JP5009859B2 - 開放式プッシュプル型換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品工場の生産設備等において、局所排気等のために使用される開放式プッシュプル型換気装置に関する。

電子部品工場の生産設備を有機溶剤で払拭する作業においては、作業者が溶剤蒸気を吸引しないようにするために、局所排気設備を設置する必要があり、その局所排気設備の具備すべき条件が、有機溶剤中毒予防規則（以下、有機則、昭和４７年労働省令第３６号、改正平成１２年１２月２５日厚生労働省告示第１２０号）に定められている。

単純なレシーバー式局所排気設備を使用してこれに対応しようとすると、所要風量が大きくなり、しかも、溶剤蒸気の捕捉が困難である場合が多い。一方、プッシュプル型換気装置を使用することも考えられるが、この場合は、有機則に規定されている下記条件を具備する必要がある。

即ち、（１）捕捉面に垂直な気流の平均風速及び風速分布が基準値を満たすこと、（２）換気区域内の溶剤蒸気が吸込側フードの開口部に向かうこと、の２点である。

この条件を前提に、プッシュプル換気装置の計測を行う場合、比較的小型（捕捉面サイズが幅５００ｍｍ、高さ５００ｍｍ、フード面間距離１０００ｍｍ未満程度）の捕捉面に対しては、単純なフード形状で効果的な排気設備を設計することが可能である。

しかし、大型（捕捉面サイズが幅１０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍ、フード面間距離１０００ｍｍ以上）の捕捉面に対して効果的な換気設備を構成するためには、フード形状及び制御風速に工夫が必要になる。

特許文献１には、構造が簡単で長方形の開口面を持つ場合にも１個のファンで一様流を与えることができることを目的とした従来のプッシュプル型換気装置が開示されている。この特許文献１に開示されたプッシュプル型換気装置は、プッシュフードとして、長方形の開口部をもつと共に、中央部に１個のファンをもち、このファンの前面中央部のみに単位孔の面積が１００〜１０００ｍｍ^２で開孔率が１５〜８０％の有孔板を両側部が開放状態になるように配置し、その後に間隔をあけて長方形の開口部に対応する大きさの整流部材３を配置したプッシュフードを使用するものである。

特開２００５−３３７５６２号公報

しかしながら、上述の従来技術においては、サイズと使用条件に制約があり、生産設備からの多様な要求に柔軟に対応することが難しいという問題点がある。例えば、プッシュフードのサイズに合わせた風量の変更が容易ではない。

また、従来の換気装置は、フード内部の保守点検作業が容易にできない。更に、ファン内蔵タイプの場合は、フード下部がファンルームとなるため、このファンの設置のためのスペースがフード下部に必要である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、プッシュフードのサイズを任意に選定することができ、フードのサイズに合わせて任意の風量設計が可能である開放式プッシュプル型換気装置を提供することを目的とする。

本発明に係る開放式プッシュプル型換気装置は、フード本体と、このフード本体に空気流を供給する軸流ファンと、を有し、前記フード本体は、その前面に設けられ通過する空気を整流する整流用スクリーンと、底面に設けられ前記軸流ファンからの空気が供給される供給口と、前記フード本体の内部を仕切る前面側中央部チャンバ、前面側側部チャンバ及び後面側チャンバと、前記前面側中央部チャンバの後面を形成するガイドベーンと、前記前面側側部チャンバの後面を形成し通過する空気を整流する内部スクリーンと、を有し、前記供給口からの空気は前記前面側中央部チャンバ及び前記後面側チャンバ内に流入し、前記後面側チャンバ内の空気流は前記前面側側部チャンバに前記内部スクリーンを介して流入し、前記前面側中央部チャンバ及び前記前面側側部チャンバ内の空気流は、フード本体の前面から、前記整流用スクリーンを介して吐出されることを特徴とする。

この開放式プッシュプル型換気装置において、更に、前記フード本体の内部を仕切る前面側上部チャンバを有し、この前面側上部チャンバの後面を形成し通過する空気を整流する他の内部スクリーンを有し、前記後面側チャンバ内の空気流は前記前面側上部チャンバ内に前記他の内部スクリーンを介して流入し、前記前面側上部チャンバ内の空気流は、フード本体の前面から、前記整流用スクリーンを介して吐出されるように構成することができる。

