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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022030373
(43)【公開日】2022-02-18
(54)【発明の名称】換気システム
(51)【国際特許分類】
F24F 7/06 20060101AFI20220210BHJP
【ＦＩ】
F24F7/06 101Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020134360
(22)【出願日】2020-08-07
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】591224869
【氏名又は名称】クリフ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】598169011
【氏名又は名称】有限会社 隆計画
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】八田 良行
(72)【発明者】
【氏名】秋山 和也
(72)【発明者】
【氏名】穂苅 伸博
(72)【発明者】
【氏名】福田 大空
(72)【発明者】
【氏名】勝亦 彩也夏
(72)【発明者】
【氏名】藤本 大輔
(72)【発明者】
【氏名】森 正夫
【テーマコード（参考）】
3L058
【Ｆターム（参考）】
3L058BK01
(57)【要約】
【課題】周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得る。
【解決手段】換気システム１は、横方向に延在して設けられた板部材２と、板部材２の上方に設けられ、板部材２から露出する下面に環状に設けられて、同一の周方向における斜め下に向けて空気を室内Ｒに供給する給気口６、及び、給気口６よりも径方向の内側に設けられ、空気を室外へ排出する排気口７を備えている給排気装置３と、板部材２から吊架され、板部材２の下方の空間Ｓｒを環状に囲繞するように、給気口６よりも径方向の外側に設けられた筒状部材４と、を備えている。
【選択図】図１
【解決手段】換気システム１は、横方向に延在して設けられた板部材２と、板部材２の上方に設けられ、板部材２から露出する下面に環状に設けられて、同一の周方向における斜め下に向けて空気を室内Ｒに供給する給気口６、及び、給気口６よりも径方向の内側に設けられ、空気を室外へ排出する排気口７を備えている給排気装置３と、板部材２から吊架され、板部材２の下方の空間Ｓｒを環状に囲繞するように、給気口６よりも径方向の外側に設けられた筒状部材４と、を備えている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
横方向に延在して設けられた板部材と、
当該板部材の上方に設けられ、前記板部材から露出する下面に環状に設けられて、同一の周方向における斜め下に向けて空気を室内に供給する給気口、及び、前記給気口よりも径方向の内側に設けられ、空気を室外へ排出する排気口を備えている給排気装置と、
前記板部材から吊架され、前記板部材の下方の空間を環状に囲繞するように、前記給気口よりも径方向の外側に設けられた筒状部材と、を備えている、
換気システム。
当該板部材の上方に設けられ、前記板部材から露出する下面に環状に設けられて、同一の周方向における斜め下に向けて空気を室内に供給する給気口、及び、前記給気口よりも径方向の内側に設けられ、空気を室外へ排出する排気口を備えている給排気装置と、
前記板部材から吊架され、前記板部材の下方の空間を環状に囲繞するように、前記給気口よりも径方向の外側に設けられた筒状部材と、を備えている、
換気システム。
【請求項2】
前記給気口よりも径方向の内側に、前記排気口を囲繞し、かつ前記排気口から下方に延伸させるように設けられた、中空の筒体を備えている、請求項１に記載の換気システム。
【請求項3】
前記筒体は、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状とされている、請求項２に記載の換気システム。
【請求項4】
前記筒体は、円筒形状である、請求項２に記載の換気システム。
【請求項5】
前記筒体は、円筒形状の第１筒部と、前記第１筒部の下端に、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状となるように形成された第２筒部を備えている、請求項２に記載の換気システム。
【請求項6】
前記筒体は、高さが、前記筒状部材の高さの半分以上となるように形成されている、請求項２から５のいずれか一項に記載の換気システム。
【請求項7】
前記筒状部材の高さは、５００ｍｍ以上６５０ｍｍ以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載の換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、換気システムに関する。
【背景技術】
【0002】
室内で局所的に発生する、臭気、加熱作業に起因する熱や汚染空気、タバコの煙、粉塵、オイルミスト等を換気（排気）するため、局所換気システムが用いられている。
【0003】
例えば、特許文献１には、略円錐形状の送風チャンバー内に形成された空間内に導入された空気を、周方向に所定の間隔を保って多数配設された旋回流生成ステータによって旋回方向のベクトルを大きく付与して、空気吹出口から螺旋状の旋回流（旋回渦流）として吹き出すとともに、送風チャンバーの内側に吸気フードを備えた構成のトルネード型気流制御装置が開示されている。このような構成では、室内に吹き出した螺旋状の旋回流は、エアカーテン流を形成し、その内側に、吸気フードによって排気方向に吸引される吸引力により竜巻状に上昇する渦流（吸気旋回渦流）が形成されて、局所領域の換気作用が実現される。
