JP3150230U - 排風機を備えた集塵装置における電力回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集塵装置の排風のエネルギーを、集塵機に負荷をかけることなく、その内径を排風機の排出口の内径よりも大とした増速用ダクトを設けることで、より一層効率的に回収できるようにすること。【解決手段】排風機（１）の排出口（２）に臨ませ、所定の間隔（Ｌ）を隔てて増速用ダクト（４）を設け、該増速用ダクト（４）の内径（Ｒ２）を前記排出口（２）の内径（Ｒ１）よりも大に構成し、前記増速用ダクト（４）の排出口（４Ａ）にインペラ−（６）を臨ませて設け、前記インペラ−（６）に発電機（７）を連動連結した。【選択図】図１

Description

本発明は、集塵、鋳物工場、溶鉱炉を備えた工場等の工場全体の集塵を行う排風機を用いた集塵装置における電力回収装置に関する。

一般に、工場全体の集塵、鋳物工場、溶鉱炉の集塵装置等として、排風機を用いたバグフィルター型集塵システム、サイクロン型集塵装置が用いられているが、そこに用いられる排風機は、集塵機能を発揮させるために必須のものである。

こうした集塵装置は、例えば、次のものが提案されている。
特開２００４−１６８５１０。 特開平５−２８５３２５。

上述した集塵装置においては、通常、排風機は、集塵機の集塵機能を十分に発揮させることができるように、また、多少の負荷変動、例えば工場内のダクト内での詰まり等に起因する負荷変動、或いは集塵機のバグフィルターのトラブル等に起因する負荷変動が発生しても、これをカバーできるように、余裕をもたせた排風能力（吸引力）で稼動されている。
しかし、こうした排風は、何れにしても、これまでは単に外気に放出されているだけで、無駄なエネルギーの消費となっていた。

そこで、本考案者は、上述した集塵装置の排風のエネルギーを回収することを考え、次の発明を提案した。
特開２００６−２８３７４３。 この電力回収技術は、集塵機の排風機の出口にインペラ−を臨ませ、これに発電機を連動連結したものである。

上述した電力回収装置は、集塵機の排風機の出口にインペラ−（回転羽根）を臨ませる構成とされており、これによって、従前において外気に放出されていた排風機の排風エネルギーを少なからず回収できるようになったが、インペラ−を設置した排風ダクトが排風機の出口に密着連結されていた為に、インペラ−の抵抗が直接集塵機に作用する割合が高く、インペラ−による負荷が排風機の駆動力に影響し、エネルギーの回収は同時に排風機の駆動損失、即ち、集塵機の集塵機能の低下を招くことになっていた。

又、排風機の出口から排出されるエアは、所定の速度を持つが、同時に風圧（静圧・動圧）も有しているが、その動圧は、風速度の２乗に比例するものであるので、インペラ−に衝突するときの速度が高い程、インペラ−に対するエネルギー変換効率が高くなるものであるが、上述の従前の構成によれば、排風機の出口から排出されるエアの速度は、排風機の出口速度そのままであり、何らかの増速のための工夫が望まれる。

本考案者は、かかる現状に鑑み、集塵装置の排風のエネルギーを、集塵機に負荷をかけることなく、その内径を排風機の内径よりも大きくした増速用ダクトを設けることで、より一層効率的に回収できるようにすることを目的とする。

本考案にかかる集塵装置における電力回収装置は、上記目的を達成するために、
排風機（１）を備えた集塵装置における電力回収装置であって、
排風機（１）の排出口（２）に臨ませ、所定の間隔（Ｌ）を隔てて増速用ダクト（４）を設け、
該増速用ダクト（４）の内径（Ｒ２）を前記排出口（２）の内径（Ｒ１）よりも大に構成し、
前記増速用ダクト（４）の排出口（４Ａ）にインペラ−（６）を臨ませて設け、
前記インペラ−（６）に発電機（７）を連動連結した、
という手段を講じた。

本考案において、集塵装置とは、バグフィルター型、サイクロン型等、排風機を用いるものであれば、既存の集塵機が全て含まれる。
また、発電機としては、直流発電機、交流発電機の何れでもよい。
そして、インペラ−としては、２枚羽、３枚羽等、適宜の羽根枚数、或いは形状等、既存の羽根であれば全て含まれる。

本考案によれば、集塵装置の排風機のエネルギーを、集塵機に負荷をかけることなく、その内径を排風機の内径よりも大きくした増速用ダクトを設けることで、より一層効率的に回収でき、試作機の実験によれば、排風機の消費エネルギーを８−１０％程度回収できたものである。

