(57)【要約】  本発明の課題は、環境条件を低下させることなく、容易に内部空間にアクセスできるブースを実現することである。  上記の課題を解決するために、ブース(１０)は、内部空間(Ｓ)に通じる開口部(１０５)に空気を噴出する噴出部(噴出装置１２０)を備え、噴出部が、外部空間からの外乱が内部空間に導入されることを抑制する第１の気流(外側気流１２６)と、第１の気流が内部空間に導入されることを抑制する第２の気流(内側気流１２７)と、を形成する。
2020050228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に空気を噴出する噴出部を備え、
前記噴出部は、前記外部空間からの外乱が、前記内部空間に導入されることを抑制する第１の気流と、前記第１の気流よりも内側に、前記第１の気流が前記内部空間に導入されることを抑制する第２の気流と、を形成することを特徴とするブース。
【請求項２】
前記噴出部は、前記第２の気流が前記第１の気流よりも弱くなるように、空気を噴出することを特徴とする請求項１に記載のブース。
【請求項３】
外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に設けられた、前記開口部に向けて空気を噴出する噴出部を備え、
前記噴出部は、第１の気流と、前記第１の気流よりも内側に形成され、前記第１の気流よりも弱い第２の気流と、を形成するように、空気を噴出することを特徴とするブース。
【請求項４】
前記噴出部は、前記第１の気流を形成するための第１の噴出口と、前記第２の気流を形成するための第２の噴出口とを備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のブース。
【請求項５】
前記第１の気流及び前記第２の気流の方向は、水平方向であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のブース。
【請求項６】
前記第１の気流及び前記第２の気流の方向は、鉛直方向下向きであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のブース。
【請求項７】
前記噴出部に対向して設けられた、空気を吸引する吸引部を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のブース。
【請求項８】
前記噴出部を２つ備え、
前記２つの噴出部は、前記開口部の両側に配置されており、
前記２つの噴出部により形成される前記第１の気流及び前記第２の気流の方向は、前記開口部の方向であり、かつ、外部空間側に向かう方向であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のブース。
【請求項９】
前記開口部の上部を覆う上部カバーを備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のブース。
【請求項１０】
前記噴出部により形成される前記第１の気流及び前記第２の気流の風速は、高さ方向において異なることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のブース。
【請求項１１】
前記内部空間の空調制御を行う空調部を更に有し、
前記第１の気流及び前記第２の気流は、前記空調部により供給された空気により形成されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載のブース。
【請求項１２】
前記外部空間と前記内部空間との間には、前記開口部を除いて仕切り部材が設けられていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載のブース。
【請求項１３】
外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に空気を噴出する噴出装置であって、
前記外部空間からの外乱が、前記内部空間に導入されることを抑制する第１の気流と、
前記第１の気流よりも内側の、前記第１の気流が前記内部空間に導入されることを抑制する第２の気流と、を形成する噴出装置。
【請求項１４】
外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に空気を噴出する噴出装置であって、
第１の気流と、
前記第１の気流よりも内側に形成され、前記第１の気流よりも弱い第２の気流と、を形成するように空気を噴出する噴出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブース及び噴出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品・精密部品の組立や、実験等の各種作業、プロセス装置・精密機械の運転などを行うための、ブースが知られている。このようなブースでは、仕切り部材(壁、天井など)により、外部空間から内部空間を隔離し、温度や湿度、清浄度等の環境条件を保つようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６９８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブースにおいて、作業者の出入りや、物品の搬出入のために、内部空間にアクセスできる出入口が必要である。出入口に扉、引き戸、カーテン等の構造物を設けると、アクセスが煩雑になり、作業性が悪化する。そこで出入口を、このような構造物を設けない、単なる開口部とすることが考えられる。しかしこの場合、外部空間との遮断が不十分となり、内部空間における空調制御、例えば、温度制御や湿度制御などを行うことが困難となる。また、開口部から内部空間に塵埃が混入し、内部空間の清浄度を低くしてしまう虞がある。このように、ブースの出入口を単なる開口部とした場合、種々の環境条件（温度、湿度、清浄度等）が低下してしまう。【０００５】
