JPWO2004072558A1 - 誘導気流及び遮断気流による局所換気方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この場合、発生する汚染空気が熱気流、水蒸気、臭気、タバコ煙、油煙、塵埃空気など人命に影響しないような室内空間の局所換気方法としては、この汚染空気が室内雰囲気中に混ざり合った希釈状態で、室内空間全体の空気を入れ替えるいわゆる全体換気方式が一般に採用されている。
この全体換気方式としては、給気および排気共に機械動力による場合、給気だけを機械動力で行い、排気は吸込み開口より自然に排出する場合、および、排気だけを機械動力で行い、給気は給気口より自然に取り入れる場合の三種類があるが、通常は、機械動力による吸込み排気流を用いた機械排気方式が主流となっている。
一般的な建築物についての換気設備に係る法的基準としては、室内の許容炭酸ガス濃度から算出される人を対象とした安全性および衛生面の確保と、火気を使用する室内における燃焼に必要な酸素量の確保とを目的として決められる換気量が定められている程度で、純粋な技術や性能に基づく基準はあいまいである。そして、現実の建築技術分野または業界においては、上記の換気設備に係る法的基準を満足しておれば、必要以上にお金をかけない安価な換気設備とすることが一般的であった。
ところで、一定の居住性と作業性を必要とする室内の一般的な換気システム、例えば、厨房室の換気システムは、図19に示すように、汚染物質の発生源である燃焼加熱式調理機器aが室内壁面に近接して配置されてなる厨房室内全体を換気する全体換気方式の構成とされている。
すなわち、上記調理機器aの上方の天井に、排気ダクトbの吸込み開口cが開口されるとともに、排気ダクトbの室外側端部に図示しないダクト用排気ファンが設けられている。また、上記吸込み開口cには、上記調理機器aの燃焼加熱により発生する汚染物質の熱噴流dからなる汚染空気を捕捉する排気フードeが取付け接続されて、汚染空気の拡散防止が図られている。一方、調理機器aから離れた室内中央部の天井には、給気ボックスfを備える給気ダクトgの給気口hが開口されるとともに、空調機iが設けられている。さらに、上記調理機器aから離れた開口m近傍の天井には、天井排気ファンjを備える排気ダクトkが開口されている。
そして、調理機器aの燃焼加熱により発生する汚染物質の熱噴流dは、排気ダクトbのダクト用排気ファンの駆動により、排気フードeさらには吸込み開口cから排気ダクトbへ捕集されて室外へ排気されるとともに、調理機器aから離れた部位の室内空気は、天井排気ファンjの駆動により、開口部m近傍に開口する排気ダクトkを介して図外の室外へ排気される。一方、天井中央部の給気口hからは、図外のダクト用給気ファンの駆動により、新鮮な室外空気が給気ダクトgの給気ボックスfを通じて給気されるとともに、厨房室の窓mからも自然に給気が流れ込む。これにより、厨房室内全体の換気が行われることとなる。
しかしながら、このような従来の全体換気方式にあっては、以下に列挙するような問題点があり、その改良が要望されていた。
すなわち、厨房室に代表されるように、汚染物質の発生が多い広い部屋で全体換気方式をとった場合には、換気量が膨大となり排気効率の悪い換気となり、また一方で、給気として外気が大量に導入されることから、室外と同じ空気状態となる。
さらに、機械動力を用いた吸込み排気流による排気は、制御性が悪く有効に汚染物質だけを排出することが出来ず、これがため、室内に熱・水蒸気・油煙・臭気・ヒューム等が溜まり、室内の空調条件が最悪となる。
例えば、厨房室の場合で考えると、危害分析重要管理点方式(HACCP:Hazard Analysis(危害分析)とCritical Control Point(重要管理点)の略)の基準である厨房室の温湿度条件を満足するには換気風量と空調容量が膨大となる。
そして、換気風量と空調容量が膨大となることは、換気・空調機器の能力が増加して、換気・空調設備のイニシャルコストおよびランニングコストが増加することを意味する。
また、換気・空調機器の機器能力が増加するということは、合わせて機器電気容量が増加し、このようなエネルギの使用量の増加は地球温暖化ガスであるCOやCO2の発生量の増加を招くことになる。
この点に関して、以下のような特殊用途の換気方式を、厨房室の換気システムのような、一定の居住性と作業性を必要とする室内の換気システムに採用することも考えられる。
つまり、工場換気では、人体に有害な物質も発生するから法的な基準も厳しいことから、有害な汚染物質の発生源を仕切りで囲って、作業者による作業は、手を仕切りの中に差し入れて行うドラフトチャンバによる部分または局所換気方法が有効なものとして採用されている。
さらに、作業内容によって上記のドラフトチャンバが使用できない場合は、いわゆるプッシュ・プルー様流方式が有効な局所換気方法として実施されている。このプッシュ・プルー様流方式による局所換気方法においては、吹出し(プッシュ)気流と吸込み(プル)気流による一様流で汚染物質の発生源を包み込んで、局所的にエアーバランスを完成させる。
一方、広い室内駐車場などの換気を行う全体換気方式として、誘引作用を利用するいわゆるデリベント換気方式もある。このデリベント換気方式においては、吸込み排気に対応して、吸込み開口へ室内汚染空気を誘導・配達する複数の小型送風機が順序よく取り付けられており、この換気方法によれば、ダクトの延長距離を短く出来るとともに、効率の良い換気ができるという利点がある。
しかしながら、これらの特殊用途に有効な局所換気方式や全体換気方式にあっても、一定の居住性と作業性を必要とする室内の換気システムとして採用するには、以下のような新たな問題があって、実施化されるには至っていない。
すなわち、ドラフトチャンバによる局所換気方法においては、汚染物質発生源を仕切りで囲ってしまうため、汚染空気が室内に洩れる心配はないが、作業面への物の出し入れが扉を介してしかできないので、作業性が極端に悪くなる。
また、プッシュ・プルー様流方式による局所換気方法は、汚染物質発生源を包み込んで、周囲空間全体で吹出し誘導気流と吸込み排気流の風速と風量をバランスさせるから、吹出し開口の口径と、吸込み開口の口径が大きくなると、同時に風量が膨大になる。また、作業性の面からも、上記の一様気流内に作業者が入ってしまうことと、厨房の場合は、上部吸込み開口と違い、下部吹出し開口を設けることは作業性だけでなく、衛生面からも問題を残すことになる。
さらに、デリベント換気方式による換気方法は、局所換気ではなく全体換気方法であり、自動車の排気が室内駐車場の天井部に蓄積滞留した場合を想定して、排気方向へ誘導するものであり、その効果は、排気効率は向上するが、風量が少なくならない。また、天井面に小型のデリベントファンが多数設置されるので、騒音が大きい。
この点に関して、本出願人は、日本特許公開公報2001−355889号に開示されるような局所換気方式を開発し提案している。
この局所換気方式においては、図20に示すように、吸込み排気流発生部qと吹出し誘導気流発生部rから構成された排気装置pを主要部として備える。
吸込み排気流発生部qは、調理機器等の汚染物質発生源sの上方の天井位置に吸込み開口tが設けられて、排気ファンuにより、室外へ続く上向きの吸込み排気流vを生じさせる構造とされている。一方、誘導気流発生部rは、汚染物質発生源sの側方近傍位置に吹出し開口wが設けられて、吹出しファンxにより、上向きの吹出し誘導気流yを生じさせる構造とされている。なお、上記吹出し開口wは、作業者Mの作業範囲と干渉しない位置に設けられる。
そして、排気ファンuの駆動により、上記汚染物質発生源sの上方位置の吸込み開口tから室外へ続く上向きの吸込み排気流vが生じるとともに、吹出しファンxの駆動により、上記汚染物質発生源sの側方近傍位置の吹出しノズルの吹出し開口wから上向きの吹出し誘導気流yが生じて、この吹出し誘導気流yの誘引作用により、上記汚染物質発生源sの周囲近傍の汚染空気が上記吸込み排気流vへ強制的に捕集配達するようにされている。
この局所換気方式により、居住性と作業性を損なうことなく、局所的に換気を完結させることが可能となった。
本発明は、この局所換気方式をさらに改良して、給気による外気の導入が空調負荷になる量を減らすことにより、換気量と空調容量を可及的に減らし、さらには電気エネルギの浪費を無くして機器容量を減らすことができる、排気および局所換気技術を提供することを主たる目的とする。
本発明の他の目的とするところは、換気量と空調容量を可及的に減らすことにより、既設の電源容量と空調能力に余裕ができるとともに、既設のダクト等をそのまま有効利用することができる排気および局所換気技術を提供することにある。
好適な実施態様として、上記吹出し誘導気流を、上記吸込み排気流の吸込み開口内部に向けて吹き出すように設定するとともに、上記吸込み開口を、平面に見て、上記汚染物質発生源のほぼ全体と重なるように配置形成する。また、上記吹出し誘導気流は、室内空気または室外空気で賄う。
