JP6351378B2 - Low airflow draft chamber - Google Patents
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Description
本発明は、作業空間を用いて実験や作業を行う際に、空気を低風量ドラフトで通過させる低風量ドラフトチャンバーに関する。 The present invention relates to a low air flow draft chamber that allows air to pass through a low air flow draft when an experiment or work is performed using a work space.
ドラフトチャンバーは、その庫内の作業空間において作業者により器具類を用いて実験や作業を行うのに用いられる。ドラフトチャンバーは、その前面側のサッシの開度を調整することで、前面側の作業面開口高さの増減調整することができる。この種のドラフトチャンバーが特許文献1に開示されている。
The draft chamber is used for performing experiments and work by using tools in the work space in the warehouse. The draft chamber can be adjusted to increase or decrease the opening height of the work surface opening on the front side by adjusting the opening degree of the sash on the front side. A draft chamber of this type is disclosed in
ドラフトチャンバーとしては、近年省エネルギーの観点から、従来の風量より少ない排気風量で稼働できるものが求められている。このようなドラフトチャンバーとしては、一般的に「低風量ドラフトチャンバー」あるいは「低風量フュームフード」と呼称されている。このドラフトチャンバーは、従来の風量と比較して、50%から60%の風量で、ドラフトチャンバー庫内の有害ガス等を封じ込めておくことが可能である。 In recent years, a draft chamber that can be operated with an exhaust air volume smaller than a conventional air volume is required from the viewpoint of energy saving. Such a draft chamber is generally called a “low airflow draft chamber” or a “low airflow fume hood”. This draft chamber can contain toxic gases and the like in the draft chamber with an air volume of 50% to 60% compared to the conventional air volume.
ただし、このドラフトチャンバーは、排気風量が常に一定(CAV:定風量制御)である定風量ドラフトチャンバーであるために、前面側のサッシの開度を調整することで作業面開口高さの増減調整を行うにも関わらず、排気風量は一定である。このため、更なる省エネルギー化の観点から、この低風量ドラフトチャンバーに対して、VAV(可変風量制御)方式を組み合わせる市場要求及び事例が増えてきている。 However, because this draft chamber is a constant air volume draft chamber where the exhaust air volume is always constant (CAV: constant air volume control), the opening height of the work surface opening can be adjusted by adjusting the opening of the sash on the front side. However, the exhaust air volume is constant. For this reason, from the viewpoint of further energy saving, there are increasing market demands and examples of combining this VAV (variable air volume control) system with this low air volume draft chamber.
ここで、CAV制御方式を組み込んだ標準風量ドラフトチャンバーと、CAV制御方式を組み込んだ低風量ドラフトチャンバーと、VAV制御方式を組み込んだ低風量ドラフトチャンバーのそれぞれ排気風量について、一般的な例を基にして説明する。 Here, based on general examples of the exhaust air volume of the standard air volume draft chamber incorporating the CAV control system, the low air volume draft chamber incorporating the CAV control system, and the low air volume draft chamber incorporating the VAV control system, respectively. I will explain.
(1)標準風量ドラフトチャンバー(CAV制御方式)
間口サイズが外形1800mmの標準風量のドラフトチャンバーにおいて、前面側のサッシを開けて作業開口高さを最大とした場合の排気風量は、約20・/minである。また、排気制御方式がCAV制御(定風量制御)であるために、作業面開口高さの増減に関わらず、この排気風量は一定である。
(1) Standard air volume draft chamber (CAV control system)
In a draft chamber with a standard air volume having a frontage size of 1800 mm, the exhaust air volume when the front side sash is opened to maximize the work opening height is about 20 · / min. Further, since the exhaust control method is CAV control (constant air flow control), this exhaust air flow is constant regardless of the increase or decrease in the work surface opening height.
(2)低風量ドラフトチャンバー(CAV制御方式)
標準風量ドラフトチャンバーを低風量化した低風量ドラフトチャンバーの場合の排気風量は、20・/minの60%ということで、12・/min程度の風量となる。但し、この低風量ドラフトチャンバーにおいてCAV制御の場合は、前面側のサッシの開度を調整することで作業面開口高さの増減調整を行うのにも関わらず、排気風量は常に一定であり、12・/min程度の風量となる。
(2) Low airflow draft chamber (CAV control system)
In the case of a low airflow draft chamber in which the standard airflow draft chamber is reduced, the exhaust airflow is 60% of 20 · / min, and the airflow is about 12 · / min. However, in the case of CAV control in this low airflow draft chamber, the exhaust airflow is always constant despite the increase or decrease adjustment of the work surface opening height by adjusting the opening of the sash on the front side. The air volume is about 12 · / min.
(3)低風量ドラフトチャンバー(VAV制御方式)
低風量ドラフトチャンバーにVAV制御(可変風量制御)を組み込んだ場合は、例えば概ね以下の様な風量となる。
(3) Low air volume draft chamber (VAV control system)
When VAV control (variable air volume control) is incorporated in the low air volume draft chamber, for example, the air volume is generally as follows.
作業面開口高さ最大時:約12・/min(例:作業面開口高さ500mm)
作業面開口高さ最小時:約5・/min(例:作業面開口高さ75mm)
VAV制御方式が、作業面開口高さの増減により排気風量を増減させるという特性から、上記の様な風量の変動となる。
Maximum working surface opening height: approx. 12 · / min (Example: Working surface opening height 500 mm)
Minimum working surface opening height: Approx. 5 · / min (Example: Working surface opening height 75 mm)
From the characteristic that the VAV control method increases or decreases the exhaust air volume by increasing or decreasing the work surface opening height, the above-described fluctuation of the air volume occurs.
ところが、上述したように、VAV制御方式を搭載した低風量ドラフトチャンバーは、前面側のサッシの開度を調整することで作業面開口高さが最小の場合には、作業面開口から入り込む風量が少ないことから、庫内から外部に排出される排気風量も非常に少ないことになる。このため、VAV制御方式を搭載した低風量ドラフトチャンバーでは、例えば庫内において加熱器を置いて、この加熱器に実験対象物を載せて加熱実験を行う場合に、加熱により実験対象物から有害ガス等の発生がある。このように有害ガス等の発生があると、作業面開口高さを低くした場合は、それに連動して排気風量も減少することになり、排気風量の減少に伴い低風量ドラフトチャンバーの庫内のガス濃度が高くなってしまう。 However, as described above, the low air volume draft chamber equipped with the VAV control system has a small amount of air entering from the work surface opening when the work surface opening height is minimum by adjusting the opening degree of the sash on the front side. Since the amount is small, the amount of exhaust air discharged from the interior to the outside is very small. For this reason, in a low airflow draft chamber equipped with a VAV control method, for example, when a heating apparatus is placed in a warehouse and an experiment object is placed on the heater, a harmful gas is generated from the experiment object by heating. Etc. occur. In this way, if the generation of toxic gases, etc., when the work surface opening height is lowered, the exhaust air volume will also decrease, and as the exhaust air volume decreases, the inside of the low air volume draft chamber is reduced. The gas concentration becomes high.
このように、VAV制御方式を搭載した低風量ドラフトチャンバーでは、サッシの開度により、ドラフトチャンバーの排気風量を決めていることから、ドラフトチャンバーの庫内で加熱実験を行い庫内空気が温められて、ボイル−シャルルの法則により空気容量が増加されると、サッシの開度から演算された排気風量では有害ガス等を排気しきれないケースが想定される。このため、ドラフトチャンバーの機体の隙間等から庫内の雰囲気が外部に漏洩する懸念がある。その結果、ドラフトチャンバーの様な局所排気装置にとって一番重要な安全性が阻害されてしまうおそれがある。 As described above, in the low air volume draft chamber equipped with the VAV control system, the exhaust air volume of the draft chamber is determined by the opening of the sash, so that the heating experiment is performed in the draft chamber and the air in the chamber is warmed. Thus, when the air capacity is increased according to Boyle-Charles' law, there may be a case where harmful gas or the like cannot be exhausted with the exhaust air volume calculated from the opening of the sash. For this reason, there exists a possibility that the atmosphere in a store | warehouse | chamber may leak outside from the clearance gap etc. of the body of a draft chamber. As a result, safety that is most important for a local exhaust apparatus such as a draft chamber may be hindered.
