JP5905982B1 - 熱機関及び燃焼機器の排気促進装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱機関の既存設備に直接後付けが可能であり、小型安価、製作容易、取付簡単な燃費を節約する排気促進装置を提供する。【解決手段】排気の促進を図る外筒１の構造は、筒状で両端が開口し、熱機関及び燃焼機器の燃焼状態に応じて、外筒内の所定の位置に排気や空気の流れに対して、断面積を自在に拡縮させて外筒内の断面積及び形状を変化させる可変機構３を設け、排気を可変機構の拡縮部分及び周辺に導く。【選択図】図１

Description

熱機関及び燃焼機器の排気を促進する装置に関する。

本発明は機械、熱機関の熱効率の向上に関する。

特開２００１―２３４７４２ 特開２００５―０１６４９９ 特開平０５−２５６１４０ 特開平０８−７４５５７ 特開平１０−１１０６１２ 特開平１０―２３８３４２

従来の発明、排気促進装置には以下の欠点があった。消音機兼用で大きく、製作面倒、結果、高価になり、そして既設の装置と交換しなければならなかった。本発明は前記の発明に対し、内燃、外燃機関を問わず既存設備に直接後付けが可能であり、小型安価、製作容易、取付を簡単にした。

本願排気促進装置は排気を利用して排気の促進を図る装置であり外筒（１）の構造は、筒状で両端が開口し、熱機関及び燃焼機器の燃焼状態に応じて、外筒（１）内の所定の位置に排気や空気の流れに対して、断面積を自在に拡縮させて外筒（１）内部の所定の位置の形状を変化させる可変機構（３）を設けることを特徴とする。

前記外筒（１）の所定の位置の断面積を自在に拡縮変化させる可変機構（３）の構造は、外筒（１）の内壁の所定の位置に設けられた複数の可動片（２Ｂ）が甲冑の札（さね）のように可動するように連結して設けられ、連結された複数の可動片（３Ｂ）が、排気や空気の流れに対して、横断面を翼状に形成して、熱機関や燃焼機器の運転燃焼状態に応じて外筒（１）内の可変機構（３）付近の長手方向の断面を凹状から凸状に滑らかに拡縮変化させることを特徴とする。

前記外筒（１）内の所定の位置の断面積を自在に拡縮変化させる可変機構（３）の構造は、外筒の内壁に設けられた１個の可撓性のある可動板（３Ｃ）が変形可動するように設けられ、可動板（３Ｃ）の断面を翼状に形成し、熱機関や燃焼機器の運転燃焼状態に応じて外筒（１）内の所定の位置の断面を凹状から凸状に滑らかに拡縮変化させることを特徴とする。

外筒（１）内の可変機構（３）の上流の所定の位置に排気を加速する為の第一の加速子（４Ａ）を備え、第一の加速子（４Ａ）の形状は両端が開口した中空の喇叭状で、中央部付近が狭窄されており、複数の取付板（５）によって外筒（１）の内壁に固定されることを特徴する。

前記第一の加速子（４Ａ）の上流側に第二の加速子（４Ｂ）を設け、形状は両端が開口した中空の喇叭状で、中央部付近が狭窄されており、複数の取付板（５）によって外筒（１）の内壁に固定され、第一の加速子（４Ａ）と同心線上に連設されることを特徴とする。

前記第一の加速子（４Ａ）及び第二の加速子（４Ｂ）の上流端や下流端には気体流や排気流に平行して所定の迎角か捻りを与えた複数の旋回用鍔（４Ｄ）を設けることを特徴する。

