JPS62178826A - 有害ガス等拡散防止装置 - 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】 （発明の目的） この発明はエアーカーテンを用いて人工的に竜巻を発生
させることにより、固形の壁体を用いないで一定小空間
を外界から遮断されたカプセル化する機能をもつ装置に
関するもので、各種の作業現場や工事現場において発生
する有害ガスまたは有害微粒子を拡散させることなく、
高能率、低コストにおいて除去する手段を提供すること
がその目的である。

熱処理作業や浴接作業、電解作業などの作業現場では多
量の有害ガスが発生し、またトンネルエ事や採炭採鉱等
の現場では多量の粉塵が発生するので、作業員の健康管
理上その他、その拡散防止対策はきわめて重要である。

従来、有害ガスの拡散防止についてはその発生源の上方
に大きいフードを吊架し、フードの頂部から吸引するこ
とによりその排出を行い、また、粉塵についても、その
発生源の切羽の近くに開口する導管を設置しその吸引、
排出をはかつていた。しかしながら、従来のこのような
有害ガスや粉層の排出手段によれば、排出除去を要する
対象物に較べて美大な量の空気の排除が必要なため、消
費エネルギーが非常に大きい欠点があり、特に前記した
フードを用いる場合は、処理作業に必要な操作やクレー
ン等の設置かフードの存在により著しく制限されるほか
、現場に自然風があるときは排出効率が極端に低下する
などの欠点もあった。

この発明は、従来の上記したような発生有害物の拡散防
止手段の欠点を除去し、高能率、低コストで有害物の収
集排除を可能とする装置を提供するものである。

（発明の構成） 以下、第１図によりこの発明を説明すれば、ａはエアー
カーテンｂの吹出口Ｃを全長にわたって設けた吹出柱で
、図示のように２〜４本など複数本たがいに平行に対設
されている。ｄは排気口で、各吹出柱ａのほぼ先端を連
ねる面ｅに設けられている。ｆは吹出柱ａの中間に設定
した仮想回転柱で矢印方向に回転するものとする。前記
の各エアーカーテンｂは図示のように、仮想回転柱ｆと
の切点ｇにおいてその回転方向と同一の向きに形成させ
、これによってエアーカーテシｂで取囲まれた小空間で
あるカプセルｈ内に旋回気流を形成させ、排気口ｄから
排気することにより、カプセルｈ内に吹出柱ａのほぼ基
端を連ねる面ｉ（この場合は床面である）から排気口ｄ
に向かう人工竜巻ｊを形成させたものである。なお前記
した旋回気流は図示されていないが、はぼ仮想回転柱ｆ
と同様であると了解されたい。

第１図には吹出柱ａは床上に設置した縦柱としての例の
みが示されているが、これらの吹出柱ａとしては床に平
行な横柱の場合もあるほか、屈曲＆ｍ柱などの場合もあ
ることを了解されたい。またエアーカーテンｂを発生す
る送風扇については各吹出柱ａにつき１基づつ、または
複数本の吹出柱につき１基設けてもよく、もしくは第１
図（ｄ）に示した排風［ｋを兼用する場合もある。ただ
し、排風Ｂｋをエアーカーテンｂの送風扇として兼用す
る場合については、送風通路内にガスや粉塵などの濾過
器または吸収装置を介装する必要があることはいうまで
もない。