従って、従来加熱実験用のドラフトチャンバーでは、VAV制御方式を適用しないのが一般的であり、常に大きな排気量でドラフトチャンバーを稼働することになり、エネルギーコストの低減の障害になっていた。 Therefore, it is common not to apply the VAV control method in the conventional draft chamber for heating experiments, and the draft chamber is always operated with a large displacement, which has been an obstacle to reduction of energy costs.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、VAV制御方式を適用しても加熱実験にも適用可能であり、常に安全な状態を保ち、省エネルギー化とガスの漏洩濃度の低減の両立が図れる低風量ドラフトチャンバーを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above. The object of the present invention is to apply a VAV control method to a heating experiment, and always keep a safe state, energy saving and gas leakage. An object of the present invention is to provide a low air volume draft chamber capable of achieving both reduction in concentration.
上記課題を達成するため、請求項1に記載の低風量ドラフトチャンバーは、開口部を通じて低風量の空気を庫内に送り込んで前記庫内から外部に排気する可変風量制御方式の低風量ドラフトチャンバーであって、前記開口部を開閉する開閉シャッタと、前記庫内に前記空気を送り込むファンと、前記庫内の前記空気を排気する際に、前記排気空気の量を調整する排気ダンパと、前記庫内に配置されて前記庫内の温度を検知する第1温度センサと、前記庫内から排気空気の温度を検知する第2温度センサと、前記第1温度センサにより得る前記庫内の温度に基づいて前記庫内より排気が必要な第1所要排気量と、前記第2温度センサにより得る前記排気空気の温度から前記庫内より排気が必要な第2所要排気量と、しかも前記開口部における前記開閉シャッタの開度量から求められる作業面開口面積と予め定められた前面風速とにより求められる必要な第3所要排気量と、を得る制御部と、を有し、前記制御部は、前記開閉シャッタの開度量の大きさに応じて、前記第1所要排気量と、前記第2所要排気量と、前記第3所要排気量のいずれかを選択して、前記庫内の実際の排気に必要な設定所要排気量として設定して、前記排気ダンパによる前記排気空気の量を変える構成としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the low airflow draft chamber according to
請求項1に記載の低風量ドラフトチャンバーでは、開閉シャッタの開度量の大きさに応じて、前記第1所要排気量と、前記第2所要排気量と、前記第3所要排気量のいずれかを選択して、前記庫内の排気に必要な設定所要排気量に設定して前記排気ダンパによる前記排気空気の量を変える。このため、低風量ドラフトチャンバーにおいてVAV制御方式を適用しても、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタの開度量の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱された庫内の空気を確実に排出することができる。従って、低風量ドラフトチャンバーにおいてVAV制御方式を適用しても、加熱実験にも適用可能であり、常に安全な状態を保ち、省エネルギー化とガスの漏洩濃度の低減の両立が図れる。
In the low air volume draft chamber according to
請求項2に記載の低風量ドラフトチャンバーでは、前記開閉シャッタの開度量は、予め定めた小さい値と、予め定めた中位の値と、予め定めた大きい値に段階分けされており、前記制御部は、前記開閉シャッタの開度量が前記予め定めた小さい値に設定された場合には、前記第1所要排気量と前記第2所要排気量の内の大きい方を選択して、前記設定所要排気量に設定することを特徴とする。
In the low air volume draft chamber according to
請求項2に記載の低風量ドラフトチャンバーでは、開閉シャッタの開度量が予め定めた小さい値に設定された場合には、第1所要排気量と第2所要排気量の内の大きい方を選択して、設定所要排気量に設定する。このため、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタの開度量の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱された庫内の空気を、安全にしかも確実に排出することができる。
In the low air volume draft chamber according to
請求項3に記載の低風量ドラフトチャンバーでは、前記開閉シャッタの開度量は、予め定めた小さい値と、予め定めた中位の値と、予め定めた大きい値に段階分けされており、
前記制御部は、前記開閉シャッタの開度量が前記予め定めた中位の値に設定された場合には、前記第1所要排気量を選択して、前記第1所要排気量を前記設定所要排気量に設定することを特徴とする。
In the low air flow draft chamber according to
When the opening amount of the opening / closing shutter is set to the predetermined intermediate value, the control unit selects the first required exhaust amount and sets the first required exhaust amount to the set required exhaust amount. It is characterized by being set to a quantity.
請求項3に記載の低風量ドラフトチャンバーでは、開閉シャッタの開度量が予め定めた中位の値に設定された場合には、庫内の加熱された空気を直接検知し得られる第1所要排気量を選択して、第1所要排気量を設定所要排気量に設定する。このため、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタの開度量の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱された庫内の空気を、安全にしかも確実に排出することができる。
In the low air volume draft chamber according to
請求項4に記載の低風量ドラフトチャンバーでは、前記開閉シャッタの開度量は、予め定めた小さい値と、予め定めた中位の値と、予め定めた大きい値に段階分けされており、前記制御部は、前記開閉シャッタの開度量が前記予め定めた大きい値に設定された場合には、前記第3所要排気量を選択して、前記第3所要排気量を前記設定所要排気量に設定することを特徴とする。
The low air volume draft chamber according to
請求項4に記載の低風量ドラフトチャンバーでは、開閉シャッタの開度量が予め定めた大きい値に設定された場合には、開閉シャッタの開度量に応じて設定される第3所要排気量を設定所要排気量に設定する。このため、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタの開度量の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱された庫内の空気を、安全にしかも確実に排出することができる。
In the low air volume draft chamber according to
本発明によれば、VAV制御方式を適用しても加熱実験にも適用可能であり、常に安全な状態を保ち、省エネルギー化とガスの漏洩濃度の低減の両立が図れる低風量ドラフトチャンバーを提供できる。 According to the present invention, even if the VAV control method is applied, it can be applied to a heating experiment, and it is possible to provide a low airflow draft chamber that can always maintain a safe state and achieve both energy saving and reduction of gas leakage concentration. .
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の低風量ドラフトチャンバーの実施形態を示す正面図である。図2は、図1に示す低風量ドラフトチャンバー1のA−A線における内部構造例を示す縦方向の断面図である。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a low airflow draft chamber of the present invention. 2 is a longitudinal sectional view showing an example of the internal structure of the low
図1と図2に示す低風量ドラフトチャンバー1は、VAV制御(可変風量制御)方式を搭載した低風量ドラフトチャンバーである。
A low air
この低風量ドラフトチャンバー1は、研究者や実験者等の作業者が例えば微生物等の試料の無菌操作作業や化学実験作業等、器具類を用いて、実験や作業、例えば加熱実験や加熱作業を行うために用いられる。低風量ドラフトチャンバー1は、加熱実験や加熱作業における実験対象物(被処理物)を内部の作業空間において処理する際に、作業者が被処理物の影響を受けないように、内部の作業空間の雰囲気を外部から隔離する構造を有している。
This low
この低風量ドラフトチャンバー1は、作業者を有害物質から保護することを目的とした局所排気装置であり、危険物質や有害物質の封じ込め機能と、排気機能を有した囲われた作業空間を持っている。
This low
一般に、ドラフトチャンバーとは、化学実験等を行う作業者を有害な雰囲気から保護をする局所排気装置のことを指し、使用される薬品や用途により幾つかの法規制が適用される。法規制は、一般的には実験作業を行う開口部分の風速を確保する事により満たされるものであり、定められた排気風速を維持する事により有害な雰囲気が局所排気装置(ドラフトチャンバー)から作業者の側に漏洩しない様になる。 In general, the draft chamber refers to a local exhaust device that protects a worker who performs a chemical experiment or the like from a harmful atmosphere, and some laws and regulations are applied depending on the chemical used and the application. Laws and regulations are generally satisfied by ensuring the wind speed of the opening part where the experiment is performed, and a harmful atmosphere can be operated from the local exhaust system (draft chamber) by maintaining the specified exhaust air speed. It will not leak to the person's side.
