(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害ガスを排出するための収納空間が設けられ、一側と上方に開放空間が形成されるタンク本体と、
可動的に当該タンク本体の一側に結合され、風道開度を制御することに供され、また、エアブロー部材が設けられる風道と、
当該タンク本体の先端の下縁に設けられ、また、当該風道のエアブロー部材に対応するように吸込み口が設置される吸気槽と、
当該吸気槽の出口端に設けられ、有害ガスを排出することに供される空気抜き機と、
当該タンク本体の上方に設けられ、エア補充することに供される整流網と、
が含有され、
これにより、空気抜きとエア補充の機構を両立でき、汚染源の近くで、即時に、有効に局部の空気抜きの動作を行え、また、形成されたエアカーテンにより、有効に汚染物の漏れが防止され、エネルギーの節約と有効に有害ガスの排出を実現できる、
ことを特徴とするエアカーテン式エアタンク。
【請求項２】
当該風道は、風道を移動して風道開度を制御するハンドルが設けられることを特徴とする請求項１に記載のエアカーテン式エアタンク。
【請求項３】
当該空気抜き機は、インバーター（ｉｎｖｅｒｔｅｒ）によって、回転速度が制御されて、風道吹き出し平均速度Ｖｂと吸気断面平均速度Ｖｓが制御されることを特徴とする請求項１に記載のエアカーテン式エアタンク。
【請求項４】
当該整流網は、メッシュサイズが１．５ｍｍＸ１．５ｍｍ、線径が０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のエアカーテン式エアタンク。
【請求項５】
当該風道は、最大開度がＨｍａｘ＝６０ｃｍで、任意の風道開口の高さがＨで、また、エアタンクの原点座標（ｘ、ｚ）が、エアタンクの中間対称面上に定義されることを特徴とする請求項１に記載のエアカーテン式エアタンク。
【請求項６】
当該風道がエアを吹き出して供給する場合、主として、インバーター（ｉｎｖｅｒｔｅｒ）が送風機（ｂｌｏｗｅｒ）を制御し、また、可撓性チューブを介してエアブロー部材の上端に連接され、気流がハチの巣状（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂｓ）の整流段と整流網を通した後、更に、安定領域を介して、一部の乱流エネルギーが消去されてから風道の開口領域に至ることを特徴とする請求項１に記載のエアカーテン式エアタンク。
【請求項７】
当該空気抜き機と吸気槽の出口端との間に、吸気速度Ｖｓを測定するためのベンチュリー管が設けられ、当該ベンチュリー管に合わせて、圧力差を測定するための圧力変換器（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｔｒｓａｎｓｄｕｃｅｒ）が設置されることを特徴とする請求項１に記載のエアカーテン式エアタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアカーテン式エアタンクに関し、特に、当該風道が可動的に当該タンク本体の一側に結合され、当該風道上にエアブロー部材が設けられ、また、当該吸気槽が、当該タンク本体の先端の下縁に設けられ、そして、当該風道のエアブロー部材に対応するように吸込み口が設置され、これにより、形成されたエアカーテンが、有効に汚染物漏れを防止でき、また、当該タンク本体の上方に整流網が設置され、これにより、空気抜きとエア補充の機構が両立され、また、汚染源の近くで即時に有効に局部の空気抜きの動作を行うため、エネルギーを節約でき、有効に有害ガスを排出でき、半導体の各工程（例えば、フォトレジストや石英炉洗浄等）や各種類の実験室等に適用できるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスマントルは、局部排気の主な装置であり、主として、有害物を含有する空気を、空気抜き方式により局部の排気導管に吸込む。現場の作業環境に合わせるため、ガスマントルには、様々の異なる仕様があり、例えば、閉鎖式や門型式、外装式、吹き吸い式及び引受け式がある。その中、閉鎖式ガスマントルの捕集効果が最も良く、また、外部環境の影響を受けない。しかしながら、閉鎖式ガスマントルは、全封止式である構造であるため、現場の作業に影響を与えるのが往々である。そのため、このようなガスマントルは、危険性が極めて高い現場に利用される。一般の、保護要求がやや高い現場であれば、よく門型式ガスマントルを採用し、このようなガスマントルは、一面が外に対して開放されるか、外に対して開放される開口があるかのようでありながら、他の全てが外に対して封止され、その保護と捕集の効果が、他の非閉鎖式ガスマントルより良く、また、外部環境が、その機能に対して、ほぼ影響しない。
【０００３】
