JPH0220041Y2

JPH0220041Y2 -

Info

Publication number: JPH0220041Y2
Application number: JP2887585U
Authority: JP
Priority date: 1985-02-27
Filing date: 1985-02-27
Publication date: 1990-06-01
Also published as: JPS61145236U

Description

【考案の詳細な説明】（考案の分野）この考案は、処理室内に吸引される風量を自在
に調節して、最適の流入風速（制御風速）を得る
ことのできるドラフトチヤンバに関する。

（先行技術の説明）ドラフトチヤンバは、その安全性の面から、前
面開口部の流入風速について、一定の安全基準を
満たすことが法律により義務づけられている。す
なわち、処理室内部で発生した有害・有害ガス
が、実験室内に流出することなく適切に室外に排
気されることを確実にするため、処理室の前面開
口部からは、前面扉の開き具合にかかわらず、空
気が常に一定風速以上で処理室内に流入している
ことが必要とされる。このため、従来のドラフト
チヤンバでは、前面扉が全開となつている際にも
この基準を満足するように、排気容量の大きな排
気フアンを使用している。したがつて、前面扉の
開量を小さくして使用する際には、扉開口から処
理室内へ流入する空気の風速が非常に速くなつて
処理室内の気流を乱し、特にバーナー等の炎を使
用する実験の場合には好ましくない影響を及ぼ
す。

この点を考慮して、前面扉の開閉量に応じて排
気フアンの回転数を制御し、一定の流入風速を得
るようにした方式のドラフトチヤンバも提案され
ているが、この方式では、排気フアンの回転数を
個々のドラフトチヤンバごとに制御する必要があ
るため、ドラフトチヤンバを複数台使用した集中
排気コントロール方式には使用できない上、複雑
なモーターコントロールを要するという欠点があ
る。また、前面開口部をエアーカーテンで遮蔽す
るように給気する方式のドラフトチヤンバの場合
には、排気フアンの回転数を変化させると、排気
量と給気量のバランスが崩れて、実験室内の空調
（冷暖房等）に悪影響を及ぼす。すなわち、排気
量対給気量の比率を10：８ないし10：７の一定比
率に維持したとき、ドラフトチヤンバが室内の空
調に及ぼす影響が最小となり、省エネルギの観点
から最も望ましいのであるが、排気フアンの回転
数を変化させると、このバランスが損われてしま
うのである。排気フアンの回転数を変化させると
同時に給気フアンの回転数も変化させれば、上記
バランスを維持することはできるが、給気フアン
の回転数が低下してくるとエアーカーテンの気流
が弱まつて乱れてしまい、給気の多くが室内に流
入して、やはり室内の空調を乱してしまうことに
なる。

実公昭47−36855号に係るドラフトチヤンバは、
前面扉の開口度が小さなときでも完全なアエーカ
ーテンを形成することができるように、給気の一
部を直接処理室内に導入するようにしているが、
給・排気量が一定という条件下でこの方式により
流入風速を所望の値に維持するためには、前面扉
の開口度が小さくなるにしたがつてより多くの給
気を直接処理室内に導入する必要があり、それに
つれてエアーカーテンとして供給される風量が減
少することから、上述したのと同様のエアーカー
テンの気流の乱れという問題を生じる。さらに、
多量の給気を直接処理室内に導入することによつ
て処理室内の空気の流れを激しくしてしまい、前
面開口部からの流入風速を制御する意味がなくな
る。

（考案の目的）それゆえに、この考案の主たる目的は、給・排
気量を変化させることなく所望の流入風速を得る
ことができるとともに、処理室内の気流を乱すこ
とのないドラフトチヤンバを提供することであ
る。この考案の別の目的は、室内の空調に悪影響
を及ぼすことなく常に最適の流入風速を達成する
ことのできるドラフトチヤンバを提供することで
ある。

（考案の構成）上記目的を達成するため、この考案によるドラ
フトチヤンバにおいては、給気手段からの給気を
分岐して処理室および排気手段にそれぞれ導くた
めの第１および第２の分岐路を設け、これらの分
岐路に分岐される風量を、分岐風量制御手段によ
りそれぞれ制御することによつて、常に所望の流
入風速を得ることができるようにしている。

