JP6576698B2 - 吹き出し装置及びエアカーテン装置 - Google Patents

Description

本発明は、吹き出し装置にかかり、特に、流体を吹き出す吹き出し装置に関する。また、吹き出した空気によりエアカーテンを形成するエアカーテン装置に関する。

食品や医薬品、精密機器などの製品は、衛生面や機能面から、虫やほこりなどの物質の混入を防ぐ必要がある。このため、これら製品を製造する建物や室内の出入り口には、虫やほこりなどの物質の侵入を防ぐ防虫・防塵構造が要求されている。

例えば、防虫・防塵構造の一例として、特許文献１に開示されているようなエアカーテン装置がある。エアカーテン装置は、出入り口の面に沿って、あるいは、出入り口の外側に送風することで、当該出入り口を送風による空気で覆い、エアカーテンを形成している。このように、出入り口にエアカーテンを形成することで、人間はエアカーテンを通過して室内に入ることができる一方で、その際に、人間に付着した埃はエアカーテンにより吹き飛ばされたり、出入り口付近に存在する虫や埃はエアカーテンによって吹き飛ばされる。このため、出入り口付近に存在する虫や埃は、エアカーテンで遮断され、室内への侵入が防止される。

そして、特許文献１では、さらに、出入り口にシャッターが設けられている状況に適用される装置を開示している。かかる装置では、まず、出入り口のシャッターが閉じられた状態で、出入り口付近に空気を吹き出してシャッターに付着した虫やほこりを飛ばし、その後、シャッターを開けて出入り口付近での空気の吹き出しを継続して、当該出入り口にエアカーテンを形成している。

特許第３９６３２５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような状況でエアカーテンを形成する場合、つまり、シャッターなどの壁面近くで空気を吹き出してエアカーテンを形成する場合には、吹き出した空気が壁面側に引き寄せられ、乱流となる、という問題が生じる。

具体的に、図７（Ａ）及び図８（Ａ）に、壁面３近くで空気を吹き出す実験を行ったときの空気の流れを示す。まず、図７（Ａ）では、ノズル２’の吹き出し口を壁面３とほぼ平行な方向に向けて空気Ａ’を吹き出した時の様子を示している。また、図８（Ａ）では、ノズル２’の吹き出し口を壁面３から遠ざける方向に向けて空気Ａ’を吹き出したときの様子を示している。すると、いずれの場合でも、ノズル２’から吹き出された空気Ａ’は壁面３側に引き寄せられ、当該壁面３側で乱流が生じている。これは、吹き出された空気Ａ’に対する壁面３側の空間が、反対側の空間に対して狭く形成されることから、壁面３側の空間の気圧が低くなり、かかる壁面３側に吹き出された空気Ａ’が引き寄せられていることと考えられる。

このように、吹き出された空気が壁面側に引き寄せられたり乱流が生じると、虫やほこりなどの物質を出入り口側に巻き込んでしまうおそれがある。その結果、防虫・防塵効果が低下する、という問題が生じる。さらには、上述した乱流から、送風の強度が弱まり、吹き出し効率が低下する、という問題が生じる。そして、このような吹き出し効率が低下するという問題は、エアカーテンといった用途で空気の吹き出す場合に限らず、他の気体や液体といったあらゆる流体を吹き出す装置でも生じうる。

このため、本発明の目的は、上述した課題である、流体を吹き出す際における吹き出し効率の低下、を解決することができる吹き出し装置を提供することにある。

本発明の一形態である吹き出し装置は、
流体を吹き出す吹き出し部を備えた吹き出し装置であって、
前記吹き出し部は、所定の壁面に隣接して配置されており、
前記吹き出し部の吹き出し口は、流体が前記壁面の表面側を横切って吹き出されるように吹き出し方向が設定されており、
前記吹き出し部の吹き出し口よりも前記壁面側に、当該吹き出し口の吹き出し方向とほぼ同一方向に流体を吹き出す第二吹き出し部を設けた、
という構成をとる。