本考案の実施において、前記増速用ダクト（４）の排出口（４Ａ）と前記インペラ−（６）との間において外気に連通する間隙（Ｃ）が設けられていることが好ましい。
このように、前記増速用ダクト（４）の排出口（４Ａ）と前記インペラ−（６）との間において外気に連通する間隙（Ｃ）が設けられることで、前記増速用ダクト（４）とインペラ−（６）のハウジングとは気密連結ではなく、従って、インペラ−（６）の負荷は、前記排風機（１）の負荷にはならず、この間隙（Ｃ）により緩衝されることになり、前記増速用ダクト（４）の導入による風速の増加を得ることができながら、上述の排風機（１）の排出口（２）に、所定の間隔（Ｌ）を隔てて増速用ダクト（４）を設けたことと相まって、前記排風機（１）の負荷を増大させることなく、電力の回収を行い得る。

また、前記増速用ダクト（４）の前記排風機（１）の排出口（２）側に臨む吸引口（４Ｂ）の内径（Ｒ３）が、前記増速用ダクト（４）の内径（Ｒ２）よりも大になるようにフード型に構成され、その開口部（４Ｃ）が前記排風機（１）の排出口（２）を所定の間隔（Ｌ）を隔てて被覆するように設けられていることが好ましい。
このように、前記増速用ダクト（４）をフード型に構成し、その開口部（４Ｃ）が前記排風機（１）の排出口（２）を所定の間隔（Ｌ）を隔てて被覆するようにに設けられたことで、そのフード部位の開口部（４Ｃ）から外気をエジェクト作用で吸引して取り込むことができ、前記増速用ダクト（４）が大径であることによる排風の自然膨張による増速と相まって、風量を増加させた状態でインペラ−（６）を回転させることができる。

本考案の実施例について、図１乃至図４に基づいて以下詳述する。
図１は、集塵装置における電力回収装置の全体の概略図であって、ここでの集塵装置は、バグフィルター型の集塵機１０が用いられており、工場内の各所に配置されたダクト配管１１から吸引された粉塵をバグフィルターで濾過し、排風だけが排風機１（例えば、２５０ＫＷの電動機駆動）から排出されるように構成されている。

図１は、集塵装置における電力回収装置の全体の概略図であって、ここでの集塵装置は、バグフィルター型の集塵機１０が用いられており、工場内の各所に配置されたダクト配管１１からの吸塵をバグフィルターで濾過し、排風機１（例えば、２５０ＫＷの電動機駆動）に吸引されるように構成されたものである。
上記電力回収装置は、前記排風機１から排出される排風のエネルギーを回収するものであり、次のように構成されている。
即ち、排風機１の排出口２に臨ませ、所定の間隔Ｌを隔てて増速用ダクト４を設けてある。そして、該増速用ダクト４の内径Ｒ２は、前記排出口２の内径Ｒ１よりも大に構成しており、断面積比で１０％前後大きくなるようにされている。前記間隔Ｌは、後述のインペラ−６の負荷が前記排風機１の負荷とならないようにする緩衝機能と、排風機の排風に伴う自らの膨張に起因する増速に際して、外気を取り込む機能を発揮させるためのものである。

また、前記増速用ダクト４の排出口４Ａにインペラ−６を臨ませて設け、前記インペラ−６に発電機７（ここでは直流発電機）を連動連結してある。前記インペラ−６は、ここでは、図示の如く、３枚羽根のものが使用されている。この発電機７により発電された電力は、蓄電池８に充電される。尤も、交流発電機を設置する場合には、直接その電力を利用したり、整流器を介して蓄電池に充電させたりすることができる。
そして、上記前記増速用ダクト４の排出口４Ａと前記インペラ−６との間において外気に連通する間隙Ｃが設けられており、インペラ−６の負荷が前記排風機１の負荷とならないように緩衝の機能を果す。

前記増速用ダクト４を更に具体的に説明すると、前記排風機１の排出口２側に臨む吸引口４Ｂの内径Ｒ３が、前記増速用ダクト４の内径Ｒ２よりも大になるようにフード型に構成され、その開口部４Ｃが前記排風機１の排出口２を所定の間隔Ｌを隔てて被覆するように設けられているのである。

このように構成されているので、排風機１が稼動し、集塵機１０を作動させて集塵機能を発揮させながら、その排風が排出口２から排出されると、該増速用ダクト４に向けて吹き出されるが、その際、該増速用ダクト４は、前記排出口２よりも大径に構成され、そこに間隔Ｌが設けられているので、排出口２から噴出された動圧のある排風は、自ら膨張しつつ増速し、同時に、間隔Ｌから外気をエジェクト作用により吸引して風量を増加させながら、インペラ−６に衝突することになり、これを回転させ、以って、発電機７を駆動回転させるのである。これによって、従前に排風が大気に放出されていたのを有効に利用してそのエネルギーを回収できることになる。

（変形例１）
図４乃至図６に示すように、ここでの構成も基本的には上記実施例を同じである。
即ち、図４は、集塵装置における電力回収装置の全体の概略図であって、ここでの集塵装置も、同様にバグフィルター型の集塵機１０が用いられており、工場内の各所に配置されたダクト配管１１からの吸塵をバグフィルターで濾過し、排風機１（例えば、２５０ＫＷの電動機駆動）に吸引されるように構成されたものである。