特許文献１に開示されたような構成は、狭小な室内での使用を前提としている。すなわち、特許文献１の構成では、室内空間を形成するように設けられた建屋の壁により、室内に吹き出した螺旋状の旋回流は、周囲に拡散せずに旋回渦流を維持しつつ２～３ｍ程度下方へと流れていく。これに対し、このような装置を、例えば工場等の広い空間に設置しようとした場合、室内に吹き出した螺旋状の旋回流は、下方に向かって４０～５０ｃｍ程度進んだ時点で、外周側に拡散してしまう。螺旋状の旋回流をより下方まで流すために、装置の周囲に壁を構築することは、特に工場においては作業に支障を来すために、現実的ではない。このため、旋回流の内側に竜巻状の渦流が十分に発生せず、意図する換気作用が得られないことがある。
特許文献１に開示されたような構成は、狭小な室内での使用を前提としている。すなわち、特許文献１の構成では、室内空間を形成するように設けられた建屋の壁により、室内に吹き出した螺旋状の旋回流は、周囲に拡散せずに旋回渦流を維持しつつ２～３ｍ程度下方へと流れていく。これに対し、このような装置を、例えば工場等の広い空間に設置しようとした場合、室内に吹き出した螺旋状の旋回流は、下方に向かって４０～５０ｃｍ程度進んだ時点で、外周側に拡散してしまう。螺旋状の旋回流をより下方まで流すために、装置の周囲に壁を構築することは、特に工場においては作業に支障を来すために、現実的ではない。このため、旋回流の内側に竜巻状の渦流が十分に発生せず、意図する換気作用が得られないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１－８２７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることができる、換気システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の換気システムは、横方向に延在して設けられた板部材と、当該板部材の上方に設けられ、前記板部材から露出する下面に環状に設けられて、同一の周方向における斜め下に向けて空気を室内に供給する給気口、及び、前記給気口よりも径方向の内側に設けられ、空気を室外へ排出する排気口を備えている給排気装置と、前記板部材から吊架され、前記板部材の下方の空間を環状に囲繞するように、前記給気口よりも径方向の外側に設けられた筒状部材と、を備えている。
このような構成によれば、横方向に延在して設けられた板部材から露出して設けられた環状の給気口から室内に供給される空気は、同一の周方向における斜め下に向けて流れる。この斜め下に向けて流れた空気は、径方向の外側に広がっていき、給気口よりも径方向の外側に設けられた筒状部材の内周面に突き当たった後に、筒状部材の内周面に沿って流れる。これにより、給気口から下方に向かって渦巻き状に旋回しながら流れていく旋回流が発生する。
このように、給気口から吹き出された空気は、筒状部材の内周面に突き当たって旋回流となるため、径方向の外側への拡散が規制される。その後は、旋回流は、筒状部材の内周面に沿いつつ、旋回しながら下方に流れていき、筒状部材の下端からさらに下方へも、旋回状態を維持しながら流れていく。
このようにして生成される旋回流の径方向の内側では、排気口で空気を吸い込むことで排出口の下方空間に負圧が生じ、下方から上方の排気口に向かって連続する竜巻状の渦流が生成される。この渦流によって空気が下方から上方へと運ばれ、排気口を通して室外へと排出される。
これにより、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となる。
すなわち、本発明の換気システムは、横方向に延在して設けられた板部材と、当該板部材の上方に設けられ、前記板部材から露出する下面に環状に設けられて、同一の周方向における斜め下に向けて空気を室内に供給する給気口、及び、前記給気口よりも径方向の内側に設けられ、空気を室外へ排出する排気口を備えている給排気装置と、前記板部材から吊架され、前記板部材の下方の空間を環状に囲繞するように、前記給気口よりも径方向の外側に設けられた筒状部材と、を備えている。
このような構成によれば、横方向に延在して設けられた板部材から露出して設けられた環状の給気口から室内に供給される空気は、同一の周方向における斜め下に向けて流れる。この斜め下に向けて流れた空気は、径方向の外側に広がっていき、給気口よりも径方向の外側に設けられた筒状部材の内周面に突き当たった後に、筒状部材の内周面に沿って流れる。これにより、給気口から下方に向かって渦巻き状に旋回しながら流れていく旋回流が発生する。
このように、給気口から吹き出された空気は、筒状部材の内周面に突き当たって旋回流となるため、径方向の外側への拡散が規制される。その後は、旋回流は、筒状部材の内周面に沿いつつ、旋回しながら下方に流れていき、筒状部材の下端からさらに下方へも、旋回状態を維持しながら流れていく。
このようにして生成される旋回流の径方向の内側では、排気口で空気を吸い込むことで排出口の下方空間に負圧が生じ、下方から上方の排気口に向かって連続する竜巻状の渦流が生成される。この渦流によって空気が下方から上方へと運ばれ、排気口を通して室外へと排出される。
これにより、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となる。
【0007】
本発明の一態様においては、本発明の換気システムは、前記給気口よりも径方向の内側に、前記排気口を囲繞し、かつ前記排気口から下方に延伸させるように設けられた、中空の筒体を備えている。
このような構成によれば、旋回流の径方向の内側に生じる、下方から上方に向かって連続する竜巻状の渦流が、板部材近傍まで到達し得ない場合であっても、中空の筒体により竜巻状の渦流の上端が捕捉され、中空の筒体を通して排気口へと空気が排出される。これにより、旋回流の径方向の内側における、空気の排出を、より効率良く行うことができる。
