JP5215629B2 - ヒュームフード - Google Patents
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Description
本発明は、フード本体の処理室の前面開口部から流入するエアーの流れを均一化して天井側に熱気を含む比較的軽い気体を滞留させたり、処理台上に比較的重い有害ガスを滞留させたりすることなく円滑に排出させることができるヒュームフードに関する技術である。
ヒュームフード（ドラフトチャンバー）は、研究所などにおける実験室で各種の化学実験を安全裡に行う際に必要な装置である。そして、ヒュームフードを構成しているフード本体は、その処理室の前面開口部を開閉するための昇降サッシ窓を備えており、前記処理室内が陰圧雰囲気となるように空気引きすることで、実験中に発生する有毒ガスを含む有害気体を屋外に設置されている排気ガス洗浄装置等の浄化処理手段側へと排気ダクトを介して強制的に排出することができるようになっている。
この場合、ヒュームフードは、実験室内の空調空気の取込み量をできるだけ少なくしたいとする要請と、処理室内の有害ガスを含む気体を滞留させることなく円滑に排気したいとする要請とをともに満たし得る手法が従来より模索されてきており、例えば下記特許文献１〜３に示す構造のものが提案されている。
特開２００４−２１１９４７号公報
特許第３３２６３０６号公報
特開２００５−２８８２４３号公報
このうち、特許文献１には、昇降サッシ窓のないフード本体により処理室を確保し、比重が空気よりも軽い有害ガスを処理室の天井側に滞留させることなく吸引排除する吸気口と、処理室の下側部に奥側に向けて空気を噴出させる噴気口とを備え、該噴気口から噴出する空気の圧送作用により前記有害ガスを前記吸気口から排出するようにしたヒュームフードが開示されている。
また、特許文献２には、処理室内の気体を外部に排出するための排気手段を備え、処理室の前面開口部の下部に処理室の底面と隙間を介在させた制御板を配設し、該制御板を介して処理室の底面で発生した有毒ガスを前記排気手段を介してその面方向に沿わせて効果的に吸引することができるようにしたドラフトチャンバーが開示されている。
さらに、特許文献３には、フード本体の前面開口部寄りに位置する側板部の内側面の下部に吸気口を設け、該吸気口から別途用意されるファンに接続された管路を介して吸引してフロントガイド体から処理室内に噴出させることで空調空気の消費量を抑制できるようにしたドラフトチャンバーが開示されている。
しかし、特許文献１に開示されているヒュームフードは、比重が空気よりも軽い有害ガスを処理室の天井側に滞留させることなく吸引排除することはできるものの、実験室内の空調空気の取込み量を少なくしたり、処理室の前面開口部の周縁部側での渦流の発生を抑止する上からは十分に対応できない不都合があった。
また、特許文献２に開示されているドラフトチャンバーは、処理室の底面で発生した有毒ガスをその面方向に沿わせて効果的に吸引することはできるものの、あくまでも処理室の底面に沿わせて有毒ガスを吸引しようとするものであり、実験室内の空調空気の消費量削減対策や、処理室の前面開口部の周縁部側で発生しがちな渦流の抑止対策において必ずしも十分であるとはいえない不具合があった。
さらに、特許文献３に開示されているドラフトチャンバーは、処理室内に取り込んだ空気を再使用するので空調空気の消費量を抑制することはできるものの、処理室の前面開口部の周縁部側で発生しがちな渦流の抑止対策において必ずしも十分であるとはいえなかった。
本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、フード本体の処理室の前面開口部からの空調空気の取込み量を抑制すると同時に、処理室の前面開口部の周縁部側での渦流の発生を抑止しつつ、処理室内の比較的軽い気体や比較的重い気体を円滑に外部へと排出できるようにすることで、優れた封じ込め機能を発揮させることができるヒュームフードを提供することに目的がある。
