JP4189318B2 - 排気装置 - Google Patents

Description

本発明は、片側が開口している作業室を設けたハウジングを備えている排気装置に関するものである。

この種の排気装置は一般に知られており、市場で入手することができる。有害物質を排出する可能性がある場合には、排出に関して特定の規格が義務づけられている。

このため、独国特許第１９７１２９７５Ａ１号明細書から、排気装置の噴出安全性をエアカーテンにより向上させることが知られている。エアカーテンは作業室の開口部に対し直角の方向へ、特に下側から上へ向けて吹出される。これにより外部からの乱れに対する噴出安全性を改善できるが、しかし、たとえば重いガスが作業室の底部に集まるのを阻止できず、或いは軽いガスが作業室の開口部上方へ集まるのを阻止できない。

従って本発明の課題は、ハウジング内の作業室の側壁および底部での有害物質の集積が回避されるように、冒頭で述べた種類の排気装置を構成することである。

上記課題は、本発明によれば、ハウジング側壁の内面およびハウジング底面に対し鋭角で新しい空気流をハウジング内部へ放出する装置が作業室の開口側に配置されていることによって解決される。

本発明による排気装置の特に好ましい発達と構成は、請求項２〜１４の主題である。

次に、本発明の特に好ましい実施形態例を図面を用いて詳細に説明する。

図１は、実施形態例の縦断面図である。
図２は、図１に図示した実施形態例の線Ａ−Ａによる横断面図である。
図３は、前記実施形態例の前縁異形部の側面図である。
図４は、前記実施形態例の側柱異形部の側面図である。
図５は、前記実施形態例の空気供給装置の詳細図である。
図６は、本発明による構成の作用を、有害物質の噴出の危険が少ないことに関し説明する図である。

図１に図示した排気装置は、底板すなわちテーブル板２を備えたハウジング１を含んで成っている。ハウジング１は、スライド窓９によって閉鎖可能な開口部を除いて排気装置の作業室３を全面で取り囲んでいる。整流壁４は排気装置の後壁を介して作業室３内に延在している。整流壁４とハウジング壁との間には開口部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び５ｅがあり、整流壁４の背後にあるチャンバは捕集路６を介して吸引される。捕集路６は排気システム７に接続している。

排気装置のハウジング１の側柱は流動技術を考慮して成形したアルミニウム支柱８として構成され、好ましくは、流動面が前方へ指向している飛行機の主翼状の異形部材として構成され、この場合スライド窓９は流動技術を考慮して適宜成形した流入異形部材１０を有している。テーブル板２の前縁も同様に流動技術を考慮して成形した流入異形部１１から成っており、流入異形部１１も、流動面が前方へ指向している飛行機の主翼状の異形部であってよい。

排気装置上方には空気供給用接続パイプ１２が配置され、この空気供給用接続パイプ１２から排気装置内へ、すなわち作業室３内へ空気が吹き込まれる。この供給空気は外部空間或いは建物側の空気供給網から来るものである。吹き込まれる空気の量はコントローラ１３によって制御される。コントローラ１３は差圧センサまたは流量センサと、制御弁と、電動機と、中央の電子制御ユニットとから構成されている。空気は分配捕集管路１４内に吹き込まれて、面部材１６と１６ａによって画定されているチャンバから成る空気供給ノズル１５により作業室３内へ導入される。ノズル状に構成された前記チャンバの下部領域には、転向異形部１７が設けられ、転向異形部１７は自由噴流１８を内側へ誘導して排気装置の作業室３内へ流入させる。空気供給装置の構成については後で図５を用いて詳細に説明する。

さらに図１に図示したように、テーブル板２の前縁に設けた流入異形部１１は次のように構成されており、すなわち空気流２２が底面に対し鋭角を成して斜めにハウジング内部へ吹き込まれて、流入する空気によってテーブル板のほうへ転向し、前記テーブル板に沿ってこれをかすめるようにして、整流壁４と排気装置の背面との間にある開口部５ｂまで達するように構成されている。

側柱８の異形部材も、支持流２１をハウジング内部へ吹出させ、同様にハウジングの側壁の内面に対し鋭角を成すように吹出させるように構成されている。

図２は図１の線Ａ−Ａに沿う排気装置の断面図で、空気流２１，２２の進路を詳細に示したものである。すなわち、側柱８を形成している異形部材から、空気流２１は側壁の内面に対し鋭角を成して流入して、次に来る空気によって側壁に対して転向し、排気装置開口部５ｄと５ｅに達する。補助的に、前縁異形部１１からは、複数の空気流２２から形成されるカーテンエアがテーブル板２を介して流入する。

