JP2639836B2 - 人工竜巻式フード及びそれを利用した排気方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人工竜巻式フード及びそれを利用した排気
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の排気用フードａは、第11図に示すように、有毒
なガス、粉塵等が（以下単に汚染空気Ｄという）が発生
する発生源ｂの上方に位置して設けられ、コーン状のフ
ード本体Ｃの下部にエアー吸込口ｄを有し、フード本体
Ｃの頂部に吸込口ｅを設けてなる。そして、この排気用
フードａは、吸引口ｅに接続された吸引パイプｆの下流
側に設置された送風機（図示せず）により空気を吸引す
ることにより、前述の発生源ｂからの汚染空気Ｄをエア
ー吸込口ｄから吸い込み吸引口ｅから外部に排除する。
この汚染空気Ｄを吸い込む際、エアー吸込口ｄにおける
吸込風速分布は、第12図の曲線ｙにて示すように、エア
ー吸込口ｄの中心部が早く、周辺部が遅くなる。これ
は、流体の持っている内部摩擦力によって生ずるが、エ
アー吸込口ｄにおける周辺部の吸込風速が必要制御風速
Ｖより遅いと、第11図中矢線Ｒのように発生源ｂから発
生した汚染空気Ｄが排気用フードａから漏れてしまう。
従って、従来の排気用フードａは、汚染空気Ｄが漏れる
ことなく、エアー吸込口ｄから吸い込まれるための必要
制御風速Ｖを与える必要があるから、第12図における斜
線部分における風量を余分に吸引することになり、更
に、この余分に吸引する風量をできるだけ少なくするた
めにフード本体ＣのＨ寸法を大きく取っている。

又、従来の排気用フードａを用いてエアー吸込口ｄの
周辺部の吸込風速を増す方法、すなわち、上述の必要制
御風速Ｖを確保して吸い込み風量を減らす方法として、
第13図に示すように、フード本体Ｃの中心部に邪魔板ｇ
を配置して排気用フードａ′とし、必要制御風速Ｖを確
保しつつ吸込風量を減らす方法もある。

又、第14図に示すように、従来公知の人工竜巻式フー
ドａ″（特開昭60−96846号公報参照）は、吹出エアー
パイプｈにより空気を吹き出してフード本体Ｃ内に人工
竜巻Ｈを起こし、人工竜巻Ｈにより汚染空気Ｄをエアー
吸込口ｄから吸い込む。このため、この人工竜巻式フー
ドａ″は、エアー吸込口ｄにおける必要制御風速Ｖが平
均的になり、従来の排気用フードａのように周辺部の必
要制御風速Ｖを得るために必要以上に吸込風速を速くす
る必要がないものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のような第11図、第12図に示す排
気用フードａでは、必要制御風速Ｖを確保するため、第
12図の斜線部分の風量を余分に吸引する必要がある。こ
のため、送風機、集塵機等の排気ガス処理装置は、いず
れも大きくなるから、装置の製造コスト、ランニングコ
スト共に高くなる。又、排気用フードａの形状も第12図
に示すようＨ寸法が大きくなり、この排気用フードａを
室内に設置する場合は、天井高等により大きな制約を含
むことになる。

又、第13図に示す排気用フードａ′では、フード本体
Ｃの中心部に大きな邪魔板ｇを配置してあたるため、圧
力損失が大になって、吸込圧力の大きい風速機が必要に
なり、製造コスト、ランニングコスト共に高くなる。

