JPH0350942B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、部屋内の空気換気機構に関するもの
であるが、特に空調機を介して人工的に竜巻を発
生させて新鮮な外気と汚染された内気とを同時か
つ自動的に換気できるようにした人工竜巻による
空調換気機構に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の部屋内の空気気機機構は、第３図、第４
図に示してあり、第３図は一般的な空調換気機構
を、第４図はクリーンルーム等層流換気機構をそ
れぞれ表わしたものである。従来から一般的に使
用されている空調換気機構は、第３図に示すよう
に空調機Ｍを介して部屋外から導入外気OAを吸
入すると共に一部部屋内の空気を吸入して、空調
された清浄の部屋内給気SAを上方部に内設した
ダクト１１を通して吹出アネモ１２から吹出し、
一方上下方向の一側壁に内設した吸込ガラリより
吸引し、この吸引された部屋内排気RAは一部は
再度空調機Ｍに吸引されるが、そのほとんどは排
気空気EAとして外部に排出されることになる。
この方法では、空調された清浄空気が部屋内に給
気されるが、部屋内の汚れた空気と混合されて吸
引される空調サイクルになつているために、希釈
換気であるばかりか非常に換気効率が悪い欠点が
ある。また、クリーンルーム等など非常に高度な
清浄空間を必要とする層流換気のような空調換気
機構の場合は、第４図に示すように空調機Ｍから
の清浄な部屋内空気SAを天井全面より層流し、
更にフイルター１４を介して部屋内に吹出して床
全面を吸込ガラリ１３から吸い込み、この吸い込
まれた部屋内排気RAのすべてを排出空気EAと
して外部に排出させ、再度部屋内空気と混入しな
いような方式になつている。この方法では、天井
面全体に吹出口を内設したり、床面全体を吸引で
きるようなガラリを内設するなど工事費用が高価
になるばかりか作業上に多くの不便が生じてい
た。

そこで、本願出願人は人工竜巻を発生させて有
害ガスや粉塵などを排出する方法を開発した。例
えば、自由空間における吸込みの指向性を有する
人工竜巻の利用法を開発し、特願昭61−106384号
（特開昭62−261842号）などにより開示した。す
なわち、従来不可能とされていた人工竜巻を簡単
容易に発生させることができる機構と、その機構
によつて発生する人工竜巻の利用方法を提供する
ものである。この発明機構の要旨は、吸引口を設
けた遮蔽板間に数本のエアー吹出パイプを配設
し、この各エアー吹出パイプ間の空間部に連続し
てできるエアーカーテン内に循環流（旋回気流）
を形成させ、かつこの循環法（旋回気流）の中心
部から空気を吸引させて人工竜巻を発生させる機
構であり、またこの機構原理は、空気循環（エア
ーカーテン）によつて循環流（旋回気流）に遠心
力が与えられると共に、中心部が及引されること
によつて中心部に負圧が生じて吸引方向に向けて
細長い負圧コアー部が形成され、更にこの負圧コ
アー部に対する求心力と遠心力とがバランスする
範囲の循環流（旋回気流）が（スパイラル・フロ
ー）となつて、循環流（旋回気流）の中心部に収
束されながら吸引方向に向けて人工的に竜巻を発
生させるものである。なお、この発明により発生
する人工竜巻の流体特性は、ａ吸込みに指向性を
有していること（吸引口に向う流速は吸引口から
離れても変化しない）、ｂ竜巻状に中心部へ収束
されかつ流速が加速されること、ｃ負圧コアー部
が循環流の中心部に形成されかつ吸引口に向けて
平均的に伸びること、ｄ遠心力と求心力のバラン
スがとれて低速域から高速域まで自在の竜巻が形
成されることなどにある。更に、この発明の効果
は自由空間における吸込みの指向性を有する上方
向、横方向および傾斜方向の人工竜巻を発生させ
ること、パイプ内部に吸込みの指向性を有する上
方向、横方向および傾斜方向の人工竜巻を発生さ
せること、水中内に吸込みの指向性を有する人工
の水竜巻を発生させることによつて、それぞれの
流体特性を応用して広範囲の用途に利用できるよ
うにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記した本出願人による発明
は、単に人工竜巻の発生機構とその概念的な利用
法とを明示したものにすぎず、具体的な利用法に
ついては明示していない。従つて、上記人工竜巻
発生機構は、第３図、第４図に示す従来の空調換
気機構の問題点である換気効率が悪く希釈換気
である点、部屋の天井面の全体に吹出口を設け
たり床面の全体を吸引できるガラリが必要になる
点等を、解消するのに利用することができなかつ
た。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされた
もので、換気効率が良好且つ換気が充分に部屋内
において行なわれ、しかも天井面、床面等の全面
に吹出口及び吸引ガラリを設ける必要のない人工
竜巻による空調換気機構を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の如き問題点を解決するために
開発したものであつて、エアー吹出孔を穿設した
エアー吹出パイプを部屋の壁面に沿つて複数本設
け、かつ前記エアー吹出パイプをその吹き出し方
向が前記壁面に沿つて同一回転方向となるように
配設し、前記エアー吹出孔から吹き出した空気の
伴流作用により、前記部屋内に形成する旋回気流
の略軸心部に位置する天井面及び床面のすくなく
とも一方に吸引口を設け、該吸引口及び前記エア
ー吹出パイプに空調機をそれぞれ連設してなり、
前記エアー吹出孔から空気を吹き出すと共に前記
吸引口から空気を吸引することにより、前記部屋
内に人工竜巻を発生させ、該人工竜巻の渦収束性
により前記部屋内に存在する汚染空気を排出し、
かつ空調された空気を前記エアー吹出孔から前記
部屋内に供給することによつて、これらの問題点
をすべて解決することができる。すなわち、本発
明の問題点を解決するための手段は、空調機の
送風と吸引作用とを利用して部屋内の自由空間部
に人工竜巻を発生させること、発生された人工
竜巻を介して部屋内の汚染された空気を清浄させ
ると共に換気させることにある。

