(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に配置され内部に作業空間を備えたチャンバ本体に、作業空間の前面開放口を開閉する開閉扉と、作業空間内の空気を室外へ排気する排気通路と、室内へ向け空気を吹出す吹出口と接続連通し室外の空気を取入れる給気通路とを有し、
前記排気通路に、開閉扉の開口高さに比例した排気風量に制御する排気風量制御弁を、前記給気通路に、前記排気通路の排気風量と等風量となるよう給気風量を制御する給気風量制御弁とをそれぞれ設ける一方、前記チャンバ本体に配置され給気通路からの外気を調和空気としてファンによって吹出口へ送風する空気調和ユニットと、
前記空気調和ユニットを含む通路に並列に設けられ、吹出口からの吹出量が空気調和ユニットのファンの送風量では不足するとき、その不足風量を補うと共に、吹出口からの吹出量が前記ファンの送風量より少ないとき、空気調和ユニットから送り出される空気の一部を余剰空気として再び空気調和ユニットへ戻すよう循環させるバイパス通路と
を設けるようにしたことを特徴とするドラフトチャンバ。
【請求項２】
前記ファンは、回転数が一定に設定されていることを特徴とする請求項１記載のドラフトチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、実験室等において使用されるドラフトチャンバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドラフトチャンバは、実験室、あるいは、研究室等に設置して使用されるもので、チャンバ本体の内部に形成された作業空間の前面開放口は開閉扉により開閉自在となる一方、実験中は開状態となる前記前面開放口から有害ガス等が室内へ逆流することがないように、室内の空気を前面開放口から取り入れる流れを作ると共に、作業空間内の空気を室外へ排気する手段を採っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
実験中のドラフトチャンバは、室内の空気を前面開放口から作業空間内へ取入れた後、室外へ排気するため、調和空気を作るのにコストのかかった室内の調和空気を捨てていることになる。
【０００４】
また、運転中は室内の調和された空気を常に外へ排気しているため、排気量と給気量のバランス崩れが起きないように空気調和装置を、ほぼ１００％近いフル稼働運転とすることで、排気量と給気量のバランスを保つ手段となっているためランニングコストがかかり、コストの面で望ましくないこと。また、既設の建物内にドラフトチャンバを設置する場合、設置場所によっては空気調和の能力不足を起こすなどのケースがあり、このような時には大がかりとなる新たな空調工事が必要となる等の不具合があった。
【０００５】
そこでこの発明は、既設の空気調和装置に頼ることなく調和された調和空気の給気量と排気量のバランスが得られるようにすると共に、ランニングコスト及び省エネルギーに優れたドラフトチャンバを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、室内に配置され内部に作業空間を備えたチャンバ本体に、作業空間の前面開放口を開閉する開閉扉と、作業空間内の空気を室外へ排気する排気通路と、室内へ向け空気を吹出す吹出口と接続連通し室外の空気を取入れる給気通路とを有し、前記排気通路に、開閉扉の開口高さに比例した排気風量に制御する排気風量制御弁を、前記給気通路に、前記排気通路の排気風量と等風量となるよう給気風量を制御する給気風量制御弁とをそれぞれ設ける一方、前記チャンバ本体に配置され給気通路からの外気を調和空気としてファンによって吹出口へ送風する空気調和ユニットと、前記空気調和ユニットを含む通路に並列に設けられ、吹出口からの吹出量が空気調和ユニットのファンの送風量では不足するとき、その不足風量を補うと共に、吹出口からの吹出量が前記ファンの送風量より少ないとき、空気調和ユニットから送り出される空気の一部を余剰空気として再び空気調和ユニットへ戻すよう循環させるバイパス通路とを設けるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
これにより、開口扉の開口高さが大きくなり作業空間内への送風量が多くなると、それに見合う作業空間内の空気が排気風量として室外へ排気される。と同時に排気風量とほぼ同一の給気風量の調和空気が吹出口から室内へ向けて吹き出され、バランスのとれた排気量と給気量が得られるようになる。
【０００８】
また、開口扉の開口高さが小さくなり作業空間内への送風量が少なくなると、それに見合う作業空間内の空気が排気風量として室外へ排気される。と同時に排気風量とほぼ同一の給気風量の調和空気が吹出口から室内へ向けて吹き出され、バランスのとれた排気量と給気量が得られ、かつ、空気調和ユニットの消費エネルギは小さくて済むようになる。また、室内側の空気調和装置を頼る運転とはならないため室内側空気調和装置のライニングコストはかわらない。
