JP5459776B2 - 気体拡散装置 - Google Patents

Description

本発明は、新規な有用な気体拡散装置に関する。

ビル又は建造物に居住し又はこれらを使用するために、閉鎖空間での空気循環が必要である。特定のケースでは、医療施設、マイクロチップの製造等での作業といった多くの活動にとって適切な循環が必要不可欠である。空間の換気の改善は、大きな換気扇又はブロワの使用を通した気流の力の増加に必ずしも関連しているわけではなく、多くの場合それはむしろ、供給される空気の方向及び分布を制御して空気といった気体の一方向の層流を提供することを必要とする。このような基準は渦の発生を大いに最小限にし、施設において空気から除去すべき粒子状物質及び熱を抑制する傾向にある。

このような点で、多くの空気拡散器が、空気を施設に供給するコンジットの出口から特定の方向に空気を向けることを目的としている。例えば、米国特許第５，５７３，８１１号及び第５，４３７，７０１号は、装置のエアフィルタ特性を改善するようオイルによってコーティングされた発泡エアフィルタを示している。

米国特許第５，７７９，５３４号及び第５，９６８，３７３号は、多段層を使用して気体を分配し粒子状物質の通過を防ぐ拡散器及びフィルタを説明している。

米国特許第５，２７５，７２９号、第５，９２２，０９６号及び第６，６５６，２４３号は、粒子状物質をろ過するプリーツ状のコアを使用するエアフィルタを示している。

米国特許第６，０８９，５９８号及び欧州特許出願ＥＰＯ８４４１４７は、膨張装置に使用される多層空気フィルタカートリッジを説明している。

米国特許第６，４２５，８２１号は、流体拡散器を示唆しており、拡散器の出口で空気を逸らす角度を成す流体供給又はベーンを使用することによって、最初の拡散器を通過した後に空気の向きが変えられる。

米国特許第５，７２５，４２７号及び第６，０５９，６５５号は、織物又はシートを使用する空気拡散器の挿入を示している。

米国特許第６，１３９，４２６号は、騒音を最小限にし均一の大きさの開口部を有する成型プラスチック空気拡散スクリーンを使用している。

米国特許第５，１９２，３４８号及び第６，９４２，５６３号は、いたるところに穴を開けた空気ガイド及び拡散パネルを説明しており、様々な拡散面で穴の角度及び大きさが変わる。

層流又は乱流の様式で効果的な方法で施設に流入空気を分配する気体拡散装置が、換気技術の分野で著しい進歩を成すであろう。

本発明は、新規且つ有用な気体拡散装置に関する。

本発明の装置は、コンジットから出て換気すべき特定の空間に入る気体又は空気源を使用する。本発明の装置は、シートの内側を規定する周縁部を有するシートを有している。このような面は、ほぼ平らであり、所定の大きさの領域を有する第１のゾーンを有している。また、平らなシートの面は、第１のゾーンと周縁部との間の領域を具えた第２のゾーンを有している。

第１の複数の開口部が面の第１のゾーンに位置している。第１のゾーンを通る複数の開口部が、第１のゾーンの領域全体に対する開放領域の第１の割合を有している。同様に、第２の複数の開口部が、第２のゾーンの平らなシートを通るよう設けられており、第２のゾーンの領域に対する開放領域の第２の割合を有している。第１のゾーンに付随する開放領域の第１の割合は、第２のゾーンの開放領域の第２の割合よりも小さい。さらに、一連の第３及び第４のゾーンを周縁部に向かって形成してもよい。第３及び第４のゾーンもまた、特定のゾーンに対する高い割合の開放領域を有する複数の開口部を有している。すなわち、ゾーンが平らなシートの面の中心部から進むと、ゾーンの領域に対する開放領域の割合が増加する。

また本発明には、コンジットに隣接して平らなシートを保持し、コンジットから本発明の拡散装置を通して気体又は空気を流し得る取付具が設けられている。

また、平らなシートの周縁部を正方形、長方形、三角形、五角形等の多角形で形成してもよい。さらに、平らなシートの周縁部は少なくとも部分的に湾曲してもよい。特定のケースでは、周縁部が円形である。

多くのケースにおいて、平らなシートの中心部から広がる一連のゾーンが、囲み又は包囲形式を取る。すなわち、第３のゾーンが、第１のゾーンを囲む第２のゾーンを囲んでいる。

また、本発明には、平らなシートの面から延びる壁部を含めてもよい。また、壁部は、本発明の拡散装置を通して部屋の天井から所定の距離だけ横方向に大きく横方向に空気を向けて様々な機器との干渉を防ぐ複数の開口部を有している。

