JP2610668B2 - 劇場等の建造物の換気設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、螺旋渦流を利用して劇場等の建造物の空間
内を換気する換気設備に関する。

〔従来の技術〕

劇場，集会場などの大空間建造物では、多人数が収容
されるため、室内空気が著しく汚染され、特に、室内の
汚染空気を新鮮な空気で薄めたり、あるいは交換するこ
とが要求されている。

従来、劇場，集会場等の大空間建造物内の換気は、例
えば、床，天井，壁に設けた多数の給気口から新鮮な空
気を供給し、劇場の座席に座った観客周辺で発生したガ
ス，浮遊粒子状物質を混合希釈して排気口から排気する
方式によって行なわれるが、この方式は室内の気流が一
様でないため、観客の周辺でガス等が滞留，再循環して
おり、効果的な換気を行なううことができない。

一方、工場等の局所的な空間における換気装置とし
て、例えば、螺旋渦流を利用して換気する局所集塵排気
装置が知られている。この局所集塵排気装置は、ある限
定された人工龍巻を発生させ、龍巻の流体特性である吸
い込みの指向性を利用してガスや粉塵を捕集，吸引，排
出するものであり、人工龍巻の発生原理を第８図ないし
第10図により説明する。

第８図において、101は天井部材102に設けた排気ダク
ト、103はガス・粉塵発生源を示す。天井部材102の上面
側には、エアーカーテン用送風機104が４個設けられて
おり、天井部材102の下面側には、その隅にこれを支持
するエアーカーテン用柱105が４本設けられている。各
エアーカーテン用柱105には、多数の給気小孔105Aが穿
設され、空気に接続力を与えるエアーカーテンＲの流れ
方向は、隣接する柱105を結ぶ線に対してやや内側に向
いている。

そして、第９図，第10図に示すように、空間内に連続
する循環流106を形成し、両端を遮蔽して、その一方の
循環の中心から空気を吸引することにより人工龍巻が発
生する。即ち、循環により空気の分子は遠心力を与えら
れ、一方循環流の中心部では吸引により負圧を生じる
が、この負圧域は遠心力のため、周辺部には至らず循環
流の中心に沿ってコアー部107を形成して平均的に長く
伸びて、この負圧の状態のコアー部107が循環する空気
の分子に求心力を与え、遠心力と求心力がバランスする
範囲で循環流は渦流108となり、中心部に収束しながら
排気ダクト101に向かう龍巻109（第８図図示）が発生す
る。

上述の原理の人工龍巻を換気に具体的に応用した空調
換気装置が特開昭63−169434号公報に示すように知られ
ている（第11図図示）。

図示のように、エアー吹出孔110Aを穿設したエアー吹
出パイプ110が、６個所立設されている。エアー吹出パ
イプ110からそれぞれエアーが吹き出されて、接線力を
構成するエアーカーテンＨを形成する。エアー吹出口パ
イプ110間に形成されるエアーカーテンＨの伴流作用に
よって、エアーカーテンＨ内の空間部に鉛直方向へ連続
した旋回気流を形成させ、空間内に人工龍巻111を発生
させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述の人工龍巻を利用した空調換気装置を
劇場等に適用しようとする場合には、エアーを吹き出す
エアー吹出パイプ110を劇場の隅や壁に沿って設置する
必要があるが、このようにすると、エアー吹出パイプ11
0から吹き出すエアーが観客に向かって吹き付けられた
りして劇場内の快適さが失われてしまう。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたも
ので、その目的は、人工龍巻を利用して劇場等の建造物
の空間に充満しているガス，浮遊粒子状物質等を換気で
きると同時に、劇場内の快適さを維持できる劇場等の建
造物の換気設備を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するために、本発明は、劇場等の建造
物の壁面に吸込口を配設し、天井面の一端側またはその
近傍の壁面には、天井面に沿って略平行に給気を建造物
内に供給する空調装置の給気口を配設し、天井面の他端
側またはその近傍の壁面には、壁面に沿って略平行に給
気を建造物内に床面に向けて供給する空調装置の給気口
を配設し、建造物の床スラブの上方に給気通路を介して
配置した床面には、天井面の一端側またはその近傍の壁
面に配設された空調装置の給気口付近に給気が向かうよ
うに所定の範囲に亘って空調装置の吹出口を多数個配設
したものである。

また、本発明を、劇場等の建造物の床スラブの上方に
給気通路を介して配置した床面に所定の範囲に亘って空
調装置の吹出口を多数個配設すると共に天井面に吸込口
を配設し、平面的に見て少なくとも２個所以上の個所に
壁面の高さ方向に沿って給気口群を壁面の上部側に配設
し、各給気口群の給気口の向きは隣接する給気口群に一
定の回転方向で向いているようにすることもできる。

