(57)【要約】【課題】  換気性に優れていて、配置上作業への支障が少なく、且つ低消費動力で稼動する閉空間の換気システムを提供する。【解決手段】  速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吹き出す空気吹き出し部の一つ又は複数が組み合わされたものと，それと同様の低速の空気流を吸い込む空気吸い込み部の一つ又は複数組み合わされたものとが対応して、互いに干渉しないよう、前記空気汚染源と接近し、相対する位置に設けられており、他方前述のものと同様の低速の空気流を吹き出す空気吹き出し部の一つ又は複数組み合わされたものと，それと同様の低速の空気流を吸い込む空気吸い込み部の一つ又は複数が組み合わされたものとが対応して、相対する２つの壁面に沿って設けられている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲を壁で囲まれ、且つ内部に空気汚染源が存在する閉空間内に空気を吹き出し、その閉空間内の空気を吸い出すことによって換気を行う換気システムであって、速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吹き出す空気吹き出し部の一つ又は複数が組み合わされたものと，速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吸い込む空気吸い込み部の一つ又は複数組み合わされたものとが対応して、互いに干渉しないよう、前記空気汚染源と接近し、相対する位置に設けられており、別に速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吹き出す空気吹き出し部の一つ又は複数組み合わされたものと，速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吸い込む空気吸い込み部の一つ又は複数が組み合わされたものとの、少なくとも１組が対応して、閉空間の天井を含む壁面のいずれかに沿って設けられている  
ことを特徴とする閉空間の換気システム。
【請求項２】
前記各空気吹き出し部は、それの吹き出し面に平行な方向に供給された空気が、その吹き出し面からそれに垂直な方向に均一に吹き出されるよう、その内部に複数枚の気流分布均一化用ベーンが並置され、前記各空気吸い込み部は、それの吸い込み面に垂直な方向に均一に流入した空気が、その吸い込み面に平行な方向に排出されるよう、その内部に複数枚の気流分布均一化用ベーンが並置され、そのうえ、前記各空気吹き出し部の吹き出し面の面積がその吹き出し面に垂直な断面のそれよりも大きく、且つ前記各空気吸い込み部の吸い込み面の面積がその吸い込み面に垂直な断面のそれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の閉空間の換気システム。
【請求項３】
前記換気システムの仕様の決定が、複数の条件についての流れシミュレータによるケーススタディの結果に基づいて行われることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の閉空間の換気システム。
【請求項４】
既設閉空間への導入に当たっては、先ず現状が調査され、それの前記流れシミュレータ上への再現がなされることを特徴とする、請求項４に記載の換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗装場等、周囲を壁で囲まれ、且つ内部に空気汚染源が存在する閉空間の換気システムに関するものであって、少ない風量にも拘わらず、換気性に優れていて、作業者の汚染物質との接触を防止し、しかも、配置上作業への支障が少なく、且つ低消費動力で稼動するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装場等、周囲を壁で囲まれ、且つ内部に空気汚染源が存在する閉空間に対して、作業者が前記汚染源から発生する溶剤蒸気等によって汚染された空気を吸って、健康を損なうことがないよう、閉空間内に空気を吹き出すと共に、その閉空間内の空気を吸い出すことによって換気を行う換気システムが設けられている。その一つとして、プッシュ・プルブースによる換気が提案されており（例えば非特許文献１，２，３。）、それには特に空気吹き出し部の吹き出し口の面積を大きくして吹き出し速度を遅くすると共に、その速度分布を一様にすること、しかもそれの実現のために高圧損の抵抗体やフイルタではなく、調整板（ベーン、分配板）を組み合わせたものが好ましいと記されている。
【０００３】