本発明の一態様は、環境条件を低下させることなく、容易に内部空間にアクセスできるブースを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るブースは、外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に空気を噴出する噴出部を備え、前記噴出部が、前記外部空間からの外乱が、前記内部空間に導入されることを抑制する第１の気流と、前記第１の気流よりも内側に、前記第１の気流が前記内部空間に導入されることを抑制する第２の気流と、を形成する構成を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、環境条件を低下させることなく、容易に内部空間にアクセスできるブースが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係るブースを示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るブースを示す鉛直断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る噴出装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るブースを示す水平断面模式図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るブースを示す水平断面模式図である。
【図６】本発明の実施形態３に係るブースを示す鉛直断面模式図である。
【図７】本発明の実施形態４に係るブースを示す鉛直断面模式図である。
【図８】本発明の実施形態５に係るブースを示す鉛直断面模式図である。
【図９】本発明の実施形態６に係るブースの正面図である。
【図１０】本発明の実施形態７に係るブースの正面図である。
【図１１】本発明の実施形態８に係るブースの正面図である。
【図１２】本発明の実施形態９に係るブースの正面図である。
【図１３】本発明のブースの温度分布に関するシミュレーションの結果である。
【図１４】本発明のブースの温度分布に関するシミュレーションの結果である。
【図１５】本発明のブースの温度分布に関するシミュレーションの結果である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
【００１０】
（ブースの全体構成）
図１は、実施の形態１に係るブース１０の概略構成を示す図である。また、図２は、ブース１０の側方から観察した鉛直断面を模式的に示す図である。ブース１０は、床９０（ブース１０の構成物には含まれない）の上に組み立てられた仕切り部材である天井部１０１、２つの側壁部１０２、前壁部１０３、後壁部１０４によって外部空間から仕切られた内部空間Ｓを備えている。内部空間Ｓのサイズは、特定の値に限定されるものではないが、例えば奥行き方向３〜２０ｍ、幅方向３〜２０ｍ、高さ方向２〜５ｍ程度とすることができる。
【００１１】
前壁部１０３の一部には、中央付近に開口部１０５が設けられ、内部空間Ｓへの出入口を構成している。開口部１０５のサイズは、特定の値に限定されるものではないが、例えば内部空間Ｓの幅よりは小さく幅方向１〜３ｍ、内部空間Ｓの高さよりは小さく高さ方向２〜５ｍ程度とすることができる。
【００１２】
またブース１０は、内部空間Ｓ外に空調装置（空調部）１５０を備え、内部空間Ｓの空調制御を行っている。内部空間Ｓは、電子部品・精密部品の組立や、実験等の各種作業、プロセス装置・精密機械の運転など、雰囲気が空調制御された環境での作業、機械運転等を行うための領域である。空調制御は、実施形態１において具体的には温度制御である。しかしながら、空調制御としては、温度制御のみに限られるもので無く、例えば湿度制御、清浄度制御であってもよい。
【００１３】
仕切り部材（天井部１０１、側壁部１０２、前壁部１０３、後壁部１０４）は、ビニールカーテン、断熱不燃パネル、ガラス、アクリル板、金属板など、ブースの壁材または天井材として用いられている、適宜の公知材料で構成しうる。また、構造的な強度を保つために、フレーム、柱、梁等を適宜に用いて仕切り部材が組み立てられることが好ましい。
【００１４】
ブース１０には、開口部１０５に空気を噴出する噴出装置（噴出部）１２０が設けられている。具体的な噴出装置１２０の取付位置としては、例えば開口部１０５の端部となる前壁部１０３の一部に取り付けることができる。また、噴出装置１２０と対向する位置（例えば開口部１０５の縁部となる前壁部１０３の一部）には空気を吸引する吸引装置（吸引部）１３０が取り付けられている。噴出装置１２０及び吸引装置１３０は、開口部１０５の左右に、それぞれ鉛直線に沿って前壁部１０３の外側に配置される。また、噴出装置１２０の空気の噴出口と、吸引装置１３０の空気の吸引口とが対向するように配置されている。なお、実施形態１のブース１０は、噴出装置１２０と吸引装置１３０とを、それぞれ１台ずつ備えている。しかし、開口部１０５の縁部に沿って、複数の噴出装置１２０を、並べて設置するように構成し、実質的に大型の１台の噴出装置と同様の役割を果たせるようにしてもよい。吸引装置についても同様である。
【００１５】
（内部空間の温度制御）
天井部１０１の底面には、ブース１０の内部空間Ｓに温度制御された空気を導入するための、導入口１１１が設けられている。導入口１１１には、空調装置１５０から、導入口への配管１４３を通じて、所定の温度に制御された空気が送り込まれる。導入口１１１は、内部空間Ｓに対して、吹き出し方向が下向きに制御され均一化された気流（ダウンフロー）を放出する。図１において、導入口１１１は、左右に分かれた２つの部材として描かれているが、これは例示であって、単一または２つ以上の複数の部材で構成されても良く、天井部１０１の略全面に設けられていてもよい。また、導入口１１１は図１に例示したような後壁部１０４に取り付けられ、奥行き方向に延在する形状でなくともよく、例えば天井部１０１から吊るされていたり、天井部１０１に埋め込まれていたりしてもよい。また、導入口１１１には塵埃等を除去するためのフィルタやメッシュが設けられていることが好ましい。
【００１６】
内部空間Ｓに送り込まれた空気は、後壁部１０４の下部に設けられた導出口１１２に引き込まれ、導出口への配管１４４を通じて空調装置１５０に回収される。導出口１１２の形状も、図１に示されたような横長の長方形であってもよいが、他の形状や、任意の孔の個数とすることは適宜にできる。ここで配管とは、具体的には、円管状の部材、角管状の部材、ダクト等であり得、以下でも同様である。