〔作用〕

本発明は、人工竜巻の発生原理を応用したもの
である。まず、人工竜巻機構は、部屋の天井面及
び床面のいずれか一方に吸引口を設け、部屋の壁
面に沿つて数本のエアー吹出パイプを配設し、こ
の各エアー吹出パイプ間の空間部に連続してでき
るエアーカーテン内に循環流（旋回気流）を形成
させ、かつこの循環流（旋回気流）の中心部から
空気を吸引させて人工竜巻を発生させる機構であ
る。すなわち、人工竜巻機構の原理は、空気循環
（エアーカーテン）によつて循環流（旋回気流）
に遠心力が与えられると共に、中心部が吸引され
ることによつて中心部に負圧が生じて吸引方向に
向けて細長い負圧コアー部が形成され、更にこの
負圧コアー部に対する求心力と遠心力とがバラン
スする範囲の循環流（旋回気流）が渦流（スパイ
ラル・フロー）となつて、循環流（旋回気流）の
中心部に収束されながら吸引方向に向けて人工的
に竜巻を発生させるものである。

次に、このようにして発生された人工竜巻を介
して、部屋内の給気と換気とを同時かつ自動操作
によつて行うことができるようにしたものであ
る。

〔実施例〕

以下、図面に従つて本発明の一実施例について
説明する。

第１図は、本発明の人工竜巻による空調換気機
構を示したものである。１はエアー吹出孔２を穿
設したエアー吹出パイプであり、このエアー吹出
パイプ１は部屋Ｒの壁面Ｗに沿つて６本設けてあ
り、エアー送風パイプ３から送風されたエアーの
吹き出しによりエアーカーテンＨが形成される。
エアー送風パイプ３は、一端は各エアー吹出パイ
プ１に連設されており、他端は空調機Ｍに取付け
てある。つまり、一方にある３本のエアー吹出パ
イプ１と１本のエアー送風パイプ３とを連設し、
更に他方にある３本のエアー吹出パイプ１を１本
のエアー送風パイプ３とを連設し、これらエアー
送風パイプ３，３は空調機Ｍにそれぞれ接続され
ているのである。４は、エアー排出パイプ５と空
調機Ｍとの間に連設されているエアー吸引パイプ
（吸引口）であり、このエアー吸引パイプ４は、
天井面Ｃに設けてあり、このエアー吸引パイプ４
からエアー排出パイプ５を介してエアーを吸引さ
せて、エアーカーテンＨにより形成された自由空
間部内に人工竜巻Ａを発生させるためのものであ
る。なお、このエアー吸引パイプ４は床面Ｆに設
けても良い。６は空調機Ｍに取付けられているエ
アー導入パイプである。エアー排出パイプ５は、
人工竜巻Ａにより吸引された汚染空気を外部に排
出するパイプであり、エアー導入パイプ６は新鮮
な外気を導入するパイプである。

