JP2005288241A

JP2005288241A - ドラフトチャンバー

Info

Publication number: JP2005288241A
Application number: JP2004104442A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Yoshimatsu; 圭介吉松; Ulrich Gaertner; ゲルトナーユーリッヒ; Juergen Liebsch; リーブシェユルゲン
Original assignee: Itoki Corp
Current assignee: Itoki Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP4367922B2

Abstract

【課題】開口部近傍での有害空気の滞留を効果的に抑止できるドラフトチャンバーを提供する。
【手段】作業台４は天板２０との前端に設けたフロントガイド体２１とで構成れており、フロントガイド体２１の上方にはエアロフォイル２４が配置されている。エアロフォイル２４は中空状に形成されており、後向きに開口した多数のフロント噴気穴３１が長手方向に沿って適宜間隔で形成されている。エアロフォイル２４にはファンからホース２９を介して送気される。エアロフォイル２４からの噴気流に引かれた状態でエアロフォイル２４の上下から空気が流入するため、噴気流の直進性が向上する。
【選択図】図７

Description

本願発明は、ドラフトチャンバー（ヒュームフード，クリーンベンチ）に関するものである。

ドラフトチャンバーは、前面に開口部を形成して内部を作業空間と成している本体と、前記作業空間の空気を吸引除去する排気手段とを備えており、排気手段で本体の内部の空気を常に排気することにより、本体内に発生した有毒ガス類が室内に漏洩することを防止している。

しかし、排気手段で本体内の空気を吸引するだけの構成では、例えば作業者が開口部の前に立ったり本体の前に装置類を置いたりし開口部が部分的に塞がれると、その塞がれた部分で吸気流が遮断されて空気のよどみや渦流、乱流が発生し、場合によっては有毒ガス類が室内に漏洩する虞がある。そこで、特許文献１及び２には、作業台の前端部から本体の奥部に向けて空気を噴出させることにより、有毒ガス類を本体の奥部に吹き飛ばすことが記載されている。
特開平２−２７３５５１号公報国際公開ＷＯ０３／０２４６３１Ａ１公報

ところで、ドラフトチャンバーにおいて本体内部での空気の流れと本体内部への室内空気の流入とは密接に関連しており、本体内部（作業空間）の有害空気をスムースに排出するためには、本体内部への室内空気の流入をスムース化すると共に、流入した空気が有害空気の排除に貢献する流れとなるように風向を制御することが重要であると言える。

更に述べると、排気手段と特許文献１のような強制送風手段とを備えたプッシュ・プル方式のドラフトチャンバーでは、本体内部に室内空気が流入するメカニズムを分析すると、排気手段による吸引で本体内部が負圧になることによるプル作用による流入と、送風手段による噴気流によって空気が引っ張られること（これも一種の負圧作用である）による流入とがあるが、２つのメカニズムを有効利用することにより、空気が本体内にスムースに流入して有害空気を効率的に排除する流れとなるように工夫することが重要であると言える。

また、強制送風手段が常に必要であるとは限らず、作業内容によっては排気手段のみで足りる場合もある得るが、その場合も、排気手段の能力をフルに発揮できるようにしておくのが好ましい。

本願発明はこのような着想に基づいて成されたもので、強制送風手段を設けて本体内の有毒ガス類を本体奥部に吹き飛ばすという基本原理は特許文献１，２の考え方を踏襲しつつ、より改善されたドラフトチャンバーを提供することを課題とするものである。

本願発明者は、作業台の前端部に噴気口を設けた特許文献１，２の構成について実験を行う一方、例えば特許第３３２６３０６号公報に記載されているエアロフォイルに着目し、本願発明を完成させるに至った。

すなわち、請求項１の発明は、前面に開口部を形成して内部を作業空間と成している本体と、前記作業空間の空気を吸引除去する排気手段とを備えているドラフトチャンバーにおいて、前記本体の開口部の下端部に、作業台の前端部（すなわち開口部の下端縁）との間に隙間を空けた状態で間口方向に延びるバー部材を配置し、このバー部材に、空気を本体の奥部に向けて噴出させる噴気口を設けている。