また、上記吹き出し装置では、
前記吹き出し部は、流体供給側から吹き出し口側に向かって徐々に内部空間が狭くなる形状のノズルにて形成されており、
前記ノズルの吹き出し口よりも流体供給側に位置する箇所に、当該ノズル自体に形成された貫通孔からなる前記第二吹き出し部を備えた、
という構成をとる。

また、上記吹き出し装置では、
前記ノズルは、少なくとも相互に対向する２つの傾斜面にて内部空間が囲まれて形成されることにより断面略三角形状に形成され、当該断面略三角形状の一つの頂点箇所に前記吹き出し口が形成されており、
前記２つの傾斜面のうち一方の傾斜面が前記壁面側に位置しており、
前記一方の傾斜面における前記ノズルの吹き出し口よりも流体供給側に位置する箇所に、前記貫通孔からなる前記第二吹き出し部が形成されている、
という構成をとる。

また、上記吹き出し装置では、
前記ノズルの吹き出し口は、前記壁面に沿って所定の長さを有して形成されており、
前記第二吹き出し部は、所定の長さを有する前記吹き出し口に沿って所定の長さのスリット形状に形成されている、
という構成をとる。

また、上記吹き出し装置では、
スリット形状に形成された前記第二吹き出し部の幅は、前記ノズルの吹き出し口の幅よりの狭く形成されている、
という構成をとる。

また、上記吹き出し装置では、
前記第二吹き出し部は、前記吹き出し部の吹き出し口よりも速い速度で流体を吹き出すよう構成されている、
という構成をとる。

また、本発明の他の形態であるエアカーテン装置は、
出入り口の側方から空気を吹き出すことで、当該出入り口にエアカーテンを形成するエアカーテン装置であって、
出入り口に設置された開閉可能なシャッターの面に隣接して配置され、空気を吹き出す吹き出し部を備え、
前記吹き出し部の吹き出し口は、前記シャッターの面に沿って所定の長さを有して形成されており、空気を前記シャッターの表面側を横切るよう吹き出すことにより当該シャッターの表面側にエアカーテンを形成するように吹き出し方向が設定されており、
前記吹き出し部の吹き出し口よりも前記シャッター側に、当該吹き出し口の吹き出し方向とほぼ同一方向にさらに空気を吹き出す第二吹き出し部を備えた、
という構成をとる。

また、上記エアカーテン装置では、
前記吹き出し部は、流体供給側から吹き出し口側に向かって徐々に内部空間が狭くなる形状のノズルにて形成されており、
前記ノズルの吹き出し口よりも流体供給側に位置する箇所に、当該ノズル自体に形成された貫通孔からなる前記第二吹き出し部を備えた、
という構成をとる。

本発明は、以上のように構成されることにより、流体を吹き出す際における吹き出し効率の低下を抑制することができる。

本発明であるエアカーテン装置の構成を示す図である。 本発明であるエアカーテン装置の構成及び動作例を示す図である。 本発明であるエアカーテン装置の構成及び動作例を示す図である。 本発明であるエアカーテン装置に装備されるノズルの構成を示す図である。 本発明であるエアカーテン装置と比較される他のエアカーテン装置の動作例を示す図である。 本発明であるエアカーテン装置の動作例を示す図である。 本発明であるエアカーテン装置と比較対象となる他のエアカーテン装置とによるエアカーテン形成実験の様子を示す図である。 本発明であるエアカーテン装置と比較対象となる他のエアカーテン装置とによるエアカーテン形成実験の様子を示す図である。

本発明の実施形態を、図１乃至図８を参照して説明する。図１乃至図４は、本発明の構成及び動作を説明するための図である。図５乃至図８は、本発明の動作における比較対象との相違を説明するために図である。

