(57)【要約】【課題】煙突の排気口から排出された排ガスと外気とを混合して、初期濃度を低下させた混合ガスを排出することにより、排出された混合ガスが更に拡散しながら地上へ到達した際における、排ガスの着地濃度を低減させる。【解決手段】排煙装置１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０は、排ガス４０を排出する煙突１２の排気口１３、３１３、４１３の外周近傍に配置され、外気を導入する外気導入口２０と、前記導入した導入外気４２及び前記排ガス４０を混合した混合ガス４６を導出する導出口２２とを備えるディフューザー１４、１１４と、前記ディフューザー１４、１１４又はその近傍に配置され、前記混合ガス４６の流れを乱して乱流を生成する乱流生成器１６、１１６、２１６、３１６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを排出する排気口を有する煙突に取り付ける排煙装置であって、
前記排気口の外周近傍に配置され、外気を導入する外気導入口と、前記導入した導入外気及び前記排ガスを混合した混合ガスを導出する導出口とを備えるディフューザーと、
前記ディフューザー又はその近傍に配置され、前記混合ガスの流れを乱して乱流を生成する乱流生成器と、
を備える排煙装置。
【請求項２】
前記乱流生成器は、格子又はルーバーで形成される請求項１に記載の排煙装置。
【請求項３】
前記乱流生成器は、棒状又は羽根状の形状を有する請求項１又は２のいずれかに記載の排煙装置。
【請求項４】
前記乱流生成器は、前記ディフューザーにおける導出口付近に配置される請求項１乃至３のいずれかに記載の排煙装置。
【請求項５】
前記ディフューザーの前記外気導入口と前記導出口とは、当該ディフューザーに当たる気流の流線と略平行に開口し、
前記ディフューザーの外形は、前記外気導入口から前記導出口にかけて当該ディフューザーの断面が小さくなるように隆起して形成される請求項１乃至４のいずれかに記載の排煙装置。
【請求項６】
前記ディフューザーの外気導入口の開口面積は、前記ディフューザーに当たる気流の下流側よりも、上流側が広く形成されている請求項５に記載の排煙装置。
【請求項７】
前記排気口を複数開設して、前記排ガスと前記導入外気との接触面積を増大させて、前記排ガスと前記導入外気との混合を促進する請求項１乃至６のいずれかに記載の排煙装置。
【請求項８】
前記排気口を放射状に開設して、前記排ガスと前記導入外気との接触面積を増大させて、前記排ガスと前記導入外気との混合を促進する請求項１乃至６のいずれかに記載の排煙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙突から放出される排ガスの濃度を希釈化する排煙装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
煙突の排気口の外周付近に外部構造を付加することにより、横風の流れを変えて、煙突の排気口から排出される排ガスの流速を高める発明が知られている。
【０００３】
特開２０１０−１４５０１６号公報は、煙突内部を流れる上昇気流の流速を増大させることが可能な、煙突を開示している。
【０００４】
当該煙突は、筒状の煙突本体の頂部に、中央部圧力低減部材を備えている。当該中央部圧力低減部材は、煙突本体の外径よりも大きい外形とすると共に、中央に煙突本体の排気口に連通する開口を有する。そして、当該開口の中心に横風が近づくに従って風速を増大できるように、周辺部分から開口辺縁まで滑らかな曲線で隆起させた表面形状としてある。中央部圧力低減部材の開口位置は、煙突本体の排気口に合わせてある。
【０００５】
当該煙突に当たる横風の風速が増大すると、中央部圧力低減部材の開口位置の圧力が低下する。そして、煙突本体の上下間での圧力差が増大し、煙突本体内を上昇する気流の流速を増大させることができる。
【０００６】
また、特開２００６−２８４１５９号公報は、煙突から排出される排気による臭気・煤煙問題を改善することが可能な耐外風高速排気装置を開示している。
【０００７】
当該耐外風高速排気装置は、飲食店等の排気ダクトの端末部に接続されるものであり、排気ダクトを延設した排気筒と、当該排気筒の外周に敷設した外風導入外殻と、外風導入外殻の下方に敷設される外風誘導スカートとを備える。外風導入外殻は、排気筒の外径より大きい所望寸法外径を有し、排気筒に覆い被さるようにして排気筒に付設される。排気筒の内周には、旋回流形成用羽根が取り付けられている。
【０００８】