この発明は前記のようにしてなり、たがいに平行に対設
した複数本の吹出柱ａからエアーカーテンｂを吹出すの
にあたり、吹出柱ａの中間に設定した仮想回転柱ｆの切
点ｇにおいてその回転方向と同一の向きにエアーカーテ
ンｂを形成させることによりエアーカーテンｂを囲らせ
たカプセルが形成される結果、数本の吹出柱ａの中間に
おいて発生した有害物はカプセルｈ内に一応閉じ込めら
れるが、前記エアーカーテンｂはそれぞれ前記仮想回転
柱ｆとの切点ｇにおいて、回転方向と同一の向きを有す
るので、空気の流体摩擦により現実の旋回気流の柱が発
生し、この旋回気流はカプセルｈ内の前記有害物を伴っ
て回転する。そして、前記排気口ｄから強制排気を行う
ことにより、この旋回気流は前記有害物を伴ったまま軸
心に収束し、この軸心付近における回転風速がエアーカ
ーテンの吹出風速の５〜ｌＯ倍にも達し、人工竜巻Ｊと
なり、この人工竜巻」は吹出柱ａの基端を連ねる面から
排気口ｄに向って進行する。第２図は第１図（ａ）ニお
いて、吹出柱ａの距！１１ｆｔｖ＝１．８ｍ、高さＨ−
２１１１とし、エアーカーテン流の風速をＩｎ／秒とし
た場合における床上の空気流の風速を実測した特性の一
例であるが、この場合中心の風速はエアーカーテンｂの
吹出風速の７倍以上に達し、完全な竜巻になっている。

この人工竜巻Ｊの頂位の断面積は有害物の放出面積より
もはるかに小さいので、排気口からの吸引には大出力を
要せず、したがってエアーカーテンの形成に要する動力
の損失を考慮しても、なお、広い面積の空間から直接に
吸引を行う従来の有害物の排出手段と較べ、所要エネル
ギーは数十分の−の僅少量である。また所要動力の著減
に伴い、排風量、駆動装置を含む排風装置も著しく小型
化し、その設置コストも当然非常に低い。

のみならず、この発明によれば、有害物発生源を遮断し
、またはこれを収集するための固形壁体やフードが不要
なので、外部からの監視がきわめて容易であるのはもち
ろん、あえて作業上の障害物といえば僅かに数本の吹出
柱および排気口が存在するに過ぎないので、作業員が作
業の必要上有害物発生源に接近することが自由であり、
また作業場の天井を高くとっても、フードの場合と違っ
て空気処理量に著しい変化を伴わないので、頭上の空間
にクレーン、コンベヤー等、作業に必要な装置を設置す
るのに何等の困難がない。

以下、この発明にかかる装置の実施例を掲げる。

実施例　１ 第３図に掲げたのは、熱処理炉に対する有害ガス振散防
止装置である。この例において、エアーカーテンｂを、
各吹出柱ａの中間に設定した前記の仮想回転柱との切点
においてその回転方向と同一の向きに形成させることに
よりエアーカーテンで取囲んだカプセルｈを形成させる
ことは前記した通りであるが、複雑化を避けるための仮
想回転柱ｆは図示されていない。要すれば、第１図を参
考にされたい。以下の各実施例についても同様である。

熱処理炉等の有害ガス拡散防止対策としては従来第４図
に示すようなフード２を熱処理炉の炉体１の上方に設け
、排気口３から強制排気することが広く行われている。

そしてその場合、図示のように、炉体１の平面形が正方
形で一辺の長さを１．８ｍ、発生ガスの補集風速をＩｎ
／秒、短面からフード２までの高さを２ｍとすれば、図
示のように一辺の長さが３ｍ以上の大きいフード２が必
要であり、排気口からの強制排風量として２０１６ｍ３
／分以上が必要である。したがって高能率のシロッコフ
ァンを用いてもその所要動力は３７　ＫＷ　（約５０馬
力）が必要である。ところが、第３図に示すように、こ
の実施例において炉体１の寸度および捕集風速を前記と
同じくシ、短面から天井までの高さを２ｍとすれば、排
気口ｄからの排風量すなわち吹出柱ａ全部からの吹出量
は５０ｍ３／分、エヤーカーテンｂの吹出風速はｌ。８
ｍ／秒で充分であり、従って所要動力は０．７５ＫＷで
ある。すなわち、消費エネルギーは、従来のようにフー
ドを使用する場合の僅か約５０分の１の僅少量でよい。

