(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前/後/左/右の側面と上面は閉鎖され、下面は開放された構造であり、上面はアーチ型の構造で形成されたケース;
前記ケースの左側面と右側面にそれぞれ設けられ、前記ケースの内部に流入した空気が排出される流路を形成する排出ダクト;及び
前記ケースの背面と上面にそれぞれ1つ以上設けられ、前記ケースの内面に対する接線方向に空気を噴射して、前記ケースの内部に水平な旋回軸を中心に回転する渦流を発生させる多数の空気噴射部を含み、
前記空気噴射部は、前記ケースに形成された取り付けホールに組み立てられ、外部の空気供給源と接続して、前記空気供給源から供給される空気を前記ケースの内面に対する接線方向に噴射する空気噴射ユニットを含み、
前記空気噴射ユニットは、
前記取り付けホールの周辺に密着したままでボルトによって前記ケースに組み立てられるフランジを備え、前記空気供給源と接続して、前記空気供給源から供給される空気が流入するチャンバーを形成し、前記ケースの内側方向に位置する側面が開放した構造で形成されたユニットケース;
前記ユニットケースに設けられ、前記ユニットケースの内部に流入する空気を前記ケースの内部で分散させる分散プレート;及び
前記ユニットケースの開放した側面を閉鎖するように設けられ、その一部が前記ユニットケースから離隔して、前記ユニットケースの内部に流入した空気を前記ケースの内面に対する接線方向に噴射するノズル構造を形成するノズルプレートを含むことを特徴とする渦流式排出フード。
【請求項２】
前記分散プレートは、前記ユニットケースのフランジを前記ケースに組み立てる前記ボルトによって、前記ケースに固定されるフランジ部と、前記フランジ部から前記ユニットケースの内部に延長するように形成されて空気を分散させる空気分散部とを含み、
前記ノズルプレートは、前記ユニットケースのフランジを前記ケースに組み立てる前記ボルトによって前記ケースに固定されるフランジ部が上端部と下端部にそれぞれ形成され、両フランジ部の間には、前記空気分散部を経た空気を前記ノズル構造に誘導する空気誘導部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の渦流式排出フード。
【請求項３】
前記空気分散部は、前記ノズルプレートから離れる方向に傾斜するように形成され、
前記空気誘導部は、前記分散プレートから離れる方向に凸に曲がった断面構造で形成されることを特徴とする請求項２に記載の渦流式排出フード。
【請求項４】
前記分散プレートのフランジ部と前記ノズルプレートの上端部のフランジ部との間には、該両フランジ部を離隔させるスペーサーが設けられ、前記ノズルプレートの上端部のフランジ部を前記ケースの内面から離隔させることを特徴とする請求項２に記載の渦流式排出フード。
【請求項５】
前記スペーサーは、前記ボルトが貫通するように前記ノズルプレートの上端部のフランジ部に形成されたホールの周辺部を前記分散プレートの方向に突出するように形成して、前記スペーサーを前記ノズルプレートに一体的に形成したことを特徴とする請求項４に記載の渦流式排出フード。
【請求項６】
前記空気分散部は、前記ユニットケースの内部に流入する空気と向き合ったままで前記ユニットケースの長さ方向に延長した構造を有し、
底端は、前記ユニットケースの内側底面から離隔するように設けられ、前記底端は、前記ユニットケースに形成された空気流入口に最も近い部分が、前記ユニットケースの内側底面に最も近く、前記空気流入口から離れれば離れるほど、前記ユニットケースの内側底面から離れるように傾斜して形成されたことを特徴とする請求項２に記載の渦流式排出フード。
【請求項７】
前記排出ダクトは、
前記ケースの左側面に設けられた左側排出ダクト;および
前記左側排出ダクトと対称の構造を有するように、前記ケースの右側面に設けられた右側排出ダクトを含み、
前記左側排出ダクトと前記右側排出ダクトは、前記ケースの外側で互いに接続し、単一の排出ダクトを形成することを特徴とする請求項１に記載の渦流式排出フード。
【請求項８】
前記ケースの左側面と右側面にそれぞれ形成され、前記左側排出ダクトと前記右側排出ダクトに接続する排出口の中心は、前記ケースの内部で発生する渦流の旋回軸と一致するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の渦流式排出フード。
【請求項９】
前記ケースの背面の長さは、前面の長さよりも大きく、
前記ケースの前面と背面とが非対称構造であることを特徴とする請求項１に記載の渦流式排出フード。
【請求項１０】