当該耐外風高速排気装置における外風導入外殻の下方の外風導入口より取り入れられた誘導外風は、垂直外風となる。この垂直外風は、旋回流形成用羽根による渦巻き状の渦巻状排気体と合流し、この時に外風導入外殻に当たり殻体外風となり、上昇気流となって排気筒の出口部位で干渉外風が上昇気流（耐外風）となる。この渦巻状排気体と垂直外風との合流により、排ガスを効率よく高速にしてより高く排出することができる。従って、自然の風力を効率よく利用して、排ガスを住宅からできるだけ遠くに流すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１４５０１６号公報
【特許文献２】特開２００６−２８４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、煙突の排気口から排出された排ガスの着地濃度を低減させる排煙装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
本発明による排煙装置（１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０）は、煙突（１２）の排気口（１３、３１３、４１３）の外周近傍に配置され、外気を導入する外気導入口（２０）と、前記導入した導入外気（４２）及び排ガス（４０）を混合した混合ガス（４６）を導出する導出口（２２）とを備えるディフューザー（１４、１１４）と、前記ディフューザー（１４、１１４）又はその近傍に配置され、前記混合ガス（４６）の流れを乱して乱流を生成する乱流生成器（１６、１１６、２１６、３１６）とを備える。
【００１３】
前記乱流生成器（１６）は、格子又はルーバーで形成される。
【００１４】
前記乱流生成器（１１６）は、棒状又は羽根状の形状を有する。
【００１５】
前記乱流生成器（１６、１１６、２１６、３１６）は、前記ディフューザー（１４、１１４）における導出口（２２）付近に配置されている。
【００１６】
前記ディフューザー（１４、１１４）の前記外気導入口（２０）と前記導出口（２２）とは、当該ディフューザー（１４、１１４）に当たる気流の流線と略平行に開口し、前記ディフューザー（１４、１１４）の外形は、前記外気導入口（２０）から前記導出口（２２）にかけて当該ディフューザーの断面が小さくなるように隆起して形成される。
【００１７】
前記ディフューザー（１１４）の外気導入口（２０）の開口面積は、前記ディフューザー（１１４）に当たる気流の下流側よりも、上流側が広く形成されている。
【００１８】
前記排気口（３１３）を複数開設して、前記排ガス（４０）と前記導入外気（４２）との接触面積を増大させて、前記排ガス（４０）と前記導入外気（４２）との混合を促進する。
【００１９】
前記排気口（４１３）を放射状に開設して、前記排ガス（４０）と前記導入外気（４２）との接触面積を増大させて、前記排ガス（４０）と前記導入外気（４２）との混合を促進する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る排煙装置によれば、煙突の排気口から排出された排ガスと、導入した外気とを混合して、初期濃度を低下させた混合ガスを排出することができる。これにより、排出された混合ガスが更に拡散して地上へ到達した際における、排ガスの着地濃度を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る排煙装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明に用いる格子状の乱流生成器の構成例を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明に用いる棒状の乱流生成器の構成例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明に用いるスポーク状の乱流生成器の構成例を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明に用いる五徳状の乱流生成器の構成例を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態に係る排煙装置の外観斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態に係る排煙装置の外観斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施形態に係る排煙装置の外観斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第５の実施形態に係る排煙装置の外観斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第６の実施形態に係る排煙装置の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付図面を参照して、本発明による排煙装置を実施するための形態を、以下に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る排煙装置１０について説明する。排煙装置１０は、排ガス４０を排出する煙突１２における、排気口１３の近傍に取り付けられる装置である。排煙装置１０は、煙突１２の排気口１３から排出された排ガス４０及び導入外気４２を混合した混合ガス４６を排出する装置である。
