JPH1114651A - 実験室の煙霧フード内に壁貫通型検知装置を設置するのに用いられる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実験室の煙霧フード内に壁貫通型検知装置を
設置するのに用いられる改良された装置を提供するこ
と。 【解決手段】 本装置は、出口と複数の開孔をサンプル
管を具備し、サンプル管が風速計に相互接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に実験室の煙
霧フードの通気、特に煙霧フードモニター機器の空気流
検知装置を、モニター機器の動作精度を最適化して設置
するのに用いられる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】実験室の環境下における化学薬品を含ん
だ実験作業では、化学薬品の煙霧を閉じ込めて、実験室
内で作業している人たちを保護するために、煙霧フード
を用いる必要がある。このような煙霧フードは一般に、
前方（前面）開口および１つ以上の可動ドア（サッシと
も呼ばれる）を備えた密閉容器（エンクロージャ）を有
している。各サッシは開口を覆うようになっているが、
実験あるいはその他の作業を行う目的で密閉容器の内部
にアクセス可能なように開けることができる。密閉容器
は通例、ブロワーによって駆動される強制排気系に接続
されている。煙霧フードからの空気は排気ダクトを通じ
て常に除去され続けており、個々人がフード内で作業を
行っている間煙霧にさらされされないように、排気ダク
トが有害な煙霧を外へ運び去る。

【０００３】煙霧フードが誤動作すると危険の恐れがあ
るため、フードの前面に流入する空気の平均速度（前面
速度として知られている）を検出するモニターが開発さ
れてきてきた。通例これらのモニターは、前面速度が安
全レベルより下がると、警告を発生させる。また一部の
フードは、前面速度の測定に基づいて排気系を調整する
ための高度なコントローラを用いており、このコントロ
ーラで適正な流量を与えることにより、実験室内で煙霧
フードの近くにいる人たちの安全を保証するとともに、
煙霧フード、ひいては実験室から排出される空気の量を
最小に減らしている。実験室から除去される空気の量が
少なければ少ないほど、除去された空気と置き換わるの
に必要な空気の量が少なくて済む。煙霧フードが冬季に
動作され、交換空気を加熱しなければならない場合であ
れば、交換空気を加熱するのにかなりのエネルギー、ひ
いてはコストが必要になるのは明らかである。同じく、
こうしたエネルギー的観点からの考察は、夏季に交換空
気を冷却する場合にも当てはまる。

【０００４】前面速度は、煙霧フードの側壁の開口に接
続された風速計によって測定可能である。風速計は、前
面速度と相関関係にあることが知られている側壁の開口
を通過する空気流の速度を測定する。しかしながら、壁
貫通方式の測定に伴う問題の１つは、側壁における開口
の位置を決めるのが難しいことである。密閉容器の設
計、実験室の環境下における空気流のパターン、サッシ
の設計、数および位置などを含め、数多くの条件が煙霧
フード内における空気流のパターンに影響を及ぼす。側
壁の開口近くで生じる乱流が、開口を通過する空気流の
速度を左右することもある。したがって、サッシの位置
に関わりなく、フード内で空気流のパターンが一定して
いるところに開口を位置決めする必要がある。煙霧フー
ド内における空気流のパターンは推定できないので、壁
貫通型モニター用の開口の所望位置は通例、煙テストお
よび試行錯誤によって見いだされている。

【０００５】サッシを開閉しても空気流のパターンが一
定しているフード内の位置を見いだすのに、煙が使われ
ている。その位置が見つかれば、一定の煙パターンを与
える高さと深さとで側壁に穴が開けられる。そして、風
速計がフードの外側から、直接あるいはフレキシブルホ
ースを介してその穴に接続される。全開から全閉まで多
数の位置に各サッシがある状態で、空気速度の読取値が
求められる。この目的は、各サッシが全開から全閉まで
移動するにつれ、上昇していく空気速度を風速計が記録
する開口用位置を見いだすことにある。

【０００６】通常、煙によって推定される開口の位置
は、前面速度と正確に相関させるのに必要な空気速度の
所望パターンをもたらさない、すなわち各サッシが全開
から全閉まで移動するにつれ、開口を通過する空気速度
は続けて増加していかない。そのため実際には、最初の
開口のほぼ近傍に別の開口を設け、その新しい開口が所
望の結果をもたらすかどうか判定することが行われてい
る。このプロセスは、許容可能な位置が見つかるまで継
続される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】スライド可能な水平サ
ッシなど、複数のサッシを備えた煙霧フードでは、空気
速度の所望パターンをもたらす位置を見いだせないこと
がある。そこで実際には、側壁に形成する多数の開口を
シミュレートした多数の穴を備える管を設置する方法が
採られている。平均化管として知られるこの管は、側壁
の１つの穴に接続され、そこからフードの内部を横切っ
て水平サッシの場合には水平に、また垂直サッシの場合
には側壁に沿って垂直下方に延びている。平均化管の各
穴が、側壁の開口を通って流れる空気の多数の出口を与
える。したがって、平均化管はフード内の多数の位置に
出口を有することになるので、フード内における空気流
のパターンが一定でないことによる問題は最小限化され
る。