設備コストにしても、この実施例における吹出柱は薄肉
の１２０ｍｍφの薄肉鋼管に　。

穿孔で吹出口を設けただけのものである一方、フート強
制排気による場合のフードおよび大重量の排風量および
その架設関係コストを考慮すれば、この実施例による設
備コストは従来のものとは比較にならないほど僅少であ
る。そのうえ、現場に自然風がある場合、フードの強制
排気が無力化するのに対し、この発明では熱処理炉の周
辺空間がエアーカーテンによってカプセル化されている
ので、自然風の影響はきわめて小さい。なお、この実施
例において、排気口ｄからの排風は濾過器４で濾過され
た後吹出柱ａに送出されて順環するが、排気の毒性が小
さければ、排気は放出し、吹出柱ａへの送風扇と排風扇
とはたがいに独立させてもよい。

実施例２ 第５図に掲げたのは、炉体が長方形、楕円形等長型であ
る場合の熱処理炉等に対する有害ガス拡散防止装置の一
例である。すなわち、エアーカーテン（こよって形成さ
れるカプセルｈを２個連接させ、連接（こより形成され
るカプセルの床面のほば中央部に長型の炉体１を設置す
る。この場合、各カプセルｈ１．ｈ２ごとに、吹出柱ａ
のほぼ上端面を連ねる面に排気口ｄそれぞれを設けると
ともに、カプセルｌ１１＋１１２の連接面にそうエアー
カーテンｂ１．ｂ２の向きを同一にそろえる必要がある
。隣接するエアーカーテンｂ１．ｂ２間の流体摩擦によ
るエアーカーテンの弱体化を避け、それぞれのカプセル
ｈ１．ｈ２において強力な人工竜巻Ｊの発生を確保する
ためである。図示の例では排風はそれぞれ図示外の排風
扇で行い、エアーカーテン流の送風は送風扇５，６によ
っているが、実施例１と同様な濾過器をカプセルｈ１．
ｈ２ごとに設け、順環式としてもよい。また連接するカ
プセルｈの数に制限はない。

実施例３ 第６図に示したのは、前記した有害ガス発生源の直上方
に障害物０があるため、この障害物０を避けた位置に排
気口ｄを設ける必要がある場合の有害ガス等拡散防止装
置の一例である。すなわち、この実施例によれば、各吹
出柱ａは４本で、たがいに同様な形状に屈曲した形状を
有している。鎖線Ｓは吹出柱ａ、ａのある点Ｐ＋Ｑにお
ける曲率半径にそうカプセルｈの断面をあられしている
が、この実施例においては、この断面において対立する
吹出柱ａ、ａ相互間の距購がほぼ一定でなければならな
い。この条件が満足されることにより、カプセルｈを人
工竜巻ｊの通路と考えた場合の通路の断面が各所でほば
均等になり、エアーカーテンｂに乱流が発生せず、排気
口ｄからの強制排風が行われた場合、障害物０を迂回す
る強力な人工竜巻が確保されるのである。

実施例４ 第７図に示したのは、実施例３の場合と同様に、障害物
の存在その他何等かの理由により、有害かス発生源の直
上方に排気口を設けることができない場合に対処できる
装置である。すなわち、エアーカーテンの吹出柱ａ　　
　ａａ　　をそれぞれ正方１１ａ２＋　３１４ 形の床の四隅に設け、特定の吹出柱ａ１において交差す
る一対のエアーカーテンｂ１．ｂ２の風速を前記特定の
吹出柱ａ１の対隅の吹出柱ａ２で交差する他の一対のエ
アーカーテンｂ３．ｂ４の風速よりも太きく設定する。

そして、それとともに、排気口ｄを前記した特定の吹出
柱８□の側に片寄せ、かつ有害ガス発生源である炉体１
を吹出柱ａ１の対隅の吹出柱ａ　の側に片寄せして設け
である。このように配設することにより、前記した旋回
気流の収束力は吹出柱ａ１付近で強く、かつ吹出柱ａ２
付近で弱いため、カプセルｈにおいて形成される人工竜
巻Ｊは図示のように対角線上の吹出柱ａｌ＋ｉ１２を連
ねる面に形成されるのである。