特に、低風量ドラフトチャンバーの定義は、次の通りである。近年は、エネルギーコスト低減を目的として、少ないランニングコストで局所排気装置(ドラフトチャンバー)の運転ができることが望まれている。その様な市場のニーズにより、排気風量を少なくして、一般的なドラフトチャンバーよりも低い前面風速で有害な雰囲気の漏洩防止が可能となる製品開発を行っている。そのためには、低い前面風速においても局所排気装置(ドラフトチャンバー)内から有害な雰囲気が漏洩しない様に、効率よい排気経路の形成やスムーズな気流の制御技術が必要となる。低風量ドラフトチャンバーとして分類される製品は、一般的なドラフトチャンバーに比較して40〜60%減の排気風量で製品として成立している。 In particular, the definition of a low airflow draft chamber is as follows. In recent years, for the purpose of reducing energy costs, it has been desired that the local exhaust device (draft chamber) can be operated at a low running cost. In response to such market needs, we are developing products that reduce the amount of exhaust air and prevent leakage of harmful atmospheres at a lower front wind speed than a general draft chamber. For this purpose, efficient exhaust path formation and smooth airflow control technology are required so that harmful atmosphere does not leak from the local exhaust device (draft chamber) even at low front wind speeds. A product classified as a low airflow draft chamber is established as a product with an exhaust airflow reduced by 40 to 60% compared to a general draft chamber.
そこで、図1と図2の低風量ドラフトチャンバー1は、空気の通常の風量ドラフトを作業空間内に送るいわゆる標準風量ドラフトチャンバーに比較して、空気の低風量ドラフトを内部の作業空間内に送ることができる。これにより、低風量ドラフトチャンバー1は、従来の通常ドラフトに比べて少ない風量ドラフトで運転して安全性を確保できる。この安全性とは、ドラフト庫内の危険雰囲気が、ドラフト庫内から外部に漏れてこないことである。
Therefore, the low
このように、低風量ドラフトチャンバー1のドラフト庫内19の作業空間20内に低風量ドラフトで空気を送ることで、通常の標準風量ドラフトを作業空間20内に送る場合に比べて、低風量ドラフトチャンバー1の作動時の省エネルギー化(エコ化)や、低騒音化を図ることができる。すなわち、低風量ドラフトチャンバー1は、風量ドラフト運転エネルギーの低減を図っており、空気の低い風量ドラフトにより空気の低排気量となることから、低ランニングコストが得られる。
In this way, by sending air with a low airflow draft into the
低い空気の風速下では、外乱等により低風量ドラフトチャンバー1内の作業空間内の雰囲気が、低風量ドラフトチャンバー1の外部に漏れ易くなる。このような状況では、低風量ドラフトチャンバー1内の作業空間、特に作業面上に滞留している雰囲気(例えば有害ガス)が低風量ドラフトチャンバー1の外部に漏れる量は、低風量ドラフトチャンバー1内の作業空間内に押し込まれるプッシュエアーの質により左右される。このプッシュエアーの質とは、空気を作業空間内に均一に分散して均質流として送ることができる程度をいう。
Under a low air velocity, the atmosphere in the work space in the low
低風量ドラフトチャンバー1内のドラフト庫内19の作業空間20内に押し込まれるプッシュエアーを低風量化する場合には、ドラフト庫内19には、作業空間20内に押し込まれるプッシュエアーと作業空間20内から押し出されるプルエアーを形成する必要がある。このため、低風量ドラフトチャンバー1では、プッシュエアーをドラフト庫内19の作業空間20内に送り込む機構が必要になる。そこで、プッシュエアーの質、すなわち均質流のプッシュエアーの送り込みが、低風量ドラフトチャンバーの性能確保に大きく影響する。
When the push air pushed into the
次に、図1と図2を参照して、低風量ドラフトチャンバー1の構造例を詳しく説明する。
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structural example of the low air
図1と図2に示す低風量ドラフトチャンバー1は、VAV制御(可変風量制御)方式を搭載している。このVAV制御(Variable Air Volume:可変風量制御)とは、低風量ドラフトチャンバー1のドラフト庫内19内に空気を取り込んでその後排気する際に、この空気の流量を制御することにより、負荷制御を行うものであり、送風量の減少時でも、低風量ドラフトチャンバー1のドラフト庫内19の気流分布が悪くならないようにするために、必要な外気量を確保して空気の給気量と排気量のバランスを維持するようになっている。
The low air
図1と図2に示すように、低風量ドラフトチャンバー1は、箱状の囲い部分である本体部2を有し、この本体部2の前面部3には、前面開口部(開口部の一例)4が設けられている。ドラフト庫内19の有効容積は、例えば1立方メートルである。ただし、ドラフト庫内19の有効容積は、とくに1立方メートルに限定されず、任意に設定できる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the low
本体部2の前面部3の前面開口部4には、開閉シャッタ5が設けられている。この開閉シャッタ5は前面開口部4内が見えるように透明板であり、サッシともいう。
An opening /
図2に例示するように、この開閉シャッタ5の上端部5Aは、ワイヤ5Cの一端部に接続されており、ワイヤ5Cの他端部は、駆動部のモータMTの駆動軸の巻取り部分に取り付けられている。ワイヤ5Cはプーリ5A,5Bにより移動可能に保持されている。
As illustrated in FIG. 2, the
これにより、モータMTが、制御部100の指令により駆動してワイヤ5Cを巻き上げることで、開閉シャッタ5はZ1方向(上方向)に上げて位置決めでき、ワイヤ5Cを巻き下げることでZ2方向(下方向)に下げて位置決めできる。従って、開閉シャッタ5は、前面開口部4をほぼ閉鎖したり、全開放することができ、開閉シャッタ5は、開度の量を複数段階で調整して、前面開口部4の開口面積を任意に調整できるようになっている。
As a result, the motor MT is driven by the command of the
図2に示すように、開閉シャッタ5の開度量を検知するための開閉シャッタの開度センサ150が配置されている。この開閉シャッタの開度センサ150は、例えばワイヤ5Cの移動量を検知する光学センサであり、開閉シャッタの開度センサ150は、ワイヤ5CのY方向への移動量を検知して、制御部100に開度信号PSを通知する。これにより、制御部100は、開閉シャッタの開度センサ150からの開度信号PSに基づいて、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量、すなわち前面開口部4の開口面積の情報を得ることができる。
As shown in FIG. 2, an opening / closing
ただし、好ましくは、開閉シャッタ5は、前面開口部4を完全に閉めてしまうのではなく、開閉シャッタ5を閉めた状態であっても、若干隙間を保つ構造を採用している。この隙間の大きさとしては、低風量ドラフトチャンバー1の型式により異なるが、例えば50mm〜100mm程度である。もし、開閉シャッタ5により前面開口部4を完全に閉めてしまうと、低風量ドラフトチャンバー1の庫内(内部)が負圧になり過ぎてしまったり、隙間から内部に流れ込む気流で風切り音がする不都合が生じる。従って、隙間を保つ構造は、これらの不都合を防止するためにものである。
However, preferably, the opening /
図1と図2を参照して、低風量ドラフトチャンバー1の本体部2の構造例を説明する。
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structural example of the main-
図1と図2に示すように、本体部2は、前面部3と、左右の壁面6,7と、背面部8と、天井面9と、底面10を有している。図1に示すように、本体部2の天井面9は、例えば排気ダクトDに接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本体部2のドラフト庫内19内では、後で説明するが、加熱器を用いて実験対象物を加熱実験することがある。このように加熱実験する場合には、加熱されて有毒ガス等を含む空気が、ドラフト庫内19から図1に示す排気ダクトDに導かれる。導かれた加熱された空気は、微粒子を除去する例えばHEPAフィルタ(高性能フィルタ)等を有する浄化装置Gを通じて、清浄化されながら排気できるようになっている。すなわち、低風量の加熱された排出しようとする空気は、前面開口部4を通じて本体部2の内部から排気ダクトDと浄化装置Gを通じて外部に排気される。
As will be described later in the
図1に示すように、この排気ダクトDの通路159内には、排気ダンパ160が配置されている。この排気ダンパ160は、制御部100からの排気指令信号OSによりアクチュエータ161を動作させることで、適宜所定の角度だけ回転させて、排気ダクトD内の通路159の開口度合いを調整して、排気ダクトD内の排気面積の値を調整することができる。
As shown in FIG. 1, an
図1と図2に示すように、本体部2の内部には、上述した直方体形状のドラフト庫内19が形成されている。このドラフト庫内19は、作業空間20を有している。この作業空間20は、作業面21を有している。作業空間20では、例えば天井面9の内面には照明器具が取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the above-described cuboid-shaped