前記空気噴射部は、前記ケースの内面に対する接線方向に噴射される空気が前記ケースの背面から上面方向に及び上面から前面方向に流動するように、空気を噴射して、前記ケースの内部で発生する渦流が背面から上面を経て前面につながる方向に旋回することを特徴とする請求項１に記載の渦流式排出フード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大規模の産業現場で発生する粉塵やヒュームなどの汚染物質が含まれた空気を吸入して作業場の外部に排出する渦流式排出フードに関するものであって、より詳細には、機械的に動作する部分がなく、フードの内部に噴射される空気による渦流がフード内部に発生してフードの内部や周辺の汚染空気を強い吸引力で吸引・排出することができ、フード内部に空気を噴射するための構造をユニット化してフードの製造およびメンテナンスが容易な渦流式排出フードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、製鉄所、鋳物工場、石炭火力発電所、米穀総合処理場、セメント工場などの大規模の産業現場では、粉塵やヒュームなどの物質が含まれた汚染空気が大量に発生し、これらの汚染空気は、作業者の健康に直接的に影響を与えることはもちろんであり、作業場およびその周辺の環境を汚染させる原因となっている。
【０００３】
したがって、汚染物質が発生するエリアにフードを設置し、汚染空気を強制的に吸引・排出するようになっている。なお、フードに吸入される汚染空気は、排出ダクトを介して作業場の外部に設置されている集塵機に送られ、集塵機は、汚染空気中の汚染物質をろ過した後、ろ過された空気を大気に放出することになっている。
【０００４】
一方、従来のフードは、空気吸入口の断面形状が円形または四角形になっており、上部になればなるほどその端面積が小さくなる形状となっている。また、フードの上端部には、空気を排出する排出ダクトの一端が接続され、前記排出ダクトの他端には、ブロワーのような空気排出装置が設けられる。
【０００５】
このような従来のフードは、空気排出装置の稼働により発生する吸引力を利用して、汚染空気をフードの内部に吸引・排出するようになっており、フードに流入する空気の流線分布がフードの内部と下方空間に限ることから、局所エリアの空気のみが排出され、フードの外部周辺の空間にある汚染空気は排出できないことになり、汚染空気の排出効率が低いという問題点がある。
【０００６】
上記のような問題点を解決するべく、いくつかの方案が提案されている。
【０００７】
日本公開特許公報の第1989-38540号には、4本の支柱から空気流を吐出することにより、螺旋状の上昇渦流を発生させ、当該空間の中心部で上昇渦流に直交する方向に吸気作用を起すようにしたものが提案されている。
【０００８】
しかし、上記特許文献に開示された技術は、排出ダクトに連続する吸入口の断面形状が円形である排気フードの排気口の中心に対する接線方向に空気を吐出するものであって、下方側の底方向に空気を噴出する空気吹出口や吸気のためのブレードを多数設ける必要があるものであり、構造が複雑で、動作する部品を駆動する動力の供給が求められ、駆動力の稼働に伴う騒音が発生する欠点を有する。
【０００９】
一方、米国登録特許US6,851,421  B2及び米国特許公開US2007/0015449  A1には、レンジ下部から垂直上方に低速噴出されるエアジェットによって発生する渦流の影響により、レンジから発生するヒュームがレンジを離れることなく、フードに吸引されて排出される構成が開示されているが、排気がフード下方の空間に制限される欠点がある。
【００１０】
このように、従来のいくつかの方案は、レンジフードの底端に遠心ファンを設けたり、ガイドベーンを設けるか、レンジの前面に、エアカーテン方式の空気の流れでスウォーリング（Swirling）を誘発したり、円錐形フードの側面にある円形ダクトに供給される空気によるスワール発生およびフード上部に設けられた一つのダクトにて空気が排出される構造及び方式となっており、排出される空気がフード下方の空間に制限され、フード周りの空間にある汚染空気を排出できないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】日本公開特許公報第1989-38540号（1989.02.08）
【特許文献２】米国登録特許US6,851,421  B2（2005.02.08）
