特開 2023-110942 排出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023110942

(43)【公開日】2023-08-10

(54)【発明の名称】排出システム

(51)【国際特許分類】

   F04F 5/44 20060101AFI20230803BHJP

   F23L 17/00 20060101ALI20230803BHJP

   F24B 1/02 20060101ALI20230803BHJP

【ＦＩ】

F04F5/44 B

F23L17/00 601N

F24B1/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022012488

(22)【出願日】2022-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】520321535

【氏名又は名称】株式会社知財事業研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100170449

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 英彦

(72)【発明者】

【氏名】大賀 信幸

【テーマコード（参考）】

3H079

【Ｆターム（参考）】

3H079AA18

3H079BB05

3H079CC03

3H079DD02

3H079DD03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】排気のための流体供給源を汚染された流体に晒すことなく、安全に汚染された流体を排気できる排出システムを提供する。
【解決手段】排出システムは、汚染された第１の流体が第１の方向に通過可能な第１の流路と、他端が前記第１の流路に鋭角または直角に交差し、第２の方向に第２の流体が通過可能な第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との交差する交差路と、前記第２の流路の基端に設けられた流体供給源とを備え、前記交差路において、前記第２の流体の流速を前記第１の流体の流速よりも高速にすることで前記交差路に負圧を生じさせ、前記第１の流体の流量を増加させることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

汚染された第１の流体が第１の方向に通過可能な第１の流路と、
他端が前記第１の流路に鋭角または直角に交差し、第２の方向に第２の流体が通過可能な第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路との交差する交差路と、
前記第２の流路の基端に設けられた流体供給源とを備え、
前記交差路において、前記第２の流体の流速を前記第１の流体の流速よりも高速にすることで前記交差路に負圧を生じさせ、前記第１の流体の流量を増加させることを特徴とする、排出システム。

【請求項2】

汚染された第１の流体が第１の方向に通過可能な第１の流路と、
前記第１の流路内に設けられ、第１の方向に沿って伸びる第２の流路と、
前記第２の流路の基端に設けられた流体供給源とを備え、
前記第１の流路内において、前記第２の流体の流速を前記第１の流体の流速よりも高速にすることで前記交差路に負圧を生じさせ、前記第１の流体の流量を増加させることを特徴とする、排出システム。

【請求項3】

前記第１の流体および前記第２の流体は気体である、請求項１または請求項２に記載の排出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、汚染された流体を排出するための排出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、汚染された流体を排出するための排出システムがある。例えば、薪ストーブのような二酸化炭素を排出する暖房装置においては、多くの場合、排気能力を高めるために垂直で太い二重煙突を用いて高温の排気ガスを排気する排出システムが利用されている。しかし、このような自然排気方式では、屋根に貫通孔をあけざるを得ず、工事費がかさみ、積雪や雨漏りのおそれもあり、掃除の際は高所作業となるため危険を伴うという課題があった。

【0003】

そのような解決するために、薪ストーブに接続する煙突として水平排気管と垂直排気管を組み合わせて建物の壁から排気する排気装置がある。しかし、この排気装置では、水平排気管における排気抵抗により排気能力が小さくなり薪ストーブの排気効率が低いという欠点があった。加えて、排気管には断熱性を有する高価な二重煙突構造が要求され、さらに配管長も例えば横引きは１ｍ以内、垂直部は５ｍ以上といった厳しい制約が設けられた。いずれの排気装置も設置コストがかさみ、高温の排気ガスを排出することから排気損失が大きいという問題がある。さらに、薪ストーブが点火直後の冷えているときは自然対流による上昇気流が発生しないため排気能力がなく、一方、高温になると過剰排気となり、燃焼制御性が悪かった。

