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JP5568620B2 - 局所空気清浄化装置 - Google Patents

局所空気清浄化装置 Download PDF

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JP5568620B2
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Description

本発明は、局所空気清浄化装置に関する。
従来、局所的な作業空間の空気清浄度を向上させる装置としてクリーンベンチがしばしば用いられている。一般的なクリーンベンチは、作業台の手前の面だけが作業用の開口になっており、それ以外の面では清浄度を保つために囲いとなっている。このようなクリーンベンチでは、その囲い内に清浄空気吹き出し口が配置されており、作業者は手前の作業用の開口から手を入れて作業を行っている。
しかし、クリーンベンチの作業用の開口が狭いことから、作業者が精密機械の組立作業等を行う場合には、その作業性に問題がある。また、製造ラインのように、製品や製造部品の移動が伴う場合には、ライン全体をクリーンルーム内に入れる等の措置がとられてきたが、これでは設備が大規模になってしまうという問題がある。
このため、清浄化された空気の一様流を吹き出すことのできる一対のプッシュフードの空気流開口面を対向させて配置し、それぞれの空気流開口面からの空気流を衝突させることにより、一対のプッシュフード間の領域を他の領域に比較して高い清浄度を有する清浄空気空間とすることができる局所空気清浄化装置が提案されている（特許文献１）。
特開２００８−２７５２６６号公報
ところで、局所空気清浄化装置では、作業空間を短時間で清浄空気空間とすることが可能であるが、作業者によっては、作業していないときであっても作業空間内を常に高い清浄度に維持したい場合がある。このような場合、作業者が作業空間内で作業していないときには、局所空気清浄化装置の消費電力をできるだけ少なくすることが求められている。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、清浄空気空間を高い清浄度に維持しつつ、消費電力を少なくすることができる局所空気清浄化装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る局所空気清浄化装置は、
清浄化された一様空気流を吹き出す空気流開口面を有するプッシュフードと、
前記プッシュフードの空気流開口面側に設けられ、前記空気流開口面側から前記一様空気流の下流側に向かって延び、下流側端部に開口面を形成するガイドと、を備え、
前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が、前記ガイド内を通過した後、前記ガイドの前記開口面の下流側において空気衝突面に衝突するように前記ブッシュフードを配置するとともに、前記ガイドの前記開口面を前記空気衝突面から離間して対向させることにより、前記ガイドの前記開口面と前記空気衝突面との間に開放した領域を形成し、
前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が前記空気衝突面で衝突して前記開放した領域外に流出することにより、前記ガイド内及び前記開放した領域内を他の領域に比較して高い清浄度とする局所空気清浄化装置において、
前記ガイド内及び前記プッシュフード内の圧力を計測する装置、前記ガイド内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置、前記ガイドと前記空気衝突面との隙間面積を計測する装置のうち少なくとも一つを備え、
前記計測した結果より、前記清浄度を確保するために、前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流の流速を減速又は加速可能に制御する、ことを特徴とする。
本発明の第２の観点に係る局所空気清浄化装置は、
清浄化された一様空気流を吹き出す空気流開口面を有する一対のプッシュフードと、
前記一対のプッシュフードのそれぞれの空気流開口面側に設けられ、前記空気流開口面側から前記一様空気流の下流側に向かって延び、下流側端部に開口面を形成するガイドと、を備え、
前記一対のガイドの前記開口面を互いに離間して対向させることにより、前記各ガイドの前記開口面間に開放した領域を形成し、
前記それぞれの空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が前記開放した領域内で衝突して前記開放した領域外に流出することにより、前記ガイド内及び前記開放した領域内を他の領域に比較して高い清浄度とする局所空気清浄化装置において、