【特許文献３】米国公開特許US2007/0015449  A1（2007.01.18）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような問題点を考慮してなされたものであって、本発明の目的は、フードの内部に発生する渦流を利用してフードの下部およびフード周りの空間の汚染空気を効果的に吸引・排出することができる渦流式排出フードを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、ファンのような機械的装置をフードに直接設けずに、空気をフードの内部に噴射してフードの内部に渦流を発生させることにより、操作部がなく、構造が単純し、操作部のメンテナンス作業が要らない渦流式排出フードを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、空気をフードの内部に噴射するための空気噴射構造体をユニット化した空気噴射ユニットをフードケースに着脱可能にすることにより、空気噴射ユニットの交換やメンテナンスの利便性を向上させた渦流式排出フードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記のような目的を達成し、従来の欠点を除去するための課題を遂行する本発明は、前/後/左/右の側面と上面は閉鎖され、下面は開放された構造であり、上面はアーチ型の構造であるケースと、前記ケースの左側面と右側面にそれぞれ設けられ、前記ケースの内部に流入した空気が排出される流路を形成する排出ダクトと、前記ケースの背面と上面にそれぞれ1つ以上設けられ、前記ケースの内面に対する接線方向に空気を噴射して前記ケースの内部に水平な旋回軸を中心に回転する渦流を発生させる多数の空気噴射部とからなることを特徴とする渦流式排出フードを提供する。
【００１６】
この際、前記空気噴射部は、前記ケースに形成された取り付けホールに組み立てされ、外部の空気供給源と接続されて前記空気供給源から供給される空気を前記ケースの内面に対する接線方向に噴射する空気噴射ユニットからなることができる。
【００１７】
この際、前記空気噴射ユニットは、前記取り付けホールの周辺に密着したままでボルトによって前記ケースに組み立てられるフランジを備え、前記空気供給源と接続され、空気供給源から供給される空気が流入するチャンバーを形成し、前記ケースの内側方向に位置する側面が開放された構造で形成されたユニットケースと、前記ユニットケースに設けられ、ユニットケースの内部に流入する空気を前記ケースの内部に分散させる分散プレートと、前記ユニットケースの開放された側面を閉鎖するように設けられ、その一部が前記ユニットケースから離隔して前記ユニットケースの内部に流入した空気を前記ケースの内面に対する接線方向に噴射するノズル構造を形成するノズルプレートとからなる。
【００１８】
また、前記分散プレートは、前記ユニットケースのフランジを前記ケースに取り付けている前記ボルトにより前記ケースに固定されるフランジ部と、前記フランジ部から前記ユニットケースの内部に延長するように形成され、空気を分散させる空気分散部とからなり、前記ノズルプレートは、前記ユニットケースのフランジを前記ケースに取り付けている前記ボルトにより前記ケースに固定されるフランジ部が、その上端部と下端部にそれぞれ形成され、両方のフランジ部の間には、前記空気分散部を経た空気を前記ノズル構造に誘導する空気誘導部が形成されている。
【００１９】
また、前記空気分散部は、前記ノズルプレートから離れる方向に傾斜するように形成され、前記空気誘導部は、前記分散プレートから離れる方向に凸に曲がった断面構造を有する。
【００２０】
一方、前記分散プレートのフランジ部と前記ノズルプレートの上端部のフランジ部との間には、該両方のフランジ部を離隔させるスペーサーが設けられて、前記ノズルプレートの上端部のフランジ部を前記ケースの内面から離隔させるようになっている。
【００２１】
この時、前記スペーサーは、前記ボルトが貫通するように、前記ノズルプレートの上端部のフランジ部に形成されたホールの周辺部を前記分散プレートの方向に突出して形成し、前記スペーサーを前記ノズルプレートに一体的に形成することが望ましい。
【００２２】
また、前記空気分散部は、前記ユニットケースの内部に流入する空気と向き合ったままで前記ユニットケースの長さ方向に延長する構造を有し、底端は、前記ユニットケース内側の底面から離れるように設けられ、前記底端は、前記ユニットケースに形成された空気流入口に最も近い部分が前記ユニットケース内側の底面に最も近く、前記空気流入口から離れれば離れるほど、前記ユニットケース内側の底面から離れるように傾斜して形成される。
【００２３】
一方、前記排出ダクトは、前記ケースの左側面に設けられた左側排出ダクトと、前記左側排出ダクトと対称の構造を有するように、前記ケースの右側面に設けられた右側排出ダクトとからなり、前記左側排出ダクトと前記右側排出ダクトは、前記ケースの外側で互いに接続されて単一の排出ダクトを形成するようになっている。
【００２４】
この時、前記ケースの左側面と右側面にそれぞれ形成され、前記左側排出ダクトと前記右側排出ダクトとに接続される排出口の中心は、前記ケースの内部で発生する渦流の旋回軸と一致するように形成することが望ましい。
【００２５】