（実施例の説明）第１Ａ図は、この考案の一実施例であるドラフ
トチヤンバを示す正面図であり、第１Ｂ図はその
側断面説明図である。第１Ｂ図に示すように、こ
のドラフトチヤンバは、本体１内に設けられた処
理室２、この処理室２の前面開口部に開閉自在に
設けられた前面扉３、この前面扉３の外側に沿つ
てエアーカーテンを形成するように気流を生じさ
せるたの給気手段を構成する２つの要素である給
気フアン４およびこの給気フアン４からの給気を
処理室２の前面開口部上方の所定位置に導くため
の第１通風路５、処理室２内の気体を排気するた
めの排気手段を構成する２つの要素である排気フ
アン６およびこの排気フアン６と処理室２とを結
ぶ第２通風路７、処理室２の外部でエアーカーテ
ンの気流を受けるように第１通風路５の出口と対
向して開口した入口８ａと第２通風路７に通じた
出口８ｂとを有するバイパス通風路８、このバイ
パス通風路８内に流れる風量を制御するためのバ
イパス通風量制御手段としてのバイパスダンパ
９、給気フアン４の給気を第１通風路５から分岐
して処理室２および第２通風路７にそれぞれ導く
ための第１および第２分岐路１０，１１、前面扉
３の開口度を検知するための開口度センサ１２、
および、この開口度センサ１２の検知出力に応じ
て第１および第２分岐路１０，１１に分岐される
風量をそれぞれ制御するための分岐風量制御手段
としての第１および第２ダンパ１３，１４より構
成されている。

給気フアン４への給気は給気ダクト４ａを通じ
て、また排気フアン６からの排気は排気ダクト６
ａを通じて、それぞれ行なわれる。これらの給気
ダクト４ａおよび排気ダクト６ａは、このドラフ
トチヤンバ本体１が備えられた実験室の外部と通
じている。

第２図は上記開口度センサ１２の構成の一例を
示す説明図である。第２図に示すように、開口度
センサ１２は、前面扉３の開閉とともに移動する
ようにその移動方向に沿つて延設されたラツク１
５、このラツク１５と噛合して回転するように配
設されたピニオン１６、このピニオン１６の回転
を電気信号に変換するためのポテンシヨメータ１
７、およびピニオン１６の回転を減速してポテン
シヨメータ１７に伝達するための図示しない減速
ギヤより構成されている。

次に、動作について説明する。まず作業者は、
実験を始めるにあたつて、給気フアン４および排
気フアン６を、図示しないスイツチにより回転さ
せておく。排気フアン６の排気量および給気フア
ン４の給気量の比は、前述したように省エネルギ
の観点から、10：８ないし10：７の比率に一定に
維持されている。

次いで作業者は、前面扉３を開いて、処理室２
内に実験器具をセツトして実験を開始する。実験
中、前面扉３の開き具合は、開口度センサ１２に
よつて常に監視されている。すなわち、前面扉３
が開閉されてラツク１５が上下動するとピニオン
１６が回転し、この回転は図示しない減速ギヤを
介して回転式ポテンシヨメータ１７に伝達され
て、このポテンシヨメータ１７から前面扉３の開
口度に応じた電気信号が導出されるのである。こ
の電気信号は、開口度センサ１２の検知信号とし
て、第１および第２ダンパ１３，１４の回転角の
制御に利用される。この回転角の制御について、
以下に説明する。

いま、排気フアン６の排気量をQ_OUT（＝一定），
給気フアン４の給気量Q_IN1（＝一定）とし、簡単
のため、Q_IN1のすべてが処理室２およびバイパス
通風路８を経て排気される理想的な状態を考え
る。この場合、このドラフトチヤンバ本体１が設
置してある実験室内からの給気量（すなわち実験
室内から処理室２およびバイパス通風路８に吸引
される風量）をQ_IN2とすれば、 Q_OUT＝Q_IN1＋Q_IN2 …(1) が成り立つ。上述したように、Q_OUT：Q_IN1は10：
８ないし10：７に設定してあるので、Q_IN2は比率
２ないし３（すなわちQ_OUTの20ないし30％）に相
当する一定値となる。

給気フアン４の給気量Q_IN1のうちの一部Q_Aは
第１通風路５を通つてエアーカーテンとして供給
され、他の一部Q_Bは第１分岐路１０を通つて処
理室２内に直接導入され、残りの一部Q_Cは第２
分岐路１１を通つて第２通風路７に導かれて直接
排気される。したがつて次式が成り立つ。

Q_IN1＝Q_A＋Q_B＋Q_C …(2) また処理室２から第２通風路７を通つて排気さ
れる風量をQ_S，バイパス通風路８から第２通風
路７を経て排気される風量をQ_Lとすれば、 Q_OUT＝Q_C＋Q_S＋Q_L …(3) となる。

