JPH01137136A - 人工竜巻式空調換気機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空調換気機構に関するものであるが、特に空
調機を介して人工的に醒巻を発生させて新鮮な外気と汚
染された内気とを同時かつ自動的に換気できるようにし
た人工竜巻式空調換気機構の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の空調換気機構は、ダクトを介して空調されたエア
ーを天井方向から吹き出し、床方向の吸引ガラリから吸
い込み部屋内を換気する方法が多用されていた。これら
の方法は、空調されたクリーンエアーが部屋内の汚染エ
アーを混合して吸引ガラリから吸引されるため、部屋内
の汚染エアーを稀釈して換気することになり、換気効率
が悪かった。特にクリーンルームなと高度な清浄空間を
必要とする部屋内においては、天井全面より空調清浄化
されたクリーンエアーを層流状態に吹き出して、床全面
を吸引ガラリにより吸い込みそのまま外部に排出する空
調換気方式が採用されている。このために、天井面の全
体に吹出孔を設けたり、床面の全体を吸引できる吸引ガ
ラリを設ける必要があるなど、高費用となるばかりか作
業上にも多くの不便が生していた。

そこで本出願人が人工竜巻を発生させて効率よく空調換
気を行う方法を開発し特許出願（■特願昭６１−３１０
１５３号及び■特願昭６２−１７１１７２号）をなした
。これらの発明は、上記のような従来の問題点を解決す
るために開発したものであって、■の発明は、エアー吹
出孔を穿設したエアー吹出パイプを設け、該エアー吹出
パイプを数本配設してエアー送風パイプおよびエアー吸
引パイプを介して空調機に連設し、該空調機のエアー送
風パイプを介して各エアー吹出パイプのエアー吹出孔か
らエアーを放出させて各エアー吹出パイプ間にエアーカ
ーテンを形成させ、且つ、エアー吸引パイプからエアー
を吸引させて各エアー吹出パイプの自由空間部に人工竜
巻を発生させ、該人工竜巻を介して部屋内の汚染エアー
を部屋外に排出し、かつクリーンエアーを部屋内に送風
する人工竜巻式空調換気機構及び■の発明は、■の発明
の人工竜巻式空調換気機構において、人工竜巻を所望す
る２個所に左右対接させて発生させる２速量巻式空調換
気機構とすることにある。しかし、これら発明■及び■
は機構的に従来の問題点を解決することができるが、■
の発明では作業者や部屋内に障害物がある場合には、不
便が生じ具体的な使用面には多くの問題点が生じていた
。又、■の発明では■の発明のように人工竜巻を部屋の
中央部に発生させていたことによって生じていた障害物
による問題点を解決することが出来るが、最も清浄なり
リーンエアーを必要とする作業台の上に直接清浄なりリ
ーンエアーが流わるような構成となっておらず、汚染さ
れたエアーが旋回するから常に作業台の上を清浄なりリ
ーンエアーのみによりさらすことが困難である。

（発明が解決しようとする問題点） かかる問題点を改良するところに本発明が解決しようと
する問題点がるあ。すなわち、本出願人が開発した人工
竜巻を発生させるに際して、クリーンエアーを天井面か
ら下方向に吹き出して作業台等を常にクリーンエアーに
晒すようにしたり、温風もしくは冷風を晒すようにして
人工竜巻を発生させようとするところに本発明が解決し
ようとする問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の如き問題点を解決するために開発した
ものであって、部屋内にエアー吹出孔を有するエアー吹
出パイプを複数設け、且つ、部屋内からエアーを吸引す
るエアー吸引パイプを設け、該複数のエアー吹出パイプ
のエアー吹出孔からエアーを吹き出してエアーカーテン
を形成すると共に旋回気流を形成し、且つ、エアー吸引
パイプにより部屋内のエアーを吸引して各エアー吹出パ
イプの自由空間部に人工竜巻を発生させ、該人工竜巻を
介して部屋内のエアーを換気させるように構成した人工
竜巻式空調換気機構において、前記部屋内の天井面に前
記エアー吹出パイプを少なくとも１本設けて、該エアー
吹出パイプのエアー吹出孔からエアーを下方向に吹き出
すようにしたものである。

〔作　　用〕

上記構成によれば、部屋内の天井面に設けられたエアー
吹出パイプのエアー吹出孔からエアーを下方向に吹き出
して人工竜巻を発生させるようになっているので、エア
ー吹出パイプのエアー吹出孔からのエアーを所望の状態
のエアーとすることにより、吹き下された部位は所望の
状態となる。

（実施例〕 以下、図面に従って本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明の人工竜巻式空調換気機構を適用した
空気調和装置の概要構成図、第２図は、人工竜巻式空調
換気機構の構成を示す斜視図である。両図において、Ａ
は空気調和装置を示し、該空気調和装置Ａは、空調機１
と、部屋２内に置された本発明の人工竜巻式空調換気機
構Ｂと、これらを接続する配管類とから成る。