また、本発明は、前記ケースの背面の長さが前面の長さよりも大きく、前記ケースの前面と背面が非対称構造で形成されることが望ましい。
【００２６】
また、本発明は、前記空気噴射部から前記ケースの内面に対する接線方向に噴射される空気が、前記ケースの背面から上面への方向および上面から前面への方向に流動するように、空気を噴射して、前記ケースの内部で発生する渦流が背面から上面を経て前面につながる方向に旋回するようになっている。
【発明の効果】
【００２７】
上記のような特徴を有する本発明によれば、前記ケースの背面と上面に設けられた空気噴射部からケース内面に対する接線方向に噴射される空気によって発生する渦流と、噴射される空気の影響で発生するコアンダ効果（Coanda  effect）とによる吸引力によって、フードの垂直方向の下部およびフード周りの汚染空気を併せて吸引・排出することができる効果がある。
【００２８】
また、機械的な動作構造がないため、製作して設けた後には、メンテナンスをさほど必要としなく、使用しやすくて安全である効果がある。
【００２９】
また、製鉄所、鋳物工場、石炭火力発電所、米穀総合処理場、セメント工場などの大規模な産業現場で発生する粉塵やヒュームが含まれた汚染空気を、より効果的に吸引して作業場の外部に排出し、汚染された作業場内の空気環境を改善することができる効果がある。
【００３０】
また、フードの内面に対する接線方向に空気を噴射するための構造をユニット化し、そのユニットをフードに組み立てることで空気噴射構造を成すことになり、フードの製造が容易であり、空気が分散される部分に対するメンテナンスをより容易に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第1実施形態に係る渦流式排出フードの構造を示した斜視図である。
【図２】本発明の第1実施形態に係る渦流式排出フードの長さ方向の任意の位置で長さ方向と直交に切断した斜視図である。
【図３】本発明の第1実施形態に係る空気噴射部の詳細な構造を示した斜視図である。
【図４】本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの斜視図である。
【図５】本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの側面図である。
【図６】本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの分解斜視図である。
【図７】本発明に係る空気噴射ユニットの構造を示した斜視図である。
【図８】本発明に係る空気噴射ユニットの構造を示した分解斜視図である。
【図９】本発明に係る空気噴射ユニットの構造を示した側面図である。
【図１０】本発明に係る空気噴射ユニットがケースに取り付けられた状態を示した側面図である。
【図１１】本発明に係るノズルプレートにスペーサーが一体に形成された構造を示した断面図である。
【図１２】本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの作動時における空気の流れを示した例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面と関連づけて詳細に説明すると、次の通りである。本発明を説明するにあたって、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を余計に不明瞭にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
図1は、本発明の第1実施形態に係る渦流式排出フードの構造を示した斜視図を、図2は、本発明の第1実施形態に係る渦流式排出フードの長さ方向の任意の位置で長さ方向と直交に切断した斜視図を、図3は、本発明の第1実施形態に係る空気噴射部の詳細な構造を示した斜視図を示している。
【００３４】
本発明に係る渦流式排出フードは、ケースの背面と上面に設けられた空気噴射部からケースの内面に対する接線方向に噴射される空気によって発生する渦流と、噴射される空気の影響で発生するコアンダ効果（Coanda  effect）とによる吸引力を利用して、フードの下部や周囲の汚染空気をフードの内部に吸引して排出する特徴を有することであって、ケース100と、排出ダクト200と、空気噴射部300
'からなる。
【００３５】
前記ケース100は、前/後/左/右の側面101,102,103,104と上面105は閉鎖され、下面は開放された構造からなる筐体であって、前記上面105はアーチ型の構造となっている。
更に詳細には、前記ケース100の上面105は、前面101と背面102の上端部を相互に接続するようにアーチ型の構造となっている。
【００３６】