ところで、処理室２の前面開口部から処理室２
内に吸引される風量Q_Xは Q_X＝Q_A＋Q_IN2−Q_L …(4) であるので、前面開口部の流入風速V_Sは、 V_S＝Q_X／Ｓ＝（Q_A＋Q_IN2−Q_L）／Ｓ …(5) と表すことができる。ただし、Ｓは前面開口部の
面積である。

ここで、第１Ｂ図に示すように、前面扉３が全
開の場合を考える。この場合は、開口度センサ１
２の検知出力に応答して、図示しないモータ等の
駆動手段により第１および第２ダンパ１３，１４
を回転駆動して、これらのダンパ１３，１４を図
示の位置、すなわち第１および第２分岐路を共に
全閉する位置に位置決めする。したがつて、Q_B
＝Ｏ，Q_C＝０であるので、(2)式より Q_IN1＝Q_A …(6) となる。つまり、外部からの給気Q_IN1を、そのま
ま同量だけエアーカーテンQ_Aとして吹き出すの
である。このとき、前面開口部の流入風速V_Sは、
(5)，(6)式より、 V_S＝（Q_IN1＋Q_IN2−Q_L）／Ｓ …(7) となり、さらに(1)式を用いれば、ＶＳ＝（Q_OUT−Q_L）／Ｓ …(8) となる。上述したように、排気フアン６の排気量
Q_OUTは一定であり、例えば商用電源60Hzで約33〜
35m³／minであると仮定する。また、前面扉３の
全開時の開口部の幅を1.5m，高さを0.7mとする
と、開口面積Ｓ＝1.05m²となる。いま、バイパス
ダンパ９を全閉してQ_L＝０とすれば、(8)式より V_S＝33／1.05÷60 ＝0.523m／ｓの流入風速V_Sが得られる。この流入風速は、法
律（例えば有機溶剤中毒予防規則16条、特定化学
物質等障害予防規則７条等）により要求される規
準0.4〜0.5m／ｓを満足している。また、図示し
ないモータ等の駆動装置または手動によりバイパ
スダンパ９の回転角を調節して、バイパス通風量
Q_Lを変化させれば、(8)式より明らかなように、
所望の流入風速V_Sを得ることができる。

次に、第３図に示すように、前面扉３の開口度
が中程度の場合を考える。この場合は、図示のよ
うに、第１ダンパ１３は中間位置に開いた状態
に、また第２ダンパ１４は全閉の状態に、それぞ
れ位置決めされる。すなわち、前面扉３が全開の
状態（第１Ｂ図の状態）から閉じられていくにし
たがつて、開口度センサ１２の検知出力に応答し
て、第１ダンパ１３のみを上記図示しないモータ
等の駆動装置により漸次回動させ（第２ダンパ１
４は全閉のまま）、前面扉３の開口度に比例して
Q_A，Q_Bを変化させるのである。これを式で表わ
せば、次のようになる。

Q_A＝KQ_IN1（０＜ｋ≦１） …(9) Q_B＝（１−ｋ）Q_IN1 …(10) Q_C＝０ …(11) ここでＫは、前面扉３の開口度に比例した係数
であり、第１ダンパ１３を回転させることにより
変化させる。

この状態で前面扉３の開口度を次第に小さくし
ていくと、それに比例してｋの値も次第に小さく
なり、Q_Aの値が減少していく。それにつれて、
エアーカーテンの気流が乱れ出し、気流が処理室
２およびバイパス通風路８内に吸引されずに室内
に流出し始め、室内の空調に悪影響を及ぼすよう
になる。

一般的に、エアーカーテンの場合には、風速が
0.5m／ｓ以上あればきれいな整流となることが
知られている。そこで、第４図に示すように、前
面扉３の開口度がある一定値以下になつてエアー
カーテンの風速が不足してきた場合には、開口度
センサ１２の検知出力に応答して、第１ダンパ１
３を、第１通風路５を全閉する位置（言いかえれ
ば第１分岐路１０を全開する位置）に位置決め
し、エアーカーテンを遮断してしまう。この場
合、Q_Bの値があまり大きくなり過ぎると、第１
分岐路１０から処理室２内へ吹き出す風速が大き
くなり過ぎて処理室２内の気流を乱してしまい、
前面開口部からの流入風速V_Sを制御する意味が
なくなるので、処理室２内の換気能力を一定以下
に落とさないようにしながら、第２分岐路１１を
通じてQ_IN1の一部を直接排気側に逃してやる。こ
の目的で、第１ダンパ１３により第１通風路５を
全閉すると同時に、第２ダンパ１４を、第４図に
示すように所定角度だけ回転した位置に位置決め
する。