上記電力回収装置は、前記排風機１から排出される排風のエネルギーを回収するものであり、同様に次のように構成されている。
即ち、排風機１の排出口２に臨ませ、所定の間隔Ｌを隔てて増速用ダクト４を設けてある。そして、該増速用ダクト４の内径Ｒ２は、前記排出口２の内径Ｒ１よりも大に構成しており、断面積比で１５％前後大きくなるようにされている。前記間隔Ｌは、後述のインペラ−６の負荷が前記排風機１の負荷とならないようにする緩衝機能と、排風機の排風に伴う自らの膨張に起因する増速に際して、外気を取り込む機能を発揮させるためのものである。

また、前記増速用ダクト４の排出口４Ａにインペラ−６を臨ませて設け、前記インペラ−６に発電機７（ここでは直流発電機）を連動連結してある。前記インペラ−６は、ここでは、図６に示す如く、２枚羽根のものが使用されている。この発電機７により発電された電力は、蓄電池８に充電される。尤も、上記実施例と同様に、交流発電機を設置する場合には、直接その電力を利用したり、整流器を介して蓄電池に充電させたりすることができる。
そして、上記前記増速用ダクト４の排出口４Ａと前記インペラ−６との間において外気に連通する間隙Ｃが設けられており、インペラ−６の負荷が前記排風機１の負荷とならないように緩衝の機能を果す。

前記増速用ダクト４を更に具体的に説明すると、前記排風機１の排出口２側に臨む吸引口４Ｂの内径Ｒ３が、前記増速用ダクト４の内径Ｒ２よりも大になるようにフード型に構成され、その開口部４Ｃが前記排風機１の排出口２を所定の間隔Ｌを隔てて被覆するように設けられているのである。

（変形例２）
図７に示すように、ここでは、排風機１からの排風をダクト１１で上方に導き、その排出口２に、同様の構成のフード型の増速用ダクト４を臨ませて設置し、その排出口４Ａにインペラー６（プロペラ）を設置し、これに発電機７（交流発電機）を連動連させてある。この発電機７に整流器１２を接続し、直流として蓄電池８に充電させるように構成したものである。
この場合、前記排出口４Ａとインペラー６との間が、所定の間隔Ｃで大気に開放されているので、インペラー６の負荷が排風機１の負荷となることがない。

本考案によれば、従前に廃棄されていた集塵機用の排風機の排風エネルギーを回収して発電に利用することができ、その電力回収装置は、種々の集塵機の排風機に適用できるので、その応用範囲は広いものである。

本考案にかかる排風機を備えた集塵装置における電力回収装置の全体を示す概略正面図。 本考案にかかる排風機を備えた集塵装置における電力回収装置のインペラ−の概略正面図。 本考案にかかる排風機を備えた集塵装置における電力回収装置のインペラ−の概略側面図。 本考案にかかる排風機を備えた集塵装置における電力回収装置の変形例を示す全体を示す概略正面図。 本考案にかかる排風機を備えた集塵装置における電力回収装置の変形例を示すインペラ−の概略正面。 本考案にかかる排風機を備えた集塵装置における電力回収装置の変形例を示すインペラ−の概略側面図。 本考案にかかる排風機を備えた集塵装置における電力回収装置の別の変形例を示す全体の概略正面図。

１：排風機
２：排出口
４：増速用ダクト
４Ｃ：増速用ダクトの開口部
４Ａ：増速用ダクトの排出口
６：インペラ−
７：発電機
Ｃ：間隙
Ｌ：間隔
Ｒ１：排出口の内径
Ｒ２：増速用ダクトの内径
Ｒ３：吸引口の内径

Claims (3)

1. 排風機（１）を備えた集塵装置における電力回収装置であって、
   排風機（１）の排出口（２）に臨ませ、所定の間隔（Ｌ）を隔てて増速用ダクト（４）を設け、
   該増速用ダクト（４）の内径（Ｒ２）を前記排出口（２）の内径（Ｒ１）よりも大に構成し、
   前記増速用ダクト（４）の排出口（４Ａ）にインペラ−（６）を臨ませて設け、
   前記インペラ−（６）に発電機（７）を連動連結したことを特徴とする、
   排風機を備えた集塵装置における電力回収装置。
2. 前記増速用ダクト（４）の排出口（４Ａ）と前記インペラ−（６）との間において外気に連通する間隙（Ｃ）が設けられていることを特徴とする、
   請求項１に記載の排風機を備えた集塵装置における電力回収装置。
3. 前記増速用ダクト（４）の前記排風機（１）の排出口（２）側に臨む吸引口（４Ｂ）の内径（Ｒ３）が、前記増速用ダクト（４）の内径（Ｒ２）よりも大になるようにフード型に構成され、その開口部（４Ｃ）が前記排風機（１）の排出口（２）を所定の間隔（Ｌ）を隔てて被覆するように設けられていることを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の排風機を備えた集塵装置における電力回収装置。

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