更に、第14図に示す人工竜巻式フードａ″では、吹出
エアーパイプｈより空気を吹き出してフード本体Ｃ内に
人工竜巻Ｈを起こすため、吹出エアーパイプが必要にな
り、空気吹き出し用の送風機も必要になり、且つ吹出エ
アーパイプｈから吹き出される空気量を排出することが
必要になるから、その分吸引用の送風機、集塵機等の排
ガス処理装置共に大きくなり、装置の製造コスト、ラン
ニングコスト共に高くなる。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
排気用フードのＨ寸法が小さく、圧力損失も小さく、且
つ吹出エアーパイプ、空気吹き出し用の送風機が共に必
要なく、吸引用の送風機、集塵機等の排ガス処理装置共
に小さくすることができる人工竜巻式フード及びそれを
利用した排気方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明の人工竜巻式フード
は、排気すべき空気を受けるための板状壁と、該板状壁
の周縁に連なり壁面が中心部に徐々に向かうように形成
された渦巻状壁と、該渦巻状壁にこれの前記中心部軸方
向に位置して設けられた吸引口と、前記渦巻状壁の先端
部により形成されたエアー吸込口とからなり、前記吸引
口から空気を吸引することにより、前記エアー吸込口か
ら吸い込んだ空気が前記渦巻状壁の前記中心部に徐々に
向かう壁面に沿って流れて旋回気流を形成し、前記中心
部軸方向の人工竜巻を発生させるものである。この人工
竜巻式フードは、有毒なガス、粉塵等が発生する発生源
の側方又は上方に配設して、前記発生源から発生する有
毒なガス、粉塵等を吸引排気するように利用しても良
い。

〔作用〕

上記構成によれば、吸引口から空気を吸引すると、空
気は、エアー吸込口から入り、板状壁に当たり、壁面が
中心部に向かって形成された渦巻状壁に沿って流れるこ
とにより旋回気流を形成し、該旋回気流の中心部は吸引
口からの空気の吸引により負圧域が形成されるが、この
負圧域は旋回気流の中心部に沿って負圧コアー部を形成
し、これら旋回気流の遠心力と負圧コアー部の求心力が
バランスして、吸引口に向かう連続的な人工竜巻が発生
し、この人工竜巻によりエアー吸込口の周縁全面に亙り
均一な最大吸引風速を得て、汚染された空気が速やかに
排除される。

更に、有毒なガスや粉塵等が発生する発生源の側方又
は上方に人工竜巻式フードを配設しているから、吸引口
から空気を吸引すると、吸引口に向かう連続的な人工竜
巻が発生し、エアー吸込口の周縁全面に亙り均一な最大
吸引風速を得て有毒なガスや粉塵等を速やかに排除する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第10図に基づいて
詳述する。

第１図は本発明の人工竜巻式フードの平面図、第２図
は第１図のII−II線に沿う断面図である。両図におい
て、１は人工竜巻式フードを示し、該人工竜巻式フード
１は、有害なガス、粉塵等が発生する発生源からの汚染
空気Ｄを吸引排気するためのもので、円形状の板状壁２
と、該板状壁２に連なった渦巻状壁３と、該渦巻状壁３
の先端部周縁により形成されたエアー吸込口４と、前記
渦巻状壁３にこれの中心部軸方向に位置して設けられた
吸引口５を有しているターミナルボックス６と、該ター
ミナルボックス６に接続された吸引パイプ７とから成
る。

前記板状壁２は、前記エアー吸込口４から入った汚染
空気Ｄを受けるためのもので、円形状をなし、略平坦に
形成されている。そして、この板状壁２の周縁に前記渦
巻状壁３が連なっている。

前記渦巻状壁３は、その壁面が中心部に徐々に向かう
ように形成され、エアー吸込口４から流れた汚染空気Ｄ
が中心部に徐々に向かう内壁面に沿って流れることによ
り、旋回気流が生じ易いようになっている。これら渦巻
状壁３と前記板状壁２とによって断面が略渦巻状の空間
８が形成されている。この空間８は、前記吸引口５の下
流側にある送風機（図示せず）が稼動することにより、
円形状のエアー吸込口４から入った汚染空気Ｄが渦巻状
壁３の内面側に沿って流れることによって旋回気流が生
じた際、その旋回気流を保持させるのに充分なスペース
を持つように形成されている。