第２図は、本発明の人工竜巻発生の機構原理を
示したものである。第１図に示した空調機Ｍによ
つて、各エアー吹出パイプ１にエアー送風パイプ
３を介して各エアー吹出孔２からエアーが吹出さ
れて、空間部がエアーカーテンＨで囲まれる。こ
のエアー吹出パイプ１からエアー旋回気流Ｓが形
成されて中心に負圧コアー部Ｂが形成される。そ
して、エアー吸引部Ｄからエアーを吸引するとエ
アー吸引部Ｄに向けて負圧コアー部Ｂが形成され
ると共に、人工竜巻が発生されることになる。ま
た、この負圧コアー部Ｂが循環する空気の分子に
求心力を与え、遠心力と求心力とがバランスする
範囲で循環流は渦流（スパイラル・フロー）とな
り中心部に収束しながらエアー吸引部に向けて人
工竜巻が発生することになる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されているので、次
のような効果を有している。

ア 従来の空調装置を用いて簡単に人工竜巻を発
生させることができるので、部屋内の汚れや空
気を吸引して部屋外に容易に排出することがで
きる。

イ また、人工竜巻の発生と捕集された汚染空気
とを同時作用させることができるので、従来の
層流換気よりも効率の高い空調換気が得られ
る。

ウ 人工竜巻の吸込み指向性や捕集効率が高くな
るなどの特性を生かすことによつて、少ない風
力で高性能の空調換気作用が可能となる。

エ 天井面や床面に吹出ガラリや吸込ガラリなど
がなくてよいので、設備工事やその費用を必要
としない。

以上のような具体的な効果からして、本発明は
製作面、取扱面、設備面、経済面等あらゆる面か
ら見ても実用性のある人工竜巻における空調換気
機構を言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の人工竜巻による空調換気機構
を示した説明概要図、第２図は本発明に用いた人
工竜巻機構の発生原理を示した説明概要図、第３
図および第４図は従来の空調換機構を示した説明
概要図である。 １……エアー吹出パイプ、２……エアー吹出
孔、３……エアー送風パイプ、４……エアー吸引
パイプ（吸引口）、５……エアー排出パイプ、６
……エアー導入パイプ、１１……ダクト、１２…
…吹出アネモ、１３……吸引ガラリ、１４……フ
イルター、Ａ……人工竜巻、Ｂ……負圧コアー、
Ｄ……エアー吸引部、Ｈ……エアーカーテン、Ｓ
……エアー旋回気流、Ｍ……空調機、OA……導
入外気、SA……部屋内給気、RA……部屋内排
気、EA……排気空気、Ｒ……部屋、Ｗ……壁面、
Ｃ……天井面、Ｆ……床面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エアー吹出孔を穿設したエアー吹出パイプを
   部屋の壁面に沿つて複数本設け、かつ前記エアー
   吹出パイプをその吹き出し方向が前記壁面に沿つ
   て同一回転方向となるように配設し、前記エアー
   吹出孔から吹き出した空気の伴流作用により、前
   記部屋内に形成する旋回気流の略軸心部に位置す
   る天井面及び床面のすくなくとも一方に吸引口を
   設け、該吸引口及び前記エアー吹出パイプに空調
   機をそれぞれ連設してなり、前記エアー吹出孔か
   ら空気を吹き出すと共に前記吸引口から空気を吸
   引することにより、前記部屋内に人工竜巻を発生
   させ、該人口竜巻の渦収束性により前記部屋内に
   存在する汚染空気を排出し、かつ空調された空気
   を前記エアー吹出孔から前記部屋内に供給するこ
   とを特徴とする人工竜巻による空調換気機構。