JP6868222B2 - プッシュフード装置 - Google Patents

Description

本発明は、工場内において局所的な作業空間の空気清浄度を向上させるためのプッシュプル型換気装置に用いられるプッシュフード装置に関する。

プッシュプル型換気装置として、例えば特許文献１のような装置が知られている。この装置は、空気の吹出し量を分配する分配板と、空気の吹出し方向を規制するガイドプレートとをこの順で設けたものであるが、送風機から分配板までの流路で風の偏りが大きいため、吹き出し面での流速の均一化が困難であった。

特開昭５３−１２１２７１号公報

本発明の目的は、装置の設置面積をできる限り小さくし、かつ、空気の吹出し面積が大きくても、空気の吹出し面からの空気吹出し速度を均一にさせることができるプッシュプル型換気装置に用いられるプッシュフード装置を提供することである。

本発明におけるプッシュフード装置は、箱体の最も面積の大きな一面に空気の吹出し面を形成し、吹出し面の長辺側と交差する面において、吹出し面の短辺側に接して、長辺の半分以下の長さを一辺に持つ断面が長方形となる流入ダクトが備えられ、流入ダクト内には、流入ダクト短辺同士に当接して二つの空間に分割するセパレータが設置され、流入ダクト内の二つの空間のうち吹出し面側に位置する空間が流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重なる空間と連通し、流入ダクト内の二つの空間のうち吹出し面の反対側に位置する空間が流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重ならない空間と連通し、 前記箱体内において前記吹出し面の対面に空気が分配されるように設置された複数のガイドプレートが多孔板であることを特徴としている。

流入ダクト内に二つの空間に分割するセパレータが設置されており、それぞれに対応して吹出し面を２つに分割しているため、空気の吹出し面積が大きくても空気の吹出し面からの空気吹出し速度を均一にさせ、また、ガイドプレートには複数の孔が形成されているため、空気の流れを整流化することができ、空気の吹出し面からの空気吹出し速度をさらに均一にさせることが容易となる。

好ましくは、本発明におけるプッシュフード装置は、流入ダクトの入口において、セパレータの端部に、セパレータと接している部分を軸として可動できる流量調整分配板が設けられていることを特徴としている。

流量調整分配板が設けられているため、吹出し面の長辺側と短辺側の長さの比が変更されても、流量調整分配板を動かすだけで流入ダクト内の二つの空間の流量を調整することができ、空気の吹出し面からの空気吹出し速度を均一にさせることが容易となる。

以上のように本発明によれば、装置の設置面積をできる限り小さくし、かつ、空気の吹出し面積が大きくても、空気の吹出し面からの空気吹出し速度を均一にさせることができるプッシュプル型換気装置に用いられるプッシュフード装置を提供することができる。

本発明で用いられるプッシュフード装置の全体図である。 本発明で用いられるプッシュフード装置の正面図である。 図２のＡ−Ａにおける断面図である。 図２のＢ−Ｂにおける断面図である。 図３のＣ−Ｃにおける断面斜視図である。 図３のＤ−Ｄにおける断面斜視図である。 ガイドプレートの間隔を説明するための模式図である。 吹出し面における各地点の風速を計測したグラフである。

本発明で用いられるプッシュフード装置の概要について、図１及び図２を用いて説明する。図１はプッシュフード装置１の全体図であり、図２はその正面図である。プッシュフード装置１は、箱体１１を構成する最も面積の大きな一面に空気の吹出し面１２を形成しており、その吹出し面１２の長辺側１２−１と交差する面において、吹出し面１２の短辺側１２−２に接した流入ダクト１３を備える。この箱体１１は、中空の直方体形状である。流入ダクト１３は、その断面積が長方形となる角形ダクトであり、吹出し面１２の長辺側１２−１と平行となる一辺が、吹出し面１２の長辺の長さの半分以下の長さとなっている。流入ダクト１３の上流には、図示しない空気を送り出すための送風機があり、送風機から送り出された空気は、流入ダクト１３の入口から箱体１１内を通って吹出し面１２より吹き出される。

