JP4526780B2 - フード装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、排気等に使用して好適なフード装置に関し、特に、エアカーテンを利用することにより、効率的に排気等を行うことができるように構成したフード装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の局所領域について排気を行う場合、この局所領域の周囲にエアカーテンを形成することにより、排気効率を高めるようにしたフード装置が知られている。そのようなフード装置の例として、例えば、特開２００１−３１１５４２号公報には、図４に示すようなフード装置が示されている。このフード装置は、排気を行うための吸気フード１１及び吸気管１２の外側に、これらに対して同軸状に、エアカーテンを形成するための給気チャンバー１４及び給気管１７を設けた２重管構造を用いている。
【０００３】
そして、外気供給ダクト１５より導入されたエアカーテン形成用外気は、外気供給口１５ａを経て給気通路１７ｃへ供給され、吸気管１２の外周囲を旋回しながら、この給気通路１７ｃ内を下方へ流れ、更に、吸気フード１１と給気チャンバー１４との間の間隙空間を旋回して下方の吹出口から外部へ放出され、旋回吹出気流Ｆ１（エアカーテン）を生ずる。このエアカーテンにより、所定局所領域の排気対象を周囲に拡散させることなく効率的に排気することができる。
【０００４】
なお、以上に説明したフード装置の場合、実際には、吸気フード１１と給気チャンバー１４との間の間隙空間を旋回して下方へ流れる吹出給気流の速度分布が不安定で偏流が生じやすく、この場合には、気流に明確な旋回性向が現れず、所期のエアカーテンが十分には得られないという問題点があった。
そこで、同公報には、この点を解消したフード装置として、更に、図５に示すフード装置が開示されている。
【０００５】
この図５のフード装置について簡単に説明すると、２は吸気管であり、所定局所領域内の排気対象は、吸気管２の下部吸気口２ａに吸い込まれて外部へ排気される。一方、エアカーテン生成用の空気が、外気供給ダクト５から給気管７へ供給され、吸気管２の外周を旋回しながら下方へ流れる。そして、給気管７の下端近くに設けられている整流板６の整流孔６ａにより整流されて流速分布が均一化される。次に、給気管７の下端の開口部７ｂから吸気フード１のフラットな頂部１ｂ面に向けて吹出されて半径方向へ偏向されることで圧損を生じ、更に流速分布の均一化が行われる。
【０００６】
そして、その後、流速分布の均一な旋回流となって、旋回流生成ステータ３ａが設けられている空気吹出口３を経て外部へ放出される。なお、この空気吹出口３を通過する際に、旋回流生成ステータ３ａによって更に旋回方向のベクトルが付与されることで、より流速の均一化された旋回流となって外部へ放出され、安定したエアカーテンが得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように図５に示されるフード装置では、速度分布の均一な安定したエアカーテンを実現できるが、図４のフード装置に比し部品点数が非常に多く構造も複雑であるため製造に手間がかかり、製造コストも大幅に高くなるという問題がある。
本発明は、これらの点に鑑み、図４に示されるフード装置と同程度に簡素な構造でありながらも高い強度を備え、かつ、速度分布の均一な安定したエアカーテンが得られるようにしたフード装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のフード装置は、円錐台型の第１のフードと、この第１のフードのフード開口角度よりも大きなフード開口角度を有し、かつ、第１のフード内に同軸状に内設されるとともに、その開口を成す下端部が全周に亘って前記第１のフードの内壁に接続されている円錐台型の第２のフードと、この第２のフードの上端部に接続された吸気管と、第１のフードの側壁に接続され、この第１のフードの内壁と第２のフードの外壁とによって挟まれた空間領域に外気を供給するための給気管と、この給気管により供給された前記空間領域内の外気を、第２のフードの中へ吹き出すために、この第２のフードの側壁の全周に亘って配設された複数個の外気吹出口とを備えるものである。
【０００９】
そして、前記吸気管を通して第２のフード内の空気を吸引することにより、第１のフードの下方の局所領域に存在する排気対象が、第１のフードおよび第２のフードを経て吸気管より外部へ排気されるとともに、前記複数個の外気吹出口は、第２のフードの側壁をこのフードの内側へ向けて隆起させたエンボス状の構造と、該エンボス状の構造の端部に形成された開口とから成る同一の形状に構成され、かつ、それぞれの開口は、いずれも、前記第２のフードの側壁に対して略垂直に形成されるとともに、各開口の向きは、いずれも、斜め下方を向き、更に、前記複数個の各外気吹出口は、前記第２のフードの側壁を含む円錐面の母線に相当するラインと成す角度が、互いに略等しくなるように設定されている。
【００１０】
更に、給気管を、第１のフードの外周の接線方向に偏心した位置関係をもって第１のフードの上部側壁に接続する構造、及び外気吹出口を給気管の接続位置よりも下方の位置で第２のフードの全周に亘って均等に配設させる構造を用いることで、より流速分布の均一なエアカーテンが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明によるフード装置の実施例について、以下、図面を参照して詳細に説明する。
