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Radical development method of exhaut device of "pollutant capture" with high capture efficiency

Research Project

Project/Area Number 19K22011
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Yamanaka Toshio  大阪大学, 工学研究科, 教授 (80182575)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 袁 継輝  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10781437)
崔 ナレ  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10826481)
小林 知広  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90580952)
小林 典彰  大阪大学, 工学研究科, 技術職員 (60880656)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords局所排気装置 / フード / 外乱 / 実大模型実験 / CFD解析 / 局所排気フード / 感染症予防 / 診療室 / 排気フード / 捕集率 / 風洞 / トレーサーガス / 排気装置 / 限界風量比 / キャノピー型フード / フランジ付きフード / ダクト排気 / CFD / 高効率排気装置 / Capture効率 / Containment効率 / フード開発
Outline of Research at the Start

室内で発生する様々な有害物質を効果的に完全除去するための除去装置の開発を可能にするものとして、排気フードの概念を拡張し、POLLUTANT-CAPTURE(汚染物捕集装置:以下POL-CAPTURE)と定義した様々な排気装置の開発を容易にするための技術開発を目的として、POL-CAPTUREの性能を、Capture 効率とContainment 効率の両面から評価する理論を構築し、予測手法と測定方法の開発を目的とする。Capture 効率とは、空気中の汚染物を捕まえる性能のことを意味し、Containment 効率とは、一度Captureした汚染物質を逃がさないで排出する性能のことである。

Outline of Final Research Achievements

In this study, “local exhaust system” is selected as an efficient system to eliminate the contaminant emitted locally inside room among many ventilation systems, and the effect of disturbing airflow in the room on the capture efficacy of contaminant was tested using full-scale experimental room. As a result, the flanged-type hood has the highest efficiency and quite durable to the crossing airflow along the flange face. In addition, a simple prediction method of suction airstream under crossing airflow was developed. Finally, the new ventilation system consisting of local exhaust hood with flange and whole floor supply was presented as an infection prevention system for a hospital consulting room, and the performance was tested by the full-scale experimental model and CFD analysis with standard k-ε model.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

室内では様々な空気汚染物質が発生し、在室者の健康や快適性に重大な影響を及ぼすことがある。そのため、室内で発生する汚染質は、室内に拡散し拡がる前に、可能な限り速やかに、換気設備によって室外に排出しなければならない。また、その場合最も考慮しなければならないのが、外乱となる横風などの外乱気流であり、本研究は外乱気流の影響を正しく考慮し、効率の高い換気システムの設計方法を確立することを目的としており、優れたフード形状と全面床吹き出し空調との組み合わせなど、先進的な換気システムの性能を評価した上で、診察室に適した換気システムの提案を行い、学術的のみならず、社会的に大きな意義のあるものと考える。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020

All Presentation (9 results)

  • [Presentation] 診察室における感染予防対策としての局所換気システムの性能評価に関する研究 (その1)CFD解析によるヒト由来飛沫核の拡散挙動と換気による除去性能の検討2022

    • Author(s)
      張靭、山中俊夫、小林知広、崔ナレ、小林典彰、吉原隼
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 診察室における感染予防対策としての局所換気システムの性能評価に関する研究 (その2)対面者からの飛沫核暴露による在室者の感染リスクに関する検討2022

    • Author(s)
      吉原隼、山中俊夫、小林知広、崔ナレ、小林典彰、張靭
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 高効率捕集性能を有する局所排気装置の設計手法に関する研究 (第3報)横風風速及びフード形状が汚染物捕集性能に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      小森 美晴,山中 俊夫,小林 知広,崔 ナレ,小林 典彰,鈴木 悠太
    • Organizer
      令和2年度(第50回)空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会論文集
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 横風気流下における局所排気装置の汚染物捕集性能に関する研究 (その1)実験による汚染物捕集性能の検討2021

    • Author(s)
      小森 美晴,山中 俊夫,小林 知広,崔 ナレ,小林 典彰
    • Organizer
      令和3年度日本建築学会 近畿支部研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 横風気流下における局所排気装置の汚染物捕集性能に関する研究 (その2)フード形状及び汚染源の発熱の有無が汚染物捕集性能に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      小森 美晴,山中 俊夫,小林 知広,崔 ナレ,小林 典彰
    • Organizer
      日本建築学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高効率捕集性能を有する局所排気装置の設計手法に関する研究 (第2報)吸い込み口形状が横風条件下における排気性能に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      鈴木悠太, 山中俊夫, 小林知広,崔ナレ
    • Organizer
      令和2年度空気調和・衛生工学会学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高効率捕集性能を有する局所排気装置の設計手法に関する研究(第2報)吸い込み口形状が横風条件下における排気性能に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      鈴木悠太、山中俊夫、小林知広、崔ナレ
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会大会(福井)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 局所限界風量比を用いた排気フードの設計手法に関する研究 (Part1)通過気流が汚染物の捕集性状に及ぼす影響に関する検討2020

    • Author(s)
      鈴木悠太、山中俊夫、小林知広、崔ナレ
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会(関東)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 高効率捕集性能を有する局所排気装置の設計手法に関する研究(その 1)CFD を用い た局所排気装置の捕集性能の評価2020

    • Author(s)
      鈴木悠太、山中俊夫、小林知広、崔ナレ
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会 第49回近畿支部学術研究発表会(大阪)
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

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