JPH0114486B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気体廃棄物を大気中に排出するため
の工業用煙突に関するものである。ここに言う気
体廃棄物には、蒸気、ならびに気体中に分散した
固体もしくは液体の粒子も含まれる。最も多いケ
ースとして考えられるのは、燃焼室や炉等からの
燃焼生成物を排出する場合である。

こうした気体廃棄物による汚染を最小限に減ら
すには、煙突の高さを可能な限り高くすればよい
訳であるが、そのような高い煙突の建設には多額
の費用を要するものである。

こうした不都合を回避するために、気体に圧力
をかけて筒口から可成りの速度で噴出させ、大気
中において非常に高い所へ上昇してしまうまでは
散乱させないようにすることが、すでに提案され
ている。また、気体廃棄物に補助気流を伴わせ、
この補助気流によつて、気体廃棄物をある程度効
果的に押し上げるようにすることも、すでに考え
られている。しかしながら、これらの方法は使用
エネルギーの点でコストが高くつくうえ、その効
果においても、まだ十分とは言えない面がある。

本発明は、上述の問題を解決するために、煙突
の筒口から幾分下がつた個所において、気体廃棄
物のかたまりに対し、空気等からなる補助気流を
中心に向けて吹き出し、気体廃棄物のまわりを補
助気流で囲んで高速で排出するようにした強制送
風式煙突の提供を目的とする。

一つの好ましい実施例においては、強制送風装
置付の煙突が用いられるが、この煙突は気体排出
用の上部ノズルを有しており、このノズルの直下
部側方にはほぼ全周的に開口が設けられている。
この開口を通して、気体廃棄物の圧力よりも少し
高い圧力をかけられた補助気流が吹き込まれる。
このために、この煙突は二重の壁を有していて、
その内部は、気体廃棄物の排出用の中筒と、補助
気流を通すための環状空間とに分かれている。

以下、図面を参照して説明すると、まず、第１
図に示す煙突は、レンガ等の適当な材料で作られ
た中筒１と、鉄筋もしくは非鉄節コンクリート等
で作られた外壁２とからなり、この外壁２は、中
筒１をとり囲んで、中筒１との間に環状空間３を
形成している。中筒１の上端部１ａは口径がせば
まつて、筒口、言い換えればノズルになつてい
る。図示した実施例においては、この部分１ａは
円筒状であるが、むろん、これは円筒状に限られ
るものではなく、少なくともその先端部を先細に
することも可能である。なお、外壁２は、図中の
肩部２ａで示すように、中筒１の上端に近いとこ
ろ、すなわちノズル１ａの底部において、中筒１
と合体させられる。

中筒１は、図中の丸みを帯びた部分１ｂから上
はノズル１ａになつており、このノズル１ａのす
ぐ下に開口４が設けられていて、この開口４によ
つて、環状空間３と中筒の内部とが連通させられ
る。

気体廃棄物を発生させる燃焼室や炉等の装置５
は、中筒１の底部に、（図中の実線で概略的に示
す）導管６を介して連結される。この導管６の途
中には、送風機７が備え付けられるが、この送風
機７は、言わず強制通風装置になつている。導管
６は、その他に、必要に応じて、濾過器、浄化
器、冷却器、除湿器等を具備していてもよいこと
は言うまでもない。一方、環状空間３には、導管
８を介して、補助の送風機９から空気が送りこま
れる。更にまた、マノ・コンパレータ１０が設け
られるが、このマノ・コンパレータ１０は、分岐
管１１および１２を介して、導管６と８のそれぞ
れに連結される。このコンパレータは、破線１３
で概略的に示す、機械式もしくは電気式等の適当
な連結手段を介して、送風機９に作用する。