前記ガイド内及び前記プッシュフード内の圧力を計測する装置、前記ガイド内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置、前記ガイドの前記開口面同士間の隙間面積を計測する装置のうち少なくとも一つを備え、
前記計測した結果より、前記清浄度を確保するために、前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流の流速を減速又は加速可能に制御する、ことを特徴とする。
本発明の第３の観点に係る局所空気清浄化装置は、
清浄化された一様空気流を吹き出す空気流開口面を有する一対のプッシュフードと、
前記一対のプッシュフードの一方の空気流開口面側に設けられ、前記空気流開口面側から前記一様空気流の下流側に向かって延び、下流側端部に開口面を形成するガイドと、を備え、
前記ガイドの前記開口面を、前記ガイドが設けられていないプッシュフードの空気流開口面と離間して対向させることにより、前記ガイドの開口面と前記ガイドが設けられていないプッシュフードの空気流開口面との間に開放した領域を形成し、
前記それぞれの空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が前記開放した領域内で衝突して前記開放した領域外に流出することにより、前記ガイド内及び前記開放した領域内を他の領域に比較して高い清浄度とする局所空気清浄化装置において、
前記ガイド内及び前記プッシュフード内の圧力を計測する装置、前記ガイド内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置、前記ガイドの開口面と前記ガイドが設けられていないプッシュフードとの隙間面積を計測する装置のうち少なくとも一つを備え、
前記計測した結果より、前記清浄度を確保するために、前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流の流速を減速又は加速可能に制御する、ことを特徴とする。
前記ガイドは、ガイド長さを変化可能な可動部を備えてもよい。この場合、前記可動部を可動させてガイド長さを長くすることにより、前記ガイドの前記開口面と前記空気衝突面との距離を短くする。
本発明によれば、清浄空気空間を高い清浄度に維持しつつ、消費電力を少なくすることができる。
本発明の実施の形態に係る局所空気清浄化装置を示す図である。 プッシュフードの構造を示す図である。 ガイドの構造を示す図である。 制御部の構造を示す図である。 空気流開口面から吹き出される空気流の風速と隙間面積との関係を示す図である。 通常モード時における空気の流れを説明するための図である。 省エネモード時における空気の流れを説明するための図である。 局所空気清浄化装置の別例を示す図である。 局所空気清浄化装置の別例を示す図である。 実施例で用いた局所空気清浄化装置を示す図である。 距離ａ（隙間面積）と流速とを変化させた場合の消費電力及びガイド内の清浄度の結果を示す図である。
以下、本発明の局所空気清浄化装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る局所空気清浄化装置の一例を示す図である。
図１に示すように、本発明の局所空気清浄化装置１は、壁、衝立などの空気衝突面Ｗに対向するように配置されたプッシュフード２と、プッシュフード２に設けられたガイド３と、装置の各部を制御する制御部１００と、を備えている。
プッシュフード２は、清浄化された一様空気流を吹き出す機構を有するものであればよく、従来からプッシュプル型換気装置に用いられているプッシュフードを基本的構造とし清浄用フィルタを内設した構造を採用することができる。
ここでいう一様空気流および一様流は、林太郎著「工場換気」（空気調和・衛生工学会 １９８２年発行）に記載の一様流と同義であり、一様に連続し、大きな渦部の生じない微風速の流れをいう。ただし、本発明は、空気の流速および速度分布を厳密に規定した空気吹き出し装置を提供しようとするものではない。一様空気流は、例えば、障害物がない状態での速度分布のバラツキが、その平均値に対して±５０％以内、さらには±３０％以内であるものが好ましい。
プッシュフード２は、その空気流開口面２３が壁などの空気衝突面Ｗに対向するように配置されている。ここで、空気流開口面２３が空気衝突面Ｗに対向するとは、プッシュフード２の空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとが正対した状態に限定されるものではなく、例えば、プッシュフード２の空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとが若干傾いた状態のものも含まれる。プッシュフード２の空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの傾きは、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとが成す角度が３０°程度の範囲内であることが好ましい。