すなわち、チャンバ本体に設けられた空気調和ユニットは、ドラフトチャンバの排気風量に対して給気風量に、不足が起きた時は、バイパス通路を介して不足風量が補われるようになる。また、ドラフトチャンバの排気風量に対して給気風量に余剰が起きた時は、その余剰空気をバイパス通路を介して空気調和ユニットへ再び戻すことで、空気調和ユニットの安定した運転が行なえるようになる。
【０００９】
また、この発明の請求項２によれば、前記ファンは、回転数が一定に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、室内ユニットを安定して運転することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５の図面を参照しながらこの発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００１２】
図１において、１は室内３に設置されるドラフトチャンバ５のチャンバ本体を示している。チャンバ本体１の内部は、上方の天井面７と下方の作業面９とによって仕切られた作業空間１１となっていて前面開放口１３は左右のガイドレール１４に案内されて上下するスライド式の開閉扉１５によって開閉可能となっている。
【００１３】
開閉扉１５は、外から作業空間１１内が見えるように全面にわたって透明なガラス板で作られていて、下端部は手動操作用の取手部１７となっている。開閉扉１５の上端部の両サイドには図２に示すように滑車１９に掛け回されたワイヤ２１の一方が結合されると共にワイヤ２１の他方には前記開閉扉１５とバランスされるバランスウエイト２３が装着されている。
【００１４】
これにより、開閉扉１５は取手部１７を手でもって上昇又は下降させることで軽い操作力により前面開放口１３の開閉操作が可能となっている。
【００１５】
作業空間１１の天井面７と上部空間との間には排気通路となる排気ダクト２７と給気通路となる給気ダクト２９がそれぞれ設けられている。
【００１６】
排気ダクト２７は、内部に排気風量制御弁３１を有し、一端は天井面７に設けられた排気吸込口３３と接続連通している。排気ダクト２７の他端は上部空間から外方へ突出し、突出した突出端部の結合クランジ部２７ａは、現場において開示していないが排風機を備えたダクトと接続し合うことで作業空間１１内の空気が室外へ誘導案内されるようになっている。
【００１７】
給気ダクト２９は、内部に給気風量制御弁３５を有し、一端は空気調和ユニット３７を介して前面開放口１３の上方の正面パネル３９に設けられた吹出口４１と接続連通し、内側は吹出口チャンバ４３となっている。給気ダクト２９の他方は上部空間から外方へ突出し、突出した突出端部の結合フランジ２９ａは、現場において図示してないが送風機を備えたダクトを介して室外と連通し外気が誘導案内されるようになっている。
【００１８】
正面パネル３９に設けられた吹出口４１は、正面から見た時に幅方向に長い複数のスリット構造となっていて図１矢印のように正面へ向けて吹き出すことで、図示していないが前面開放口１３の前に立つ実験者に直接風が当たらないようになっている。
【００１９】
空気調和ユニット３７は、空気調和装置の室内ユニットとなっていて室内側熱交換器４５とファン４７とを有している。室内側熱交換器４５は、図外の室外ユニット内に配置された圧縮機、室外側熱交換器、膨張弁とで冷媒が流れる冷凍サイクルが構成されるようになっている。空気調和ユニット３７のユニットケース４９は、前記給気ダクト２９及び吹出口チャンバ４３と接続連通し合うユニット通路５１を形成し、給気ダクト２９からの外気が室内側熱交換器４５を通過する時に熱交換が行なわれ、調和された調和空気はファン４７の回転で吹出口４１から室内３へ向け吹き出されるようになっている。
【００２０】
空気調和ユニット３７のユニットケース４９には、前記吹出口チャンバ４３と接続連通し合うバイパス通路５３が並列に設けられている。
【００２１】
バイパス通路５３は、例えば、室内ユニットの安定運転の面からファン４７の回転数を一定に設定した時に、図４、図５に示すように排気風量との相関関係から、つまり排気風量と比較して給気風量がファン４７の送風量では不足する時は図４に示すように給気ダクト２９からの外気を追加風量としてバイパス通路５３から吹出口チャンバ４３へ向けて送り出し、また、給気風量が、ファン４７の送風量より少ない時は図５に示すように吹出口チャンバ４３内の空気の一部をバイパス通路５３を経由してユニット通路５１へ余剰空気循環風として戻すようになっている。
【００２２】
排気風量制御弁３１と給気風量制御弁３５の内、排気風量制御弁３１は、前記開閉扉１５の開閉作動に連動して開口高さＨが大きい時は弁開度が大きく、開口高さＨが小さい時は弁開度が小さくなるよう開閉制御される一方、給気風量制御弁３５は、前記排気風量制御弁３１によって制御される排気ダクト２７の排気風量とほぼ同一の給気風量となるよう弁開度が開閉制御されるようになっている。
【００２３】