門型式ガスマントルは、学術研究機構実験室に使用される化学排気タンク（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｆｕｍｅ  ｈｏｏｄ）として利用される。半導体業の複数の工程は、例えば、フォトレジストや石英炉洗浄等であり、化学排気タンクの中で行われる。近年、生物工学の発展とともに、実験室の生物危険性も重要視され、微生物実験室が使用する生物安全エアタンク（ｂｉｏｓａｆｅｔｙ  ｃａｂｉｎｅｔ）は、門型式ガスマントルを基本とする構造である。一般として、門型式ガスマントルは、安全ほぼ要求や意識がやや高い業界に使用される。
【０００４】
外装式ガスマントルと比較すると、一般門型式ガスマントルの構造は、周りのエアタンクがあるだけでなく、空気抜き口や空気抜き隙間があり、必要である場合、空気抜き風量を均一に分布するための隔板（ｂａｆｆｌｅ）を設置する。保護機能がより良い門型式ガスマントルであれば、エア強制補充（ｓｕｐｐｌｙ  ａｉｒ）装置が設置される。また、化学排気タンクと生物安全エアタンクは、開口面積を調整できる垂直や水平引き扉が設置される。
【０００５】
門型式ガスマントルを設置する最終の目標は、タンク内の有害物が外部へ漏れることを防止する。しかしながら、実際の作業では、有害物の漏れを完全に防止することができない。その原因は、概略に次の３種類である。
【０００６】
１、設計が悪い：例えば、空気抜き量が不足であることや空気抜き隙間位置が不適当であること、エア補充と空気抜きの配置が不適当であること、開口の表面風速の分布が均一でないこと或いは開口縁の設計が不適当であること等である。
【０００７】
２、最適な情況で操作していない：例えば、有害物の釈放量が過大であることや内部にある有害物が開口方向へ向いて高速に釈放されること、内部から外へ操作する動作が過大であること、引き扉の開口面積が過大であること或いは空気抜き量が操作情況に応じて調整していないこと等である。
【０００８】
３、メンテナンスの不適当である：門型の壁面や導管が破損や排気装置の機能の低下等である。
【０００９】
有害物の漏れにより環境の空気を汚染することを防止するだけでなく、例えば、半導体や生物工学等の業界は、更に、外部の空気がガスマントル内のサンプルに対する汚染も顧慮するため、ガスマントルの設計や機能評価がより難しくなる。
【００１０】
エアタンクの種類について、古代文芸復興時代の箱型エアタンクを観察すると、主として、煙突による自然の対流熱伝達により、良くないエアを室外へ排出する。その時、煙突の建築技術が、完全ではなく、流体力学の発展とともに、高空側向風による気流の技術が発展され、そして、煙突の建築に適用され、これにより、煙突の内部に局部の低圧が形成され、煙突内部の気流が、容易に室外へ流れることになる。その後の箱型エアタンクの建築概念も、古代の箱型エアタンクの概念を利用し、更に、エアタンクの上端に排気装置が追加されることにより、強制に対流させる方式により、室内のエアを外へ送出する。
【００１１】
従来のエアタンクの空気抜き方式は、エアタンクの上端に設置される空気抜き装置により、タンク内の不良エアが排出され、それに類似するエアタンクは、文献や商品使用上において、まだ、分類や特性発展過程についてシステム化されていなく、多方面の参考と整理した後、従来の化学エアタンクは、主として、ＣＡＶ（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ａｉｒ  ｖｏｌｕｍｅ）とＶＡＶ（ｖａｒｉａｂｌｅ  ａｉｒ  ｖｏｌｕｍｅ）の両種類が大別される。
【００１２】
従来の化学エアタンクは、主として、エアタンク１の内部に隔板２（ｂａｆｆｌｅ）が設けられ、当該隔板２は、空気抜き口の近くに、３５度の転向角があり、また、ｙ＝５７、ｚ＝５０の座標位置に、空気抜きを補助するための三つの槽３が形成され、また、隔板２の最下端のｙ＝５７、ｚ＝８の面上において、隔板２とエアタンク１との壁面上に、空気抜きを補助するための３ｃｍの隙間が形成される。エアタンク１の上端にある空気抜き口は、ベンチュリー管とＰＰ材質である通風管を介して、室外に連接され、また、５ＨＰの空気抜き機４（ｂｌｏｗｅｒ）により空気抜きの動作を行い、空気抜き平均流量が約０.５ｍ３／ｓに固定される。エアタンク１の目的は、主として、化学反応による発生した有害物質を除去し、化学反応の前に、空気抜き機４が予めに駆動され、空気抜きの動作を行い、この時、エアタンク扉５が完全に締まられていなく、エアタンク扉５が完全に締まられると、エア補充機構が存在しない時、空気抜き機４のモーターが空回転して損害してしまう。作業者が手でタンク内で操作することが必要である時、エアタンク扉５が、必要とする高さまで開かれて、化学実験の操作を行う。ここで、エアタンク扉５の最大開度をＨｍａｘ＝８５ｃｍに、任意のエアタンク扉５の開口高さをＨに定義する。エアタンク扉５が開かれる状態では、タンク内の有害物質が漏れる恐れがあるため、このエアタンク１の扉が開かれた状態において、レーザー煙霧流れの場可視化診断を行う。しかしながら、当該エアタンクは、化学反応による発生した有害ガスを除去する効果があるが、当該従来型エアタンクは、流体力学に基づく設計によりエアタンクの構造や空気抜きの形態を改善することがないから、当該従来型エアタンクの流れの場形態が、タンク内において、明白に大きい回転流れがあり、タンクの扉の開度が幾らであっても、大きい回転流れが形成され、また、タンクの扉の開度の縮小とともに、回転流れの範囲が増大する。