(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙突からの排煙のダウンウォッシュ現象を軽減させるべく該煙突の頂部の周囲に複数のルーバが立設されるとともに、
該複数のルーバがそれぞれ上下方向に移動可能に構成されている
ことを特徴とする、煙突用ルーバ。
【請求項２】
該煙突頂部近傍の風向及び風速を測定する測定手段と、
該測定手段により測定された風向及び風速に基づいて該複数のルーバの高さ位置をそれぞれ設定する設定手段と、
該設定手段により設定された高さ位置となるように該ルーバを駆動する駆動手段と、
をそなえていることを特徴とする、請求項１記載の煙突用ルーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周辺の景観を損なわないようにした煙突に適用される、煙突用ルーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、市街地に産業用煙突（排煙装置）を建設する場合には、煙突本体（内筒）をコンクリート製や鋼製の外筒により覆うことで、周囲の景観や美観を損なわないようにしている。
このような煙突では、頂部付近での風速が大きくなると煙突の風下側の後流領域が負圧となってこの領域に排煙が巻き込まれ易くなる。この負圧域への排煙の巻き込み現象、いわゆるダウンウォッシュ現象は、頂部付近での風速が大きくなるほど顕著なものとなり、周辺の環境上好ましいものではなかった。
【０００３】
そこで、例えば特公昭５８−５７５９４号公報には、このようなダウンウォッシュ現象を抑制し、且つ美観を損なわないようにした排煙装置が開示されている。すなわち、この技術では、煙突本体の頂部を外筒の上面よりも上方へ突出させ、外筒の上面に煙突本体の頂部を取り囲むようにルーバ状の外装体を設けて構成されている。
【０００４】
そして、この外装体の内部を風が通り抜けることにより、煙突の風下側で負圧域の発生が抑制され、ダウンウォッシュ現象が抑制されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、風速によってダウンウォッシュ軽減効果が異なり、あらゆる状況下で確実に排煙のダウンウォッシュ現象を低減できるものではなかった。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、風向や風速に関わらず、常にダウンウォッシュ現象を抑制できるようにした、煙突用ルーバを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の煙突用ルーバは、煙突からの排煙のダウンウォッシュ現象を軽減させるべく該煙突の頂部の周囲に複数のルーバが立設されるとともに、該複数のルーバがそれぞれ上下方向に移動可能に構成されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の本発明の煙突用ルーバは、請求項１記載の構成に加えて、該煙突頂部近傍の風向及び風速を測定する測定手段と、該測定手段により測定された風向及び風速に基づいて該複数のルーバの高さ位置をそれぞれ設定する設定手段と、該設定手段により設定された高さ位置となるように該ルーバを駆動する駆動手段と、をそなえていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態としての煙突用ルーバについて説明すると、図１はその全体構成を示す模式的な側面図、図２はその全体構成を示す模式的な上面図である。
図１及び図２において、符号１は煙突本体としての内筒であり、この内筒１は周囲の景観を損ねることがないように外筒３により覆われている。そして、これらの内筒１及び外筒３により煙突（美観煙突）４が構成されている。また、内筒１の上端は外筒３よりも所定量高く形成されており、内筒１の上端が外筒３の上端よりも上方に突出するように形成されている。
【０００９】
また、外筒３の上端には、昇降可能なルーバ２が設けられている。このルーバ２は、図２に示すように、外筒３の上端縁部上に複数設けられており、各ルーバ２は略等間隔で配設されている。なお、各ルーバ２の断面形状は、略円状又は楕円状に形成されている。
ここで、各ルーバ２はそれぞれ独立して上下方向に移動可能に構成されており、内筒１の頂部近傍の風向及び風速に応じて各ルーバ２の高さがそれぞれ調整されるようになっている。
【００１０】
そして、本発明の煙突用ルーバでは、任意の風向に対して、円筒１の風上及び風下に相当するルーバ２ａの高さが調整されるように構成されている。また、このときのルーバ２ａの高さは、風速の大きさに応じて調整されるようになっている。
すなわち、風速が所定速度より小さいときには、全てのルーバ２ａを最大高さとなるように上昇させて円筒１の上部を略覆うようになっており、これとは逆に風速が大きくなるほど、円筒１に対して風上及び風下に相当するルーバ２ａの高さを下降させるようになっているのである。なお、以下では、ルーバ２のうち駆動対象となるものを、特にルーバ２ａとし、符号を分けて説明する。
【００１１】
次に、各ルーバ２を駆動するための具体的な構成について、図５を用いて説明する。