〔作 用〕

請求項１記載の劇場等の建造物の換気設備によれば、
床面の吹出口から給気を吹き出して、上昇気流が居住域
（床面から人の頭の高さ程度に至る空間）の境界線にま
で形成され、この上昇気流により居住域にある空気及び
ガス，浮遊粒子状物質を上昇させる。

そして、天井面の一端側またはその近傍の壁面に配設
された空調装置の給気口の付近へ上昇した空気及びガ
ス，浮遊粒子状物質は、この上昇力と給気口からの給気
により旋回力を与えられると共に、壁面の吸込口から排
出することにより、水平方向に形成される螺旋状の渦流
となり、壁面の吸込口から排出される。

請求項２記載の劇場等の建造物の換気設備によれば、
床面の吹出口から給気を吹き出して、上昇気流が居住域
（床面から人の頭の高さ程度に至る空間）の境界線にま
で形成され、この上昇気流により居住域にある空気及び
ガス，浮遊粒子状物質を上昇させる。

そして、居住域上方に上昇した空気及びガス，浮遊粒
子状物質は、各給気口群からの給気により天井面に平行
な接線力により旋回力を与えられる共に、天井面の吸込
口から排出することになり、鉛直方向に形成される螺旋
状の渦流となり、天井面の吸込口から排出される。

〔実施例〕 以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係る建造
物の換気設備の内容を示し、建造物として劇場を例にと
って説明する。

図において、１は劇場で、直方体形状に構成されてい
る。この劇場１の前側にはスクリーン1Aが設置され、後
側には映写機1Bが配置されている。劇場１には前側から
後側にかけて緩やかな勾配で床スラブ２が配置されると
ともに、段々状の床面３が設置されている。床スラブ２
と床面３との間には、給気通路４が形成されている。床
面３のステップ面3Aの全域に亘って空調装置の送風機
（図示せず）からの給気を吹き出す吹出口５が多数個設
けられ、この各吹出口５からの給気により形成される上
昇気流は後述する第１給気口11の付近に向かう。また、
床面３の垂直面3Bには、座席６が取り付けられている。

そして、劇場１の側壁面7,7には、吸込口8,8と、これ
等の吸込口8,8に微粒子，空気を吸い込む送風機9,9が配
設されている。

天井面10の一端側10Aには、天井面10に沿って平行に
給気を劇場１内に供給する第１給気口11が配設されてい
る。第１給気口11には天井用給気通路13からの給気が空
調装置の第１循環用ファン14により導かれ、劇場１内に
供給される。

天井面10の他端側10Bには、壁面7Bに沿って略平行に
給気を建造物内に床面３に向けて供給する空調装置の第
２給気口12が配設されている。第２給気口12から給気
は、空調装置の第２循環用ファン15により劇場１内に供
給される。

次に、本実施例の作用を説明する。

床面３の吹出口５から給気が上方に向かって床面３の
全域に亘って吹き出され、斜めに上昇する上昇気流が形
成される。この時、座席６に座った観客からの発熱，ガ
ス，浮遊粒子状物質が、境界線が二点鎖線Ｘで表示され
る居住域（床面から人の頭の高さ程度に至る空間）に滞
留しようとしても、発熱に伴う上昇空気量に見合うだけ
の空気量を供給することにより上昇気流が居住域の境界
線Ｘ付近にまで形成される。従って、空気及び浮遊粒子
状物質が居住域の境界線Ｘ付近より上方に運ばれて、第
１給気口11の付近へ上昇する。

そして、空気及びガス，浮遊粒子状物質は、斜めの上
昇気流による上昇力と、第１給気口11からの給気により
天井面10に平行に作用する接線力と、第２給気口12から
の給気により壁面7Bに沿って作用する接線力とによって
旋回力を与えられ、循環流Ｊに巻き込まれる。

同時に、空気及びガス，浮遊粒子状物質は吸込口8,8
により吸引されるので、循環流Ｊの中心部では負圧を生
じ、コアー部Ｃが形成され、このコアー部Ｃは吸込口8,
8を結ぶ線上で水平方向に伸びていく。

従って、空気及びガス，浮遊粒子状物質は、水平方向
に形成される螺旋状の渦流となって側壁面7,7の吸込口
8,8から排出される。

以上の如き構成によれば、劇場１の居住域に充満して
いるガス，浮遊粒子状物質等を、床面３の吹出口５から
の斜めの上昇気流により居住域の上方に上昇させる。こ
の斜めの上昇気流の上昇力は、従来例で述べた旋回気流
を生じさせる接線力に代わるものであり、この上昇力を
利用した旋回力及び吸引力により形成された螺旋渦流に
ガス，浮遊粒子状物質等を乗せて螺旋渦流のコアー部Ｃ
に集中させて側壁面7,7の吸込口8,8に排出できる。従っ
て、従来の接線力を構成するエアーカーテンに代えて上
昇気流を利用し、人工龍巻を起こし、劇場１の空間に充
満しているガス，浮遊粒子状物質等を換気できると同時
に、劇場１内には従来例のようなエアー吹出パイプを設
置しなくても良いので、劇場内の空間を快適に維持でき
る。