排気取入口（１Ｅ）付近にバイパス路（１Ｆ）を設け、排気管からの排気を分流させ、可変機構（３）へ導くことを特徴とする。

熱機関の排気抵抗を軽減させ、且つ冷却による排気の促進及び消音効果を持たせ、出力及び燃費を向上させる。

本発明の第一の実施例の立体透視図を示す。 本発明の第一の実施例の正面の断面図を示す。 （ａ）は可動片を用いた可変機構を取り付けた状態を示す断面図、図３（ｂ）は可動片を用いた可変機構を示す斜視図である。 （ａ）は可動板を用いた可変機構を取り付けた状態を示す断面図、図４（ｂ）は可動板を用いた可変機構を示す斜視図である。 （ａ）は排気取入口である上流側から下流側を観る加速子の左側面図、図５（ｂ）は加速子の正面の断面図である。 本発明の第二の実施例の立体透視図を示す。 本発明の第二の実施例の正面の断面図を示す。 図７のＡ−Ａ断面図を示す。 本発明の第二の実施例の一部上面の断面図を示す。 本発明の可変機構に付属する案内車輪と誘導路の左側面図、正面図及び右側面図（図中左から）を示す。 本発明のバイパス路の入口に付属するバイパス鍔の説明図を示す。

本発明は、内燃、外燃機関を問わず既存設備に直接後付けが可能であり、小型安価、製作容易で排気管への取付を簡単にした。

本願排気促進装置は排気を利用して排気の促進を図る外筒（１）の構造は、筒状で両端が開口し、熱機関及び燃焼機器の燃焼状態に応じて、外筒（１）内の所定の位置に排気や空気の流れに対して、断面積を自在に拡縮させて外筒（１）内の断面積及び形状を変化させる可変機構（３）を設け、排気を可変機構（３）の拡縮部分及び周辺に導く。
図１ は本願熱機関及び燃焼機器の排気の促進を図る装置の立体斜透視図で四角筒状型の参考例である。熱機関及び燃焼機器の排気管の終端部に本願排気促進装置を接続する。外筒（１）の形状は、両端が開口し、中央部付近に外筒（１）の断面積を自在に滑らかに流線形に狭窄拡縮変化させる複数の可動片（３Ｂ）を可動する接点で連結接合して翼状を形成し易くする。故に可動片（３Ｂ）を２枚以上連結するのが望ましい。出来れば３枚以上５〜６枚を１組にして、外筒（１）の上下面又は左右面に対称に複数個を設けると効果的故推奨する。形成される翼は、非対称翼にし、排気または空気等の流れに対して揚力を発生するようにして設けて可変機構（３）とし、排気をここへ導く。

可変機構（３）について説明する。図１、図２、図３、図６、図７、図９を参照。前記外筒（１）の所定の位置の断面積を任意に自在に拡縮変化させる可変機構（３）の構造は、外筒（１）の内壁に設けられた複数の可動片（３Ｂ）が甲冑の札（さね）のように可動するように連結して設けられ、連結された複数の可動片（３Ｂ）が、排気や空気の流れに対して、横断面を翼状に形成して、熱機関や燃焼機器の運転燃焼状態に応じて外筒（１）内の所定の位置の断面を凹状から凸状に３次元的に滑らかに拡縮変化させる。運転状態に応じ滑らかに対応するべく可動片（３Ｂ）を２枚以上を一組にして一個とし、出来れば３枚以上、５〜６枚が望ましく、非対称の翼を形成させる、そして外筒（１）の所定の位置の上下面又は左右面に対称に設置する。

可変機構（３）について説明する。図３、図４を参照。可変機構（３）の可動片（３Ｂ）の最前端を回転するように可動固定し、最後片を上下流方前後方向に滑らせる為に案内車輪（３Ｄ）を設ける。複数の可動片（３Ｂ）の内 中央に位置する可動片（３Ｂ）には排気や空気の流れに対して直交する溝か 任意の径の孔を設けて排出孔（３Ｅ）とし、各可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）が膨らんで翼状を形成する可変機構（３）で発生する負圧で、排気取入口（１Ｅ）の近傍に設けられたバイパス路（１Ｆ）から分流されて来る排気を、排出孔（３Ｅ）から排気を吸引させる。