また、上段架台及び下段架台を有し、前記フード本体は、前記上段架台に設置され、前記軸流ファンは、前記下段架台に設置されるように構成することができる。又は、１個の架台を有し、前記フード本体は前記架台に設置され、前記軸流ファンは前記フード本体から吊り下げられているように構成することもできる。

更に、前記供給口には空気を整流する整流板を設けることができる。更にまた、前記フード本体を金属又は合金製とすることができる。

本発明によれば、フード本体と、軸流ファンとを、夫々架台の上部及び下部に分離して配置し、軸流ファンからの空気流を、供給口を介してフード本体内に供給し、ガイドベーンにより空気流を前面に導き、この前面における多数の孔が穿設された吹き出し口から空気流を吐出させる。このため、プッシュフードの大きさを任意に設定することができる。また、軸流ファンのファンロータを適切に選定することにより、任意の風量を設計することができる。更に、フード本体が金属又は合金製であることにより、クリーンルームの要件に適合する清浄な空気を吹き出すことができる。

また、軸流ファンを別体としたので、軸流ファンの仕様変更が容易であり、これにより、本発明を防爆室用途に適用することができる。プッシュフードの内部の分解及び取り付けが容易であり、日常の点検及び清掃等のメンテナンス作業が容易になる。更にまた、上記架台を使用せずに、フード本体と軸流ファンとを別体で製造することにより、フード本体自体は、天井から吊り下げることも可能となり、フード本体の下部の空間を有効利用することができるようになる。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る開放式プッシュプル型換気装置を示す正面断面図、図２は同じくその平面断面図、図３は同じくその側面断面図、図４は斜視図、図５は一部を取りだして示す斜視図である。図６はプッシュフードの個別の溝を示す図である。

架台１は、上段の架台２と、下段の架台３とから構成され、下段の架台３の上板には軸流ファン５が固定され、上段の架台２には、フード本体４が設置されている。また、架台１の下端には、架台１を移動させるための車輪１ａが設置されている。フード本体４には、その前面に空気の吹き出し口が設けられ、底面には軸流ファン５に通ずる空気供給口１０が設けられており、この空気供給口１０を介して軸流ファン５から供給された空気が、フード本体４内を通流して前面の吹き出し口から吐出されるようになっている。

上段の架台２には、軸流ファン５に通ずる空気供給口１０の全域を覆うようにして、整流板１１が設けられており、軸流ファン５からフード本体４内に供給される空気が整流されるようになっている。この整流板１１は、例えば、直径が３ｍｍの孔が多数穿設されたものである。

フード本体４の前面には、外面側から順にステンレス製パンチングメタル１４，ステンレス製金網１５及びステンレス製金網１６が３層構造となって設けられている。パンチングメタル１４は、例えば、直径が１ｍｍの多数の孔が穿設されたものである。これらのパンチングメタル１４，金網１５，１６は３層構造となって、フード本体４の前面の全域を覆っている（図１はフード本体４の内部を表示するために、パンチングメタル１４はその右半分のみ図示している）。これらのパンチングメタル１４，金網１５及び金網１６は、フード本体４の前面開口の上端部及び下端部に設けた各３個の溝２０内に、端部を挿入することにより、フード本体４に取り付けられる。金網１５，１６はこの金網１５，１６を通過する空気流を層流にする整流用スクリーンとして機能する。

次に、フード本体４の内部構造について説明する。フード本体４の内部は、前面の全体を覆うパンチングメタル１４，金網１５及び金網１６側の前部（チャンバ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ）と、後部（チャンバ６ｇ）とからなる。更に、前部は、縦寸法が大きい下部チャンバ６ａ、６ｂ、６ｃと、この下部チャンバの上方に配置され、縦寸法が小さい上部チャンバ６ｄ、６ｅ、６ｆとから構成される。従って、後部チャンバ６ｇの幅寸法は、チャンバ６ａ、６ｂ、６ｃの幅寸法の総計であり、後部チャンバ６ｇの縦寸法は、チャンバ６ｄ、６ａの縦寸法の総計である。前部においては、中央チャンバ６ｂ、６ｅの幅が広く、側部チャンバ６ａ、６ｄ、６ｃ、６ｆの幅が狭くなっており、大半の空気は、中央チャンバ６ｂ、６ｅから排出される。側部チャンバ６ａ等は、周辺部の気流を調整するためのものである。

