(57)【要約】【課題】  本発明は、安定流構造およびその安定流構造を有する換気装置を提供する。【解決手段】換気装置は、屋内に配置され、その内側チャンバが作業チャンバを構成し、その前壁が屋内環境に向かって開く前面開口を形成するフードと、空気をフードに設けられ作業チャンバの左右方向に延びる空気供給出口を通して作業チャンバに供給する空気供給ダクトと、前面開口を通って作業チャンバに入る空気、および空気供給出口を通って作業チャンバに入る空気を、作業チャネバから外部に排出する空気排出ダクトと、を備え、空気供給ダクト内に設けられ、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレートを有し、この複数の流れ誘導プレートがそれぞれ、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレートと、Ｌ字型の他方の側となる縦プレートとを含む安定流構造と、流れ誘導プレートはすべて、それぞれの縦プレートをすべて互いに平行とし、それぞれの空気捕獲プレートをすべて空気流の入る方向に向けて、ひとつの直線内に配置され、流れ誘導プレートの各々の縦プレートの終端は互いに一列に配列され、縦プレートの長さは空気流が入る方向に沿って増加しており、流れ誘導プレートにより分離された空気流路が、空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路に向かうように形成されて、縦プレートに沿って吹き出されるように、流れ誘導プレートがすべて、その両側で、空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結され、供給空気流が、安定流構造を通って流れた後に、安定流構造の側部に配置された空気供給出口に沿って、均等かつ安定に吹き出る。本発明により提供される換気装置は、従来技術の換気装置で生じていた方向の定まらない乱流状のカオスな空気流が空気供給出口から吹き出す問題を解決し、従来技術の換気装置に存在する作業雑音レベルを削減する。【選択図】図２
2019508651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流ダクト内で用いられる安定流構造において、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレートを備え、この複数の流れ誘導プレートがそれぞれ、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレートと、Ｌ字型の他方の側となる縦プレートとを含み、
前記流れ誘導プレートはすべて、それぞれの前記縦プレートをすべて互いに平行とし、それぞれの前記空気捕獲プレートをすべて空気流が入る方向に向けて、ひとつの直線内に配置され、
前記流れ誘導プレートの各々の前記縦プレートの終端は互いに一列に配列され、前記縦プレートの長さは空気流が入る方向に沿って増加しており、
前記流れ誘導プレートにより分離された空気流路が、前記空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路に向かうように形成されて、前記縦プレートに沿って吹き出されるように、前記流れ誘導プレートがすべて、その両側で、前記空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結されている
ことを特徴とする安定流構造。
【請求項２】
請求項１に記載の安定流構造において、前記流れ誘導プレートがすべて、一定の間隔でひとつの直線内に配置されている安定流構造。
【請求項３】
請求項２に記載の安定流構造において、前記流れ誘導プレートはすべて、その高さが、前記空気流が入る方向に沿って等差で増加している安定流構造。
【請求項４】
屋内に配置され、その内側チャンバが作業チャンバを構成し、その前壁が屋内環境に向かって開く前面開口を形成するフードと、
空気を前記フードに設けられ前記作業チャンバの左右方向に延びる空気供給出口を通して前記作業チャンバに供給する空気供給ダクトと、
前記前面開口を通って前記作業チャンバに入る空気、および空気供給出口を通って前記作業チャンバに入る空気を、前記作業チャネバから外部に排出する空気排出ダクトと、
を備えた換気装置において、
前記空気供給ダクト内に設けられ、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレートを有し、この複数の流れ誘導プレートがそれぞれ、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレートと、Ｌ字型の他方の側となる縦プレートとを含む安定流構造と、
前記流れ誘導プレートはすべて、それぞれの前記縦プレートをすべて互いに平行とし、それぞれの前記空気捕獲プレートをすべて空気流の入る方向に向けて、ひとつの直線内に配置され、
前記流れ誘導プレートの各々の前記縦プレートの終端は互いに一列に配列され、前記縦プレートの長さは空気流が入る方向に沿って増加しており、
前記流れ誘導プレートにより分離された空気流路が、前記空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路に向かうように形成されて、前記縦プレートに沿って吹き出されるように、前記流れ誘導プレートがすべて、その両側で、前記空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結され、
供給空気流が、前記安定流構造を通って流れた後に、前記安定流構造の側部に配置された前記空気供給出口に沿って、均等かつ安定に吹き出る
ことを特徴とする換気装置。
【請求項５】
請求項４に記載の換気装置において、前記安定流構造の前記流れ誘導プレートはすべて、一定の間隔でひとつの直線内に配置されている換気装置。
【請求項６】
請求項５に記載の換気装置において、前記安定流構造の前記流れ誘導プレートはすべて、その高さが、前記空気流が入る方向に沿って等差で増加している換気装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか１項に記載の換気装置において、前記空気供給出口の内側に２つの安定流構造が左右対称に設けられ、前記２つの安定流構造はひとつの直線内に配置され、左右の終端部より中央部で大きな高さをもつ輪郭を形成し、空気流が、左右の終端部からそれぞれ入り、その後、安定流れ構造を通って流れた後に、前記２つの安定流構造の側部に配置された前記空気供給出口に沿って、均等かつ安定に吹き出るように構成されている、換気装置。
【請求項８】
請求項７に記載の換気装置において、中央分離プレートが、前記２つの安定流構造の間の前記直線の中央位置に、前記流れ誘導プレートのすべての前記縦プレートに平行に設けられ；前記中央分離プレートの各側部が、左方向および右方向から前記安定流構造に入る供給空気流が互いに分離されるように、前記空気ダクトを構成する壁に連結されている、換気装置。
【請求項９】
請求項８に記載の換気装置において、前記作業チャンバの前記前面開口の前記上部で前記作業チャンバの内側に配置された空気供給出口をさらに備え、この空気供給出口が空気を前記チャンバの内側に向けて斜め下に供給する、換気装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の換気装置において、前記作業チャンバの前記前面開口の下部に配置された別の空気供給出口をさらに備え、この別の空気供給出口が空気を前記チャンバの内側に向けて供給する、換気装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の換気装置において、前記安定流構造は、前記流れ誘導プレートのすべての前記縦プレートに直交して前記空気供給出口の内側に、空気供給出口から空気流が吹き出る方向を変える空気供給出口をさらに有する、換気装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の換気装置において、前記作業チャンバの前記前面開口の上部で前記作業チャンバの外側に設けられた第３の空気供給出口を備え、この第３の空気供給出口が空気を下方向に供給する換気装置。
【請求項１３】