本発明によるフード装置の１実施例の正面図を図６に示す。この図において、１００はフードであり、その内部には内設フード１０１がフード１００と同軸状に内蔵されている。この内設フード１０１の上端部は、吸気管１０２に接続されている。一方、内設フードの下端部は、全周に亘ってフード１００の内壁と接着され、これにより、簡素な構造ながら十分な強度を実現している。そして、内設フードの下方部分には、エアカーテン形成用の旋回気流を生成するための吹出口が全周に亘って均等に設けられている。１０３は、エアカーテン形成用の外気を導入するための給気管であり、図７の平面図に示されるように、フード１００の外周の接線方向に偏心してフード１００に取り付けられている。
【００１２】
以上の図６および７の説明から分かるように、本実施例のフードは、同軸状に組み合わされた２つの円錐台型フード（なお、本願においては、上記のフード１００や内設フード１０１のように、フードの側壁が１つの円錐面に含まれているようなフードを、円錐台型フードと定義する。）で構成されているが、ここで、内設されている円錐台型フード（１０１）は、外側の円錐台型フード（１００）のフード開口角度よりも大きなフード開口角度を有しているという特徴がある。なお、本願においては、円錐台型フードのフード開口角度を、次のように定義する。即ち、図９は、円錐台型フード１１０を横から見た図であるが、この図において、円錐台型フードの側壁を延長した仮想中心点０から見たフード側壁の開口角度Ａを、円錐台型フードのフード開口角度と定義する。
次に、この図７に示されているX−Y平面でフード装置を切断したときの断面図を図８に示す。この図において、給気管１０３より供給された外気F0は、内設フード１０１の外壁とフード１００の内壁とフード１００の頂部１０４とで囲まれた領域に吹き込まれ、内設フード１０１の外周囲を旋回しながら下降し、内設フードに設けられている吹出口１０１Cより内設フード１０１の内側へ吹出される。
【００１３】
吹出口１０１Cより吹出された気流は、内設フード１０１の内壁に沿って旋回しつつ下降し、更にフード１００の内壁に沿って旋回下降してフード１００の下端より下方へエアカーテンF1として吹出される。
一方、所定局所領域に存在する排気対象は、旋回気流F２を形成しつつフード内に吸い込まれ、吸気管１０２を通って排気される。
【００１４】
次に、前述のエアカーテンF1の形成機序について、詳細に説明する。
図１は、本実施例のフード装置を斜め下方より見た斜視図であり、この図において、内設フード１０１に形成されている吹出口１０１Cは、以下に説明する吹出口付近の拡大図を示す図２、および、フード装置の底面図を示す図３から明らかなように、内設フード１０１のほぼ周方向に近い斜め下方へ気流F5を吹き出すように構成されている。
【００１５】
図２に示されるように、吹出口１０１Cは、内設フード１０１の側壁を内側へ隆起させたエンボス状の構造に開口を形成した形状を有している。そして、その開口が、側壁に対して略垂直に形成されているので、吹出口１０１Cから吹出される気流F５は、内設フード１０１の内壁に沿って流れることになる。更に、これらの開口は、内設フード１０１のほぼ接線方向に近い斜め下方を向いているので、吹出口１０１Cから吹出される気流F５は、この図に示されるように、内設フード１０１の内壁に沿って斜め下方へ流れることになる。なお、ここで、この図に示されている内設フードの側壁が含まれる円錐面の母線に相当するL１、L２・・・と吹出口１０１Cとの成す角度αを大きくすることにより、気流F５の下方への降下速度を大きくすることができ、同時に下降方向も変更される。
【００１６】
次に、本実施例のフード装置を下方より見た底面図を図３に示す。この図に示されるように、上記気流F５が内設フード１０１及びフード１００の内壁に沿って旋回下降して下方へ吹出されることにより、エアカーテンF１が生成される。
【００１７】
以上の説明から明らかなように、本実施例では、吹出口が内設フード１０１の全周に亘って均等に設けられていることにより流速分布の均一化が図られ、かつ、各吹出口の向きは、各吹出口から放出された気流がフードの内壁に沿った強い旋回気流となるように設定されている。即ち、このように各吹出口を設けたことにより、流速分布の均一化と強い旋回性向の付与が実現されており、単純な構造でありながら十分なエアカーテンを得ることができる。
【００１８】
従って、本実施例のフード装置では、図４に示されているフード装置の場合よりも強い旋回性向を有するエアカーテンを得ることができ、また、エアカーテンの降下速度についても、前述のように、母線と吹出口との成す角度αの選定により容易に設定できる。
【００１９】
更に、所定局所領域における排気対象の生成状況が空間的に等方的でなく、例えば、特定の方向に偏って多くの排気対象が生成されているような場合には、この特定方向近辺のエアカーテンがより強くなるように、上記の角度αを各吹出口毎に最適な数値に設定することで、より効率的に排気を行うことも可能である。
【００２０】