図５に示すように、ルーバ２は、外筒３に形成されたシリンダ３ａ内に収納されており、各ルーバ２の下部には、ルーバ２を支持するための支持軸５が結合されている。
【００１２】
また、各ルーバ２の下部には電動モータ７が設けられており、この電動モータ７のシャフト７ａには、ピニオンギア８が取り付けられている。一方、図示するように、支持軸５には軸方向に沿ってラック６が形成されており、このラック６に、上記ピニオンギア８が噛合している。
したがって、電動モータ７が駆動されると、この駆動力がピニオンギア８及びラック６を介して支持軸５に伝達され、ルーバ２が上下方向に移動してルーバ高さが調整されるのである。なお、ルーバ２の昇降動作をより円滑に行なうべく、支持軸６には、シリンダ３ａの内面に接するようなガイドローラ９が取り付けられている。
【００１３】
なお、図５においては、任意のルーバ２に着目してその駆動機構について説明しているが、このような駆動機構は、各ルーバ２に対してそれぞれ設けられている。
また、図５，図６に示すように、煙突４の頂部近傍には風向及び風速を計測するための測定手段１２が設けられている。この測定手段１２は、図５に示すように、具体的には風向計１０及び風速計１１からなっており、これらの風向計１０及び風速計１１は、設定手段としての計算器１３を介して制御装置（又はコントローラ）１４に接続されている。
【００１４】
そして、計算器１３において、風向計１０及び風速計１１により測定された風向及び風速に基づいて各ルーバ２ａの高さ位置がそれぞれ設定されると、コントローラ１４により各ルーバ２ａの高さ位置制御信号が電動モータ７に出力されて、各ルーバ２ａの高さが調整されるようになっているのである。
ここで、ルーバ２ａの高さ設定について説明する。まず、風向計１０及び風速計１１により、煙突４の頂部近傍における風向θ及び風速ｕが計測されると、これらの情報は、図７に示すように、計算器１３内のルーバ駆動範囲設定部１３ａ及びルーバ高さ設定部１３ｂにそれぞれ送られる。
【００１５】
このうち、ルーバ駆動範囲設定部１３ａでは、風向θに基づいて駆動すべきルーバ２ａが設定される。すなわち、ルーバ駆動範囲設定部１３ａ内には、図８に示すようなルーバ駆動範囲設定マップが設けられており、このマップに基づいてルーバ２ａの駆動範囲が設定されるようになっているのである。
このルーバ駆動範囲設定マップでは、風向θが計測されると、この風向θに対して所定の角度θ1 ，θ2 の範囲をルーバ駆動範囲として設定するようになっている。つまり、図９に示すように、水平面内において、風向θに対して所定角度θ1 ，θ2 の範囲内（図９中、円弧ＡＡ′及び円弧ＢＢ′の範囲内）にあるルーバ２ａを駆動するようになっているのである。
【００１６】
また、ルーバ高さ設定部１３ｂにおいて、風速ｕに基づいて各ルーバ２ａの高さがそれぞれ設定される。すなわち、このルーバ高さ設定部１３ｂ内には、図１０に示すようなルーバ高さ設定マップが設けられており、このマップに基づいて各ルーバ２ａの高さが設定されるようになっているのである。なお、このマップでは、風速ｕが大きくなるにしたがってルーバ高さが段階的に低くなるように設定されているが、風速ｕに対して連続的にルーバ高さが変更されるようしてもよい。
【００１７】
本発明の煙突用ルーバは、上述のように構成されているので、まず、風向計１０及び風速計１１により、煙突４の頂部近傍における風向及び風速が計測されると、これらの計測結果に基づいて計算器１３によりルーバ駆動範囲θ1 ，θ2 が設定されるとともに、この範囲内のルーバ２ａの高さがそれぞれ設定される。そして、コントローラ１４から電動モータ７への制御信号が出力されると、この制御信号に基づいて各ルーバ２ａが所定の高さに駆動されるのである。
【００１８】
このとき、風速が所定速度より小さいときには、図３及び図４に示すように、コントローラ１４により、全てのルーバ２が最大高さに設定される。すなわち、風速が小さいときには、内筒１の上端部をルーバ２により覆っても煙突４の周囲に負圧域がほとんど生じないので、ダウンウォッシュ現象も発生せず、煙の排出状態を良好に保つことができるのである。また、この場合には、外筒３から突出した内筒１の上端部は、ルーバ２により略覆われるため周囲の景観を損なうことがないという利点がある。
【００１９】
また、図１及び図２に示すように、風速が大きくなるほど、コントローラ１４により風向に対して煙突４の風上側及び風下側に相当するルーバ２ａの高さが低く設定される。なお、図２において、矢印は風向を示し、ルーバ２のうち網かけされているルーバが、風向に対して煙突４の風上側及び風下側に相当するルーバ２ａである。
【００２０】
そして、このようにルーバ２ａを低く設定することにより、ルーバ２ａの部分を風が通過することになり、風下側に発生する負圧域を小さくすることができ、排煙出口から負圧域を遠ざけることができるのである。
したがって、煙突４の風下側の負圧域の影響を極力小さくすることができ、これによりダウンウォッシュ現象を極力抑制して、風速の大きいときでも煙の排出状態を良好に保つことができるようになる。そして、このようにダウンウォッシュ現象を抑制することにより、周辺の環境に悪影響を与えることもない。