請求項９、１０または１２に記載の換気装置において、各空気供給出口には、その空気供給出口を覆う網目格子が設けられている換気装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の換気装置において、前記別の空気供給出口には、前記網目格子を覆う網目スクリーンが設けられ、この網目スクリーンの各網目は前記網目格子の網目より小面積である換気装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の換気装置において、前記空気供給ダクトの空気供給口が前記作業チャンバの上に設けられている、換気装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の換気装置において、前記フードの左右の側壁が、前記空気供給入口を前記空気供給出口に前記作業チャンバの下部に配置された空気供給出口に接続するため、それぞれ中空である、換気装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の換気装置において、前記空気排出ダクトが、前記作業チャンバの内側であって前記フードの後部位置近傍に配置され；前記空気排出ダクトは、前記作業チャンバの左右幅方向に延び、前記排出ダクトの空気排出出口が、前記空気排出ダクトに入る空気流が前記作業チャンバの外側に排出されるように、前記作業チャンバの上に設けられている、換気装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の換気装置において、前記空気排出ダクトは、前記フードと、前記作業チャンバの後部の上側空気バッフル、中央空気バッフルおよび下側空気バッフルの３つの空気バッフルと、により構成され、
前記下側空気バッフルは、前記作業チャンバの下側位置に垂直に、前記下側空気バッフルの左右方向の幅方向全体に分布する複数の貫通孔を有して配置され、
前記中央空気バッフルは、前記下側空気バッフルの上に、前記フードの後壁に向かう方向に斜めに配置され、
前記上側空気バッフルは、前記中央空気バッフルの上に、前記フードの上側壁に向かって斜めに配置され、前記３つの空気バッフルの間、および前記３つの空気バッフルと前記フードの内側壁との間に空隙が設けられ、
前記作業チャンバ内の空気流が、前記貫通孔および前記空隙を通して前記空気排出ダクトに流れ、前記空気排出出口を通して戸外に排出される構造である
換気装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の換気装置において、前記作業チャンバには、前記空気供給出口のひとつ前記上側空気バッフルと前記フードの天井壁との間の前記空隙に向かって配置された傾斜上部壁が設けられている、換気装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の換気装置において、前記作業チャンバを照らす作業照明が前記傾斜上部壁内に設けられている換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用途または商業用途の換気装置に関する。特に、本発明は、換気装置内で定常流構造を伴う空気供給型の換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
換気装置は、一般に、排気ガス、有害ガス、および粉塵などのガスを、作業空間から外部（通常は戸外）に除去するための装置として述べられ、そのような装置は、工業および日常の双方で広く用いられる。例えば、有毒で有害なガスや粒子が工業生産中に発生する工場内、研究施設の生物学および化学の研究屋内、調理煙霧の発生するキッチン等では、すべて、有毒ガスおよび粒子を作業空間から戸外に排気するため、換気装置が必要である。
【０００３】
従来の多くの換気装置では、有害な空気伝達性物質を取り囲んで処理するため、フードが作業空間を囲う作業チャンバに設けられ、大量の周囲屋内空気が、フードの前面開口を通じて作業チャンバ内に供給され、その一方で、高出力ファンが、空気を作業チャンバから排気する。従来の多くの換気装置のためには、作業チャンバに供給される周囲屋内空気が、快適で安全器な屋内作業環境を確保するための清浄で快適に空調された空気であるため、従来の換気装置を備えた建物は、大量の空調エネルギを消費する。さらに、乱流の渦のような予測できない矛盾する空気流パターンが、フードの前面開口および排気出口の周囲に、頻繁に形成される。この状況において、前面開口から供給される空気の速度に拘らず、換気装置の作業チャンバ内側の空気の構造に乱流または渦が存在する限り、溢れ出し（オーバーフロー）の危険があり、屋内作業者の健康および安全を脅かす可能性がある。
【０００４】
特許文献１は煙霧フード（換気装置）を開示しており、そこでは、空気供給出口をフードの上側または下側に設けることにより、建物の空気供給システムから得られる供給空気流が、煙霧フードの作業チャンバ内に流れ込んでいる。この設計は、建物空調のエネルギ消費を、空気供給構造により、大幅に削減することができる。しかしながら、特許文献１に開示される煙霧フードの各空気供給出口には、流れの方向を制御するための特別の装置は設けられていないので、空気供給出口からの供給空気流は、任意の方向に流れ、空気供給ダクト内を自由に流れる。この結果、空気供給出口から流れ出る供給空気流は、乱流となる。したがって、屋内作業者の健康および安全を脅かす溢れ出しの危険がまだ存在する。さらに、自由に空気供給ダクト内を自由に流れる供給空気流が空気供給ダクト内で大きな雑音を発生し、煙霧フードを使用する屋内環境での快適性を大きく損ねてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中華人民共和国特許第ＺＬ２０１５２０２１６７７８．６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、既存の換気装置の空気供給出口からの空気流が非方向性であり大部分が乱流からなるような問題点を解決し、既存の換気装置の望ましくない雑音レベルを削減するため、安定流構造およびそのような安定流構造を有する換気装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の安定流構造は、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレートを備え、この複数の流れ誘導プレートがそれぞれ、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレートと、Ｌ字型の他方の側となる縦プレートとを含み、流れ誘導プレートはすべて、それぞれの縦プレートをすべて互いに平行とし、それぞれの空気捕獲プレートをすべて空気流が入る方向に向けて、ひとつの直線内に配置され、流れ誘導プレートの各々の縦プレートの終端は互いに一列に配列され、縦プレートの長さは空気流が入る方向に沿って増加しており、流れ誘導プレートにより分離された空気流路が、空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路に向かうように形成されて、縦プレートに沿って吹き出されるように、流れ誘導プレートがすべて、その両側で、空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結されている。
【０００８】
望ましくは、流れ誘導プレートがすべて、一定の間隔でひとつの直線内に配置される。
【０００９】
望ましくは、流れ誘導プレートのすべての高さが、空気流が入る方向に沿って等差で増加している。
【００１０】
上述した本発明の安定流構造は、ダクト内の空気流に非常に安定な流れの効果を生成することができ、空気流の雑音レベルを削減することができ、これにより、滑らかで安定な空気流出力を提供する。
【００１１】
