JP4123463B2 - 一様流吹き出し装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接、ハンダ付け、研磨などの粉じん発生作業場、塗装、洗浄などの有機溶剤使用作業場、グルタラールを使用する内視鏡洗浄機などに設置する換気装置の吹き出し気流を発生させる一様流吹き出し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
気流吹き出し装置及び排気装置を併用したいわゆるプッシュプル型換気装置においては、流れに対して垂直な断面で、流れの速度の大きさがその断面中で一定である一様流を吹き出す吹き出し装置を用いることが、有害物質を拡散させることがなく、換気効率が向上するので望ましい。
書籍名「工場換気」１９８２年出版（社団法人 空気調和・衛生工学会発行 林 太郎著）の第１２頁第４行乃至第５行には、「速度分布の一様性の精度を高めて±２０％以内程度に抑えると、一様流が得られ、その断面も連続したものとなる」ことが記載されている。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に、箱体の一面を空気流入面とし、空気流入面と交差する面を空気吹き出し面とし、空気吹き出し面にパンチングメタル板、ハニカム板等の整流板を配置し、箱体の内部に空気流入面と平行な複数の分配板を、互いに間隔を開けて、且つ、空気流入面から視て一部が重なるように設置し、箱体内に流入した空気を分配板で均等に分配すると共に、整流板で整流して吹き出すようにした分配板方式の一様流吹き出し装置を、特開２０００−３２０８８３号として提案した。
【０００４】
ところで、近年では、作業現場においてスペースをとらず、簡便に設置できるように、装置全体の薄型化が求められている。
しかし、上記従来のもののような分配板方式の一様流吹き出し装置では、気流分配部の厚みを薄くすると箱体内部の風速が速くなって、図７に示すように、分配板背後において気流が渦巻き状に大きく乱れ、この結果、気流の分配にも悪影響が生じ、吹き出し流の風速分布のばらつきが大きくなり易い。
特に、空気流入面に近い位置では箱体内の風速が速いので、最も上流側の分配板ａの背後において気流の乱れが大きく、この気流の乱れが風速分布のばらつきに最も大きな影響を与える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、分配板背後での気流の乱れを減少させて、一様流を吹き出すことができる一様流吹き出し装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一様流吹き出し装置は、中空の箱体の前面に空気吹き出し面を形成し、該前面と交差する一側面に空気流入口を形成し、箱体の内部に、一側面及びこれに対向する他側面と平行な複数の分配板を、一側面、各分配板及び他側面の間に互いに間隔を開けて配置し、最も下流側の分配板を空気吹き出し面と対向する後面に当接し、最も上流側の分配板を空気吹き出し面寄りに僅かに隙間を開け、且つ、前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、前記最も上流側の分配板に対して下流側の分配板を前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、且つ、一側面から視た場合に、前記空気吹き出し面に向く側縁が前記最も上流側の分配板に重なるように配置し、前記空気流入口から他側面に亘って流路を形成してある。最も上流側の分配板に、該分配板の背後から前記空気吹き出し面へ流れる気流の乱れを減少させるための多数の透孔を形成したことを特徴とする。
【０００７】
空気流入口から箱体内に流入した空気は、他側面に向かって流れる途中で、最も上流側の分配板から順に分配板に当たり、その都度、気流の一部が空気吹き出し面側に誘導される。最も上流側の分配板の背後には、透孔を通して若干の気流が供給され、気流の乱れを減少させる。
また、下流側の分配板に当たって跳ね返った気流は、その上流側に位置する分配板を通過した気流と一緒になり、断面を遮断するよう配置された分配板に遮られて空気流入口側に逆流することなく、空気吹き出し面に向かって分散される。この結果、空気吹き出し面から吹き出す空気の風速及び風向は均一に整流される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１に示すように、一様流吹き出し装置１は、直方体形状をなす中空の箱体２を備え、箱体２の前面を開口して空気吹き出し面３を形成し、空気吹き出し面３と直交する一側面５に空気流入口５’を形成してある。また、箱体２の内部に、一側面５及びこれに対向する他側面４と平行な３枚の分配板１４，１５，１６を配置してある。
【０００９】
空気吹き出し面３には、パンチングメタルからなる第１の多孔板１０と、パンチングメタルからなる第２の多孔板１１と、ハニカム板１２とを互いに間隔を開けて平行に配置して成る整流部材１９が、ハニカム板１２を外側に向けて取り付けられ、ハニカム板１２の前面（空気吹き出し面３の外側）が空気吹出口１３となっている。
分配板１４，１５，１６はすべて長方形の板体より成り、箱体２の一側面５、各分配板１４，１５，１６及び箱体２の他側面４の間に互いに間隔があくよう配置される。
【００１０】
分配板１４、１５，１６の内、空気の流れ方向に対して最も下流側に位置する第１の分配板１４は無孔であり、箱体２の空気吹き出し面３と対向する後面８に当接すると共に、空気吹き出し面３との間に間隙が形成されるよう配置される。最も上流側に位置する第２の分配板１５は、多数の透孔を有する有孔板より成り、空気吹き出し面３寄りに僅かに隙間を開けて、且つ、箱体２の後面８から間隔を開けて配置される。第１の分配板１４と第２の分配板１５との間に配置された第３の分配板１６は無孔であり、箱体２の後面８から間隔を開けて配置し、且つ、一側面５から視たとき、その一側縁が第１の分配板１４と重なり、他側縁が第２の分配板１５と重なるよう配置される。従って、箱体２の内部には、空気流入口５’から他側面４に亘って流路が形成されている。