図1に示すように、ドラフト庫内19の作業空間20は、本体部2の左右幅方向(X方向)と上下方向(Z方向)に沿って形成され、しかも図2に示すように、本体部2の前後幅方向(Y方向)に沿って形成されている閉鎖空間である。図2に示すように、作業空間20の作業面21は、作業空間20の下面部であり、作業者が作業用の椅子に座った状態で手指を入れて作業できる高さに設けられている。
As shown in FIG. 1, the
図1と図2に示すように、本体部2の前面部3には、作業面21の下部の位置において、ドラフトのエプロン部分(空気ロホイル部分)22がX方向に沿って設けられている。このエプロン部22は、ファン30により作られたプッシュエアーを、本体部2の外部に漏れないようにして作業面21側に送り込むための閉鎖型の通路である。このエプロン部分22の下部には、空間部SPが設けられている。この空間部SPには、作業用の椅子に座った作業者の膝を入れるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a draft apron portion (air foil portion) 22 is provided along the X direction on the
図3は、図2に示す低風量ドラフトチャンバー1のA−A線における内部構造例の一例において、さらに低風量の空気供給を示す矢印Lの気流、矢印LLで示す均質化された空気の気流、矢印Mの気流、矢印Nの排気の気流を付加して示す断面図である。
FIG. 3 shows an example of the internal structure of the low
図3に示す矢印Lの気流と矢印LLで示す均質化された空気の気流は、ドラフト庫内19の作業空間20の作業面21上に、空気の層流を作るために人為的に発生させているプッシュエアーの気流である。矢印Mは、外部の空気を、前面開口部4を通じてドラフト庫内19内に取り込むプッシュエアーの気流を示している。さらに、矢印Nは、ドラフト庫内19から外部に排気するプルエアーの気流を示している。
The air flow of the arrow L and the air flow of the homogenized air shown by the arrow LL shown in FIG. 3 are artificially generated on the
このように、ドラフト庫内19においては、矢印Lの気流、矢印LLで示す均質化された空気の気流、矢印Mの気流は、プッシュエアーであり、矢印Nの排気の気流は、プルエアーである。矢印Mの気流は、前面開口部4からドラフト庫内19内に入り、その後、背面部8の内側の空気の排気経路部44,45,46を通じて、矢印Nのプルエアーの気流として、図1に示す排気ダクトDの通路159と浄化装置Gとを通じて、外部に排気されるようになっている。
Thus, in the
図3と図4を参照して、低風量ドラフトチャンバー1のドラフト庫内19付近の構造例を説明する。
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, an example of the structure in the vicinity of the
図3に示すように、本体部2のドラフト庫内19には、前面部3と背面部8と左右の側面部6,7の間に、作業空間20が形成されている。作業空間20の下面部が作業面21である。図4に示すように、作業者は、この作業面21の上で、必要な作業、例えば加熱器300を設置して、この加熱器300に実験対象物400を載せて加熱実験を行うことができる。
As shown in FIG. 3, a working
図1と図3に示すように、作業面21の下部には、複数台のファン30が設けられている。図3に示すように、これらのファン30は、制御部100の指令によりファンモータFMの動作により回転される。図3に示すファン30とファンモータFMと、図1に示す排気ダンパ160と、アクチュエータ161は、作業面21上に空気の層流を作るために気流を発生させて送り込み、そしてドラフト庫内19から廃棄すべき空気を排気させるための空気送り込み排気手段を構成している。
As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of
図4は、図3に示す領域Rを拡大して示す断面図である。 4 is an enlarged cross-sectional view of the region R shown in FIG.
図4に示すように、エプロン部分22の上側には、前面部3の下部の位置において、空気の分岐部55が形成されている。空気の分岐部55がエプロン部分22に設けられていると、ファン30から送られてくる矢印Lの気流を、整流部材40により整流して矢印LLで示す均質化された空気の気流(層流気流)とした後の一部を分岐することができる。これにより、矢印LLで示す均質化された空気の気流(層流気流)は、作業面21上に層流を形成する矢印LLで示す均質化された空気の気流と、ドラフト庫内19の中央付近へのプッシュエアーの気流と、に分岐することができる。
As shown in FIG. 4, an
図4に示す空気の分岐部55は、発生させたプッシュエアーを分岐させて、作業面21上に層流を形成する気流を減量させてしまうことにはなるが、分岐させてドラフト庫内19の中央付近へ斜め上方にプッシュエアーを押し込むことにより、ドラフト庫内19内の雰囲気が外部に漏れることを抑える効果がある。すなわち、この斜め上方へのプッシュエアーの供給が、低風量ドラフトチャンバー1における雰囲気の外部への漏れの抑制の性能確保に役割を果たしている。
The
次に、図5は、低風量ドラフトチャンバー1の制御系の例を示すブロック図である。
Next, FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a control system of the low
図5に示すように、低風量ドラフトチャンバー1の制御部100は、指令信号RSによりファンモータ31の動作を可変制御することで、各ファン30の回転数を可変することができる。
As shown in FIG. 5, the
図5に示す排気ダンパ160は、アクチュエータ161に連結されている。この排気ダンパ160は、制御部100からの排気指令信号OSによりアクチュエータ161を動作させることで回転させて、図1に示す排気ダクトD内の通路159の面積を調整することができる。
The
図5に示すモータMTは、図2にも示している。モータMTが、制御部100の指令により駆動することでワイヤ5Cを巻き上げると、開閉シャッタ5はZ1方向(上方向)に移動して位置決めでき、ワイヤ5Cを巻き下げると、開閉シャッタ5はZ2方向(下方向)に移動して位置決めできる。
The motor MT shown in FIG. 5 is also shown in FIG. When the motor MT is driven by the command of the
図5に示す開閉シャッタ5の開度センサ150は、図2にも示している。開閉シャッタ5の開度センサ150は、例えばワイヤ5CのY方向への移動量を検知する光学センサであり、ワイヤ5CのY方向への移動量を検知して制御部100に通知する。これにより、制御部100は、開閉シャッタの開度センサ150からの開度信号PSに基づいて、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量に対応する図2に示す前面開口部4の開口面積の情報を得ることができる。
The
図5に示す赤外線センサ180は、ドラフト庫内19の加熱された空気の温度を直接検知する第1温度センサである。この第1温度センサとしての赤外線センサ180は、ドラフト庫内19の加熱された空気の温度情報信号Hを、制御部100に送るようになっている。第1温度センサとしては、赤外線センサに限らず他の種類のセンサであってもよい。
The
図5に示す温度センサ170は、好ましくは図1に示すように排気ダクトD内に配置されている第2温度センサである。この第2温度センサとしての温度センサ170は、排気ダクトD内に加熱された排気空気を通す際に、この加熱された排気空気の温度を検知して、排気ダクトD内の排気空気の温度情報信号Gを制御部100に送るようになっている。これらの温度センサ170と赤外線センサ180は、低風量ドラフトチャンバー1の温度検知部190を構成している。
The
図5において、制御部100は、赤外線センサ180からのドラフト庫内19の加熱された空気の温度情報信号Hに基づいて、ドラフト庫内19より排気が必要な第1所要排気量AR1を演算する。また、制御部100は、温度センサ170からの排気ダクトD内の排気空気の温度情報信号Gに基づいて、ドラフト庫内19より排気が必要な第2所要排気量AR2を演算する。
In FIG. 5, the
また、図5において、制御部100は、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2を演算するのに並行して、排気に必要な第3所要排気量AR3の演算をも行う。すなわち、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量から求められる前面開口部4の作業面開口面積と、予め定められた前面風速(一般的には、好ましくは0.4m/sもしくは0.5m/s)と、から求められる排気に必要な第3所要排気量AR3の演算をも行う。なお、以下では、このように開閉シャッタ5の開度量から求められる図1に示す前面開口部4の作業面開口面積と、予め定められた前面風速(一例として0.4m/s)と、から求められる排気に必要な第3所要排気量AR3は、図10に示すように、開閉シャッタ5の開度量K3(または開度量K2)に基づく排気に必要な第3所要排気量AR3と略称して示す。
In FIG. 5, the
そして、図5の制御部100は、ドラフト庫内19の加熱された空気の温度情報信号Hに基づいて得られる排気が必要な第1所要排気量AR1と、排気ダクトD内の排気空気の温度情報信号Gに基づいて得られる排気が必要な第2所要排気量AR2と、を比較して、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2の内の大きい方を、ドラフト庫内19から排気すべき必要な設定所要排気量HRとして選択することができるようになっている。
Then, the
これにより、図4に示すように、ドラフト庫内19において、加熱器300を用いて実験対象物400を加熱実験してドラフト庫内19の空気が膨張している状態で、制御部100は、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2の内の大きい方を、ドラフト庫内19から排気すべき必要な設定所要排気量HRとして選択して確保することにより、ドラフト庫内19にある有害ガス等を含む加熱された空気を、ドラフト庫内19からより確実に排出するようにしている。
As a result, as shown in FIG. 4, in the