可変機構（３）について説明する。図２、図３、図４を参照。可変機構（３）の構造は、拡縮動作を円滑にする為に最上流の可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）の前端部を回転するように固定し、可変機構（３）の最後端に位置する可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）を上下流前後に滑らせる為に可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）の後縁部の左右端に案内車輪（３Ｄ）を設ける。案内車輪（３Ｄ）は、可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）の後縁部の左右端が、外筒（１）と接する位置に誘導路（１Ｉ）を設けて案内車輪（３Ｄ）を収納して滑らせる。中央付近に位置する可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）の最大揚力発生地点に連結棒（２Ａ）を可動するように複数個を取付て拡縮を可能とする。連結棒（２Ａ）は風圧板や可動片とを連結または整流板と排気開閉板とを連結連動させるものである。外筒（１）を図１の如く箱筒状にする場合は可変機構（３）を複数個、外筒（１）の内壁の所定の位置の上下面（図1、図２参照）又は左右面（図８、図９参照）に設ける。

可変機構（３）について説明する。図３、図４を参照。可変機構を示す。図３（ａ）は可動片（３Ｂ）を用いた可変機構（３）を取り付けた状態を示す断面図である。図３（ｂ）は可動片（３Ｂ）を用いた可変機構（３）を示す斜視図である。外筒（１）の所定の上下面に各１個ずつ計２個の可変機構（３）を配置した。図４（ａ）は可動板（３Ｃ）を用いた可変機構（３）を取り付けた状態を示す断面図である。図４（ｂ）は可動板（３Ｃ）を用いた可変機構（３）を示す斜視図である。外筒（１）の下面に１個のみ可変機構（３）を装着した図である。可動板（３Ｃ）を用いた可変機構（３）に相対する上面に固定され翼状の膨らみを有する擬き（３Ｆ）は固定されて動作せず、バイパス路（１Ｆ）から導かれる排気を、可変機構（３）と形状変化しない擬き（３Ｆ）との間を流れる排気流により発生する負圧で，擬き（３Ｆ）に設けた排出孔（３Ｅ）と可変機構（３）の可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）の表面に設けた排出孔（３Ｅ）から排出させる。前記外筒（１）内の所定の位置の断面積を任意に自在に拡縮変化させる可変機構（３）１個の構造は、外筒（１）の内壁に設けられた１個の可撓性のある可動板（３Ｃ）が変形可動するように設けられ、可動板（３Ｃ）の断面を翼状に形成し、熱機関や燃焼機器の運転燃焼状態に応じて外筒（１）内の所定の位置の断面を凹状から凸状に滑らかに拡縮変化させる。この為に後縁の左右端に１個ずつ案内車輪（３Ｄ）を設ける。更に案内車輪（３Ｄ）を円滑に動かす為に、外筒（１）のこの位置に誘導路（１Ｉ）を設けて中に案内車輪（３Ｄ）を収め可動板（３Ｃ）や可動片（３Ｂ）をバイパス路（１Ｆ）の出口に収納動作させる。可動板（３Ｃ）の動作は００１８と同様、最大揚力発生地点に連結棒（２Ａ）を可動するように取付て拡縮をさせる。図４の可変機構（３）と相対する固定負圧発生部の擬き（３Ｆ）に付く伸縮連結棒（２ＡＡＢ）は伸縮する構造にする。なお、可動板（３Ｃ）を可動片（３Ｂ）に変えることも出来る。

可変機構（３）について説明する。図１０を参照。誘導路（１Ｉ）の使用材料はリップ付溝形鋼、通称Ｃ型チャンネルの使用を推奨する。案内車輪（３Ｄ）が脱輪しない、構造の断面がコの字状でコの字の開口部（切れ目）が内側に折込まれている故に。

可変機構（３）について説明する。熱機関や燃焼機器の運転状態が遊転や超低速運転の場合は凹状にし、運転状態に応じて膨らませる。動作を滑らかにするべく可動片（３Ｂ）を３枚以上、出来れば５〜６枚位が望ましく、可動片（３Ｂ）の最大揚力を発生する位置に連結棒（２Ａ）を可動するように取付けて、翼状を形成させる。前端を固定し、後端を上下流前後に滑らせる。複数の可動片（３Ｂ）の内 中央に位置する可動片（３Ｂ）には排気の流れに対して直交する溝か 任意の径の孔を設けて排出孔（３Ｅ）とし、可動片（３Ｂ）や）が膨らんで発生する負圧でこの排出孔（３Ｅ）から、バイパス路（１Ｆ）を経て流れて来る排気を吸引排出させる。更にバイパス路（１Ｆ）出口を可変機構（３）の直角方向にも設ける。