本発明の第一の局所換気方法は、汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内を局所的に換気する方法であって、上記汚染物質発生源に対して、上記排気方法を適用するとともに、適所から所定量の給気を供給することにより、室内と局所のバランスを同時に成立させるようにしたことを特徴とする。
また、本発明の第二の局所換気方法は、汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内を局所的に換気する方法であって、上記汚染物質発生源に対して、上記排気方法を適用するとともに、上記吸込み排気流の吸込み開口の周囲部位から下向きの吹出し給気流を生じさせて、この吹出し給気流のエアーカーテン作用により、上記吸込み開口の排気領域外へ溢れ出ようとする汚染気流を再び吸込み開口内へ強制的に押し戻すようにしたことを特徴とする。
これら両局所換気方法において、好ましくは、上記吸込み排気流の風量を、上記吹出し誘導気流の風量と、この吹出し誘導気流により誘引される上記汚染物質発生源周囲の汚染空気量と、給気量とを加えた値に対応して設定することにより、室内と局所のバランスを同時に成立させるようにする。
本発明の排気装置は、上記排気方法を実施するものであって、上記汚染物質発生源の上方位置に吸込み開口が設けられて、室外へ続く上向きの吸込み排気流を生じさせる吸込み排気流発生手段と、上記汚染物質発生源の側方近傍位置に吹出し開口が設けられて、上向きの吹出し誘導気流を生じさせる吹出し誘導気流発生手段とを備え、上記吹出し誘導気流発生手段は、上記吹出し開口からの吹出し誘導気流が上記吸込み開口内部に向けて吹き出すように設定されてなり、上記吹出し誘導気流発生手段による吹出し誘導気流の誘引作用により、上記汚染物質発生源の周囲近傍の汚染空気が巻き込まれて上記吸込み排気流へ強制的に捕集配達されるように構成されていることを特徴とする。
好適な実施態様として、上記吸込み排気流発生手段の排気ダクトは、その先端が室外へ開口されるとともに、その基端が箱型容器の形態とされた排気ボックスに連通され、この排気ボックスに、上記吸込み開口が室内に臨んで開設されている。この場合、上記排気ボックスにおいて、上記排気ダクトの基端が接続される接続開口の軸線方向が、上記吸込み開口の軸線方向に交差するように構成されているのが望ましい。また、上記吹出し誘導気流発生手段の空気源としては、室内空気または室外空気が用いられる。
また、上記吸込み開口は、平面に見て、上記汚染物質発生源のほぼ全体と重なるように配置形成する。
さらに、上記吸込み開口の外周部に、上記吹出し誘導気流発生手段からの吹出し誘導気流とこの吹出し誘導気流に誘引される上記汚染空気の巻込み流の拡散を防止する排気フードが設けられ、この排気フードの内周壁は、上記吸込み開口へ向けて登り勾配の傾斜壁とされているのが好適である。
本発明の第一の局所換気装置は、汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、上記汚染物質発生源の周囲を局所的に換気する装置であって、上記汚染物質発生源に対して、上記排気装置が設けられるとともに、適所から所定量の給気が供給されることにより、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の第二の局所換気装置は、汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、上記汚染物質発生源の周囲を局所的に換気する装置であって、上記汚染物質発生源に対して、上記排気装置が設けられるとともに、上記排気流発生手段の吸込み開口の周囲部位から下向きの吹出し給気流を生じさせる給気手段を備え、この給気手段の吹出し給気流のエアーカーテン作用により、上記吸込み開口の排気領域外へ溢れ出ようとする汚染気流が再び吸込み開口内へ強制的に押し戻されるように構成されていることを特徴とする。
これら両局所換気装置において、好ましくは、上記吸込み排気流発生手段の吸込み風量は、上記吹出し誘導気流発生手段の吹出し風量と、上記給気手段の吹出し風量と、上記吹出し誘導気流発生手段の吹出し誘導気流により誘引される上記汚染物質発生源周囲の汚染空気量とを加えた値に対応して設定され、これにより、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成される。
また、好ましくは、上記排気流発生手段の吸込み開口の周囲部位から下向きの吹出し給気流を生じさせる給気手段を備え、この給気手段の吹出し給気流のエアーカーテン作用により、上記吸込み開口の外周へ溢れ出ようとする汚染気流が再び吸込み開口内へ強制的に押し戻されるように構成される。この場合、上記給気手段の吹出し開口は、上記吸込み開口の外周部に設けられた排気フードの外周部に一体的に設けられているのが好ましく、さらには、上記給気手段の吹出し開口は、上記排気フードが取り付けられる天井レベルとなる位置に設けられる。
上記吸込み排気流発生手段の吸込み風量は、上記吹出し誘導気流発生手段の吹出し風量と、上記給気手段の吹出し風量と、上記吹出し誘導気流発生手段の吹出し誘導気流により誘引される上記汚染物質発生源周囲の汚染空気量とを加えた値に対応して設定され、これにより、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されるのが望ましい。
本発明の換気システムは、汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、上記汚染物質発生源に対して上記局所換気装置が設けられて、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されていることを特徴とする。この場合、室内に換気量を補うための補足換気手段を備えて、この補足換気手段は、局所換気装置による局所換気領域以外の部位において、所要の換気量が不足する場合に手動でまたは炭酸ガス濃度感知器等による自動で駆動されて、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されてもよい。
本発明においては、上記吸込み排気流と吹出し誘導気流により、汚染空気の原因となる汚染物質発生源の周囲近傍位置を通過する制御性の高い上向き一様気流が形成されるとともに、上記吹出し誘導気流の誘引作用により、上記汚染物質発生源の周囲近傍の汚染空気が上記吸込み排気流へ強制的に捕集配達される。換言すれば、上記汚染物質発生源の周囲近傍位置から上記吸込み排気流の吸込み開口へ向かう空気の流れが室内に強制的に作り出されて、この空気の流れが上記汚染空気を巻き込んで上記吸込み排気流の吸込み開口へ届けられる。
このように、汚染空気を強制排気するための上向き一様気流が汚染物質発生源の周囲近傍位置を通過して、汚染物質発生源を包み込むことなく排気できる結果、作業者の作業動作との干渉がなく、居住性と作業性を損なうことがない。
また、上記排気により局所的に換気を完結させることで、換気量と空調容量を減らすことが可能となり、換気・空調機器の能力を低く抑えて、換気・空調設備のイニシャルコストおよびランニングコストの縮減を図ることができ、併せて電気エネルギの使用量の減少による地球温暖化ガスの発生量の低減化も図ることができる。
さらに、換気量と空調容量が可及的に減少する結果、既設の電源容量と空調能力に余裕ができるとともに、既設のダクト等の既存換気設備をそのまま有効利用することも可能となる。
また、吸込み排気流発生手段の排気ダクトの先端が室外へ開口されるとともに、その基端が箱型容器の形態とされた排気ボックスに連通され、この排気ボックスに、上記吸込み排気流の吸込み開口が室内に臨んで開設されていることにより、上記吸込み開口の配設位置を上記排気ボックスの排気面側範囲内で自由に設定することが可能となり、汚染物質の発生源例えば厨房機器のレイアウトに自由度が増すとともに、既設のダクト等の有効利用を促進する。
第2図は、同じく同局所換気装置を示す平面図である。
第3図は、同じく同局所換気装置を示す第2図におけるA−A線またはB−B線に沿った断面図である。
第4図は、同じく同局所換気装置を示す第2図におけるC−C線に沿った断面図である。
第5図は、同局所換気装置の吸込み排気流発生部および給気装置を示す平面図である。
第6図は、同局所換気装置の吹出し誘導気流発生部を燃焼加熱式調理機器との関係で示す配置構成の平面図である。
第7図は、本発明の実施形態2である局所換気装置を示す正面図である。
第8図は、本発明の実施形態3である局所換気装置を示す正面図である。
第9図は、本発明の実施形態4である局所換気装置を示す正面図である。
第10図は、本発明の実施形態5である局所換気装置を示す側面図である。
第11図は、同局所換気装置の吸込み排気流発生部および給気装置を示し、第11図(a)は平面図、第11図(b)は正面図および第11図(c)は底面図である。
