JPH0114495B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工業用もしくは居住用建物の換気、
もしくは煙突の通風を可能とする通気装置に関す
る。

建物の換気もしくは煙突の通風用装置、即ち通
気装置の研究では種々の方法が提案されている。
このうち、静的装置では装置自体を横切る風の通
路が惹起する負圧によつてしか装置の通気効果が
得られない。また動的装置では風の如きエネルギ
ー源もしくは外部のエネルギー源によつて駆動さ
れる回転装置を介して負圧を得、それによつて通
気効果を得ている。

更に前記静的装置及び動的装置からなる２シス
テムを組合わせた通気装置もある。

この通気装置の研究では静的装置の通気効率
は、風をうけることによつて排気口、即ち換気孔
もしくは煙突に通気に必要な負圧を起こすための
要素の形状に依存していることが判明している。
この研究に於いて、提案された様々の前記要素の
形状から通気効率が様々に変化するという研究結
果を得ている。

しかしながら、従来の研究による通気装置では
特に微風時においては通気効果が少ないかもしく
は認められないという不利点があり、また、逆に
時によつて強風が渦巻を起こしてしまい、その結
果通気装置に逆流が起きてしまい通気が不可能に
なるという不利点もある。

動的装置の明らかな不利点として、例えば風自
体によつて動き出す前記回転装置を有する場合で
は、無風になるともはや通気効果がなくなつてし
まい、また逆に、強風をうけると全速力で回転し
てしまうということがある。また動的装置に於い
て、外部のエネルギー源によつて回転する例えば
電動機によつて前記回転装置を駆動する場合で
は、エネルギーを減少させ良好な通気効率を得ら
れるような特に効果的な回転装置の形状を得るた
めには、更に改良研究が必要である。

更に、特に煙突の通風、即ち空気を行なう場合
には、従来知られた動的装置の不利点として、煙
突に吸込まれた熱ガスにより当該動的装置は強く
包囲され、この結果動的装置に過熱が生じてしま
うということがある。

従つて、本発明は前記諸点に鑑み成されたもの
であつて、その目的とするところは、多様な速度
及び方向の風に対して十分な負圧を確保して通気
を効率良く行ない得る通気装置を提供することに
ある。

前記目的は、本発明によると、気体を排出する
ための管体の一端部であつて、排気口を形成する
部位が挿着される貫通孔を有した円環状の気体流
案内部材と、前記排気口への前記管体の外部から
の気体の流れを阻止しかつ当該管体の外部に対し
て当該排気口を負圧にすべく当該排気口から離間
された偏向装置とからなり、前記偏向装置が、前
記排気口の外径より大きい直径を有し当該気体流
案内部材と同軸的に且つ一方の面が当該排気口に
対向すべく当該排気口より離間して配置された偏
向板部材と、この偏向板部材の周縁部を包囲して
流れる下降気流を送出するために当該偏向板部材
の他方の面側に配置された送風装置とを有してお
り、前記気体流案内部材が、前記管体の中心軸に
沿いかつ前記偏向装置から前記気体流案内部材に
向かう方向の外部気体流を、当該管体に関して放
射方向かつ外方向に案内すべく、前記偏向板部材
の一方の面に対面する側の一端部から前記中心軸
に沿つて離間するに従つて徐々に拡径した外表面
を有していることを特徴とする通気装置によつて
達成される。

即ち、本発明による通気装置では、前記の不利
点を回避すべく特殊な型の静的装置を構成する円
環状の気体流案内部材を採用し負圧の強度及び当
該負圧の強度の調整は、前記の静的装置に動的装
置の回転装置を組合わせることによつて得られ
る。前記動的装置は吸い込まれる熱ガスと殆んど
もしくは全く接触せず、いずれの場合にも冷気の
強い通風をうけ、この冷気が動的装置を低温に維
持して過熱を防止し、当該動的装置の寿命を保証
している。