また、回転流れ領域がタンクの扉の直ぐ内側に位置するため、タンクの扉の開口近くにある乱れの気流により、タンクの扉の内側にある流体が、タンクの外へ漏れる。そのため、タンク内の汚染物が、タンクから吸い出されず、回転流れ領域内に混在する時、汚染物が、タンクの扉の近くにある乱流によりタンクの外へ拡散する。エアタンクの上段の水平断面に煙霧が一杯ある流れの場状態から分かるように、タンク内の回転流れの問題だけでなく、空気抜き効果が良くない問題がある。タンクの扉の近くにある流れの場は、タンクの扉の内側にある回転流れによる漏れの問題だけでなく、敷居の上縁と側壁の近くで、明白に回転流れが形成されて漏れが発生する。エアタンクとマネキンとの間にある空間流れの場において、マネキンの胸の前方に、回転流れが形成され、流体力学の角度から言えば、マネキンの胸の前方に位置する回転流れが、流体が鈍い物体を経過するように、その後方の回転流れになり、これらの回転流れにより、作業者の胸の前方にある気流とタンク内の汚染物とが混合されて交換され、そのため、作業者の体の前方の汚染物濃度が高くなる。
【００１３】
以上の好ましくない流れの場形態により、汚染物がタンクの外へ漏れる問題は、従来のエアタンクの設計が直覚による空気抜き構造であり、動態流体力学の流れの場構造を顧慮していないためである。一般として、従来型エアタンクの既存構造について修正しても、エアタンク全体の流れの場の改善や汚染物漏れの低下効果が余り得られなく、例えば、既存の値段の高い従来型エアタンクについて、隔板や空気抜き端、敷居及び側壁等の部分を大幅に修正する場合、修正に費やす人工や費用が非常に高いが、対応する効果が得られるとは限らず、また、所定の厳しい標準を満たすことができないため、実用的なものとは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の主な目的は、当該風道が可動的に当該タンク本体の一側に結合され、当該風道上にエアブロー部材が設けられ、また、当該吸気槽が、当該タンク本体の先端の下縁に設けられ、そして、当該風道のエアブロー部材に対応するように吸込み口が設置され、これにより、形成されたエアカーテンが、有効に汚染物漏れを防止でき、また、汚染源の近くで即時に有効に局部の空気抜きの動作を行うため、エネルギーを節約でき、有効に有害ガスを排出でき、全体の実用性と便利性及び安全性が大幅に向上されるエアカーテン式エアタンクを提供する。
【００１５】
本発明の他の目的は、当該タンク本体の上方に設置される整流網により、空気抜きとエア補充の物理機構を実現し、これにより、空気抜きとエア補充の機構を両立でき、快速に有害ガスを排出するとエネルギーを節約する効果が得られ、実用性と安全性が向上されるエアカーテン式エアタンクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記の目的を達成するため、タンク本体と風道、吸気槽、空気抜き機及び整流網が含有されるエアカーテン式エアタンクである。当該タンク本体に、有害ガスを排出するための収納空間が設けられ、また、当該タンク本体の一側と上方に開放空間が形成され、当該風道は、可動的に当該タンク本体の一側に結合され、また、当該風道上に、風道開度を制御するためのエアブロー部材が設けられ、当該吸気槽は、当該タンク本体の先端の下縁に設けられ、また、当該風道のエアブロー部材に対応するように吸込み口が設置され、当該空気抜き機は、当該吸気槽の出口端に設けられ、有害ガスを排出することに供され、当該整流網は、タンク本体の上方に設けられ、エア補充することに供され、これにより、エアカーテン式エアタンクは、空気抜きとエア補充の機構を両立でき、また、汚染源の近くで即時に有効に局部の空気抜きの動作を行うため、形成されたエアカーテンにより、有効に汚染物の漏れを防止でき、また、エネルギーの節約と有効に有害ガスの排出を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の上記と他の目的と利点は、下記の実施例の詳細説明と図面により、良く分かるようになる。
【００１８】
本発明は、他に、色々の変更や修正ができる、この明細書において、選択した実施例だけについて、詳しく説明し、また、図面による構造を示す。
【００１９】