【００１７】
このように、空調装置１５０により温度制御された空気が、循環することによって、ブース１０の内部空間Ｓが、所定の温度に制御される。導入口１１１から吹き出される気流は、その風速が特定の値に限定されるものではないが、風速が０．１〜１ｍ／ｓと緩やかであることが望ましい。風速が大きいと、内部空間Ｓに設置された機器、什器に気流が直接当たることによって部分的に冷却される箇所ができ、温度分布の原因となる怖れがあるからである。なお、本願において、気流の風速は、導入口、噴出口などの吹き出し口直下の風速（吹き出し風速）で定義するものとする。
【００１８】
また、外部の空気が直接内部空間Ｓに流入することは、温度制御上好ましくない。よって、内部空間Ｓは、空調装置１５０により、やや陽圧に維持される。そのため、開口部１０５等を通じて、内部空間Ｓから、空気がわずかに流出する（図２のＥＡ）。空調装置１５０は、流出する空気を補って、更に内部空間Ｓを陽圧に保つため、外気取り入れ口１５１より空気を取り入れ、内部空間Ｓから回収した空気とともに温度の調整を行い、所要の箇所に所要の風量で提供する。
【００１９】
（開口部の気流制御）
更に、開口部１０５における特徴的な気流制御について、図３及び図４も併せて用いて説明する。図３は、実施形態１に係る噴出装置１２０を示す概略図である。図４は、ブース１０の水平断面を模式的に示す図である。
【００２０】
噴出装置１２０には、空調装置１５０から噴出装置への配管１４１を通じて、温度制御された空気が供給される。噴出装置１２０は、それぞれが縦長であり開口部１０５の鉛直方向の長さに対応する、外側噴出口１２１（第１の噴出口）及び内側噴出口１２２（第２の噴出口）を備えている。外側噴出口１２１と内側噴出口１２２とは、互いに平行である。外側噴出口１２１は、内側噴出口１２２よりも、内部空間Ｓから遠い側に設けられている。外側噴出口１２１及び内側噴出口１２２の長さは、特定の値に限定されるものではないが、例えば２〜５ｍであり得る。また、上述の通り、開口部１０５の縁部に沿って、複数の噴出装置１２０を、並べて設置するように構成する場合には、外側噴出口１２１及び内側噴出口１２２の長さは特定の値に限定されるものではないが、例えば０．５〜２ｍ程度であり得る。
【００２１】
外側噴出口１２１は、外側気流１２６（第１の気流）を開口部１０５が形成する平面と平行（前壁部１０３と平行）で、水平の方向に吹き出す。ここで、外側気流１２６は、開口部１０５を覆う層状の気流であり、つまりはエアカーテンである。また、内側噴出口１２２は、内側気流１２７（第２の気流）を開口部１０５が形成する平面と平行（前壁部１０３と平行）で、水平の方向に吹き出す。ここで、内側気流１２７は、開口部１０５を覆う層状の気流であり、これもまたエアカーテンである。外側気流１２６の方向と内側気流１２７の方向は、平行であり同じ向きである。
【００２２】
外側気流１２６に対して、内側気流１２７は、より弱い気流である。ここで、より弱い気流とは、風速が相対的に小さい（遅い）ことを意味する。外側気流１２６の好ましい風速は、４〜８ｍ／ｓであり、典型的には５ｍ／ｓであり得る。内側気流１２７の好ましい風速は、外側気流１２６の風速より相対的に小さい風速であるとともに、３〜６ｍ／ｓであり、典型的には４ｍ／ｓであり得る。さらに、内圧を陽圧に維持することで、風速を低下することが可能となる。その場合には、好ましい風速は外側気流１２６で３〜６ｍ／ｓ、内側気流１２７で２〜４ｍ／ｓであり得る。風速を小さくすることにより、空気の流れの乱れが小さくなり、内部空間Ｓに対する外乱の影響を抑制するという本発明の効果をより一層発揮することができる。
いずれにしても、これらの外側気流１２６、内側気流１２７の風速は上記の範囲に限定されるものではなく、適宜異なる値とすることができる。但し、上述のように、外側気流１２６は内側気流１２７よりも風速が大きくなっている必要がある。
【００２３】
また、より好ましくは、内側気流１２７の風速は、内部空間Ｓにおいて導入口１１１から吹き出される気流の風速より大きいことが望ましい。
【００２４】
吸引装置１３０は、外側気流１２６と、内側気流１２７とが、それぞれが層状の気流として流れることを乱さないように空気を吸引する役割を果たす。吸引装置１３０には、それぞれが外側気流１２６と内側気流１２７に対応した、２つの縦長の吸引口を有することが望ましい。しかし、外側気流１２６と内側気流１２７の双方の気流を吸い込む１つの縦長の吸引口を有するものであってもよい。縦長の吸引口の長さは、噴出装置１２０の外側噴出口１２１または内側噴出口１２２と同程度であることが望ましい。吸引装置１３０により吸引された空気は、吸引装置への配管１４２を通じて、空調装置１５０に送り込まれる。
【００２５】
また、外側気流１２６及び内側気流１２７の風速は、噴出装置１２０と吸引装置１３０との距離に応じて適宜調整することが可能である。噴出装置１２０と吸引装置１３０との距離とは、詳細には、噴出装置１２０における外側噴出口１２１（第１の噴出口）と、吸引装置１３０の外側気流１２６を吸い込む吸引口との距離、及び、噴出装置１２０における内側噴出口１２２（第２の噴出口）と、吸引装置１３０の内側気流１２７を吸い込む吸引口である。噴出装置１２０と吸引装置１３０との間の距離に対する外側気流１２６の好ましい風速は、噴出装置１２０と吸引装置１３０との間の距離１ｍ当たり２．５〜５．５ｍ／ｓであり、典型的には３．３ｍ／ｓであり得る。噴出装置１２０と吸引装置１３０との間の距離に対する内側気流１２７の好ましい風速は、噴出装置１２０と吸引装置１３０との間の距離１ｍ当たり２〜４ｍ／ｓであり、典型的には２．７ｍ／ｓであり得る。さらに、内圧を陽圧に維持した場合には、噴出装置１２０と吸引装置１３０との間の距離１ｍ当たり、外側気流１２６で２〜４ｍ／ｓ、内側気流１２７で１〜３ｍ／ｓであり得る。風速を小さくすることにより、空気の流れの乱れが小さくなり、内部空間Ｓに対する外乱の影響を抑制するという本発明の効果をより一層発揮することができる。
【００２６】
（実施形態１における効果）
上記構成により、実施の形態１に係るブース１０では、以下のことが実現されている。
【００２７】
前壁部１０３の一部に開口部１０５を備えるため、作業者の出入りや、物品の搬出入が容易であり、内部空間Ｓへのアクセスが良い。そのため、ブース１０を利用する各種作業の効率が良好となる。