第一の加速子について説明する。図２、図３、図４、図５を参照。可変機構（３）の上流の所定の位置に排気を加速する為の第一の加速子（４Ａ）を備え、外筒（１）内に設置される第一の加速子（４Ａ）の形状は両端が開口した中空の喇叭状で、上流側が漏斗状であり、中央部が狭窄されており下流に向かって末広がりにし、可変機構（３）の可動片（３Ｂ）及び可動板（３Ｃ）が翼状を形成する部分の排気を加速し負圧発生を促進させる。
図３、図４、図５を参照。図５（ａ）は排気取入口（１Ｅ）である上流側から下流側を観る加速子の左側面図であり、図５（ｂ）は加速子の正面の断面図である。第一の加速子（４Ａ）が外側に描かれ、第二の加速子（４Ｂ）は中心に描かれてある。両加速子は複数の取付板（５）によって外筒（１）の内壁に固定される。狭窄された部分には外側を流れる排気を発生する負圧で内側に吸引するべく外側と上流側に向かって開口する複数の溝か孔を設けて吸引孔（４Ｃ）とする。両加速子（４Ａ、４Ｂ）の上流端か下流端には排気流に平行して所定の迎角か捻りを与えた旋回用鍔（４Ｄ）を設けて排気に旋回流を発生させる。第一の加速子（４Ａ）も第二の加速子（４Ｂ）も形状は同一とし大きさだけが違う。そして複数の取付板（５）によって中心線上に設置し、可変機構（３）の上流に固定される。第一の加速子（４Ａ）の下流に可変機構（３）を外筒（１）内の所定の位置に装着する。

第二の加速子について説明する。図２、図３、図４、図５、図６、図７、図９を参照。第一の加速子（４Ａ）の上流側に第二の加速子（４Ｂ）を設け、形状は両端が開口した中空の喇叭状で、中央部付近が狭窄されており、終端部に向かって末広がりにする、更に狭窄された部分には外側を流れる気体や排気を、内部で発生する負圧で内側に吸引するべく外側と上流側に向かって開口する複数の溝か孔を設けて吸引孔（４Ｃ）とする。上流端か下流端には排気流に平行して所定の迎角か捻りを与えた複数の旋回用鍔（４Ｄ）を設けて気体や排気の流れに旋回流を発生させる。第一の加速子（４Ａ）の同心線上に連設されて気体及び排気の流れを加速する。大きさは第一の加速子（４Ａ）より小さくする。

バイパス路（１Ｆ）について説明する。図２を参照、排気取入口（１Ｅ）付近に排気を分流して可変機構（３）に排気を導くバイパス路（１Ｆ）の設置を示す参考例である。バイパス路（１Ｆ）の出口を可変機構（３）に接続し、可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）が凹んだ際、これらを収納して外筒（１）内の可変機構（３）の位置の断面積を広げる。熱機関や燃焼機器の運転状態が超低速運転の場合は凹状にし、高稼働になるにつれ、可変機構桿（２ＡＢ）や可逆電動機（３Ａ）が作動し、可変機構（３）間の断面積を狭める。

バイパス路（１Ｆ）について説明する。図２、図３、図４を参照。排気取入口（１E）付近にバイパス路（１Ｆ）を設け、排気管からの排気を分流させ、可変機構（３）の所定の位置へ導く形状を示す参考例である。バイパス路（１Ｆ）の出口を可変機構（３）に接続し、可変機構（３）が縮んだ際、収納して外筒（１）内の可変機構（３）部の断面積を広げる。バイパス鍔（１ＦＡ）について説明する。図８、図１１を参照、バイパス路（１Ｆ）入口にはバイパス鍔（１ＦＡ）を可動する接点で取付け、所定の位置に重り（１ＦＢ）を付け、梃子の原理と排気圧を利用して常に上流側に向かって開口させる。熱機関や燃焼機器の稼働が上がるのに従い、排気圧を受けてバイパス鍔（１ＦＡ）の流入取入角度を広げて排気のバイパス路（１Ｆ）への流入量の増加を図る。広げる角度の範囲は１５度から４５度位迄にする。バイパス路（１Ｆ）の入口を外筒（１）の上面に設ける場合、バイパス鍔（１ＦＡ）の上端部に重り（１ＦＢ））を付け、解放定位置を上流に向かって１５度解放をするようにする。可動接点を挟んで重り（１ＦＢ）の反対側の面積を多くする。バイパス路（１Ｆ）の入口を外筒（１）の下面に設ける場合は、バイパス鍔（１ＦＡ）の下端部に重り（１ＦＢ）を付ける。