このようなケース100の上面105は、上方向に凸に曲がった構造を有することによって、ケース100の内部に噴射される空気がケース100の内面に沿って流れながら渦流を発生させることができる構造であれば、円形や楕円形または円形に近い曲面など様々な構造で形成することができる。
【００３７】
一方、渦流の発生効果を向上させることができるように、ケース100の背面102の長さL1は、前面101の長さL2よりも長く形成され、これにより、ケース100において、前面101と背面102は非対称構造となっており、左側面103と右側面104は対称構造となっている。
【００３８】
また、前記ケース100の左側面103と右側面104には、排出ダクト200が接続され、汚染空気が排出される排出口103a、104aがそれぞれ形成されている。このように、ケース100の左側面103と右側面104にそれぞれ形成される２つの排出口103a、104aの中心は、ケース100の内部で発生する渦流の旋回軸sと一致するようになり、このように両方の排出口103a、104aの中心を渦流の旋回軸sに一致させると、後述する左側排出ダクトと右側排出ダクトの中心が渦流の旋回軸sと一致するようになるので、汚染空気の排出をよりスムーズに誘導することができる。
【００３９】
また、前記ケース100の前面101と背面102は、上面105から垂直下方に延長する構造で形成されることもでき、垂直な位置に基づいて所定の傾きを維持したまま、上面105から下部方向に延長する構造で形成されることもできる。
【００４０】
前記排出ダクト200は、ケース100から外部に延長するように設けられ、汚染空気が排出される流路を形成することであって、左側排出ダクト210と右側排出ダクト220からなる。
【００４１】
前記左側排出ダクト210は、ケース100の左側面103に形成された排出口103aに接続するように設けられ、前記右側排出ダクト220は、ケース100の右側面104に形成された排出口104aに接続するように設けられ、このようにケース100の左側面103と右側面104にそれぞれ設けられる左側排出ダクト210と右側排出ダクト220は、ケース100を中心に、相互対称の構造を有するように設けられる。
【００４２】
図示されてはいないが、前記左側排出ダクト210と右側排出ダクト220の吐出側端部には、ブロワーのような公知の空気排出装置が設けられて、排出ダクトを介した汚染空気の円滑な排出を誘導することになる。
【００４３】
前記空気噴射部300'は、ケース100の内面に対する接線方向に空気を噴射するものであって、前記空気噴射部300'から噴射される空気により、ケースの内部には水平の旋回軸sを中心に回転する渦流が発生し、噴射される空気の影響で発生するコアンダ効果（Coanda  effect）による吸引力が発生する。
【００４４】
このような空気噴射部300'は、背面102と上面105に、それぞれ1つ以上形成され、空気噴射部300'から噴射される空気がケース100の背面102→上面105
→前面101につながる流れを形成するようになっている。
【００４５】
すなわち、背面102に形成される空気噴射部300’は、空気が背面102から上面105に向かって流動するように、空気を噴射し、上面105に形成される空気噴射部300’は、空気が上面105から前面101に向かって流動するように、空気を噴射することになる。
【００４６】
参考までに、図2は、背面102に1つの空気噴射部300’が形成され、上面105に2つの空気噴射部300’が形成された構造を示している。
【００４７】
一方、それぞれの空気噴射部300’は、ケース100の左側面103から右側面104に向かって直線状に延長する構造で形成され、ケース100の内面に満遍なく均一に空気を噴射するようになっている。
【００４８】
一方、それぞれの空気噴射部300’は、公知の収縮拡散ノズルの構造を形成するようになっている。
【００４９】
より具体的には、それぞれの空気噴射部300’は、ケース100に形成されたノズル入口111と、前記ノズル入口111を介して流入する空気をケース100の内部に誘導するように、前記ノズル入口111からケース100の内部に延長するように設けられ、ノズル入口111を介して流入する空気の圧力上昇を誘導するノズル収縮部1121と、前記ノズル収縮部1121の末端から流路の断面積を徐々に増加させることにより、空気の圧力は低下させ、空気の速度は増加させるノズル拡散部1122を形成する案内部材112とからなる。
【００５０】
これらのノズル入口111と案内部材112からなる空気噴射部300’は、図示されていない別の空気供給装置と接続し、空気供給装置からノズル入口111を介して流入する空気がノズル収縮部1121を通過する過程において圧力が高くなり、ノズル収縮部1121とノズル拡散部1122の境界部であるノズルネック1123を経てノズル拡散部1122を通過する際には、空気圧力が低くなり、最終的に空気噴射部300’から排出される空気の速度が増加する特性を有する。このような収縮拡散ノズルの原理は、すでに広く知られている原理なので、より詳細な説明は省略する。