【００２４】
排煙装置１０は、煙突１２の排気口１３を覆う位置に配置される截頭円錐形状の外観を有するディフューザー１４と、当該ディフューザー１４を煙突１２に固定する保持部材１８と、煙突１２の排気口１３の上方に配置される乱流生成器１６とから構成されている。
【００２５】
図１に示すディフューザー１４は、内部構造の説明を容易にするために、一部を切除した部分断面図として表してある。図１に示す実施形態ではディフューザー１４は、煙突１２の排気口１３近傍の外周から延出させた保持部材１８によって、煙突１２に固定されている。
【００２６】
ディフューザー１４は、外気を導入する外気導入口２０と、混合ガス４６を排出する導出口２２とを備えている。また、図１に示す実施形態では、ディフューザー１４の導出口２２に、混合ガス４６の流れを乱して乱流を生成する乱流生成器１６を配置してある。
【００２７】
ディフューザー１４の内部では、排気口１３から排出された排ガス４０の上昇流等に引っ張られて外気導入口２０から導入外気４２が導入され、この導入外気４２と排ガス４０とが混合される。導入外気４２及び排ガス４０が混合した混合ガス４６は、導出口２２付近に配置されている乱流生成器１６を通過する際に流れが乱される。この乱流によって導入外気４２と排ガス４０とが撹拌されて初期拡散し、排ガス４０の高濃度部分が希釈化される。排ガス４０が希釈化されることによって、混合ガス４６における排ガス４０の初期濃度を低下させることができる。
【００２８】
図１に示す実施形態では、乱流生成器１６をディフューザー１４の導出口２２に配置した例を示したが、乱流生成器１６をディフューザー１４の内部に配置することもできる。また、乱流生成器１６を、導出口２２から離間したディフューザー１４外部の近傍に配置することもできる。
【００２９】
図１に示す実施形態では、煙突１２にディフューザー１４を固定する保持部材１８を羽根状に傾斜させて配置することによって、導入外気４２を旋回させて、排ガス４０との混合を促進する構成例を示してある。この他にも、保持部材１８を羽根状に形成せずに、円柱状の部材を用いることもできるし、板状の梁部材を用いることもできる。
【００３０】
次に、煙突１２周辺で横風ＦＬが吹いている場合のように、ディフューザー１４に側方から気流４４が当たる場合における、導入外気４２及び混合ガス４６の流速の変化について説明する。
【００３１】
図１に示す実施形態では、ディフューザー１４の外気導入口２０と導出口２２とを、ディフューザー１４に側方から当たる横風ＦＬの流線と略平行に開口させてある。更に、ディフューザー１４の外形を、外気導入口２０から導出口２２にかけて断面が小さくなるように、凸状に隆起させた截頭円錐形状としてある。
【００３２】
このようにディフューザー１４の外形を形成することによって、ディフューザー１４が横風ＦＬを受けた場合に、気流４４がディフューザー１４の形状に沿って増速してゆく。すると、ディフューザー１４の外気導入口２０付近と導出口２２との間で圧力差が生ずる。図１に示す形状を有するディフューザー１４の場合には、横風ＦＬを受けると、外気導入口２０付近と比較して導出口２２付近の圧力が低下する。
【００３３】
すると、導出口２２から吸い出される混合ガス４６の流量が増大するので、外気導入口２０から吸い込む導入外気４２の流量も増大する。導入外気４２が増えることによって、混合ガス４６における排ガス４０の初期濃度をいっそう低下させることができる。
【００３４】
また、ディフューザー１４が横風ＦＬを受けると、導出口２２から導出される混合ガス４６の流速も増大する。すると、乱流生成器１６を通過する際の乱流が強くなり、導入外気４２と排ガス４０との撹拌が促進されて初期拡散し、混合ガス４６における排ガス４０の初期濃度を、いっそう低下させることができる。
【００３５】
また、導出口２２付近の圧力が低下すると、導出された混合ガス４６がより高い位置まで吸い上げられるので、排出された混合ガス４６は大気中で拡散され易くなる。よって、地上における排ガス４０の着地濃度を低減させることができる。
【００３６】