空調機１は少なくとも送風機を内蔵すると共に流入エア
ーを所定条件のエアーにするものであり、この空調機１
の出口１ａは配管３により、人工竜巻式空調換気機構Ｂ
の第１エアー吹出パイプ４の人口４ａに接続されている
。この人工竜巻式空調換気機構Ｂは次のように構成され
ている。すなわち、第１エアー吹出パイプ４内には空調
機１によって所定条件とされたエアーをさらにクリーン
なエアーとするフィルター５が内蔵され、更に、この第
１エアー吹出パイプ４にはエアー吹出孔４ｂが所定個数
設けられている。このような構成となっている第１エア
ー吹出パイプ４は、部屋２の天井面６に、エアー吹出孔
４ｂが部屋２内に臨むように設けられると共に、部屋２
内に設置さえた作業台７の真上に位置するように設けら
れる。部屋２内には、第１図中左右の隅に位置して第２
エアー吹出パイプ８．９が夫々設けられている。この第
２エアー吹出パイプ８．９には送風機ｌ０１ｌＯが夫々
内蔵されている。そして、この第２エアー吹出パイプ８
．９には、部屋２内のエアーを吸い込むための吸込孔８
ａ、９ａ及びエアーを吹き出すためのエアー吹出孔８ｂ
、９ｂが夫々設けられている。更に部屋２の側壁面には
エアー吸引パイプ１１、Ｉ２．１３．１４か夫々相対し
て設けられている。以上のようにして、人工竜巻式空調
換気機構Ｂは構成される。

人工竜巻式空調換気機構Ｂのエアー吸引パイプ１１．１
２．１３．１４は集合配管１５によって、前記空調機の
１の入口１ｂに接続されている。

次に上記構成になる空気調和装置Ａの作動について述べ
る。

まず、空調機１に流入したエアーは、所定条件のエアー
にされると共に一定の圧力を送風機により付与されて、
配管３を通り第１エアー吹出パイプ４に入り、フィルタ
ー５により更にクリーンにされ、第１エアー吹出パイプ
４のエアー吹出孔４ｂから第１図及び第２図中矢線Ｃ方
向、すなわち、下方向に吹き出され、作業台７上にクリ
ーンエアーが供給される。作業台７上で作業することに
よって生じた汚染エアーは、クリーンエアーによって絶
えず置換される。この置換された汚染エアーは、部屋２
の隅に設けられた第２エアー吹出パイプ８，９内の送風
機１゜、　１０によって第２エアー吹出パイプ８．９の
吸込孔８ａ、９ａに吸い込まれ、圧力を与えられ、エア
ー吐出孔８ｂ、９ｂから吹き出される。この吹き出され
たエアーは、エアーカーテンＤを形成する。そして、各
エアー吸引パイプ１１．１２．１３．１４によって部屋
２内のエアーが集合配管１５を介して空調機１によって
吸引されると、相対するエアー吸引パイプ１１と１３と
の間及びエアー吸引パイプ１２と１４との間に負圧コア
一部Ｅ１及びＥ２が夫々形成される。この負圧コア一部
Ｅ。

及びＥ２の形成により、天井面６と平行、且つ、第１図
及び第２図中時計方向回りの人工竜巻Ｈ３及び反時計方
向回りの人工竜巻Ｈ２が夫々形成される。

尚、この人工竜巻Ｈの発生の原理を第３図によって更に
詳述する。

第３図は、第１図及び第２図に示した人工竜巻式空調換
気機構における人工竜巻発生機構とその原理を図示した
ものである。

エアー吹出孔８ｂ又は９ｂからエアーが吹出されるとエ
アーカーテンＤが形成され、同時に内壁面に沿って回転
するので５このエアーカーテンＤの伴流作用によって、
エアー吸引パイプ１１の吸込口の空間部に連続する循環
流（旋回気流）Ｇが起こり、更にエアー吸引パイプ１１
の吸引によって循環流Ｇ内に負圧コア一部Ｅが形成され
る。すなわち、エアーカーテンＤ内に循環流Ｇが形成さ
れると、この循環流Ｇにより空気の粒子に遠心力が与え
られ、一方循環流Ｇの中心部には吸引により負圧を生ず
るが、この負圧域は遠心力のために周辺部には至らず循
環流Ｇの中心に沿って負圧コア一部Ｅを形成し平均的に
長く伸びる。この負圧のコア一部Ｅが循環する空気の粒
子に求心力を与え、遠心力と求心力とがバランスする範
囲で循環流Ｇは渦流（スパイラル・フロー）となり中心
部に収束しなからエアー吸引パイプ１１に向けて人工竜
＠Ｈが発生することになる。