そして、図5において、制御部100は、ドラフト庫内19から排気すべき必要な設定所要排気量HR分、図1に示す排気ダクトDから排出できるように、排気ダンパ160のアクチュエータ161に対して排気指令信号OSを出して、排気ダンパ160の開度を制御する。
In FIG. 5, the
なお、ドラフト庫内19の赤外線センサ180は、ドラフト庫内19の加熱された空気の温度を直接検知するが、温度センサ170は、排気ダクトD内の排気空気の温度を検知するようになっている。このため、ドラフト庫内19の赤外線センサ180は、排気ダクトD内の温度センサ170に比べて、空気の温度検知を先に行っていて、排気ダクトD内の温度センサ170による排気空気の温度の検知タイミングは、ドラフト庫内19の赤外線センサ180によるドラフト庫内19内の空気の温度の検知タイミングに比べて、タイムラグがあり、遅れる。
The
ところで、図4に例示するように、ドラフト庫内19において、加熱器300を用いて実験対象物400を加熱実験すると、ドラフト庫内19の空気が膨張する。このために、前面開口部4を通じて予め定められた前面風速(一般的には、0.4m/sもしくは0.5m/s)より求められる排気に必要な所要排気量をドラフト庫内19内に前面開口部4を通じて導入することができなくなる。例えば、外部の空気を、前面開口部4を通じて前面風速0.4m/sでドラフト庫内19に導入している状態が維持できずに、例えば0.4m/s未満の前面風速になってしまうのを防いで、前面開口部4を通じてドラフト庫内19に空気を導入する際に、前面風速0.4m/sを維持する必要がある。
By the way, as illustrated in FIG. 4, when the
このため、制御部100は、図5に示す設定所要排気量HRを設定する場合には、通常はドラフト庫内19の赤外線センサ180によるドラフト庫内19内の空気の温度に基づいて得られる排気が必要な第1所要排気量AR1を優先する。ただし、念のために、制御部100は、ドラフト庫内19の赤外線センサ180によるドラフト庫内19内の空気の温度に基づいて得られる第1所要排気量AR1だけではなく、排気ダクトD内の温度センサ170による排気空気の温度に基づいて得られる排気が必要な第2所要排気量AR2をも得て、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2とを比較して、より大きい方をドラフト庫内19から排気に必要な設定所要排気量HRとして採用する。
Therefore, when setting the required exhaust amount HR shown in FIG. 5, the
これにより、上述したように、ドラフト庫内19において、加熱器300を用いて実験対象物400を加熱実験してドラフト庫内19の空気が膨張している状態で、制御部100は、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2の内の大きい方を、ドラフト庫内19から排気すべき必要な設定所要排気量HRとして選択して確保することにより、ドラフト庫内19にある有害ガス等を含む加熱された空気を、ドラフト庫内19からより安全にしかも確実に排出するようにしている。
Thus, as described above, in the
図6は、開閉シャッタ5の開度が小さい場合(開度量K1)の例を示し、図7は、開閉シャッタ5の開度が中位(開度量K2)の場合の例を示し、そして図8は、開閉シャッタ5の開度が大きい(開度量K3)場合の例を示している。図6から図8に示すように、低風量ドラフトチャンバー1のドラフト庫内19には、加熱器300が設置されており、この加熱器300の上には、加熱実験しようとする実験対象物400が置かれている。開閉シャッタ5の開度量K1、K2、K3は、K1<K2<K3の大小関係である。開口部4において維持しようとする外気の空気を取り込む際の風速は、一例として0.4m/sである。加熱器300としては、例えば電熱式のホットプレートである。
6 shows an example when the opening /
図6に示す開閉シャッタ5の開度が小さい(開度量K1)場合には、前面開口部4からドラフト庫内19へ流入される空気の流量は、例えば2・/sである。この場合に、開閉シャッタ5の開度量K1からドラフト庫内19から排気すべき所要排気量を演算すると、VAV制御の特性上でドラフト庫内19からは少ない排気すべき所要排気量の状態になってしまう。
When the opening degree of the opening /
このように、ドラフト庫内19からは少ない排気すべき所要排気量の状態になっているので、低風量ドラフトチャンバー1のドラフト庫内19で加熱器300を用いて実験対象物400の加熱実験を行うと、加熱源の存在によりドラフト庫内19の空気が加熱されて膨張するので、ボイル−シャルルの法則によりドラフト庫内19の空気容量が増加する。ドラフト庫内19の空気容量が増加すると、VAV制御により絞られた排気量では、ドラフト庫内19の空気の排気が間に合わないおそれがある。この状態では、制御部100は、加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1と、排気ダクトD内の排気空気の温度情報信号Gに基づいて得られる第2所要排気量AR2の内の大きい方を、排気に必要な設定所要排気量HRとして設定して、低風量ドラフトチャンバー1を稼働するようになっている。
In this way, since the required amount of exhaust air to be exhausted is small from the inside of the
また、図7は、開閉シャッタ5の開度(開度量K2)が中位(半開き付近)の場合には、開口部4からドラフト庫内19へ流入される空気の流量は、例えば6・/sである。加熱器300を用いて実験対象物400の加熱実験を行うと、ドラフト庫内19の空気容量が増加する。
Further, FIG. 7 shows that when the opening degree (opening amount K2) of the opening /
この場合には、開閉シャッタ5の開度量K2から演算した排気に必要な第3所要排気量AR3(K2)と、加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1が近い値にあると、制御部100は、作業者の安全性を確保する目的で、加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1を選択して、第1所要排気量AR1を排気に必要な設定所要排気量HRとして設定し、低風量ドラフトチャンバー1を稼働するようになっている。すなわち、制御部100は、より安全となるように、第1所要排気量AR1を排気に必要な設定所要排気量HRとして優先して設定して、制御上ドラフト庫内19からの排気量を常に優先して制御することになる。
In this case, it is obtained on the basis of the third required exhaust amount AR3 (K2) required for the exhaust calculated from the opening amount K2 of the open /
さらに、開閉シャッタ5の開度(開度量K3)が大きい場合には、開口部4からドラフト庫内19へ流入される空気の流量は、例えば10・/sである。加熱器300を用いて実験対象物400の加熱実験を行うと、ドラフト庫内19の空気容量が増加する。この場合に、開閉シャッタ5の開度量K3から演算した排気に必要な第3所要排気量AR3(K3)は、VAV制御の特性上でドラフト庫内19からは大きな排気量の状態になっている。開閉シャッタ5の開度量K3から演算した排気に必要な第3所要排気量AR3(K3)は大きい状態であるので、ドラフト庫内19からの必要な排気量が不足する可能性は少ない。従って、制御部100は、この場合には、加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1よりも、開閉シャッタ5の開度量K3から演算した排気に必要な第3所要排気量AR3(K3)を選択する。そして、制御部100は、排気に必要な第3所要排気量AR3(K3)を、実際に必要なドラフト庫内19の排気に必要な設定所要排気量HRとして設定し、低風量ドラフトチャンバー1を稼働するようになっている。すなわち、制御部100は、より安全しかも確実に排気できるように、排気に必要な第3所要排気量AR3(K3)を排気に必要な設定所要排気量HRとして設定する。
Furthermore, when the opening degree of the opening / closing shutter 5 (opening amount K3) is large, the flow rate of the air flowing into the
次に、上述した低風量ドラフトチャンバー1の動作例を、説明する。
Next, an operation example of the above-described low air
まず、図5に示す制御部100が、図1と図3に示す例えば3つのファン30のファンモータFMを駆動する。これにより、図4に示すように、3つのファン30が発生する矢印Lで示す空気の気流は、空気案内部材31の後端部32から中間部34において空気の空気溜まりで一度溜められる。後端部32と中間部34から前端部33に至るに従って、流路が先細りの断面形状になっているので、溜められた矢印Lで示す空気の気流は、前端部33の整流部材40に向けて流速を上げて送ることができ、流速を上げた矢印Lで示す空気の気流を整流部材40に通過させることができる。
First, the
これにより、整流部材40は、ファン30から送られる流速を上げた矢印Lで示す空気を、均一(均質)な気流にして、矢印LLで示す均質化した空気の気流を本体部2の左右幅方向(X方向)に関して供給することができる。その後、矢印LLで示す均質化された空気の気流は、本体部2の前面部3のドラフトのエプロン部分22内を通って、上側の空気の分岐部55に達する。
As a result, the rectifying
図4に示すように、この空気の分岐部55は、整流部材40により整流して矢印LLで示す均質化された空気の気流(層流気流)の一部を分岐して、作業面21上に矢印LLで示す層流を形成する気流と、ドラフト庫内19の中央付近へのプッシュエアーの気流とに分岐する。このように、図4において、整流部材40により整流された空気の気流(層流気流)が、矢印LLで示すように、作業面21上に層流を形成するプッシュエアーとして送ることができる。これにより、作業者が実験や作業を行うための作業空間内に、空気を低風量ドラフトで通過させて、低風量ドラフトチャンバー1内の雰囲気が外部に漏れないようにすることができる。
As shown in FIG. 4, the