具体的には、図３に示すように作業空間１１と上部空間の相互間に開放された風量測定通路５７に設けられた風速センサ５９と開閉扉１５の開口高さＨを検知する位置検知センサ６１をそれぞれ設け、風速センサ５９及び位置検知センサ６１からの検知信号により風量演算を行なう制御部６３によって制御される。
【００２４】
制御部６３は、定風速モード時において、風速センサ５９及び位置検知センサ６１からの検知信号に基づき排気風量制御弁３１の最適な弁開度を算出し、その弁開度の指令信号を出力するよう機能する。
【００２５】
位置検知センサ６１は、図２に示すようにバランスウエイト２３の上下動に対応して抵抗値が変化するポテンションメータとなっている。ポテンションメータは、バランスウエイト２３から延長されたワイヤ６５が回転プーリ６７を介して巻取プーリ６９に巻き取られることで、回転プーリ６７の回転動力がウォームとウォームホイールからなる伝導機構７１を介して伝達され、その時の抵抗値の変化量が開口高さ情報として制御部６３に入力されるようになっている。
【００２６】
給気風量制御弁３５は、風速センサ５９及び位置検知センサ６１からの検知信号によりその風量演算を行なう制御部６３によって制御される。制御部６３は、入力信号に基づき排気風量とほぼ同一の給気風量が給気ダクト２９内を流れるよう給気風量制御弁３５の弁開度を制御するようになっている。
【００２７】
なお、制御部６３は、定風速モードにかえて操作パネルの定風量モードスイッチ（図示していない）を操作することで、開閉扉１５の開口高さＨに影響されることなく、排気風量制御弁３１と給気風量制御弁３５の弁開度を一定とする指令信号を出力するようになっていて、定風量モードが得られるようになっている。
【００２８】
このように構成されたドラフトチャンバ５によれば、開閉扉１５の開口により前面開放口１３には、室内３の空気が作業空間１１内へ向かう流れが作られると共に作業空間１１内の空気は、排気ダクト２７を介して室外へ排気される。と同時に給気ダクト２９を介して吹出口４１から室内３へ調和空気が吹き出される。この時、調和空気はほぼ水平に吹き出されるため、吹き出し気流が直接実験者に当たることがなくなる。
【００２９】
次に、開閉扉１５の開口高さＨが小さい時にはそれに対応して排気風量制御弁３１は小さい弁開度に、また、開閉扉１５の開口高さＨが大きい時にはそれに対応して排気風量制御弁３１は大きい弁開度に制御される一方、給気ダクト２９には排気風量とほぼ同一の給気風量が流れるようになり、ドラフトチャンバ５自体によって常にバランスのとれた給気量と排気量が得られる。この結果、室内の給排気量のバランスを室内用の空気調和装置に頼らなくても済むため建物内の設置条件に制約されることがなく設置が可能となり、大がかりな空調工事が不用となる。しかも、ランニングコストの低い運転が行なえるようになる。
【００３０】
一方、空気調和ユニット３７は、風量不足が起きた時は、図４に示すようにバイパス通路５３を介して不足風量が補われる。
【００３１】
また、余剰空気が起きた時は、図５に示すようにその余剰空気をバイパス通路５３を介して空気調和ユニット３７のユニット通路５１へ再び戻すことで、空気調和ユニットの安定した運転が行なえるようになる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したようにこの発明の請求項１によれば、チャンバ本体に設けた空気調和ユニットによって排気量とほぼ同風量の調和された空気の給気量を得ることができると共に消費エネルギは小さくて済む。また、室内側の空気調和装置を頼らなくてもよいため、例えば既設の建物に設置する場合には大がかりな空調工事を行なわなくても済むようになる。また、ランニングコストを抑えた運転が可能となる。
【００３３】
また、この発明の請求項２によれば、吹出口からの吹出風量が不足する時は、不足風量分がバイパス通路を介して吹出口へ供給することができると共に、余剰空気となる時は、その余剰空気を空気調和ユニットへ戻すよう循環させることができるため、空気調和ユニットを安定した運転で送風することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるドラフトチャンバの概要切断側面図。
【図２】位置検知センサの概要説明図。
【図３】ドラフトチャンバの概要正面図。
【図４】給気通路からの外気の一部をバイパス通路を介して吹出口へ送り込むようにした動作説明図。
【図５】空気調和ユニットからの調和空気の一部をバイパス通路を介して再び空気調和ユニットへ戻す動作説明図。
【符号の説明】
１  チャンバ本体
３  室内
１１  作業空間
１３  前面開放口
１５  開閉扉
２７  排気ダクト（排気通路）
２９  給気ダクト（給気通路）
３１  排気風量制御弁
３３  排気取入口
３５  給気風量制御弁
３７  空気調和ユニット
４１  吹出口
５３  バイパス通路
【図１】
0004769373.tif 000002
【図２】
0004769373.tif 000003
【図３】
0004769373.tif 000004
【図４】
0004769373.tif 000005
【図５】
0004769373.tif 000006