【００２８】
一般にこのような開口部を備えたブースでは、外気の流入と内部空間の空気の流出により、内部空間の空調制御が困難である。例えば、空調制御として温度制御を行う場合にあっては、温度制御が不十分な外気（外乱の一例）の流入により、内部空間Ｓを所定の均一な温度とすることが困難になる。また、風（外乱の一例）の内部空間への流入も、内部空間の空気の流れを乱すもととなる。しかしブース１０では、開口部１０５にエアカーテンとなる気流を形成するように構成されているので、外気の流入と内部空間の空気の流出が抑えられる。つまり、内外を遮断する方向に働く。
【００２９】
また、ブース１０では、開口部１０５において、外側気流１２６（第１の気流）と内側気流１２７（第２の気流）を形成しており、外側気流１２６に対し、内側気流１２７が、より弱い気流であるいう特徴的な構成を有する。以下にこのような特徴的な構成の意義について説明する。
【００３０】
本発明者らは、当初、開口部において単層の気流（エアカーテン）が形成される構成について検討を行った。すると、気流の風速が小さいときには、外気の流入と内部空間の空気の流出を抑制する効果に乏しく、内部空間Ｓにおいて目標とする温度制御ができなかった。ここで目標とする温度制御とは、より具体的には、内部空間Ｓにおける温度の分布が温度目標値に対して±０．１度以内となるように制御できることである。
【００３１】
次に、内外の遮断の効果を高めるために、気流の風速を大きくすることを試みた。しかし、単層の気流の風速を高めてみると、内部空間の空気を引き込み加速させ、気流が内部空間に入り込むような状態になった。その結果、内部空間に部分的に風速の大きい箇所ができ、内部空間において目標とする温度制御ができなかった。それは部分的に風速が大きい箇所が形成されるため、内部空間Ｓにおける温度分布が乱れてしまうためである。様々な風速について、検討を行ったが、単層の気流（エアカーテン）では、目標とする内部空間の温度分布の実現が出来なかった。
【００３２】
また、ここでは内部空間Ｓの温度分布について説明したが、湿度分布についてもほぼ同様である。
【００３３】
また、単相の気流を採用すると、塵埃の混入を好適に防止できないということもわかった。単層の気流の風速を低くすると、気流による塵埃の内部空間Ｓへの混入防止が十分に作用しない虞がある。一方、単層の気流を高めた場合、上述の内部空間Ｓへの気流の入り込みに塵埃が巻き込まれ、結果として塵埃が内部空間に混入されてしまう場合がある。
【００３４】
そこで、本発明者らは、開口部１０５において、風速の大きい外側気流１２６と、外側気流１２６よりも弱い内側気流１２７の２層の気流を形成することに想い到り、本発明を完成するに至った。風速の大きい外側気流１２６は、内外の遮断の効果を十分なものとする役割を果たす。つまり、内部空間Ｓに対する外乱の影響を抑制する役割を果たす。一方、相対的に弱い内側気流１２７は、風速の大きい外側気流１２６が内部空間Ｓに入り込むことを抑制する役割を果たす。このような独特の気流の構成と配置とすることで、ブース１０では、内部空間Ｓにおいて目標とする温度制御や湿度制御が実現でき、また、塵埃の内部空間への混入を好適に防止できるのである。
【００３５】
更に、ブース１０では、開口部１０５の縁部に、噴出装置１２０に対向して設けられた、空気を吸引する吸引装置１３０を備えている。本構成により、外側気流１２６（第１の気流）及び内側気流１２７（第２の気流）が、開口部１０５の、それぞれ外側噴出口１２１、内側噴出口１２２から離れた領域においても乱されることが抑制される。よって、内部空間Ｓにおける目標とする温度制御や湿度制御、及び塵埃の混入防止が好適に実現されるようになる。
【００３６】
また、外側気流１２６（第１の気流）及び内側気流１２７（第２の気流）の方向が水平方向となるようにすることで、噴出装置１２０及び吸引装置１３０を開口部１０５の左右に縦置きできる。よって、噴出装置１２０及び吸引装置１３０を備えたブースを容易に製造することができる。
【００３７】
ブース１０では、外側気流１２６（第１の気流）及び内側気流１２７（第２の気流）が、空調装置１５０から供給された空気により形成される。空調装置１５０により空調制御された空気で、外側気流１２６及び内側気流１２７を形成することで、内部空間Ｓの制御を乱す要因を抑え、内部空間Ｓにおいて目標とする空調制御が確実に実現されるようになる。
【００３８】
ブース１０で用いられた、実施形態１に係る噴出装置１２０では、外側気流１２６（第１の気流）を形成するための外側噴出口１２１（第１の噴出口）と、外側気流１２６よりも弱い内側気流１２７（第２の気流）を形成するための内側噴出口１２２（第２の噴出口）とを備えている。開口部を備えるブースにおいて、本構成の噴出装置１２０を適用すれば、内部空間へのアクセスが良好でありながら、内部空間の温度制御を良好なものとさせることが実現できる。
【００３９】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００４０】
図５は、実施形態２に係るブース２０の概略構成を示す図である。図５（１）は、実施形態２に係るブース２０の概略構成を示すための、水平方向の断面を模式的に示した図である。ブース２０は、実施形態１に係るブース１０とは異なり、吸引装置１３０及び吸引装置への配管１４２を備えていない。また、ブース１０とは異なり、開口部１０５の左右の縁部の双方に噴出装置１２０を備える。それぞれの噴出装置１２０に、空調装置１５０から空調制御（温度制御）された空気を供給するための噴出装置への配管１４１が接続されている。
【００４１】
左右の噴出装置１２０は、それぞれが風速の大きい外側気流２２６（第１の気流）と、外側気流２２６よりも弱い内側気流２２７（第２の気流）の２層の気流を形成している。よって、左右の噴出装置１２０の外形は、互いに鏡面対称である。なお、いずれの気流も、向きは水平方向である。
【００４２】
外側気流２２６の好ましい風速は、２〜４ｍ／ｓであり、典型的には３ｍ／ｓであり得る。内側気流２２７の好ましい風速は、外側気流２２６の風速より相対的に小さい風速であるとともに、１〜３ｍ／ｓであり、典型的には２ｍ／ｓであり得る。いずれにしても、これらの外側気流２２６、内側気流２２７の風速は上記の範囲に限定されるものではなく、適宜異なる値とすることができる。但し、上述のように、外側気流２２６は内側気流２２７よりも風速が大きくなっている必要がある。