本実施の形態のプッシュフード２は、連結具により、それぞれ９個（縦３個×横３個）のプッシュフードがその空気流開口面が同一方向であって、プッシュフードの短辺どうし、長辺どうしがそれぞれ隣り合うように配列して連結されている。図２にプッシュフード２ａの構造を示す。なお、連結された他のプッシュフード２の構造も基本的に同一である。
図２に示すように、プッシュフード２ａのハウジング２１は、略直方体状に形成され、その一面に空気流吸込面２２が形成されている。空気流吸込面２２は、例えば、ハウジング２１の一面全体に複数の孔が形成された面からなる。空気流吸込面２２では、この孔からプッシュフード２ａの外部の周辺空気である外気や室内空気を取り入れる。また、ハウジング２１の空気流吸込面２２と対向する他面には、空気吹出面（空気流開口面）２３が形成されている。空気流開口面２３は、例えば、ハウジング２１の一面全体に複数の孔が形成された面からなる。空気流開口面２３では、この孔からプッシュフード２ａ内で形成された清浄空気の一様空気流がプッシュフード２ａの外部に吹き出される。プッシュフード２ａの空気流開口面２３の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば、１０５０ｍｍ×８５０ｍｍである。
ハウジング２１内には、送風機構２４と、高性能フィルタ２５と、整流機構２６とが配置されている。
送風機構２４は、ハウジング２１内の空気流吸込面２２側に配置されている。送風機構２４は、空気吹き出し用のファン１２５等から構成されている。送風機構２４は、プッシュフード２ａの周辺空気である外気や室内空気を空気流吸込面２２から取り入れるとともに、空気流開口面２３から空気流を吹き出す。なお、後述するように、ファン１２５は制御部１００に接続され、空気流開口面２３から吹き出される空気流の流速を可変できる。
高性能フィルタ２５は、送風機構２４と整流機構２６との間に配置されている。高性能フィルタ２５は、取り入れた周辺空気をろ過するためのＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）やＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetration Air Filter）等の清浄化レベルに応じた高性能フィルタから構成されている。高性能フィルタ２５は、送風機構２４によって取り入れた周辺空気を所望の清浄化レベルの清浄空気に清浄化する。高性能フィルタ２５により所望の清浄化レベルに清浄された清浄空気は、送風機構２４により整流機構２６に送られる。
整流機構２６は、高性能フィルタ２５と空気流開口面２３との間に配置されている。整流機構２６は、図示しない空気抵抗体を備えており、パンチングプレートや網部材などから形成されている。整流機構２６は、高性能フィルタ２５から送風され、空気流開口面２３全体に対して通気量に偏りのある送風空気を、空気流開口面２３全体に対して通気量に偏りのない均一化された空気流（一様空気流）に補正（整流）する。この整流された一様空気流が、送風機構２４により、空気流開口面２３全体からプッシュフード２の外部に吹き出される。
また、プッシュフード２ａは、図２に示すように、ハウジング２１内の空気流吸込面２２と送風機構２４との間に、プレフィルタ２７が配置されていることが好ましい。プレフィルタ２７としては、例えば、中性能フィルタが挙げられる。空気流吸込面２２と送風機構２４との間にプレフィルタ２７を配置することにより、空気流吸込面２２を介してハウジング２１内部に吸い込まれた周辺空気に含まれる比較的大きな粉塵を取り除くことができる。このように周辺空気に含まれる粉塵の大きさに応じて多段階で粉塵を取り除くことができるので、目詰まり等が生じやすい高性能フィルタ２５の性能を長期間維持することができる。
このように構成されたプッシュフード２ａでは、送風機構２４によって取り入れた周辺空気がプレフィルタ２７、及び、高性能フィルタ２５によって所望の清浄化レベルの清浄空気に清浄化される。そして、清浄化された清浄空気は整流機構２６によって一様空気流に整流される。このように清浄化された一様空気流は空気流開口面２３全体からプッシュフード２ａの空気流開口面２３にほぼ垂直方向に外部へ向かって吹き出される。
ガイド３は、その一端が、プッシュフード２の空気流開口面２３側に設けられている。また、ガイド３は、空気流開口面２３に設けられ、そこから、空気流開口面２３から吹き出される一様空気流の下流側に向かって延び、空気流開口面２３の外周輪郭部を覆うように形成されている。例えば、空気流開口面２３の形状が四角形の場合、その断面形状がコの字状となるように延伸形成されている。このコの字状の開放された側と床面とにより、一様空気流の吹き出し方向に向かって外周輪郭部を含み、そこから吹き出される一様空気流の流れと並行に気流の周囲をトンネル状に囲う状態となる。