【0004】

上記の課題を解決するために、特許文献１に記載の排気装置がある。特許文献１に記載の排気装置は、暖房装置に接続される排気管に強制排気可能な軸流送風機を備えた排気装置であって、前記排気管どうしがＬ型状若しくはＴ型状に接続された排気管接続部と、前記排気管接続部の外部から排気方向下流側の排気管へ挿入され、前記軸流送風機が排気に晒されないように遮蔽する筒状の遮蔽ケースと、前記遮蔽ケースに固定され前記排気管接続部の外部に組み付けられた電動モータと、前記電動モータのモータ軸を延設し或いはモータ軸に連結され前記排気管内に挿入された前記遮蔽ケースの開口端より延設されたシャフトと、当該シャフト先端部に組み付けられ前記排気管内で回転可能に支持されたブレードと、を有する強制排気手段とを備える。

【0005】

これにより、前記排気管内を排気される上昇気流による圧力差に加えて前記遮蔽ケースのモータ側開口から外気が取り込まれて前記シャフト及び前記ブレードを経由して前記遮蔽ケースの排気管側開口より前記排気管内へ導入される上昇気流により前記電動モータ及びシャフトが常時自然空冷されており、前記強制排気手段は、前記自然空冷に加えて前記電動モータを起動して前記ブレードを回転させることにより前記遮蔽ケースのモータ側開口から外気を吸引して前記排気方向下流側の排気管へ強制排気することによって前記電動モータ及びシャフトを強制冷却可能に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－４４０１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、強制的に排気を行う排気装置において、送風ファンが排気しようとする流体の下流に設けられると、排気しようとする汚染された流体に接触してしまう。特許文献１に記載の排気装置においては、送風ファンである軸流送風機を構成する電動モータやシャフトは汚染された流体に対して遮蔽されているものの、ファンであるブレードが汚染された流体に接触してしまうという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る排出システムは、 汚染された第１の流体が第１の方向に通過可能な第１の流路と、他端が前記第１の流路に鋭角または直角に交差し、第２の方向に第２の流体が通過可能な第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との交差する交差路と、前記第２の流路の基端に設けられた流体供給源とを備え、前記交差路において、前記第２の流体の流速を前記第１の流体の流速よりも高速にすることで前記交差路に負圧を生じさせ、前記第１の流体の流量を増加させることを特徴とする。

【0009】

（２）本発明に係る他の排出システムは、汚染された第１の流体が第１の方向に通過可能な第１の流路と、前記第１の流路内に設けられ、第１の方向に沿って伸びる第２の流路と、前記第２の流路の基端に設けられた流体供給源とを備え、前記第１の流路内において、前記第２の流体の流速を前記第１の流体の流速よりも高速にすることで前記交差路に負圧を生じさせ、前記第１の流体の流量を増加させることを特徴とする。

【0010】

（３）前記した排出システムにおいて、前記第１の流体および前記第２の流体は気体であってもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、排気のための流体供給源を汚染された流体に晒すことなく、安全に汚染された流体を排気することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る排出システムの概略図である。

【図2】図１の排出システムの交差路を拡大して示す概略断面図である

【図3】本発明の第２の実施形態に係る排出システムの概略図である。

【図4】図３の排出システムの交差路を拡大して示す概略断面図である

【図5】本発明の第３の実施形態に係る排出システムの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態に係る排出システム１００について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞

【0014】

図１および図２に示すように、排出システム１００は、第１の流路１１０と、第２の流路１２０と、第１の流路１１０と第２の流路１２０が交わる交差路１３０と、第１の流路１１０を流れる第１の流体Ｄ１が存在する流体滞留部１４０と、第２の流路１２０の基端に設けられた流体供給源１５０とを備える。

【0015】

第１の流路１１０は、その基端から他端に向けて第１の方向に延在し、第２の流路１２０は、その基端から他端に向けて第１の方向に対して鋭角な第２の方向に延在する。第１の流路１１０と第２の流路１２０は交差路１３０において鋭角に結合されている。

【0016】

流体滞留部１４０は、第１の流路１１０の基端に設けられている。また、流体供給源１５０は、第２の流路１２０の基端に設けられている。交差路１３０は、第１の流路１１０の間に第２の流路１２０の他端が合流することで形成されている。第１の流路１１０の他端は大気に開放されている。