第４図の状態を式で表わすと、次のようにな
る。

Q_A＝０ …（13） Q_B＝mQ_IN1（０＜ｍ＜１） …（14） Q_C＝（１−ｍ）Q_IN1 …（15）ここで、ｍは第２ダンパ１４の回転角に依存す
る任意の係数であり、０＜ｍ＜１の範囲で適当に
定める。

このとき、（15），（16）式より、前面開口部の
流入速V_Sは、 V_S＝（Q_IN2−Q_L）／Ｓ …（16）となる。Q_IN2は一定であるので、前面扉３の開口
度に応じてバイパスダンパ９を調節してQ_Lを変
化させれば、V_Sを所望の値に維持することがで
きる。また、Q_B＝mQ_IN1として、第１分岐路１０
から処理室２内への風速が弱められているので、
処理室２内の気流を乱すこともない。

なお、第１および第２ダンパ１３，１４および
バイパスダンパ９相互間の制御の態様は、上述の
例に限らず、所望の性能を得るために適宜変更し
てもよい。例えば、第３図の状態において、第１
ダンパ１３だけでなく、第２ダンパ１４も所定の
角度だけまたは開口度センサ１２の検知出力に応
じて回転させるようにしてもよく、この場合にも
所望の流入風速を得ることができる。また、第１
ダンパ１３は必ずしも前面扉３の開口度と比例し
て回転させる必要はなく、任意の所望の流入風速
を得るように適当に回転させてもよい。さらに、
上述の実施例では、第１および第２ダンパ１３，
１４の角度調節は前面扉３の開口度に応じて行な
うようにしたが、他の方法、例えば流入風速値を
実測することによつて行なつてもよく、またその
調節も手動で行なうようにしてもよい。

（考案の効果）以上のように、この考案によれば、給気フアン
からの給気を分岐して処理室および排気フアンに
それぞれ導くための第１，第２分岐路を設け、こ
れらの分岐路に分岐される風量を制御することに
よつて流入風速を制御するようにしているので、
給・排気量を一定としたままで所望の流入風速を
得ることができるとともに、処理室内の気流を乱
すこともない。この場合、給・排気量が一定であ
るので、複雑なモータコントロールを要しないう
え、給・排気量の比を室内の空調に与える影響が
最も少なくなるように設定することができ、省エ
ネルギ効果の高いドラフトチヤンバを達成するこ
とができる。また、エアーカーテンの風速が不足
した場合にはエアーカーテンを遮断してしまうよ
うにしているので、室内の空調を乱すことのない
効果的なエアーカーテンを形成することができ
る。さらに、バイパス通風路を設けることによつ
て、流入風速のより一層効果的な制御が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図はそれぞれこの考案の
一実施例であるドラフトチヤンバを示す正面図お
よび側断面説明図、第２図は開口度センサの構成
の一例を示す説明図、第３図および第４図は第１
図のドラフトチヤンバの動作の説明図である。２……処理室、３……前面扉、４……給気フア
ン、６……排気フアン、１０……第１分岐路、１
１……第２分岐路、１２……開口度センサ、１３
……第１ダンパ、１４……第２ダンパ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 処理室の前面開口部に開閉自在に設けられた
前面扉と、前記前面扉の外側に沿つてエアーカーテンを
形成するように気流を生じさせるための給気手
段と、前記給気手段の給気を分岐して前記処理室内
に導くための第１分岐路と、前記処理室内の気体を排気するための排気手
段と、前記給気手段の給気を分岐して前記排気手段
に導くための第２分岐路と、前記第１および第２分岐路に分岐される風量
をそれぞれ制御することによつて前記開口部か
らの流入風速を制御するための分岐風量制御手
段とを備えるドラフトチヤンバ。 (2) 前記分岐風量制御手段は、前記前面扉の開口
度に応じて前記第１および第２分岐路に分岐さ
れる風量をそれぞれ制御する、実用新案登録請
求の範囲第１項記載のドラフトチヤンバ。 (3) 前記分岐風量制御手段は、前記前面扉の開口度が所定値以下になつたこ
とを検知する検知手段と、前記検知手段の検知出力に応答して、前記給
気手段の給気の全てを前記第１および第２分岐
路に分岐する手段とを備える、実用新案登録請
求の範囲第２項記載のドラフトチヤンバ。 (4) 前記処理室外部へと通ずる入口と前記排気手
段へと通ずる出口とを有するバイパス通風路
と、前記バイパス通風路内に流れる風量を制御す
るためのバイパス通風量制御手段とをさらに備
える、実用新案登録請求の範囲第１項記載のド
ラフトチヤンバ。