本発明は、屋内に配置され、その内側チャンバが作業チャンバを構成し、その前壁が屋内環境に向かって開く前面開口を形成するフードと、空気をフードに設けられ作業チャンバの左右方向に延びる空気供給出口を通して作業チャンバに供給する空気供給ダクトと、前面開口を通って作業チャンバに入る空気、および空気供給出口を通って作業チャンバに入る空気を、作業チャネバから外部に排出する空気排出ダクトと、を備え、空気供給ダクト内に設けられ、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレートを有し、この複数の流れ誘導プレートがそれぞれ、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレートと、Ｌ字型の他方の側となる縦プレートとを含む安定流構造と、流れ誘導プレートはすべて、それぞれの縦プレートをすべて互いに平行とし、それぞれの空気捕獲プレートをすべて空気流の入る方向に向けて、ひとつの直線内に配置され、流れ誘導プレートの各々の縦プレートの終端は互いに一列に配列され、縦プレートの長さは空気流が入る方向に沿って増加しており、流れ誘導プレートにより分離された空気流路が、空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路に向かうように形成されて、縦プレートに沿って吹き出されるように、流れ誘導プレートがすべて、その両側で、空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結され、供給空気流が、安定流構造を通って流れた後に、安定流構造の側部に配置された空気供給出口に沿って、均等かつ安定に吹き出ることを特徴とする換気装置を提供する。
【００１２】
本発明の換気装置において、安定流構造の流れ誘導プレートはすべて、一定の間隔でひとつの直線内に配置される。
【００１３】
本発明の換気装置において、安定流構造の流れ誘導プレートはすべて、その高さが、空気流が入る方向に沿って等差で増加している。
【００１４】
望ましくは、本発明の換気装置において、空気供給出口の内側に２つの安定流構造が左右対称に設けられ、２つの安定流構造はひとつの直線内に配置され、左右の終端部より中央部で大きな高さをもつ輪郭を形成し、空気流が、左右の終端部からそれぞれ入り、その後、安定流れ構造を通って流れた後に、２つの安定流構造の側部に配置された空気供給出口に沿って、均等かつ安定に吹き出るように構成されている。
【００１５】
さらに望ましくは、中央分離プレートが、２つの安定流構造の間の直線の中央位置に、流れ誘導プレートのすべての縦プレートに平行に設けられ；中央分離プレートの各側部が、左方向および右方向から安定流構造に入る供給空気流が互いに分離されるように、空気ダクトを構成する壁に連結される。
【００１６】
望ましくは、本発明により提供される換気装置が、作業チャンバの前面開口の上部で作業チャンバの内側に配置された空気供給出口をさらに備え、この空気供給出口が空気をチャンバの内側に向けて斜め下に供給する。
【００１７】
さらに望ましくは、本発明により提供される換気装置が、作業チャンバの前面開口の下部に配置された別の空気供給出口をさらに備え、この別の空気供給出口が空気をチャンバの内側に向けて供給する。
【００１８】
望ましくは、本発明により提供される換気装置において、安定流構造が、流れ誘導プレートのすべての縦プレートに直交して空気供給出口の内側に、空気供給出口から空気流が吹き出る方向を変える空気供給出口をさらに有する。
【００１９】
望ましくは、本発明により提供される換気装置が、作業チャンバの前面開口の上部で作業チャンバの外側に設けられた第３の空気供給出口を備え、この第３の空気供給出口が空気を下方向に供給する。
【００２０】
さらに、本発明により提供される換気装置において、各空気供給出口には、その空気供給出口を覆う網目格子が設けられる。
【００２１】
望ましくは、本発明により提供される換気装置において、別の空気供給出口には、網目格子を覆う網目スクリーンが設けられ、この網目スクリーンの各網目は網目格子の網目より小面積であり、これにより、別の空気供給出口に落下する異物を防止する。
【００２２】
さらに、本発明により提供される換気装置において、空気供給ダクトの空気供給口が作業チャンバの上に設けられ、空気供給ダクト内の空気流が空気供給入口を通って換気装置内に供給される。
【００２３】
さらに、本発明により提供される換気装置において、フードの左右の側壁がそれぞれ中空であり、空気供給入口を作業チャンバの下部に設けられた空気供給出口に接続する。
【００２４】
さらに、本発明により提供される換気装置において、空気排出ダクトが、作業チャンバの内側であってフードの後部位置近傍に配置され、空気排出ダクトは、作業チャンバの左右幅方向に延び、排出ダクトの空気排出出口が、空気排出ダクトに入る空気流が作業チャンバの外側に排出されるように、作業チャンバの上に設けられる。
【００２５】
望ましくは、本発明により提供される換気装置において、空気排出ダクトは、フードと、作業チャンバの後部の上側空気バッフル、中央空気バッフルおよび下側空気バッフルの３つの空気バッフルと、により構成され、下側空気バッフルは、作業チャンバの下側位置に垂直に、下側空気バッフルの左右方向の幅方向全体に分布する複数の貫通孔を有して配置され、中央空気バッフルは、下側空気バッフルの上に、フードの後壁に向かう方向に斜めに配置され、上側空気バッフルは、中央空気バッフルの上に、フードの上側壁に向かって斜めに配置され、３つの空気バッフルの間、および３つの空気バッフルとフードの内側壁との間に空隙が設けられ、作業チャンバ内の空気流が、貫通孔および空隙を通して空気排出ダクトに流れ、空気排出出口を通して戸外に排出される構造である。
【００２６】
さらに望ましくは、本発明により提供される換気装置において、作業チャンバには、空気供給出口のひとつ上側空気バッフルとフードの天井壁との間の空隙に向かって配置された傾斜上部壁が設けられる。
【００２７】
さらに望ましくは、本発明により提供される換気装置において、作業チャンバを照らす作業照明が傾斜上部壁内に設けられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明により提供される換気装置によれば、供給空気流が、空気供給出口から吹き出る前に安定流構造を通過する必要があり、安定流構造上に一直線に設けられた流れ誘導プレートが供給空気流を分割して整え、供給空気流の乱流成分を大幅に削減する。安定流構造に設けられた空気出口誘導プレートが、空気供給出口から吹き出る空気流の方向をさらに設定し、これにより、分割されて整えられた安定空気流が、作業チャンバ内に所望の方向で配送される。作業チャンバ内に設けられた空気供給出口は、均等で安定した空気を作業チャンバ内に供給し、フードの前面開口から作業チャンバ内に入る屋内環境空気流、ならびにフード内の有毒ガス、調理煙霧あるいは粒子等を、空気排出ダクトに均等かつ安定に押し出す。さらに、作業チャンバの外側に設けられた空気供給出口が、空気を下方向鉛直に供給し、下方向に噴き出る空気流が、フードの外側の作業者が有害物質を吸い込む危険をさらに削減し、下方向に噴き出る空気流が「エアカーテン」を形成して、作業チャンバの内側とフードの外側の空気の緩衝体として機能する。３つの空気バッフルの間、および３つの空気バッフルとフードの内壁との間には、空隙が設けられ、従来の換気装置と比較すると、空気流が空気排出ダクトに入るためのさらになる入口を提供し、作業チャンバ内の空気流れが長い上り経路を経ることなく空気排出出口を通って流れることができるようにして、すなわち作業チャンバ内で形成される乱流の可能性を削減して、作業チャンバ内の空気流を空気排出ダクトに流すことができる。本発明による提供される換気装置によると、均等で安定した空気供給および空気排出に基づいて実効的なプッシュプルシステムが作業チャンバ内に成立し、従来の換気装置が必要とする高出力空気排出に頼るよりも、作業チャンバ内の有毒ガスを効果的かつ急速に排気することができる。例を示すと、本発明により提供される換気装置において、空気排出量は、市販されている米国の性能標準に適合する空気供給型の換気装置と比較すると８０％であり、本発明における空気供給量の２／３が空気供給ダクトからのであり、換気装置が配置される屋内空調エネルギ消費を大きく削減する。全体としてのエネルギ削減効果は約８３％になる。本発明により提供される換気装置によると、空気排出量が少なく、空気流が安定であることから、作業雑音が大幅に削減され、最大作業負荷状態での雑音はわずか５０ｄＢである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明による提供される換気装置の望ましい実施形態を示す斜視概略図である。
