JPS63156964A - エア・カーテン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は建物の開口部から室内へ侵入する外部風の遮
断と室内の換気機能を併せもつエア・カーテン曽システ
ムに関すル。

従来の技術 建物の開口部にエア・カーテンを設けることにより、外
気と建物内とを遮断することは現在広く行なわれている
。またエア・カーテンの噴流の偏向を利用して換気の機
能を持たすこともある。

そこで第２図（ａｌ　（ｂ）　（ｃ）に代表的なエア・
カーテンの噴流軸の偏向状態を示して説明する。各図を
通して符号２は室内、３−１はノズル、５は噴流を夫々
示し、またＷの外部風、■８は外部風の流速、Ｖｓ　は
側風の流速、ＱＪは噴流流量、Ｑｅは吸込流量ｓ　　Ｑ
ｒは室内流量を示している。

第２図（ａｌはノズル３−１から吹き出す噴流によるエ
ア・カーテンによって外部風が完全に遮断された状態を
示し、このときエア・カーテン流５は吸込口８に全量吸
いこまれる。即ちＱ、ｒ＝ＱｅｑＶｓ＝０、Ｑｒ中０で
あって、ＱｒｌＱＪキＯとなる。

この際の室内側は外部環境と遮断され、本来の室内環境
を維持できる状態である。

第２図（ｂ）は外部風が全く存在しないか、極めて弱い
状態を示し、エア・カーテン流３−１はノズル角度β０
の方向に向って吹き出している状態である。この場合は
吸込作用によって室内２の空気は吸込口８に銹引され、
かつ排気されている状態となる。したがってこの状態で
は室内２の汚染空気ａｄを排出することから、室内換気
が成立する。

室内２の汚染空気の吸出される量Ｑ、はＱＪに等しく　
Ｑ、１／Ｑｒ　＝　　１となる。

第２図（ｃｌは外部風が強よくなった状態を示し、外部
風Ｗの速度Ｖａが入口部で側風速度Ｖ、に変換され、こ
の側風がエア・カーテン流５を押している状態である。

この状態においても、エア・カーテン効果に吸込作用が
相まって、室内２には外部風は侵入しない。したがって
エア・カーテンとしての外部風の遮断効果は充分満足し
ている状態である、またエア・カーテンの吹き出し流量
ＱＪは室内側へと流入するのでＱｒ／　ＱＪ　＝　１．
０となる。

エア・カーテンの噴流軸は、このように吹出し流速が一
定のもとでは、外部風の強さの関数として偏向する。し
かして外部風が著しるしく強い場合にはエア・カーテン
は破断してしまい、この時室内に大量の外部風が侵入す
る。このような状態は、勿論エア・カーテンは本来の遮
断機能を維持していないことになる。（エア・カーテン
の破断状態） エア・カーテン流で外部風を遮断しようとする場合、外
部風の予測が最も大きな要素となる。しかし自然現象で
発生する外部風の速度を場所的、時間的に定ｌ・的に事
前に予測することは現実的には不可能である。従ってエ
ア・カーテン・システムにおいては、外部風を基準とし
た予測制御手法は事実上存在しえない。このことから従
来エア・カーテン・システムの設計段階では定常流れと
して設定する外部最高風速に対して、これを遮断すべき
エア・カーテンの諸元を安全側として決定し、外部風速
の変化に応じた理想的な制御は行なわれていない。

ところでエア・カーテン・システムの動力節減のために
は、非定常に吹く外部風に応じて、エア・カーテン噴流
を実時間で制御する必要がある。

問題点を解決するための手段 この発明は、第２図で説明したように、従来は外部の気
象条件まかせで変化していた外部風の侵入を出入口部で
完全に遮断するとともに、噴流軸の偏向作用を積極的に
利用することによって、室内の換気をも行う多機能のエ
ア・カーテン・システムを得たものであって、室内外の
圧力ならびに汚染空気の濃度を検知し、検知出力に基づ
いて、噴流発生用の送風機の回転速度すなわち噴流の吹
出し流速を自動制御するものである。

作用 この発明のエア・カーテン・システムにおいては、以下
に説明する方法で、エア・カーテンの噴流制御を行う。

本発明者等の研究により、エア・カーテンの外風流速比
について、次のような実験式を得た。外部風の遮断効果
を限界づけるものとして、エア・カーテン前後の差圧係
数Ｆｓを導入した以下の実験式を用うろこととする。