例えば、側部下部チャンバ６ｃは、図５に示すように、正面視で、底板、２個の側板及び天板を筒状に連結した形状を有し、背面には、内部スクリーン１７が設けられている。このスクリーン１７は、例えば、２００メッシュ等のステンレス製金網であり、通過する空気流を整流する作用がある。前面には、前述の如く、ステンレス製パンチングメタル１４，ステンレス製金網１５及びステンレス製金網１６の３層構造体が設けられる。他のチャンバ６ａ、６ｄ、６ｅ、６ｆは、このチャンバ６ｃと同様の構造を有する。

これに対し、中央下部チャンバ６ｂについては、チャンバ６ｃと異なる構造を有する。チャンバ６ｂの天板及び背面板は、ガイドベーン１２により形成されている。即ち、図３に示すように、フード本体４の内部には、その奥行き方向の中間の位置に、垂直に延びるガイドベーン１２が配置されている。ガイドベーン１２はフード本体４の前面に平行の垂直板１２ａと、垂直板１２ａの上端からフード本体４の前面におけるチャンバ６ｂの上端部まで傾斜して延びる傾斜板１２ｂとから構成される。垂直板１２ａは、フード本体４の下端部底板との間に適宜の隙間をあけた状態で配置されている。また、フード本体４の後部チャンバ６ｇには、その上部、即ち、ガイドベーン１２の上方にガイドベーン１３が配置されている。ガイドベーン１３は、フード本体４の上端の後方部分で傾斜して延びる傾斜板１３ａと、この傾斜板１３ａの上端から上方に延びる垂直板１３ｂとから構成される。この垂直板１３ｂと垂直板１２ａとは、フード本体４の奥行き方向の同一位置に配置されているが、必ずしも、平面視で同一位置に設ける必要はない。また、ガイドベーン１２，１３の形状は一例であって、図３等に示すものに限定されるものではない。

ガイドベーン１２の傾斜板１２ｂの後方には、側面視で断面直角三角形のブロック７が配置されており、このブロック７の後面は垂直で、垂直板１２ａと共にチャンバ６gのチャンバ６ａ側の垂直面を構成している。また、ブロック７の上面は水平で、チャンバ６ｅの底面を構成している。また、チャンバ６ｅ内には、風向調整可能なガイドベーン８（図３のみ図示）が設けられている。このガイドベーン８は側面視で長手方向の中間の位置に水平の回動軸の周りに回転可能に支持されており，図３に示す水平の姿勢と，先端が上方を向く姿勢と、先端が下方を向く姿勢とをとることができる。これにより，チャンバ６ｅ内をパンチングメタル１４側に流れる気流の向きを調整することができる。

また、フード本体４を構成する部材（ケース、パンチングメタル１４，金網１５，１６、ガイドベーン１２，１３，整流板１１、内部スクリーン１７）は全て鋼材等の金属又は合金製である。しかし、この金属又は合金製の素材に限らず、例えば、樹脂及び繊維等も使用することができる。

次に、上述の如く構成された本実施形態の開放式プッシュプル型換気装置の動作について説明する。軸流ファン５から供給された空気流は、軸流ファン５から空気供給口１０を介して、フード本体４の下端部（空気供給口）から、フード本体４内に供給される。この空気流は、整流板１１により整流された後、フード本体４内に入り、ガイドベーン１２により、フード本体４の前面側の部分、即ちチャンバ６ｂ内を通流する空気流と、後面側の部分、即ちチャンバ６ｇ側を通流する空気流とに分割される。そして、フード本体４の前面側のチャンバ６ｂ内を通流する空気流は、フード本体４の前面に設けられたステンレス製金網１６，１５と、ステンレス製パンチングメタル１４を通過して、クリーンルーム等に吐出される。また、フード本体４の後面側のチャンバ６ｇ内を通流する空気流は、その一部が、前面側の両側のチャンバ６ａ、６ｃの内部スクリーン１７を通過してチャンバ６ａ、６ｃ内に流入し、更に、フード本体４の前面に設けられたステンレス製金網１６，１５と、ステンレス製パンチングメタル１４を通過して、クリーンルーム等に吐出される。更に、フード本体４の後面側のチャンバ６ｇ内を通流する空気流は、その残部がブロック７とガイドベーン１３に案内されて、上部チャンバ６ｄ、６ｅ、６ｆの内部スクリーン１７を介して、各チャンバ６ｄ、６ｅ、６ｆ内に流入する。そして、この空気流は、チャンバ６ｄ、６ｅ、６ｆからフード本体４の前面に設けられたステンレス製金網１６，１５と、ステンレス製パンチングメタル１４を通過して、クリーンルーム等に吐出される。このとき、この空気流はガイドベーン８により、その向きが調整される。