設備を機能させるにあたつては、まず送風機７
が、中筒１の底部に、気体廃棄物を、一定の圧力
のもとに送り込む。同時に送風機９が、環状空間
３に、一定の圧力のもとに空気を送り込むが、こ
の圧力は、前記マノ・コンパレータ１０の働きに
よつて、送風機７が気体廃棄物にかける圧力に比
べて、ほんの少しだけ高い状態に維持される。こ
うした状態において、環状空間３を通つた気流
は、ノズル１ａの下に設けられた開口４を経て、
中筒の中心へ向けて半径方向に流れ込み、中筒１
内を上昇しつつある廃棄物の周囲部分に沿つて、
その大部分が上方へなめらかに向きを変えるとと
もに、断熱性の高い空気層をほぼ円筒鞘状に形成
する。こうして出来る並行気流は、ノズル１ａか
ら、非常な速度で噴出する。その際、ノズル１ａ
の内部においては、静圧が動圧に、換言すれば運
動エネルギーに変えられる。

なお、ここで特に注意すべきことは、開口４か
ら出て来る空気は、実際上、特にノズル１ａの内
壁に沿つて流れるということである。その結果、
噴出する並行気流の外郭をなす部分は、ノズルか
ら出たばかりの段階においては、ほとんど空気だ
けから出来ていることになる。

こうした構造には、数多くの利点があるが、そ
れは例えば次のようなものである。

(1) 補助気流をなす空気の一部は気体廃棄物と混
ざり合うので、ノズル１ａから排出される噴出
気流は、横方向への連続性を失うことがない。
換言すれば、噴出気流の外郭をなす空気層と、
噴出気流の中央部をなす気体廃棄物との間に
は、切れ目がない。

(2) 噴出気流の中央部をなす気体廃棄物の周囲に
合流させられた鞘状の空気層は、比較的乾燥し
ており、また熱に対して絶縁性がある。従つ
て、水分の多い気体廃棄物に凝縮現象の起こる
のを、可成りの程度遅らせる。この場合、凝縮
現象は、ノズル１ａから相当に高い所に上昇し
てしまうまでは起こらない。

(3) 環状空間３と中筒１が、開口４によつて連通
させられているため、ノズル１ａの入口におい
て、空気と気体廃棄物のそれぞれの圧力が自動
的に調節されるという現象が起こる。実際、開
口４からの空気の排出量は、送風機９から加え
られる圧力の如何に左右されるのではなく、む
しろ送風機９からの圧力と送風機７による強制
通風の圧力との間の差の如何によつて決まるの
である。従つて、空気用送風機９の出口と前記
開口４との間における圧力損失も、同様にこの
差の如何によつて決まる。その結果、炉５から
送られる排気の気流がいろいろに変化する際に
おいて、マノ・コンパレータ１０による調整に
多少の遅れと誤差が生じたとしても、それは、
こうした圧力損失によつて自動的に補償される
ことになる。例えば、炉５からの排気の流速が
低下し、従つてまた中筒１の内部における強制
通風の圧力が減少すると、マノ・コンパレータ
１０一時的には送風機９に過度の圧力で送風を
行わしめることになる訳であるが、そうした場
合に、前述した圧力損失が有効に働いて、開口
４からの空気の排出量が増えすぎるのを防止す
るのである。

(4) また、（これは特に中筒１がレンガで出来て
いる場合のことであるが）環状空間３の内部の
空気は中筒１の内部の気体の圧力よりもほんの
少し高くなつているため、気体廃棄物が中筒の
接ぎ目を通して環状空間内へ漏れる心配はな
い。また、圧力にそうした差があるとは言え、
中筒の内壁にかかる圧力と外壁にかかる圧力
は、実質的には均等であるから、中筒が破裂す
る恐れもない。外壁２について言えば、たとえ
多少の漏れがあつたとしても、別に不都合はな
い。なぜなら、その場合に外へ漏れるのは、気
体廃棄物ではなくて空気だからである。