【0017】

本実施形態において第１の実施形態と同様に、流体滞留部１４０は、薪ストーブであり、第１の流体Ｄ１は、薪ストーブが燃焼することにより二酸化炭素に汚染された空気である。また、流体供給源１５０は、送風ファンであり、第２の流体Ｄ２は、大気中の空気である。

【0018】

本実施形態において第１の実施形態と同様に、第１の流路１１０は、スチールを材料とした円筒部材である。また、第２の流路１２０は、第１の流路１１０と同様の円筒部材である。第１の流路１１０と第２の流路１２０が交差する交差路１３０は、第１の流路１１０である円筒部材の周面に穴を穿ち第２の流路１２０の他端を、気密性を維持した状態で結合することにより形成される。

【0019】

本実施形態において、交差路１３０は、第１の流路１１０の穴に結合された第２の流路１２０の他端において、第２の流路１２０の他端が第１の流路１１０に接続する面積を制限する制限部１３１を設けられている。これにより、第２の流路１２０を通って第１の流路１１０に合流する第２の流体Ｄ２の流速が増すことで交差路１３０に負圧が生じ、第１の流路１１０の基端に設けられた流体滞留部１４０に貯留された第１の流体Ｄ１が吸引され、第１の流路１１０の他端に送られる。

【0020】

具体的には、第２の流路１２０の他端が狭くなることで、第１の流路１１０の第２の流路１２０側（図２における下側）ほど第２の流体Ｄ２の流速が早くなり、第１の流路１１０の第２の流路１２０と反対側（図２における上側）に負圧が生じる。この負圧は交差路１３０の第１の流路１１０の基端側に生じるため、第１の流路１１０の基端から第１の流体Ｄ１を吸引する。
＜第２の実施形態＞

【0021】

図３および図４に示すように、排出システム２００は、第１の流路２１０と、第２の流路２２０と、第１の流路２１０と第２の流路２２０が交わる交差路２３０と、第１の流路２１０を流れる第１の流体Ｄ１が存在する流体滞留部２４０と、第２の流路２２０の基端に設けられた流体供給源２５０とを備える。

【0022】

第１の流路２１０は、その基端から他端に向けて第１の方向に延在し、第２の流路２２０は、その基端から他端に向けて第１の方向に対して直角な第２の方向に延在する。第１の流路２１０と第２の流路２２０は交差路２３０において直角に結合されている。

【0023】

流体滞留部２４０は、第１の流路２１０の基端に設けられている。また、流体供給源２５０は、第２の流路２２０の基端に設けられている。交差路２３０は、第１の流路２１０の間に第２の流路２２０の他端が合流することで形成されている。第１の流路２１０の他端は大気に開放されている。

【0024】

本実施形態において第１の実施形態と同様に、流体滞留部２４０は、薪ストーブであり、第１の流体Ｄ１は、薪ストーブが燃焼することにより二酸化炭素に汚染された空気である。また、流体供給源２５０は、送風ファンであり、第２の流体Ｄ２は、大気中の空気である。

【0025】

本実施形態において第１の実施形態と同様に、第１の流路２１０は、スチールを材料とした円筒部材である。また、第２の流路２２０は、第１の流路２１０と同様の円筒部材である。第１の流路２１０と第２の流路２２０が交差する交差路２３０は、第１の流路２１０である円筒部材の周面に穴を穿ち第２の流路２２０の他端を、気密性を維持した状態で結合することにより形成される。

【0026】

本実施形態において、交差路２３０は、第１の流路２１０の穴に結合された第２の流路２２０の他端において、第２の流路２２０の他端が第１の流路２１０に接続する面積を制限する制限部２３１を設けられている。これにより、第２の流路２２０を通って第１の流路２１０に合流する第２の流体Ｄ２の流速が増すことで交差路２３０に負圧が生じ、第１の流路２１０の基端に設けられた流体滞留部２４０に貯留された第１の流体Ｄ１が吸引され、第１の流路２１０の他端に送られる。