図4に示すように、開閉シャッタ5がZ1方向に開いているので、開閉シャッタ5の開度量に応じて、本体部2の前面開口部4からは、矢印Mの気流で示すように、外部の空気をドラフト庫内19内に、気流を取り込む。この際に、前面開口部4において低風量で空気を取り入れる。そして、作業面21に沿って通過した矢印LLで示す均質化された空気の気流と、ドラフト庫内19を通過した矢印Mで示す空気の気流は、図3に示すように矢印Nの排気の気流をプルエアーとして、空気の排気経路部44,45,46と図1に示す排気ダクトDを通じて、本体部2の外部へ排気することができるようになっている。
As shown in FIG. 4, since the opening /
この低風量ドラフトチャンバー1は、図6から図8に例示するように、ドラフト庫内19において加熱器300を用いて実験対象物400を加熱実験する際に、図6に示す開閉シャッタ5の開度量K1、図7に示す開閉シャッタ5の開度量K2、そして図7に示す開閉シャッタ5の開度量K3にそれぞれ応じて、VAV制御(可変風量制御)を行うようになっている。
As illustrated in FIGS. 6 to 8, the low air
これにより、低風量ドラフトチャンバー1では、開閉シャッタ5の開度量K1、K2、K3に応じて、ドラフト庫内19から排気風量を調整して、安全な作業開口部4の作業開口面における風速、例えば0.4m/sを確保するようになっている。従って、低風量ドラフトチャンバー1の気流速が安定するので、実験対象物400を加熱実験する際に有毒ガス等がドラフト庫内19において発生しても、ドラフト庫内19の有毒ガス等を確実にしかも安定的に外部に排気することができる。
Thereby, in the low air
次に、図9、図10及び図11を参照して、図4に示すように、加熱器300を用いて実験対象物400を加熱実験する際の低風量ドラフトチャンバー1の動作例を説明する。
Next, referring to FIGS. 9, 10, and 11, an example of the operation of the low air
図9は、加熱器300を用いて実験対象物400を加熱実験する際の低風量ドラフトチャンバー1の動作例を示すフロー図である。図10は、図9のフロー図に出てくる、第1所要排気量AR1、第2所要排気量AR2、第3所要排気量AR3(K3)、第3所要排気量AR3(K2)と、そして設定所要排気量HRを示している。図11は、図9のフロー図に出てくる開閉シャッタ19の開度量K1、K2,K3を示している。
FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the low
なお、すでに説明したように、開閉シャッタ5の開度量から求められる図1に示す前面開口部4の作業面開口面積と、予め定められた前面風速(一例として0.4m/s)と、から求められる排気に必要な第3所要排気量AR3は、図10に示すように、開閉シャッタ5の開度量K3(または開度量K2)に基づく排気に必要な第3所要排気量AR3と略称して示す。
As already described, from the opening area of the work surface of the
図9のステップS1では、図4に示すように、本体部2の前面開口部4からは、矢印Mの気流で示すように、外部の空気をドラフト庫内19内に、気流を取り込む。この際に、前面開口部4において低風量で空気を取り入れる。そして、作業面21に沿って通過した矢印LLで示す均質化された空気の気流と、ドラフト庫内19を通過した矢印Mで示す空気の気流は、図3に示すように矢印Nの排気の気流をプルエアーとして、空気の排気経路部44,45,46を通じて、本体部2の外部へ排気する。
In step S1 of FIG. 9, as shown in FIG. 4, from the
そして、図5に示す制御部100は、モータMTに開度指示信号VRを与えて、開閉シャッタ5をZ1方向に開ける。そして、作業者は、加熱器300の上に実験対象物400を置いて加熱実験を開始する。作業者は、開閉シャッタ5の開度量を、加熱実験の種類に応じて、例えば図6に示す開度量K1、図7に示す開度量K2、図8に示すに示す開度量K3に設定することができる。
Then, the
図9のステップS2において、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量が、図6に例示するように、予め定めた小さい開度量K1であるかどうかを判断する。ステップS2において、図6に例示するように、開閉シャッタ5の開度量が小さい開度量K1であれば(YES)、ステップS3に移る。
In step S2 of FIG. 9, the
図9のステップS3では、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量K1からドラフト庫内19から排気すべき所要排気量を演算すると、VAV制御の特性上でドラフト庫内19からは少ない排気量の状態になってしまう。このように、ドラフト庫内19からは少ない排気量の状態になっている状態で、ドラフト庫内19で加熱器300を用いて実験対象物の加熱実験を行って空気容量が増加すると、VAV制御により絞られた排気量では、ドラフト庫内19の空気の排気が間に合わないおそれがある。
In step S3 of FIG. 9, when the
そこで、開閉シャッタ5の開度量K1の状態では、ステップS3において、制御部100は、図5に示す加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1と、排気ダクトD内の排気空気の温度情報信号Gに基づいて得られる第2所要排気量AR2と、を比較する。
Therefore, in the state of the opening amount K1 of the open /
図9のステップS3において、図5において、制御部100が第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2を比較した結果、制御部100は、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2の内の大きい方を選択して、以下に説明するように選択した方の所要排気量を、実際の必要な設定所要排気量HRとして設定する。
In step S3 of FIG. 9, as a result of the
すなわち、ステップS3において、制御部100は、第1所要排気量AR1が第2所要排気量AR2よりも大きいと判断した場合には、ステップS4に移る。ステップS4では、制御部100は、この第1所要排気量AR1を、実際の排気に必要な設定所要排気量HRとして設定する。この状態で、図5に示す制御部100は、アクチュエータ161に対して実際の排気に必要な設定所要排気量HRに応じた排気指令信号OSを与えて排気ダンパ160による排気空気の量を変えて、ドラフト庫内19内の有毒ガス等を含む加熱された空気を、安全にしかも確実に排出できる。
That is, in step S3, when it is determined that the first required exhaust amount AR1 is larger than the second required exhaust amount AR2, the
そうでなく、図9のステップS3において、制御部100が第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2を比較した結果、制御部100は、第2所要排気量AR2が第1所要排気量AR1よりも大きいと判断した場合には、ステップS5に移る。ステップS5では、制御部100は、この第2所要排気量AR2を、実際の排気に必要な設定所要排気量HRとして設定する。この状態で、図5に示す制御部100は、アクチュエータ161に対して実際の排気に必要な設定所要排気量HRに応じた排気指令信号OSを与えて排気ダンパ160による排気空気の量を変えて、ドラフト庫内19内の有毒ガス等を含む加熱された空気を、安全にしかも確実に排出できる。
Instead, as a result of the
ステップS4あるいはステップS5において、制御部100は、実際の排気に必要な設定所要排気量HRを設定して、低風量ドラフトチャンバー1が稼働して、ドラフト庫内19における加熱時に生じる有毒ガス等を安全にしかも確実に排出しながら、実験対象物400の加熱実験を行う。そして、ステップS6では加熱実験が終了する場合には、加熱器300による実験対象物400の加熱を終了する。
In step S4 or step S5, the
図9のステップS2に戻り、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量が最も小さいK1ではないと判断した場合(NO)には、ステップS7に移る。ステップS7では、さらに、制御部100は、図7に示すように、開閉シャッタ5の開度量が中位のK2であるか、図8に示すように開閉シャッタ5の開度量が大であるK3であるかを判断する。ステップS7において、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量が中位のK2であると判断した場合には、ステップS8に移る。ドラフト庫内19で加熱器300を用いて実験対象物400の加熱実験を行うと、空気容量が増加する。
Returning to step S2 of FIG. 9, if the
ステップS8では、図10及び図11に示すように、開閉シャッタ5の開度K2であるので、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量K2から演算した排気に必要な所要排気量AR3(K2)と、加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1が近い値にある場合に、制御部100は、作業者の安全性を確保する目的で、加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1を優先して、この第1所要排気量AR1を、実際の排気に必要な設定所要排気量HRとして設定する。
In step S8, as shown in FIGS. 10 and 11, since the opening degree K2 of the opening /
この状態で、図5に示す制御部100は、アクチュエータ161に対して排気に必要な設定所要排気量HRに応じた排気指令信号OSを与えて排気ダンパ160による排気空気の量を変えて、ドラフト庫内19内の有毒ガス等を含む加熱された空気を排出しながら、安全にしかも確実に加熱実験を行う。そして、ステップS6では加熱実験が終了する場合には、加熱器300による実験対象物400の加熱を終了する。
In this state, the
また、図9のステップS7に戻って、ステップS7では、制御部100が、図10に示すように、開閉シャッタ5の開度量がK3であると判断した場合には、ステップS9に移る。
Returning to step S7 in FIG. 9, in step S7, when the