このような構成によれば、旋回流の径方向の内側に生じる、下方から上方に向かって連続する竜巻状の渦流が、板部材近傍まで到達し得ない場合であっても、中空の筒体により竜巻状の渦流の上端が捕捉され、中空の筒体を通して排気口へと空気が排出される。これにより、旋回流の径方向の内側における、空気の排出を、より効率良く行うことができる。
【0008】
本発明の一態様においては、本発明の換気システムは、前記筒体が、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状とされている。
このような構成によれば、筒体の下端が拡径しているので、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の径方向の内側で、中空の筒体を通して排気口へと排出する渦流の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材の内周面と、筒体の外周面との隙間の断面積が、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の流速が高まり、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の勢いが、より強くなる。したがって、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
このような構成によれば、筒体の下端が拡径しているので、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の径方向の内側で、中空の筒体を通して排気口へと排出する渦流の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材の内周面と、筒体の外周面との隙間の断面積が、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の流速が高まり、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の勢いが、より強くなる。したがって、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
【0009】
本発明の一態様においては、本発明の換気システムは、前記筒体が、円筒形状である。
このような構成によれば、筒体を容易に製作することができる。
このような構成によれば、筒体を容易に製作することができる。
【0010】
本発明の一態様においては、本発明の換気システムは、前記筒体が、円筒形状の第１筒部と、前記第１筒部の下端に、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状となるように形成された第２筒部を備えている。
このような構成によれば、截頭円錐形状の第２筒部の下端が拡径しているので、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の径方向の内側で、中空の筒体を通して排気口へと排出する渦流の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材の内周面と、筒体の外周面との隙間の断面積が、截頭円錐形状の第２筒部において、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の流速が高まり、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の勢いが、より強くなる。したがって、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
このような構成によれば、截頭円錐形状の第２筒部の下端が拡径しているので、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の径方向の内側で、中空の筒体を通して排気口へと排出する渦流の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材の内周面と、筒体の外周面との隙間の断面積が、截頭円錐形状の第２筒部において、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の流速が高まり、筒状部材の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流の勢いが、より強くなる。したがって、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
【0011】
本発明の一態様においては、本発明の換気システムは、前記筒体は、高さが、前記筒状部材の高さの半分以上となるように形成されている。
このような構成によれば、渦流の空気をより効率良く回収し、旋回流の流速をより高めることができる。これにより、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
このような構成によれば、渦流の空気をより効率良く回収し、旋回流の流速をより高めることができる。これにより、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
【0012】
本発明の一態様においては、本発明の換気システムは、前記筒状部材の高さが、５００ｍｍ以上６５０ｍｍ以下である
このような構成によれば、形成された旋回流が、より下方まで到達するようになる。これにより、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