第一の実施例について説明する。図１から図４迄は第一の実施例である。図１０及び図１１は第二の実施例と共通である。第一の実施例では排気流のみの作用を記し、第二の実施例では外気と排気の混合流を記した。図１は本願排気促進装置の立体透視図で四角筒状型の参考例である。図２はその正面図である、左側を上流側にした外筒（１）の長手方向の断面を表す。外排気噴出口（１Ｃ）付近に動力吸引装置（６）を設け、これを支える取付板（５）の構造は断面が中空の対称翼で、内部に外気を通過させて動力吸引装置（６）の冷却を図る。図３は可変機構（３）を外筒（１）の所定の位置の上下面に各１個ずつ配置した場合の参考図である。図３（ａ）は可動片（３Ｂ）の断面図である。図３（ｂ）は可動片（３Ｂ）の立体図である。図４は可変機構（３）を外筒（１）内の所定の位置の下面に１個のみを配置した図である。図４（ａ）は可動板（３Ｃ）の断面図である。図４（ｂ）は可動板（３Ｃ）の立体図である。最大揚力を発生する面に複数の排出孔（３Ｅ）を設けて発生する負圧で排気を吸引排出させる。前記４枚の図は排気取入口（１Ｅ）付近から排気を分流して導くバイパス路（１Ｆ）の出口を可変機構（３）に接続した形状を示す参考例である。

図２を参照。熱機関や燃焼機器が低稼働になり可変機構（３）が縮んだ際、可変機構（３）をバイパス路（１Ｆ）の出口に収納して可変機構（３）部の外筒（１）内断面積を広げる。図３を参照、運転状態に滑らかに対応するべく可動片（３Ｂ）を最低２枚以上を１組とし、出来れば３枚以上、５〜６枚位が望ましく、非対称の翼状を形成させる。前端を回るように固定し、後端を上下流前後に滑らせる。複数の可動片（３Ｂ）の内 中央に位置する可動片（３Ｂ）には排気や空気の流れに対して直交する溝か任意の径の孔を設けて排出孔（３Ｅ）とし、可動片（３Ｂ）が膨らんで翼状を形成し、発生する負圧でこの排出孔（３Ｅ））から排気を吸引させる。可変機構（３）は必要に応じて外筒（１）内に上下流また左右面に複数個を増設する。可変機構（３）の動作は上流に設けた可変機構桿（２ＡＢ）によって制御される。故に可変機構（３）は排気圧、排気量の増減により動作する。排気量が増せば可変機構桿（２ＡＢ）の先端に付く翼が浮揚し接続する連結棒（２Ａ）を動かし可変機構（３）は動作する。可動板（３Ｃ）も同様にする。

図２を参照。可変機構桿（２ＡＢ）は可動する支点を有し、梃子の原理を利用して長手方向先端に非対称の翼を設けて排気流や排気圧の増加により浮揚して、接続する連結棒（２Ａ）の下流の可変機構（３）を動作させる。排気圧や排気量が低い少ない場合は鉛直方向に垂下り、押された連結棒（２Ａ）は可変機構（３）をバイパス路（１Ｆ）に押込み、外筒（１）内の可変機構（３）間の断面積を広げる。そしてバイパス路（１Ｆ）入口には排気量の取込みを制御するバイパス鍔（１ＦＡ）を設ける。バイパス鍔（１ＦＡ）の上端か下端に重り（１ＦＢ）を付け常に１５〜２０度開き、上流に向かって解放する。排気圧を受けて４５度位迄開くようにして可変機構（３）への排気流入量を制御する。