(5) 第２図においては、本発明による煙突から出
る気流の噴流１４を概略的に示す。煙突の高さ
はＨで示す。噴流１４はまず垂直に上昇し、次
いで、風（矢印１５で示す）の影響を受けて次
第に傾く。水平方向へたなびいた煙１６になる
のは、ノズル１ａからｈほど上昇してしまつて
からである。その結果、通常の煙突の高さをＨ
＋ｈにしたのと同じ効果が得られることにな
る。

(6) 凝縮現象が遅らせられるので、噴出された当
初の段階における噴流１４は完全に透明であつ
て、実質的には目に見えない。すなわち、この
噴流は通常の煙のような白い色にはすぐにはな
らず、例えば１４ａで示す高さに昇るまでは色
を帯びない。また、補助空気のこうした作用を
増大させるために、これを環状空間３へ送り込
むに先立つて加熱および／または脱水するよう
にしてもよい。

この点については、また、補助空気は中筒１
の壁から熱をうばうことによつて温められると
いうことにも注意すべきである。このことは、
以下のような２重の利点につながる。それはま
ず第１に、開口４から出る空気を所定の温度に
するために必要なエネルギーがそれだけ少なく
なるということ、第２に、非常に熱い気体廃棄
物を排出する場合に壁が過度に加熱されるのを
防止できるということである。

上に述べたところは、むろん、ほんの一例とし
てあげたものに過ぎず、実施例の各部分を均等物
で置き換えても、本発明の技術範囲から出るもの
ではない。たとえば補助気流をなす気体は、大気
の状態の空気とは別のものであつてもよい。これ
を環状空間３へ送り込むに先立つて、何らかの処
理を施すこともできる。また、この環状空間は、
煙突の全長にわたつて延び、ノズル１ａまで続い
ているように作るのが特に有利ではあるが、要す
ればこれを短かくして、開口４を取り巻く一種の
頚状部分とし、この頚状部分と送風機９を中筒１
に平行な導管で連絡させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による煙突の断面ならびにそ
れに対応する設備の概略図、第２図はこの煙突の
機能の概略図である。 １……中筒、１ａ……ノズル、２……外壁、３
……環状空間、４……開口、５……炉、７，９…
…送風機、１０……マノ・コンパレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気体廃棄物をその発生源から大気中の高所に
   強制的に排出するための工業用煙突であつて、煙
   突の中心に位置して気体廃棄物をその内部空間を
   通して上昇させる鉛直な中筒と、この中筒の上端
   に結合されて中筒頂部から上方へ同心状に延び互
   いに内部空間を連通している排出ノズルと、中筒
   の外周を取り囲みかつ上端の肩部でノズル底部の
   外周に合体されて中筒との間に環状空間を限定し
   ている外壁とを有し、該ノズルはその内部空間の
   下端直径を中筒の内部空間の上端直径と等しくす
   るとともに、中筒の上端に続くノズル下部の内面
   を上方ほど内径が減少するように丸みを付して形
   成され、前記中筒はその上端部の周囲に中心に向
   いてほぼ全周的に配置された開口を備え、これら
   の開口はノズルの丸みを付された下部内面に隣接
   して前記環状空間を中筒の内部空間に連通させて
   成り、中筒の底部からその内部空間に圧力のもと
   に気体廃棄物が吹き込まれ、かつ前記環状空間に
   主として空気より成る補助気体が中筒の内部圧力
   より少し高い圧力で吹き込まれると、この補助気
   体が前記開口を通じ前記ノズルの下部内面の丸み
   に沿つて内部空間に流入し、内部空間の中央を上
   昇する気体廃棄物の周囲に補助気体による断熱性
   筒状気流を連続的に形成するとともに、縮径状の
   排出ノズルが気体の静圧力を上向きの動圧力エネ
   ルギーに変換して、気体廃棄物とその周囲の補助
   気体とをほぼ並行状として煙突より高速で排出す
   ることを特徴とする強制送風式工業用煙突。