ガイド３は、その開口面３１から吹き出される空気流が、空気流開口面２３からの清浄化された一様空気流の状態を維持可能なものであれば、任意の材料により形成することが可能である。また、ガイド３は、空気流開口面２３からの清浄化された一様空気流の状態を維持可能であれば、一様空気流の周囲全体を完全に覆っていなくてもよく、例えば、その一部に穴が開いていたり、スリットが形成されていたりしてもよい。
開口面３１の形状は、空気流開口面２３とほぼ同じ形状となるように形成されていることが好ましい。開口面３１と空気流開口面２３とをほぼ同じ形状とすることにより、開口面３１において空気流開口面２３から吹き出された一様空気流の状態を維持しやすいためである。
ガイド３の長さｂは、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間に所望の大きさの空間を形成するとともに、開口面３１と空気衝突面Ｗの間に所定距離ａだけ離間した状態で対向可能に配置できる長さに形成されている。そして、ガイド３は、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間に所定の距離ａだけ離間した状態で対向するように配置されている。このように、開口面３１が空気衝突面Ｗに離間した状態で対向するように配置されているので、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間に開放した領域が形成される。この状態で、プッシュフード２の空気流開口面２３（開口面３１）から吹き出された一様空気流は、空気衝突面Ｗに衝突し、その流れの向きを変える。例えば、開口面３１を壁に正対させた場合、一様空気流は、空気衝突面Ｗに衝突すると、ほぼ垂直に流れの向きを変える挙動を示す。そして、空気衝突面Ｗに衝突し、その流れの向きを変えた一様空気流は、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間に開放した領域から、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の空間外に放出される。この結果、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域において清浄空間が得られる。
また、本発明の局所空気清浄化装置１には、開口面３１と空気衝突面Ｗとの距離ａを調節することができる距離調整機構が設けられている。本実施の形態では、図３に示すように、ガイド３には、ガイド３の開口面３１側を覆うように形成され、ガイド３の長さｂを変化可能な可動部３２が設けられている。可動部３２は、後述するように、移動機構１２７に接続され、移動機構により可動部３２を移動させることによりガイド３の長さｂを変化し、開口面３１と空気衝突面Ｗとの距離ａを調節することができる。
また、本発明の局所空気清浄化装置１には、ガイド３内及びプッシュフード２内の圧力を計測する装置、ガイド３内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置、ガイド３と空気衝突面Ｗとの隙間面積を計測する装置のうち少なくとも一つを備えている。そして、この計測した結果より、清浄度を確保するために、空気流開口面２３から吹き出される清浄化された一様空気流の流速を減速又は加速可能に制御する。
ガイド３内及びプッシュフード２内の圧力を計測する装置としては、例えば、後述する圧力計１２３などが挙げられる。ガイド３内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置としては、例えば、粉塵数の測定が可能なパーティクルカウンタなどが挙げられる。ガイド３と空気衝突面Ｗとの隙間面積を計測する装置としては、例えば、距離センサなどが挙げられる。
ここで、隙間面積とは、以下の面積のいずれかをいう。
（１）ガイド開口面３１と空気衝突面Ｗの間の開放されている３面の面積（なお、床がない場合には４面）。
（２）ガイド開口面３１とガイド３を備えていないプッシュフード２間の開放されている３面の面積（なお、床がない場合には４面）。
（３）ガイド開口面３１同士間の開放されている３面の面積（なお、床がない場合には４面）。
このような隙間面積の計測方法としては、単純に距離センサとガイド３の辺の長さから算出する方法や、隙間の吹き出し風速とプッシュフード２からの吹き出し風量から算出する方法などがある。
制御部１００は、また、局所空気清浄化装置１の装置各部を制御する。図４に制御部１００の構成を示す。図４に示すように、制御部１００には、操作パネル１２１、圧力計１２３、ファン１２５、移動機構１２７等が接続されている。
操作パネル１２１は、表示画面と操作ボタンとを備え、オペレータの操作指示を制御部１００に伝える。また、操作パネル１２１は、制御部１００からの様々な情報を表示画面に表示する。
圧力計１２３は、例えば、プッシュフード２内に内蔵されており、その測定口のうちの一つがガイド３内に配置され、他の一つがプッシュフード２内に配置されている。圧力計１２３は、ガイド３内の内圧と、プッシュフード２内の内圧を測定し、その差圧を制御部１００に通知する。