【００１１】
（実施例）
図２に示すように、箱体２の空気流入口５’にファン１７を直結し、箱体２の前面において、外周部を除いた部分を開口すると共に、この開口した部分の全面に亘って整流部材１９を、箱体２の内側に収納した状態で装着し、一様流吹き出し装置１全体を薄型化してある。そして、整流部材１９の内面が空気吹き出し面３となり、外面が空気吹出口１３となっている。
【００１２】
箱体２の寸法は、その前面を８００mm×８００mm、前面とこれに対向する後面８との距離を１１０mm、その内部に収納された整流部材１９の厚みを４５mmとする。また、箱体２の前面外周部を５０mm幅で閉塞し、その中央部に７００mm×７００mmの空気吹き出し面３を形成する。
第２の分配板１５は、直径１．５mmの透孔を２．０mm間隔で形成した開口率２２％の有孔板を用いる。
また、第１乃至第３の分配板１４，１５，１６を１７５mmの等間隔で、且つ、整流部材１９の他側面４及び一側面５寄り端縁から第１の分配板１４及び第３の分配板１６までの距離が１７５mmとなるように配置する。
なお、純粋に第２の分配板１５を有孔板としたことによる効果を確認するために、空気流入口５’側を除く空気吹出口１３の外周に沿って仕切り２０を設け（図３）、箱体２の外周部に形成した空気流通路へ空気が流入しないようにして、この空気流通路による気流分配効果を取り除いた。
【００１３】
ファン１７から空気流入口５’を通して箱体２の内部に空気を送り、空気吹出口１３を１００ｍｍの正方格子に分割した測定点での風速を測定する。
図３は、空気吹出口１３における風速の測定点を示す図である。測定点は、縦６×横６の計３６点あって、空気吹出口１３を２等分した位置を座標の原点とし、空気流入口５’から送られる空気の送り出し方向にＺ軸をとり、空気吹き出し面３の左から右に向かう方向にＸ軸をとってある。
実施例の一様流吹き出し装置１との比較のために、最も上流側の分配板を無孔板とした以外には実施例と同じ構造の気流吹き出し装置（比較例）を用い、同じ測定点において風速を測定した。
【００１４】
比較例の測定結果を図４に示す。図４は、横軸に測定点のＸ座標位置、縦軸に各測定点で測定された風速を測定された風速の平均値で除した乱れの割合（乱れ率）をとり、Ｚ軸ごとの折れ線グラフで示している。
図４から、比較例の空気吹出口における風速分布のばらつきは、Ｚ＝−１５cm軸上の測定点で−２７．５％と最大となっており、最も上流側の分配板の背後であるＺ＝−１５cm軸上の風速のみが、他の測定点での風速と比較して明らかに低くなっている。
【００１５】
これに対して、実施例の一様流吹き出し装置１では、図５に示す実験結果から明らかなように、最大のばらつきを示していたＺ＝−１５cm軸上の測定点では、最大でも−７％程度と、約２０ポイントもばらつきが減少した。
また、各測定点における風速分布のばらつきでも、最大で１８％程度にすぎず、平均風速とのばらつきは±２０％以内となって、必要とされる性能を充分満足するものとなった。
【００１６】
この試験結果から、最も上流側の分配板を無孔にすると、空気吹出口１３から吹き出す気流の風速分布が非常に大きくばらつくが、有孔板にすることによりばらつきが改善され、一様流が発生することがわかった。これは、図６に示すように、最も上流側に位置する第２の分配板１５の透孔からその背後に若干の気流が供給され、気流の乱れが減少するためと考えられる。
なお、第１及び第３の分配板を有孔板とすることも、分配板の枚数を２枚とすることも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の一様流吹き出し装置によれば、分配板の背後における気流の乱れが減少するので、吹き出される気流の速度分布のばらつきが±２０％以内に抑えられて、一様性の高い気流の発生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一様流吹き出し装置の断面図
【図２】実施例を示す一様流吹き出し装置の斜視図
【図３】実施例における測定点を説明する一様流吹き出し装置の前面図
【図４】比較例の風速分布を示すグラフ
【図５】実施例の風速分布を示すグラフ
【図６】本発明の一様流吹き出し装置内部における気流を説明する断面図
【図７】従来の気流吹き出し装置内部における気流を説明する断面図
【符号の説明】
１ 一様流吹き出し装置
２ 箱体
３ 空気吹き出し面
４ 他側面
５ 一側面
５’ 空気流入口
６、７ 周面
８ 後面
１０ 第１の多孔板
１１ 第２の多孔板
１２ ハニカム板
１３ 空気吹出口
１４ 第１の分配板
１５ 第２の分配板
１６ 第３の分配板
１７ ファン
１９ 整流部材
２０ 仕切り

Claims (1)

1. 中空の箱体の前面に空気吹き出し面を形成し、該前面と交差する一側面に空気流入口を形成し、前記箱体の内部に、前記一側面及びこれに対向する他側面と平行な複数の分配板を、前記一側面、各分配板及び他側面の間に互いに間隔を開けて配置し、最も下流側の分配板を前記空気吹き出し面と対向する後面に当接し、最も上流側の分配板を前記空気吹き出し面寄りに僅かに隙間を開け、且つ、前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、前記最も上流側の分配板に対して下流側の分配板を前記箱体の後面から間隔を開けて配置し、且つ、前記一側面から視た場合に、前記空気吹き出し面に向く側縁が前記最も上流側の分配板に重なるように配置し、前記空気流入口から他側面に亘って流路を形成した一様流吹き出し装置において、前記最も上流側の分配板に、該分配板の背後から前記空気吹き出し面へ流れる気流の乱れを減少させるための多数の透孔を形成したことを特徴とする一様流吹き出し装置。

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