実施例５ これまで述べた実施例は、吹出柱がすべて縦柱からなる
ものであるが、この実施例の吹出柱ａ　１　、ａ２　。

ａ３．ａ４はすべて水平な横柱である。第８図には有害
ガス発生源である長型のメッキ槽７が示されている。メ
ッキ槽８の両側縁にはそれぞれ吹出柱８１゜ａ２が設け
られている。そして、これらの吹出柱ａ１＋ａ２の上方
には他の一対の横柱の吹出柱ａ’３　＋　ａ　４が設け
てあり、これら４本の横柱の吹出柱ａ１＋ａ２１ａ３１
ａ４からのエアーカーテンｂ１．ｂ２．ｂ３．ｂ４によ
りこれらの内部にカプセルｈが形成されている。なお、
図示の実施例において、吹出柱ａ１１ａ４への送風は図
示のように１基の送風扇７がこれを分担し、吹出柱８゜
、ａ３への送風は同様にして、図示されていない他の送
風扇がこれを分担している。前記したカプセルｈにおい
て排気口ｄから強制排風されると、カプセルｈ内に旋回
気流９が発生して中心に収束し、第８図（ａ）について
は左方から右方の排気口ｄへ向う人工竜巻ｊが発生する
。メッキ槽８からの発生ガスは竜巻ｊに巻込まれて排出
される。

実施例６ 第９図に掲げたのは、炭鉱の採炭現場や！・ンネルエ事
現場などにおいて発生する粉塵拡散防止装置の一例であ
る。この実施例によれば、３本の吹出柱ａｌ　ｌ　８２
＋　８３は軟質プラスチックを含浸させた繊維シート等
可技管からなり、それぞれ吹出口のノズル１０が設けで
ある。これら可撓性の吹出性相互の関係位置およびノズ
ル１０の向きを図示のように一定に保つため、吹出柱ａ
ｌ、ａ２＋８３をほぼ一定距離ごとに環状枠１１に固定
する。１２は固定具で、吹出柱ａ、＋ａ２＋ａ３および
環状枠１１に着脱可能とするのがよいが、図の複雑化を
避けるため着脱機構の図示を召略しである。３個の送気
扇７はそれぞれ端板１３に固定され、それぞれ吹出柱ａ
　ｌ　、ａ　２１　ａ　３に接続されている。各吹出柱
の末端が閉塞されていることはいうまでもない。１４は
排気口ｄを形成する排気筒で内部には排風Ｍｋが固定さ
れ、排気筒１４の筒端はバッグフィルター等適当な濾過
＋ａ１５に接続されている。このように、この実施例の
吹出柱ａ１＋ａ　２１　ａ　３は可撓管であるし、それ
ら吹出柱の関係位置固定には環状枠１１が使用されるの
で、装置は個々の部材に分解して作業現場に持込み、こ
の現場で組立ができる便益がある。この装置の末端部（
矢印１７で示す）を切羽等、粉塵発生源に向けて運転を
開始すれば、ノズル１０から噴出するエアーカーテンｂ
により形成される細長いカプセルｈ内に発生する旋回気
流９の収束により図示しない人工竜巻が発生し、粉塵発
生源からの粉塵はこの人工竜巻に伴われて排出され、濾
過器１５によって捕集される。また、エアーカーテンｂ
の送風量よりも、排風量を大きく設定することにより、
この装置の周面全体からも吸引されるので、周囲の空気
の清浄化をはかることもできる。

