイド部材の少なくとも一部に形成された平板形状部が、前記出入口を含む仮想垂直平面に対し、仮想鉛直線を中心として所定角度をなすように配置した請求項4記載のエアカーテン装置。
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