また、上記文献には、作業者域と物品加工域とに分けて空気を供給することも記されているが、二つの空気流が広い面積で接しており、両者間に空気の拡散混合が生じるため、作業者が汚染物質と接触するおそれが残っている。他方、空気吹き出し部の吹き出し口のみならず、空気吸い込み部の吸い込み口における速度分布の均一化について記載されたものがあるが（例えば非特許文献４。）、それには、本発明の目的である、周囲を壁で囲まれ、且つ内部に空気汚染源が存在する閉空間の換気については全く触れられていない。
【０００４】
【非特許文献１】社団法人日本作業環境測定協会：作業環境測定  特集号２２（平成年月，２４〜２５）
【非特許文献２】社団法人日本作業環境測定協会：作業環境測定  特集号２６（平成６年２月,６０〜６１）
【非特許文献３】労働省令  第１３号：有機溶剤中毒予防規則の改正（平成９年３月）
【非特許文献４】堀囲浩正：化学装置（１９９３年６月，９２〜９３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のことから、本発明は、上記した従来技術の欠点を除くために、周囲を壁で囲まれ、且つ内部に空気汚染源が存在する閉空間の換気システムであって、少ない風量にも拘わらず、換気性に優れていて、作業者の汚染物質との接触を防止し、しかも、配置上作業への支障が少なく、且つ低消費動力で稼動するものものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達するために、請求項１の発明の発明に関わる、閉空間の換気システムは、周囲を壁で囲まれ、且つ内部に空気汚染源が存在する閉空間内に空気を吹き出し、その閉空間内の空気を吸い出すことによって換気を行う換気システムであって、速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吹き出す空気吹き出し部の一つ又は複数が組み合わされたものと，速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吸い込む空気吸い込み部の一つ又は複数組み合わされたものとが対応して、互いに干渉しないよう、前記空気汚染源と接近し、相対する位置に設けられており、別に速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吹き出す空気吹き出し部の一つ又は複数組み合わされたものと，速度分布均一、且つ層流又は層流に近い低速の空気流を吸い込む空気吸い込み部の一つ又は複数が組み合わされたものとの、少なくとも１組が対応して、閉空間の天井を含む壁面のいずれかに沿って設けられている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成に加えて、前記各空気吹き出し部は、それの吹き出し面に平行な方向に供給された空気が、その吹き出し面からそれに垂直な方向に均一に吹き出されるよう、その内部に複数枚の気流分布均一化用ベーンが並置され、前記各空気吸い込み部は、それの吸い込み面に垂直な方向に均一に流入した空気が、その吸い込み面に平行な方向に排出されるよう、その内部に複数枚の気流分布均一化用ベーンが並置され、
そのうえ、前記各空気吹き出し部の吹き出し面の面積がその吹き出し面に垂直な断面のそれよりも大きく、且つ前記各空気吸い込み部の吸い込み面の面積がその吸い込み面に垂直な断面のそれよりも大きく構成されている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の構成に加えて、前記換気システムの仕様の決定が、複数の条件についての流れシミュレータによるケーススタディの結果に基づいて行われるよう構成されている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明の構成に加えて、既設閉空間への導入に当たっては、先ず現状が調査され、それの前記流れシミュレータ上への再現がなされるよう構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、空気吹き出し部の、一つ又は複数が組み合わされたもの（以下空気吹き出し部と略称）と，空気吸い出し部の、一つ又は複数が組み合わされたもの（以下空気吸い出し部と略称）とが対応して、空気汚染源全体と接近した状態で、相対するよう配置されているため、前記吹き出し部から吹き出された速度分布均一、且つ低速の空気の流れは、周囲に殆ど拡散することなく、そのまま空気汚染源を包むように通過し、それから発生する汚染物質を捕捉同伴したうえ、また周囲に殆ど拡散することなく、速度分布均一、且つ低速で空気吸い込み部に吸い込まれる。従って閉空間内の大半の空気を、殆ど動かすことなく、また汚染物質によって閉空間を殆ど汚染することなく、部分換気を極めて少風量、低消費動力で実現可能である。
【００１１】