請求項２の発明は、請求項１において、前記バー部材は、排気手段によって開口部から作業空間に吸引された空気が本体内で奥行き方向に向かうように風向をガイドするエアロフォイルであって、このエアロフォイルを中空状に形成して前記噴気口を開口している。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記本体のうち上下に延びる左右開口縁は中空の支柱で構成されており、この左右支柱に、空気を作業空間の奥部に向けて噴出させる噴気口を設けている。

ところで、前記両特許文献のように作業台の前端部に噴気口を設けた場合でも、噴気口から噴出する空気流に引かれて空気が本体の外部から内部に引かれるが、この場合は、噴気口の上方の空気しか引かれない。このため、噴気口から噴出する空気によって本体の外部から内部に引かれる空気の割合は少ないと推測できる。

これに対して本願発明では、噴気口を設けたバー部材と作業台前端部との間には隙間が空いているため、バー部材から噴出する空気流に引かれてバー部材の上下両側から空気が本体の内部に流入することになり、このため、噴気流を有効利用して本体内部に外部空気を効率良く流入させることができると共に、噴気流の直進性を向上できる。

このように、本願発明によると、外部空気を効率良く流入させ得ることと、噴気流の直進性を向上できることとが相俟って、開口部の近くでの渦流や乱流の発生を防止又は著しく抑制して、ドラフトチャンバーの性能をアップすることができる。

また、特許文献１，２の構成では、噴気流は作業台の上面に沿って奥部に向かうため、例えば作業台上に小さな実験器具類を置いていても噴気流が器具類に衝突して流れが変わり、場合によっては風向が逆向きになる虞が強くなるが、本願発明では噴気流は作業台の前端部よりも高い高さにあるため、作業台上に小さな物を置いてもその影響を受けることを防止又は抑制できる利点もある。

更に、請求項２のように構成すると、元々流入空気に方向性を付与する機能を備えているエアロフォイルを噴気手段となすものであるため、本体内に吸引される空気の流れがよりスムースになると共に、風向に方向性を付与する機能がより一層高くなって特に好適である。

また、作業内容によっては噴気流を本体内に噴出させる必要がない場合もあるが、その場合も、請求項２においてはエアロフォイルの存在により、排気手段のプル作用によって本体内に流入する空気の流れが本体の奥部に向かうように制御されるため、排気手段の能力をフルに発揮させることができる。

請求項３のように構成すると、本体の左右内側部に滞留した有害空気を強制的に掃気できるため、ドラフトチャンバーの能力を一層向上することができる。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).第１実施形態（図１〜図８）
図１〜図８では第１実施形態を示している。まず、図１〜図３を参照して概略を説明する。図１はドラフトチャンバーの全体の斜視図、図２は正面図、図３は図２の III-III視断面図である。

ドラフトチャンバーは、前面を開口して内部を作業空間Ｓと成した本体１を備えている。本体１は左右の側板部２と背板３とを備えている。作業空間の下端は作業台４で画定され、作業空間Ｓの上端は天井板５及び透光板６で画定されている。側板部２の前端は支柱（フロントフレーム）７で構成されている。

天井板５には排気手段の一例として排気筒８が接続されており、排気筒８に排気管９が接続される。敢えて述べるまでもないが、排気管９は真空ポンプや吸引ファン等の吸引源に接続されている。

本体１の前面の開口部のうち上部はガラス窓１０で塞がれており、ガラス窓１０の下方には扉１１を昇降自在に配置している。扉１１は正面視四角形の枠体１２に複数枚のガラス板（透明板）１３を左右引き違い式に装着した構造になっており、ガラス窓１０の手前側まで上昇させることができる。なお、複数の扉を昇降自在に取付けることも可能である。

ガラス窓１０は四角形の枠体に透明板を取付けた構造になっており、通常は左右側板部２に固定されている。ガラス窓１０の上方には開閉自在な点検パネル１４を配置している。ガラス窓１０と扉１１と点検パネル１４とは側板部２の左右支柱７に取付けられている。

作業空間Ｓの奥部には背板３と平行に延びるバックパネル１６を配置しており、バックパネル１６と背板３との間に通気空間１７が空いている。また、作業空間Ｓの上部でかつ後部には、側面視で前傾状の傾斜ガイド板１８を配置している。詳細は省略するが、バックパネル１６は複数に分断されており、隣合ったバックパネル１６の間から通気空間１７に引き込まれる。透光板６の上方には灯具１９を配置している。