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、天板部と左右の側板部と処理台部と背板部とで仕切られた処理室の前面開口部に、その開口面積の拡縮を自在に昇降操作される昇降サッシ窓が配設されたフード本体を備え、該フード本体の前記背板部とその前面に配設されたバッフル板との間に確保される排気路から排気ダクトを経て前記処理室内の有害気体の強制的な排出を自在に形成されたヒュームフードにおいて、前記フード本体は、前記昇降サッシ窓寄りの内側に位置する前記天板部下に設けた前壁部と、前記昇降サッシ窓から離れた奥側に位置する前記天板部下に前記前壁部よりその長さを短くして設けた後壁部と、該後壁部の開放端と前記前壁部の開放端との間を覆う斜壁部とを有し、かつ、左右の前記側板部との間に空隙を介在させてなる隔室と、その噴気口を前記処理台部の面方向に向けて該処理台部の前端近傍位置の横幅方向に沿わせて設置された噴気部とを備え、外気及び／または室内空気を取り込む給気ファンは、前記昇降サッシ窓の表面を経て前記前面開口部から前記処理室内へと供給されるエアーカーテン空気流と、前記隔室内から前記各空隙を経て前記各側板部のそれぞれの面方向に沿わせた状態のもとで前記バッフル板が位置する背面側の斜め下方向へと各別に供給される側面側層流と、噴気部の前記噴気口を経て水平面方向に供給される水平側層流との形成を自在に配設された給気路に連結させたことを最も主要な特徴とする。
この場合、前記バッフル板は、前記処理室内の気体をその流速を高めて前記排気路側に円滑に排気する隙間を設けて配設するのが好ましい。
請求項１に係る発明によれば、フード本体には、昇降サッシ窓を経て前面開口部から処理室内へと供給されるエアーカーテン空気流を形成することができるので、渦流の発生を抑えつつ、前面開口部前における人の移動に伴って処理室内から実験室側に引き出される誘引風の発生を効果的に抑制することができる。
また、フード本体には、隔室内から各空隙を経て各側板部のそれぞれの面方向に沿わせた状態のもとでバッフル板が位置する背面側の斜め下方向へと各別に供給される側面側層流を形成することができるので、処理室の上側に滞留されがちな比較的軽い気体を排気路側に強制的に送り出すことができる。
さらに、フード本体には、噴気部の噴気口を経て水平面方向に供給される平面側層流を形成することができるので、処理台部上の比較的重い気体を排気路側に強制的に送り出すことができる。
請求項２に係る発明によれば、バッフル板は、処理室内の気体をその流速を高めて排気路側に円滑に排気する隙間を設けて配設されているので、エアーカーテン流と左右の各側面側層流と処理台部上の平面側層流とからなる気流を排気路側へと円滑に送り出すことができる。
図１は、本発明に係るヒュームフードの概略構成例を示す説明図であり、ヒュームフード１１の全体は、配管スペースなどを確保するために実験室などの屋内空間の床上に設置される台座１２と、該台座１２上に一体的に設置されるフード本体２２とで構成されている。
このうち、フード本体２２は、天板部２５と左右の側板部２６と処理台部２７と背板部２８とで仕切られた処理室２３の前面開口部２４に、その開度との関係で開口面積の拡縮を自在に昇降操作される昇降サッシ窓２９を配設して形成されている。
この場合、昇降サッシ窓２９は、図示しないロープと滑車とバランスウエイトとで構成される昇降機構を介して円滑に昇降させることができるようになっている。なお、昇降サッシ窓２９の下縁部には、前面開口部２４内へと渦流を生じさせないように空気を円滑に流入させるための流路規制把手３０が付設されている。
また、天板部２５上には、外気及び／又は室内空気（実験室内の空調空気）を取り込んで給気流として送り出す給気ファン５３が設置されており、図２に示すように給気ファン５３と連結させた給気路Ｌ１を介して前面開口部２４上の上部ボックス１５内に吹き出し風速が２ｍ／ｓｅｃ〜４ｍ／ｓｅｃ前後の給気流として供給することができるようになっている。さらに、供給ファン５３は、その故障を差圧スイッチにて検知できる機能が付与されている。
しかも、上部ボックス１５は、昇降サッシ窓２９の表面２９ａ側に図２からも明らかなように隙間１６が形成されており、該隙間１６から昇降サッシ窓２９の表面２９ａに沿わせた給気流として流下させることができるようになっている。
また、フード本体２２は、昇降サッシ窓２９寄りの内側に位置する天板部２５下に設けた前壁部３４と、昇降サッシ窓２９から離れた奥側に位置する天板部２５下に前壁部３４よりはその長さを短くして設けた後壁部３５と、該後壁部３５の開放端３５ａと前壁部３４の開放端３４ａとの間を覆う斜壁部３６とを有し、かつ、左右の側板部２６との間に図３に示すように空隙ｔを介在させてなる隔室３３を備えている。
この場合、該隔室３３は、ヒュームフード１１自体の全体形状との関係で定まる左右の側板部２６と向き合う側の開口面積が例えば１００ｍｍ×５〜２５５ｍｍ程度であり、かつ、左右の側板部２６との間に２〜５ｍｍ程度の間隔をおいて形成される空隙ｔを備えて設けられることになる。