ＱＪ＝Ｑｅ　　　　Ｑ、＝Ｑｒ ここで”ｓｔａｇ・・・建物前面壁の圧力ρ　・・・空
気密度 ｖ、・・・側風流速 ＶＪ・・・噴流流速 ＱＪ・・・噴流流量 Ｑｅ・・・吸込流量 Ｑｓ・・・側風流量 Ｑ、・・・室内侵入量 ＡＪ・・・噴流ノズルの出口面積 Ａｓ・・・宮人口部の遮面積 式（２）中のＶ　は室内側の圧力を大気圧とした差正係
数である。ここでＱｒ／ＱＪの値は、室内に流出する流
量比率であって、エア・カーテンの外部風遮断の目安と
なる。なお第２図に示す３通りの状態でのＱｒＺＱＪ値
は、 （ａ）の状態ではＱｒ／ＱＪ＝０ （ｂｏ）状態テハＱｒ／　ＱＪ　＝　−１，０（ｃ）の
状態ではＱｒ／　ＱＪ＝　１．０となる。（ａ）　（ｂ
ｌ　（ｃｌ　のどの状態も、外部風が室内へ侵入しない
、いわゆる外部風の遮断状態である。

そこで再び式（ｌＨ２）の説明をすれば、式（１）にお
いて、エア・カーテンの幾何学的寸法が与えられれば、
右辺Ｖ−内の諸値は実験から求められ、これによりＶｓ
　／ＶＪの値は前記（ａｌ　（ｂ）　（ｃ）の３つの状
態について一義的に定まる。

このことから上記いずれかの状態を満足させるには、時
系列で変化するｖ３の大きさによって、Ｖｓ　／ＶＪ　
＝一定の条件下でエア・カーテンの吐出し流速ＶＪを制
御すればよい。

実施例 第１図はこの発明のエア・カーテン・システムの回路を
示すもので、ｌは建物の出入口、２は室内、３はエア・
カーテン吹出しチャンバ、３−１は噴流ノズル、４はエ
ア・カーテン吸込チャンバ、５はエア・カーテン流れ、
６は送風機、７はモータ、８は吸込口、９は室内換気用
空気吹出し口、１０はパルプ、１１はダクトを夫々示し
ている。

開口部近傍の前面壁に圧力センサーＣＩを取り付けて、
外風流速Ｖａを圧力に変換した形で検知する。すなわち
壁で検知する圧力Ｐｓｔａｇと外部風流速ｖ８との関係
は 一已Ｖ、２　　　・・・（３） Ｐｓｔａｇ　　２ で表される。前記の式（１）と式（２）の関係を用い、
随時に変わるＰｓｔａｇを入力することによって、式（
１）のＶＪを制御すればよい。図でＡＩは圧力計であり
、β。

は噴流偏向角、Ｃｙは風向、風速センサ、Ａ３は風向風
速計を夫々示している。

そしてこれらの制御は第１図に示すコントローラＣＮＴ
に予め入力したプログラムに従って、Ｐｓｔａｇを読み
込んで式（１）の関係を満足させるように、インバータ
ＩＮＶを介して送風機６に付属するモータ７の回転速度
を変える。これによってダク）１１内の流量ＱＪすなわ
ち吹出しノズル３−１の流速ＶＪが制御可能となり、第
２図に示す（Ｃ１価）（Ｃ）の状態のいずれかを任意に
維持することが可能となる。

次に換気の機能を有することについて説明する。

これらの機能は第１図に示す外部圧力センサＣ】内部圧
力センサＣＩＲ、汚染空気の濃度センサＣ２等の各セン
サからの検知出力に基づく制御により、第２図（ｂ）に
示す如く、汚染空気ａｄを吸込口から排出する。これは
汚染空気ａｄの濃度のセンサにより、許容設定濃度に応
じて設定濃度値を超えたことが検出されると、第２図（
ｂ）の状態になるよう制御され、室内の汚染空気をエア
・カーテン吸込チャンバに誘引し、かつ外部に排出する
。以上の制御は既述の外風遮断のための制御と連動して
行なわれる。図でＡ２は濃度計を示している。

効果 この発明は以上のような構成であって、エア・カーテン
・システムにおいて、室内外の圧力、室内の汚染空気の
濃度等をセンサで検知することにより、その検知出力に
よって、カーテン流の吹出し速度を制御し、外風遮断と
換気機能とを完全に果すことができるシステムを得るこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエア・カーテン・システムの回路図
、第２図（ａ）　（ｂ）　（ｃｌは従来のエア・カーテ
ン装置において、外部風の条件により噴流の偏向状態が
夫々相異することについての説明図である。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 建物の開口部から室内へ侵入する外部風の遮断と室内の
   換気機能を併せもつエア・カーテン・システムにおいて
   、室内外に圧力、室内空気の汚染濃度等を検知するセン
   サーを取り付け、これらのセンサーの検知出力に基づい
   てエア・カーテンの噴流の吹出し流速を自動制御するこ
   とを特徴とするエア・カーテン・システム。