本実施形態においては、軸流ファン５からフード本体４内に供給された空気流は、その中央部の吐出面が最も大面積の部分であるチャンバ６ｂからは、前面のパンチングメタル１４，金網１５，１６を介して、層流となって、クリーンルーム等に吐出される。一方、このチャンバ６ｂを取り囲む両側及び上部の部分であるチャンバ６ａ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆからは、フード本体４内の内部スクリーン１７を介して整流された後、更に、前面のパンチングメタル１４，金網１５，１６を介して、層流化されて、クリーンルーム等に吐出される。このように、フード本体４の前面から吐出される空気流のうち、周辺部から吐出される部分について、２重のスクリーンを介して層流化するのは、中央部よりも周辺部の方が空気流が乱されやすいからである。

このようにして、本実施形態においては、フード本体４の前面から層流の空気流が吐出される。この場合に、フード本体４と軸流ファン５とを分離して設置しているので、フード本体４は、軸流ファンに影響されず、任意のサイズのものにすることができる。また、軸流ファン５のファンロータを適宜選択することにより、任意の風量を得るように、換気装置を設計することができる。

そして、上記実施形態のように、フード本体４を金属又は合金で製造することにより、塵等の発生を防止して、クリーンルーム等を換気する装置として適用することができる。更に、軸流ファンのみ交換することが容易であるので、耐圧防爆仕様の軸流ファンを使用することにより、本発明の換気装置を防爆室に使用することができる。フード本体から空気流が吐出する整流用スクリーンとして、例えば、３００メッシュのポリエステル繊維からなるものを使用することもでき、この場合に、このスクリーンは、空気流入側におけるばらばらに分布した速度ベクトルを揃えて、低速度のバラツキが少ない速度ベクトルを作成し、速度ベクトルが一定方向を向いた層流を作り出すことができる。また、本実施形態のように、２００メッシュ程度のステンレス製の金網を使用し、孔径が１ｍｍ程度のステンレス製パンチングメタルを使用することにより、不燃材料でしかも一定の強度をもつスクリーンを具備させることができ、塵を嫌うクリーンルーム、特に、防爆クリーンルーム等の用途で使用される換気装置として、極めて有益になる。

更に、フード本体４は、内部にガイドベーン１２，１３、内部スクリーン１７及び整流板１１が設けられているが、その内部の点検は容易である。従って、特殊な工具を使用しなくても、内部の部材の分解及び取付が可能であり、日常の点検及び清掃作業が容易である。

ガイドベーン１２，１３はフード本体４の内部で、垂直方向に気流を制御した後、水平方向に気流を向ける作用を有する。この方向の転換は、傾斜板１２ｂ、１３ａで行うが、その傾斜角度が４５°程度で、気流の向きを変えることができる。また、フード本体４内に内部スクリーン１７を設けることにより、気流を安定化させ、層流を作り出しやすくなる。