なお、この人工竜巻Ｈの流体特性は、ａ、吸い込みに指
向性を有していること（エアー吸引パイプに向う流速は
エアー吸引パイプから離れても変化しない）、ｂ、竜巻
状に中心部へ収束されかつ流速が加速されること、Ｃ９
負圧コア一部が循環流の中心部に形成されかつエアー吸
引パイプに向けて平均的に伸びること、ｄ、遠心力と吸
引力のバランスがとれて、低速域から高速域で自在の竜
巻が形成されること、などである。このようにして、作
業台７上で作業することによって発生した汚染エアーは
フィルター５を通ったクリーンエアーによって置換され
、置換された汚染エアーはエアー吹出パイプ８．９によ
って吸い込まれ送風［１０，１０によって増圧され吹き
出されて人工竜巻Ｈ１、Ｈ２を形成してエアー吸引パイ
プ１１．１２．１３．１４から部屋２内から排出される
。従って、部屋２の天井面６及び床面の全面にわたって
クリーンエアーの吹出孔及び汚染エアーの吸引力ラリを
設ける必要がなく、常に作業台７上にクリーンエアーを
供給することが可能になる効果かある。又、エアー吸引
パイプ１１を作業にさしされりのない位置に自由に設定
できるから、例えば、第１図、第２図のような部屋２の
上方で且つ隅に位置して設ければ人工竜巻Ｈ１、Ｈ２は
作業などにより影響を受けることなく発生させ、換気す
ることが出来る等の効果がある。更に、この人工ａ巻Ｈ
による換気システムは、構造が簡単であるからコストを
低くすることも可能になる等の効果がある。

第４図は本発明の人工竜巻式空調換気機構Ｂの他の実施
例を示すもので、人工竜巻Ｈを１個発生させるものであ
り、小規模なりリーンルーム等に採用されるものである
。その構成、作用及び効果は、第１図乃至第３図に示す
実施例と同様なので、記号を付してその説明を省略する
尚、本実施例の説明においては、部屋２の内に、本発明
の人工竜巻式空調換気機構Ｂを設置するものとして説明
したが、この部屋２がない状態であってもエアーカーテ
ンＤによって遮断されるので同一の作用効果を得ること
は可能であり、又、本実施例ではクリーンエアーを部屋
２内に供給するもとしたが、温風、冷風を部屋゛２に供
給して局部的な冷暖房とすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されているので、次のような
効果を有している。

ア、従来の空調装置を用いて簡単に人工な巻を発生させ
ることができるので、作業台上などクリーンエアーを必
要とするところにクリーンエアーを供給して、作業台な
どにより発生する汚染エアーをすばやく置換し、置換さ
れた汚染エアーは、人工竜巻によって吸引して部屋外に
速やかに排出することができる。

イ、また、人工竜巻の発生と捕集された汚染エアーとを
同時に作用させることができるので従来の一般換気方法
よりも効率の高い空調換気が得られる。

つ、人工竜巻の吸込み指向性や捕集効率が高くなるなど
の特性を生かすことによって、少ない風力で高性能の空
調換気作用か可能となる工、天井や床面に吹出孔や吸引
ガラリなとがなくてよいので、層流換気方式のクリーン
ルームより設備工事やその費用を必要としない。

オ、機構設備や大作業などによって、人工竜巻の負圧の
コア一部が破壊されず安定した竜巻を発生させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
人工竜巻式空調換気機構を適用した空気調和装置の概要
構成図、第２図は本発明の人工竜巻式空調換気機構の構
成を示す斜視図、第３図は人工竜巻の発生原理を示す説
明図、第４図は本発明の人工竜巻式空調換気機構の他の
実施例を示す概要構成図である。 ２・・・・・・部屋 ４ｂ、８ｂ、　９ｂ−・・・・・エアー吹出孔６・・・
・・・天井面 】１．１２、】３．１４−・・・−エアー吸引パイプＢ
・・・・・・人工竜巻式空調換気機構Ｄ・・・・−エア
ーカーテン Ｅ、Ｅ、、Ｅ　２・−−−−−負圧コア一部Ｇ−・・・
・・循環流（旋回気流） Ｈ，Ｈ，、Ｈ２・・・−・・人工竜巻

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）部屋内にエアー吹出孔を有するエアー吹出パイプ
   を複数設け、且つ、部屋内からエアーを吸引するエアー
   吸引パイプを設け、該複数のエアー吹出パイプのエアー
   吹出孔からエアーを吹き出してエアーカーテンを形成す
   ると共に旋回気流を形成し、且つ、エアー吸引パイプに
   より部屋内のエアーを吸引して各エアー吹出パイプの自
   由空間部に人工竜巻を発生させ、該人工竜巻を介して部
   屋内のエアーを換気させるように構成した人工竜巻式空
   調換気機構において、前記部屋内の天井面に前記エアー
   吹出パイプを少なくとも１本設けて、該エアー吹出パイ
   プのエアー吹出孔からエアーを下方向に吹き出すように
   したことを特徴とする人工竜巻式空調換気機構。
2. （２）前記部屋内の天井面に設けた前記エアー吹出パイ
   プから下方向に吹き出すエアーはクリーンエアーである
   特許請求の範囲第１項記載の人工竜巻式空調換気機構。
3. （３）前記部屋内の天井面に設けた前記エアー吹出パイ
   プから下方向に吹き出すエアーは温風若しくは冷風であ
   る特許請求の範囲第１項記載の人工竜巻式空調換気機構
   。