【０００８】平均化管に伴う問題として、管の適正な位
置および管に設ける穴の数と位置とを決定するのが難し
いことがある。実際には、管の位置と穴の配置とが試行
錯誤的に決められているのが通例である。管を取り付け
てから、サッシが全開から全閉まで各異なる位置にある
状態で、空気速度の読取値が求められる。管の位置と穴
の配置は、適切な空気速度のパターンが得られるまで調
整される。

【０００９】したがって、本発明の主たる目的は、実験
室の煙霧フードにおける壁貫通型検知装置の最適位置を
決めるのに用いられる改良された装置を提供することに
ある。

【００１０】本発明の更なる目的は、実験室の煙霧フー
ドにおける壁貫通型検知装置と組み合わせて使われる、
空気速度平均化管の最適な位置と形状を決めるための改
良された装置を提供することにある。

【００１１】本発明のその他の目的および利点は、添付
の図面を参照した以下の詳細な説明から明らかになるで
あろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、実験室の煙霧
フード内における壁貫通型検知装置の最適位置を求める
装置に関わる。また本発明は、壁貫通型検知装置と組み
合わせて用いられる空気速度平均化管の最適形状を決め
るための装置の用い方に関わる。

【００１３】壁貫通型検知装置は、風速計など空気速度
の測定機器に基づいて、通例煙霧フードの側壁に設けら
れた開口を通過する空気流の速度を求める。煙霧フード
内の空気圧の方が実験室内の周囲空気圧より低いので、
空気はその開口を通って煙霧フードに流入する。つまり
空気は、実験室内のより高い圧力環境から、煙霧フード
内のより低い圧力環境へと流れる。煙霧フードの排気系
を通過する空気流が一定に保たれていれば、前面開口の
面積が減少するにつれてフード内の圧力も低下する。そ
のため、サッシが開から閉に移動されるにつれ、前面開
口および側壁開口を通過する空気流の速度が増大してい
く。したがって、壁貫通型検知装置は前面速度のモニタ
ーとして、あるいは排気系を調整して前面速度を制御す
るための制御系の一部として用いることができる。

【００１４】設置された状態で、壁貫通型検知装置は煙
霧フードの側壁における開口のアダプターと測定装置と
の間の接続を含む。しかしながら、実験室の煙霧フード
内における空気流のパターンは予測できないので、側壁
アダプターの位置の決定が困難である。壁を貫通する空
気速度を前面速度と相互関連させるため、側壁アダプタ
ーは空気流が定常で乱れない領域内に位置させねばなら
ない。本発明の利点の１つは、側壁開口のシミュレーシ
ョンが得られることである。すなわち、側壁に穴を開け
るのが必要となる前に、任意の数の位置で側壁開口をテ
ストすることができる。

【００１５】一部のフードでは、空気速度の所望パター
ンをもたらす位置を見いだすことができない。かかる場
合には、平均化管をフード内に配置し、側壁アダプター
と交わるように延出させる。平均化管は、側壁アダプタ
ーからフード内へと空気が流れるのを許容する多数の開
口を与える。こうしてフード内の各位置に空気出口を設
けることにより、乱流パターンに伴う流れの変わり易さ
が減じられる。しかしながら、平均化管を用いる場合、
管の最適位置と平均化管に沿った出口開口の数および位
置を決める点に困難がある。本発明の利点は、平均化管
が必要になった際平均化管の数多くの位置および形状の
中から、特定の煙霧フードにおいて最も適したものを決
める調整が容易にできるところにある。したがって永久
的な管を、本発明によって決定した最適な形状に基づい
て製作および設置することができる。

【００１６】広く言えば、本発明は一端部の入口開口と
他端部の出口開口との間に直線状に配列された多数の開
孔を備えた細長管を提供する。フレキシブル配管で、入
口開口を空気速度測定装置に接続する。発明の一実施例
では、開口孔を覆い、出口の位置を側壁アダプターにと
って適切と思われる場所に位置決めした状態で、装置を
一時的に煙霧フードの内部で側壁に隣接して固定する。
サッシを閉じながら風速計からの測定値を求め、サッシ
を閉じていく間出口を通過する空気の速度が増加するか
どうかを判定する。常時増加していかないときは、所望
の空気パターンをもたらす位置が求められるまで、新し
い位置が選ばれる。