【図２】図２は、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における空気流方向を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における空気供給ダクトを示す斜視概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態におけるフードの上部の空気供給ダクトを示す斜視概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態におけるフードの上部の空気供給ダクトの正面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第１の空気供給ダクトの近傍の構造を示す斜視概略図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第１の空気供給出口の近傍の構造を示す斜視概略図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第１の空気供給出口の近傍の構造の左側面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第１の空気供給出口の近傍の安定流れ構造の斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第２の空気供給出口の近傍の構造の概略斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第２の空気供給出口の近傍の構造の正面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第２の空気供給出口の近傍の構造の左側面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第２の空気供給出口の近傍の安定流構造の斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第３の空気供給出口の近傍の構造を示す斜視概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第３の空気供給出口の近傍の構造を示す正面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第３の空気供給出口の近傍の構造を示す左側面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における第３の空気供給出口の近傍の安定流構造の斜視図である。
【図８】図８は、本発明により提供される換気装置の実施形態における空気排出ダクトの近傍の構造を示す斜視概略図である。
【図９】図９は、本発明により提供される換気装置の望ましい実施形態における空気排出ダクトを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における空気供給ダクトを示す斜視概略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第１の空気供給出口の近傍の構造を示す斜視概略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第１の空気供給出口の近傍の構造を示す正面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第１の空気供給出口の近傍の構造を示す右側面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第１の空気供給出口の近傍の安定流構造を示す斜視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第２の空気供給出口の近傍の構造を示す斜視概略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第２の空気供給出口の近傍の構造を示す正面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第２の空気供給出口の近傍の構造を示す左側面図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第３の空気供給出口の近傍の安定流構造を示す斜視図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第３の空気供給出口の近傍の構造を示す斜視概略図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第３の空気供給出口の近傍の構造を示す正面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第３の空気供給出口の近傍の構造を示す左側面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、本発明により提供される換気装置の第２の実施形態における第３の空気供給出口の近傍の安定流構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  換気装置  
１０１  フード
１０２  作業チャンバ
１０３  左の側壁
１０４  右の側壁
１０５  後壁
１０６  空気供給入口
１０７  空気排出口
１０８  前窓
１１９  上部パネル
１０６１  空気供給ダクト
１０６２，１０６３，１０６４  分流シート
１０６５  空気流路
１０９  第１の空気供給出口
１１０  第２の空気供給出口
１１１  第３の空気供給出口
１１６  網目格子
１１８  傾斜上部壁
１１９  作業照明
１２０，１２１  安定流構造
１２０１（１２０１ａ，１２０１ｂ，１２０１ｃ，１２０１ｄ，１２０１ｅ）  流れ誘導プレート
１２０１１  空気捕獲プレート
１２０１２ｌ  縦プレート
１２０２  中央分離プレート
１２０３  空気出口誘導プレート
１０７１  空気排出ダクト
１１２  下側空気バッフル
１１３  中央空気バッフル
１１４  上側空気バッフル
１１５  貫通孔
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の望ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。本発明を望ましい実施形態と組み合わせて説明するが、本発明の特徴はこの望ましい実施形態に限定されるものではないと理解される。逆に、本発明の望ましい実施形態との組み合わせた本発明の目的は、他の代替、または変更に及ぶものである。以下の記述は、本発明を深く理解するための、豊富な具体的詳細を含む。さらに、混乱および本発明の要点の欠落を避けるため、いくつかの具体的詳細は記述から省略する。
【００３２】
さらに、以下の記載で使用される「上」、「下」、「左」、「右」、「上」および「底」の各用語は、換気装置が屋内作業者により使用される空間位置を参照して定義され、本発明を制限すると解釈されるべきものではない。さらに、本発明により提供される換気装置の内側および外側の空気流の分布を明確に示すため、矢印がいくつかの添付図面に加えられ、矢印が配置された位置での空気流の方向を示している。
【００３３】
［第１の実施形態］
図１は本発明により提供される換気装置の第１の実施形態の外観を示す斜視図である。図２は、換気装置の作業チャンバ内の空気流の方向を示し、特定の空気流の方向が、配置された位置の種々の矢印で示される。換気装置１００のフード１０１の内側チャンバが、作業チャンバ１０２を形成する。フード１０１は、左の側壁１０３、右の側壁１０４、後壁１０５および前窓１０８を備える。前窓１０８は、開いた時に、屋内環境に開いた前面開口を形成する。フード１０１の上部には、供給空気流を供給空気流を空気供給ダクト１０６１に提供する空気供給入口１０６と、排気ダクト１０７１に入った空気流を屋外に排出する空気排出口１０７と、が設けられる。