本発明は、図３〜６を参照しながら、エアカーテン式エアタンクであり、当該エアカーテン式エアタンクは、タンク本体１０が含有され、当該タンク本体１０に、有害ガスを排出するための収納空間が設けられ、また、一側と上方に開放空間が形成される。また、風道１１が、含有され、当該風道１１は、当該タンク本体１０の一側に可動的に結合され、また、風道１１を移動し、風道の開度を制御するためのハンドル１１１が設けられ、当該風道１１の最大開度がＨｍａｘ＝６０ｃｍで、任意の風道開口の高さがＨで、また、エアタンクの原点座標（ｘ、ｚ）が、エアタンクの中間対称面上に定義され、また、当該風道１１に、エアブロー部材１１２が設けられる。当該風道１１がエアを吹き出して供給する場合、主として、インバーター１６（ｉｎｖｅｒｔｅｒ）が送風機１７（ｂｌｏｗｅｒ）を制御し、また、可撓性チューブを介してエアブロー部材１１２の上端に連接され、気流がハチの巣状（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂｓ）の整流段１１３と整流網１４を通した後、更に、安定領域を介して、一部の乱流エネルギーが消去されてから風道の開口領域に至る。
【００２０】
また、吸気槽１２が含有され、当該吸気槽１２が、当該タンク本体１０の先端の下縁に設けられ、また、当該風道１１のエアブロー部材１１２に対応するように、吸込み口１２１が設けられる。
【００２１】
また、空気抜き機１３が含有され、当該空気抜き機１３は、当該吸気槽１２の出口端に設けられて有害ガスを排出し、当該空気抜き機１３は、インバーター１５（ｉｎｖｅｒｔｅｒ）により、空気抜き機１３の回転速度を制御し、これにより、風道の吹き出し平均速度Ｖｂと吸気断面平均速度Ｖｓを制御する。また、当該空気抜き機１３と吸気槽１２の出口端との間に、吸気速度Ｖｓを測定するためのベンチュリー管１８が設けられ、また、当該ベンチュリー管１８に合わせて、圧力差を測定するための圧力変換器１９（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｔｒｓａｎｓｄｕｃｅｒ）が設置される。
【００２２】
また、エアを補充するための整流網１４が含有され、当該整流網１４は、当該タンク本体１０の上方に設けられ、当該整流網１４のメッシュのサイズが１．５ｍｍＸ１．５ｍｍで、線径が０．３ｍｍである。
【００２３】
電源装置により煙霧発生器３０に給電することにより、煙霧発生器３０内の白蝋が、エアコンプレッサにより加圧されることより、煙霧発生器３０内の煙霧が釈放され、また、煙霧発生器３０内の煙霧が、快速継ぎ手により煙生成システムの排煙エルボに連結されることにより、汚染源制御器７０（ｓｍｏｋｅ  ｅｊｅｃｔｏｒ）内に入り、また、汚染源制御器７０の細かい網領域から少しずつ拡散され、また、ディジタルカメラ６０により、流れの場の変化を詳しく観察でき、また、風速変換器５０により、風道の吹き出し口とエアタンクの天井のエア補充の平均風速を測定できる。
【００２４】
上記の構造により、エアカーテン式エアタンクが構成され、本発明の特長は、図３〜６を参照しながら、次のようであり、当該風道１１が、可動的に当該タンク本体１０の一側に結合され、また、当該風道１１上に、エアブロー部材１１２が設けられることにより、インバーター１６で送風機１７を制御でき、また、可撓性チューブを介して、エアブロー部材１１２の上端に連接されることにより、気流が、ハチの巣状の整流段１１３と整流網１４を通した後、更に、安定領域を介して、一部の乱流エネルギーが消去されてから風道の開口領域に至り、また、当該吸気槽１２が当該タンク本体１０の先端の下縁に設けられ、また、当該風道１１のエアブロー部材１１２に対応するような吸込み口１２１が設置されることにより、有効に汚染物の漏れを防止できるエアカーテン（即ち、ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ吹き吸い式技術を導入するエアカーテン（ａｉｒ-ｉｓｏｌａｔｏｒ））が形成され、また、空気抜きの位置を変化することにより、タンク内の汚染源に近付いて、有効に、局部の空気抜き動作を行い、また、当該タンク本体１０の上方に設置された整流網１４により、空気抜きとエア補充の物理学な機構が両立され、これにより、エアカーテン式エアタンクに、空気抜きとエア補充の機構が実現され、また、汚染源の近くで、即時に、有効に局部の空気抜きの動作を行うため、有効に有害ガスを排出できるだけでなく、エネルギーが節約され、また、有効に汚染物の漏れを防止できるエアカーテンが形成され、エネルギーを節約しながら、有効に有害ガスの排出でき、本発明は、快速的に排出でき、有害ガスの漏れを防止でき、そして、エネルギーを節約できる効果が得られ、より優れた実用性と便利性及び安全性を有する。
【００２５】
本発明に係わる当該タンク本体１０の内部での流れの場について説明すると、風道開度がＨ/Ｈｍａｘ＝１、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧（煙霧発生器３０を利用する）が釈放され、レーザーライトシート（レーザーライトシート発生器４０により）が、ｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝２ｍ／ｓである時、風道１１が吹き出すエアカーテンに、タンク内へ凹む傾向があり、気流が空気抜き端の近くに流れると、前下へ吸引する吸引力により、タンク内へ凹むことやタンクの外へ流れることが無くなり、空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝５ｍ／ｓである時、気流吹き出し速度Ｖｂが図５-１（ａ）に示されるのより高いため、風道１１が吹き出すエアカーテンの流れの場に、内へ凹む傾向がなく、ストレートになり、空気抜き速度Ｖｓ＝６ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝１ｍ／ｓである時、エアカーテン気流が、タンク内へ凹み、また、タンク内に明白に回転流れが形成され、空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝６ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになり、また、タンク内で明白に回転流れが形成される。
【００２６】
風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝３／４、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧が釈放され、レーザーライトシートがｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝２ｍ／ｓである時、風道１１が吹き出すエアカーテンに、タンク内へ凹む傾向があり、気流が空気抜き端の近くに流れると、前下へ吸引する吸引力により、タンク内へ凹むことやタンクの外へ流れることが無くなり、空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝５ｍ／ｓである時、気流吹き出し速度Ｖｂが先のより高いため、風道１１が吹き出すエアカーテンの流れの場に、内へ凹む傾向がなく、ストレートになり、空気抜き速度Ｖｓ＝３ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝１ｍ／ｓである時、エアカーテン気流が、タンク内へ凹み、また、タンク内に明白に回転流れが形成され、空気抜き速度Ｖｓ＝３ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝５ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになり、また、タンク内で明白に回転流れが形成される。
【００２７】
風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝１/２、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧が釈放され、レーザーライトシートがｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝１ｍ／ｓである時、風道１１が吹き出すエアカーテンに、タンク内へ凹む傾向があり、気流が空気抜き端の近くに流れると、前下へ吸引する吸引力により、タンク内へ凹むことやタンクの外へ流れることが無くなり、空気抜き速度Ｖｓ＝６ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝４ｍ／ｓである時、気流吹き出し速度Ｖｂが先のより高いため、所以風道１１が吹き出すエアカーテンの流れの場に、内へ凹む傾向がなく、ストレートになり、空気抜き速度Ｖｓ＝１ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝０.５ｍ／ｓである時、エアカーテン気流が、タンク内へ凹み、また、タンク内で明白に回転流れが形成され、空気抜き速度Ｖｓ＝１ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝３ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになり、また、タンク内で明白に回転流れが形成される。
【００２８】
風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝１/４、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧が釈放され、レーザーライトシートがｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝２ｍ／ｓである時、風道１１が吹き出すエアカーテンに、タンク内へ凹む傾向があり、気流が空気抜き端の近くに流れると、前下へ吸引する吸引力により、タンク内へ凹むことやタンクの外へ流れることが無くなり、空気抜き速度Ｖｓ＝６ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝５ｍ／ｓである時、気流吹き出し速度Ｖｂが先のより高いため、風道１１が吹き出すエアカーテンの流れの場に、内へ凹む傾向がなく、ストレートになり、空気抜き速度Ｖｓ＝０.８ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝１ ｍ／ｓである時、エアカーテン気流が、タンク内へ凹み、また、タンク内で明白に回転流れが形成され、空気抜き速度Ｖｓ＝０.８ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝３ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになり、また、タンク内で明白に回転流れが形成される。