第12図は、同局所換気装置の吹出し誘導気流発生部を示し、第12図(a)は平面図、第12図(b)は正面図である。
第13図は、本発明の実施形態6である局所換気装置の吹出し誘導気流発生部を示し、第13図(a)は平面図、第13図(b)は正面図および第13図(c)は側面図である。
第14図は、本発明の実施形態7である局所換気装置の吹出し誘導気流発生部を示し、第14図(a)は平面図、第14図(b)は正面図および第14図(c)は側面図である。
第15図は、本発明の実施形態8である局所換気装置の吹出し誘導気流発生部を示し、第15図(a)は平面図、第15図(b)は正面図および第15図(c)は側面図である。
第16図は、本発明の実施形態9である局所換気装置を分煙装置として備える喫煙室の構成を示す平面図である。
第17図は、同じく同喫煙室の構成を示す第16図のA−A線の矢視方向からの正面図である。
第18図は、同じく同喫煙室の構成を示す第16図のB−B線の矢視方向からの側面図である。
第19図は、本発明の実施形態10である局所換気装置を示す正面図である。
第20図は、同じく同局所換気装置を示す第3図に対応する断面図である。
第21図は、同じく同局所換気装置を示す第4図に対応した断面図である。
第22図は、従来の厨房室の換気システムを示す概略構成図である。
第23図は、従来の他の厨房室の局所換気装置を示す概略構成図である。
実施形態1
本発明に係る局所換気装置が第1図および第2図に示されている。この局所換気装置PVは、汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、汚染物質発生源の周囲を局所的に換気する装置であって、具体的には、一定の居住性と作業性を必要とする室内、具体的には学校や病院などの比較的大型の建物における厨房室内用のものである。
局所換気装置PVは、汚染物質の発生源であるテーブルコンロ等の燃焼加熱式調理機器1に対して、排気装置Eが設けられるとともに、この排気装置Eに給気装置(給気手段)Sが一体的に設けられてなる。
排気装置Eは、吸込み排気流発生部(吸込み排気流発生手段)2および吹出し誘導気流発生部(吹出し誘導気流発生手段)3を主要部として構成されている。
吸込み排気流発生部2は、調理機器1の上方位置に吸込み開口5が設けられて、室外へ続く上向きの吸込み排気流6を生じさせる構造とされている。この吸込み排気流6は主として調理機器1から生じる汚染物質による汚染空気を吸い込んで排気する気流として機能する。
吸込み排気流発生部2は、具体的には上記調理機器1の上方の天井部分に設けられており、排気ダクト10の先端10aが室外へ開口されるとともに、その基端10bが排気ボックス11に連通され、この排気ボックス11に、上記吸込み開口5が室内に臨んで開設されている。上記排気ダクト10の先端10aには、排気流発生源である排気ファン12が設けられている。
上記排気ボックス11は、排気ダクト10の室内側開口である上記吸込み開口5の開設の自由度を確保するためのもので、箱型容器の形態とされている。
図示の実施形態の排気ボックス11においては、第2図および第5図に示すように、その矩形状の底面に3つの矩形状の吸込み開口5a、5bおよび5cが設けられている。これら吸込み開口5a、5bおよび5cは、第2図に示すように、平面に見て、室内の燃焼加熱式調理機器1のほぼ全体と重なるように配置形成されるとともに、その捕捉面積が可及的に大きくなるように設定されている。
具体的には、第1の吸込み開口5aは、燃焼加熱式調理機器1の第1のテーブルコンロ1aの直上に近い位置に設けられるとともに、可能な限りこのテーブルコンロ1aを覆う形状寸法とされている。また、第2および第3の吸込み開口5b、5cは、燃焼加熱式調理機器1の第2〜4のテーブルコンロ1b〜1dの直上に近い位置に設けられるとともに、可能な限りこれらのテーブルコンロ1b〜1dを覆う形状寸法とされている。
また、排気ボックス11において、排気ダクト10の基端10bが接続される接続開口の軸線方向つまりダクト接続方向Xと、上記吸込み開口5の軸線方向つまり吸込み開口排気流方向Yとが交差するように構成されており、これにより、気流の分散化が図られている。
図示の実施形態においては、排気ボックス11は直方体形状とされて、その垂直な1側面に、2本の排気ダクト10、10が接続されるとともに、その水平な底面に上記3つの吸込み開口5a〜5cが開設されており、そのダクト接続方向X、Xと吸込み開口排気流方向Y、Y、…との交差角が直角になるように設定されている。
また、排気ボックス11の内部には、排気中の油分を分離除去するグリス除去装置(グリス除去手段)13が設けられている。このグリス除去装置13は、具体的にはグリスフィルターの形態とされており、排気ボックス11内において、吸込み開口5(5a〜5c)と排気ダクト10、10の接続開口との間に介装されている。このような構成とされることにより、後述する吹出し誘導気流が上記吸込み開口5(5a〜5c)に向けて吹き出される際に、グリス除去装置13に激突して四散し乱流となることが有効に防止される。
また、吸込み開口5(5a〜5c)の室内側外周部には、排気フード15が設けられている。この排気フード15は、後述する吹出し誘導気流発生部3の構成および作用を補足するためのものである。つまり、排気フード15は、吹出し誘導気流発生部3からの吹出し誘導気流とこの吹出し誘導気流に誘引される汚染空気の巻込み流の拡散を防止して、これら排気を確実に捕捉するとともに、排気効果を高める目的で設けられている。
図示の実施形態の排気フード15は、その内周壁15aが、吸込み開口5(5a〜5c)へ向けて登り勾配の傾斜壁に形成されている。つまり、上述したように、吸込み開口5(5a〜5c)の捕捉面積は大きく設定されているが、一方で吸込み開口面積が過大にならないように、排気フード15の内周壁15aは、第1図に示すように、その下端部から上記吸込み開口5(5a〜5c)具体的には排気ボックス11の底面11aに向けて登り勾配の傾斜壁とされて、汚染気流の跳ね出しが抑制される構成とされている。
吹出し誘導気流発生部3は、燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍の汚染空気を吸込み排気流6へ強制的に捕集配達するためのもので、調理機器1の側方近傍位置に吹出し開口20が設けられて、上向きの吹出し誘導気流21を生じさせる構造とされている。
具体的には、上記吹出し開口20からの吹出し誘導気流21は、上記吸込み開口5の内部に向けて吹き出すように設定されて、吹出し誘導気流21の大部分が吸込み排気流6に飲み込まれる構成とされている。換言すれば、吹出し誘導気流21が吸込み開口5の周囲外部に激突して四散して乱流を引き起こさないように構成されている。
図示の実施形態の吹出し誘導気流発生部3は、第6図に示すように、燃焼加熱式調理機器1の第1〜4のテーブルコンロ1a〜1dに対応して、3つの誘導気流発生装置22a,22b,22cを備えている。これら誘導気流発生装置22a,22b,22cの配設位置は、作業者である調理者(図示省略)の作業範囲つまり第6図において燃焼加熱式調理機器1の外周部位と干渉しないように設定される。
具体的には、第1の誘導気流発生装置22aは、燃焼加熱式調理機器1の第1のテーブルコンロ1aの背面部に接して設けられており、第2の誘導気流発生装置22bは、第2のテーブルコンロ1bと第4のテーブルコンロ1dの間部位に設けられており、また第3の誘導気流発生装置22cは、第3のテーブルコンロ1cと第4のテーブルコンロ1dの間部位に設けられている。
これら誘導気流発生装置22a、22b、22cは、いずれもその基本構造を同様とし、燃焼加熱式調理機器1のケーシングつまり調理台25に起立状に埋設されてなる。
つまり、誘導気流発生装置22a、22b、22cは、第1図、第3図および第4図に示すように、中空の縦長直方体形状とされた装置本体26の上部が、吹出し開口20を有する吹出しノズル28とされるとともに、装置本体26の下部に、誘導気流発生源である吹出しファン27,27が水平横向きに設けられてなり、その空気源が室内空気とされている。
また、装置本体26の中間筒体部分26aは、吹出しファン27,27により吹出しノズル28へ送られる誘導気流を整流する整流部として機能する構造とされている。
各吹出しノズル28は、その軸線が上記排気ボックス11の吸込み開口5(5a〜5c)の内部に向けて延びるように構成されている。
つまり、第1の誘導気流発生装置22aの吹出しノズル28は、第4図に示すように、その軸線が第1の吸込み開口5aのほぼ中央部を通過するように傾斜起立状とされて、吹出し誘導気流21が吹出し開口20から上記吸込み開口5aの内部に向けて上向に傾斜状に吹き出す一方、第2および第3の誘導気流発生装置22b、22cの吹出しノズル28,28は、第3図に示すように、その軸線がそれぞれ第2および第3の吸込み開口5b、5cのほぼ中央部を通過するように直立起立状とされて、吹出し誘導気流21が吹出し開口20から上記吸込み開口5b、5cの内部に向けてそれぞれ垂直上向きに吹き出すようにされている。