このために、静的装置の形状は、当該静的装置
に当たる風が空気の渦を起こさずに当該静的装置
を包囲し得るように選択され、当該風がぶつかる
静的装置前部の下流には、風の方向に拘らずほぼ
一定な負圧を有した、排気口を有した換気管もし
くは煙突の管が位置させられる領域が形成され
る。動的装置の効果としては当該動的装置が生成
する空気流を所定方向の風に換え、先述の過程に
従つて静的装置と協働して所望の負圧を生成する
ことである。従つて、換気管もしくは煙突の管に
適用すべき必要な負圧は、前記動的装置によつて
直接生成されるのでなく、当該動的装置が稼動さ
れることによつて生じる空気流が先述の静的装置
に与える効果として誘発される。

以下、本発明による通気装置の好ましい具体例
を添付図に基づいて説明する。

第１図に示すように、主要な静的装置は、管体
としての被処理管である管２の排気口を形成する
上部位に設置する円環状の気体流案内部材として
のくぼんだ型の円環１から構成される。円環１の
上部開口部のリツプ部３は、管２の一端部が円環
１の外表面の曲線と漸近的になるように、垂直方
向に伸延している。

即ち、換言すると気体流案内部材としての円環
１は前記上部開口部の側の一端部から管２の中心
軸に沿つて離間するに従つて徐々に拡径した外表
面を有している。

かくして成形された前記静的装置は偏向装置を
構成する偏向板部材としての偏向板４を載置し、
偏向板４は上部に偏向板４と同軸の偏向装置を構
成する椀状カツプとしての覆蓋５を備えている。
円環１の開口部の直径より実質的に大きい直径の
偏向板４は、前記上部開口部と偏向板４との間に
含まれる周縁部のすきまの面積が少なくとも環１
の上部開口部の面積に等しくなるような円環１の
上部開口部からの距離でもつて配置される。偏向
板４はボルト１６によつて円環１に対して固定さ
れている。

本静的装置はこのようにして装備されており、
平均的空気力学的効率、すなわちその作用は、こ
の静的装置が速度及び方向の著しく異る風を受け
る場合でも、周知の静的装置、特に一般に用いら
れてる円錐型装置の前記効率より優れている。
尚、ここでは偏向板４と覆蓋５とによつて偏向装
置が構成されている。

実際、前述のごとく図における垂直方向に伸延
しているリツプ部３で終端する円環１と偏向板４
とのアセンブリによつて、静的装置にぶつかる風
はその方向が下降もしくは上昇（Ａ、Ｂ）のいず
れかにも拘らず方向転換し、円環１を実質的に均
一に包囲し、円環１の開口部で所望の負圧を生成
する。偏向板４と円環１の開口部との間のすき
ま、即ち空間中を風が本静的装置を横切る方向に
水平に、偏向板４と平行な方向に移動する場合も
同様である。

しかしながら、下降方向の風（第１図の矢印
Ｂ）が静的装置にぶつかる時円環１の開口部に最
適の負圧が得られる。従つて、前記静的装置の周
縁部を包囲する下降気流を生成しうる別の装置、
即ち動的装置を先述の静的装置に備えることによ
り、予め人工的に空気流を生成し得る（第２図）。
このためには、偏向板４は当該偏向板４の中心部
にモータ７の軸を配置し、当該軸上に多数のプロ
ペラ部材としてのプロペラ６を載置する。モータ
７とプロペラ６とによつて送風装置が構成されて
いる。前記モータ７によつてプロペラ６が回転す
ると矢印Ｄ１，Ｄ２で示される下降気流が生じ、
この下降気流Ｄ１及びＤ２は偏向板４を包囲しな
がら、偏向板４に接する方向で円環１にぶつか
り、次いで円錐形に規定される負圧ゾーン内の前
記円環１の上部の開口部を囲い込む。従つて、熱
ガスはプロペラ６と接触せずに矢印Ｅ１及びＥ２
に沿つて吸い込まれる。一方、熱ガスと接触する
偏向板４は、プロペラ６によつて形成される冷気
流を上部で均一に受けることになる。