また、図４に示されているフード装置のように、内側の吸気フード１１及び外側の給気フード１４の各下端部の間に狭い間隙をもたせて同軸状に組み立てる場合には、その作業上の精度を出す上で相応の困難さが伴うが、これに比し、本発明の実施例では、内設フード１０１の下端部を全周に亘ってフード１００の内壁に接着する構造となっているので、製作がはるかに容易であり、かつ、簡素な構造でありながら、構造的な強度も高くなる。更に、図５に示されるフード装置では、数多くの旋回流生成ステータ3aを使用してエアカーテンを生成するようにしているが、このように多数の構成部材を用いることは、製造に要する時間とコストの増大を招くだけでなく、歩留まり悪化の要因ともなる。これに対し、本実施例では、開口を有するエンボス状の吹出口を、フードの側壁に多数形成するだけでエアカーテンの生成を実現しているので、特別な構成部材を必要としない。更に、このような開口を有するエンボス状の吹出口の形成は、プレス加工により簡単に行うことができるので、手作業に比し高精度であり、かつ、作業時間も少なくて済むので、全体の製造コストも低くできるというメリットがある。
【００２１】
以上、本発明の実施例について説明したが、勿論、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、様々な構造上の改変が可能である。その例を挙げれば、例えば、上述の実施例では吹出口が合計６個設けられているが、このような個数に限定すべきものでないことは勿論である。なお、吹出口の形状についても実施例に示されているような構造に限る必要はなく、要するに、内設フードのほぼ接線方向に向かう吹出気流が得られるものであればよい。
【００２２】
また、上記実施例では、複数の吹出口が、全周に亘り均等に配設されているが、必ずしもこのように均等に配設する必要はなく、例えば、前述のように、生成される排気対象の偏りが大きい場合には、これに応じた最適のエアカーテンの分布状態が得られるように、吹出口の配設状態を敢えて不均等なものに設定してもよい。
【００２３】
更に、当業者であれば、以上に述べた構造的改変の他に、この発明の技術思想の範囲で、細部にさまざまな変更を施した実施例を構成することも可能であるが、そのような実施例が本発明の範囲から除外されるものではないことも明らかである。
【００２４】
【発明の効果】
単純な構造でありながら、安定したエアカーテンが得られる。
製造が容易であり、かつ、構造的に高い強度及び安定性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるフード装置の１実施例の斜視図。
【図２】 同実施例における吹出口周辺の拡大図。
【図３】 同実施例の底面図。
【図４】 従来のフード装置の１例を示す図。
【図５】 従来のフード装置の他の例を示す図。
【図６】 本発明によるフード装置の１実施例の正面図。
【図７】 同実施例の平面図。
【図８】 同実施例の断面図。
【図９】 フード開口角度を説明する図。
【符号の説明】
１００・・・フード
１０１・・・内設フード
１０１Ｃ・・・吹出口
１０２・・・吸気管
１０３・・・給気管
１０４・・・頂部
１１０・・・円錐台型フード
Ｆ０・・・導入外気
Ｆ１・・・エアカーテン流
Ｆ３・・・排気流
Ｆ５・・・吹出気流
O・・・仮想中心点

Claims (3)

1. （１）円錐台型の第１のフードと、
   （２）該第１のフードのフード開口角度よりも大きなフード開口角度を有し、かつ、前記第１のフード内に同軸状に内設されるとともに、その開口を成す下端部が全周に亘って前記第１のフードの内壁に接続されている円錐台型の第２のフードと、
   （３）該第２のフードの上端部に接続された吸気管と、
   （４）前記第１のフードの側壁に接続され、該第１のフードの内壁と前記第２のフードの外壁とによって挟まれた空間領域に外気を供給するための給気管と、
   （５）該給気管により供給された前記空間領域内の外気を、前記第２のフードの内側へ吹き出すために、該第２のフードの側壁の全周に亘って配設された複数個の外気吹出口と、
   を備え、
   前記吸気管を通して前記第２のフード内の空気を吸引することにより、前記第１のフードの下方の局所領域に存在する排気対象が、該第１のフードおよび前記第２のフードを経て前記吸気管より外部へ排気されるとともに、
   前記複数個の外気吹出口は、いずれも、前記第２のフードの側壁を該フードの内側へ向けて隆起させたエンボス状の構造と、該エンボス状の構造の端部に形成された開口とから成る同一の形状に構成され、かつ、該開口は、前記第２のフードの側壁に対して略垂直に形成されるとともに、該開口の向きは、斜め下方に設定され、
   更に、
   前記複数個の各外気吹出口は、前記第２のフードの側壁を含む円錐面の母線に相当するラインと成す角度が、互いに略等しくなるように設定されていることを特徴とするフード装置。
2. 前記給気管は、前記第１のフードの外周の接線方向に偏心した位置関係をもって該第１のフードの側壁に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のフード装置。
3. 前記外気吹出口は、前記給気管の接続位置よりも下方の位置で前記第２のフードの全周に亘って均等に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフード装置。