そして、以上のような構成の排気装置Eにおいては、吸込み排気流発生部2の排気ファン12、12の駆動により、上記吸込み開口5(5a〜5c)内へ続く上向きの吸込み排気流6、6、6が生じるとともに、吹出し誘導気流発生部3の吹出しファン27、27、…の駆動により、各誘導気流発生装置22a,22b,22cにおける吹出しノズル22の吹出し開口20から上記吸込み開口5(5a〜5c)へ直線状に延びる上向きの吹出し誘導気流21、21、21が生じる。
これにより、これら両気流6、21による上向き一様気流(任意の気流断面における気流の状態が、経時的に変化することなく、常時一様であるような気流)が燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍位置を通過するように形成されるとともに、吹出し誘導気流発生部3による吹出し誘導気流21、21、21の誘引作用により、燃焼加熱式調理機器1の燃焼加熱により発生する汚染物質の熱噴流を含む燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍の汚染空気が上記吸込み排気流6へ強制的に捕集配達される。
換言すれば、上記燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍位置から上記吸込み排気流6の吸込み開口5(5a〜5c)へ向かう空気の流れが室内に強制的に作り出されて、この空気の流れが上記汚染空気を巻き込んで上記吸込み排気流6の吸込み開口5(5a〜5c)へ届けられる。この吹出し誘導気流21の誘引作用をより確実とするためには、吹出し誘導気流21の風量は、吹き出し誘導気流21の誘引作用により上記吸い込み開口5(5a〜5c)に吸い込まれずに天井45下面に滞留することとなった汚染空気が空調その他の原因で室内に発生する気流に影響され室内に拡散する前に、速やかに上記吸込み開口5(5a〜5c)内つまりは排気ボックス11内に引き込まれるように設定されることが望ましい。
なお、上記の空気流れの実際の断面(気流断面)は、上記吸込み開口5(5a〜5c)に向かう一様な整流と渦流(巻き込み流)の組み合わせであって、構成される気流は基本的に整流であるが、乱流ではなく時系列的に殆ど変化の無い旋回流(巻き込み流)が含まれる。
このようにして吸込み排気流6へ届けられた汚染空気は、この吸込み排気流6と共に排気ボックス11および排気ダクト10を介して室外へ排出されることとなる。
この際、上記汚染空気を含んだ吸込み排気流6に存在する油分は排気ボックス11内のグリス除去装置13により分離除去されるところ、このグリス除去装置13は排気ボックス11内に配されているため、上記吹出し誘導気流21、21、21がグリス除去装置13に激突して四散し乱流となることがなく、円滑な誘導排気効果が確保され得る。
また、上記排気装置Eと一体的に設けられて、局所換気装置PVの主要部を同様に構成する給気装置Sは、吸込み排気流発生部2の吸込み開口5(5a〜5c)の周囲部位から下向きの吹出し給気流30を生じさせる構成とされている。
給気装置Sは、その給気開口35が排気フード15と一体的に設けられており、換言すれば、排気フード15が一体形給排気フードの形態とされている。
給気装置Sの具体的構成は、給気ダクト40の基端40aが室外へ開口されるとともに、その先端40bが上記排気フード15の外周部に一体的に設けられた給気ボックス41に連通され、この給気ボックス41に、上記給気開口35が室内に臨んで開設されている。上記給気ダクト40の基端40aには、給気流発生源である給気ファン42が設けられている。
上記給気ボックス41は、上記排気フード15の外周部全周を取り囲む矩形環状の箱型容器の形態とされている。
図示の実施形態の給気ボックス41においては、2本の給気ダクト40、40が接続されるとともに、第2図および第5図に示すように、その矩形環状の全周底面にわたって延びる給気開口35が設けられている。
また、前述した排気ボックス11の場合と同様、第1図に示すように、給気ダクト40、40の先端40b、40bが接続される給気ボックス41の接続開口の軸線方向つまりダクト接続方向X1と、上記給気開口35の軸線方向つまり給気開口給気流方向Y1とが交差するように構成されて、気流の分散化が図られている。
この給気開口35は、第1図〜第5図示すように、平面に見て、排気フード15の下端縁外周輪郭に沿って開設されており、室内の燃焼加熱式調理機器1および吹出し誘導気流発生部3の全体を取り囲むように配置形成されており、後述するように、給気開口35からの吹出し給気流30のエアーカーテン作用により、吸込み開口5の排気領域外への汚染気流の溢れが有効に防止される構成とされている。
また、給気開口35が設けられている給気ボックス41の底面は、第1図、第3図および第4図に示すように、排気フード15が取り付けられる天井45のレベルとなる位置に設けられている。このような構成とすることにより、給気開口35からのエアーカーテン状の吹出し給気流30は、上述した排気フード15から外側への汚染気流の溢れを防止する機能に加えて、室内空気を攪拌して温度成層の形成を防止し室内温度を均一化する機能をも兼備することとなる。
そして、以上のような構成の給気装置Sにおいては、給気ファン42、42の駆動により、天井45のレベルにある環状の給気開口35から下向きの吹出し給気流30がエアーカーテン状に生じて、この吹出し給気流30のエアーカーテン作用により、上記排気装置Eの吸込み開口5(5a〜5b)の排気領域外へ溢れ出ようとする汚染気流が再び吸込み開口5(5a〜5b)内へ強制的に押し戻されるとともに、この周辺部位の室内空気が攪拌されて温度が均一化されることとなる。
次に、上記排気装置Eによる排気作用を含めた局所換気装置PVの対象領域つまり燃焼加熱式調理機器1を含めた周辺局所領域、さらにはこの局所換気装置PVが適用される厨房室内全体の換気システムにおける換気バランスの設定条件について説明する。
例えば、本実施形態の局所換気装置PVが第19図に示される厨房室の燃焼加熱式調理機器aに対して適用する場合を考えると、この局所換気装置PVが適用されることにより、厨房室内全体と燃焼加熱式調理機器aの周囲局所の換気のバランスが同時に成立するように構成されることとなる。
本局所換気装置PVの最大目的は、排気で排出される空気の大部分が、排気フード15周囲の給気開口35からエアーカーテン状に供給される下向きの吹出し給気流30と、吹出し誘導気流21、21、21で賄うことであり、このことは、下向きの吹出し給気流30として導入される外気が周囲の室内空調に及ぼす影響を最小限にすることにより、空調負荷を減らして大きな省エネルギー効果を得ることにある。
そして、局所換気装置PVの適用により、第19図に示す燃焼加熱式調理機器a周囲の換気を局所的に完結することで、給気による外気の導入が空調負荷になる量の最小を図る。そのためには、排気量=給気(外気)量+誘導気流量+発生汚染空気量+室内巻き込み空気量とすることであり、かつ限りなく排気量=給気(外気)量に近づける必要がある。
具体的には、上記排気装置Eの吸込み排気流発生部2の吸込み排気流6の吸込み風量が、吹出し誘導気流発生部3による吹出し誘導気流21の吹出し風量と、上記給気装置Sによる吹出し給気流30の吹出し風量と、上記吹出し誘導気流21により誘引される燃焼加熱式調理機器1周囲の汚染空気量とを加えた値に対応して設定され、これにより、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成される。この場合、上記吸込み排気流6が排気とされるとともに、吹出し誘導気流発生部3による吹出し誘導気流21と上記誘引される被誘引気流が室内空気で賄われるとともに、吹出し給気流30が室外空気で賄われる。
これに関連して、上記吹出し誘導気流発生部3の吹出し風量は、吸込み排気流発生部2の吸込み風量よりも少なくなるように設定されている。
この場合、上記吸込み風量は吸い込み面風速と誘引された空気量で決定され、本実施形態においては、吸込み開口5が排気ダクト10に直接でなく排気ボックス11に設けられていることから、吸込み面風速は上記吸込み開口5の開放面風速となる。
また、吹出し誘導気流21の吹出し風速は吸込み排気流6の吸い込み面風速と同一とされている。よって、吸込み排気流6と吹出し誘導気流21は風速が同じで同じ方向に一様に流れるとともに、風量だけが違う気流であり、調理機器1の周囲近傍位置を通過する上向きの一様気流(任意の気流断面における気流の状態が、経時的に変化することなく、常時一様であるような気流)が局所的に形成される。
なお、現行法規上に換気量に関する規定があり、本局所換気装置PVが第19図の換気システムに適用されるに当たり、算定した換気量が基準値に対して不足する場合には、室内に換気量を補うための補足換気手段を追加的に備えてもよい。