通気装置の最適な効率を確保するために、又、
周囲の風に影響されないように、プロペラ６はカ
バー部材としてのカバー８の内側で運動し、この
カバー８は空気力学的開放通路を形成し、カバー
８の下部表面は偏向板４と同じレベル、即ち水平
面に位置する。カバー８の上部の全体はドーム部
材としてのドーム９によつて覆われている。ドー
ム９の直径はカバー８の直径より大きく、このド
ーム９によりドーム９とカバー８との間の空間、
即ちドーム９の内壁とカバー８の外周壁との間に
形成される外気の鎮入通路を通してプロペラ６か
ら吸込まれる空気が侵入する。この結果、モータ
７に対して均一な換気が確保される。これらのド
ーム９及びカバー８によつてドーム装置が形成さ
れている。

よつて、プロペラ６によつて形成される下降気
流が偏向板４の下部の面上に負圧ゾーンを形成
し、この負圧は、前述のように、吸い込まれた熱
ガスがプロペラ６及びこのプロペラ６を駆動する
モータ７のいずれとも接触しない状態で本通気装
置に覆われる管２に加えられている。このように
して得られる負圧は換気システム自体によつて形
成されるのでなく、同換気システムが生成する空
気流により誘発されるのである。尚、ここでは偏
向装置は、前述の偏向板４と覆蓋５とに加えて、
プロペラ６及びモータ７によつて構成される送風
装置と、カバー８及びドーム９によつて構成され
るドーム装置とから構成されている。

かくして形成された通気装置の効率を更に高め
るために、偏向板４は円環１と連結せず（第３図
参照）、一定の距離を隔ててプロペラ６と連結さ
れる。即ち、偏向板４は円環１に対して回転自在
であるように構成されている。この結果、プロペ
ラ６と偏向板４とはモータ７の回転と同時に回転
されうる。他方、偏向板４の下部の表面上には、
半円筒形の溝部を有した遠心タービン羽根部材と
しての小羽根が具備され、遠心タービン１０を形
成している。

次にこの可動な偏向装置が回転すると、カバー
８及びドーム９によつて形成される前記空気力学
通路の出口と円環１の上部の開口部との間のすき
ま、即ちゾーン内に動的装置である偏向板４及び
プロペラ６によつて矢印Ｆ１及びＦ２で示される
方向の気流が形成される。この気流は、プロペラ
６が形成する矢印Ｄ１及びＤ２で示される鉛直方
向の下降気流と遠心タービン１０が形成する水平
方向気流との合成流である。こうして印Ｆ１及び
Ｆ２で示される合成流が円環１のリツプ部３に接
触し、円環１自体が円環１の内側及び管２の内側
で所望の負圧を形成する。

ここで形成される負圧は遠心タービン１０の存
在により先述の場合よりも大きい。又、更にここ
ではプロペラ６とモータ７とには熱ガスが届か
ず、又、両者は常にドーム９の内側で通風されて
いる。熱ガスと接触する唯一の要素でありうる遠
心タービン１０は、プロペラ６により生起される
上部からの気流により強い通風をうける。この場
合、偏向装置は、偏向板４、覆蓋５、前記送風装
置及び前記ドーム装置に加えて遠心タービン１０
によつて構成されている。

更に、また、遠心タービン１０にケージ状羽根
部材としての回転式ケージ１１を組合わせること
で本通気装置に於ける効率は更に増加する。この
場合、回転式ゲージ１１は偏向板４に載置され、
接触せずに円環１の上部のリツプ部３をリツプ部
３の外側で包囲している（第４図参照）。この場
合、遠心タービン１０と回転式ケージ１１とから
なる回転装置によつて形成される気流の水平方向
成分は先述の場合より大きくなる。この場合、プ
ロペラ６は、非常に大きな送風量を供給し得るよ
うに形成されているが、合成気流はプロペラ６に
よる大きな送風量にも拘らず、管２内に求められ
る負圧を確保するのに必要な屈折された方向に沿
つた流れを維持する。更にこの場合、こうして生
成された負圧に、回転式ケージ１１によつて生成
され且つこの回転式ケージ１１の内側の遠心ター
ビン１０によつて著しく増加された直接負圧が加
えられている。