【００３４】
図３は、換気装置１００内の空気供給ダクト全体の外部構造を示す図である。フード１００には、３つの空気供給出口が設けられる。第１の空気供給出口１０９は、作業チャンバ１０２の前面開口の上部の、作業チャンバ１０２の内側に配置され、図２に示すように、空気を、作業チャンバの内側に向けて斜め下方向に供給する。第２の空気供給口１１０は、作業チャンバ１０２の前面開口の下部に配置され、図２に示すように、空気を、作業チャンバの内側に向けて供給する。第３の空気供給口１１１は、作業チャンバ１０２の前面開口の上部の、作業チャンバ１０２の外側に配置され、図２に示すように、空気を下方向に鉛直に供給する。供給空気流がフードの上端に配置された空気供給入口１０６からフードの空気供給ダクトに入った後の空気流の特定の方向を明確に示すため、図４Ａおよび図４Ｂは、フード１０１の上端パネル１１９が開いたときの、空気供給入口１０６の近くの空気供給ダクト１０６１の構成を示す。図４に示すように、空気供給入口１０６から下方向に鉛直に供給された後、供給空気流は、空気供給入口１０６の下で、分流シート１０６４により、２つの流路Ａ，Ｂに分けられ、フードの左側と右側とに流れ、その後、フードの左側壁および右側壁の近くの位置で、供給空気流が、分流シート１０６２により、再び２つの流路、すなわち前方流路と後方流路に分けられ、すなわち、左流路空気流Ａが、分流シート１０６２により、前方流路空気流Ａ１と後方流路空気流Ａ２とに分けられ、左流路空気流Ａが、分流シート１０６２により、前方流路空気流Ｂ１と後方流路空気流Ｂ２とに分けられ、それぞれ左右の側壁１０３、１０４で冷やされた後、前方流路空気流Ａ１，Ｂ１は、側壁と対応する空気供給ダクト壁とにより制限され、その結果、前方向に向きが変えられ、そこで、それらが再び分流シート１０６３により左流路と右流路とに分けられ、空気流Ａ１は空気流Ａ１１と空気流Ａ１２とに分けられ、空気流Ｂ１は空気流Ｂ１１と空気流Ｂ１２とに分けられ、空気流Ａ１１と空気流Ｂ１１とは、それぞれフードの左端および右端から第３の空気供給出口近傍の空気供給ダクトに流れ、空気流Ａ１２と空気流Ｂ１３とは、それぞれフードの左端および右端から第１の空気供給出口近傍の空気供給ダクトに流れ、換気装置１００のフード側壁１０３，１０４が、中空二層構造であり、後方経路空気流Ａ２，Ｂ２が、左右の側壁１０３、１０４で冷やされた後に下方向に流れ、中空構造の側壁により、第２の空気供給出口に向けて近づくように導かれる。
【００３５】
換気装置１００には、２つの定常流構造が各空気供給出口の内側に設けられ、供給空気流が空気供給出口から吹き出る前に、乱流を整流して空気流方向を制御し、その結果、各空気供給出口から流れ出る供給空気が、所定の方向に沿って流れるのを確実にする。図５は、第１の空気供給出口１０９の近傍の概要図である。図５Ａに示すように、鏡面対称の２つの安定流構造１２０，１２１を通って流れた後、フードの左側および右側からの供給空気流Ａ１２およびＢ１２は、安定流構造により複数の空気流路に分割され、最終的に、空気供給出口１０９から吹き出る。
【００３６】
安定流構造１２０、１２１の構造を図５Ｄに示す。２つの安定流構造１２０，１２１は、左右鏡面対称に配置され、各安定流構造は、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレート１２０１を有する。各流れ誘導プレート１２０１は、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレート１２０１１と、Ｌ字型の他方の側となる縦プレート１２０１２とを含む。すべての流れ誘導プレート１２０１は、ひとつの直線内に配置され、流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２は、互いに平行に配置される。流れ誘導プレートの空気捕獲プレート１２０１１は、空気流が入る方向に向いている。流れ誘導プレートのすべての縦プレート１２０１２の終端は、互いに一列に並び、縦プレートの長さは、空気流が入る方向に沿って増加している。流れ誘導プレート１２０１のすべての両側は、空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路１０６５に向かうように流れ誘導プレートにより分離された空気流路を形成し、そして縦プレートに沿って流出するように、空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結される。
【００３７】
さらに、中央分離プレート１２０２が、上述の２つの安定流構造１２０，１２１の間に設けられる。この中央分離プレート１２０２は、上述の直線の中央位置に、すべての流れ誘導プレートの縦プレートと平行に、中央分離プレートのそれぞれの側部が、左方向および右方向からの安定流構造に入る供給空気流が互いに分離されるように、継ぎ目無しに空気供給ダクト壁に連結されて配置される。
【００３８】
望ましくは、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１、および中央分離プレート１２０２が、一定の間隔でひとつの直線内に配置され、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１の高さが、空気流が入る方向に沿って等差で増加する（１２０１ａから１２０１ｅ）。
【００３９】
さらに、安定流れ構造１２０，１２１は、円弧状の２つの（共通に用いられる）空気出口誘導プレート１２０３を備える。この空気出口誘導プレート１２０３は、空気供給出口からの空気流吹き出しの方向を変化させるように、すべての流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２と直交する。
【００４０】
より望ましくは、空気供給出口１０９に、それを覆う網目格子１１６が設けられる。
【００４１】
安定流れ構造の各流れ誘導プレート１２０１の両側、および中央分離プレート１２０２のすべての側部が、図５Ａに示すように、継ぎ目無しに空気供給ダクト壁に連結されている。これにより、供給空気流Ａ１２，Ｂ１２は、安定流構造１２０の左端および安定流構造１２１の右端から流入した後、流れ誘導プレートの流れ捕獲プレート１２０１１により異なる高さでそれぞれ、流れ誘導プレートおよび空気供給ダクト壁により構成される空気流路１０６５に捕獲される。空気流の方向が変化する場所では、捕獲プレート１２０１１が、空気流の方向を滑らかに変化させて乱流の形成を最大限に防止するため、円弧表面に設計されている。図５Ｂおよび図５Ｃは、第１の空気供給出口１０９に近接する構造の、それぞれ前面図および左側面図である。安定流構造１２０，１２１は、双方共に、５つの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１ｅが設けられる。これらの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１は、高さが１２０１ｅから１２０１ａに徐々に減少する。この減少構造により、供給空気流Ａ１２およびＢ１２が、異なる高さを有する流れ誘導プレートにより捕獲され、それらが中央プレート１２０２に向かって流れるので、６枝に分割され、それぞれ対応する流れ誘導プレートのＬ字構造に沿って下方向に流れる。供給空気流Ａ１２，Ｂ１２は、それぞれ６つの空気流路に分割された後、それらの流速が減少し、乱流のほとんどが流れ誘導プレートにより均一な層流に修正され、すべての流れ誘導プレートの縦プレートに直交して空気供給出口１０９の内側に設けられた円弧状の空気出口誘導プレート１２０３により、図５Ｃに示される矢印で指示される方向に方向変えさせられ、空気供給出口１０９から斜め下方向に作業チャンバ内に吹き込む。供給空気流は、これらの方向で、作業チャンバの中央部近傍の内側にある有毒ガスを効率的に押す。空気供給出口１０９に配置された網目格子１１６は、供給空気流をさらに拡散し、これにより、均一で安定な層状の空気流が、確実に、空気供給出口１０９から作業チャンバに供給される。
【００４２】