なお、本実施例においては、建造物として劇場１を例
にとって説明したが、他に講堂，集会所等に適用するこ
ともできる。

また、本実施例においては、劇場１は直方体形状に構
成されているが、かかる形状に限定されることなく、例
えば三角錐形状やドーム形状に構成することもできる。

さらに、本実施例においては、床面３の全域に亘って
吹出口５が設けられているが、床面３の一区域にのみ吹
出口５を設けることもできる。

そして、本実施例においては、天井面10の一端側10A
には、空調装置の第１給気口11が配設されているが、こ
の第１給気口11は天井面10の一端側10Aの近傍の壁面7A
に配設することもできる。

加えて、本実施例においては、天井面10の他端側10B
には、空調装置の第２給気口12が配設されているが、こ
の第２給気口12は天井面10の他端側10Bの近傍の壁面7B
に配設することもできる。

第４図は本発明の第２実施例に係る劇場の換気設備の
側面説明図を示す。第２実施例は、例えば体育館に適用
され、第１実施例において段々状の傾斜した床面３に座
席６が取り付けられているのに対して、床面21は平坦に
構成され、座席は設置されていない。他の構成について
は第１実施例と同様である。

従って、第２実施例では、第１実施例のように座席６
に座った観客からの発熱，ガス，浮遊粒子状物質が、境
界線が二点鎖線Ｘで表示される居住域に滞留する割合が
少なく、少ない空気量の供給で床面21からの上昇気流を
居住域の境界線Ｘ付近にまで形成することができる。

第５図，第６図は本発明の第３実施例に係る建造物の
換気設備の内容を示し、建造物として劇場を例にとって
第１実施例と共通の部分（床面の部分）については説明
を省略し、第１実施例と同一部品については同一の符号
を付して説明する。

第５図，第６図に示すように、天井面30に吸込口31が
配設されており、天井面30の４隅には、それぞれ給気パ
イプ32が壁面33の高さ方向に沿って、壁面33の上部側33
Aに設けられている。各給気パイプ32には、多数の給気
孔32Aが穿設され、１本の給気パイプ32につきこれらの
給気孔32Aにより１つの給気口群が形成されている。各
給気パイプ32の給気孔32Aは、隣りの給気パイプ32に時
計回り方向あるいは反時計回り方向で順番に向いてお
り、各給気口群からの給気は、天井面30に平行に劇場１
内の空間を循環するようになっている。

従って、床面３の吹出口５（第３図図示）から給気が
上方に向かって床面３の全域に亘って吹き出され、斜め
の上昇気流が形成される。この時、座席６に座った観客
からの発熱，ガス，浮遊粒子状物質が、境界線が二点鎖
線Ｘで表示される居住域に滞留しようとしても、発熱に
伴う上昇空気量に見合うだけの空気量を供給することに
より上昇気流が居住域の境界線Ｘ付近にまで形成され
る。従って、空気及び浮遊粒子状物質が居住域の境界線
Ｘ付近より上方に運ばれる。

そして、斜めの上昇気流により居住域の上方の給気パ
イプ32付近に上昇した空気及びガス，浮遊粒子状物質
は、各給気パイプ32の給気孔32Aからの給気により、天
井面30に平行に作用する接線力を与えられ、循環流が形
成される。

同時に、空気及びガス，浮遊粒子状物質は吸込口31に
より吸引されるので、循環流の中心部では負圧を生じ、
コアー部が形成され、このコアー部は居住域の境界線Ｘ
付近から吸込口31にかけて鉛直に伸びていく。

従って、空気及びガス，浮遊粒子状物質は、鉛直方向
に形成される螺旋状の渦流となって天井面30の吸込口31
から排出される。

以上の如き構成によれば、劇場１の居住域に充満して
いるガス，浮遊粒子状物質等を、床面３の吹出口５から
の上昇気流により居住域の上方に上昇させる。さらに、
それらのガス，浮遊粒子状物質等を、旋回力及び吸込力
を利用して形成された螺旋渦流に乗せて螺旋渦流の渦中
心部に集中させて天井面30の吸込口31に排出できる。即
ち、人工龍巻を利用して劇場１の空間に充満しているガ
ス，浮遊粒子状物質等を換気できる。

また、人工龍巻を利用する場合、旋回力を起こすため
の給気口32がそれぞれ壁面33の高さ方向に沿って、壁面
33の上部側33Aに設けられているので、居住域にある壁
面33に設ける必要がなく、劇場１の座席６に座った観客
等に壁面33の吸込口32からの給気が当らず、快適な居住
空間を造ることができる。