第19図の換気システムにおいては、天井排気ファンjを備える排気ダクトkがこの補足換気手段50として代用させ得る。
この補足換気手段50は、局所換気装置PVによる局所換気領域以外の部位において、炭酸ガス濃度センサ等(図示省略)による検知・制御信号を受けて、所要の換気量が不足する事態が発生した場合に自動的に駆動されて、室内の換気を増加させて換気バランスが成立するように構成される。
このような構成とすることにより、局所換気装置PVの送風機を大きくすることなく、上記法定の基準値を満足することができる。
しかして、本実施形態の排気装置Eにおいては、上述したように、上記吸込み排気流6と吹出し誘導気流21により、汚染空気の原因となる燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍位置を通過する制御性の高い上向き一様気流が形成されるとともに、上記吹出し誘導気流21の誘引作用により、上記燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍の汚染空気が上記吸込み排気流6へ強制的に捕集配達される。換言すれば、燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍位置から吸込み排気流6の吸込み開口5へ向かう空気の流れが室内に強制的に作り出されて、この空気の流れが上記汚染空気を巻き込んで上記吸込み排気流6の吸込み開口5へ届けられる。
このように、汚染空気を強制排気するための上向き一様気流が燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍位置を通過して、燃焼加熱式調理機器1を包み込むことなく排気できる結果、作業者つまり調理者の作業動作との干渉がなく、居住性と作業性を損なうことがない。
また、上記排気により局所的に換気を完結させることで、換気量と空調容量を減らすことが可能となり、換気・空調機器の能力を低く抑えて、換気・空調設備のイニシャルコストおよびランニングコストの縮減を図ることができ、併せて電気エネルギの使用量の減少による地球温暖化ガスの発生量の低減化も図ることができる。
さらに、換気量と空調容量が可及的に減少する結果、既設の電源容量と空調能力に余裕ができるとともに、既設のダクト等の既存換気設備をそのまま有効利用することも可能となる。
また、吸込み排気流発生部2の排気ダクト10の先端10aが室外へ開口されるとともに、その基端10bが箱型容器の形態とされた排気ボックス11に連通され、この排気ボックス11に、上記吸込み排気流6の吸込み開口5(5a〜5b)が室内に臨んで開設されていることにより、吸込み開口5(5a〜5b)の配設位置を上記排気ボックス11の排気面側範囲内で自由に設定することが可能となり、既設のダクト等の有効利用が可能となる。
また、このような排気装置E・局所換気装置PVを備えた換気システムの作動により、排気装置E・局所換気装置PVの排気領域には上述したような局所換気が完成して、この領域の空気の流れは、第19図の従来の全体換気システムにおけるような各気流が入り混じっている状態から、第1図、第3図および第4図に示すような給気と排気の気流が区分された状態に整理されることとなる。
この結果、空調機iの循環気流に影響を及ぼす熱と外気は一般居室と変わらない状態となり、また、厨房室内の一般換気量つまり上記排気装置jの駆動による換気も、上記排気装置Eの駆動による排気領域以外の室内空間が対象となって、その換気量も一般居室なみに抑えられることとなる。
換言すれば、局所換気装置PVにより局所的な排気・換気が完結させられる結果、厨房室内全体の換気量と空調容量を減らすことが可能となる。
この結果、換気・空調機器の能力を低く抑えることにより、換気・空調設備のイニシャルコストおよびランニングコストの縮減を図ることができるとともに、電気エネルギの使用量の減少による地球温暖化ガスの発生量の低減化も図ることができる。
実施形態2
本実施形態は第7図に示されており、実施形態1における吹出し誘導気流発生部3の構成が改変されたものである。
すなわち、本実施形態の誘導気流発生部3の誘導気流発生装置122は、排気フード15にSUSチェーン等の吊持手段54により吊り下げ配置されており、図示のごとく、円筒体形状とされて整流部を兼務する装置本体26の上部が、吹出し開口20を有する吹出しノズル28とされるとともに、装置本体26の下部に、誘導気流発生源である吹出しファン27が垂直同心状に設けられてなり、その空気源が室内空気とされている。
上記吹出しノズル28は、その軸線が吸込み排気流発生部2の排気ボックス11の吸込み開口5のほぼ中央部を通過するように直立起立状とされて、吹出し誘導気流21が吹出し開口20から上記吸込み開口5の内部に向けて垂直上向きに吹き出すようにされている。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
実施形態3
本実施形態は第8図に示されており、実施形態1における吹出し誘導気流発生部3の構成が改変されたものである。
すなわち、本実施形態の誘導気流発生部3においては、実施形態2の誘導気流発生装置122が、燃焼加熱式調理機器1のコンロ台125の側部に、自立脚123により起立状に配置されてなる単独自立式とされている。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
実施形態4
本実施形態は第9図に示されており、実施形態1における吹出し誘導気流発生部3の構成が改変されたものである。
すなわち、本実施形態の誘導気流発生部3においては、誘導気流発生装置222は、実施形態2の誘導気流発生装置122の装置本体26と吹出しファン27が別体構造とされて、その空気源が室外空気とされたものである
具体的には、円筒体形状の上記装置本体26が燃焼加熱式調理機器1のコンロ台125に起立状に埋設配置されてなるとともに、装置本体26の下部が給気ダクト223を介して室外に連通されるとともに、この給気ダクト223の室外端に、円筒体形状とされた気流整流装置224が水平状態で据え付けられ、この気流整流装置224の内部に誘導気流発生源である吹出しファン27が水平同心状に設けられてなり、その空気源が室外空気とされている。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
実施形態5
本実施形態は第10図〜第12図に示されており、局所換気装置PVが一般家庭などの比較的小型の建物における台所などの厨房室内用のものである。
この局所換気装置PVにおいては、吸込み排気流発生部2は、室内壁60に近接して配置された調理機器1の上方位置、つまり調理機器1の上方の天井45部分に室内壁60に接して設けられており、排気ダクト10は室内壁60を貫通して室外へ開口されるとともに、その先端10aに排気ファン12が設けられている。
吸込み排気流発生部2の排気ボックス11と排気フード15は、第11図に示すように、給気装置Sの給気ボックス41と一体のユニット構造とされている。
排気フード15は、排気ボックス11の吸込み開口5の三方を取り囲むように形成されて、室内壁60が排気フード15の一部を構成している。また、これに対応して、給気ボックス41の給気開口35は、室内壁60の部位を除いて、排気フード15の外周を取り囲むように配置形成されている。
給気装置Sの給気ダクト40は、上記給気ボックス41から上記室内壁60に対向する室内壁61を介して室外へ開口されるとともに、その基端40aに給気ファン42が設けられている。
吹出し誘導気流発生部3は、燃焼加熱式調理機器1と一体型とされており、その具体的構成が第12図に示されている。
すなわち、この吹出し誘導気流発生部3は、図示のごとく、燃焼加熱式調理機器1のコンロ台125の後側において、このコンロ台125に一体的に組み込まれた誘導気流発生装置22を備えている。
この誘導気流発生装置22は、中空の直方体形状とされた装置本体26の上部が、吹出し開口20を有する吹出しノズル28とされるとともに、装置本体26の前面部に、誘導気流発生源である吹出しファン27,27が水平前向きに設けられてなり、その空気源が室内空気とされている。
吹出しノズル28は、その軸線が上記排気ボックス11の吸込み開口5の内部に向けて延びるように構成されている。つまり、誘導気流発生装置22の吹出しノズル28は、第10図に示すように、その軸線が吸込み開口5のほぼ中央部を通過するように傾斜起立状とされて、吹出し誘導気流21が吹出し開口20から上記吸込み開口5の内部に向けて上向に傾斜状に吹き出すようにされている。
しかして、以上のような構成の排気装置Eにおいては、吸込み排気流発生部2の排気ファン12の駆動により、上記吸込み開口5内へ続く上向きの吸込み排気流6が生じるとともに、吹出し誘導気流発生部3の吹出しファン27、27の駆動により、誘導気流発生装置22の吹出しノズル22の吹出し開口20から上記吸込み開口5へ直線状に延びる傾斜上向きの吹出し誘導気流21が生じる。