このような構成によれば、形成された旋回流が、より下方まで到達するようになる。これにより、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、周囲に壁のない空間であっても、十分な換気作用を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る換気システムの構成を示す断面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る換気システムの第１変形例の構成を示す断面図である。
【図6】本発明の実施形態に係る換気システムの第２変形例の構成を示す断面図である。
【図7】本発明の実施例における検証結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照して、本発明による換気システムを実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係る換気システムの構成を示す断面図を図１に示す。図２は、図１の換気システムのＩ－Ｉ部分断面図である。図３は、図１の換気システムの拡大断面図である。
本発明の実施形態に係る換気システムの構成を示す断面図を図１に示す。図２は、図１の換気システムのＩ－Ｉ部分断面図である。図３は、図１の換気システムの拡大断面図である。
【0016】
図１～図３に示されるように、換気システム１は、板部材２と、給排気装置３と、筒状部材４と、筒体５と、を備えている。
板部材２は、横方向に延在して設けられている。特に本実施形態においては、板部材２は、水平に設けられている。板部材２は、本実施形態においては、図示されない天井スラブから吊架され固定されている、鋼板である。板部材２は、本実施形態においては、後述する筒状部材４と略同等の輪郭形状となるように、円形に形成されている。
給排気装置３は、板部材２の上方に配置されている。給排気装置３は、板部材２に形成された開口２ａから下面が露出するように設けられている。給排気装置３は、ケーシング３１と、ケーシング３１内に設けられた排気管３２と、上部仕切板３３と、下部筒状体３４と、下部仕切板３５と、複数の案内羽根３６と、を有している。
板部材２は、横方向に延在して設けられている。特に本実施形態においては、板部材２は、水平に設けられている。板部材２は、本実施形態においては、図示されない天井スラブから吊架され固定されている、鋼板である。板部材２は、本実施形態においては、後述する筒状部材４と略同等の輪郭形状となるように、円形に形成されている。
給排気装置３は、板部材２の上方に配置されている。給排気装置３は、板部材２に形成された開口２ａから下面が露出するように設けられている。給排気装置３は、ケーシング３１と、ケーシング３１内に設けられた排気管３２と、上部仕切板３３と、下部筒状体３４と、下部仕切板３５と、複数の案内羽根３６と、を有している。
【0017】
図３に示すように、ケーシング３１は、上下方向Ｄｖに延びる円筒状をなしている。ケーシング３１の上端部３１ｔは閉塞されている。ケーシング３１の下端部３１ｂは、下方に向かって開口している。
排気管３２は、上下方向Ｄｖに延びる円筒状で、ケーシング３１よりも小さな径寸法を有している。排気管３２は、ケーシング３１と同心状に配置されている。排気管３２は、後に詳述する上部仕切板３３、及び下部仕切板３５を上下方向Ｄｖに貫通して設けられている。排気管３２は、下部仕切板３５の下側に拡径部３２ａを有している。拡径部３２ａは、排気管３２における下部仕切板３５よりも上側の中間部３２ｂよりも拡径されている。拡径部３２ａは、給排気装置３の下面において下方に向かって開口し、空気を室内Ｒから室外へ排出する排気口７を形成している。排気管３２は、上部仕切板３３よりも上方で、上下方向Ｄｖに直交する径方向Ｄｒに屈曲し、径方向Ｄｒの外側に向かって延びる接続管部３２ｃを有している。接続管部３２ｃは、ケーシング３１を貫通してケーシング３１から径方向Ｄｒの外側に突出し、外部の排気ダクト１０２に接続される。排気管３２は、排気ダクト１０２に設けられたファン（図示無し）等により、排気口７から室内Ｒの空気を吸い込む。
排気管３２は、上下方向Ｄｖに延びる円筒状で、ケーシング３１よりも小さな径寸法を有している。排気管３２は、ケーシング３１と同心状に配置されている。排気管３２は、後に詳述する上部仕切板３３、及び下部仕切板３５を上下方向Ｄｖに貫通して設けられている。排気管３２は、下部仕切板３５の下側に拡径部３２ａを有している。拡径部３２ａは、排気管３２における下部仕切板３５よりも上側の中間部３２ｂよりも拡径されている。拡径部３２ａは、給排気装置３の下面において下方に向かって開口し、空気を室内Ｒから室外へ排出する排気口７を形成している。排気管３２は、上部仕切板３３よりも上方で、上下方向Ｄｖに直交する径方向Ｄｒに屈曲し、径方向Ｄｒの外側に向かって延びる接続管部３２ｃを有している。接続管部３２ｃは、ケーシング３１を貫通してケーシング３１から径方向Ｄｒの外側に突出し、外部の排気ダクト１０２に接続される。排気管３２は、排気ダクト１０２に設けられたファン（図示無し）等により、排気口７から室内Ｒの空気を吸い込む。
【0018】
上部仕切板３３は、ケーシング３１内の上部に設けられている。上部仕切板３３は、上下方向Ｄｖに直交する水平面に沿って設けられ、ケーシング３１内を上下に仕切っている。
下部筒状体３４は、ケーシング３１内の下部に設けられている。下部筒状体３４の上端は、上部仕切板３３の下方に上下方向Ｄｖに所定間隔をあけて配置されている。下部筒状体３４は、ケーシング３１よりも径寸法が小さく、かつ、排気管３２の拡径部３２ａよりも径寸法が大きい。下部筒状体３４は、ケーシング３１と同心状に設けられている。これにより、ケーシング３１と下部筒状体３４との間には、円環状で上下方向Ｄｖに連続する環状流路３７が形成されている。環状流路３７は、給排気装置３の下面において下方に向かって開口し、空気を室内Ｒに供給する環状の給気口６を形成している。環状流路３７は、下部筒状体３４の上端とケーシング３１との間で上方に向かって開口している。