【0027】

具体的には、第２の流路２２０の他端が狭くなることで、第１の流路２１０の第２の流路２２０側（図４における下側）ほど第２の流体Ｄ２の流速が早くなり、第１の流路２１０の第２の流路２２０と反対側（図４における上側）に負圧が生じる。この負圧は交差路２３０の第１の流路２１０の基端側に生じるため、第１の流路２１０の基端から第１の流体Ｄ１を吸引する。
＜第３の実施形態＞

【0028】

図５に示すように、排出システム３００は、第１の流路３１０と、第１の流路内に設けられた第２の流路３２０と、第１の流路３１０を流れる第１の流体Ｄ１が存在する流体滞留部（図示しない）と、第２の流路３２０の基端に設けられた流体供給源（図示しない）とを備える。

【0029】

第２の流路３２０は、第１の流路３１０より小さい径で第１の流路３１０の内部に設けられており、第１の流路３１０は、その基端から他端に向けて第１の方向に延在し、第２の流路２３０は、その基端から他端に向けて第１の方向に延在する。第２の流路３２０の他端は第１の流路３１０内に位置する。第１の流路３１０の他端は大気に開放されている。

【0030】

本実施形態において第１の実施形態と同様に、流体滞留部は、薪ストーブであり、第１の流体Ｄ１は、薪ストーブが燃焼することにより二酸化炭素に汚染された空気である。また、流体供給源は、送風ファンであり、第２の流体Ｄ２は、大気中の空気である。

【0031】

本実施形態において第１の実施形態と同様に、第１の流路３１０は、スチールを材料とした円筒部材である。また、第２の流路３２０は、第１の流路３１０より径の小さい円筒部材である。

【0032】

本実施形態において、第１の流路３１０内では、第２の流路３２０の他端において、第２の流体Ｄ２が放出される。このとき、第１の流路３１０内で第２の流体Ｄ２が放出されることにより、第１の流路３１０内に負圧が生じ、第１の流路３１０の基端に設けられた流体滞留部に貯留された第１の流体Ｄ１が吸引され、第１の流路３１０の他端に送られる。

【0033】

具体的には、第２の流路３２０に流速の早い第２の流体Ｄ２が流れることで、第１の流路３１０の第２の流路３２０と反対側（図５における上側）に負圧が生じる。この負圧は第１の流路３１０の基端側に生じるため、第１の流路３１０の基端から第１の流体Ｄ１を吸引する。

【0034】

本実施形態において、交差路は、第１の流路の略中央に設けられる形態について説明した。しかし、交差路の位置は、第１の流路の基端側、他端側のいずれの位置に設けられてもよい。

【0035】

本実施形態において、第１の流体Ｄ１は二酸化炭素に汚染された空気、第２の流体Ｄ２は空気である形態について説明した。しかし、第１の流体Ｄ１および第２の流体Ｄ２は、酸素、窒素、二酸化炭素のような他の単一の気体であってもよいし、これらが混合した気体であってもよい。

【0036】

本実施形態において、第１の流体Ｄ１および第２の流体Ｄ２は、いずれも気体である形態について説明した。しかし、第１の流体Ｄ１および第２の流体Ｄ２は、液体であってもよい。

【0037】

本実施形態において、流体供給源は、送風ファンである形態について説明した。しかし、流体供給源は、所定の圧力で流体を第２の流路に供給できれば、送風ファンに限定されない。例えば、ポンプであってもよいし、軸流送風装置等であってもよい。

【0038】

また、本実施形態において、流体滞留部は、二酸化炭素の汚染された空気が滞留する薪ストーブである形態について説明した。しかし、流体滞留部は、薪ストーブに限定されない。

【0039】

例えば、第１の流体Ｄ１は海水に放出された重油とし、第２の流体Ｄ２は海水であってもよい。そのように、本発明の実施形態に係る排出システムを利用すれば、海水に放出された重油を回収することもできる。

【0040】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明は、汚染された流体の排出に利用できる。

【符号の説明】

【0042】

１００，２００，３００ 排出システム
１１０，２１０，３１０ 第１の流路
２１０，２２０，３２０ 第２の流路
１３０，２３０ 交差路
１３１，２３１ 制限部
１４０，２４０ 流体滞留部
１５０，２５０ 流体供給部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】