【００５１】
図4は、本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの斜視図を、図5は、本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの側面図を、図6は、本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの分解斜視図を示している。
【００５２】
本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードは、前述した第1実施形態に係る渦流式排出フードと同様に、ケースの背面と上面に設けられた空気噴射部からケースの内面に接線方向に噴射される空気によって発生する渦流と、噴射される空気の影響で発生するコアンダ効果（Coanda  effect）による吸引力とを利用して、汚染空気をフードの内部に吸引して排出する特徴を有するものであって、ケース100と、排出ダクト200と、空気噴射部300’からなる。
【００５３】
前記ケース100は、第1実施形態におけるケース100と同じ構造であり、ケース100に対する詳細な説明を省略する一方、同一の図面符号を使用するようにする。
【００５４】
前記排出ダクト200は、第1実施形態における排出ダクト200と同様に、ケース100の左側面103と右側面104にそれぞれ形成された排出口103a、104aにそれぞれ接続するように設けられる左側排出ダクト210と右側排出ダクト220からなり、左側排出ダクト210と右側排出ダクト220の基本的な構造は、第1実施形態における左側排出ダクト210と右側排出ダクト220と同じなので、基本的な構造についての説明は省略する一方、同一の図面符号を使用するようにする。
【００５５】
但し、第2実施形態に係る左側排出ダクト210と右側排出ダクト220は、ケース100の外側で互いに接続されて、単一の排出ダクトを形成する一方、外部に延長する。これらの排出ダクト200には、排出ダクト200を介して汚染空気がスムーズに排出されるように誘導する空気排出装置が設けられる。ここで、前記空気排出装置は、公知のブロワーからなることができ、このような空気排出装置は既に広く使われており、空気排出装置についての図示および詳細な説明は省略するようにする。
【００５６】
もちろん、前記左側排出ダクト210と右側排出ダクト220が接続するようにケース100の左側面103と右側面104にそれぞれ形成された排出口103a、104aの中心は、ケース100の内部で発生する渦流の旋回軸sと一致するように形成される。
【００５７】
前記空気噴射部300’は、ケース100の背面102と上面105に、それぞれ1つ以上設けられて、ケースの内面に対する接線方向に空気を噴射するものであって、第1実施形態の空気噴射部300’とはその機能が同様である。
【００５８】
但し、本発明の第2実施形態に係る空気噴射部300’は、別途製作した空気噴射ユニット300をケース100に組み立てて装着することによって作られる。
【００５９】
図7は、本発明に係る空気噴射ユニットの構造を示した斜視図を、図8は、本発明に係る空気噴射ユニットの構造を示した分解斜視図を、図9は、本発明に係る空気噴射ユニットの構造を示した側面図を、図10は、本発明に係る空気噴射ユニットがケースに取り付けられた状態を示した側面図を、図11は、本発明に係るノズルプレートにスペーサーが一体に形成された構造を示した断面図を示している。
【００６０】
前記空気噴射ユニット300は、ユニットケース310と、分散プレート320と、ノズルプレート330からなる。前記ユニットケース310は、ケース100に組み立てられ、外部の空気供給源と接続されて空気供給源から提供される空気の供給を受け、ケース100の内部に噴射することができる。参考までに、前記外部の空気供給源は、公知のブロワー又はコンプレッサーで構成することができる。
【００６１】
一方、前記ユニットケース310は、空気供給源から供給される空気を内部に一時的に滞在させながら分散させることができるチャンバーを形成するように、全体的に閉鎖した多角形または円筒形の筐体からなり、ケース100の内側方向に位置する一側面310aが開放した構造で形成され、前記開放した一側面310aは、後述するノズルプレート330によって閉鎖される。
【００６２】
一方、開放した一側面310aの両側には、ケース100との組み立てのためのフランジ311,312が形成され、これらのフランジ311,312は、ケース100の内面に密着したままでボルト締結によってケース100に固定される。
【００６３】