新規且つ有用な気体拡散装置が、上記のように説明されていることが明らかである。

このため、層流の様式で広い範囲にわたって装置を通って空気が通過し得る気体拡散装置を提供することが本発明の目的である。

本発明の他の目的は、層流の様式で入ってくる空気をコンジットから空間に分配する気体拡散装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、気体コンジットから空間の中に空気を分配し渦及び他の破壊的な空気パターンの形成を最小限にする気体拡散装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、ビルの既存の空気分配システムに組み込んでもよい気体拡散装置を提供し、このような施設の中で広範囲にわたる層流による分配を提供することである。

本発明の別の目的は、移動部品を有さず容易に製造、洗浄及び保持される気体拡散装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、粒子状物質及び熱作用を制御し、従来技術よりも拡散装置の使用を少なくし得る気体拡散装置を提供することである。

本発明の別の目的は、下方にフラッシングする気体の乱流を発生させる気体拡散装置を与える気体拡散装置を提供することである。

本発明は、特にその特定の特性及び態様に関する他の目的及び利点を有しており、明細書を進めるとともに明らかとなろう。

図１は、特に所定の位置の本発明の装置及び嵌め込みコンジットを示す側面図である。 図２は、図１に示す本装置の底面図である。 図３は、本発明の別の実施例の装置の底面図である。 図４は、本発明のさらに別の実施例の装置の底面図である。 図５は、従来の拡散器の分配特性の概略的な側面図である。 図６は、空気分配特性を示す本発明の拡散装置の概略的な側面図である。 図７は、従来の拡散器及び拡散器によって発生するパターンを示す概略的な側面図である。 図８は、所定の位置にある本発明の複数の拡散装置及び拡散装置によって発生するパターンを示す概略的な側面図である。

本発明のさらなる理解のために、上記の図面とともに本発明に係る好適な実施例の以下の詳細な説明について記載することとする。

本発明の様々な態様が、前述の図面を参照して好適な実施例に係る以下の詳細な説明から考え出されるであろう。

本発明に係る実施例全体を、符号１０として図面に示す。図１を参照すると、拡散装置１０Ａを示している。拡散装置１０Ａは、その要素の１つとして平らなシート１２を有している。シート１２は、図２に示す内側面１６を規定する周縁部１４を有している。図２に示すように、面１６はゾーン１８、２０、２２，及び２４を有している。図２に示す線はこのようなゾーンの視覚化のためであり、実際の装置には現れないことに留意されたい。複数の開口部２８、３０、３２及び３４が、それぞれゾーン１８、２０、２２、及び２４と関連している。また、中央ゾーン１８とコーナーゾーン２４との間の複数の開口部２６、２８、３０、及び３２の大きさが増していることが分かる。すなわち、ゾーン１８の複数の開口部２６の開放領域の割合が、ゾーン１８全体の領域に対して一定の値である。ゾーン２０の大きなサイズの複数の開口部２８は、ゾーン２０に対する別の割合の開放領域を形成する。図２に示す実施例では、以下の表が、特定のゾーンの領域全体に対する開口部の開放領域の典型的な割合を示している。

表１
ゾーン 開口部の開放領域の割合
１８ ２４％
２０ ２８％
２２ ３２％
２４ ５０％
壁部４８ ５０％

このような割合は図２にも現れている。また、図２に示す開口部は、各特定ゾーンの実際の開口部のほんの一部を表すことに留意されたい。換言すれば、図２に示すように等間隔に並んだ開口部は、図２に示すような形式でゾーン全体を占める。また、複数の開口部２６、２８、３０、及び３２がシート１２を貫通して図１のコンジット３４と連通していることに留意されたい。

また、本発明には天井、横梁等といった構造物に拡散装置１０Ａを保持するための取付具３６が見られる。図１に示す取付具３６は、締結具４４及び４６を用いることによって構造物４２に結合されるフランジ３８及び４０の形状を成す。

また、装置１０は、貫通する複数の開口部５０を有する壁部４８を具えて形成されている。このため、気流が複数の開口部５０を介して壁部４８を通って外側に向けられる。

図３及び図４は、実施例１０Ｂ及び１０Ｃを示す。実施例１０Ｂは、正方形の周縁部を有している。しかしながら、コーナーゾーン５４もまた、図２のコーナー２４に示すような実施例１０Ａの三角形の形状ではなく正方形である。また、図３のゾーン５４を占める複数の開口部５６が周縁５２を１列に延びており、ゾーン５８の残りの小さな開口部の外側に位置している。実施例１０Ｃの周縁部６０は湾曲しており、特に円形状である。さらに、ゾーンの領域全体に対する開放領域の割合とともに、図３及び図４に示す最も内側のゾーンから最も外側のゾーンに向かって、特定のゾーンの複数の開口部の大きさが大きくなっている。