図６は、第２の空気供給出口１１０の近傍の構造の概略図である。図６Ａに示すように、フードの左右側部の中空側壁１０３，１０４を通して、フードの左側および右側から流れ込む供給空気流Ａ２，Ｂ２が、２つの対称な安定流構造１２０，１２１を通って流れた後に、これらの安定流構造により、複数の空気流路に分割され、最終的に、安定流構造１２０の空気出口誘導プレートの方向に沿って、空気供給出口１１０から吹き出される。
【００４３】
安定流構造１２０、１２１の構造を図６Ｄに示す。２つの安定流構造１２０，１２１は、左右鏡面対称に配置され、各安定流構造は、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレート１２０１を有する。各流れ誘導プレート１２０１は、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレート１２０１１と、Ｌ字型の他方の側となる縦プレート１２０１２とを含む。すべての流れ誘導プレート１２０１は、ひとつの直線内に配置され、流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２は、互いに平行に配置される。流れ誘導プレートの空気捕獲プレート１２０１１は、空気流が入る方向に向いている。流れ誘導プレートのすべての縦プレート１２０１２の終端は、互いに一列に並び、縦プレートの長さは、空気流が入る方向に沿って増加している。流れ誘導プレート１２０１のすべての両側は、空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路１０６５に向かうように流れ誘導プレートにより分離された空気流路を形成し、そして縦プレートに沿って流出するように、空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結される。
【００４４】
さらに、中央分離プレート１２０２が、上述の２つの安定流構造１２０，１２１の間に設けられる。この中央分離プレート１２０２は、上述の直線の中央位置に、すべての流れ誘導プレートの縦プレートと平行に、中央分離プレートのそれぞれの側部が、左方向および右方向からの安定流構造に入る供給空気流が互いに分離されるように、継ぎ目無しに空気供給ダクト壁に連結されて配置される。
【００４５】
望ましくは、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１、および中央分離プレート１２０２が、一定の間隔でひとつの直線内に配置され、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１の高さが、空気流が入る方向に沿って等差で増加する（１２０１ａから１２０１ｅ）。
【００４６】
さらに、安定流れ構造１２０，１２１は、円弧状の２つの（共通に用いられる）空気出口誘導プレート１２０３を備える。この空気出口誘導プレート１２０３は、空気供給出口からの空気流吹き出しの方向を変化させるように、すべての流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２と直交する。
【００４７】
より望ましくは、空気供給出口１１０に、この空気供給出口１１０を覆う網目格子１１６が設けられ、この網目格子１１６の外側にこの網目格子１１６を覆う網目スクリーンが設けられる。この網目スクリーンの各網目は、網目格子の網目より小面積である。研究実験作業者のような操作者が頻繁に空気供給出口１１０の前に立って装置を操作するので、小さい網目の網目スクリーンは、上記の空気供給出口に落下する異物を防止することができる。
【００４８】
安定流れ構造の各流れ誘導プレート１２０１の両側、および中央分離プレート１２０２のすべての側部が、図６Ａに示すように、継ぎ目無しに空気供給ダクト壁に連結されている。これにより、供給空気流Ａ１２，Ｂ１２は、安定流構造１２０の左端および安定流構造１２１の右端から流入した後、流れ誘導プレートの流れ捕獲プレート１２０１１により異なる高さでそれぞれ、流れ誘導プレートおよび空気供給ダクト壁により構成される空気流路１０６５に捕獲される。空気流の方向が変化する場所では、捕獲プレート１２０１１が、空気流の方向を滑らかに変化させて乱流の形成を最大限に防止するため、円弧表面に設計されている。図６Ｂおよび図６Ｃは、第２の空気供給出口１１０に近接する構造の、それぞれ前面図および左側面図である。安定流構造１２０，１２１は、双方共に、５つの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１ｅが設けられる。これらの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１は、高さが１２０１ｅから１２０１ａに徐々に減少する。この減少構造により、供給空気流Ａ１２およびＢ１２が、異なる高さを有する流れ誘導プレートにより捕獲され、それらが中央プレート１２０２に向かって流れるので、６枝に分割され、それぞれ対応する流れ誘導プレートのＬ字構造に沿って下方向に流れる。供給空気流Ａ２，Ｂ２は、それぞれ６つの空気流路に分割された後、それらの流速が減少し、乱流のほとんどが流れ誘導プレートにより均一な層流に修正され、すべての流れ誘導プレートの縦プレートに直交して空気供給出口１０９の内側に設けられた円弧状の空気出口誘導プレート１２０３により、図５Ｃに示される矢印で指示される方向に方向変えさせられ、空気供給出口１１０から斜め上方向に作業チャンバ内に吹き込む。供給空気流は、これらの方向で、作業チャンバの中央部近傍の内側にある有毒ガスを効率的に押す。空気供給出口１１０に配置された網目格子１１６および網目スクリーン１１７は、供給空気流をさらに拡散し、これにより、均一で安定な層状の空気流が、確実に、空気供給出口１１０から作業チャンバに供給される。
【００４９】
図７は、第３の空気供給出口１１１の近傍の構造の概略図である。図７Ａに示すように、フードの左右側部の中空側壁１０３，１０４を通して、フードの左側および右側から流れ込む供給空気流Ａ１１，Ｂ１１が、２つの対称な安定流構造１２０，１２１を通って流れた後に、これらの安定流構造により、複数の空気流路に分割され、最終的に、安定流構造１２０の空気出口誘導プレートの方向に沿って、空気供給出口１１１から吹き出される。
【００５０】
安定流構造１２０、１２１の構造を図７Ｄに示す。２つの安定流構造１２０，１２１は、左右鏡面対称に配置され、各安定流構造は、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレート１２０１を有する。各流れ誘導プレート１２０１は、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレート１２０１１と、Ｌ字型の他方の側となる縦プレート１２０１２とを含む。すべての流れ誘導プレート１２０１は、ひとつの直線内に配置され、流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２は、互いに平行に配置される。流れ誘導プレートの空気捕獲プレート１２０１１は、空気流が入る方向に向いている。流れ誘導プレートのすべての縦プレート１２０１２の終端は、互いに一列に並び、縦プレートの長さは、空気流が入る方向に沿って増加している。流れ誘導プレート１２０１のすべての両側は、空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路１０６５に向かうように流れ誘導プレートにより分離された空気流路を形成し、そして縦プレートに沿って流出するように、空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結される。
【００５１】
さらに、中央分離プレート１２０２が、上述の２つの安定流構造１２０，１２１の間に設けられる。この中央分離プレート１２０２は、上述の直線の中央位置に、すべての流れ誘導プレートの縦プレートと平行に、中央分離プレートのそれぞれの側部が、左方向および右方向からの安定流構造に入る供給空気流が互いに分離されるように、継ぎ目無しに空気供給ダクト壁に連結されて配置される。
【００５２】
望ましくは、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１、および中央分離プレート１２０２が、一定の間隔で直線上に配置され、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１の高さが、空気流が入る方向に沿って等差で増加する（１２０１ａから１２０１ｅ）。