本発明は、流体を吹き出す吹き出し装置であり、本実施形態ではエアカーテン装置を例にあげて説明する。図１に示すように、エアカーテン装置１は、室外と室内との出入り口に設置されるものである。具体的には、まず出入り口に、シート状のシャッター３が設置されており、当該シャッター３に隣接して柱形状のエアカーテン装置１が配置される。なお、シャッター３は、例えば、ビニールシートや扉で形成されており、人物が出入り口を出入りする際に開閉可能である。ただし、シャッター３は、壁面を形成しているものであればいかなる構造や材質で構成されていてもよい。

エアカーテン装置１は、高さ方向に長く形成された四角柱状に形成されており、シャッター３よりも屋外側かつ側方に、隣接して設置されている。なお、本実施形態では、エアカーテン装置１は、シャッター３の横に位置しているが、上方や下方などに設置されていてもよい。

そして、図２に示すように、エアカーテン装置１は、空気を吹き出すノズル２（吹き出し部）と、外部の空気を吸い込む面に装備されたフィルタ１１と、当該フィルタ１１を介して空気を吸い込んでノズル２から吹き出すよう作動するファンモータ及びファン１２と、を備えている。なお、図２は、エアカーテン装置１を上方から見た図であり、当該エアカーテン装置１の内部構成を示している。

上記ノズル２の構成を、図４を参照して詳述する。まず、ノズル２は、上述したようにエアカーテン装置１に装備されていることから、当該ノズル２がシャッター３の面に隣接して配置されていることとなる。そして、ノズル２自体は、略三角柱の形状に形成されており、シャッター３の高さ方向に沿って所定の高さ（長さ）を有するよう構成されている。

具体的に、ノズル２は、２枚の略長方形状の板が一辺で連結するよう配置されており、２つの傾斜面２１，２２で内部空間が囲まれて形成されている。これにより、ノズル２の内部空間の断面は、略三角形状に形成されている。そして、断面略三角形状の１つの頂点箇所、つまり、２つの傾斜面２１，２２の連結箇所である一辺は、ノズル２自体の長さ方向に沿ってほぼ均一の幅に開口しており、空気が吹き出す吹き出し口２３を形成している。そして、ノズル２の吹き出し口２３とは反対側、つまり、断面略三角形状の１つの頂点箇所に対する底辺側は、開口しており、空気が供給される空気供給側（流体供給側）となる。換言すると、ノズル２は、内部の断面形状が、空気供給側から吹き出し口２３側に向かって徐々に内部空間が狭くなる形状に形成されており、空気供給側よりも速い風速で空気が吹き出し口２３から吹き出されることとなる。なお、吹き出し口２３の長さは、シャッター３の高さと同等であったり、あるいは、それよりも長くても短くてもよい。

そして、上記ノズル２は、空気をシャッター３の表面に沿って吹き出すように、空気の吹き出し方向を設定可能である。例えば、図２の例では、シャッター３の表面とほぼ平行に空気を吹き出すように吹き出し方向を設定しており、図３の例では、シャッター３の表面に対して約３０度の角度で、当該表面に沿って空気を吹き出すよう吹き出し方向を設定している。これにより、ノズル２の吹き出し口２３からは、図２及び図３に示すように、空気がシャッター３の表面側を横切るように吹き出されるため、当該シャッター３の表面側にエアカーテンを形成することができる。なお、図２，図３において矢印で図示した空気Ａの流れは、模式的に示したものであり、実際の流れについては後述する。

また、ノズル２には、上記吹き出し口２３以外にも空気を吹き出す第二吹き出し部として、スリット２４が形成されている。スリット２４は、ノズル２の内部から外部に通ずる貫通穴であり、ノズル２を構成する傾斜面２１，２２のうち、シャッター３側に位置する傾斜面２１に形成されている。このとき、スリット２４は、シャッター３の傾斜面２１上に位置していることから、ノズル２上において吹き出し口２３よりも空気供給側に位置する箇所に形成されていることとなる。そして、スリット２４は、吹き出し口２３と平行に高さ方向に延びて形成されており、当該吹き出し口２３の長さと同等の長さに形成されている。これにより、ノズル２のスリット２４からも、吹き出し口２３とほぼ同一方向に空気が吹き出されることとなる。なお、スリット２４の長さは、吹き出し口２３と同等であることに限定されない。