以上に加えて、空気汚染源と離れた、壁面のいずれかに少なくとも１つ配置された、前述のものと同様の空気吹き出し部から速度分布均一、且つ低速、且つ僅少な空気が吹き出され、他方別の壁面に少なくとも１つ配置された、前述のものと同様の空気吸い込み部に速度分布均一、且つ低速で吸い込まれることによって、前述の空気汚染源に接近して設けられた、空気吹き出し部及び空気吸い込み部によって生ずる空気の流れの乱れを鎮めることが出来ると共に、それらよっても換気不十分な周囲の部分に対して換気を行い、閉空間のいかなる点においても汚染物質の滞留・蓄積を防止することが出来るため、特に作業者の作業域の汚染物質濃度も許容値以下に容易に抑制することが出来る。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、そのうえ、前記空気吹き出し部、空気吸い込み部はいずれも、広く、且つ薄く形成されており、複数枚の気流分布均一化用ベーンが並置されているため、例えば空気汚染源の上方、側面、その他天井を含む壁面等に配置されれば、空気汚染源となっている機器の運転保守さらに作業員の作業への支障が最小限に抑えられると共に、速度分布均一化のための無駄な抵抗を必要とせず、低速であるため、低消費動力である。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の効果に加えて、実証された流れシミュレータによって複数の条件についてのケーススタディが行われ、その結果に基づいて本換気システムの仕様が決定されるため、それによらないものに比較して、設計精度が著しく向上し、運転費等のコストが最小限に抑制される。
【００１４】
請求項４発明によれば、請求項３の発明の効果に加えて、既設閉空間への導入に当たっては、先ず調査した現状の前記流れシミュレータ上への再現が実施されるため、それを織り込むことによって、新設のものに比較して、より正確な性能予測や経済性予測が可能となり、より一層の最適設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するため最良の形態に関わる、閉空間の換気システムの１例として、既設の鋼板塗装室に適用されたものについて図１により説明すると、１は断面長方形の閉空間であって、後述するように塗装室として使用されている。１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄはそれぞれその壁面、Ｄはその閉空間１へ出入のためのドア、２は閉空間１の略中央に配置された鋼板を連続的に塗装する塗装装置、２ａはその周囲に設けられた駆動装置等の付属機器、３ａは壁面１ａ近くに設置された部品等の洗浄作業場、３ｂは壁面１ａ，１ｄの交わるコーナ付近に設置された塗料混合のための攪拌機、３ｃは塗料の調合供給場である。
【００１６】
換気システムを構成する機器、部品について説明すると、５は壁面１ａ，１ｂ及び天井に沿って水平に設置された空気ダクトであって、その塗装装置２側の面にそれに向かって空気を吹き出す複数の空気吹き出し口が付設されている（図示省略）、６はその空気ダクト５の設置壁面とは反対側の壁面１ｄに沿って鉛直に設置された２基の空気吸い出し部、７は塗装装置２の前面すぐ近く床に設置された空気吸い出し部である。その他、図示は省略するが、前記洗浄作業場３ａ、攪拌機３ｂ、調合供給場３ｃの上方にはそれぞれ３基の空気吸い出し部が設けられている（以上は全て既設品）。
【００１７】
次に１０は塗装装置２の側面（壁面１ａ側）に沿って鉛直に設置された３基の空気吹き出し部、１１は塗装装置２の上方にそれに沿って水平に設置され、壁面１ｄ近くまで伸びる空気吸い出し部、１２は壁面１ａに沿って並設された２基の空気吹き出し部である（以上新設）。なお、壁面１ｄに沿って並設された２基の空気吸い出し部６は本発明の目的に沿うよう改造されている（後述）。
【００１８】
さらに詳細に説明すると、空気吸い出し部１１は、図２（ａ）に模式的に示すように、それの吸い込み面Ａに垂直な方向に均一に流入した空気が、その吸い込み面Ａに平行な方向に排出されるよう、その内部に複数枚の気流分布均一化用ベーンＶ１が並置されると共に、その吸い込み面Ａの面積がそれに垂直な断面の面積よりも大きく設定されている。なお、空気吹き出し部６の構成も略同様である。
【００１９】
他方、空気吹き出し部１０は、図２（ｂ）に模式的に示すように、それの吹き出し面Ｂに平行な方向に供給された空気が、その吹き出し面Ｂからそれに垂直な方向に均一に吹き出されるよう、前記空気吹き出し部１０内に複数枚の気流分布均一化用ベーンＶ２が並置されると共に、その吹き出し面Ｂの面積がそれに垂直な断面の面積よりも大きく設定されている。なお、空気吹き出し部１２もの構成も略同様である。その際、空気ダクト５の複数の空気吹き出し口５ａの影響も考慮した設計となっていることは勿論である。
【００２０】