ステップS9において、開閉シャッタ5の開度量がK3であると、開閉シャッタ5の開度が最も大きいので、制御部100が開閉シャッタ5の開度量K3から演算した排気に必要な所要排気量AR3(K3)は、VAV制御の特性上でドラフト庫内19からは大きな排気量の状態になっている。ドラフト庫内19で加熱器300を用いて実験対象物400の加熱実験を行うと、空気容量が増加する。
In step S9, if the opening degree of the opening /
しかし、このように、開閉シャッタ5の開度量K3から演算した排気に必要な所要排気量AR3(K3)は多い状態であるので、ドラフト庫内19からの必要な排気量が不足する可能性は少ない。従って、この場合には、制御部100は、加熱状態にあるドラフト庫内19の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量AR1ではなく、シャッタ5の開度量K3から演算した排気に必要な第3所要排気量AR3(K3)を選択して、排気に必要な第3所要排気量AR3(K3)を、実際に必要なドラフト庫内19の排気に必要な設定所要排気量HRとして設定する。
However, since the required exhaust amount AR3 (K3) required for exhaustion calculated from the opening amount K3 of the open /
この状態で、図5に示す制御部100は、アクチュエータ161に対して排気に必要な設定所要排気量HRに応じた排気指令信号OSを与えて排気ダンパ160による排気空気の量を変えて、ドラフト庫内19内の有毒ガス等を含む加熱された空気を排出しながら、安全にしかも確実に加熱実験を行う。そして、ステップS6では加熱実験が終了する場合には、加熱器300による実験対象物400の加熱を終了する。これにより、ドラフト庫内19における加熱時に生じる有毒ガス等を、安全にしかも確実に排出できる。
In this state, the
ステップS9において、制御部100は、開度量K3に基づく第3所要排気量AR3(K3)を、排気に必要な設定所要排気量HRとして設定して、この状態で、図5に示す制御部100は、アクチュエータ161に対して排気に必要な設定所要排気量HRに応じた排気指令信号OSを与えて排気ダンパ160による排気空気の量を変えて、ドラフト庫内19内の有毒ガス等を含む加熱された空気を排出しながら、安全にしかも確実に加熱実験を行う。そして、ステップS6では加熱実験が終了する場合には、加熱器300による実験対象物400の加熱を終了する。これにより、ドラフト庫内19における加熱時に生じる有毒ガス等を、安全にしかも確実に排出できる。
In step S9, the
上述したように、VAV制御方式の低風量ドラフトチャンバー1を使用して、図6から図8に例示するように、加熱器300がドラフト庫内19内に設置され、この加熱器300には実験対象物400を載せて加熱実験を行う際に、図10及び図11に示すように、開閉シャッタ5の開度量K1、K2、K3の各段階分けに応じて、各段階において前面開口部4において、例えば予め定められた前面風速0.4m/sを維持できるように、排気に必要な設定所要排気量HRを調整できる。
As described above, the
これにより、ドラフト庫内19において加熱実験を行って、実験対象物から有毒ガス等が発生しても、有毒ガス等をドラフト庫内19から図1に示す排気ダクトDと浄化装置Gを通じて外部に安全にしかも確実に排気することができる。このため、VAV制御方式の低風量ドラフトチャンバー1は、加熱を伴わない実験だけではなく、加熱器300を用いて実験対象物400を加熱する加熱実験にも適用可能である。VAV制御方式の低風量ドラフトチャンバー1は、常に安全な状態を保ちながら稼働でき、低風量ドラフトチャンバー1の省エネルギー化とガスの漏洩濃度の低減の両立が図れる。
Thereby, even if a heating experiment is performed in the
本発明の実施形態の低風量ドラフトチャンバー1は、開口部4を通じて低風量の空気を庫内に送り込んで庫内から外部に排気する可変風量制御方式の低風量ドラフトチャンバーである。低風量ドラフトチャンバー1は、開口部4を開閉する開閉シャッタ5と、ドラフト庫内19に空気を送り込むファン30と、ドラフト庫内19の空気を排気する際に、排気空気の量を調整する排気ダンパ160と、ドラフト庫内19に配置されて庫内の温度を検知する第1温度センサとしての赤外線センサ180と、ドラフト庫内19から排気空気の温度を検知する第2温度センサとしての温度センサ170と、第1温度センサにより得る庫内の温度に基づいて庫内より排気が必要な第1所要排気量AR1と、第2温度センサにより得る排気空気の温度から庫内より排気が必要な第2所要排気量AR2と、しかも開口部4における開閉シャッタ5の開度量(K1,K2,K3)から求められる作業面開口面積と予め定められた前面風速とにより求められる必要な第3所要排気量AR3と、を得る制御部100と、を有する。この制御部100は、開閉シャッタ5の開度量(K1,K2,K3)の大きさに応じて、第1所要排気量AR1と、第2所要排気量AR2と、第3所要排気量AR3のいずれかを選択して、庫内の排気に必要な設定所要排気量HRに設定して排気ダンパ160による排気空気の量を変える構成である。
A low air
これにより、開閉シャッタ5の開度量(K1,K2,K3)の大きさに応じて、第1所要排気量AR1と、第2所要排気量AR2と、第3所要排気量AR3のいずれかを選択して、庫内の排気に必要な設定所要排気量HRに設定して排気ダンパ160による排気空気の量を変えるので、低風量ドラフトチャンバーにおいてVAV制御方式を適用しても、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタの開度量の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱された庫内の空気を、安全にしかも確実に排出することができる。従って、低風量ドラフトチャンバー1においてVAV制御方式を適用しても、加熱実験にも適用可能であり、常に安全な状態を保ち、省エネルギー化とガスの漏洩濃度の低減の両立が図れる。
Thus, one of the first required exhaust amount AR1, the second required exhaust amount AR2, and the third required exhaust amount AR3 is selected according to the magnitude of the opening amount (K1, K2, K3) of the opening /
開閉シャッタ5の開度量は、予め定めた小さい値K1と、予め定めた中位の値K2と、予め定めた大きい値K3に段階分けされており、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量が予め定めた小さい値に設定された場合には、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2の内の大きい方を選択して、設定所要排気量HRに設定する。これにより、開閉シャッタ5の開度量が予め定めた小さい値K1に設定された場合には、第1所要排気量AR1と第2所要排気量AR2の内の大きい方を選択して、設定所要排気量HRに設定する。このため、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタ5の開度量K1の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱されたドラフト庫内19の空気を、安全にしかも確実に排出することができる。
The opening amount of the opening /
開閉シャッタ5の開度量は、予め定めた小さい値K1と、予め定めた中位の値K2と、予め定めた大きい値K3に段階分けされており、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量が予め定めた中位の値K2に設定された場合には、第1所要排気量AR1を選択して、第1所要排気量AR1を設定所要排気量HRに設定する。これにより、開閉シャッタ5の開度量が予め定めた中位の値K2に設定された場合には、庫内の加熱された空気を直接検知し得られる第1所要排気量AR1を選択して、第1所要排気量AR1を設定所要排気量HRに設定する。このため、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタ5の開度量K2の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱された庫内の空気を、安全にしかも確実に排出することができる。
The opening amount of the opening /
開閉シャッタの開度量は、予め定めた小さい値K1と、予め定めた中位の値K2と、予め定めた大きい値K3に段階分けされており、制御部100は、開閉シャッタ5の開度量が予め定めた大きい値K3に設定された場合には、第3所要排気量AR3を選択して、第3所要排気量AR3を設定所要排気量HRに設定する。これにより、開閉シャッタ5の開度量が予め定めた大きい値K3に設定された場合には、開閉シャッタの開度量K3に応じて設定される第3所要排気量AR3を設定所要排気量HRに設定する。このため、庫内で加熱実験を行って庫内の空気が膨張しても、開閉シャッタ5の開度量K3の大きさに応じて適切な所要排気量を設定して、加熱された庫内の空気を、安全にしかも確実に排出することができる。
The opening / closing amount of the opening / closing shutter is divided into a predetermined small value K1, a predetermined intermediate value K2, and a predetermined large value K3. The
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、各実施形態は一例であり、特許請求の範囲に記載される発明の範囲は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更できるものである。 The present invention has been described with reference to the embodiments. However, each embodiment is an example, and the scope of the invention described in the claims can be variously modified without departing from the scope of the invention. .