図３に示すように、作業台４はその大部分を占める天板２０を備えており、天板２０の前端部にフロントガイド体２１を配置している。また、天板２０の前部は中空角形のステー２２で支持されており、フロントガイド体２１の下面にはチャンネル状のフロントダクト（縁部材）２３が配置されている。なお、本実施形態の作業台４はフラットな天板方式になっているが、流し台方式や簀の子状方式の作業台とすることも可能である。

図３では扉１１を下限まで下降させた状態を示しており、この状態で扉１１と天板２０との間にある程度の間隔が空いている。更に、下降下限の扉１１とフロントガイド体２１との間にバー部材としてのエアロフォイル２４が配置されている。エアロフォイル２４は側板部２の左右支柱７に連結（接続）されている。

そして、エアロフォイル２４を中空状に形成する一方、本体１のうち天板２０の下方の空間等の適当な部位に送風ファン２５を配置し、このファン２５から空気をエアロフォイル２４及びフロントガイド体２１に送って、空気を作業空間Ｓに噴出させている。いか、図４以下の図面も参照して説明する。

図４は図２のIV−IV視断面図、図５は主要部材の関係を示す概略斜視図、図６は送気系統を示す斜視図、図７は図４の VII-VII視断面図、図８は扉１１と支柱７との関係を示す断面図である。

図４に示すように、側板部２の支柱７は軽金属の押し出し加工で中空状に形成されており、相対向する面には前後２条の溝２６があり、手前側の溝２６に沿って扉１１が昇降するようになっている。また、支柱７の前端部は作業空間Ｓに向けて緩く湾曲する湾曲面になっている（空気の流入をスムース化して渦流や乱流を防止するためである）。

更に、支柱７のうち手前側の溝２６よりも更に手前側の部位には内側に突出した段部７ａになっており、この段部７ａに上下適宜間隔でサイド噴気穴２７を形成している。サイド噴気穴２７の群は、扉１１を上昇させ切った状態で開口する範囲に形成している。支柱７は空気が外部に漏れないようにプラグ２８で塞がれている（図５参照）。

図５や図７に示すように、ファン２５の送風口にはホース２９が接続されており、ホース２９は、ステー２２及びフロントダクト２３を貫通した継手３０を介して支柱７に接続されている。

図７に示すように、エアロフォイル２４は前端部が厚くて後端に行くに従って薄く窄まるような略涙滴状の中空に形成されており、かつ、側面視で前傾状に傾斜した姿勢になっている。また、空気抵抗を極力小さくするため、全体として丸みを帯びている。

エアロフォイル２４の左右両端は支柱７の内部に連通しており、かつ、図４及び図１に示すように、エアロフォイル２４には後向きに開口したフロント噴気穴３１が左右適宜間隔で多数形成されている。エアロフォイル２４はシール材又は継手を介して支柱７に連結されている。

図７に示すように、フロントガイド体２１は中空状でかつその上面は前端から後方に向けて緩やかに高くなるように緩い曲率で湾曲している。これは空気をスムースに流入させるためである。フロントガイド体２１の後端は庇状になっており、天板２０の前端との間には若干の隙間が空いている。もちろん、図７に一点鎖線で示すように隙間を無くすこともできる。

なお、フロントガイド体２１に後ろ向き開口のフロント噴気穴を設けることも可能であ、この場合は、ファン２５からの空気をフロントダクト２３の内部に取り込み、フロントガイド体２１に、フロントダクト２３に連通する通気穴を空けたらよい（従って、フロントガイド体２１とフロントダクト２３との接合面は空気の漏洩がないようにシールする必要がある）。

扉１１の枠体１２を構成する水平状の下部枠１２ａは中空状であり、かつ、下端に行くに従って後方に行くように緩い曲率で湾曲している。また、扉１１の下端には中空状の把手３２を設けているが、この把手３２は、上部が厚くて下端に行くに従って窄まるように略涙滴形であり、かつ、側面視で前傾状の姿勢になっている。