図３はテーブル板２と前縁部の流入異形部１１との詳細図である。図示した実施形態の場合、異形部１１は中空異形部材として形成され、空気は空気供給用接続部材２４を介して異形部１１中へ流入する。この空気はたとえばスリットまたはノズルの形態のフライス削り部２３を通じて排出され、排気装置の内部に鋭角で吹き込まれ、空気流２２が発生する。空気流２２はテーブル板２の表面に接触する。

図４は対応的に側柱８の異形部を図示したものである。側柱８も中空チャンバ異形部材として形成されている。開口部またはノズル２６を通じて排気装置の作業室３内へ鋭角で流入する空気は、側部材２７の内面に接触する。

補助的な空気流２１，２２を発生させるための装置は、異形部材８，１１の異形流動面から間隔をおいて、或いは前記異形流動面のすぐ後ろに設けてもよい。

図５は排気装置の上部領域、ここでは特に空気供給装置を示している。図５に図示したように、空気供給は空気供給ベンチレータまたは他のベンチレータによって行い、圧力室２８によって分岐させ、ノズルを介して自由噴流１８として排気装置の作業室３内へ吹き込まれる。ノズルはハウジング側面と、すでに述べたチャンバの両部材１６，１６ａとから構成されている。

このチャンバの下部領域には、すなわち部材１６，１６ａの下部領域には転向異形部１７が設けられている。転向異形部１７は次のように構成されており、すなわちノズルからの自由噴流がまず曲げられ、その後内側へ転向され、その結果、外部から流入する空気の勢いとともに鉛直線に対し４５゜の角度で排気装置の作業室３内へ流入するように構成されている。この空気供給は外部から作業室３内へ流入する空気と一体化する。

図６は空気流２２の作用を詳細に示したものである。これは空気流２１に対しても適用される。

図６ａは、流入する空気３０がテーブル板２の前縁に設けた流入異形部に接触するが、テーブル板表面には接近せず、その結果バックフロー領域３１が生じ、このバックフロー領域３１において空気が排気装置の作業室３の内部から開口エッジまで流れ、これにより前記バックフロー領域３１で有害物質を捕集できることを示している。

図６ｂに図示したように、補助的な空気流２２は排気装置内へ流入する空気３０の力により直接テーブル板２の表面に接触し、開口部５ｂ，５ｄ及び５ｅで消失する。

テーブル板および両側で空気流を噴出させると、これにより壁摩擦が十分に排除されるので、空気は作業室３の全面積にわたって内側へ流動し、整流板４の背後で消失する。

この構成は特に重いガスで作業する場合に利点があり、すなわち重いガスがテーブル板の表面へ沈降し、後方へ指向する流動成分により直接作業室３の下部吸込み開口部５ｂにおいて消失するという利点がある。

排気装置の上部領域の転向異形部１７において自由噴流１８としての補助空気が流入することにより、スライド窓９の異形部の領域も新しい空気が環流するので、スライド窓９の上縁においても空気が流出することがない。

したがって、自由噴流１８と壁面噴流または底部噴流２１，２２との組み合わせにより、排気装置内で理想的な流動が形成される。

両側空気流２１の可能な流量は約１５〜２０ｍ^３／ｈである。下部空気流２２の空気量は延メートルにつき１０ｍ^３／ｈである。空気速度は毎秒２ｍである。空気流２１，２２の偏位角は約２０゜であるのが好ましく、その結果空気流２１，２２は作業室３内の内面に対し鋭角で流入する。転向異形部１７の上部自由噴流１８は壁のほうへ指向せずに、自由噴流の形で空間の前方に吹出する。従って、この自由噴流は排気装置の幅の延メートルにつき約１００〜１５０ｍ^３／ｈのかなり大量の空気を必要とする。したがって幅が１５００ｍｍの排気装置の場合、１５０ｍ^３／ｈの自由噴流と、約５０〜６０ｍ^３／ｈの壁面噴流が必要である。

この種の排気装置を空気量を制御して作動させることができるので、スライド窓が閉じている場合、１５０ｍ^３／ｈを必要とする。好ましくは、スライド窓が開いている場合、排気装置が９００ｍ^３／ｈを吸込んで、すべての壁面噴流および支持噴流を生じさせるように構成するのがよい。

スライド窓９が閉じている場合、転向異形部１７の自由噴流１８は遮断されるので、スライド窓が閉じているときの排気装置は約１５０ｍ^３／ｈの空気需要量へ低下させることができる。従って、鉛直方向のスライド窓９の位置を測定する制御部を用いて排気装置を作動させるのが好ましい。鉛直方向のスライド窓９が５０％以上開いていると、転向異形部１７で自由噴流１８が導入される。同じことは、排気装置の水平方向のスライド窓が１０〜２０ｍｍ以上開いている場合も適用される。それ以外は自由噴流１８は遮断されている。