【００２９】
以上の４種類の風道開度から分かるように、異なる吹き吸い速度により、タンク内で回転流れが発生するか発生しないかになる。そのため、流れの場の形態から分かるように、エアカーテン式エアタンクを使用する時、吹き吸い速度を調整して回転流れの形成を防止することが必要である。タンク内の流れの場に回転流れがあるかないかを分かれば、次に、異なる吹き吸い速度で、エアタンクの敷居の近くの流れの場を観察する。
【００３０】
エアカーテン式エアタンクの敷居の近くの流れの場の形態は、以下の通りである。
【００３１】
風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝１、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧が釈放され、レーザーライトシートがｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１３.７ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝３ｍ／ｓである時、タンク内で回転流れが発生しなく、エアカーテンの気流も敷居の上縁へ流さなく、空気抜き速度Ｖｓ＝３ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝６ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになるが、タンク内で明白に回転流れが形成され、また、エアタンクの敷居の上縁に、回転流れが発生される。
【００３２】
風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝３／４、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧が釈放され、レーザーライトシートがｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝２ｍ／ｓである時、タンク内で回転流れが発生しなく、エアカーテンの気流も敷居の上縁へ流さなく、空気抜き速度Ｖｓ＝６ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝４.５ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになるが、タンク内とエアタンクの敷居の上縁で、明白に回転流れが形成される。
【００３３】
風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝１/２、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧が釈放され、レーザーライトシートがｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝３ｍ／ｓである時、タンク内で回転流れが発生しなく、エアカーテンの気流も敷居の上縁へ流さなく、空気抜き速度Ｖｓ＝６ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝３.８ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになるが、タンク内とエアタンクの敷居の上縁で明白に回転流れが形成される。
【００３４】
風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝１/４、Ｈｍａｘ＝６０ｃｍで、風道１１から煙霧が釈放され、レーザーライトシートがｘ＝０ｃｍの平面上に位置する。空気抜き速度Ｖｓ＝１２ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝３ｍ／ｓである時、タンク内で回転流れが発生しなく、エアカーテンの気流も敷居の上縁へ流さなく、空気抜き速度Ｖｓ＝３ｍ／ｓ、吹き出し速度Ｖｂ＝２.６ｍ／ｓである時、エアカーテンの流れの場がストレートになるが、タンク内とエアタンクの敷居の上縁で明白に回転流れが形成される。
【００３５】
以上の４種類の風道開度の敷居の流れの場形態から分かるように、風道が何れかの開度であっても、異なる吹き吸い速度により、タンク内に回転流れが生成するに影響するだけでなく、それぞれ、敷居の上縁での回転流れ形態が発生する。しかし、中間対称面の流れの場の側面から観察すると、エアカーテンの流れの場がストレート状態である場合、タンク内で回転流れがないが、敷居の上縁で回転流れが形成される。そのため、エアカーテンの流れの場がストレート状態である場合、タンク内で、回転流れが形成されないが、敷居の上縁に回転流れが形成される。そのため、敷居の近くの流れの場形態から分かるように、エアカーテン式エアタンクを使用する時、吹き吸い速度を調整することにより、回転流れが形成されることを防止することが必要である。