これにより、これら両気流6、21による上向き一様気流が燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍位置を通過するように形成されるとともに、吹出し誘導気流発生部3による吹出し誘導気流21の誘引作用により、燃焼加熱式調理機器1の燃焼加熱により発生する汚染物質の熱噴流を含む燃焼加熱式調理機器1の周囲近傍の汚染空気が上記吸込み排気流6へ強制的に捕集配達される。このようにして吸込み排気流6へ届けられた汚染空気は、この吸込み排気流6と共に排気ボックス11および排気ダクト10を介して室外へ排出される。
また、上記給気装置Sにおいては、給気ファン42の駆動により、天井45のレベルにある平面略コ字形状の給気開口35から下向きの吹出し給気流30がエアーカーテン状に生じて、この吹出し給気流30のエアーカーテン作用により、上記排気装置Eの吸込み開口5の排気領域外へ溢れ出ようとする汚染気流が再び吸込み開口5内へ強制的に押し戻されるとともに、この周辺部位の室内空気が攪拌されて温度が均一化されることとなる。
実施形態6
本実施形態は第13図に示されており、実施形態5における吹出し誘導気流発生部3の構成が改変されたものである。
すなわち、本実施形態の誘導気流発生部3も燃焼加熱式調理機器1と一体型とされており、図示のごとく、燃焼加熱式調理機器1のコンロ台125の後側に一体的に組み込まれた誘導気流発生装置322を備えてなる。
この誘導気流発生装置322は、中空で側面形状が略L字形の直方体形状とされた装置本体26の上部が、テーブルコンロ1eの背面側において吹出し開口20を有する吹出しノズル28とされるとともに、装置本体26の水平部分26b自体が上記テーブルコンロ1eを載置するコンロ台125の載置部を構成する。そして、この水平部26bの前面部に、誘導気流発生源である吹出しファン27,27が水平前向きに設けられてなり、その空気源が室内空気とされている。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
実施形態7
本実施形態は第14図に示されており、実施形態5における吹出し誘導気流発生部3の構成が改変されたものである。
すなわち、本実施形態の誘導気流発生部3も燃焼加熱式調理機器1と一体型とされており、図示のごとく、燃焼加熱式調理機器1自体に一体的に組み込まれた誘導気流発生装置422を備えてなる。
この誘導気流発生装置422は、中空の直方体形状とされた装置本体26が燃焼加熱式調理機器1のコンロ口1f、1f、1fの後側に、吹出し開口20を有する吹出しノズル28を備えるとともに、装置本体26の水平部分26b自体が上記コンロ口1f、1f、1fの本体部を構成する。そして、この水平部26bの前面部に、誘導気流発生源である吹出しファン27,27が水平前向きに設けられてなり、その空気源が室内空気とされている。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
実施形態8
本実施形態は第15図に示されており、実施形態5における吹出し誘導気流発生部3の構成が改変されたものである。
すなわち、本実施形態の誘導気流発生部3も燃焼加熱式調理機器1と一体型とされており、図示のごとく、燃焼加熱式調理機器1の背面部位に一体的に組み込まれた誘導気流発生装置522を備えてなる。
この誘導気流発生装置522は、燃焼加熱式調理機器1のコンロ口1f、1f、1fの後側において、中空の略四角錐台形状とされた装置本体26が吹出し開口20を有する吹出しノズル28を備えるとともに、この装置本体26の前面部に、誘導気流発生源である吹出しファン27,27が水平前向きに設けられてなり、その空気源が室内空気とされている。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
実施形態9
本実施形態は第16図〜第18図に示されており、局所換気装置PVが喫煙室の主要構成である分煙装置として適用されたものである。
対象となる喫煙室Rは、第16図の平面図に示すように、矩形状の隔壁の二つの壁Ra、Rbがコンクリート壁とされるとともに、残りの二つの壁Rc、Rdがガラス製の間仕切壁とされてなり、間仕切壁Rcには、人が出入りするための開口70が開設されている。また、喫煙室R内には、間仕切壁Rdに近接して喫煙テーブル71が配置されるとともに、残りの室内スペースが喫煙コーナとされてなる。喫煙テーブル71上には、複数(図示の実施形態においては3つ)の灰皿72、72、72が取外し交換可能に備えられている。
本実施形態の局所換気装置PVにおいては、排気装置Eが喫煙室R内に設けられるとともに、給気装置Sが喫煙室Rの間仕切壁Rcの外側に設けられている。なお、給気装置Sは喫煙室Rの間仕切壁Rcの内側に設けられてもよい。
排気装置Eの吸込み排気流発生部2は、汚染空気の原因となる汚染物質(ニコチン・タール)を含むタバコ煙の最も集中する喫煙テーブル71の上方位置つまり喫煙テーブル71の上方の天井45部分に、間仕切壁Rdに近接して設けられている。
吸込み排気流発生部2は、前述した実施形態のものと同様な基本構成を備え、排気ダクト10の先端10aが室外へ開口されるとともに、その基端10bが排気ボックス11に連通され、この排気ボックス11の底面11aに、吸込み開口5が室内に臨んで開設されている。上記排気ダクト10の先端10aには、排気流発生源である排気ファン12が設けられている。
図示の実施形態の排気ボックス11は、ほぼ立方体形状とされるとともに、その正方形状の底面11aのほぼ全体が吸込み開口5とされている。排気ボックス11の内部には、排気中の油分を分離除去する集塵装置113が設けられている。
また、吸込み開口5の室内側外周部には、四角錐台形状の排気フード15が設けられている。この排気フード15は、図16に示すように、喫煙テーブル71の上面とその外周部分を残してほぼ重なるように配置形成されるとともに、その内周壁(図示省略)が吸込み開口5へ向けて登り勾配の四角錐台形状傾斜壁に形成されている。
吹出し誘導気流発生部3は、喫煙テーブル71の上面の中央部つまり灰皿72、72、72が配された外周部の内側近傍位置に起立状に設けられている。この吹出し誘導気流発生部3の誘導気流発生装置622は、第17図および第18図に示すように、縦長筒体形状とされた装置本体26の上部が、吹出し開口20を有する吹出しノズル28とされるとともに、装置本体26の下部に、誘導気流発生源である吹出しファン(図示省略)が設けられてなり、その空気源が室内空気とされている。吹出しノズル28は、その軸線が上記排気ボックス11の吸込み開口5の内部に向けて延びるように構成されている。
そして、以上のような構成の排気装置Eにおいては、吸込み排気流発生部2の排気ファン12の駆動により、上記吸込み開口5内へ続く上向きの吸込み排気流6が生じるとともに、吹出し誘導気流発生部3の吹出しファンの駆動により、誘導気流発生装置622における吹出しノズル22の吹出し開口20から上記吸込み開口5へ直線状に延びる上向きの吹出し誘導気流21が生じる。
これにより、これら両気流6、21による上向き一様気流が喫煙テーブル71の上面中央を上昇通過するように形成されるとともに、吹出し誘導気流発生部3による吹出し誘導気流21の誘引作用により、喫煙テーブル71を中心として喫煙室Rの室内スペースに発生するたばこ煙を含む汚染空気が上記吸込み排気流6へ強制的に捕集配達される。
また、給気装置Sは、前述の実施形態1〜8の場合と異なり、排気装置Eと別個独立して、喫煙室Rの間仕切壁Rcの外側に設けられている。
給気装置Sは、給気ダクト40の基端40aが隣接室の空気または外気へ開口されるとともに、この基端40aに給気流発生源である給気ファン42が設けられている。また、給気ダクト40の先端40bは給気ボックス41に連通され、この給気ボックス41に、給気開口35が喫煙室Rの開口70外側に臨んで開設されている。給気装置Sの給気源として隣接室の空調された空気を使用すると、喫煙室R内をある程度空調することができ、喫煙室R単独の空調機を設置しなくて済むばかりでなく、喫煙室R内の気流を乱さなくて済むという利点がある。
上記給気ボックス41は、直方体形状の箱型容器の形態とされるとともに、この給気ボックス41における給気開口35の開口幅つまりエアーカーテン吹出し幅W1は、上記喫煙室Rの開口70の開口幅W2よりも大きく設定されている。
この給気開口35は、第16図に示すように、平面に見て、喫煙室Rの間仕切壁Rcに近接するとともに、この間仕切壁Rcに平行して開設されており、給気開口35からの吹出し給気流30のエアーカーテン作用により、喫煙室Rの室外への汚染気流の溢れが有効に防止される構成とされている。