いずれの場合も、偏向板４はプロペラ６と機械
的に連結され、このプロペラ６は水平面内に中空
ハブ部材としての凹型の開放型軸１２を有し、同
開放型軸１２が偏向板４を支持してこれを誘導し
ており、他方偏向板４は、偏向板４とモータ７の
軸との間に確立されうる熱橋を排除し、モータ７
の前記軸の換気を最大とする。

通気装置の効率上昇を求める場合、常にプロペ
ラ６の翼（第７図参照）はその後縁部に折り曲げ
縁１３を具備するよう考慮され、この結果、プロ
ペラ６にはプロペラ６が生成する垂直気流を屈折
させるある種の遠心分離効果が生じる。尚、遠心
タービン１０、回転式ケージ１１及び折り曲げ縁
１３夫々は、各々の実施例に於いて偏向装置を構
成している。

従つて、本発明による通気装置は、気体を排出
するための管２の一端部であつて、排気口を形成
する部位が挿着される貫通孔を有した円環１と、
管２の排気口への管２の外部からの気体の流れを
阻止しかつ管２の外部に対して当該排気口を負圧
状態にすべく当該排気口から離間された偏向装置
とからなり、前記偏向装置が、前記排気口の外径
より大きい直径を有し、円環１と同軸的に且つ一
方の面が当該排気口に対向すべく当該排気口より
離間して配置された偏向板４と、この偏向板４の
周縁部を包囲して流れる下降気流を送出するため
に偏向板４の他方の面側に配置された送風装置と
を有しており、管２の中心軸に沿いかつ前記偏向
装置から円環１に向かう方向の外部気体流を、管
２に関して放射方向かつ外方向に案内すべく、円
環１は当該偏向装置に対面する側の一端部から管
２の中心軸に沿つて離間するに従つて徐々に拡径
した外表面を有していることを特徴としている。

実施態様の如何に拘らず本通気装置は、被処理
煙突の軸に対して偏向した中間カバー１４によ
り、多数の並置した管２を備える煙突に取付ける
場合にも適用し得るものであり、隣接する数個の
通気装置を千鳥状に載置し、相互間に生じる種々
の気流の間で非常に近接していることから起こる
障害を避けることができ、従つて望ましい結果を
得ることができる。

また、本通気装置の維持特に煙突掃除を容易に
するためには、静的装置の場合偏向板４が微孔１
５を備え、この微孔１５によりサポート１６のま
わりでいずれかの方向に偏向板４を自由に回転さ
せることができ、この場合偏向板４を保持するね
じを全部取外す必要はない。

当然、本発明の応用は上記に記載した実施態様
に限られず、同様にあらゆる応用によつて同じ効
果が期待できる。

本発明は、居住用もしくは産業用建物に必要な
換気を確保し（換気システムの動的装置に接触し
ながら侵入しない腐食性蒸気の換気も含む）、煙
突の定期的な通風を行なうために使用されうる。