【００３６】
しかしながら、エアタンクの吹き吸い速度の変化により、エアカーテンとタンク内とは、ともに、沢山の異なる流れの場形態が形成され、当該異なる形態の流れの場により、困惑になりキーポイントを把握することができ、そのため、複数の実験とパラメーターの調整を介して、システム的に流れの場形態を整理することにより、吹き吸い式エアカーテンの流れの場形態が明白になり、また、適用の特性領域と範囲が決められる。
【００３７】
流れの場形態の判別において、流れの場可視化技術により観察した流れの場形態と、関係する吹き吸い速度を記録し、また、当該記録に基づいて、流れの場形態区分を行う。また、流れの場形態区分の過程において、吹き吸い式エアカーテンは、主として、４種類の形態があり、それぞれは、内凹形態２０（ｃｏｎｃａｖｅ  ｃｕｒｔａｉｎ）とストレート形態２１（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｃｕｒｔａｉｎ）、弱吸い形態２２（ｕｎｄｅｒ−ｓｕｃｔｉｏｎ）及び過吹き形態２３（ｏｖｅｒ−ｂｌｏｗ）である。これらの形態を定義するための条件は、異なる吹き吸い速度による異なるエアカーテンの流れの場形態の他に、付属条件として、エアタンクの天井層が整流網で、空気抜き位置が前下ヘ吸引することで、風道１１から煙霧が釈放されることである。
【００３８】
４種類の形態の中、内凹形態２０（ｃｏｎｃａｖｅ  ｃｕｒｔａｉｎ）が、最も良い操作形態である。エアタンク内部の負圧と前下吸引による気流により、内凹形態のエアカーテンが、湾曲の形状になる。当該エアカーテンが、吸気端に近付く時、吸気口の強大な吸引力により吸引され、エアタンクの内部や外部へ彼方此方流動することない。そもため、風道の吹き出し速度Ｖｂと前下吸引速度Ｖｓが内凹形態に調整される場合、汚染物の漏れを防止することから言えば、風道の開口に形成されたエアカーテンによる保護は、単純の下吸引式エアタンクにより有効的である。
【００３９】
他の三つの形態において、ストレート形態（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｃｕｒｔａｉｎ）である流れの場形態は、内凹形態と比較すると、吹き出し速度がやや高い形態である。当該流れの場は、吸引力の強さが十分であるため、タンク内での回転流れが発生し難いが、吹き出し速度Ｖｂが高いため、エアタンクの敷居の上縁での回転流れと風道開口の近くでの乱れの流れの場が発生する。風道１１が吹き出したのは、清潔の空気であっても、当該敷居の上縁での回転流れと風道外部の混乱の流れの場により、エアタンク内の汚染物が、乱流による拡散されることにより、タンクの外へ漏れて、エアカーテンの保護効果が失ってしまう。
【００４０】
弱吸い形態２２（ｕｎｄｅｒ−ｓｕｃｔｉｏｎ）は、下吸引力が不足であるため、エアタンク内部での回転流れが形成される。エアタンク内で発生した汚染物が、タンク内の回転流れにより、少しずつエアタンクの内部全体に分散され、また、拡散により、エアタンクの天井層と風道開口の近くから漏れる。
【００４１】
過吹き形態２３（ｏｖｅｒ−ｂｌｏｗ）は、ストレート形態と弱吸い形態との統合形態である。下吸引力が不足であるため、タンク内での回転流れが形成され、また、風道の吹き出し速度が高いため、タンク内での回転流れが、更に厳重になり、そして、風道外部での混乱の流れの場と敷居の上縁での回転流れが形成される。過吹き形態である場合、安全でないだけでなく、回転流れと汚染物の漏れ等が悪化になる問題がある。
【００４２】
４種類の流れの場形態は、主な調整パラメーターとして、速度の変化を利用するため、異なる吹き吸い速度に基づいて、流れの場形態区分図を画き、エアカーテン式エアタンクの操作の参考として利用され、また、異なる風道開度に基づいて、それぞれ、４種類の風道開度の流れの場形態区分図を画き、図７乃至図１０のようである。
【００４３】
図７乃至図１０において、斜線から構成される二つの幅が異なる速度臨界帯があり、それぞれ、４種類の形態の特性領域が区分される。風道開度Ｈ/Ｈｍａｘ＝１である時、図７の左上方領域の内凹形態２０において、Ｖｓが少なくとも１０ｍ／ｓ以上でなければ安全ではならなく、しかし、吹き出し速度Ｖｂが約３.２ｍ／ｓまで増加すると、ＶｓもＶｂの増加とともに上昇することが必要である。
【００４４】
この二つの速度臨界帯により、４種類の異なる特性領域が、区分され、また、その一つだけでも、異なる吹き吸い速度による形成される流れの場形態を判断できる。幅広い速度臨界帯は、主として、風道が吹き出した気流がエアタンクの外へ吹き出されるかを判断することに供され、即ち、幅広い速度臨界帯は、吹き出し速度を適当な大きさに調整と制御することに供され、幅細い速度臨界帯は、主として、タンク内での回転流れが発生するかを判断することに供され、即ち、吸気速度の大きさに調整と制御することに供され、これにより、吸気設備が過大になることにより、エネルギーを無駄にすることを防止できる。