【００４３】
また、外側気流２２６及び内側気流２２７の風速は、左右の噴出装置１２０における各外側噴出口１２１（第１の噴出口）、各内側噴出口１２２（第２の噴出口）の間の距離に応じて適宜調整することが可能である。左右の外側噴出口１２１の間の距離に対する外側気流２２６の好ましい風速は、左右の外側噴出口１２１の間の距離１ｍ当たり１〜３ｍ／ｓであり、典型的には２ｍ／ｓであり得る。左右の内側噴出口１２２の間の距離に対する内側気流２２７の好ましい風速は、左右の内側噴出口１２２の間の距離１ｍ当たり０．５〜２ｍ／ｓであり、典型的には１．３ｍ／ｓであり得る。
【００４４】
実施形態２に係るブース２０は、左右の噴出装置１２０から空気が供給されることから、一方から空気を供給する場合と比べて、外側気流２２６及び内側気流２２７の風速を小さくすることができる。そのため、空気の流れの乱れが小さくなり、内部空間Ｓに対する外乱の影響を抑制するという本発明の効果をより一層発揮する。
【００４５】
その他の構成については、実施形態１に係るブース１０と同様である。よって、ブース２０においても、吸引装置１３０による効果を除き、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、ブース２０においては、開口部１０５に対して左右から外側気流２２６及び内側気流２２７を形成しているから、各気流（エアカーテン）が開口部１０５を覆いやすい。従って、開口部１０５の幅を広くすることが容易である。一方、開口部１０５の幅方向の中央部付近で、左右からの気流が出会うため、気流が乱れやすくなる怖れがある。そこで、外側気流２２６及び内側気流２２７の方向を、開口部１０５が形成する平面に略平行（前壁部１０３に略平行）であるが、やや外向きとし、内部空間Ｓに外側気流２２６及び内側気流２２７が入り込みにくいようにすることが好ましい。
【００４７】
図５（２）は、開口部１０５が形成する平面Ｐに対する内側気流２２７の角度θｉ１及びθｉ２を示す説明図である。左右の内側気流２２７の角度θｉ１及びθｉ２は、特に限定されないが、好ましくは０〜４５°である。下限値としては、例えば、１°以上、３°以上、５°以上又は１０°以上である。また、上限値としては、例えば、４０°以下、３５°以下又は３０°以下である。左右の内側気流２２７の角度θｉ１及びθｉ２は、同一の角度でも異なる角度でもよい。
また、外側気流２２６についても同様、左右の外側気流２２６の角度θｏ１及びθｏ２は、特に限定されないが、好ましくは０〜４５°である。下限値としては、例えば、１°以上、３°以上、５°以上又は１０°以上である。また、上限値としては、例えば、４０°以下、３５°以下又は３０°以下である。左右の外側気流２２６の角度θｏ１及びθｏ２は、同一の角度でも異なる角度でもよい。
さらに、内側気流２２７の角度と、外側気流２２６の角度は、同一の角度でも異なる角度でもよい。
なお、この角度（θｉ１、θｉ２、θｏ１、θｏ２）については、内部空間Ｓや外部空間の温度や湿度などの条件に応じて可変に制御されてもよい。これによって、例えば外部環境等に変化があった場合でも、より良好に内部空間Ｓに対する外乱の影響を抑制することができる。具体例としては、例えば、外部空間の気温が上昇すると、床などから発する輻射熱によって外側気流２２６や内側気流２２７が暖められ、内部空間Ｓに対し外側気流や内側気流が入り込みやすくなる。このような場合には、角度をより外部に向かわせることで、外乱の影響を抑えることができる。
【００４８】
〔実施形態３〕
図６は、実施形態３に係るブース３０の概略構成を示すための、鉛直面での断面を模式的に示した図である。ブース３０は、実施形態１に係るブース１０とは異なり、吸引装置１３０及び吸引装置への配管１４２を備えていない。また、ブース１０とは異なり、開口部１０５の上の縁部に横置きの噴出装置３２０を備える。噴出装置３２０に、空調装置１５０から空調制御（温度制御）された空気を供給するための噴出装置への配管１４１が接続されている。
【００４９】
噴出装置３２０は、風速の大きい外側気流３２６（第１の気流）と、外側気流３２６よりも弱い内側気流３２７（第２の気流）の２層の気流を形成している。なお、いずれの気流も、向きは鉛直方向下向きである。
【００５０】
その他の構成については、実施形態１に係るブース１０と同様である。よって、ブース３０においても、吸引装置１３０による効果を除き、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
ブース３０においては、開口部１０５の上から外側気流３２６及び内側気流３２７を形成している。よって、開口部１０５の幅方向の制限を受けにくく、開口部１０５の幅を広くすることが容易である。また、開口部１０５の上の縁部に沿って、複数の噴出装置３２０を、並べて設置するように構成してもよい。
【００５２】
ブース３０で用いられた、実施形態３に係る噴出装置３２０でも、実施形態１に係る噴出装置１２０と同様に、外側気流３２６（第１の気流）を形成するための外側噴出口（第１の噴出口）と、外側気流３２６よりも弱い内側気流３２７（第２の気流）を形成するための内側噴出口（第２の噴出口）とを備えている。開口部を備えるブースにおいて、本構成の噴出装置３２０を適用すれば、内部空間へのアクセスが良好でありながら、内部空間の温度制御を良好なものとさせることが実現できる。
【００５３】
〔実施形態４〕
図７は、実施形態４に係るブース３１の概略構成を示すための、鉛直面での断面を模式的に示した図である。実施形態４に係るブース３１は、実施形態３に係るブース３０に、噴出装置３２０に対向するように配置された吸引装置３３０と、それに接続される吸引装置への配管を加えたものである。実施形態４において吸引装置３３０は、開口部１０５の下方に配置される。吸引装置３３０は、床面９０よりも高い位置に配置することができる。この場合、ブースの施工が容易となる。あるいは、吸引装置は、床面９０よりも低い位置に配置することができる。この場合、内部空間へのアクセスが妨げられることが無い。実施形態４に係るブースにおいても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