また、横風ＦＬによりディフューザー１４の導出口２２付近の圧力が低下すると、煙突１２の排気口１３から排出される排ガス４０が、ディフューザー１４内部を流れる導入外気４２によって吸引される。これにより、排ガス４０の排出効率が向上する。
【００３７】
なお、図１に示す実施形態では、ディフューザー１４の形状は煙突１２の中心軸に対して線対称に形成してある。よって、全方向からの横風ＦＬに対して、同様な効果を得ることができる。
【００３８】
次に、図２乃至図５を用いて、乱流生成器の他の構成例について説明する。図２は、格子状の乱流生成器１６の構成例を示す平面図である。乱流生成器１６を格子状とすることによって、乱流生成器１６を通過する気流に対して乱流を生成して、導入外気４２と排ガス４０との撹拌及び初期拡散を促進することができる。
【００３９】
図３は、棒状の形状を有する乱流生成器１１６の構成例を示す平面図である。他方、図４は、スポーク状の形状を有する乱流生成器２１６の構成例を示す平面図である。また、図５は、五徳状の形状を有する乱流生成器３１６の構成例を示す平面図である。図３乃至図５に示す乱流生成器１１６、２１６、３１６を用いることによっても、通過する気流に対して乱流を生成して、導入外気４２と排ガス４０との撹拌及び初期拡散を促進することができる。
【００４０】
なお、乱流生成器１６の格子部、乱流生成器１１６の棒部、乱流生成器２１６のスポーク部、又は乱流生成器３１６の五徳状の梁部において、長手方向に対して直角な断面形状を、三角形、四角形等の多角形や円形、星型断面等の断面形状とすることができる。
【００４１】
また、乱流生成器として、混合ガス４６の流れる方向を規制するルーバーを用いることもできる。ルーバーにより規制する混合ガス４６の流れは、平行流、螺旋流、又は撹拌流とすることができる。また、各ルーバーには、混合ガス４６に渦を発生させるボルテックスジェネレータを配置することもできる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る排煙装置１１０について説明する。図６は、例えば船舶における煙突のように、ディフューザー１１４が受ける横風ＦＬの風向が定まっている場合に好適な排煙装置１１０の実施例である。図６に示すディフューザー１１４は、内部構造の説明を容易にするために、一部を切除した部分断面図として表してある。なお、図１にて説明した部位と同様な機能を有する部位については、同一の符番を付して、その説明は省略する。
【００４３】
図６に示す排煙装置１１０のディフューザー１１４における外気導入口２０は、横風ＦＬの風上側となる部分の開口面積を、風下側となる部分の開口面積よりも広く成形してある。これにより、ディフューザー１１４の風上側からより多くの導入外気４２を導入して、ディフューザー１１４の内部において排ガス４０との混合を行って、混合ガス４６における  排ガス４０の初期濃度を低下させることができる。なお、乱流生成器１６の代わりに、図３乃至図５に示した乱流生成器１１６、２１６、３１６を用いることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施形態に係る排煙装置２１０について説明する。図１に示した排煙装置１０では、ディフューザー１４の導出口２２に乱流生成器１６を配置した実施形態について説明したが、図７に示す実施形態では、ディフューザー１４の外気導入口２０に乱流生成器１６を配置した実施形態を示している。図７に示すディフューザー１４は、内部構造の説明を容易にするために、一部を切除した部分断面図として表してある。なお、図１にて説明した部位と同様な機能を有する部位については、同一の符番を付して、その説明は省略する。
【００４５】
図７に示すように、ディフューザー１４の外気導入口２０に乱流生成器１６を配置することによって、導入外気４２に予め渦を発生させておき、その後に排ガス４０と混合して、導入外気４２と排ガス４０とを撹拌し、排ガス４０の初期拡散を促進することができる。
【００４６】
なお、乱流生成器１６の代わりに、図３乃至図５に示した乱流生成器１１６、２１６、３１６を用いることができる。また、ディフューザー１４の外気導入口２０に乱流生成器１６を配置することに加えて、ディフューザー１４の導出口２２近傍にも乱流生成器１６を配置することによって、更に導入外気４２と排ガス４０との撹拌及び初期拡散を促進することもできる。
【００４７】
（第４の実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施形態に係る排煙装置３１０について説明する。図１に示した排煙装置１０では、煙突１２の端部に排気口１３が一つ配置されている実施形態について説明したが、図８に示す実施形態では、煙突１２の端部に複数の排気口３１３を開設した実施例を示している。図８に示すディフューザー１４は、内部構造の説明を容易にするために、一部を切除した部分断面図として表してある。なお、図１にて説明した部位と同様な機能を有する部位については、同一の符番を付して、その説明は省略する。