実施する際に、本発明に係る拡散装置１０Ａを、拡散装置１０Ａの下方の空間への気流（矢印６２）源として機能するコンジット３４の出口に取り付ける。取付具３６によって拡散装置１０Ａをコンジット３４に隣接する場所に固定する。そして、空気が層流様式及び相当な拡がり角度でシート１２の複数の開口部２６、２８、３０、及び３２を通過する。様々なゾーン１８、２０、２２、及び２４間の差圧の低下により装置１０からの流量分布が発生されると考えられる。図５を参照すると、従来の拡散器６４が角度ベクトル６６及び６８で示されるわずかな拡がりで層状に空気を送ることが見受けられる。一方、図６の拡散器１０Ａは、拡散器１０から４０乃至４５度に大きく拡がる層状分布を示す。しかしながら、拡散器１０Ａは、複数の開口部２６、２８、３０及び３２の大きさを調整することによって、下方にフラッシングする乱流又は層流及び乱流の組み合わせを形成する。本発明の拡散器１０によるこのような広範な分布の効果が図７及び図８に見受けられ、従来の拡散器７０、７２、及び７４は渦が発生する領域７６及び７８を形成する。このような渦は、このような拡散器の直下にある層流を乱す傾向にある。一方、図８は、本発明の拡散装置１０Ａを示しており、層流が面８０の上方の広い領域にわたって広がる。このような分布は、拡散面１６の中央部から周縁部１４に徐々に増加する面１６の特定のゾーンの開口部によって形成される開放領域の変化によるものである。このため、本発明の拡散装置１０Ａ−Ｃでは破壊的な渦の形成が防止される。

前述のように、本発明の実施例を本発明の完全な開示を行う目的でかなり詳細に説明したが、本発明の精神及び原理から逸脱せずに多くの変更を行ってもよいことが、当業者にとって明らかであろう。

Claims (7)

1. コンジットを出る特定の気体流とともに使用される気体拡散装置であって、
   ａ．面を規定する周縁部を有する平らなシートであって、前記面が、前記周縁部に対して内側に位置する第１のゾーンと、ある領域を有して前記第１のゾーンと前記周縁部との間に位置する第２のゾーンと、を有するシートと；
   ｂ．前記平らなシートの前記面の前記第１のゾーンを通る第１の複数の開口部であって、前記第１のゾーンの前記領域に対する開放領域の第１の割合を構成する開口部と；
   ｃ．前記平らなシートの前記面の前記第２のゾーンを通る第２の複数の開口部であって、前記第２のゾーンの前記領域に対する開放領域の第２の割合を構成し、前記開放領域の第１の割合が前記開放領域の第２の割合よりも小さい開口部と；
   ｄ．前記平らなシートの前記面から外側に延在して領域を有する壁部であって、前記壁部を通る複数の開口部を有し、前記壁部を通る前記複数の開口部が、前記壁部の前記領域に対する開放領域の特定の割合を構成し、前記壁部の開放領域の前記特定の割合が、開放領域の前記第１及び第２の割合よりも大きい壁部と；
   ｅ．前記コンジットに隣接して前記平らなシートを保持するための取付具と；
   を具えることを特徴とする装置。
2. さらに、ある領域を有し前記第２のゾーンと前記周縁部との間に位置する前記面の第３のゾーンと、
   前記平らなシートの前記第３のゾーンを通る第３の複数の開口部と、を有しており、
   前記第３のゾーンの前記第３の複数の開口部が、前記第３のゾーンの前記領域の開放領域の第３の割合を構成し、
   前記開放領域の第２の割合が前記開放領域の第３の割合よりも小さく、
   前記壁部の開放領域の前記特定の割合が、前記第１、第２、及び第３の割合よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. さらに、ある領域を有し前記第３のゾーンと前記周縁部との間に位置する前記面の第４のゾーンと、前記平らなシートの前記第４のゾーンを通る第４の複数の開口部と、を具えており、
   前記第４の複数の開口部が、前記第４のゾーンの前記領域の開放領域の第４の割合を構成し、
   前記第３の割合が前記第４の割合よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記平らなシートの周縁部が多角形を具えており、
   前記第４のゾーンが少なくとも前記多角形の隅部に位置していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記第３のゾーンが、前記第２のゾーンを少なくとも部分的に囲んでいることを特徴とする請求項２に記載の装置。
6. 前記シートの周縁部が、少なくとも部分的に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記第２のゾーンが、前記第１のゾーンを少なくとも部分的に囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。

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