〔実施形態５〕
図８は、実施形態５に係るブース１１の概略構成を示すための、鉛直面での断面を模式的に示した図である。実施形態５に係るブース１１は、実施形態１に係るブース１０から、吸引装置１３０及び吸引装置への配管１４２を省いたものである。実施形態５に係るブース１１においても、吸引装置１３０による効果を除き、実施形態１に係るブース１０と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
〔実施形態６〕
図９は、実施形態６に係るブース１２の正面図を模式的に示した図である。実施形態６に係るブース６０は、実施形態１に係るブース１０に、開口部１０５の上部を覆う上部カバー１６０を備えたものであり、その他の構成は同様である。
【００５６】
噴出装置１２０から供給された空気が、外部空間より低い温度である場合、噴出装置１２０から供給された空気は、外部空間の空気より重いことから下方に向かって流れる傾向が認められる。そのため、開口部１０５の上部から外気が流入しやすいというおそれがある。実施形態６に係るブース１２によれば、開口部１０５の上部を覆う上部カバー１６０備えるため、開口部１０５の上部からの外気の流入を抑制することができる。
また、噴出装置１２０から供給された空気は、上下左右に拡散するため、実施形態１に係るブース１０では、開口部１０５の上部の空気の一部が吸引装置１３０の方向に向かわずに上部方向へ分散する。しかし、上部カバー１６０を設けることにより、噴出装置１２０から供給された空気を吸引装置１３０の方向へ整流することができる。
【００５７】
上部カバー１６０の形状は、特に限定されないが、例えば、水平方向に設置された板部材である。噴出装置１２０から供給された空気の流れを整流するという観点から、上部カバー１６０の開口部１０５側の面は、噴出装置１２０から供給された空気が流れる方向に沿って形成されることが好ましい。
【００５８】
〔実施形態７〕
図１０は、実施形態７に係るブース２１の正面図を模式的に示した図である。実施形態７に係るブース２１は、実施形態２に係るブース２０に、開口部１０５の上部を覆う上部カバー１６０を備えたものであり、その他の構成は同様である。実施形態６と同様、上部カバー１６０を設けることにより、開口部１０５の上部からの外気の流入を抑制することができる。
また、噴出装置１２０から供給された空気を開口部１０５の中心方向へ整流することができる。
【００５９】
上部カバー１６０の形状は、実施形態６と同様、例えば、水平方向に設置された板部材などが挙げられる。噴出装置１２０から供給された空気の流れを整流するという観点から、上部カバー１６０の開口部１０５側の面は、噴出装置１２０から供給された空気が流れる方向に沿って形成されることが好ましい。
【００６０】
〔実施形態８〕
図１１は、実施形態８に係るブース１３の正面図を模式的に示した図である。実施形態８に係るブース１３は、実施形態１に係るブース１０において、噴出装置１２０から供給される空気（外側気流１２６及び内側気流１２７）の風速が上部と下部で異なるものである。より詳しくは、実施形態８に係るブース１３は、噴出装置１２０から供給される空気（外側気流１２６及び内側気流１２７）の上部の空気の風速が、下部の空気の風速より速いというものである。なお、その他の構成は同様である。
【００６１】
噴出装置１２０から供給された空気が、外部空間より低い温度である場合、噴出装置１２０から供給された空気は、外部空間の空気より重いことから下方に向かって流れる傾向が認められる。そのため、開口部１０５の上部から外気が流入しやすいというおそれがある。実施形態８に係るブース１３によれば、開口部１０５の上部側の空気の風速が下部側の空気の風速よりも速いため、開口部１０５の上部からの外気の流入を抑制することができる。
【００６２】
噴出装置１２０から供給される空気（外側気流１２６及び内側気流１２７）の風速を上部と下部で変える場合、高速と低速の２段階の速度で設定してもよいし、複数段階の速度で上方に向かって徐々に速度を高めるように設定してもよい。
【００６３】
なお、上部側の空気の風速を下部側の空気の風速よりも速くするという構成には、上部側の空気の線速度を高める手段だけでなく、上部側の空気量を増加する手段も含む。
【００６４】
ここで、吸引装置１３０の吸引される空気の風速は、高さ方向で一定の風速としてもよいし、噴出装置１２０から供給された空気と同様、上部側で吸引される空気の風速を下部側より高く設定してもよい。
【００６５】
また、実施形態８に係るブース１３の変形例としては、噴出装置１２０から供給された空気が、外部空間より高い温度である場合には、下部側の空気の風速を上部側の空気の風速よりも速く設定すればよい。噴出装置１２０から供給された空気は、外部空間の空気より軽いことから上方に向かって流れる傾向が認められる。よって、この場合には、下部側の空気の風速を上部側の空気の風速よりも速く設定することにより、外気の流入を抑制することができる。
【００６６】
〔実施形態９〕
図１２は、実施形態９に係るブース２２の正面図を模式的に示した図である。実施形態９に係るブース２２は、実施形態２に係るブース２０において、２つの噴出装置１２０から供給される空気（外側気流２２６及び内側気流２２７）の風速が上部と下部で異なるものである。より詳しくは、実施形態９に係るブース２２は、噴出装置１２０から供給される空気（外側気流２２６及び内側気流２２７）の上部の空気の風速が、下部の空気の風速より速いというものである。なお、その他の構成は同様である。
また、噴出装置１２０から供給される空気の風速の設定については、実施形態８と同様であるため、省略する。
【００６７】
〔シミュレーション結果〕
図１３〜図１５は、本発明のブースの温度分布に関するシミュレーションの結果を示す図である。シミュレーションの条件は、内部空間の温度を２３℃、外部空間の温度を２８℃とし、内部空間の温度制御として±０．１℃を満足させることを目標として各構成の作用効果について検証した。なお、図１３の実施形態１及び実施形態６の片側のみに噴出装置を設置した場合では、外側気流及び内側気流の風速をそれぞれ２ｍ／ｓとした。また、図１４の実施形態２及び図１５の実施形態７の両側に噴出装置を設置した場合では、各噴出装置のいずれにおいても、外側気流及び内側気流の風速をそれぞれ２ｍ／ｓとした。各シミュレーションの結果について、左図は、内側噴出口の位置における開口部の垂直断面の温度分布を示しており、右図は、外側噴出口の位置における開口部の垂直断面の温度分布を示している。