（発明の効果） すなわち、この発明によれば、数本の吹出柱から放出さ
れて形成される複数のエアーカーテンによって発生する
柱状の旋回気流により、外気から遮断された小空間が提
供されるとともにこの小空間の一端からの強制排風によ
り、前記旋回気流が収束されて人工竜巻となり、吹出柱
の間の比較的広い床面やスペースにおいて発生するガス
や微粒子などの有害物を断面の小さい人工竜巻が全部移
送して排出するので、これらの有害物の排出除去を目的
とする従来の手段と較べ、装置の所要処理風量は極度に
小さい。したがって、処理風量が僅少であるのに伴い所
要エネルギーも僅少であり、設備コストも著しく小さい
。このように、この発明によれば、従来の手段と較べて
設備費も運転コストも比較にならないほど小さいので、
熱処理工場や化学工場、または採炭、採鉱、トンネル等
の土木工事等、各種の作業における作業員の衛生管理や
安全性管理につき、その確実性並びに経済性の向上に対
する寄与はきわめて顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明図で（ａ）は装置の一例
の立面図、（ｂ）は同じく横断面図、（Ｃ）。 （ｄ）はそれぞれ他の例の（ｂ）と同様な横断面図、（
ｅ）は（Ｃ）の例の応用例の同様な横断面図、（ｆ）は
（ｄ）の例の応用例の同様な横断面図である。 第２図はエヤーカーテンにより発生した旋回気流内部の
風速の実測特性線図である。 第３図はこの発明の実施例１を示し、（ａ）は立面図、
（ｂ）は横断面図である。 第４図は従来の有害ガス拡散防止装置の要部を示す立面
図である。 第５図はこの発明の実施例２を示し、（ａ）は立面図、
（ｂ）は横断面図である。 第６図は同じ〈実施例３を示す立面図である。 第７図は同じ〈実施例４を示し、（ａ）は立面図、（ｂ
）は横断面図である。 第８図は同じ〈実施例５を示し、（ａ）は立面図、（ｂ
）はＸ−Ｘ縦断面図である。 第９図は同じ〈実施例６を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ
）は要部を示す縦断面図である。 ａ＋ａ１＋ａ２＋ａ３１ａ４は吹出柱、ｈ９ｂ１．ｂ２
．ｂ３．ｂ４はエアーカーテン、Ｃは吹出口、ｄは排気
口、ｅは面、ｆは仮想回転柱、ｇは切点、ｈ、ｈｌ、ｈ
２はカプセル、ｌは面、Ｊは人工竜巻、ｋは排風量、１
は炉体、２はフード、３は排気口、４は濾過器、５，６
．７は送風扇、８はメッキ槽、９は旋回気流、１０はノ
ズル、１１は環状枠、１２は固定具、１３は端板、　１
４は排気筒、１５は濾過器である。 特許出願人　　日本エアーカーテン株式会社手続補正書 昭和６１年３月１０８ 特許庁長官　　宇賀道部　　　殿 ■、事件の表示 昭和６１年特許　１第　１９７６９号 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏　名（名称）　　　日本エアーカーテン株式会社４、
代理人 ５、補正命令の日付　　　自発 ６、　補正により増加する発明の数　　　な。 ７、補正の対象 明細書中、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図
面の簡単な説明の瀾 ８、補正の内容 別紙訂正書の通り 訂正書 明細書中、 特許請求の範囲（１）をつぎの通り訂正する。 ［（１）全長にわたりエアーカーテンの吹出口を設けた
複数本の吹出柱をたがいに平行に対設するとともに各吹
出柱のほぼ先端を連ねる面に排気口を設け、前記各吹出
柱にかかるエアーカーテンを、それらの吹出柱の中間に
設定した仮想回転柱との切点において前記仮想回転柱の
回転方向と同一の向きに形成させることにより、旋回気
流と、この旋回気流で取囲んだカプセルとを形成させ、
前記排気口から強制排気することにより、前記カプセル
内に前記吹出柱のほぼ基端を連ねる面から前記排気口に
向う人工蹴巻を形成させてなる酒害ガス等拡散防止装置
。Ｊ 第５頁第１４〜１５行［エアーカーテンｂで・・・・・
・旋回気流を」を削除し「旋回気流と、この旋回気流で