図２を参照。動力吸引装置（６）を固定する取付板（５）を中空にして、外気を吸入出来るように外筒（１）外の下部へ張出して開口し、排気扇（６ＡＡ）を回転させる中空の軸（Ｃ）にシロッコ型ファン（６ＡＡＣ）を取付けて、下部の開口部から外気を吸引し、更に排気扇（６ＡＡ）も中空にして扇孔（６ＡＡＢ）を設けて排気扇（６ＡＡ）の回転による遠心力も合わせて外気の吸入効果を高め、動力吸引装置（６）の過熱を防ぐ。尚中空になった取付板（５）の表面には外気放出用の外気放出孔（５Ｂ）を多数設ける。

図２、図３、図４を参照。可変機構（３）の構造は、拡縮動作を円滑にする為に最上流の可動片（３Ｂ）の前端部を可動出来るように固定し、可変機構（３）の最後端に位置する可動片（３Ｂ）を上下流前後に滑らせる為に最後端の可動片（３Ｂ）の後縁部の左右端に案内車輪（３Ｄ）を設ける。案内車輪（３Ｄ）を安定動作させる為、誘導路（１Ｉ）を設けて収納する。可動板（３Ｃ）も同様である。前記００２０に記した材料を用いた構造にする。外筒（１）を図１の如く箱筒状にする場合は可変機構（３）を上下面又は左右面に設けて可変狭窄される部分の直角方向にも、バイパス路（１Ｆ）出口を設け、排気取入口（１Ｅ）からバイパス路（１Ｆ）を経て分流されて来る排気を
、可変機構（３）に於いて発生する負圧で排出孔（３Ｅ）から吸引排出させる。

図５は第一の加速子（４Ａ）と更に上流に設置される第二の加速子（４Ｂ）の連接図である。作用は下流にある可変機構（３）を流れる排気を加速することである。外筒（１）の中心線上に設置され複数の取付板（５）よって外筒（１）の内壁に固定される。両加速子の上流側先端には旋回用鍔（４Ｄ）が付き内面から外面に向かって前傾して貫通する吸引孔（４Ｃ）が設けられ、表面を流れる排気や気体を吸入する。

第二の実施例について図の説明をする。図６は本願装置を丁字状型にして排気管（１０）終端部に取り付けた参考例の立体斜透視図である。図７は図６の正面図である、図の下が熱機関の排気管（１０）に接続する上流側で、外筒（１）の左側が外気の取入口（１Ｂ）である。本願装置を排気管（１０）に対し丁字状に取付ける参考例を示す。熱機関の排気管（１０）の終端部が直上又は横方向に排気する場合の四角筒状型の参考図である。外筒（１）の形状は、両端が開口し、第一の実施例の排気取入口（１Ｅ）を外気取入口（１Ｂ）とする。排気管（１０）を外筒（１）内の所定の位置の左右面に可変機構（３）を設置する。以下に説明するバイパス路（１Ｆ）の出口を可変機構（３）に接続し、第一の実施例と同じ作用をさせる。設けられた可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）の所定の位置には排出孔（３Ｅ）が設けられる。

図６、図７を参照。可変機構（３）の直角方向の直下に外筒（１）を貫通する穴を設けて排気取入口（１Ｅ）とし、排気取入管（９）を取付け、直下流に排気回転受け（８）を設けてこれに排気管（１０）を接続する。排気回転受け（８）から上流を風向に合わせ自由回転させる。図８は図７の左側面図で、Ａ−Ａ断面を表す。排気取入口（１Ｅ）には排気量、排気圧に応じて、鉛直から２０度前後迄の約７０度位の範囲内で動作する複数の整流板（２）が設けられ，排気排出口（１Ｈ）には、鉛直０度から９０度迄の範囲内で動作する複数の排気開閉板（１ＨＡ）を設けて整流板（２）とを連結棒（２Ａ）や可逆電動機（３Ａ）を用いて連動させる。また別々に動作することも出来る。連動させた場合の角度の差の調整は、整流板（２）の連結棒（２Ａ）に着けた調整バネ（２ＡＤ）と排気取入口（１Ｅ）に設けた止め金（２ＡＥ）で行う。排気開閉板（１ＨＡ）と整流板（２）の動作を可逆電動機（３Ａ）で行う場合、制御方法の一例として、排気管（１０）の終端部付近にセンサーとしてピトー管（３ＡＢ）を設ける。更に可変機構（３）への利用も図る。