すなわち、以上のような構成の給気装置Sにおいては、給気ファン42の駆動により、天井45のレベルにある給気開口35から下向きの吹出し給気流30がエアーカーテン状に生じるとともに、この吹出し給気流30は、喫煙室Rの室内が排気装置Eの作用で負圧の状態にあることから、この負圧により喫煙室R内へ流れ込む。そして、この吹出し給気流30のエアーカーテン作用により、上記排気装置Eの吸込み開口5の排気領域外つまり喫煙室Rの室外へ溢れ出ようとする汚染気流が再び喫煙室R内へ押し戻され、さらには上記吸込み開口5内へ強制的に押し戻される。
しかして、以上のような局所換気装置PVを備えた喫煙室Rにおいては、排気装置Eに排出される排気の大部分が給気装置Sによるエアカーテンからの給気で賄われて、排気の隣接室の空調に及ぼす影響が最小限に抑えられる。
2003年に施行された「受動喫煙防止法」の技術基準では、開口位置で風速0.2m/secの室内向けの風量を確保するものとされているが、本実施形態の局所換気装置PVを適用した換気方式によれば、喫煙室R内において吸込み開口5へ向かう空気の流れを強制的に作り出して、少ない風量で汚染物質(ニコチン・タール)の室外への流れ出しを防止し得る。
また、上記「受動喫煙防止法」の施行にあたり、既設の喫煙室等で換気量を増加したり、空調機の増設工事が物理的にまたは予算的に困難となるような場合でも、既設のダクトと空調設備を利用して道連れ工事を少なくできる。
実施形態10
本実施形態は第19図〜第21図に示されており、実施形態1の局所換気装置PVにおける排気装置Eの構成が若干改変されたものである。
本実施形態の排気装置Eにおいては、3つの誘導気流発生装置22a,22b,22cの吹出しノズル28、28、28に、ガイド板100がそれぞれ設けられて、コアンダ効果(Coanda effect)を利用した構造を備える。
すなわち、これらガイド板100、100、100は、第19図〜第21図に示されるように、各吹出しノズル28の吹出し開口20から吸込み排気流発生部2の各吸込み開口5a、5bおよび5cの内部に向けてそれぞれ延びて設けられ、吹出し開口20から吹き出される吹出し誘導気流21を、上記吸込み開口5aの内部へ確実かつ安定して誘導する構造とされている。
具体的には、第1の誘導気流発生装置22aのガイド板100は、第21図に示すように、吹出しノズル28の吹出し開口20から第1の吸込み開口5aに向けて傾斜起立状に延びて、その上端縁100aが排気フード15の下端縁より若干下側に位置している。そして、吹出し開口20からの吹出し誘導気流21は、コアンダ効果により、ガイド板100の片側面に引き寄せられて、この片側面に沿って上方へ傾斜状に吹き出し、上記吸込み開口5aの内部へ誘導されることとなる。
一方、第2および第3の誘導気流発生装置22b、22cのガイド板100、100は、第20図に示すように、吹出しノズル28、28の吹出し開口20、20の中央部分からそれぞれ第2および第3の吸込み開口5b、5cのほぼ中央部に向けて直立起立状に延びて、その上端縁100aが排気フード15の下端縁より若干下側に位置している。そして、吹出し開口20からの吹出し誘導気流21は、コアンダ効果により、ガイド板100の両側面に引き寄せられて、この両側面に沿って上方へ傾斜状に吹き出し、上記吸込み開口5b、5cの内部へ誘導されることとなる。
しかして、以上のように構成された排気装置Eにおいては、吸込み排気流発生部2の排気ファン12、12の駆動により、上記吸込み開口5(5a〜5c)内へ続く上向きの吸込み排気流6、6、6が生じるとともに、吹出し誘導気流発生部3の吹出しファン27、27、…の駆動により、各誘導気流発生装置22a,22b,22cにおける吹出しノズル22の吹出し開口20から上記吸込み開口5(5a〜5c)へ直線状に延びる上向きの吹出し誘導気流21、21、21が生じる。
この場合、各吹出し開口20からの吹出し誘導気流21は、上記ガイド板100のコアンダ効果により、ガイド板100に引き寄せられて安定してかつ加速(ガイド板100がない場合のほぼ2倍の速度)されて、上記第1、第2および第3の吸込み開口5a、5b,5cの内部へそれぞれ確実に誘導される。換言すれば、本実施形態の排気装置Eにあっては、吹出し誘導気流21について、風量が実施形態1と同じで、速度アップと気流の安定化が確保されることになる。
なお、ガイド板100の上方への延設長さは、設置箇所等の目的に応じてコアンダ効果が有効に発揮されるように適宜設定される。例えば、図示の実施形態においては、ガイド板100の上端縁100aが排気フード15の下端縁より若干下側まで延びて設けられているが、さらに排気フード15の内部の吸込み開口5(5a〜5c)まで延びる構造としても良い。
また、各吹出し開口20と第1、第2および第3の吸込み開口5a、5b,5cとが直線上になく偏位している場合にも、ガイド板100が屈曲されて、各吹出し開口20、20、20から第1、第2および第3の吸込み開口5a、5b,5cに至るガイド面が形成されることにより、コアンダ効果により、これら上下両開口20,5(5a、5b,5c)を曲線で結ぶ吹出し誘導気流21の軸が形成され得る。
その他の構成および作用は実施形態1と同様である。
なお、上述した実施形態1〜10はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で種々の設計変更が可能である。
また、上記排気により局所的に換気を完結させることで、換気量と空調容量を減らすことが可能となり、換気・空調機器の能力を低く抑えて、換気・空調設備のイニシャルコストおよびランニングコストの縮減を図ることができ、併せて電気エネルギの使用量の減少による地球温暖化ガスの発生量の低減化も図ることができる。
さらに、換気量と空調容量が可及的に減少する結果、既設の電源容量と空調能力に余裕ができるとともに、既設のダクト等の既存換気設備をそのまま有効利用することも可能となる。
また、吸込み排気流発生手段の排気ダクトの先端が室外へ開口されるとともに、その基端が箱型容器の形態とされた排気ボックスに連通され、この排気ボックスに、上記吸込み排気流の吸込み開口が室内に臨んで開設されていることにより、上記吸込み開口の配設位置を上記排気ボックスの排気面側範囲内で自由に設定することが可能となり、汚染物質の発生源例えば厨房機器のレイアウトに自由度が増すとともに、既設のダクト等の有効利用を促進する。
換言すれば、近年の既設建物増改築ではOA機器や電気機器等の発熱を伴なう機器の増設が顕著になって来ており、その場合に電源容量の不足や空調の能力不足を招いており、その結果、電気や空調等の道連れ工事を余儀なくされ工事費の増加につながっているところ、本発明によれば、上述のごとく、空調と換気容量を従来に比較して減らすことができるから、既設の電源容量と空調能力に余裕が出来るうえに、ダクト(風導)等は既設を利用してもまだ余裕が残りいわゆる道連れ工事を少なくすることができる。
Claims (31)
- 汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、前記汚染物質発生源の周囲近傍の汚染空気を排気する方法であって、
前記汚染物質発生源の上方位置から室外へ続く上向きの吸込み排気流を生じさせるとともに、前記汚染物質発生源の側方近傍位置から前記吸込み排気流に向かう上向きの吹出し誘導気流を生じさせて、この吹出し誘導気流の誘引作用により、前記汚染物質発生源の周囲近傍の汚染空気を巻き込んで前記吸込み排気流へ強制的に捕集配達するようにした
ことを特徴とする排気方法。 - 前記吹出し誘導気流を、前記吸込み排気流の吸込み開口内部に向けて吹き出すように設定する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の排気方法。 - 前記吹出し誘導気流の吹出し開口から前記吸込み排気流の吸込み開口内部に向けて延びるガイド板を設けて、このガイド板のコアンダ効果により、前記吹出し誘導気流を安定させかつ加速して前記吸込み排気流の吸込み開口内部に誘導するように設定する
ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の排気方法。 - 前記吸込み開口を、平面に見て、前記汚染物質発生源のほぼ全体と重なるように配置形成する
ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の排気方法。 - 前記吸込み排気流と吹出し誘導気流により、前記汚染物質発生源の周囲近傍位置を通過する上向き一様気流を形成するようにした
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の排気方法。 - 前記吹出し誘導気流の風量を前記吸込み排気流の風量よりも少なくなるように設定する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の排気方法。 - 前記吹出し誘導気流の風量を、この吹き出し誘導気流の誘引作用により前記吸い込み排気流の吸い込み開口に吸い込まれずに天井下面に滞留することとなった汚染空気が空調その他の原因で室内に発生する気流に影響され室内に拡散する前に速やかに前記吸込み開口内に引き込まれるように設定する