【００６８】
図１３には、（１）実施形態１のブースを用いた温度分布、（２）実施形態７のブースを用いた温度分布を示す。（１）、（２）のいずれも、内側噴出口の位置において、優れた温度分布が得られた。これは、外側気流によって外乱を遮断しつつ、内側気流によって、外側気流の内部空間への流入を抑制することによると考えられる。
また、（１）と（２）を比較すると、上部カバー１６０を設けた場合には、より優れた温度分布となることが認められた。これは、噴出装置１２０から噴出された気流が、上部方向に分散せずに、上部カバー１６０に沿って吸引装置１３０に整流されることによると考えられる。
【００６９】
図１４には、（３）実施形態２のブースで気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）を０°とした場合の開口部の温度分布、（４）実施形態２のブースで気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）を１５°とした場合の開口部の温度分布、（５）実施形態２のブースで気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）を３０°とした場合の開口部の温度分布を示す。
（３）と（４）と（５）を比較すると、（４）気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）が１５°の場合で、ブース内の温度分布（不図示）が最も優れた結果となり、次いで、（５）気流の方向が３０°の場合、（３）気流の方向が０°の場合の順で、優れた温度分布となることが認められた。これは、開口部の両側から噴出された気流の方向をやや外側に向けることによって、両側の気流同士が衝突した際に、気流が外部空間側へ誘導されることによると考えられる。
【００７０】
図１５には、（６）実施形態７のブースで気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）を０°とした場合の開口部の温度分布、（７）実施形態７のブースで気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）を１５°とした場合の開口部の温度分布、（８）実施形態７のブースで気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）を３０°とした場合の開口部の温度分布を示す。
（６）と（７）と（８）を比較すると、実施形態２のブースの場合と同様、（７）気流の方向（θｉ１及びθｉ２、θｏ１及びθｏ２）が１５°の場合で、ブース内の温度分布（不図示）が最も優れた結果となり、次いで、（８）気流の方向が３０°の場合、（６）気流の方向が０°の場合の順で、優れた温度分布となることが認められた。
なお、（６）と（４）を比較すると、（６）の方が優れた温度分布となった。すなわち、開口部の上部を覆う上部カバーは、内部空間の温度を維持する効果に特に優れているといえる。
【００７１】
〔付記事項〕
上述した各実施形態において、開口部を覆う気流は、外側の第１の気流と内側の第２の気流とで構成されたが、例えば第１の気流と第２の気流の間に第３の気流を形成することを妨げない。このように２以上の多層の気流を形成するものとすることができる。
【００７２】
上述した各実施形態において、各ブースは、工場等の室内に、更に仕切られた内部空間Ｓを構成するように設置されるものであってよい。しかしながら、本発明におけるブースとは、このようなものに限られるものではなく、工場等の建屋内に建築物の一部として建設される部屋自体を内部空間Ｓとするものであってもよい。また、空調装置を設けていないブースであっても良く、各実施形態を適用することで塵埃の混入を好適に防止することができる。
【００７３】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るブースは、外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に空気を噴出する噴出部を備え、前記噴出部が、前記外部空間からの外乱が、前記内部空間に導入されることを抑制する第１の気流と、前記第１の気流よりも内側に、前記第１の気流が前記内部空間に導入されることを抑制する第２の気流と、を形成する構成を備えている。
【００７４】
上記の構成によれば、環境条件を低下させることなく、容易に内部空間にアクセスできるブースが実現できる。
【００７５】
本発明の態様２に係るブースは上記態様１において、前記噴出部が、前記第２の気流が前記第１の気流よりも弱くなるように、空気を噴出する構成を有していても良い。
【００７６】
上記の構成によれば、第１気流が内部空間に導入されることを抑制する第２の気流を具体的に実現できる。
【００７７】
本発明の態様３に係るブースは、外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に設けられた、前記開口部に向けて空気を噴出する噴出部を備え、前記噴出部が、第１の気流と、前記第１の気流よりも内側に形成され、前記第１の気流よりも弱い第２の気流と、を形成するように、空気を噴出する構成を有している。
【００７８】
上記の構成によれば、環境条件を低下させることなく、容易に内部空間にアクセスできるブースが実現できる。
【００７９】
本発明の態様４に係るブースは、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記噴出部が、前記第１の気流を形成するための第１の噴出口と、前記第２の気流を形成するための第２の噴出口とを備える構成を有していても良い。
【００８０】
上記の構成によれば、所要の第１の気流及び第２の気流を形成させることが具体的に実現できる。
【００８１】
本発明の態様５に係るブースは、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記第１の気流及び前記第２の気流の方向が、水平方向である構成を有していても良い。