図７を参照。この丁字状型にした本願装置の外筒（１）の外気取入口（１Ｂ）に動力吸引装置（６）を
設け、動力吸引装置（６）には給気扇（６ＡＢ）を直付けし，最下流の外排気噴出口（１Ｃ）には排気扇（６ＡＡ）を設けて給気扇（６ＡＢ）とを空洞の軸（６Ｃ）で直連結する。排気扇（６ＡＡ）は中を空洞にし表面には扇孔（６ＡＡＢ）を設け、空洞になった軸（６Ｃ）の最先端から外気を吸込む口を外気吸入孔（６ＣＡ）とし、回転する排気扇（６ＡＡ）の遠心力で扇孔（６ＡＡＢ）から外気を放出し、排気扇（６ＡＡ）を冷却する。

図６、図７、図８を参照。可変機構（３）の狭窄される部分の下面直角方向に、外筒（１）を貫通する排気取入口（１Ｅ）を設けて排気取入管（９）を接続し、直下流に設けられた排気回転受け（８）に排気管（１０）を接続する。排気取入管（９）内の所定の位置にバイパス路（１Ｆ）の入口を設けて排気を分流する。排気取入口（１Ｅ）と相対する側に外に貫通する排気排出口（１Ｈ）を設けて熱機関や燃焼機器が低稼働の場合は排気の多くを排気排出口（１Ｈ）から廃棄し、中高速稼働の際は自然風を利用し風上に外気取入口（１Ｂ）を向けるべく外排気噴出口（１Ｃ）の後端に風向板（１Ｇ）を取付けて自然風を利用し、常に風上に外気取入口（１Ｂ）が正対するようにし、自然風を利用して外筒（１）内に負圧を促進発生させて排気を促進し、更に燃焼状態に応じ動力吸引装置（６）を作動させ強制的に排気を促進する。外筒（１）の下面に設けられた排気取入口（１Ｅ）の外筒（１）の長手方向の直角方向にバイパス路（１Ｆ）の出口を接続して、バイパス路（１Ｆ）の出口の大きさを可変機構（３）が容易に拡縮収納動作が出来る大きさにする。

図５は第一加速子（４Ａ）および第二加速子（４Ｂ）の正面図である。左側が上流で、左側面図を併記した。，図６，図７を参照。外筒（１）の外気取入口（１Ｂ）の下流側に設けた第二加速子（４Ｂ）は、吸入した外気を加速し、同心線上にある第一加速子（４Ａ）の流れを更に加速して取付板（５）で旋回流を発生させ、可変機構（３）の排気を加速して負圧を強化し、排気取入口（１Ｅ）から浸入する排気を強制的に吸引させて、外気排気噴出口（１Ｃ）に設けられた排気扇（６ＡＡ）により強制排気する。

図５、図６、図７、図９を参照。この両加速子（４Ａ、４Ｂ）の上流端や下流端に気体や排気の流れに平行して所定の迎角か捻りを与えた複数の旋回用鍔（４Ｄ）を付け上記の流れに旋回流を生じさせる。前記００２３と同じにする。