ファン１２５は、空気流開口面２３から吹き出される空気流の流速を制御部１００から指示された量に制御する。
移動機構１２７は、可動部３２に接続され、ガイド３の長さｂを制御部１００から指示された長さとなるように可動部３２を移動する。また、移動機構１２７は、可動部３２の位置を計測するセンサ等を備え、可動部３２の位置（ガイド３の長さｂ）を制御部１００に通知する。
制御部１００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１２と、Ｉ／Ｏポート（Input/Output Port）１１３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit)１１４と、これらを相互に接続するバス１１５とから構成されている。
ＲＯＭ１１１は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ１１４の動作プログラム等を記憶する記録媒体である。ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１１４のワークエリアなどとして機能する。
Ｉ／Ｏポート１１３は、操作パネル１２１、圧力計１２３、ファン１２５、移動機構１２７等に接続され、データや信号の入出力を制御する。
ＣＰＵ１１４は、制御部１００の中枢を構成し、ＲＯＭ１１１に記憶された制御プログラムを実行し、操作パネル１２１からの指示に従って、局所空気清浄化装置１の動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１４は、圧力計１２３、ファン１２５等にガイド３内の圧力、風量、隙間風速、コンタミ濃度等を特定させ、このデータに基づいて、ファン１２５等に制御信号等を出力し、局所空気清浄化装置１の動作を制御する。
バス１１５は、各部の間で情報を伝達する。
また、制御部１００には、図５に示すように、空気流開口面２３から吹き出される空気流の風速（流速）と隙間面積との関係を示すモデルが記憶されている。このモデルは、清浄度を確保した状態での隙間面積と空気流開口面２３から吹き出される清浄化された一様空気流の流速との関係を示すモデルであり、隙間面積を変化させた場合に、清浄度を確保できる空気流開口面２３から吹き出される流速を算出することができるモデルである。
次に、以上のように構成された局所空気清浄化装置１の動作について説明する。本実施の形態では、作業者が作業空間内で作業をしている状態（通常モード時）から作業者が作業空間内で作業をしてない状態（省エネモード時）への変更について説明することにより、局所空気清浄化装置１の動作について説明する。
まず、局所空気清浄化装置１を通常モードで起動する場合について説明する。例えば、作業者が操作パネル１２１を操作して局所空気清浄化装置１の起動（通常モード起動）を選択すると、ＣＰＵ１１４は、ファン１２５を制御（所定の回転数で駆動）して、空気流吸込面２２近傍の周辺空気を吸引させる。このように吸引された周辺空気は、プレフィルタ２７、及び、高性能フィルタ２５によって所望の清浄化レベルの清浄空気に清浄化される。そして、清浄化された清浄空気が整流機構２６によって一様空気流に整流され、清浄化された一様空気流が空気流開口面２３全体からガイド３に吹き出される。
ガイド３に吹き出された清浄化された一様空気流は、一様空気流の状態を維持しつつ、ガイド３を通過して開口面３１から吹き出され、空気衝突面Ｗに衝突する。衝突した空気流は、図６に示すように、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間の開放された領域から、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域外（局所空気清浄化装置１外）に流出する。この結果、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域（ガイド３の内部、及び、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間の開放した領域）を局所空気清浄化装置１外の領域よりも高い清浄度とすることができる。
なお、ＣＰＵ１１４には、移動機構１２７より通常モードにおけるガイド３の長さｂ（可動部３２の位置（通常位置））が通知される。
次に、局所空気清浄化装置１を通常モードから省エネモードに切り替える場合について説明する。例えば、作業者が操作パネル１２１を操作して局所空気清浄化装置１の切替（省エネモード切替）を選択すると、ＣＰＵ１１４は、移動機構１２７を制御して、可動部３２の位置を通常位置から省エネモードにおける位置（省エネ位置）となるように空気衝突面Ｗ方向に移動させることにより、隙間面積を小さくする。