前記ターミナルボックス６は、渦巻状壁３内を側壁
９、９、10及び渦巻状壁３から廷出した底壁11により仕
切られて形成されている。そして、このターミナルボッ
クス６の側壁９、９には前記吸引口５が設けられてい
る。この吸引口５の軸線方向は、前記渦巻状壁３の中心
部の軸方向に略一致するようになっている。又、ターミ
ナルボックス６の上面に位置する渦巻状壁３には前記吸
引パイプ７が設けられ、該吸引パイプ７の下流には送風
機（図示せず）が接続されている。

次に、上記構成になる人工竜巻式フード１の使用状態
を説明する。

まず、吸引パイプ７に設けられたダンパー（図示せ
ず）を所定開度として吸引パイプ７の下流側に設けられ
た送風機を稼動させると、人工竜巻式フード１のエアー
吸込口４から汚染空気Ｄを吸い込む。この汚染空気Ｄ
は、板状壁２に連なった渦巻状壁３の中心部に徐々に向
かう内壁面に沿って流れるため、旋回気流となる。この
旋回気流内はターミナルボックス６に設けられた吸込口
５によって吸引されているから、旋回気流内に円環状の
負圧コア部Ｅがそれぞれ形成される。これらの負圧コア
部Ｅの形成により、第１図に示すような円環状の人工竜
巻Ｈが形成される。この円環状の人工竜巻Ｈにより第３
図に示すように、汚染空気発生源からの汚染空気Ｄは、
第11図の従来例で示すように矢線Ｒのごとく外部に漏れ
ることなく、円形状のエアー吸込口４の周縁全面に亙っ
て略均一な最大風速で速やかに吸引パイプ７により外部
に排出される。すなわち、円形状のエアー吸込口４にお
ける吸込風速は曲線ｙ′のようになり、周辺部の必要制
御風速Ｖが最も速く、中心部がやや遅くなっている。従
って、周辺部において必要制御風速Ｖを確保して汚染空
気Ｄを吸い込んでいるから、汚染空気Ｄは、外部に漏れ
ることがなく、必要以上に汚染空気Ｄを吸い込む必要が
なく、むしろ中心部の風速が遅いため、平均風速で吸い
込む場合よりも吸い込み空気量を少なくすることが可能
になる。

尚、本実施例では、本発明の人工竜巻式フード１が汚
染空気発生源の上方に設けられているが、これに限定さ
れるものではなく、側方又は下方に設けても良い。

第５図及び第６図は、本発明の人工竜巻式フードの他
の実施例を示すものである。この実施例と第１図乃至第
４図の実施例と異なる点は、ターミナルボックス６が渦
巻状壁３の全周に亙って、90度ごとに４ケ所設けられ、
それぞれのターミナルボックス６の側壁９、９に吸引口
５がそれぞれ設けられ、更に、４ケ所のターミナルボッ
クス６から十文字状に形成された集合ダクト12を介して
集合ボックス13に接続され、この集合ボックス13が板状
壁２の略中心部に貫設された吸引パイプ７に接続されて
いる点にある。従って、この人工竜巻式フード１′は、
渦巻状壁３内の空間８にそれぞれターミナルボックス６
の吸込口５に向かう人工竜巻Ｈが安定してぞれ形成され
るようになっている。その他の構成、作用については、
第１図乃至第４図に示す実施例と同様なので、図面に符
号を付してその説明を省略する。

第７図、第８図は、本発明の人工竜巻式フードの他の
実施例を示すもので、この実施例の人工竜巻式フード
１″が第１図乃至第４図に示す実施例と異なる点は、長
方形の板状壁２に渦巻状壁３が連なってなり、全体とし
て長方形状になっている点にある。尚、この板状壁２の
形状は、特に限定されず楕円形であっても、多角形であ
っても良い。他の構成、作用については第１図乃至第４
図に示す実施例と同様なので図面に符号を付してその説
明を省略する。