排気装置を夜間作動させる場合、壁面噴流２１，２２は遮断されていてよい。その結果必要状況に応じて排気装置を常に少量の空気で作動させることができ、これは従来のカーテン型排気装置に対し著しい利点である。この場合の排気量は１００ｍ^３／ｈである。

支持噴流は排気装置の機能に対しかなりの影響を有するので、排気装置の空気技術的機能を必要に応じて監視しながら、支持噴流を継続的に検査して監視しなければならない。このような監視は吹き込み部の過圧領域に設けた差圧センサを用いて行なうことができる。機能障害の場合には警告を発する。

本発明による排気装置の上記実施形態例は、排気装置表面および排気装置スライド窓におけるデッドスペース領域の形成が阻止されることにより、側部流動方式または傾斜流動方式に比べて高い安定性を示す。さらに、重いガスの吸込みに非常に優れている。というのは、重いガスがテーブル板２のほうへ沈降し、補助空気流２２によって開口部５ｂ内へ吹き込まれるからである。排気装置を軽いガスで作動させる場合には、転向異形部１７の自由噴流１８により、作業室３内でこの支持噴流１８の上方に形成される軽いガスは排気装置の上部領域で確実に保持され、下部作業領域を汚染させることがない。

補助的な空気流２１，２２，１８を生成させるようにした本発明による構成は、排気装置をできるだけ少量の空気で作動させることができるように排気制御部と連動させることができる。

実施形態例の縦断面図である。 図１に図示した実施形態例の線Ａ−Ａによる横断面図である。 前記実施形態例の前縁異形部の側面図である。 前記実施形態例の側柱異形部の側面図である。 前記実施形態例の空気供給装置の詳細図である。 本発明による構成の作用を、有害物質の噴出の危険が少ないことに関し説明する図である。

Claims (15)

1. 片側が開口している作業室を設けたハウジングを備えている排気装置であって、
   前記開口側に鉛直方向のスライド窓が設けられ、
   ハウジング両側壁の内面に沿うように空気流をハウジング内部へ放出する装置が前記開口側に配置されており、
   ハウジング底の内面に沿うように空気流をハウジング内部へ放出する装置が、前記開口側であって前記スライド窓が設けられた位置よりもハウジング内部側に配置されていることを特徴とする排気装置。
2. 片側が開口している作業室を設けたハウジングを備えている排気装置であって、
   前記開口側に鉛直方向のスライド窓が設けられ、
   ハウジング両側壁の内面に対し鋭角でハウジング両側壁の内面に沿うように空気流をハウジング内部へ放出する装置が前記開口側に配置されており、
   ハウジング底の内面に対し鋭角でハウジング底の内面に沿うように空気流をハウジング内部へ放出する装置が、前記開口側であって前記スライド窓が設けられた位置よりもハウジング内部側に配置されていることを特徴とする排気装置。
3. 作業室の開口側の両側柱と前縁とが、前方へ指向した流動面を備える流動異形部として形成され、空気流を生じさせる前記装置が前記異形部に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排気装置。
4. 異形部が中空異形部として構成され、中空異形部の内部空間が空気供給部と連通し、且つ中空異形部内に、空気流を流出させる開口部が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の排気装置。
5. ハウジングの内面に対する射出角が約２０゜であることを特徴とする、請求項４に記載の排気装置。
6. 前記開口部がノズルとして構成されていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の排気装置。
7. 前記開口部がスリットとして構成されていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の排気装置。
8. 前記スライド窓が設けられた位置よりもハウジング内部側に、転向異形部によって作業室の内部に誘導される自由噴流を発生させる自由噴流装置が設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気装置。
9. スライド窓の下縁に流動異形部が形成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の排気装置。
10. 自由噴流の供給をスライド窓の位置に依存してオンオフ可能であることを特徴とする、請求項８に記載の排気装置。
11. 空気流を共通のベンチレータにより１０〜１５ｍ^３／ｈの空気量で発生させることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の排気装置。
12. 排気装置の後壁の前方に位置するように作業室内に延在する整流壁が設けられ、整流壁は、内壁面と底面とに沿って流動する空気流が直接、整流壁とこれを取り囲むハウジング壁との間に吸込まれるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の排気装置。
13. 自由噴流を空気供給網からの空気から、或いは、ベンチレータにより周囲空間から供給した空気から形成させることを特徴とする、請求項８に記載の排気装置。
14. すべての空気流を含む空気制御部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の排気装置。
15. 空気流による空気供給の吹き込み状態を監視する監視装置が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の排気装置。