続いて、ＣＰＵ１１４は、距離センサにより、可動部３２が省エネ位置に配置された状態での隙間面積を算出し、図５に示すモデルを用いて、清浄度を確保できる空気流開口面２３から吹き出される流速を算出する。そして、ＣＰＵ１１４は、空気流開口面２３から吹き出される流速を、算出された流速に制御する。このように、空気流開口面２３から吹き出される流速を制御した状態では、図７に示すように、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間の開放された領域から放出される空気の流速が通常モードと省エネモードとでほぼ一定となっており、省エネモードにおいても、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域を局所空気清浄化装置１外の領域よりも高い清浄度に維持することができる。なお、図６及び図７の矢印の長さは、空気の流速を示している。さらに、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間の開放された領域から放出される空気の流速が通常モードと省エネモードとでほぼ一定となっていることから、ガイド３内に外部から粉塵等の汚れが入りにくくなり、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域を局所空気清浄化装置１外の領域よりも高い清浄度に維持することができる。
なお、高い清浄度を保っていること（通常モードの清浄度と同等であること）を確認する手段としては、パーティクルカウンタによる粉塵数の測定、内圧を一定値に維持すること、隙間からの吹き出し風速を維持することなどがある。例えば、パーティクルカウンタの数値が高い値を示した場合には、プッシュフード２からの流速が増加するようにファン１２５を制御する。一方、パーティクルカウンタの数値が低い値を示した場合には、プッシュフード２からの流速が減少するようにファン１２５を制御する。また、隙間からの吹き出し風速が所定の数値から低下した場合には、プッシュフード２からの流速が増加するようにファン１２５を制御する。一方、隙間からの吹き出し風速が所定の数値から増加した場合には、プッシュフード２からの流速が減少するようにファン１２５を制御する。
これにより、十分な清浄度が得られている場合には、流速を減少させて省エネ運転ができる。省エネモードでは、通常モードに比べて、ファン１２５の回転数を減少させ、空気流開口面２３から吹き出される一様空気流の流速を減少させているので、局所空気清浄化装置１の消費電力を少なくすることができる。
また、本実施の形態の局所空気清浄化装置１では、ガイド３に穴が開いてガイド３内の圧力が低下した場合は、ファン１２５の回転数を増加させ、ガイド３内の内圧を高くすることにより、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域の清浄度が維持される。さらに、電力の供給が低下して空気流開口面２３から吹き出された清浄化された一様空気流の流速が減速した場合には、ガイド３内の圧力が低下するので、ファン１２５の回転数を増加させ、ガイド３内の内圧を高くすることにより、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域の清浄度が維持される。
以上説明したように、本実施の形態の局所空気清浄化装置１によれば、可動部３２の位置を通常位置から省エネ位置に移動させることにより、隙間面積を小さくするとともに、空気流開口面２３から吹き出される流速が清浄度を確保できる流速に制御しているので、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の領域を高い清浄度に維持しつつ、消費電力を少なくすることができる。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
上記実施の形態では、可動部３２の位置を移動させることにより隙間面積を小さくした場合を例に本発明を説明したが、本発明の局所空気清浄化装置１は、隙間面積を変化させることが可能な構造を有していればよく、例えば、プッシュフード２の下端にプッシュフード２を空気衝突面Ｗ方向に進退可能な移動機構を設けることにより隙間面積を変化させてもよい。また、ガイド３を蛇腹状に構成することにより、隙間面積を変化させてもよい。さらに、カーテン等で覆うことにより、空気衝突面Ｗの代わりとしてもよい。また、空気衝突面Ｗを追加することにより、隙間面積を変化させてもよい。
上記実施の形態では、隙間面積を小さくするとともに、空気流開口面２３から吹き出される流速を清浄度を確保できる流速に制御した場合を例に本発明を説明したが、例えば、開口面３１と空気衝突面Ｗとの距離ａを短くするとともに、ガイド３内の圧力が一定となるように空気流開口面２３から吹き出される流速を制御、すなわち、空気流開口面２３から吹き出される流速が清浄度を確保できる流速に制御してもよい。
上記実施の形態では、作業者が操作パネル１２１を操作して省エネモードに切り替える場合を例に本発明を説明したが、例えば、手動で空気衝突面Ｗを動かすことにより、省電力モードに切り替えてもよい。また、タイマーなどにより、夜間になると自動的に省エネモードに切り替えるようにしてもよい。