また、隔室３３には、図３に示されているように処理室２３内を照明する蛍光灯３７も設置されており、該蛍光灯３７からの照射光を斜壁部３６に設けた透光面３６ａを介して処理台部２７方向へと到達させることができるようになっている。
さらに、隔室３３内は、図１に示す給気ファン５３と連結されている図３に示す給気路Ｌ２の管端側が差し込まれており、該給気路Ｌ２を介して給気流の供給を受けることができるようになっている。この場合における給気路Ｌ２を介しての給気流の供給は、排気路６６からの総排気風量に対し１３％以下となるようにするのが望ましい。その理由は、隔室３３と左右の側板部２６との間の空隙ｔを最大（例えば５ｍｍ程度）としたときに、該空隙ｔから例えば４ｍ／ｓｅｃで吹き出すと所望する効果が得られる１３％程度となり、省エネ効果にも有効に寄与させることができることに由来する。また、吹き出し風速は、昇降サッシ窓２９の開度に応じて可変であり、最小開口位置のときにその吹き出しを停止させるものとする。
さらに、フード本体２２は、図４に示すように頂面部４５をやや湾曲させて処理台部２７の前端部２７ａとの間に該処理台部２７の面方向に向けた噴気口４４を確保しつつ、処理台部２７の前端近傍位置の長さ方向に沿わせて設置された噴気部４３を備えている。
該噴気部４３は、前面開口部２４の左右に確保されるガイド用空間部１７を介して導入される図５に示す給気路Ｌ３の終端側が連結部４６を介して連結されている。このため、噴気部４３は、給気路Ｌ３の始端側を給気ファン５３と連結させることでその内部に給気流の供給を受けることができるようになっている。
つまり、フード本体２２は、図５に示されているように給気ファン５３と連結させた給気路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を介することで、昇降サッシ窓２９の表面２９ａを経て前面開口部２４から処理室２３内へと供給されるエアーカーテン空気流Ａ１と、隔室３３と左右の各側板部２６との間に形成される各空隙ｔから左右の各側板部２６に沿って図６に示す矢印方向、つまり、天井板２５側は水平方向に、それ以外は背面側の斜め下方向に向かって各別に供給される側面側層流Ａ２と、噴気部４３の噴気口４４を経て処理台部２７の水平面方向に供給される水平側層流Ａ３とを給気流として同時に生成することができるようになっている。
また、フード本体１３の背板部２８のやや前方には、バッフル板６３が配設されており、該バッフル板６３と背板部２８との間に排気路６６が形成され、該排気路６６と連通する排気ダクト１９を経て処理室２３内の有害ガスを含む気体の外部への強制的な排出を自在に形成されている。
この場合、バッフル板６３は、処理台部２７との間に隙間６７を介在させて処理室２３の上隅近傍位置に至るまで背板部２８と平行に立ち上げられた垂直板部６３ａと、該垂直板部６３ａの上端との間に隙間６８を介在させ、かつ、天板部２５の略中央位置の下面２５ａとの間に隙間６９を残して傾斜させた斜板部６３ｂとで構成されている。
しかも、垂直板部６３ａは、上下に二分割され、かつ、横方向での相互間に隙間７０を形成して配設されている。
次に、上記構成からなる本発明の作用・効果を図示例を参酌して説明すれば、フード本体２２は、前面開口部２４の開口面積の拡縮を自在に昇降操作される昇降サッシ窓２９を備えているので、図示しない排気ファンを駆動させることで、昇降サッシ窓２９を適宜の開角となるように上昇させて形成される前面開口部２４から処理室２３内へと空調空気を流入させ、排気ダクト１９側から排気させることができる。
しかも、フード本体２２は、給気ファン５３を作動させることで、上部ボックス１５内は図５に示す給気路Ｌ１を、隔室３３内は給気路Ｌ２を、噴気部４３内は給気路Ｌ３をそれぞれ介することで、各別に給気流の供給を同時に受けることができることになる。
そして、給気流の供給を受けた上部ボックス１５は、隙間１６を介して昇降サッシ窓２９の表面２９ａに給気流として流下させ、前面開口部２４から処理室２３内へと供給される図６に示すエアーカーテン空気流Ａ１を形成することができる。
また、給気流の供給を受けた隔室３３は、左右の側板２６との間に設けた空隙ｔから各側板部２６に沿った状態のもとでバッフル板６３方向に向かって流れる図６に示す側面側層流Ａ２を形成し、隙間６８，６９，７０を経て排気路６６内へと流れ込むことになる。