図８（Ａ）に示すように、扉１１は支柱７に形成した手前側の溝２６に嵌まるガイドローラ３３を備えている。また、扉１１の枠体１２は支柱７の段部７ａに近接しており、このため、サイド噴気穴２７の群は扉１１の枠体１３箇所では枠体１２で塞がれており、開口した部分において噴気流がサイド噴気穴２７から作業空間に向けて噴出する（扉１１の昇降を損なわない状態でサイド噴気穴２７をきっちり塞ぐスライドシール材を設けても良い）。図８（Ｂ）に示すように、扉１１よりも内側の部分にサイド噴気穴２７を設けることも可能である。

以上の構成において、ファン２５で圧送された空気はホース２９を介して支柱７に導入され、支柱７のサイド噴気穴２７とエアロフォイル２４のフロント噴気穴３１とから作業空間Ｓに噴出する。両噴気穴２７，３１から噴出した空気は略水平方向に向かうように設定されている。

そして、エアロフォイル２４からの噴気流に引かれた状態でエアロフォイル２４の上下両側から空気が室内から作業空間に流入することになり、このため、噴気流の直進性を確保できて、開口部近傍での有害空気の滞留を効果的に抑制できるのである。また、ファン２５を駆動する必要がない場合は、エアロフォイル２４により、排気ダクト２３からの吸引によるプル作用をフルに発揮させることができる。

なお、本実施形態のように扉１１の下枠１２ａや把手３２を中空に形成している場合、下枠１２ａ又は把手３２若しくは両方に噴気穴を設けることも可能である（この場合は、下枠１２ａ又は把手３２にフレキシブルホースで送気する必要がある）。扉１１の下枠１２ａ又は把手３２に噴気穴を設けることと、エアロフォイル２４又はフロントガイド体（又はその類似物）２７に噴気穴を設けることを併用することも可能である。

扉１１の開度が大きくなると流入空気の流速が低下して有害空気が開口部近傍で滞留しやすくなるため、扉１１の下枠１２ａや把手３２に噴気口を設けることは有益であるといえる。

(2).他の実施形態（図９〜図10）
ところで、ファン２５からエアロフォイル２４に空気を圧送する場合、管路（ホース）の長さが長くなるほど空気の流れ抵抗は大きくなり、エネルギーのロスが大きくなる。従って、ファンのような送気手段はエアロフォイル２４にできるだけ近付けるのが好ましい。

そこで、図９に示す第２実施形態では、ステー部材２２の内部にクロスフローファンのような小型のファン２５を配置しており、また、図１０に示す第３実施形態では、ステー部材２２の内部にターボファンのようなファン２５を配置している。このため、送気ロスを無くして効率良く噴気することができる。

なお、このようなファンの配置態様は、作業台の前端部から噴気を噴出させるタイプにも適用できる。

(3).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば空気を噴出する送気源としては圧縮空気も使用できる。更に、本願発明のようにエアロフォイル等のバー部材から噴気することに加えて、作業台の前端部から噴気することも可能である。

ドラフトチャンバーの全体の斜視図である。ドラフトチャンバーの正面図である。図２の III-III視断面図である。図２のIV−IV視断面図である。主要部材の関係を示す概略斜視図である。送気系統を示す斜視図である。図４の VII-VII視断面図である。扉と支柱との関係を示す断面図である。第２実施形態を示す図である。第３実施形態を示す図である。

符号の説明

１本体
Ｓ作業空間
２側板部
４作業台
７支柱
８排気筒
１１扉
２０天板
２１フロントガイド体
２２ステー部材
２３フロントダクト
２４エアロフォイル
２５ファン
２７サイド噴気穴
３１フロント噴気穴

Claims

前面に開口部を形成して内部を作業空間と成している本体と、前記作業空間の空気を吸引除去する排気手段とを備えており、
前記本体の開口部の下端部に、作業台の前端部との間に隙間を空けた状態で間口方向に延びるバー部材を配置し、このバー部材に、空気を本体の奥部に向けて噴出させる噴気口を設けている、
ドラフトチャンバー。
前記バー部材は、排気手段によって開口部から作業空間に吸引された空気が本体内で奥行き方向に向かうように風向をガイドするエアロフォイルであって、このエアロフォイルを中空状に形成して前記噴気口を開口している、
請求項１に記載したドラフトチャンバー。
前記本体のうち上下に延びる左右開口縁は中空の支柱で構成されており、この左右支柱に、空気を作業空間の奥部に向けて噴出させる噴気口を設けている、
請求項１又は請求項２に記載したドラフトチャンバー。