第９図、第10図は、本発明の人工竜巻式フードの他の
実施例を示すもので、この実施例の人工竜巻式フード１
が第１図乃至第４図に示す実施例と異なる点は、ター
ミナルボックス６が第５図、第６図に示す実施例と同様
に４ケ所設けられていること及びフードの全体形状が第
７図、第８図に示すように長方形なっている点にある。
他の構成、作用については第１図乃至第４図に示す実施
例と同様なので図面に符号を付してその説明を省略す
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の人工竜巻式フードは、
排気すべき空気を受けるための板状壁と、該板状壁の周
縁に連なり壁面が中心部に徐々に向かうように形成され
た渦巻状壁と、該渦巻状壁にこれの前記中心部軸方向に
位置して設けられた吸引口と、前記渦巻状壁の先端部に
より形成されたエアー吸込口とからなり、吸引口から空
気を吸引すると、汚染空気は、エアー吸込口から入り、
壁面が中心部に徐々に向かって形成された渦巻状壁に沿
って流れることにより旋回気流を形成し、該旋回気流の
中心部は吸引口から空気の吸引により負圧域が形成され
るが、この負圧域は旋回気流の中心部に沿って負圧コア
ー部を形成し、これら旋回気流の遠心力と負圧コアー部
の求心力とがバランスして、吸引口に向かう連続的な人
工竜巻が発生し、この人工竜巻によりエアー吸込口の周
縁の全面に亙り均一な最大吸引風速を得て、汚染された
空気が速やかに排除される。従って、必要制御風速を得
るために、余分な空気を吸い込んだり邪魔板を設けたり
する必要がないから、吸引用の送風機、集塵機等の排ガ
ス処理装置を共に小さくすることができ、圧力損失もな
い。また、フードの寸法を小さくすることができるか
ら、室内に設置する場合等スペースを取らない。また、
吹出エアーパイプ、空気吹き出し用の送風機が共に必要
ない。このため、構成が単純になり、小型にすることが
でき、製造コスト、ランニングコスト共に低くすること
が可能になる。

更に、上述の人工竜巻式フードを有毒なガス、粉塵等
が発生する発生源の側方、上方又は下方に配置して吸引
口から空気を吸引すると、上述の効果に加えて、吸引口
に向かう連続的な人工竜巻が安定して発生し、エアー吸
込口の全面に亙り均一な吸引風速を得て有毒なガスや粉
塵等を速やかに安定して排除することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第10図は本発明の人工竜巻式フード及びそれ
を利用した排気方法の実施例を示すもので、第１図は本
発明の人工竜巻式フードの平面図、第２図は第１図のII
−II線に沿う断面図、第３図は人工竜巻式フードの使用
状態を示す側面図、第４図は必要制御風速を示す模式
図、第５図は本発明の他の実施例を示す平面図、第６は
第５図のVI−VI線に沿う断面図、第７図は本発明の他の
実施例を示す平面図、第８図は第７図のVIII−VIII線に
沿う断面図、第９図は本発明の他の実施例を示す平面
図、第10図は第９図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第11図は
従来例における第４図と同状の側面図、第12図は従来例
における第４図と同状の模式図、第13図、第14図は従来
例の断面図である。 １、１′、１″、１……人工竜巻式フード ２……板状壁、３……渦巻状壁 ４……エアー吸込口、５……吸引口 Ｈ……人工竜巻

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気すべき空気を受けるための板状壁と、
   該板状壁の周縁に連なり壁面が中心部に徐々に向かうよ
   うに形成された渦巻状壁と、該渦巻状壁にこれの前記中
   心部軸方向に位置して設けられた吸引口と、前記渦巻状
   壁の先端部により形成されたエアー吸込口とからなり、
   前記吸引口から空気を吸引することにより、前記エアー
   吸込口から吸い込んだ空気が前記渦巻状壁の前記中心部
   に徐々に向かう壁面に沿って流れて旋回気流を形成し、
   前記中心部軸方向の人工竜巻を発生させることを特徴と
   する人工竜巻式フード。
2. 【請求項２】有害なガス、粉塵等が発生する発生源の側
   方又は上方に、請求項（１）記載の人工竜巻式フードを
   配設して、前記発生源から発生する有害なガス、粉塵等
   を吸引排気する前記人工竜巻式フードを利用した排気方
   法。