【００２１】
なお、煙突４における風上側及び風下側に相当するルーバ２ａ以外のルーバ２は、内筒１を覆うべく所定の高さに保持される。したがって、風速が大きい場合でも、風向と略直交する方向からは、内筒１の上端部がルーバ２に略覆われているように見えるので、周囲の景観を極力保つことができるのである。
このように、本煙突用ルーバでは、風向及び風速に応じてルーバ２をそれぞれ独立させて上下方向に駆動することにより、風下側に発生する負圧域の排煙に対する影響を軽減でき、ダウンウォッシュ現象を抑制することができる利点があるほか、風向や風速によってダウンウォッシュ低減効果が変動することもなく、常に最大のダウンウォッシュ低減効果を得ることができる利点がある。
【００２２】
なお、本発明の煙突用ルーバは、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変形が可能である。例えば上述の実施形態では、駆動手段として電動モータ７を用いた場合について説明したが、駆動手段はこのような電動モータ７に限定されるものではなく、例えば各ルーバ２を流体圧により駆動するように構成してもよい。また、図８及び図１０に示すマップは、その一例を示すものであり、必ずしもこのような制御特性に限定されるものではない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の煙突用ルーバによれば、煙突の頂部の周囲に立設された複数のルーバを、それぞれ上下方向に移動させることにより、煙突の風下側に生じる負圧域への排煙の巻き込み、いわゆる排煙のダウンウォッシュ現象を極力抑制することができる。また、これにより周辺の環境に悪影響を与えることもなく、周辺の景観を損ねることもないという利点がある。また、風向や風速に応じて各ルーバを上下方向に移動するようにすれば、風向や風速によってダウンウォッシュ低減効果が変動することもなく、常に最大のダウンウォッシュ低減効果を得ることができるという利点がある。
【００２４】
また、請求項２記載の本発明の煙突用ルーバによれば、測定手段により煙突頂部近傍の風向及び風速が測定されると、この測定手段で測定された風向及び風速に基づいて、設定手段により複数のルーバの高さ位置がそれぞれ設定される。そして、駆動手段により、設定手段で設定された高さ位置となるようにルーバが駆動される。したがって、風向や風速に関わらず、常に最大のダウンウォッシュ低減効果を得ることができるという利点がある。また、これにより周辺の環境に悪影響を与えることもなく、周辺の景観を損ねることもないという利点がある。また、上述のように構成することにより、低コストで本発明を実現できるという利点があるほか、各ルーバの位置制御を簡単且つ確実に実行することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける全体構成を示す模式的な側面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける全体構成を示す模式的な上面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバの動作の一例を説明するための模式的な側面図である。
【図４】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバの動作の一例を説明するための模式的な上面図である。
【図５】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける要部構成を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける作用を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける作用を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける作用を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける作用を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態としての煙突用ルーバにおける作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１  煙突本体としての内筒
２，２ａ  ルーバ
３  外筒
３ａ  シリンダ
４  煙突（美観煙突）
５  支持軸
６  ラック
７  駆動手段としての電動モータ
７ａ  シャフト
８  ピニオンギア
９  ガイドローラ
１０  風向計
１１  風速計
１２  測定手段
１３  設定手段としての計算器
１３ａ  ルーバ駆動範囲設定部
１３ｂ  ルーバ高さ設定部
１４  制御装置（又はコントローラ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003686210.tif 000009
【図９】
0003686210.tif 000010
【図１０】
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