下部仕切板３５は、上部仕切板３３と平行に設けられている。下部仕切板３５は、下部筒状体３４の上端と、排気管３２の外周面との隙間を閉塞している。
下部筒状体３４は、ケーシング３１内の下部に設けられている。下部筒状体３４の上端は、上部仕切板３３の下方に上下方向Ｄｖに所定間隔をあけて配置されている。下部筒状体３４は、ケーシング３１よりも径寸法が小さく、かつ、排気管３２の拡径部３２ａよりも径寸法が大きい。下部筒状体３４は、ケーシング３１と同心状に設けられている。これにより、ケーシング３１と下部筒状体３４との間には、円環状で上下方向Ｄｖに連続する環状流路３７が形成されている。環状流路３７は、給排気装置３の下面において下方に向かって開口し、空気を室内Ｒに供給する環状の給気口６を形成している。環状流路３７は、下部筒状体３４の上端とケーシング３１との間で上方に向かって開口している。
下部仕切板３５は、上部仕切板３３と平行に設けられている。下部仕切板３５は、下部筒状体３４の上端と、排気管３２の外周面との隙間を閉塞している。
【0019】
上部仕切板３３と下部仕切板３５との間で、ケーシング３１の内周面と排気管３２の中間部３２ｂの外周面との間には、上下方向Ｄｖから見て断面円環状のチャンバー室３８が形成されている。ケーシング３１の外周面には、給気管３９が設けられている。図２に示すように、給気管３９は、円環状のチャンバー室３８の接線方向に延び、その一端がケーシング３１を貫通してチャンバー室３８に連通している。給気管３９の他端には、外部の給気ダクト１０１が接続される。この給気管３９を通して、図示しないファン等の給気手段によって、給気ダクト１０１からチャンバー室３８に空気が供給される。
【0020】
複数の案内羽根３６は、ケーシング３１の内周面と下部筒状体３４の外周面との間の環状流路３７に設けられている。複数の案内羽根３６は、ケーシング３１の中心軸回りの周方向Ｄｃに間隔を開けて設けられている。図３に示すように、各案内羽根３６は、上端３６ａから下端３６ｂに向かって、上下方向Ｄｖに対して、周方向Ｄｃの一方側から他方側に傾斜して設けられている。各案内羽根３６は、上下方向Ｄｖに直交する径方向Ｄｒ（水平方向）に対し、所定の傾斜角度θで傾斜して設けられている。各案内羽根３６の傾斜角度θは、例えば、１０～３０°が望ましい。実際には、この傾斜角度θはより浅いほうが望ましくはあるが、浅すぎると製造が容易でなくなるため、現実的には、傾斜角度θは１５～２０°とするのが、より好ましい。
【0021】
筒状部材４は、板部材２から吊架されている。筒状部材４は、上下方向Ｄｖに延びる円筒状を成している。筒状部材４は、その上端が、板部材２によって塞がれている。筒状部材４は、給排気装置３のケーシング３１よりも大きな径寸法を有している。これにより、筒状部材４は、給気口６よりも径方向Ｄｒの外側に設けられている。筒状部材４は、板部材２の下方の室内Ｒの空間Ｓｒの、特に給排気装置３の近傍に位置する上方の部分を、環状に囲繞するように設けられている。筒状部材４は、例えば、筒状部材４の直径を１５００ｍｍ、給気口６の直径を６００ｍｍ程度としたときに、上下方向Ｄｖの高さＨ１が、５００ｍｍ以上６５０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【0022】
筒体５は、板部材２の下側に設けられている。筒体５は、その上端が給排気装置３の下面に固定されている。筒体５は、中空の筒状で、給排気装置３の下面（下端）から下方に延伸させるように設けられている。筒体５の上端５ｔは、給気口６よりも径方向Ｄｒの内側に設けられている。筒体５の上端５ｔは、排気口７よりも径方向Ｄｒの外側に設けられている。これにより、筒体５は、排気口７を囲繞するように設けられている。筒体５の上下方向Ｄｖの高さＨ２は、筒状部材４の高さＨ１の半分以上、かつ筒状部材４の高さＨ１以下であるのが好ましい。
本実施形態において、筒体５は、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状とされている。
本実施形態において、筒体５は、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状とされている。
【0023】
このような換気システム１において、給排気装置３では、給気管３９を通してケーシング３１内のチャンバー室３８に空気を供給する。すると、給気管３９から供給された空気は、円環状のチャンバー室３８内で、チャンバー室３８の内周面に沿って周方向Ｄｃに旋回しながら、その下方の環状流路３７に流れ込む。環状流路３７内に流れ込んだ空気は、周方向Ｄｃに旋回しながら、複数の案内羽根３６の間を通って環状の給気口６から下方の室内Ｒに流出される。このようにして、給気口６は、同一の周方向Ｄｃにおける斜め下に向けて空気を供給する。ここで、給気口６から室内Ｒに流出する空気の流れは、複数枚の案内羽根３６の傾斜角度θに応じて、水平方向に対して１０～３０°の角度、より好ましくは１５～２０°の角度で吐出される。
このようにして、板部材２に露出して設けられた環状の給気口６から室内Ｒに供給される空気は、同一の周方向における斜め下に向けて流れる。この斜め下に向けて流れた空気は、径方向Ｄｒの外側に広がっていき、給気口６よりも径方向Ｄｒの外側に設けられた筒状部材４の内周面に突き当たった後に、筒状部材４の内周面に沿って流れる。これにより、給気口６から下方に向かって渦巻き状に旋回しながら流れていく旋回流Ｆ１が発生する。