図３は、図２のプッシュフード装置のＡ−Ａにおける断面図である。流入ダクト１３の内部には、流入ダクト１３の短辺同士に当接して二つの空間に分割するセパレータ１５が設置されており、このセパレータは、流入ダクト１３の入口から箱体１１の内部を通って、箱体の流入ダクトを備えている面の対面側（図３における箱体の下面）に接続している。セパレータ１５によって、二つの空間に分割された流入ダクト１３のうち吹出し面側に位置する空間は、流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重なる空間（図２の１２ａの領域の吹出し面）と連通しており、流入ダクト内の二つの空間のうち前記吹出し面の反対側に位置する空間は、流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重ならない空間（図２の１２ｂの領域の吹出し面）と連通している。流入ダクト１３の入口には、セパレータ１５の端部にセパレータ１５と接している部分を軸として可動できる流量調整分配板１６が設けられている。流量調整分配板１６は、流入ダクト１３の上流に位置する送風機より送られてきた空気を、流入ダクト内の二つに分けられた空間に送る空気の流量比を変更するためのものであり、図２において、１２ａ領域の吹出し面における流量と１２ｂ領域の吹出し面における流量の比が、１２ａ領域の吹出し面の面積と１２ｂ領域の吹出し面の面積の比と等しくなるようにセパレータ１５と接している部分を軸としてその角度を調整する。

吹出し面１２の全面には、箱体内部から外部に向かって、整流メッシュ３１と整流ハニカム３２がこの順序にて取り付けられている。整流メッシュは、メッシュの抵抗により気流に負荷をかけ気流を分散させて風速分布を均一に近づける効果があり、整流メッシュとしてはパンチングメタルの板材が用いられる。整流ハニカムは、乱れた流体の流れる向きを一方方向に限定することによって整流する作用を持つため、2.0m/s以下の吹出し速度であっても遠くまでその速度を保つことができ、速度の距離減衰を小さくすることができる。整流ハニカムは、セル形状が四角形または六角形で、セルサイズは3mm程度、厚みは10〜40mmの構造物である。なお、吹出し面１２の最表面には整流メッシュ３１と整流ハニカム３２を固定するためのバーが縦方向と横方向に設けられており、図１では縦に３本、横に１本設けられている。

図４は、図２のプッシュフード装置のＢ−Ｂにおける断面図である。吹出し面１２の１２ａの領域と１２ｂの領域の間には仕切板２５が設けられており、仕切板２５の上端は、流入ダクト１３の短辺を構成する面に接続している（図２における流入ダクトの左側を構成する面）。仕切板２５とセパレータ１５は接続しているため、吹出し面１２における１２ａの領域と１２ｂの領域はそれぞれ独立した空間となる。

図５は、図３のプッシュフード装置のＣ−Ｃにおける断面図である。セパレータ１５により流入ダクト１３内の二つの空間のうち吹出し面側に位置する空間を流れる空気は、流入ダクト１３より吹出し面１２の１２ａ領域に向かって下向きに流れる。その空気は、整流板２６ａを通って、複数のガイドプレート２１ａにより空気が分配されて吹出し面１２（１２ａの領域）より吹き出される。整流板２６ａは、気流を分散させて風速分布を均一に近づける効果があり、パンチングメタルの板材が用いられる。ガイドプレートは、風向を調整することを主目的とした板で、開口率が１５〜８０％のパンチングメタルなどの多孔板を用いる。多孔板を用いることにより、風向を変えると共に整流効果を得ることができる。このガイドプレートに多孔板ではなく孔の無い板を用いた場合は、流れに対してガイドプレート前で流速が大きく、ガイドプレートの後ろでは流速が小さくなってしまうため、吹出し面で均一性を得る事が困難となる。ガイドプレートの角度の調整にはガイドプレートに接続し、箱体１１の外側に位置するガイドプレート調整具２３ａを用いて調整を行う。