上記実施の形態では、作業者が操作パネル１２１を操作して省エネモードに切り替える場合を例に本発明を説明したが、例えば、パーティクルカウンタのカウントが上昇した場合に一様空気流の流速が増加する代わりに、空気衝突面Ｗが自動にガイド３側に移動して、清浄度を保つ形式でもよい。さらに、パーティクルカウンタの代わりに圧力計を用いることも可能である。このように、清浄度を保つために一様空気流の流速の増減のみならず、内圧の増減、隙間面積の増減、隙間から吹き出す空気の流速の増減により清浄度を保つ方式でもよい。
上記実施の形態では、空気衝突面Ｗが壁、衝立のような平板状の場合を例に本発明を説明したが、空気衝突面Ｗは平板状に限定されるものではない。例えば、空気衝突面Ｗは、ガイド３の開口面３１の端部と対向する位置の近傍である、空気衝突面Ｗの端部、例えば、図８に示すように、空気衝突面Ｗの側部にガイド３（プッシュフード２）側に向かって屈曲した屈曲部Ｗ１を有することが好ましい。また、空気衝突面Ｗは、その上部、下部、及び側部の全てをガイド３側に向かって屈曲した屈曲部Ｗ１を有してもよい。また、屈曲部Ｗ１は、なだらかな曲面を有するように角を丸め（アールを付け）てもよい。このように空気衝突面Ｗが屈曲部Ｗ１を有することにより、ガイド３と空気衝突面Ｗとの間に形成される開放した領域外（局所空気清浄化装置１外）からの空気の流入を防止しやすくなる。
上記実施の形態では、プッシュフード２と空気衝突面Ｗとが対向するように配置された局所空気清浄化装置１の場合を例に本発明を説明したが、例えば、図９に示すように、一対のプッシュフード２が対向するように配置され、各プッシュフード２にガイド３がそれぞれ設けられた局所空気清浄化装置１を用いてもよい。また、一対のプッシュフード２が対向するように配置され、プッシュフード２の一方にガイド３が設けられた局所空気清浄化装置１を用いてもよい。
上記実施の形態では、プッシュフード２が連結具によりそれぞれ９個（縦３個×横３個）のプッシュフード２ａが連結されている場合を例に本発明を説明したが、プッシュフード２を構成するプッシュフード２ａの数は、１０個以上であっても、８個以下であってもよい。例えば、プッシュフード２が連結具によりそれぞれ４個（縦２個×横２個）のプッシュフード２ａが連結されていてもよい。これらのようにプッシュフード２ａが連結される場合には、プッシュフード２ａの空気流開口面が同一方向であって、プッシュフード２ａの短辺どうし、長辺どうしがそれぞれ隣り合うように配列される。また、プッシュフード２が１個のプッシュフード２ａから構成されていてもよい。
以下、本発明の具体的な実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
図１０に示す局所空気清浄化装置１を用い、ガイド３内の圧力は５Ｐａに維持した状態で、開口面３１と空気衝突面Ｗとの間の距離ａと、プッシュフード２から吹き出される流速とを変化させた場合の消費電力、ガイド３内の清浄度を測定した。なお、プッシュフード２は、横１０５０ｍｍ、縦８５０ｍｍのプッシュフード２ａ４個（縦２個×横２個）をその空気流開口面が同一方向であって、プッシュフード２ａの短辺どうし、長辺どうしがそれぞれ隣り合うように配列して連結したものであり、その開口面３１の大きさは、幅２１００ｍｍ、高さ１７００ｍｍである。また、距離ａが１０００ｍｍ（隙間面積５５０００ｃｍ２）の場合が局所空気清浄化装置１を前述の通常モードとした場合に相当し、距離ａが９ｍｍ（隙間面積４９５ｃｍ２）、１５ｍｍ（隙間面積８２５ｃｍ２）、２２ｍｍ（隙間面積１２１０ｃｍ２）の場合が局所空気清浄化装置１を前述の省エネモードとした場合に相当する。清浄度の測定は、ＰＭＳ社製のＬＡＳＡＩＲ−ＩＩを用い、粒子径０．３μｍの粉塵数（個／ＣＦ）を測定し、その結果からＩＳＯクラスを特定した。結果を図１１に示す。
図１１に示すように、通常モード（隙間面積５５０００ｃｍ２）においてガイド内の清浄度がＩＳＯクラス１の高い清浄度であるとともに、省エネモード（隙間面積４９５ｃｍ２、８２５ｃｍ２、１２１０ｃｍ２）においてもガイド内の清浄度がＩＳＯクラス１の高い清浄度であることを確認した。また、省エネモードでは、消費電力が通常モードの１／３程度にできることを確認した。このように、空気流開口面２３と空気衝突面Ｗとの間の清浄空気空間を高い清浄度に維持しつつ、消費電力を少なくすることができることを確認した。
本発明は局所的な作業空間の空気清浄に有用である。
１ 局所空気清浄化装置
２、２ａ プッシュフード
３ ガイド
２１ ハウジング
２２ 空気流吸込面
２３ 空気吹出面（空気流開口面）
２４ 送風機構
２５ 高性能フィルタ
２６ 整流機構
２７ プレフィルタ
３１ 開口面
３２ 可動部
１００ 制御部
１１１ ＲＯＭ
１１２ ＲＡＭ
１１３ Ｉ／Ｏポート
１１４ ＣＰＵ
１１５ バス
１２１ 操作パネル