このように、給気口６から径方向Ｄｒの外側に吹き出された空気は、筒状部材４の内周面に突き当たって旋回流Ｆ１となるため、径方向Ｄｒの外側への拡散が規制される。その後は、旋回流Ｆ１は、筒状部材４の内周面に沿いつつ、旋回しながら下方に流れていき、筒状部材４の下端からさらに下方の床面９（図１参照）に向かって、旋回状態を維持しながら流れていく。
このようにして生成される旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側では、排気口７で空気を吸い込むことで排気口７の下方の空間Ｓｒに負圧が生じ、下方から上方の排気口７に向かって連続する竜巻状の渦流Ｆ２が生成される。この渦流Ｆ２によって排気口７の下方の空間Ｓｒの空気が下方から上方へと運ばれ、排気口７を通して室外へと排出される。
このようにして、板部材２に露出して設けられた環状の給気口６から室内Ｒに供給される空気は、同一の周方向における斜め下に向けて流れる。この斜め下に向けて流れた空気は、径方向Ｄｒの外側に広がっていき、給気口６よりも径方向Ｄｒの外側に設けられた筒状部材４の内周面に突き当たった後に、筒状部材４の内周面に沿って流れる。これにより、給気口６から下方に向かって渦巻き状に旋回しながら流れていく旋回流Ｆ１が発生する。
このように、給気口６から径方向Ｄｒの外側に吹き出された空気は、筒状部材４の内周面に突き当たって旋回流Ｆ１となるため、径方向Ｄｒの外側への拡散が規制される。その後は、旋回流Ｆ１は、筒状部材４の内周面に沿いつつ、旋回しながら下方に流れていき、筒状部材４の下端からさらに下方の床面９（図１参照）に向かって、旋回状態を維持しながら流れていく。
このようにして生成される旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側では、排気口７で空気を吸い込むことで排気口７の下方の空間Ｓｒに負圧が生じ、下方から上方の排気口７に向かって連続する竜巻状の渦流Ｆ２が生成される。この渦流Ｆ２によって排気口７の下方の空間Ｓｒの空気が下方から上方へと運ばれ、排気口７を通して室外へと排出される。
【0024】
上述したような換気システム１によれば、横方向に延在して設けられた板部材２と、板部材２の上方に設けられ、板部材２から露出する下面に環状に設けられて、同一の周方向Ｄｃにおける斜め下に向けて空気を室内Ｒに供給する給気口６、及び、給気口６よりも径方向Ｄｒの内側に設けられ、空気を室外へ排出する排気口７を備えている給排気装置３と、板部材２から吊架され、板部材２の下方の空間Ｓｒを環状に囲繞するように、給気口６よりも径方向Ｄｒの外側に設けられた筒状部材４と、を備えている。
このような構成によれば、上記のような作用により、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となる。
このような構成によれば、上記のような作用により、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となる。
【0025】
また、換気システム１は、給気口６よりも径方向Ｄｒの内側に、排気口７を囲繞し、かつ排気口７から下方に延伸させるように設けられた、中空の筒体５を備えている。
このような構成によれば、旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側に生じる、下方から上方に向かって連続する竜巻状の渦流Ｆ２が、板部材２近傍まで到達し得ない場合であっても、中空の筒体５により竜巻状の渦流Ｆ２の上端が捕捉され、中空の筒体５を通して排気口７へと空気を案内することができる。これにより、旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側における、渦流Ｆ２による空気の排出を、より効率良く行うことができる。
このような構成によれば、旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側に生じる、下方から上方に向かって連続する竜巻状の渦流Ｆ２が、板部材２近傍まで到達し得ない場合であっても、中空の筒体５により竜巻状の渦流Ｆ２の上端が捕捉され、中空の筒体５を通して排気口７へと空気を案内することができる。これにより、旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側における、渦流Ｆ２による空気の排出を、より効率良く行うことができる。
【0026】
また、筒体５が、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状である。
このような構成によれば、截頭円錐形状の筒体５の下端が拡径しているので、中空の筒体５を通して排気口７へと排出する渦流Ｆ２の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材４の内周面と、筒体５の外周面との隙間の断面積が、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材４の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の流速が高まり、筒状部材４の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の勢いが、より強くなる。したがって、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