【００４８】
図８に示すように、煙突１２に複数の排気口３１３を開設することによって、排気口３１３における総外周長を長く設定することができる。排気口３１３における総外周長が長くなると、複数の排気口３１３から排出される排ガス４０と、導入外気４２との接触面積を増大させることができる。これにより、導入外気４２及び排ガス４０を混合した際の濃度を、より均一にすることができる。
【００４９】
なお、複数の排気口３１３の開口方向を、煙突１２の中心軸に対して放射状、又は螺旋状に捩じることによって、より排ガス４０と導入外気４２との接触面積を増大させて、混合を促進することができる。なお、乱流生成器１６の代わりに、図３乃至図５に示した乱流生成器１１６、２１６、３１６を用いることができる。
【００５０】
（第５の実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第５の実施形態に係る排煙装置４１０について説明する。図１に示した排煙装置１０では、煙突１２の端部に円形の開口を有する排気口１３が形成されている実施形態について説明したが、図９に示す実施形態では、煙突１２の端部に放射状の開口を有する排気口４１３を開設した実施例を示している。図９に示すディフューザー１４は、内部構造の説明を容易にするために、一部を切除した部分断面図として表してある。なお、図１にて説明した部位と同様な機能を有する部位については、同一の符番を付して、その説明は省略する。
【００５１】
図９に示すように、煙突１２の端部に放射状の開口を有する排気口４１３を開設することによって、排気口４１３における総外周長を長く設定することができる。そして、排気口４１３から排出される排ガス４０と、導入外気４２との接触面積を増大させることができる。これにより、導入外気４２及び排ガス４０を混合した際の濃度を、より均一にすることができる。
【００５２】
なお、排気口４１３の開口方向を、煙突１２の中心軸に対して螺旋状に捩じることによって、より排ガス４０と導入外気４２との接触面積を増大させて、混合を促進することができる。なお、乱流生成器１６の代わりに、図３乃至図５に示した乱流生成器１１６、２１６、３１６を用いることができる。
【００５３】
（第６の実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第６の実施形態に係る排煙装置５１０について説明する。図１０に示すディフューザー１４は、内部構造の説明を容易にするために、一部を切除した部分断面図として表してある。なお、図１にて説明した部位と同様な機能を有する部位については、同一の符番を付して、その説明は省略する。
【００５４】
図１に示した排煙装置１０では、ディフューザー１４の内部に煙突１２の排気口１３を配置した実施例を示してあるが、図１０は、煙突１２の排気口１３の上方にディフューザー１４を配置した実施形態を示している。
【００５５】
図１０に示す排煙装置５１０のように、煙突１２の排気口１３から排出された排ガス４０を、外気と共に外気導入口２０から導入する構造を採用することもできる。そして、混合ガス４６における排ガス４０の初期濃度を低下させることができる。
【００５６】
以上、実施の形態を参照して本発明による排煙装置を説明したが、本は発明による排煙装置は上記実施形態に限定されない。上記実施形態に様々の変更を行うことが可能である。上記実施形態に記載された事項と上記他の実施形態に記載された事項とを組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０...排煙装置
１２...煙突
１３、３１３、４１３...排気口
１４、１１４...ディフューザー
１６、１１６、２１６、３１６...乱流生成器
１８...保持部材
２０...外気導入口
２２...導出口
４０...排ガス
４２...導入外気
４４...気流
４６...混合ガス
ＦＬ...横風
【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】
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【図９】
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【図１０】
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