JP2936149B2 - 発熱源を有する空間施設の換気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発熱源を有する空間施設
の換気装置、特に炉などの高温発熱源を有する鋳物工
場、鍛造工場などの空間施設のための換気装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】炉などの高温発熱源を有する鋳物工場、
鍛造工場などの工場内はその発熱源による熱（約１００
０℃）や煤埃のため作業環境は劣悪であり、また作業環
境を改善するために温熱空気や煤埃の発生する機器を一
か所に集約して設置する傾向があり、省エネで効果的な
排気技術が必要とされている。

【０００３】かかる局所的に集められた温熱空気や煤埃
を工場内に設置した大型ファンを用いて排気する方法で
は、その大風量により工場作業にも悪影響を及ぼしてい
た。

【０００４】また、高温の空気等のみを排気できず効果
的な換気はできない。特に工場内に障害物がある場合に
は空気の流れに悪影響を与え効率の良い排気ができなか
った。

【０００５】また、この場合排気に見合う外部空気を導
入する必要があるが、発熱源付近から外部の空気を導入
する場合には、外部の空気温度が約２０℃であるのに対
し、発熱源の温度は約１０００℃以上であり、従って発
熱源付近の装置や機器に急激な温度変化を与え悪影響を
及ぼすおそれがあった。

【０００６】従来、人工竜巻を工場内に発生させ換気効
率を高める装置が提案されている。このような装置では
竜巻を発生させる空間の周りに空気吹き出しパイプを配
置し、このパイプの側面から上記空間の周りに空気を吹
き出して空気流によるエアーカーテンを作ると共に、こ
のエアーカーテンの中央端部に設けた排気口からファン
により空気を排気し、旋回する空気の遠心力と排気口か
らの吸入力とのバランスをとることにより人工竜巻を発
生せしめている。

【０００７】かかる装置においては、空気吹き出しパイ
プを設けた部分以外では竜巻を発生させる事が出来ない
ため、所望の長さに亘りかかる竜巻を発生させるために
はこれに対応する長さの空気吹き出しパイプを設置しな
ければならず設備が大がかりになるとともに作業に支障
を与える。また空気の遠心力と吸入力の調整のため吸排
気のコントロールが必要である。

【０００８】また、上記のような長い空気吹き出しパイ
プを用いず、円形かつ傾斜方向に空気を送風し中心方向
に循環流を形成させて負圧域を設け、該負圧域の中心部
を吸引し負圧コアー部を形成させて、自由空間部に人工
竜巻を発生させるようにしたものもあるが、このような
人工竜巻を発生する装置では大型のファンを用いなけれ
ば或る程度の長さの竜巻を得ることができない欠点があ
った。

【０００９】また、人工竜巻によらず工場内に設置され
た発熱源を利用して発熱源上部に生じた上昇気流により
温熱空気等の排気を効率よく達成することが考えられて
いる。

【００１０】上昇気流とは、発熱源付近の空気の温度が
周りの空気の温度より高い場合に発熱源付近の空気が垂
直方向にある程度の幅をもって上昇する空気の流れをい
い、その上昇速度は周囲との温度差が大きいほど速い。

【００１１】図３及び図４は上記上昇気流を利用した換
気装置を示し、１は鋳物工場や鍛造工場などの工場、２
は炉などの高温の発熱源、３は上記工場１の屋根または
天井部分、４は工場１内の空気を工場１外に排出するた
め上記発熱源２上部の天井部分３に設置された、排気フ
ァン（図示せず）を内部に有する排気口、５は上記天井
部分３を支持する円筒状や角筒状のフード、６は上記発
熱源２の近傍に設置された下部給気口、７は大量の空気
の導入可能な開口部、例えば戸や窓等を有する作業場で
ある。

【００１２】上記換気装置によれば、上記発熱源２で加
熱された空気は周りの温度より高いため矢印Ａで示すよ
うに上昇し、上記天井部分３に設けられた排気口４から
排気される。また排気された空気に相当する量の空気が
熱源付近に設けられた下部給気口６または作業場７から
供給され、補われる。

【００１３】かかる換気装置は、発熱源２からの上昇気
流を利用するものであるため大型の排気ファンを用いる
必要がなく排気が可能であり、また高熱の空気や埃のみ
が垂直方向に上昇し、天井部分に集められるため目的の
空気や埃のみを排気できる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
熱源２付近の加熱された空気と、上記下部吸気口６から
導入された外部の冷たい空気との間では温度差が大きく
従って気流の上昇する速度は大きいが、上昇するにつれ
て周りの空気との温度差が減じるため上昇気流の速度が
弱まり天井部分３まで上昇気流を期待することはできず
排気ファンの小型化の目的を達成することができない。

【００１５】また、上記発熱源２からの上昇気流Ａのみ
ならず上記作業場７の開口部からの空気も排気ファンに
より上記排気口４から矢印Ｂに示すように排気されるた
め高温の空気や埃等のみを効果的に排気することができ
ず、そのため、排気効率が悪く工場内の環境の改善を図
ることが出来なかった。

【００１６】本発明は上記の欠点を除くようにしたもの
である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の発熱源を有する
空間施設の換気装置は、発熱源上部の天井に設けた排気
口と、上記発熱源を取り囲むように設けた側壁と、上記
側壁に沿って下方に流れる旋回気流を形成するよう上記
側壁上部に設けた１個または複数個の給気口とより成る
ことを特徴とする。