このような構成によれば、截頭円錐形状の筒体５の下端が拡径しているので、中空の筒体５を通して排気口７へと排出する渦流Ｆ２の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材４の内周面と、筒体５の外周面との隙間の断面積が、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材４の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の流速が高まり、筒状部材４の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の勢いが、より強くなる。したがって、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
【0027】
また、筒体５は、高さＨ２が、筒状部材４の高さＨ１の半分以上となるように形成されている。
このような構成によれば、渦流Ｆ２の空気をより効率良く回収し、旋回流Ｆ１の流速をより高めることができる。これにより、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
このような構成によれば、渦流Ｆ２の空気をより効率良く回収し、旋回流Ｆ１の流速をより高めることができる。これにより、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
【0028】
また、筒状部材４の高さＨ１が、５００ｍｍ以上６５０ｍｍ以下である。
このような構成によれば、形成された旋回流Ｆ１が、より下方まで到達するようになる。これにより、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
このような構成によれば、形成された旋回流Ｆ１が、より下方まで到達するようになる。これにより、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より確実に得ることができる。
【0029】
また、本実施形態においては、換気システム１は、板部材２と、給排気装置３と、筒状部材４と、筒体５とが、互いに連結されて、これらにより一つのユニットとして形成されている。このようにして、板部材２を含んで換気システム１をユニット化することで、図４に示すように、工場等において、換気システム１を、給気ダクト１０１や排気ダクト１０２から取り外し、他の給気ダクト１０１や排気ダクト１０２に接続すれば、例えば天井パネル等の既存設備の改装工事等を行うことなく、換気システム１の移設を容易に行うことができる。
【0030】
（実施形態の第１変形例）
なお、本発明の換気システムは、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、筒体５を截頭円錐台形状としたが、これに限らない。
図５に示すように、筒体５Ｂを、上下方向Ｄｖで一定の径寸法を有した円筒形状としてもよい。
このような構成によれば、筒体５Ｂを、容易に製作することができる。
なお、本発明の換気システムは、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、筒体５を截頭円錐台形状としたが、これに限らない。
図５に示すように、筒体５Ｂを、上下方向Ｄｖで一定の径寸法を有した円筒形状としてもよい。
このような構成によれば、筒体５Ｂを、容易に製作することができる。
【0031】
（実施形態の第２変形例）
また、図６に示すように、筒体５Ｃが、円筒形状の第１筒部５２と、第１筒部５２の下端に、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状となるように形成された第２筒部５３を備えているようにしてもよい。
このような構成によれば、截頭円錐形状の第２筒部５３の下端が拡径しているので、筒状部材４の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側で、中空の筒体５を通して排気口７へと排出する渦流Ｆ２の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材４と筒体５との隙間の断面積が、截頭円錐形状の第２筒部５３において、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材４の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の流速が高まり、筒状部材４の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の勢いが、より強くなる。その結果、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
また、図６に示すように、筒体５Ｃが、円筒形状の第１筒部５２と、第１筒部５２の下端に、上方から下方に向かって径寸法が漸次拡径する截頭円錐形状となるように形成された第２筒部５３を備えているようにしてもよい。
このような構成によれば、截頭円錐形状の第２筒部５３の下端が拡径しているので、筒状部材４の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の径方向Ｄｒの内側で、中空の筒体５を通して排気口７へと排出する渦流Ｆ２の空気を、より効率良く回収することができる。また、筒状部材４と筒体５との隙間の断面積が、截頭円錐形状の第２筒部５３において、上方から下方に向かって漸次小さくなる。これにより、筒状部材４の内側で下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の流速が高まり、筒状部材４の下端から下方に向かって旋回しながら流れる旋回流Ｆ１の勢いが、より強くなる。その結果、周囲に壁のない空間Ｓｒであっても、十分な換気作用を得ることが可能となるという効果を、より顕著なものとすることができる。
【0032】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【実施例0033】
次に、上記実施形態で示したような筒状部材４、及び筒体５を備えた換気システム１について検証を行ったので、その結果を示す。