１２３ 圧力計
１２５ ファン
１２７ 移動機構
Ｗ 空気衝突面

Claims (4)

  1. 清浄化された一様空気流を吹き出す空気流開口面を有するプッシュフードと、
    前記プッシュフードの空気流開口面側に設けられ、前記空気流開口面側から前記一様空気流の下流側に向かって延び、下流側端部に開口面を形成するガイドと、を備え、
    前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が、前記ガイド内を通過した後、前記ガイドの前記開口面の下流側において空気衝突面に衝突するように前記ブッシュフードを配置するとともに、前記ガイドの前記開口面を前記空気衝突面から離間して対向させることにより、前記ガイドの前記開口面と前記空気衝突面との間に開放した領域を形成し、
    前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が前記空気衝突面で衝突して前記開放した領域外に流出することにより、前記ガイド内及び前記開放した領域内を他の領域に比較して高い清浄度とする局所空気清浄化装置において、
    前記ガイド内及び前記プッシュフード内の圧力を計測する装置、前記ガイド内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置、前記ガイドと前記空気衝突面との隙間面積を計測する装置のうち少なくとも一つを備え、
    前記計測した結果より、前記清浄度を確保するために、前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流の流速を減速又は加速可能に制御する、ことを特徴とする局所空気清浄化装置。
  2. 清浄化された一様空気流を吹き出す空気流開口面を有する一対のプッシュフードと、
    前記一対のプッシュフードのそれぞれの空気流開口面側に設けられ、前記空気流開口面側から前記一様空気流の下流側に向かって延び、下流側端部に開口面を形成するガイドと、を備え、
    前記一対のガイドの前記開口面を互いに離間して対向させることにより、前記各ガイドの前記開口面間に開放した領域を形成し、
    前記それぞれの空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が前記開放した領域内で衝突して前記開放した領域外に流出することにより、前記ガイド内及び前記開放した領域内を他の領域に比較して高い清浄度とする局所空気清浄化装置において、
    前記ガイド内及び前記プッシュフード内の圧力を計測する装置、前記ガイド内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置、前記ガイドの前記開口面同士間の隙間面積を計測する装置のうち少なくとも一つを備え、
    前記計測した結果より、前記清浄度を確保するために、前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流の流速を減速又は加速可能に制御する、ことを特徴とする局所空気清浄化装置。
  3. 清浄化された一様空気流を吹き出す空気流開口面を有する一対のプッシュフードと、
    前記一対のプッシュフードの一方の空気流開口面側に設けられ、前記空気流開口面側から前記一様空気流の下流側に向かって延び、下流側端部に開口面を形成するガイドと、を備え、
    前記ガイドの前記開口面を、前記ガイドが設けられていないプッシュフードの空気流開口面と離間して対向させることにより、前記ガイドの開口面と前記ガイドが設けられていないプッシュフードの空気流開口面との間に開放した領域を形成し、
    前記それぞれの空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流が前記開放した領域内で衝突して前記開放した領域外に流出することにより、前記ガイド内及び前記開放した領域内を他の領域に比較して高い清浄度とする局所空気清浄化装置において、
    前記ガイド内及び前記プッシュフード内の圧力を計測する装置、前記ガイド内或いは前記解放した領域の清浄度を計測する装置、前記ガイドの開口面と前記ガイドが設けられていないプッシュフードとの隙間面積を計測する装置のうち少なくとも一つを備え、
    前記計測した結果より、前記清浄度を確保するために、前記空気流開口面から吹き出される清浄化された一様空気流の流速を減速又は加速可能に制御する、ことを特徴とする局所空気清浄化装置。
  4. 前記ガイドは、ガイド長さを変化可能な可動部を備え、
    前記可動部を可動させてガイド長さを長くすることにより、前記ガイドの前記開口面と前記空気衝突面との距離を短くする、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の局所空気清浄化装置。
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