【００５３】
さらに、安定流れ構造１２０，１２１は、円弧状の２つの（共通に用いられる）空気出口誘導プレート１２０３を備える。この空気出口誘導プレート１２０３は、空気供給出口からの空気流吹き出しの方向を変化させるように、すべての流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２と直交する。
【００５４】
より望ましくは、空気供給出口１０９に、空気供給出口を覆う網目格子１１６が設けられる。
【００５５】
安定流れ構造の各流れ誘導プレート１２０１の両側、および中央分離プレート１２０２のすべての側部が、図７Ａに示すように、継ぎ目無しに空気供給ダクト壁に連結されている。これにより、供給空気流Ａ１１，Ｂ１１は、安定流構造１２０の左端および安定流構造１２１の右端から流入した後、流れ誘導プレートの流れ捕獲プレート１２０１１により異なる高さでそれぞれ、流れ誘導プレートおよび空気供給ダクト壁により構成される空気流路１０６５に捕獲される。空気流の方向が変化する場所では、捕獲プレート１２０１１が、空気流の方向を滑らかに変化させて乱流の形成を最大限に防止するため、円弧表面に設計されている。図７Ｂおよび図７Ｃは、第３の空気供給出口１０９に近接する構造の、それぞれ前面図および左側面図である。安定流構造１２０，１２１は、双方共に、５つの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１ｅが設けられる。これらの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１は、高さが１２０１ｅから１２０１ａに徐々に減少する。この減少構造により、供給空気流Ａ１１およびＢ１１が、異なる高さを有する流れ誘導プレートにより捕獲され、それらが中央プレート１２０２に向かって流れるので、６枝に分割され、対応する流れ誘導プレートのＬ字構造に沿って下方向に流れる。供給空気流Ａ１１，Ｂ１１は、それぞれ６つの空気流路に分割された後、それらの流速が減少し、乱流のほとんどが流れ誘導プレートにより均一な層流に修正され、すべての流れ誘導プレートの縦プレートに直交して空気供給出口１１１の内側に設けられた円弧状の空気出口誘導プレート１２０３により、図７Ｃに示される矢印で指示される方向に方向変えさせられ、空気供給出口１１１から下方向に作業チャンバ内に吹き込む。この下方向に吹き込む空気流は、フード操作者の呼吸領域に配置れ、これが、操作者が有害物質を吸い込む危険をさらに削減し、加えて、空気供給出口１１１から下方向に吹き出る空気流が「エアカーテン」を形成し、作業チャンバ１０２の内側とフードの外側の空気の緩衝体として機能し、溢れ出しの危険を有効に防止する。空気供給出口１１１に配置された網目格子１１６は、供給空気流をさらに拡散し、これにより、均一で安定な層状の空気流が、空気供給出口１１１から作業チャンバに確実に供給される。
【００５６】
図８は、換気装置１００の空気排出ダクト１０７１の、換気装置１００の側壁の一部を取り除いた状態の構成を示す。作業チャンバ１０２の内側のフードの後壁の近傍には、３つの空気バッフル、すなわち上側空気バッフル１１４、中央空気バッフル１１３および下側空気バッフル１１２が設けられ、排気ダクト１０７１は、フードとこれらの３つの空気バッフルとにより構成される。下側空気バッフル１１２は、そこに開けられた複数の貫通孔１１５を有し、この複数の貫通孔１１５は、下側空気バッフル１１２の左右の幅方向全体に分布する。中央空気バッフル１１３は、下側空気バッフル１１２の上に、フードの後壁１０５に向かう方向に斜めに配置される。上側空気バッフル１１４は、中央空気バッフル１１３の上に、フードの上側壁に向かって斜めに配置される。３つの空気バッフルの間、および３つの空気バッフルとフードの内側壁との間に、空隙が設けられる。作業チャンバ内の空気流は、貫通孔１１５および空隙を通して空気排出ダクトに流れ、空気排出口１０７を通して戸外に排出される。従来技術の換気装置では、空気は単に、作業チャンバの下部の孔および作業チャンバの上部の空気排出口を通して排出されるだけである。このため、作業チャンバの中央部の空気は、作業チャンバの上部の空気排出口から排出されるために長い上昇経路を通る必要がある。このため従来の換気装置では、高出力排気が必要となり、それに加えて、大きな排出口領域の周囲の高速排気が、排出口領域の近傍に乱流を引き起こしてしまう。本発明の換気装置１００によれば、底部の貫通孔１１５に加え、複数の水平に延びる排出空隙が設けられており、これにより、作業チャンバ内の異なる高さの空気流れが急速に空気排出ダクト１０７１に流れることができ、長い上昇経路を経ること無く排出され、排出パワーエネルギ消費を削減できる。本発明の実施形態の換気装置１００では、複数の空隙が大きな排出口領域の代わりとなり、空気排出ダクトに入る空気流を分割し、乱流の発生を防ぎ、排出空気流を安定化する。さらに、排気空隙が水平に延びるので、作業チャンバ内の空気流は、ほぼ水平な供給空気流により表面に平行なほぼ水平形状に押され、これにより、実効的なプッシュプル空気流システムが確立される。
【００５７】
図２の矢印が、本発明の換気装置のフードに、空気がどのように流れ込み、通過し、出て行くかを示す。供給空気流は、矢印で示される方向に沿って、空気供給入口１０６から空気供給ダクト１０６１に入り、空気供給出口１０９，１１０および１１１にそれぞれ流れ込み、作業チャンバ１０２に入る。一方、環境空気の一部も前面開口から前面開口に垂直に空気チャンバに入る。矢印で示すように、作業チャンバ１０２に入った後、空気は、供給空気流と排出空気流とにより、空気排出ダクト１０７１に向けて均等に、押され、かつ引っぱられる。そして、矢印で示される方向に沿って、フードの上部で空気排出口１０７から排出される。この技術における技術作業者であれば明確に理解できることであるが、空気流に関して、流れる領域の変化が流速に変化を引き起こす。したがって、前面開口から入った空気は、作業チャンバ１０２に入ると、その速度が低下し、空気排出口に近づくと、速くなる。この流速の変化は、空気供給および空気排出の均一で安定なプッシュプルシステムを維持する助けとなる。安定流構造が各空気供給出口に設けられるので、各空気供給出口から作業チャンバ１０２内に入る供給空気流はすべて層流となり、これにより、必要とされる供給空気の量を大きく削減できると共に、フード内の空気により形成される乱流の危険を削減できる。さらに、この実施形態では、作業チャンバ１０２が、第１の空気供給出口１０９から最も上の排出空隙に向かって傾斜する傾斜上部壁１１８を備える。この傾斜上部壁１１８は、その両側がフードの左右の側壁１０３、１０４に連結され、その底端が第１の空気供給出口１０９の上端に連結され、その上端が上部壁に連結される。高排出量で動作する排出装置により、従来のフュームフード（ドラフトチャンバ）では、作業チャンバの内側上部位置に渦が形成され、有毒かつ有害なガスを排出できなくなる。傾斜上部壁１１８を設けることにより、渦が拡張することを防止でき、作業チャンバ１０２内側上部の第１の空気供給出口１０９から供給される層流の空気流と組み合わせて、フード内の空気流が空気排出領域に向かって、傾斜壁に沿ってゆっくりと均等に上昇することを可能とする。傾斜上部壁１１８の角度および形状は、作業チャンバ１０２内の空気の有害物質が溢れ出ることを制御および防止する助けとなるように設計され、作業チャンバ１０２の上部での渦の形成の可能性を削減するように設計される。一方、傾斜上壁はまた、作業チャンバの他の位置に作業用照明を設置する必要が無く、単純で簡潔な、作業チャンバを照らすためフラットパネル作業照明が設けられる。
【００５８】
［第２の実施形態］