なお、本実施例においては、給気口群を、平面的に見
て４個所に配設されているが、給気口群を、２個所,3個
所あるいは５個所以上の個所に配設することもできる。

第７図は本発明の第４実施例に係る劇場の換気設備の
側面説明図を示す。第４実施例は、例えば体育館に適用
され、第３実施例において段々状の傾斜した床面３に座
席６が取り付けられているのに対して、床面41は平坦に
構成され、座席は設置されていない。他の構成について
は第３実施例と同様である。

従って、第４実施例では、第３実施例のように座席６
に座った観客からの発熱，ガス，浮遊粒子状物質が、境
界線が二点鎖線Ｘで表示される居住域に滞留する割合が
少なく、少ない空気量の供給で床面41からの上昇気流を
居住域の境界線Ｘ付近にまで形成することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明に係る劇場等の建造物の換
気設備によれば、次の効果を生じる。

請求項１記載の劇場等の建造物の換気設備によれば、
劇場等の建造物の居住域に充満しているガス，浮遊粒子
状物質等を、床面の吹出口からの斜めの上昇気流により
居住域の上方に上昇させる。この斜めの上昇気流の上昇
力は、従来例で述べた旋回気流を生じさせる接線力に代
わるものであり、この上昇力を利用したび旋回力及び吸
引力により形成された螺旋渦流にガス，浮遊粒子状物質
等を乗せて螺旋渦流の渦中心部に集中させて壁面の吸込
口に排出できる。従って、従来の接線力を構成するエア
ーカーテンに代えて上昇気流を利用し、人工龍巻を起こ
し、劇場等の建造物の空間に充満しているガス，浮遊粒
子状物質等を換気できると同時に、劇場内には従来例の
ようなエアーパイプを設置しなくても良いので、劇場内
の空間を快適に維持できる。

請求項２記載の劇場等の建造物の換気設備によれば、
劇場等の建造物の居住域に充満しているガス，浮遊粒子
状物質等を、床面の吹出口からの上昇気流により居住域
の上方に上昇させる。さらに、それらのガス，浮遊粒子
状物質等を、旋回力及び吸込力を利用して形成された螺
旋渦流に乗せて螺旋渦流の渦中心部に集中させて天井面
の吸込口に排出できる。即ち、人工龍巻を利用して劇場
等の建造物の空間に充満しているガス，浮遊粒子状物質
等を換気できる。

また、人工龍巻を利用する場合、旋回力を起こすため
の給気口が居住域にある壁面に設けられていないので、
劇場等の座席に座った観客等に壁面の給気口からの給気
が当らず、快適な居住空間を造ることができる効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る劇場の換気設備の平
面説明図である。 第２図は同換気設備の側面説明図である。 第３図は第１図の床面付近の詳細断面図である。 第４図は本発明の第２実施例に係る劇場の換気設備の側
面説明図である。 第５図は本発明の第３実施例に係る劇場の換気設備の平
面説明図である。 第６図は同換気設備の側面説明図である。 第７図は本発明の第４実施例に係る劇場の換気設備の側
面説明図である。 第８図，第９図，第10図は人工龍巻の発生原理の説明図
である。 第11図は従来の人工龍巻を利用した空調換気装置の使用
例を示す外観図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 １……劇場 ３……床面 ５……吹出口 ７……側壁面 ８……吸込口 10……天井面 11……第１給気口 12……第２給気口。

フロントページの続き (72)発明者 松井 茂夫 東京都豊島区南大塚２丁目26番７号 日 本エアーカーテン株式会社内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】劇場等の建造物の壁面に吸込口を配設し、
   天井面の一端側またはその近傍の壁面には、天井面に沿
   って略平行に給気を建造物内に供給する空調装置の給気
   口を配設し、天井面の他端側またはその近傍の壁面に
   は、壁面に沿って略平行に給気を建造物内に床面に向け
   て供給する空調装置の給気口を配設し、建造物の床スラ
   ブの上方に給気通路を介して配置した床面あるいは、床
   面上に配設された座席には、天井面の一端側またはその
   近傍の壁面に配設された空調装置の給気口付近に給気が
   向かうように所定の範囲に亘って空調装置の吹出口を多
   数個配設したことを特徴とする劇場等の建造物の換気設
   備。
2. 【請求項２】劇場等の建造物の床スラブの上方に給気通
   路を介して配置した床面に所定の範囲に亘って空調装置
   の吹出口を多数個配設すると共に天井面に吸込口を配設
   し、平面的に見て少なくとも２個所以上の個所に壁面の
   高さ方向に沿って給気口群を壁面の上部側に配設し、各
   給気口群の給気口の向きは隣接する給気口群に一定の回
   転方向で向いていることを特徴とする劇場等の建造物の
   換気設備。