【００８２】
上記の構成によれば、吸引装置を備えたブースを容易に製造することができる。
【００８３】
本発明の態様６に係るブースは、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記第１の気流及び前記第２の気流の方向が、鉛直方向下向きである構成を有していても良い。
【００８４】
上記の構成によれば、開口部の幅方向の制限を受けにくく、開口部の幅を広くすることが容易となる。
【００８５】
本発明の態様７に係るブースは、上記態様１から６のいずれかにおいて、前記噴出部に対向して設けられた、空気を吸引する吸引部を備える構成を有していても良い。
【００８６】
上記の構成によれば、内部空間において目標とする空調制御が確実に実現されるようになる。
【００８７】
本発明の態様８に係るブースは、上記態様１から５のいずれかにおいて、前記噴出部を２つ備え、前記２つの噴出部は、前記開口部の両側に配置されており、前記２つの噴出部により形成される前記第１の気流及び前記第２の気流の方向は、前記開口部の方向であり、かつ、外部空間側に向かう方向であることを特徴とする構成を有していても良い。
【００８８】
上記の構成によれば、外気の流入を抑制することができるため、内部空間において目標とする空調制御が確実に実現されるようになる。
【００８９】
本発明の態様９に係るブースは、上記態様１から８のいずれかにおいて、前記開口部の上部を覆う上部カバーを備える構成を有していても良い。
【００９０】
上記の構成によれば、外気の流入を抑制することができるため、内部空間において目標とする空調制御が確実に実現されるようになる。
【００９１】
本発明の態様１０に係るブースは、上記態様１から９のいずれかにおいて、前記噴出部により形成される前記第１の気流及び前記第２の気流の風速は、高さ方向において異なることを特徴とする構成を有していても良い。
【００９２】
上記の構成によれば、外気の流入を抑制することができるため、内部空間において目標とする空調制御が確実に実現されるようになる。
【００９３】
本発明の態様１１に係るブースは、上記態様１から１０のいずれかにおいて、前記内部空間の空調制御を行う空調部を更に有し、前記第１の気流及び前記第２の気流が、前記空調部により供給された空気により形成される構成を有していても良い。
【００９４】
上記の構成によれば、内部空間において目標とする空調制御が確実に実現されるようになる。
【００９５】
本発明の態樣１２に係るブースは、上記態樣１から１１のいずれかにおいて、前記外部空間と前記内部空間との間には、前記開口部を除いて仕切り部材が設けられている構成を有していても良い。
【００９６】
上記の構成によれば、所要の内部空間を形成することが、具体的に実現できる。
【００９７】
本発明の態様１３に係る噴出装置は、外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に空気を噴出する噴出装置であって、前記外部空間からの外乱が、前記内部空間に導入されることを抑制する第１の気流と、前記第１の気流よりも内側の、前記第１の気流が前記内部空間に導入されることを抑制する第２の気流と、を形成する構成を備えている。
【００９８】
上記の構成によれば、開口部を備えるブースにおいて、内部空間へのアクセスが良好でありながら、内部空間の環境条件を低下させることがない噴出装置を提供できる。
【００９９】
本発明の態樣１４に係る噴出装置は、外部空間から仕切られた内部空間に通じる開口部に空気を噴出する噴出装置であって、第１気流と、前記第１の気流よりも内側に形成され、前記第１の気流よりも弱い第２の気流と、を形成するように空気を噴出する構成を備えている。
【０１００】
上記の構成によれば、開口部を備えるブースにおいて、内部空間へのアクセスが良好でありながら、内部空間の環境条件を低下させることがない噴出装置を提供できる。
【０１０１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０、１１、１２、１３、２０、２１、２２、３０    ブース
１０１    天井部（仕切り部材）
１０２    側壁部（仕切り部材）
１０３    前壁部（仕切り部材）
１０４    後壁部（仕切り部材）
１０５    開口部
１１１    導入口
１１２    導出口
１２０、３２０    噴出装置（噴出部）
１２１    外側噴出口（第１の噴出口）
１２２    内側噴出口（第２の噴出口）
１２６、２２６、３２６    外側気流（第１の気流）
１２７、２２７、３２７    内側気流（第２の気流）
１３０、３３０    吸引装置（吸引部）
１４１    噴出装置への配管
１４２    吸引装置への配管
１４３    導入口への配管
１４４    導出口への配管
１５０    空調装置（空調部）
１５１    外気取り入れ口
Ｓ    内部空間
Ｐ    開口部が形成する平面
【図１】
2020050228.tif 000003
【図２】
2020050228.tif 000004
【図３】
2020050228.tif 000005
【図４】
2020050228.tif 000006
【図５】
2020050228.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020050228.tif 000009
【図８】
2020050228.tif 000010
【図９】
2020050228.tif 000011
【図１０】
2020050228.tif 000012
【図１１】
2020050228.tif 000013
【図１２】
2020050228.tif 000014
【図１３】
2020050228.tif 000015
【図１４】
2020050228.tif 000016
【図１５】
2020050228.tif 000017
【国際調査報告】
2020050228.tif 000018
2020050228.tif 000019
2020050228.tif 000020
2020050228.tif 000021
2020050228.tif 000022
2020050228.tif 000023