【００１８】上記側壁は、筒状のフードによって形成さ
れていることを特徴とする。

【００１９】また、上記排気口よりの排気量は、上記給
気口からの給気量より大きいことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明の発熱源を有する空間施設の換気装置に
おいては、排気口４より排気を行なうと共に給気口８か
ら給気すれば、フード５の側壁に沿って旋回する空気流
が生じ、この空気流が下降して空気の層が形成され、発
熱源２からの上昇気流がこの空気の層との温度差に応じ
た速さで空気の層の中心部を上昇して排気口４から排気
されるようになる。

【００２１】

【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。

【００２２】本発明においては図１及び図２に示すよう
に、上記天井部分３を支持する上記フード５の側壁に上
記排気口４より若干低い位置で１個または複数個の上部
給気口８を形成し、この上部給気口８を介してファン
（図示せず）により外部空気をフード５内に給気せし
め、この上部給気口８による給気の向きを図２の矢印Ｃ
に示すように上記フード５の壁面に沿ってエンドレスに
一方向に流れるように設定する。

【００２３】図１，図２に示す例では上記フード５は四
角筒状であり、四角の各壁面に夫々１個の上部給気口８
を設けている。

【００２４】なお、上記フード５が円筒状の場合には上
記上部給気口８は周囲壁に１個又は略等間隔に横方向に
離間して複数個形成せしめる。また、工場の条件によっ
ては上記排気口４には、排気効率をよくするための排気
ファン等を設けなくても良い。

【００２５】本発明の発熱源を有する空間施設の換気装
置は上記のような構成であるから、上記上部給気口８か
ら外部の冷たい空気を吹き出すと、フード５の壁に沿っ
た空気の流れが発生する。かかる空気は外部から吸入さ
れるためその温度は約１０〜３０℃であり内部の空気と
比べるとかなり低くそして重い。そのため上記吹き出さ
れた空気は上記フード５内を一方向にエンドレスに回転
しながら矢印Ｃに示すように次第に下方へ流れることに
なる。

【００２６】そして上記フード５の壁内を回転しながら
下降してきた冷たい空気は遠心力により外側に広がりな
がら回転し工場１内の自由空間内に放出され、下降して
床まで達する。

【００２７】なお、上記排気口４から排気される排気量
に比べ上記上部給気口８から供給される空気量は少ない
ようにする。従って作業場７の戸や窓等の開口部や上記
発熱源２付近の下部給気口６から工場１内に空気を供給
することになるが、これらの空気は、遠心力により外側
に広がりながら回転してきた冷たい空気に遮られ直接こ
の空気が上記排気口４から排気されることはなく、また
上部から流れてきた空気の広がりを抑えるようになる。

【００２８】上記発熱源２からの上昇気流は、上部から
ドーナツ状に回転しながら下降してきた冷たい空気の内
部に発生するが、この上昇気流は工場１の底部では周り
との温度差が大きいため上昇速度は早く短時間に上記フ
ード５付近まで達し、このフード５付近においても周り
の壁に沿って回転している外部から吸入してきた冷たい
空気の存在のおかげで温度差をそのまま保つことがで
き、上昇気流の速度を落とさずに上記排気口４に達し、
工場１内の発熱源２からの高温の空気等の換気がはから
れる。また、上記空気の回転は上記工場１内の空気の流
れに方向性をもたせるため排気効率が向上する。

【００２９】なお、上記下部給気口６は省略せしめるこ
とができる。

【００３０】

【発明の効果】上記のように本発明の換気装置によれ
ば、

【００３１】工場の屋根または天井部分を支持するフ
ードの側壁に外部の冷たい空気を導入することで温度の
高い内部の空気の温度差を保つことができ上昇気流の速
度を速くして排気効率をよくすることができる。

【００３２】上記給気口から供給された空気の回転に
より工場内の空気の流れに指向性を持たせることができ
効果的に高温の空気を外部に排気することができる。

【００３３】フードの側壁を沿って回転し、下降して
きた空気によって形成される層により下部給気口６や作
業場７からの空気が発熱源からの上昇気流の上昇を妨げ
ず高温の空気や埃のみ排気可能となる。従って排気ファ
ンの出力を小さくしても工場内の換気を効率よく達成す
ることができる。

【００３４】また、上部から除々に下降してきた冷た
い空気は中を通る上昇気流により除々に温められるため
急激な温度変化がなく装置や機器に及ぼす影響が少な
い。

【００３５】空気の下降および上昇速度や回転速度が
比較的に遅いため周囲に与える影響が小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発熱源を有する空間施設の換気装置の
説明用縦断正面図である。

【図２】本発明の発熱源を有する空間施設の換気装置の
フード部分の横断底面図である。

【図３】従来の発熱源を有する空間施設の換気装置の説
明用縦断正面図である。

【図４】従来の発熱源を有する空間施設の換気装置のフ
ード部分の横断底面図である。

【符号の説明】

１ 工場 ２ 発熱源 ３ 屋根または天井部分 ４ 排気口 ５ フード ６ 下部給気口 ７ 作業場 ８ 給気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−195140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−152344（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−137748（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−38192（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 7/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱源上部の天井に設けた排気口と、上
   記発熱源を取り囲むように設けた側壁と、上記側壁に沿
   って下方に流れる旋回気流を形成するよう上記側壁上部
   に設けた１個または複数個の給気口とより成ることを特
   徴とする発熱源を有する空間施設の換気装置。
2. 【請求項２】 上記側壁が筒状のフードによって形成さ
   れている請求項１記載の発熱源を有する空間施設の換気
   装置。
3. 【請求項３】 上記排気口よりの排気量が、上記給気口
   からの給気量より大きい請求項１または２記載の発熱源
   を有する空間施設の換気装置。