このとき、スリット２４の幅は、吹き出し口２３の幅よりも狭く形成されている。これにより、スリット２４から吹き出される空気は、吹き出し口２３から吹き出される空気の速度よりも速い速度で、吹き出されることとなる。

上記構成のノズル２から吹き出された空気の流れを、図５乃至図８を参照して説明する。まず、図５は、上述したスリット２４が形成されていない構造のノズル２’を用いた場合であり、当該吹き出し口２３のみから吹き出される空気Ａ’の流れを模式的に図示したものである。また、図７（Ａ）及び図８（Ａ）は、同様にスリット２４が形成されていないノズル２’の吹き出し口２３から吹き出される空気Ａ’の流れの実験結果を視覚化したものである。この場合には、上記「発明が解決しようとする課題」で説明したように、ノズル２’から吹き出された空気Ａ’はシャッター３側に引き寄せられ、当該シャッター３側で乱流が生じることとなる。

これに対して、上述したスリット２４を形成した本実施形態における構成のノズル２を用いた場合には、吹き出す空気Ａの乱流を抑制することができる。このときのノズル２から吹き出される空気Ａ，Ｂの流れの模式図を図６に示し、空気Ａ，Ｂの流れの実験結果を視覚化したものを図７（Ｂ），図８（Ｂ）に示す。図７（Ｂ），図８（Ｂ）の実験結果に示すように、いずれもスリット２３がない図７（Ａ），図８（Ａ）の場合と比較して、空気の乱流が生じていない。

これは、図６の模式図や実験結果に示されることから、吹き出し口２３からの空気Ａのうちシャッター３側に引き寄せられる空気が、スリット２４から吹き出された空気Ｂによりさらに同一方向に吹き飛ばされるためであると考えられる。特に、吹き出し口２３の幅よりもスリット２４の幅を狭く形成しているため、吹き出し口２３から吹き出される空気Ａよりもスリット２４から吹き出される空気Ｂの幅が細く、吹き出し速度が速いため、上述したように乱流を抑制することができると考えられる。特に、図８（Ｂ）のノズル２の吹き出し方向をシャッター３面に対して約３０度の角度に設定した場合には、図８（Ａ）では空気Ａのほとんどがシャッター３側に引き寄せられてしまっているが、図８（Ｂ）では設定した吹き出し方向に空気Ａ，Ｂを吹き出すことができる。

以上のように、上述したようにスリット２４を備えた構造のノズル２をエアカーテン装置１に用いることで、空気がシャッター３に引き寄せられることなく、乱流を抑制した吹き出し効率の良い空気を吹き出すことができる。その結果、エアカーテンの機能の向上を図ることができる。

ここで、上述したエアカーテン装置１の構成は一例であって、特にノズル２は他の構成であってもよい。例えば、ノズル２に形成されたスリット２４は、必ずしも細長い形状の貫通穴やスリット形状であることに限定されず、複数の円形の貫通穴など、他の形状の貫通穴で形成してもよい。また、ノズル２にスリット２４といった貫通穴を必ずしも設ける必要はなく、他の構造でスリット２４から吹き出される空気Ｂと同等の空気を吹き出すよう構成してもよい。例えば、吹き出し口２３よりもシャッター３側に、当該吹き出し口２３の吹き出し方向とほぼ同一方向に空気を吹き出す別の吹き出し装置（第二吹き出し部）を設けてもよい。

なお、上記では、吹き出し装置の一例として、エアカーテン装置１を挙げて説明したが、上述した構成を、例えば、エアコンや送風機など、空気や液体といった流体を吹き出すいかなる装置にも適用可能である。