ドラフト庫内19に設置される加熱器300としては、例えば電熱線を用いたホットプレートの他に、IHホットプレート、アルコールランプ、都市ガスやプロパンガス等のガスバーナ、上方から熱を照射するための赤外線ランプ等が採用でき、加熱器300は、実験対象物400を加熱することにより、例えば実験対象物400から余分なものを灰化するのに用いることができる。
As the
第1温度センサとしての赤外線センサ180の取り付け位置は、図1に例示するようにドラフト庫内19の上部に限らず、ドラフト庫内19の左右の側面部や後面部等であってもよい。第2温度センサとしての温度センサ170の取り付け位置は、図1に例示するように排気ダクトDの排気ダンパ160の付近であるが、排気ダクトDの他の位置であってもよい。
As illustrated in FIG. 1, the attachment position of the
上述した本発明の実施形態では、開閉シャッタの開度量の段階分けとしては、開閉シャッタの開度量K1は、予め定めた小さい値とし、開閉シャッタの開度量K2は、予め定めた中位の値とし、開閉シャッタの開度量K3は、予め定めた大きい値として、3段階に設定されているが、これに限らず、2段階あるいは4段階以上に設定してもよい。 In the above-described embodiment of the present invention, the opening / closing shutter opening amount K1 is set to a predetermined small value, and the opening / closing shutter opening amount K2 is set to a predetermined intermediate value. The opening / closing amount K3 of the opening / closing shutter is set in three steps as a predetermined large value, but is not limited thereto, and may be set in two steps or four or more steps.
1 低風量ドラフトチャンバー
2 本体部
4 前面開口部(開口部の例)
5 開閉シャッタ
19 ドラフト庫内
30 ファン
31 ファンモータ
100 制御部
150 開閉シャッタの開度センサ
160 排気ダンパ
161 排気ダンパのアクチュエータ
170 温度センサ(第2温度センサ)
180 赤外線センサ(第1温度センサ)
300 加熱器
400 実験対象物(加熱対象物)
AR1 加熱状態にあるドラフト庫内の空気の温度情報信号Hに基づいて得られる第1所要排気量
AR2 排気ダクトD内の排気空気の温度情報信号Gに基づいて得られる第2所要排気量
AR3(K2) 開閉シャッタの開度量K2から演算した排気に必要な第3所要排気量
AR3(K3) 開閉シャッタの開度量K3から演算した排気に必要な第3所要排気量
HR ドラフト庫内の排気に必要な設定所要排気量
D 排気ダクト
K1 開閉シャッタの開度量の予め定めた小さい値
K2 開閉シャッタの開度量の予め定めた中位の値
K3 開閉シャッタの開度量の予め定めた大きい値
OS 排気指令信号
VR 開度指示信号
PS 開度信号
RS 指令信号
1 Low
5 Opening /
180 Infrared sensor (first temperature sensor)
300
AR1 First required exhaust amount AR2 obtained based on the temperature information signal H of the air in the draft chamber in the heated state Second required exhaust amount AR3 (based on the temperature information signal G of the exhaust air in the exhaust duct D) K2) Third required exhaust amount AR3 (K3) required for exhaust gas calculated from opening / closing shutter opening amount K2 Third required exhaust gas amount HR required for exhaust gas calculated from opening / closing shutter opening amount K3 Necessary for exhaust in draft chamber Necessary setting required exhaust amount D Exhaust duct K1 Predetermined small value K2 of opening / closing shutter opening amount Predetermined intermediate value K3 of opening / closing shutter opening amount Predetermined large value OS opening / closing shutter opening amount OS Exhaust command signal VR Opening instruction signal PS Opening signal RS Command signal
Claims (3)
前記開口部を開閉する開閉シャッタと、
前記庫内に前記空気を送り込むファンと、
前記庫内の前記空気を排気する際に、前記排気空気の量を調整する排気ダンパと、
前記庫内に配置されて前記庫内の温度を検知する第1温度センサと、
前記庫内から排気空気の温度を検知する第2温度センサと、
前記第1温度センサにより得る前記庫内の温度に基づいて前記庫内より排気が必要な第1所要排気量と、前記第2温度センサにより得る前記排気空気の温度から前記庫内より排気が必要な第2所要排気量と、しかも前記開口部における前記開閉シャッタの開度量から求められる作業面開口面積と予め定められた前面風速とにより求められる必要な第3所要排気量と、を得る制御部と、を有し、
前記制御部は、前記開閉シャッタの開度量の大きさに応じて、前記第1所要排気量と、前記第2所要排気量と、前記第3所要排気量のいずれかを選択して、前記庫内の実際の排気に必要な設定所要排気量として設定して、前記排気ダンパによる前記排気空気の量を変える構成とし、
前記開閉シャッタの開度量は、予め定めた小さい値と、予め定めた中位の値と、予め定めた大きい値に段階分けされており、
前記制御部は、前記開閉シャッタの開度量が前記予め定めた小さい値に設定された場合には、前記第1所要排気量と前記第2所要排気量の内の大きい方を選択して、前記設定所要排気量に設定することを特徴とする低風量ドラフトチャンバー。 A low air volume draft chamber of a variable air volume control system that sends air of a low air volume into the chamber through an opening and exhausts the air from the interior to the outside,
An opening and closing shutter for opening and closing the opening;
A fan for sending the air into the cabinet;
An exhaust damper that adjusts the amount of the exhaust air when exhausting the air in the chamber;
A first temperature sensor that is arranged in the storage and detects the temperature in the storage;
A second temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust air from the interior;
Exhaust from the interior is required from the first required exhaust amount that requires exhaust from the interior based on the temperature in the interior obtained by the first temperature sensor and the temperature of the exhaust air obtained by the second temperature sensor. A control unit for obtaining a second required exhaust amount, and a required third required exhaust amount obtained from a work surface opening area obtained from an opening amount of the opening / closing shutter in the opening and a predetermined front wind speed. And having
The control unit selects one of the first required exhaust amount, the second required exhaust amount, and the third required exhaust amount according to the magnitude of the opening amount of the opening / closing shutter, and It is set as a set required exhaust amount required for the actual exhaust in the engine, and the exhaust air amount by the exhaust damper is changed ,
The opening amount of the opening / closing shutter is divided into a predetermined small value, a predetermined intermediate value, and a predetermined large value,
When the opening amount of the opening / closing shutter is set to the predetermined small value, the control unit selects the larger one of the first required exhaust amount and the second required exhaust amount, and A low air volume draft chamber that is set to the required displacement .
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