しかも、詳細な図示は省略するが、前記ベーンＶ２と組み合わされた３基の空気吹き出し部１０のそれぞれが、前記塗装装置２よりなる空気汚染源と接近した状態で、相対すると共に、前記ベーンＶ１と組み合わされた空気吸い込み部１１は、前記空気吹き出し部１０と干渉しないよう、前記塗装装置２よりなる空気汚染源と接近した状態で、相対するよう配置されている。
【００２１】
作用について説明すると、空気吹き出し部１０、空気吸い込み部１１が低抵抗、低圧損、低風速に構成されると共に、特に空気汚染源である塗装措置２と接近した状態で、相対するよう配置されているため、前記空気吹き出し部１０の吹き出し面Ｂから吹き出された、速度分布均一、且つ低速の空気の流れは、周囲に殆ど拡散することなく、そのまま空気汚染源を包むように通過し、それから発生する汚染物質を捕捉同伴したうえ、また周囲に殆ど拡散することなく、速度分布均一、且つ低速で前記空気吸い込み部１１の空気吸い込み面Ａに吸い込まれる。従ってその周囲、閉空間１内の大半の空気を、殆ど動かすことなく、また汚染物質によって閉空間１を殆ど汚染することなく、部分換気を極めて少風量、低消費動力で実現可能である。そのうえ、前記空気吹き出し部１０、空気吸い込み部１１は薄く、且つ広く形成されているため、空気汚染源となっている塗装装置２の運転保守さらに作業員の作業への支障が最小限に抑えられると共に、速度分布均一化のため無駄な抵抗を必要とせず、低消費動力である。
【００２２】
そのうえ、空気汚染源と離れた、相対する壁面１ａ，１ｄのうちの一方に配置された、前記ベーンが配置された空気吹き出し部１２から速度分布均一、且つ低速、且つ僅少な空気が吹き出され、他方に配置された、前記ベーンが配置された空気吸い込み部６に速度分布均一、且つ低速で吸い込まれることによって、前記空気吹き出し部１0及び空気吸い込み部１１によって生ずる空気の流れの乱れを鎮めることが出来ると共に、後述するように、他の設備と共に、それらよっても換気不十分な周囲の部分に対して換気を行い、閉空間１のいかなる点においても汚染物質の滞留・蓄積を防止することが出来るため、作業者の作業域の汚染物質の濃度も許容値以下に極めて容易に低減可能である。しかも、前記空気吹き出し部１２、空気吸い込み部６は薄く、且つ広く形成され、壁面１ａ，１ｂに沿って設置されているため、塗装装置２等の運転保守さらに作業員の作業への支障は殆どない。
【００２３】
その他、それぞれ前記洗浄作業場３ａ、攪拌機３ｂ、調合供給場３ｃからの微量の空気汚染物質は、既設空気ダクト５の空気吹き出し口５ａのうち、その付近に配置されたものによって捕捉、同伴され、それぞれ上方に設けられた３基の空気吸い出し部（図示省略）によって吸い出される。なお、塗装装置２の正面すぐ近く床に既設の空気吸い出し部７もその塗装装置２からの汚染物質の一部を吸い出すのに寄与している。
【００２４】
以上の換気システムの設計に当たっては、実証された流れシミュレータによって複数の条件についてのケーススタディを行い、その結果に基づいて本換気システムの仕様を決定した。それだけでなく、既設のものの改造であるとことから、それに先立って、事前に測定調査した現状の前記流れシミュレータ上への再現を実施し、その結果を前記ケーススタディに織り込んだ。そのため、流れシミュレータによらないもの、また新設のものに比較して、設計精度が著しく向上し、設備的に多くの贅肉を削り落とすことが出来、設備費、運転費等のコストを最小限に抑制することが出来た。
【実施例】
【００２５】
塗料とその溶剤を合わせて２００ｔ／月使用する鋼板の連続塗装を行う、閉空間１（１４４平方メートル）内の各点の改造前、改造後の溶剤濃度の測定を実施した。その結果、図１の※印の各点の改造前、後のトルエン濃度（ｐｐｍ）の変化は次の通りであって、改造前総合評価第３区分であったものが、改造後第１区分に改善された。
【表１】
2006112716.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例を示す機器配置平面図である。
【図２】本発明に使用の空気吸い出し部（ａ）、空気吹き出し部（ｂ）の斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      閉空間
１ａ    壁面
１ｂ    壁面
１ｃ    壁面
１ｄ    壁面
２      塗装装置
２ａ    付属機器
３ａ    洗浄作業場
３ｂ    攪拌機
３ｃ    調合供給場
５      空気ダクト
６      空気吸い出し部
７      空気吸い出し部
１０    空気吹き出し部
１１    空気吸い出し部
１２    空気吹き出し部
Ａ      吸い出し面
Ｂ      吹き出し面
【図１】
2006112716.tif 000004
【図２】
2006112716.tif 000005