【００１７】上記のような位置が見いだせない場合は、
平均化管を用いることができる。本発明の装置は、平均
化管の最適な位置および形状を決める方法の一部として
使われる。出口開口を覆い、開孔の覆いを外した状態
で、管を煙霧フード内の多数の各位置に固定し、空気速
度の測定装置に相互接続する。サッシを全開から全閉ま
で多数の各位置にして、測定装置からの速度読取値を求
める。この方法によって、サッシが全開から全閉まで移
動する間側壁の開口を通過する空気速度を増加させてい
く管の位置と開いた開孔の数および位置とを決めること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に添付の図面を参照して、本発
明の実施形態を説明する。まず特に図１を参照すれば、
全体を１０で示した実験室の煙霧フードが、右側側壁１
４と左側側壁１６を含む外側枠１２を有するものとして
示されている。下降した位置の状態で示してある垂直サ
ッシ１８は、実験技術者がフード内で作業をするためア
クセスできるように上昇可能である。排気ダクト２０が
排気ブロワー（図示せず）に接続され、フード１０内の
空気を除去する。図１は１つの垂直サッシ１８を備えた
フード１０を示しているが、実験室の煙霧フードは複数
の垂直サッシおよび複数のスライド式あるいは折り畳み
式水平サッシを含め、多くの異なるサッシ設計を採るこ
とができる。以下論じる際、サッシ１８に対する参照は
一般に、可能なサッシ形状のすべてを包含するものであ
る。

【００１９】本発明の装置は、全体を２２として図２に
示してある。本発明の装置２２は、細長い中空状のサン
プル管２４、フレキシブル管２６および風速計２８を具
備する。サンプル管２４は側壁３０を有し、直線状に配
列されほぼ等間隔で離間した開孔３２が側壁３０に形成
されている。サンプル管２４の一端に気密に取り付けら
れた９０度のエルボー部３４が、サンプル管２４の出口
３６を形成している。フレキシブル管２６の一端がサン
プル管入口３８に取り付けられ、サンプル管２４とフレ
キシブル管２６との間で自由な空気の流れを許容してい
る。サンプル管２４とエルボー部３４とは Schedule 40
PVCなど硬質のプラスチック製であるのが好ましいが、
その他かなりの数の材料で必要な剛性が得られるものと
考えられる。フレキシブル管２６は、フレキシブル管の
外面とサンプル管の内面との間の摩擦嵌合によってサン
プル管２４に取り付けられるのが好ましい。但し当業者
であれば、化学的接着などを含め、両管２４，２６を気
密に接続するのにその他適切な代替法を容易に見いだせ
るであろう。さらに、フレキシブル管２６の直径をサン
プル管２４の直径より大きくすることも考えられる。

【００２０】フレキシブル管２６の他端に接続された風
速計２８は、フレキシブル管２６に流入し、サンプル管
２４の出口３６あるいは開孔３２を通過する空気流の速
度を測定する。出口３６の面積は、サンプル管２４また
はフレキシブル管２６のどちらか小さい方の断面積にほ
ぼ等しいかあるいはそれより大きくするのが好ましい。
同様に、開孔３２の累積合計面積は、両管の断面積の小
さい方に等しいかあるいはそれより大きくすべきであ
る。この関係により、出口３６あるいは開孔３２を通過
する空気流の速度が風速計２８における空気流の速度と
等しくなることが保証される。風速計は、当該分野でよ
く知られている単一点ホットワイヤ型風速計であるのが
好ましい。

【００２１】動作時、サンプル管２４は煙霧フードの内
部に、側壁１４，１６の一方に当接して装着される。こ
の装着位置は、単なる推量、もしくは煙を用い、サッシ
１８が全開位置から全閉位置へ移動する間フード内の空
気パターンが最も安定して現れる場所を求めることによ
って決めることができる。サンプル管２４を装着するの
には、テープ（図示せず）あるいはその他一時的な装着
装置が使える。また、９個の開孔３２を覆ってそこを通
過する空気流を阻止するのには、テープを用いるべきで
ある。出口３６は対向する側壁に対面させ、風速計２８
は煙霧フード１０の外側で実験室内の空気流から離れた
位置に配置すべきである。

【００２２】排気ブロワーを一定の速度で動作させた状
態で、サッシ１８を全開とし、風速計２８からの基本読
取値を記録する。次に、サッシを全開から全閉へ増分的
に移動し、風速計からの読取値を各増分毎に記録する。
この目的は、サッシが閉じられるにつれ、出口を通過す
る空気流の速度が常時増加していく出口の位置を求める
ことにある。したがって、最初に選んだ位置が空気速度
の所望の増加を与えない場合は、管出口３６を側壁１
４，１６の一方に隣接した別の位置へと移動し、空気速
度の所望パターンをもたらす位置が見つかるまでその動
作を繰り返す。