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の排気方法。 - 前記吹出し誘導気流を室内空気で賄うことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の排気方法。
- 前記吹出し誘導気流を室外空気で賄うことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の排気方法。
- 汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内を局所的に換気する方法であって、
前記汚染物質発生源に対して、請求の範囲第1項から第9項のいずれか一つに記載の排気方法を適用するとともに、適所から所定量の給気を供給することにより、室内と局所の換気のバランスを同時に成立させるようにした
ことを特徴とする局所換気方法。 - 汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内を局所的に換気する方法であって、
前記汚染物質発生源に対して、請求の範囲第1項から第9項のいずれか一つに記載の排気方法を適用するとともに、前記吸込み排気流の吸込み開口の周囲部位から下向きの吹出し給気流を生じさせて、この吹出し給気流のエアーカーテン作用により、前記吸込み開口の排気領域外へ溢れ出ようとする汚染気流を再び吸込み開口内へ強制的に押し戻すようにした
ことを特徴とする局所換気方法。 - 前記吸込み排気流の風量を、前記吹出し誘導気流の風量と、この吹出し誘導気流により誘引される前記汚染物質発生源周囲の汚染空気量と、給気量とを加えた値に対応して設定することにより、室内と局所の換気のバランスを同時に成立させるようにした
ことを特徴とする請求の範囲第10項または第11項に記載の局所換気方法。 - 汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、前記汚染物質発生源の周囲近傍の汚染空気を排気する装置であって、
前記汚染物質発生源の上方位置に吸込み開口が設けられて、室外へ続く上向きの吸込み排気流を生じさせる吸込み排気流発生手段と、
前記汚染物質発生源の側方近傍位置に吹出し開口が設けられて、上向きの吹出し誘導気流を生じさせる吹出し誘導気流発生手段とを備え、
前記吹出し誘導気流発生手段は、前記吹出し開口からの吹出し誘導気流が前記吸込み開口内部に向けて吹き出すように設定されてなり、
前記吹出し誘導気流発生手段による吹出し誘導気流の誘引作用により、前記汚染物質発生源の周囲近傍の汚染空気が巻き込まれて前記吸込み排気流へ強制的に捕集配達されるように構成されている
ことを特徴とする排気装置。 - 前記吹出し誘導気流発生手段の吹出し開口から前記吸込み排気流発生手段の吸込み開口内部に向けて延びるガイド板が設けられ、
このガイド板のコアンダ効果により、前記吹出し誘導気流発生手段から吹き出される前記吹出し誘導気流が安定してかつ加速されて前記吸込み排気流発生手段の吸込み開口内部に誘導されるように構成されている
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記吸込み排気流発生手段による吸込み排気流と、前記吹出し誘導気流発生手段による吹出し誘導気流とにより、前記汚染物質発生源の周囲近傍位置を通過する上向き一様気流が形成される
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記吸込み排気流発生手段の排気ダクトは、その先端が室外へ開口されるとともに、その基端が箱型容器の形態とされた排気ボックスに連通され、
この排気ボックスに、前記吸込み開口が室内に臨んで開設されている
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記吸込み開口は、平面に見て、前記汚染物質発生源のほぼ全体と重なるように配置形成する
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記排気ボックスの内部に、排気中の油分を分離除去するグリス除去手段が設けられている
ことを特徴とする請求の範囲第16項に記載の排気装置。 - 前記吸込み開口の外周部に、前記吹出し誘導気流発生手段からの吹出し誘導気流とこの吹出し誘導気流に誘引される前記汚染空気の巻込み流の拡散を防止する排気フードが設けられている
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記排気フードの内周壁は、前記吸込み開口へ向けて登り勾配の傾斜壁とされている
ことを特徴とする請求の範囲第19項に記載の排気装置。 - 前記吹出し誘導気流発生手段の吹出し風量は、前記吸込み排気流発生手段の吸込み風量よりも少なくなるように設定されている
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記吹出し誘導気流の風量は、この吹き出し誘導気流の誘引作用により前記吸い込み排気流の吸い込み開口に吸い込まれずに天井下面に滞留することとなった汚染空気が空調その他の原因で室内に発生する気流に影響され室内に拡散する前に速やかに前記吸込み開口内に引き込まれるように設定されている
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記吹出し誘導気流発生手段の空気源が室内空気である
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 前記吹出し誘導気流発生手段の空気源が室外空気である
ことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の排気装置。 - 汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、前記汚染物質発生源の周囲を局所的に換気する装置であって、
前記汚染物質発生源に対して、請求の範囲第13項から第24項のいずれか一つに記載の排気装置が設けられるとともに、適所から所定量の給気が供給されることにより、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されている
ことを特徴とする局所換気装置。 - 汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、前記汚染物質発生源の周囲を局所的に換気する装置であって、
前記汚染物質発生源に対して、請求の範囲第13項から第24項のいずれか一つに記載の排気装置が設けられるとともに、前記排気流発生手段の吸込み開口の周囲部位から下向きの吹出し給気流を生じさせる給気手段を備え、
この給気手段の吹出し給気流のエアーカーテン作用により、前記吸込み開口の排気領域外へ溢れ出ようとする汚染気流が再び吸込み開口内へ強制的に押し戻されるように構成されている
ことを特徴とする局所換気装置。 - 前記給気手段の給気開口は、前記吸込み開口の外周部に設けられた排気フードの外周部に一体的に設けられている
ことを特徴とする請求の範囲第26項に記載の局所換気装置。 - 前記給気手段の給気開口は、前記排気フードが取り付けられる天井レベルとなる位置に設けられている
ことを特徴とする請求の範囲第27項に記載の局所換気装置。 - 前記吸込み排気流発生手段の吸込み風量は、前記吹出し誘導気流発生手段の吹出し風量と、前記給気手段の吹出し風量と、前記吹出し誘導気流発生手段の吹出し誘導気流により誘引される前記汚染物質発生源周囲の汚染空気量とを加えた値に対応して設定され、これにより、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されている
ことを特徴とする請求の範囲第25項から第28項のいずれか一つに記載の局所換気装置。 - 汚染空気の原因となる汚染物質発生源が存在する室内において、前記汚染物質発生源に対して、請求の範囲第25項から第27項のいずれか一つに記載の局所換気装置が設けられて、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されていることを特徴とする換気システム。
- 室内に換気量を補うための補足換気手段を備え、
この補足換気手段は、所要の換気量が不足する場合に駆動されて、室内と局所のバランスが同時に成立するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第29項に記載の換気システム。
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