このような構造のユニットケース310は、ケース100の内側方向から、ケース100の背面102または上面105に形成された取り付けホール102a、105a（図6に図示）に挿入するように配置され、この時、フランジ311,312がケース100の内面に密着すると、ユニットケース310のフランジ311,312をケース100にボルトで締結することにより、ケース100との組み立てが行われる。
【００６４】
一方、前記ユニットケース310には、ホース又はパイプを介して空気供給源と接続する空気流入口313が所定の位置に形成されている。
【００６５】
前記分散プレート320は、空気流入口313を介してユニットケース310の内部に流入する空気を、ユニットケース310の内部で分散させるものであって、フランジ部321と空気分散部322からなる。
【００６６】
前記フランジ部321は、ユニットケース310に固定される部分であって、ユニットケース310のフランジ311をケース100に組み立てるボルトによって、ユニットケース310と一緒にケース100に固定される。
【００６７】
前記空気分散部322は、フランジ部321からユニットケース310の内部に延長するように形成され、空気流入口313を介してユニットケース310の内部に流入する空気と向き合うように形成されている。
【００６８】
このような空気分散部322は、ユニットケース310の長さ方向に延長するように形成され、空気流入口313から流入する空気をユニットケース310の長さ方向に分散させる機能を有する。
【００６９】
一方、上記のような空気分散部322の底端323は、ユニットケース310の内側底面310bから離れて空気分散部322によって分散される空気がユニットケース310とノズルプレート330との間に形成されるノズル構造N側に流動する空間を形成するように構成され、この時、前記空気分散部322の底端323は、ユニットケース310に形成された空気流入口313に最も近い部分323aがユニットケース310の内側底面310bに最も近接し、前記空気流入口313から離れれば離れるほど、ユニットケース310の内側底面310bから離れるように傾斜して形成される。
【００７０】
このような構造によれば、空気分散部322の底端323とユニットケース310内側底面310bとの距離は、空気流入口313と前記底端323との距離に比例して増加することから、最終的に空気流入口313から離れれば離れるほど、空気の流動抵抗が減少し、空気分散部322の下部を介してノズル構造N側に流動する空気の量が全体的に均一に維持することができる。
【００７１】
前記ノズルプレート330は、ユニットケース310の開放した側面310aを閉鎖するように設けられ、その一部がユニットケース310から離隔することでユニットケース310の内部に流入する空気を、ケース100の内面に対する接線方向に噴射するノズル構造Nを形成するものである。
【００７２】
このようなノズルプレート330は、フランジ部331,332と空気誘導部333からなる。
【００７３】
前記フランジ部331,332は、ノズルプレート330の上端部と下端部にそれぞれ形成された部分であって、ユニットケース310のフランジ331,332をケース100に組み立てるボルトによって、ケース100に固定される構造を有する。
【００７４】
一方、前記両フランジ部331,332のうち、ノズルプレート330の上端部に位置するフランジ部331は、ユニットケース310から離隔するように設けられ、ユニットケース310の内部に流入する空気がケース100の内面に対する接線方向に噴射されるノズル構造Nを形成する。
【００７５】
このように、前記フランジ部331がユニットケース310から離隔するように、フランジ部321とユニットケース310との間にはスペーサーが設けられ、より具体的には、ノズルプレート330と分散プレート320のフランジ部321との間にスペーサーが設けられる。
【００７６】
一方、前記スペーサーは、リング状で別途に製作されたスペーサーを両フランジ部331,321の間に配置した状態において、空気噴射ユニット300をケース100に締結するためのボルトが前記スペーサーを貫通するような締結方法によって構成することができ、前記フランジ部331に形成され、ボルトが貫通するホール331aの周辺部を分散プレート320の方向に突出するように形成して、スペーサー334をノズルプレート330と一体的に構成すると、空気噴射ユニット300の構造をより単純化することができる利点がある。
【００７７】
前記空気誘導部333は、ノズルプレート330の上端部と下端部に形成された両フランジ部331,332を接続して、空気をノズル構造N側に誘導するものである。
【００７８】