【００２３】出口３６は、永久的に設置される煙霧フー
ドモニターもしくはコントローラの側壁アダプターの役
割をシミュレートしている。したがって、目的の位置が
見つかったら、その位置に印を付け、側壁に穴を開けて
永久的なモニター装置をそこに装着する。本発明の装置
２２の利点は、側壁に穴を開ける必要が生じる前に、い
くつかの位置をテストできることにある。

【００２４】フードによっては、空気速度の所望パター
ンをもたらす側壁の開口位置が見つからないことがあ
る。かかる場合には、平均化管の最適な位置および形状
を求めるのにサンプル管２４を用いることができる。こ
れを行うためには、テープを含む任意の適切な手段によ
って管出口３６を塞ぐ。そして、開孔３２の覆いを取り
除く。水平サッシを備えたフードの場合には、テープや
ワイヤーを含む任意の一時的な手段によって、サンプル
管２４をフード１０の内側でサッシ１８の背後かつ上方
にそれと平行に配置すべきである。垂直サッシの場合に
は、サンプル管２４を側壁１４または１６に近接しかつ
サッシ１８の背後のほぼ中央に垂直に懸架すべきであ
る。水平および垂直どちらの取付方式の場合にも、開孔
３２はフード１０の後部に対面する向きとすべきであ
る。風速計２８がフードの外側に位置した状態で、サッ
シ１８を全開から全閉まで多数の増分位置にして読取値
を求めるべきである。その目的は、サッシ１８が閉じら
れるにつれ、サンプル管２４の入口３８において増加す
る空気速度をもたらすサンプル管２４の位置と開孔３２
の数および位置とを見いだすことにある。

【００２５】開孔３２の数および位置は、開孔のうち１
つまたはそれより多くをテープで異ならせて覆うことに
よって調整可能である。また、フード内におけるサンプ
ル管の位置も調整可能である。適切なサンプル管の位置
と開孔の配置が決まったら、永久的なサンプル管を製作
し取り付けることができる。サンプル管２４を用いる利
点は、永久的な管を製作もしくは取り付けのが必要とな
る前に、永久的な管の最適な形状および位置を決められ
ることである。その後永久的な管は、延出管によって側
壁の任意の好便な位置の開口に接続可能である。

【００２６】以上本発明の各種実施例を図示し説明した
が、当業者にとってその他の変形、代用および代替も自
明なことが理解されるべきである。そのような変形、代
用および代替は、特許請求の範囲の記載に基づいて決め
られるべき発明の精神および範囲から逸脱せずに可能で
ある。

【００２７】発明の各種特徴は、特許請求の範囲の各項
に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】垂直サッシを備えた実験室の煙霧フードの正立
面図。

【図２】本発明の装置の立面図。

【符号の説明】

１０ 煙霧フード １４，１６ フード側壁 １８ サッシ ２２ 本発明の装置 ２４ （サンプル）管（平均化管） ２６ フレキシブル（配）管 ３２ 開孔 ３６ 管出口（開口） ３８ 管入口（開口）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側壁と前面開口とを有する実験室の煙霧
   フード用の壁貫通型検知手段の最適位置を決める装置に
   おいて、 内部を通して空気を流通させるのに適した細長い中空管
   であって、使用中その形状を維持するのに充分な剛性を
   有しており、一端部に入口開口および他端部に出口開口
   を有する管と、 空気速度を測定する手段と、 前記測定手段で前記管の前記入口開口に流入する空気の
   速度を測定するように、前記管の前記入口開口を前記測
   定手段に相互接続するフレキシブル配管とを備えた装
   置。
2. 【請求項２】 空気速度を測定する前記手段が風速計で
   ある請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 空気速度を測定する前記手段が単一点ホ
   ットワイヤ型風速計である請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 前記出口開口の面積が、前記細長管の断
   面積および前記フレキシブル配管の断面積のうち小さい
   方の一方とほぼ等しいかあるいはそれよりも大きい請求
   項１記載の装置。
5. 【請求項５】 前面開口を有する実験室の煙霧フードに
   おいて壁貫通型検知手段と組み合わせて用いられる空気
   速度平均化管の最適位置を求める装置において、 内部を通して空気を流通させるのに適した細長い中空管
   であって、使用中その形状を維持するのに充分な剛性を
   有しており、一端部の入口開口、閉端および前記入口開
   口と前記閉端との間に設けられ一列状に配列された複数
   の開孔を有する管と、 空気速度を測定する手段と、 前記測定手段で前記管の前記入口開口に流入する空気の
   速度を測定するように、前記管の前記入口開口を前記測
   定手段に相互接続するフレキシブル配管とを備えた装
   置。
6. 【請求項６】 前記開孔が前記細長管にほぼ等しい距離
   で離間して設けられている請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 前記複数の開孔の合計面積が、前記細長
   管の断面積および前記フレキシブル配管の断面積のうち
   小さい方の一方とほぼ等しい請求項６記載の装置。