取囲んだ小空間であるカプセルｈとを１を加入する。 第６頁第１６行「吹出柱ａの・・・・・・」の前に「こ
れらの」を加入する。 同頁第１７〜１８行「仮想回転柱ｆの・・・・・・と同
一の向きに」を削除し「仮想回転柱ｆに対する切線の切
点ｇにおける仮想回転柱ｆの回転の向きに」を加入する
。 同頁第１９行「カプセル」を「カプセルｈ」と訂正する
。 第７頁第１３行「吹出柱ａ」を「吹出柱ａ、ａ相互間」
と訂正する。 同頁第１４行「エアーカーテン流の風速」を「エアーカ
ーテンｂの吹出風速」と訂正する。 第９頁第５行「エアーカーテン」を［エアーカーテンに
起因する旋回気流］と訂正する。 第１１頁第９イテ「によって」を「に起因して」と訂正
する。 第１４頁第９〜１０行「これらの内部に」を削除し「旋
回気流が発生し、この旋回気流９によって」を加入する
。 同　頁第１６行「カプセルｈ内に・・・・・・発生して
」を削除し「旋回気流９が」を加入する。 第１６頁第５〜６行［細長いカプセルｈ内に発生する」
を削除する。 第１７頁第１９行「エヤーカーテン」を「エアーカーテ
ン」と訂正する。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）全長にわたりエアーカーテンの吹出口を設けた複
   数本の吹出柱をたがいに平行に対設するとともに各吹出
   柱のほぼ先端を連ねる面に排気口を設け、前記各吹出柱
   にかかるエアーカーテンを、それらの吹出柱の中間に設
   定した仮想回転柱との切点において前記仮想回転柱の回
   転方向と同一の向きに形成させることにより、エアーカ
   ーテンで取囲んだカプセル内に旋回気流を形成させ、前
   記排気口から強制排気することにより、前記カプセル内
   に前記吹出柱のほぼ基端を連ねる面から前記排気口に向
   う人工竜巻を形成させてなる有害ガス等拡散防止装置。
2. （２）前記吹出柱は前記カプセルの床面に設けた３本以
   上の縦柱からなり、前記床面のほぼ中央部にほぼ円形ま
   たはほぼ正方型の有害ガス発生源を設けてなる特許請求
   の範囲第１項記載の有害ガス等拡散防止装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の前記カプセルを複数
   個連接するとともに、前記連接により形成されるカプセ
   ルの床面のほぼ中央部に長型の有害ガス発生源をその長
   手方向が前記床面の長手方向にそうように設け、かつカ
   プセルの連設面にそう２つのエアーカーテンの向きを同
   一にしてなる特許請求の範囲第１項記載の有害ガス等拡
   散防止装置。
4. （４）前記した各吹出柱がたがいに屈曲した形状を有す
   るとともに、吹出柱の各点における吹出柱の曲率半径に
   そうカプセルの断面において対立する吹出柱相互の距離
   をほぼ一定にしてなる特許請求の範囲第１項記載の有害
   ガス等拡散防止装置。
5. （５）前記した吹出柱は正方形の床の四隅に設けた４本
   の縦柱からなり、特定の吹出柱において交差する１対の
   エアーカーテンの風速を、前記特定の吹出柱の対隅の吹
   出柱において交差する他の１対のエアーカーテンの風速
   よりも大きく設定し、前記排気口を前記特定の吹出柱の
   側に片寄せて設けるとともに、有害ガス発生源を前記特
   定の吹出柱の対隅の吹出柱の側に片寄せて設けてなる特
   許請求の範囲第１項記載の有害ガス等拡散防止装置。
6. （６）前記吹出柱は有害ガス発生源の水平面内の両側縁
   にそってそれぞれ設けた一対の横柱およびそれらの横柱
   のそれぞれ上方に設けた他の一対の横柱からなり、前記
   排気口は前記吹出柱の前端を連ねる面に設けてなる特許
   請求の範囲第１項記載の有害ガス等拡散防止装置。
7. （７）前記吹出柱は、相互の関係位置および吹出口の向
   きを一定に保つた可撓管からなり、かつ排気口の先方に
   濾過器を接続してなる特許請求の範囲第１項記載の有害
   ガス等拡散防止装置。