【００４５】
また、４種類の風道開度の流れの場形態区分図によれば、風道開度が少しずつ縮小して、吹き出し端と吸気端との距離が、更に接近する場合、幅細い速度臨界帯が、下へ移動する傾向が明白になる。即ち、風道開度が少しずつ縮小する場合、吸気速度Ｖｓが相対に低下しても、内凹形態２０に維持してタンク内での回転流れの発生を防止でき、また、空気抜き端のエネルギーを節約できる。
【００４６】
以上の４種類のエアカーテンの流れの場形態と特性領域から言えば、エアタンクの吹き吸い速度は、内凹形態２０（ｃｏｎｃａｖｅ  ｃｕｒｔａｉｎ）の領域になるようが、好ましい。
【００４７】
上記の説明から分かるように、本発明は、有効に天井が封止された従来のエアタンクのタンク内での回転流れ現象が改善され（従来のエアタンクは、天井が封止され、何れかの風道開度でも、タンク内は、ほぼ回転流れ現象がある。流体力学の角度から言えば、エアタンクの天井が封止されることにより、エアタンクの上段にエア補充ができず、エアタンクの自然のエア補充の機構が破壊され、風道外部の空気が、最も重要な自然のエア補充源であり、エアタンクの内部から空気が抜かれることにより負圧になる時、エアタンク外部の気流が、自然に、エアタンク内部へ吸引されて、回転流れが形成され、そのため、エアタンク内部での回転流れが、エアタンクの天井が封止されることにより形成される。これらの回転流れの形成により、タンク内の汚染物が混合されているため、タンク内での汚染物濃度が高くなり、回転流れが、風道に近付くように風道開口を通すと、分子拡散や乱流拡散により、汚染物がタンクの外へ漏れる。そのため、エアタンクの天井は、設計上において、上段に対するエア補充を考慮しなければならない。）、また、汚染物がタンクの外へ漏れることを防止できるだけでなく、エアカーテン式エアタンクの流れの場形態から分かるように、汚染物漏れの防止は、従来型エアタンクより、大幅に改善される。
【００４８】
上記の詳しい説明により、本技術を良く分かる熟練者であれば、確実に本発明の前記の目的を実現でき、そのため、法に従って、特許請求を出願する。
【００４９】
以上は、ただ、本発明のより良い実施例であり、本発明は、それによって制限されず、本発明に係わる特許請求や明細書に基づいて行う等価の変更や修正は、全てが、本発明に係わる特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来の実施例の平面概念図
【図２】従来の実施例の側面概念図
【図３】本発明に係わる実施例の立体外観図
【図４】本発明に係わる実施例の平面概念図
【図５】本発明に係わる実施例の側面概念図
【図６】本発明に係わる実施例の使用概念図
【図７】本発明に係わる実施例の流れの場形態区分図
【図８】本発明に係わる実施例の流れの場形態区分図
【図９】本発明に係わる実施例の流れの場形態区分図
【図１０】本発明に係わる実施例の流れの場形態区分図
【符号の説明】
【００５１】
１                   エアタンク
１０                 タンク本体
１１                 風道
１１１               ハンドル
１１２               エアブロー部材
１１３               ハチの巣状の整流段
１２                 吸気槽
１２１               吸込み口
１３                 空気抜き機
１４                 整流網
１５                 インバーター
１６                 インバーター
１７                 送風機
１８                 ベンチュリー管
１９                 圧力変換器
２                   隔板
２０                 内凹形態
２１                 ストレート形態
２２                 弱吸い形態
２３                 過吹き形態
３                   槽
３０                 煙霧発生器
４                   空気抜き機
４０                 レーザーライトシート発生器
５                   エアタンク扉
５０                 風速変換器
６０                 ディジタルカメラ
７０                 汚染源制御器
【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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