【0034】
まず、上記実施形態で示したような構成において、給気口６からの給気と排気口７からの排気の双方を実施する場合と、給気口６からの給気を行わず、排気口７からの排気のみを行った場合（給気流量は０ｍ３／ｈ）との比較を行った。給気口６からの給気を行う場合、その給気流量は、１１００ｍ３／ｈ、１３００ｍ３／ｈの２通りとした。また、筒状部材４の高さＨ１は５００ｍｍとした。
それぞれの条件において、排気口７の鉛直下方の床面９上に、ミスト状の油煙を粉塵として発生させ、排気口７を通して捕集された油煙の量を計測した。捕集された油煙の量（ｍｇ／ｈ）と、排気風量（ｍ３／ｈ）との比から、粉塵濃度（ｍｇ／ｍ３）を算出した。
それぞれの条件において、排気口７の鉛直下方の床面９上に、ミスト状の油煙を粉塵として発生させ、排気口７を通して捕集された油煙の量を計測した。捕集された油煙の量（ｍｇ／ｈ）と、排気風量（ｍ３／ｈ）との比から、粉塵濃度（ｍｇ／ｍ３）を算出した。
【0035】
その結果を、図７に示す。
図７に示すように、給気口６からの給気を行わず、排気口７からの排気のみを行った場合に比較し、給気口６からの給気と排気口７からの排気の双方を実施した場合では、給気流量に関わらず、粉塵（油煙）の捕集率が向上していた。また、給気口６からの給気を行わず、排気口７からの排気のみを行った場合では、明確な渦流Ｆ２の発生が認められなかったのに対し、給気口６からの給気と排気口７からの排気の双方を実施した場合では、給気流量に関わらず、竜巻状の渦流Ｆ２が発生していることが、目視によって確認された。つまり、竜巻状の渦流Ｆ２を発生することで、粉塵（油煙）を、より確実に捕集することが可能となっている。
図７に示すように、給気口６からの給気を行わず、排気口７からの排気のみを行った場合に比較し、給気口６からの給気と排気口７からの排気の双方を実施した場合では、給気流量に関わらず、粉塵（油煙）の捕集率が向上していた。また、給気口６からの給気を行わず、排気口７からの排気のみを行った場合では、明確な渦流Ｆ２の発生が認められなかったのに対し、給気口６からの給気と排気口７からの排気の双方を実施した場合では、給気流量に関わらず、竜巻状の渦流Ｆ２が発生していることが、目視によって確認された。つまり、竜巻状の渦流Ｆ２を発生することで、粉塵（油煙）を、より確実に捕集することが可能となっている。
【0036】
次に、換気システム１の各部の条件について様々に異ならせ、その検証を行ったので、検証結果を以下に示す。
（検証条件）
検証条件は、表１に示すようなものとした。
筒状部材４（フード）は、径寸法（直径）１５００ｍｍとし、高さＨ１を３００ｍｍ、５００ｍｍ、６００ｍｍ、６５０ｍｍの４通りとした。
筒体５（ベルマウス）は、截頭円錐台形状とし、上端５ｔの直径Ｄ１を３００ｍｍ、下端５ｂの径寸法（直径）Ｄ２（図３参照）は、６００ｍｍ、８００ｍｍ、１０００ｍｍの３通り、高さＨ２は１５０ｍｍ、３００ｍｍ、５００ｍｍとした。また、比較のため、筒体５を備えない場合についても検討した（表１の条件Ｎｏ１２、１３）。
（検証条件）
検証条件は、表１に示すようなものとした。
【表1】
筒体５（ベルマウス）は、截頭円錐台形状とし、上端５ｔの直径Ｄ１を３００ｍｍ、下端５ｂの径寸法（直径）Ｄ２（図３参照）は、６００ｍｍ、８００ｍｍ、１０００ｍｍの３通り、高さＨ２は１５０ｍｍ、３００ｍｍ、５００ｍｍとした。また、比較のため、筒体５を備えない場合についても検討した（表１の条件Ｎｏ１２、１３）。
【0037】
給排気装置３は、ケーシング３１の径寸法を６００ｍｍとし、案内羽根３６の傾斜角度θを１５°とした。また、給気口６からの給気風量は、８００ｍ３／ｈ、９００ｍ３／ｈ、１０００ｍ３／ｈ、１１００ｍ３／ｈ、１２００ｍ３／ｈ、１３００ｍ３／ｈの６通りとした。排気口７からの排気風量は、９００ｍ３／ｈとした。
板部材２の高さＨｔ（図１参照）は、２１００ｍｍ、２２００ｍｍ、２３００ｍｍ、２４００ｍｍの４通りとした。
板部材２の高さＨｔ（図１参照）は、２１００ｍｍ、２２００ｍｍ、２３００ｍｍ、２４００ｍｍの４通りとした。
【0038】
これらの条件を組み合わせた検証条件Ｎｏ．１～Ｎｏ．５１について、排気口７の鉛直下方の床面上に、ミスト状の油煙を粉塵として発生させ、竜巻状の渦流Ｆ２の発生状況を目視により確認し、「◎」、「〇」、「△」の３段階で評価した。評価が「◎」となるほど、渦流Ｆ２が顕著に発生する。
その結果を表１に示す。
その結果を表１に示す。
【0039】
表１に示すように、例えば、筒体５の直径Ｄ２のみを異ならせた、検証条件Ｎｏ．２６、３０、３９の比較から、筒体５の直径Ｄ２は、大きい方が、渦流Ｆ２の発生が顕著なものとなっている。
【0040】
また、例えば、筒状部材４の高さＨ１のみを異ならせた、検証条件Ｎｏ．１７、２３、３１、３６の比較から、筒状部材４の高さＨ１は、５００ｍｍ以上とすることで、渦流Ｆ２の発生が顕著なものとなっている。
【0041】
また、例えば、筒体５の高さＨ２のみを異ならせた、検証条件Ｎｏ．１０、２３、２８の比較から、筒体５の高さＨ２は、筒状部材４の高さＨ１の半分（１／２）以上とすることで、渦流Ｆ２の発生が顕著なものとなっている。
【符号の説明】
【0042】
１ 換気システム ５３ 第２筒部
２ 板部材 Ｄｃ 周方向
３ 給排気装置 Ｄｒ 径方向
４ 筒状部材 Ｈ１ 筒状部材の高さ
５、５Ｂ、５Ｃ 筒体 Ｈ２ 筒体の高さ
６ 給気口 Ｒ 室内
７ 排気口 Ｓｒ 空間
５２ 第１筒部
２ 板部材 Ｄｃ 周方向
３ 給排気装置 Ｄｒ 径方向
４ 筒状部材 Ｈ１ 筒状部材の高さ
５、５Ｂ、５Ｃ 筒体 Ｈ２ 筒体の高さ
６ 給気口 Ｒ 室内
７ 排気口 Ｓｒ 空間
５２ 第１筒部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】