以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１ エアカーテン装置
１１ フィルタ
１２ ファンモータ及びファン
２ ノズル
２１，２２ 傾斜面
２３ 吹き出し口
２４ スリット
３ シャッター

Claims (5)

1. 流体を吹き出す吹き出し部を備えた吹き出し装置であって、
   前記吹き出し部は、所定の壁面に隣接して配置されており、
   前記吹き出し部の吹き出し口は、流体が前記壁面の表面側を横切って吹き出されるように吹き出し方向が設定されており、
   前記吹き出し部の吹き出し口よりも前記壁面側に、当該吹き出し口の吹き出し方向とほぼ同一方向に流体を吹き出す第二吹き出し部を設け、
   前記吹き出し部は、流体供給側から吹き出し口側に向かって徐々に内部空間が狭くなる形状のノズルにて形成されており、
   前記ノズルの吹き出し口よりも流体供給側に位置する箇所に、当該ノズル自体に形成された貫通孔からなる前記第二吹き出し部を備え、
   前記ノズルは、少なくとも相互に対向する２つの傾斜面にて内部空間が囲まれて形成されることにより断面略三角形状に形成され、当該断面略三角形状の一つの頂点箇所に前記吹き出し口が形成されており、
   前記２つの傾斜面のうち一方の傾斜面が前記壁面側に位置しており、
   前記一方の傾斜面における前記ノズルの吹き出し口よりも流体供給側に位置する箇所に、前記貫通孔からなる前記第二吹き出し部が形成されている、
   吹き出し装置。
2. 請求項１に記載の吹き出し装置であって、
   前記ノズルの吹き出し口は、前記壁面に沿って所定の長さを有して形成されており、
   前記第二吹き出し部は、所定の長さを有する前記吹き出し口に沿って所定の長さのスリット形状に形成されている、
   吹き出し装置。
3. 請求項２に記載の吹き出し装置であって、
   スリット形状に形成された前記第二吹き出し部の幅は、前記ノズルの吹き出し口の幅よりの狭く形成されている、
   吹き出し装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の吹き出し装置であって、
   前記第二吹き出し部は、前記吹き出し部の吹き出し口よりも速い速度で流体を吹き出すよう構成されている、
   吹き出し装置。
5. 出入り口の側方から空気を吹き出すことで、当該出入り口にエアカーテンを形成するエアカーテン装置であって、
   出入り口に設置された開閉可能なシャッターの面に隣接して配置され、空気を吹き出す吹き出し部を備え、
   前記吹き出し部の吹き出し口は、前記シャッターの面に沿って所定の長さを有して形成されており、空気を前記シャッターの表面側を横切るよう吹き出すことにより当該シャッターの表面側にエアカーテンを形成するように吹き出し方向が設定されており、
   前記吹き出し部の吹き出し口よりも前記シャッター側に、当該吹き出し口の吹き出し方向とほぼ同一方向にさらに空気を吹き出す第二吹き出し部を備え、
   前記吹き出し部は、流体供給側から吹き出し口側に向かって徐々に内部空間が狭くなる形状のノズルにて形成されており、
   前記ノズルの吹き出し口よりも流体供給側に位置する箇所に、当該ノズル自体に形成された貫通孔からなる前記第二吹き出し部を備え、
   前記ノズルは、少なくとも相互に対向する２つの傾斜面にて内部空間が囲まれて形成されることにより断面略三角形状に形成され、当該断面略三角形状の一つの頂点箇所に前記吹き出し口が形成されており、
   前記２つの傾斜面のうち一方の傾斜面が前記シャッター側に位置しており、
   前記一方の傾斜面における前記ノズルの吹き出し口よりも流体供給側に位置する箇所に、前記貫通孔からなる前記第二吹き出し部が形成されている、
   エアカーテン装置。