以上では、左右対称配置の２つの安定流構造が設けられた換気装置を説明したが、当業者であれば、本発明の趣旨に基づいて、各空気供給出口に安定流構造をひとつだけ設けた換気装置を提供することができる。図９は、この種の換気装置の空気供給ダクトの外部構造の概略図を示す。第１の実施形態と同様に、フード１０１には３つの空気供給出口が設けられる。第１の空気供給出口１０９は、作業チャンバ１０２の前面開口の上部の、作業チャンバ１０２の内側に配置され、図２に示すように、空気を、作業チャンバの内側に向けて斜め下方向に供給する。第２の空気供給口１１０は、作業チャンバ１０２の前面開口の下部に配置され、図２に示すように、空気を、作業チャンバの内側に向けて供給する。第３の空気供給口１１１は、作業チャンバ１０２の前面開口の上部の、作業チャンバ１０２の外側に配置され、図２に示すように、空気を下方向に鉛直に供給する。供給空気流がフードの上端に配置された空気供給入口１０６からフードの空気供給ダクトに入った後の空気流の特定の方向を明確に示すため、図１０は、フード１０１の上端パネル１１９が開いたときの、空気供給入口１０６の近くの空気供給ダクト１０６１の構成を示す。空気供給入口１０６から下方向に鉛直に供給された後、供給空気流は、空気供給入口１０６の下で、２つの流路Ａ，Ｂに分けられ、フードの左側と右側とに流れる。側壁により方向が変えられた後、経路Ａの空気流が第３の空気供給出口に接続され、フードの左側から右方向に吹き出る。右側の経路Ｂの空気流は、分流シート１０６２により、フードの右の側壁近傍の位置で、再び２つの経路、すなわち前方流路Ｂ１と後方流路Ｂ２とに分離される。前方流路Ｂ１の空気流は、空気供給ダクトを通って、第１の空気供給出口に配送され、フードの右側から、第１の空気供給出口の内側に配置された安定流構造に、左方向に吹き出る。後方流路Ｂ２の空気流は、フードの中空側壁１０４に導かれ、右の側壁１０４により、第２の空気供給出口の近傍に配送され、フードの右側から第２の空気供給出口の内側の安定流構造に、左方向に吹き出る。
【００５９】
上述の排気装置１００には、各空気供給出口の内側にひとつの安定流構造が設けられ、空気供給出口から供給空気流が吹き出る前に、乱流を調整し、空気流の方向を制御し、これにより、各空気供給出口から吹き出る供給空気が所定の方向に沿って安定な流れとなることを、確実にする。図１１は、第１の空気供給出口１０９の近傍の構造の概略図である。図１１Ａに示すように、安定流構造１２０を通って流れた後、フードの右側からの供給空気流Ａ１２およびＢ１２は、安定流れ構造により複数の空気流路１０６５に分割され、空気出口誘導プレート１２０３により、空気供給出口１０９から最終的に吹き出る。
【００６０】
安定流構造１２０の構造を図１１Ｄに示す。この安定流構造１２０は、実質的にＬ字型の複数の流れ誘導プレート１２０１を有する。各流れ誘導プレート１２０１は、Ｌ字型の一方の側となる空気捕獲プレート１２０１１と、Ｌ字型の他方の側となる縦プレート１２０１２とを含む。すべての流れ誘導プレート１２０１は、ひとつの直線内に配置され、流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２は、互いに平行に配置される。流れ誘導プレートの空気捕獲プレート１２０１１は、空気流が入る方向に向いている。流れ誘導プレートのすべての縦プレート１２０１２の終端は、互いに一列に並び、縦プレートの長さは、空気流が入る方向に沿って増加している。流れ誘導プレート１２０１のすべての両側は、空気捕獲プレートからそれぞれの空気流路１０６５に向かうように流れ誘導プレートにより分離された空気流路を形成し、そして縦プレートに沿って流出するように、空気流ダクトを構成する壁に継ぎ目無しに連結される。
【００６１】
望ましくは、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１、および中央分離プレート１２０２が、一定の間隔で直線上に配置され、２つの安定流構造１２０，１２１のすべての流れ誘導プレート１２０１の高さが、空気流が入る方向に沿って等差で増加する（１２０１ａから１２０１ｅ）。
【００６２】
さらに、安定流れ構造１２０，１２１は、円弧状の２つの（共通に用いられる）空気出口誘導プレート１２０３を備える。この空気出口誘導プレート１２０３は、空気供給出口からの空気流吹き出しの方向を変化させるように、すべての流れ誘導プレートの縦プレート１２０１２と直交する。
【００６３】
より望ましくは、空気供給出口１１１に、空気供給出口を覆う網目格子１１６が設けられる。
【００６４】
安定流れ構造の各流れ誘導プレート１２０１の両側が、図１１Ａに示すように、継ぎ目無しに空気供給ダクト壁に連結されている。これにより、供給空気流Ａ１２，  Ｂ１２は、安定流構造１２０の左端および安定流構造１２１の右端から流入した後、流れ誘導プレートの流れ捕獲プレート１２０１１により異なる高さでそれぞれ、流れ誘導プレートおよび空気供給ダクト壁により構成される空気流路１０６５に捕獲される。空気流の方向が変化する場所では、捕獲プレート１２０１１が、空気流の方向を滑らかに変化させて乱流の形成を最大限に防止するため、円弧表面に設計されている。図１１Ｂおよび図５Ｃは、第１空気供給出口１０９に近接する構造の、それぞれ前面図および左側面図である。安定流構造１２０，１２１は、双方共に、５つの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１ｅが設けられる。これらの流れ誘導プレート１２０１ａ−１２０１は、高さが１２０１ｅから１２０１ａに徐々に減少する。この減少構造により、供給空気流Ａ１２およびＢ１２が、異なる高さを有する流れ誘導プレートにより捕獲され、それらが中央プレート１２０２に向かって流れるので、６枝に分割され、それぞれ対応する流れ誘導プレートのＬ字構造に沿って下方向に流れる。供給空気流Ａ１２，Ｂ１２は、それぞれ６つの空気流路に分割された後、それらの流速が減少し、乱流のほとんどが流れ誘導プレートにより均一な層流に修正され、すべての流れ誘導プレートの縦プレートに直交して空気供給出口１０９の内側に設けられた円弧状の空気出口誘導プレート１２０３により、図１１Ｃに示される矢印で指示される方向に方向変えさせられ、空気供給出口１０９から斜め下方向に作業チャンバ内に吹き込む。供給空気流は、これらの方向で、作業チャンバの中央部近傍の内側にある有毒ガスを効率的に押す。空気供給出口１０９に配置された網目格子１１６は、供給空気流をさらに拡散し、これにより、均一で安定な層状の空気流が、空気供給出口１０９から作業チャンバに確実に供給される。
【００６５】
同様に、第２および第３の空気供給出口１１０、１０１の近傍の安定流構造および対応する位置における空気流の方向を図１２Ａ−１２Ｄ、図１３Ａ−１３Ｄに示す。２つの空気供給出口のそれぞれには、供給空気流が空気供給出口から吹き出る前の空気供給出口の内側に、１つの安定流構造１２０が設けられ、供給空気流が吹き出る方向が異なるように、各空気供給出口内の安定流構造は異なって設定されてもよい。図１２１Ａ−１２Ｄ、１３Ａ−１３Ｄから、および第１の実施形態における第１、第２および第３の空気供給出口の近傍の安定流構造に関する記述および第２の実施形態における第１の空気供給出口の近傍の安定流構造に関する記述に基づいて、当業者であれば、第２および第３の空気供給出口内の空気流の方向については明確かつ正確に理解できるので、その説明はここでは省略する。安定流れ構造を通って第２および第３の空気供給出口内に吹き出た後、供給空気は、安定流構造により空気供給出口に向けられ、図２Ａに示す空気供給出口で、対応する方向に沿って均等かつ安定に吹き出る。
【００６６】
望ましい実施形態について以上に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲から外れることなく得られる種々の修正も、本発明の範囲に属する。例えば、換気装置の安定流構造内の流れ誘導プレートの数は、具体的な要求に依存して、適宜増加あるいは減少させることができる。さらに、上述の実施形態では、２つの空気供給出口がフードの上部に設けられ、フードの下部には１つの供給出口が設けられ、空気排出ダクトがフードの上部のフードの後壁の近くに設けられている。しかしながら、空気供給出口および空気排出ダクトの配置および数は、作業チャンバ内にプッシュプル空気流パターンが形成される限り、この構成に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【国際調査報告】
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