以上の構成から、本発明の通気装置は、多様な
速度及び方向の風に対して充分な負圧を確保し
得、このことにより通気、即ち換気を効率よく行
ない得る。

更に、本発明の通気装置は、例えば前記管体の
排気口から高温の熱ガスが排出される場合でも、
当該排気口と前記送風装置との間には偏向板部材
が存在しており、従つて当該送風装置は当該高温
の熱ガスの流れの中に直接さらされることが無
く、過熱状態に置かれることも無い。更に排出さ
れる熱ガスに煤等が含まれていたとしても、前記
排気口と送風装置との間に配置された偏向板部材
によつて当該煤等は遮断されてしまい当該送風装
置に付着したり堆積したりすることは無い。従つ
て本発明の通気装置に於いては、前記送風装置が
過熱状態や或いは煤等が付着・堆積した状態にな
り難いため当該送風装置に破損や故障が発生する
可能性は少なく、安定した通気動作を長期に亙つ
て行ない得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静的装置の概略図、第２図は
本発明の１実施態様に従い静的装置と組合わせる
動的装置の鉛直直径方向に於ける断面図、第３図
は本発明の他の実施態様に従い静的装置と組合わ
せる動的装置の鉛直直径方向に於ける略断面図、
第４図は本発明の更に別の実施態様に従い静的装
置と組合わせる動的装置の鉛直直径方向に於ける
略断面図、第５図は多数の管を備えた煙突に取付
けた本発明装置の概略図、第６図は上部静的装置
の略平面図、第７図は特殊な螺旋タービン翼を破
線で示した概略図である。 １……円環、２……管、４……偏向板、５……
覆蓋、６……プロペラ、７……モータ、８……カ
バー、９……ドーム、１０……遠心タービン、１
２……開放型軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気体を排出するための管体２の一端部であつ
   て、排気口を形成する部位が挿着される貫通孔を
   有した円環状の気体流案内部材１と、前記排気口
   への前記管体の外部からの気体の流れを阻止しか
   つ当該管体の外部に対して当該排気口を負圧にす
   べく当該排気口から離間された偏向装置４，５，
   ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３とから
   なり、前記偏向装置が、前記排気口の外径より大
   きい直径を有し当該気体流案内部材と同軸的に且
   つ一方の面が当該排気口に対向すべく当該排気口
   より離間して配置された偏向板部材４と、この偏
   向板部材の周縁部を包囲して流れる下降気流を送
   出するために当該偏向板部材の他方の面側に配置
   された送風装置６，７，１２，１３とを有してお
   り、前記気体流案内部材が、前記管体の中心軸に
   沿いかつ前記偏向装置から前記気体流案内部材に
   向かう方向の外部気体流を、当該管体に関して放
   射方向かつ外方向に案内すべく、前記偏向板部材
   の一方の面に対面する側の一端部から前記中心軸
   に沿つて離間するに従つて徐々に拡径した外表面
   を有していることを特徴とする通気装置。 ２ 前記偏向装置が、前記気体流案内部材と同軸
   的に配置され前記偏向板部材の他方の面上に載置
   された椀状カツプ５を有していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の通気装置。 ３ 前記偏向板部材が、前記気体流案内部材に対
   して固定されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の通気装置。 ４ 前記偏向板部材が、前記気体流案内部材に対
   して回転自在であるように構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の通気装置。 ５ 前記偏向装置が、前記送風装置に対して外部
   から冷気を供給するための通路を形成すべく当該
   送風装置に対して配置されたドーム装置８，９を
   有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第４項のいずれか一項に記載の通気装置。 ６ 前記送風装置は、前記下降気流を送出するプ
   ロペラ部材６と、このプロペラ部材を回転駆動す
   べく当該プロペラ部材に連結されたモータ７とか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第５項のいずれか一項に記載の通気装置。 ７ 前記送風装置は、前記プロペラ部材を前記モ
   ータに装着すべく当該プロペラ部材とモータとの
   間に設けられた当該モータへの熱伝達を阻止する
   ための中空ハブ部材１２を有していることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項に記載の通気装置。 ８ 前記ドーム装置が、前記プロペラ部材を収容
   したカバー部材８と、このカバー部材の外周壁と
   の間で前記プロペラ部材に外気を導入するための
   導入通路を形成すべく当該カバー部材に対して配
   置されたドーム部材９とからなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項又は第７項に記載の通気
   装置。 ９ 前記プロペラ部材の縁部には当該縁部におい
   て気体に対して遠心分離効果を生じさせるための
   曲げ縁１３が設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第６項から第８項のいずれか一項に
   記載の通気装置。 １０ 前記偏向板部材は、前記排気口に対向する
   当該偏向板部材の一方の面に遠心タービン状羽根
   部材１０を具備していることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第９項のいずれか一項に記載
   の通気装置。 １１ 前記偏向板部材は、前記排気口に対向する
   当該偏向板部材の一方の面に当該排気口を非接触
   的に包囲して回転するケージ状羽根部材１１を具
   備していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第１０項のいずれか一項に記載の通気装
   置。 １２ 前記遠心タービン状羽根部材が円筒形であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項又は
   第１１項に記載の通気装置。