パンチングメタル１４は、作業者又は工具がスクリーン（金網１５、１６）に接触してこのスクリーンを損傷させることを防止し、スクリーンを保護する作用を有する。

有機則によるプッシュプル換気装置の性能要件（厚生労働省告示、平成９年３月２５日の第２１号、及び平成１２年１２月２５日改正の第１２０号）は、捕捉面における風速分布に関する基準として、風速をＶ（ｍ／ｓ）、平均風速をＶａ（ｍ／ｓ）とすれば、Ｖａ≧０．２、０．５×Ｖａ≦Ｖ≦１．５Ｖａを満たすことが要求される。また、換気区域に関する基準として、換気区域（境界線上を含む）内の気流が全て吸込フードの開口に向かうことが要求される。上記形状寸法及び材質をもつ本実施形態の換気装置においては、排気フード（図示せず）の調整と合わせ、このような換気性能の必要条件を満足させることが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されないことは勿論である。例えば、フード本体を架台設置ではなく、天井から吊り下げて設置することもできる。この場合は、軸流ファンの吐出口と、フード本体の空気供給口とを風導（ダクト）等により接続すればよい。このように、フード本体を天井から吊り下げることにより、フード本体の下方に空間を作り出すことができ、スペースの有効利用を図ることができる。

また、上記図１乃至図６に示す実施形態は、図３及び図７に示すように、下段架台３と、上段架台２とを設け、上段架台２にフード本体４を設置したものであるが、図８に示すように、１個の架台１にフード本体４を設置し、このフード本体４から直接軸流ファン５を吊り下げるようにしても良い。この場合に、フード本体の底板に、脱着可能な状態で軸流ファン５を設置することができる。こうすることで、装置全体の高さを小さくすることができる。

本発明の実施形態に係る換気装置を示す正面断面図である。 同じくその平面断面図である。 同じくその側面断面図である。 同じくその斜視図である。 同じくその一部を取りだして示す斜視図である。 フード本体４の前面のスクリーン及びパンチングメタルを取り付けるための溝を示す断面図である。 上段架台と下段架台を有する換気装置を示す図であり、（ａ）は正面模式図、（ｂ）は斜視図である。 １個の架台に設けられた換気装置を示す図であり、（ａ）は正面模式図、（ｂ）は斜視図である。

符号の説明

１：架台、２：上段架台、３：下段架台、４：フード本体、５：軸流ファン、６ａ〜６ｇ：チャンバ、７：ブロック、８、１２，１３：ガイドベーン、１０：空気供給口、１１：整流板、１４：パンチングメタル。１５，１６：金網（整流用スクリーン）、１７：内部スクリーン、２０：戸溝

Claims (6)

1. フード本体と、このフード本体に空気流を供給する軸流ファンと、を有し、前記フード本体は、その前面に設けられ通過する空気を整流する整流用スクリーンと、底面に設けられ前記軸流ファンからの空気が供給される供給口と、前記フード本体の内部を仕切る前面側中央部チャンバ、前面側側部チャンバ及び後面側チャンバと、前記前面側中央部チャンバの後面を形成するガイドベーンと、前記前面側側部チャンバの後面を形成し通過する空気を整流する内部スクリーンと、を有し、前記供給口からの空気は前記前面側中央部チャンバ及び前記後面側チャンバ内に流入し、前記後面側チャンバ内の空気流は前記前面側側部チャンバに前記内部スクリーンを介して流入し、前記前面側中央部チャンバ及び前記前面側側部チャンバ内の空気流は、フード本体の前面から、前記整流用スクリーンを介して吐出されることを特徴とする開放式プッシュプル型換気装置。
2. 更に、前記フード本体の内部を仕切る前面側上部チャンバを有し、この前面側上部チャンバの後面を形成し通過する空気を整流する他の内部スクリーンを有し、前記後面側チャンバ内の空気流は前記前面側上部チャンバ内に前記他の内部スクリーンを介して流入し、前記前面側上部チャンバ内の空気流は、フード本体の前面から、前記整流用スクリーンを介して吐出されることを特徴とする請求項１に記載の開放式プッシュプル型換気装置。
3. 上段架台及び下段架台を有し、前記フード本体は、前記上段架台に設置され、前記軸流ファンは、前記下段架台に設置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の開放式プッシュプル型換気装置。
4. １個の架台を有し、前記フード本体は前記架台に設置され、前記軸流ファンは前記フード本体から吊り下げられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の開放式プッシュプル型換気装置。
5. 前記供給口には空気を整流する整流板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の開放式プッシュプル型換気装置。
6. 前記フード本体が金属又は合金製であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の開放式プッシュプル型換気装置。

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