一方、空気分散部322の下端部を介して空気分散部322とノズルプレート330の間の空間に流入した後、ノズルプレート330によって形成されたノズル構造Nを介してケース100の内部に噴射される空気の流速を増加させるために、前記空気誘導部333および空気分散部 322 は、空気が流動する空間の面積が徐々に減少するように形成される。
【００７９】
より具体的には、前記空気誘導部333は、上端部のフランジ部331と下端部のフランジ部332を接続し、分散プレート320から離れる方向に凸に曲がった断面構造で形成され、前記空気分散部322は、ノズルプレート330から離れる方向に傾斜するように形成される。
【００８０】
このような構造の空気誘導部333と空気分散部322によれば、空気誘導部333と空気分散部322との間の空間に流入する空気は、徐々に狭くなる空間によって、ノズル構造N側に流入する過程で圧力が増加し、ノズル構造Nに吐出される空気の速度が増加することになる。
【００８１】
上記のように構成された本発明の渦流式排出フードの有する作用効果について説明する。
本発明に係る渦流式排出フードは、公知のフードと同様に、汚染空気の排出が求められる場所に設置され、排出ダクト200の末端には、汚染空気の円滑な排出を誘導するためのブロワーのような空気排出装置が設けられ、空気噴射ユニット300は、現場に備わっているブロワー又はコンプレッサーなどの空気供給源と接続される。
【００８２】
図12は、本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの作動時における空気の流れを示した例示図を図示している。
【００８３】
本発明の渦流式排出フードは、空気排出装置の稼動によってフード内に形成される負圧と、空気噴射部300’からフード内面に対する接線方向に噴射される空気によって発生する渦流と、噴射空気によるコアンダ効果によってフードの入口側、すなわち、ケース100の前面及び下面の開放空間とケース外端の全周の周りに強い吸引力が発生する。このような吸引力によって、フード下部の汚染空気だけでなく、フード周辺の汚染空気をスムーズに吸引して排出することができる。
【００８４】
より具体的には、ケース100に形成された複数の空気噴射部300’で噴射される空気は、ケース100の内面に対する接線方向に噴射され、かつ、背面102から上面105を経て前面101につながる流れを形成するように噴射される。
【００８５】
このように、空気噴射部300’で噴射される空気の流れによって、ケース100の内部には、背面102から上面105を経て前面101につながる方向に旋回する渦流が発生する。
【００８６】
このように発生した渦流の旋回による吸引力と、空気排出装置の稼動によって発生する負圧と、空気噴射部300’で噴射される空気の影響で発生するコアンダ効果によって、フードの内部空間の空気とフードの外部空間の空気が一緒に吸入・排出される現象が発生する。
【００８７】
一方、それぞれの空気噴射部300’を介して噴射される空気の量と噴射速度は、渦流の発生が効果的に誘発されるように、ケース100に設けられる空気噴射部300’の位置や数に応じて異なることができる。
【００８８】
一方、渦流式排出フードが設置された作業場の環境に応じて、制限したサイズ以上の大きな異物がフード内部に流入することを防止するための異物流入防止格子網を、ケース100の下端部に更に設けることができる。
【００８９】
一方、本発明の第2実施形態に係る渦流式排出フードの場合、ケース100の内面に対する接線方向に空気を噴射して渦流の発生を誘導する空気噴射部300’をケース100に設けるにおいて、空気噴射ユニット300をケース100に追加的に設けることで、空気噴射部300' を簡単に構成することができ、空気噴射ユニット300だけを簡単に交換することができる利点がある。
【００９０】
本発明は、上述した特定の好ましい実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲にて請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形実施が可能なのはもちろん、そのような変更は、特許請求の範囲の記載範囲内になる。
【符号の説明】
【００９１】
100：ケース
200：排出ダクト
210：左側排出ダクト
220：右側排出ダクト
300’：空気噴射部
300：空気噴射ユニット
310：ユニットケース
311,312：フランジ
313：空気流入口
320：分散プレート
321,331,332：フランジ部
322：空気分散部
323：底端
330：ノズルプレート
333：空気誘導部
334：スペーサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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