ガイドプレートの間隔と角度については、その流路の断面を流れる空気の流速により、次の通りに設定することが望ましい（図７参照）。ガイドプレートの間隔をＷ，流路の断面の奥行をｄ、流路内流速をＶとした場合、ガイドプレートの間隔は、Ｖ＜15 m/sの時は1.5≦ｄ／Ｗ≦2.3、15 m/s≦Ｖ≦25m/sの時は0.7≦ｄ／Ｗ≦1.5、25m/s＜Ｖの時は0.3≦ｄ／Ｗ≦0.7となるように設定し、また、角度については、10m/s≦Ｖの場合は、各ガイドプレートが吐出面に分配すべき流量比と、整流メッシュに対して垂直方向に見た断面積比を合せるようにして角度を設ける。Ｖ＜10m/sの場合は、流れ方向に対して垂直で良い。

図６は、図３のプッシュフード装置のＤ−Ｄにおける断面図である。セパレータ１５により流入ダクト１３内の二つの空間のうち吹出し面の反対側に位置する空間を流れる空気は、吹出し面１２における１２ａの領域のセパレータ１５の奥側（吹出し面の反対側）で風向調整板１９により下向きから左向きに風向きを９０度変更し、整流板２６ｂを通って、複数のガイドプレート２１ｂにより空気が分配されて吹出し面１２（１２ｂの領域）より吹き出される。風向調整板１９は、その垂直部の長さと水平部の長さの比が、１．０：０．５〜１．０となるように設けられており、その垂直部と水平部が接続するコーナー部にはＲが設けられている。なお、風向調整板１９は複数設置することが空気の流れを均一にするために好ましい。整流板２６ｂ、ガイドプレート２１ｂの役割は、整流板２６ａ、ガイドプレート２１ａと同じである。また、ガイドプレート２１ｂの角度の調整はガイドプレート調整具２３ｂにより行う。

プッシュフード装置の箱体寸法が、幅1,500mm、高さ550mm、奥行150mm、流入ダクトの幅が500mmとし、吹き出し速度1.5m/s（プッシュ風量75m³/min）を設定値として、吹出し速度のばらつきを調査した。整流メッシュにはパンチングメタルΦ1×2P60°千鳥 開口率22.6％を用い、整流ハニカムにはセルサイズ3mm、セル形状が六角形状で、厚み100mmのアルミニウム製のものを用いた。風速のばらつきの調査方法は、吹出し面を32分割（上下：A〜D、左右1〜8）し、吹出し面から5cmの距離での分割位置ごとの吹出し速度を測定した。その結果を図８に示す。吹出し速度の平均値は1.41m/sであり、そのばらつきは、最大+15.1％、最小-13.2％であった。この数値は、社）空気調和・衛生工学会が提唱している、速度分布のばらつきを平均値に対して±20％以内という基準値を満たしている。

１ プッシュフード装置
１１ 箱体
１２ 吹出し面
１２−１ 吹出し面の長辺側
１２−２ 吹出し面の短辺側
１２ａ 吹出し面（流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重なる空間）
１２ｂ 吹出し面（流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重ならない空間）
１３ 流入ダクト
１５ セパレータ
１６ 流量調整分配板
１７ 吹出し面側に位置する空間
１８ 吹出し面の反対側に位置する空間
１９ 風向調整板
２１ａ、ｂ ガイドプレート
２３ａ、ｂ ガイドプレート調整具
２５ 仕切板
２６ａ、ｂ 整流板
３１ 整流メッシュ
３２ 整流ハニカム

Claims (2)

1. 箱体の最も面積の大きな一面に空気の吹出し面を形成し、
   前記吹出し面の長辺側と交差する面において、前記吹出し面の短辺側に接して、前記長辺の半分以下の長さを一辺に持つ断面が長方形となる流入ダクトが備えられ、
   前記流入ダクト内には、該流入ダクト短辺同士に当接して二つの空間に分割するセパレータが設置され、
   前記流入ダクト内の二つの空間のうち前記吹出し面側に位置する空間が流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重なる空間と連通し、前記流入ダクト内の二つの空間のうち前記吹出し面の反対側に位置する空間が流入ダクトを吹出し面側に延長して吹出し面と重ならない空間と連通し、
   前記箱体内において前記吹出し面の対面に空気が分配されるように設置された複数のガイドプレートが多孔板であることを特徴とするプッシュフード装置。
2. 前記流入ダクトの入口において、前記セパレータの端部に、該セパレータと接している部分を軸として可動できる流量調整分配板が設けられていることを特徴とする請求項１ に記載のプッシュフード装置。

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