さらに、給気流の供給を受けた噴気部４３は、その噴気口４４から給気流を噴出させて処理台部２７の水平面方向に沿わせた図６に示す水平側層流Ａ３を形成することができる。なお、同図中の符号Ｃは、実験室側から取り込まれる空調空気流を示す。
このため、本発明によれば、フード本体２２には、昇降サッシ窓２９を経て前面開口部２４から処理室２３内へと供給されるエアーカーテン空気流Ａ１を形成することができるので、渦流の発生を抑えつつ、前面開口部２４前における人の移動に伴って処理室２３内から実験室側に引き出される誘引風の発生を効果的に抑制することができる。
また、フード本体２２には、隔室３３内から各空隙ｔを経て各側板部２６のそれぞれの面方向に沿わせた状態のもとでバッフル板６３が位置する背面側の斜め下方向に各別に供給される側面側層流Ａ２を形成することができるので、処理室２３の上側に滞留されがちな比較的軽い気体を排気路６６側に強制的に送り出すことができる。
さらに、フード本体２２には、噴気部４３の噴気口４３を経て水平面方向に供給される平面側層流Ａ３を形成することができるので、処理台部２７上の比較的重い気体を排気路６６側に強制的に送り出すことができる。
また、バッフル板６３は、処理室２３内の気体をその流速を高めて排気路６６側に円滑に排気する隙間６７，６８，６９，７０を設けて配設されているので、エアーカーテン空気流Ａ１と左右の各側面側層流Ａ２と処理台部２７上の平面側層流Ａ３とからなる気流を排気路６６側へと円滑、かつ、確実に送り出すことができる。
なお、本発明における給気ファンは、各給気路の別に設置してもよい。また、各給気路は、図示例のように可撓管を用いて形成することができるほか、ダクトとして形成することもできる。
１１ ヒュームフード
１２ 台座
１５ 上部ボックス
１６ 隙間
１７ ガイド用空間部
１９ 排気ダクト
２２ フード本体
２３ 処理室
２４ 前面開口部
２５ 天板部
２５ａ 下面
２６ 側板部
２７ 処理台部
２７ａ 前端部
２８ 背板部
２９ 昇降サッシ窓
２９ａ 表面
３０ 流路規制把手
３３ 隔室
３４ 前壁部
３４ａ 開放端
３５ 後壁部
３５ａ 開放端
３６ 斜壁部
３６ａ 透光面
３７ 蛍光灯
４３ 噴気部
４４ 噴気口
４５ 頂面部
４６ 連結部
５３ 給気ファン
６３ バッフル板
６３ａ 垂直板部
６３ｂ 斜板部
６６ 排気路
６７，６８，６９，７０ 隙間
Ａ１ エアーカーテン空気流
Ａ２ 側面側層流
Ａ３ 水平側層流
Ｃ 空調空気流
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 給気路
ｔ 空隙
１２ 台座
１５ 上部ボックス
１６ 隙間
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Ｃ 空調空気流
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 給気路
ｔ 空隙
Claims (2)
- 天板部と左右の側板部と処理台部と背板部とで仕切られた処理室の前面開口部に、その開口面積の拡縮を自在に昇降操作される昇降サッシ窓が配設されたフード本体を備え、該フード本体の前記背板部とその前面に配設されたバッフル板との間に確保される排気路から排気ダクトを経て前記処理室内の有害気体の強制的な排出を自在に形成されたヒュームフードにおいて、
前記フード本体は、
前記昇降サッシ窓寄りの内側に位置する前記天板部下に設けた前壁部と、前記昇降サッシ窓から離れた奥側に位置する前記天板部下に前記前壁部よりその長さを短くして設けた後壁部と、該後壁部の開放端と前記前壁部の開放端との間を覆う斜壁部とを有し、かつ、左右の前記側板部との間に空隙を介在させてなる隔室と、
その噴気口を前記処理台部の面方向に向けて該処理台部の前端近傍位置の横幅方向に沿わせて設置された噴気部とを備え、
外気及び／または室内空気を取り込む給気ファンは、
前記昇降サッシ窓の表面を経て前記前面開口部から前記処理室内へと供給されるエアーカーテン空気流と、
前記隔室内から前記各空隙を経て前記各側板部のそれぞれの面方向に沿わせた状態のもとで前記バッフル板が位置する背面側の斜め下方向へと各別に供給される側面側層流と、
噴気部の前記噴気口を経て水平面方向に供給される水平側層流との形成を自在に配設された給気路に連結させたことを特徴とするヒュームフード。 - 前記バッフル板は、前記処理室内の気体をその流速を高めて前記排気路側に円滑に排気する隙間を設けて配設した請求項１に記載のヒュームフード。
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