バイパス路（１Ｆ）について説明する。図６、図７を参照。外筒（１）の横方向、直角方向の可変機構（３）付近に貫通する排気取入口（１Ｅ）を設けて、熱機関や燃焼機器の排気を吸込み、相対する側に、外に貫通する排気排出口（１Ｈ）を設けて熱機関や燃焼機器が低稼働の場合は排気の多くを排気排出口（１Ｈ）から廃棄し、中高速稼動の際は自然風を利用し風上に外気取入口（１Ｂ）を向けるべく外排気噴出口（１Ｃ）の後端に風向板（１Ｇ）と取付けて自然風を利用し常に風上に外気取入口（１Ｂ）が正対するようにし、自然風を利用して外筒（１）内に負圧を発生を促進させて排気を促進し、更に燃焼状態に応じ動力吸引装置（６）を作動させ強制的に排気を促進する。外筒（１）を水平に回転する運動を与える為に排気取入管（９）の下流に排気管回転受け（８）を設け、排気取入管（９）にバイパス路（１Ｆ）を設けて排気を分流し、可変機構（３）にバイパス路（１Ｆ）の出口を設け、分流された排気を導いて吸引させる。

可変機構（３）の動作は第一の実施例に於いては可変機構桿（２ＡＢ）により機械的に制御されるが、更に細かく動作させる為に、燃料供給装置や回転計やクランク軸、排気管（１０）等にセンサーを付け可逆電動機（３Ａ）を動作させ連結棒（２Ａ）を介して可動片（３Ｂ）や可動板（３Ｃ）を動かすことを可能にする。第二の実施例に於いては第一の実施例や上記と同様にし、風圧板１（１Ａ）及び風圧板２（１ＡＡ）を設けて自然の力も利用する。風圧板１、２（１Ａ、１ＡＡ）共に下端に重り（１ＦＢ）を着け梃子の原理を利用して動作を容易にする。

図６、図７を参照。外筒（１）の排気取入口（１Ｅ）には可動する複数の整流板（２）が取付けられ、相対する側の排気排出口（１Ｈ）には可動する複数の排気開閉板（１ＨＡ）と風圧板１（１Ａ）が取付けられ、無風で熱機関が低稼働の際は外気取入口（１Ｂ）にある風圧板１（１Ａ）と風圧板２（１ＡＡ）は垂れ下がって鉛直状態になり、風圧板１（１Ａ）と連結する連結棒（２Ａ）により排気開閉板（１ＨＡ）は同じような角度で動作する。整流板（２）は風圧板２（１ＡＡ）により連結棒（２Ａ）を介して動作し垂下り鉛直状態になる。故に排気排出口（１Ｈ）及び排気取入口（１Ｅ）は開放状態になり排気の多くは真直ぐ排気排出口（１Ｈ）から直上廃棄される。

無風状態で熱機関が高稼働の際は、動力吸引装置（６）全速稼働をさせ風圧板１（１Ａ）及び風圧板２（１ＡＡ）を負圧吸引して全開し、其々の連結棒（２Ａ）を介して風圧板１（１Ａ）は排気排出口（１Ｈ）に取付られる排気開閉板（１ＨＡ）を０度から最大９０度以上動かして排気排出口（１Ｈ）を密閉して塞ぐ。そして風圧板１（１Ａ）の面積を、整流板（２）を動作させる風圧板２（１ＡＡ）の面積よりも大きくして、排気排出口（１Ｈ）用の排気開閉板（１ＨＡ）の動作範囲を大きくする。そして各風圧板は各連結材（２Ａ）を一組として独立して設置する。風圧板１（１Ａ）は排気開閉板（１ＨＡ）と連動し、風圧板２（１ＡＡ）は整流板（２）と連動する。可逆電動機（３Ａ）を用いる場合は、風圧板１，２との連動を可ともするが、風圧板１，２を用いず、直接排気開閉板（１ＨＡ）及び整流板（２）を動作させることもできる。

熱機関や燃焼機器が遊転や低稼動の際は、前記００３３に記すセンサーのピトー管（３ＡＢ）は低圧の為作動せず、故に動力吸引装置（６）は動作しない。無風の場合、風圧板２（１ＡＡ）は重力で鉛直状に垂れ下がり、連結棒（２Ａ）を介して引張られる整流板（２）は鉛直状態になり、排気取入口（１Ｅ）は開放状態になる。排気の多くは排気排出口（１Ｈ）から排出されるも何割かは外気取入口（１Ｂ）及び外排気噴出口（１Ｃ）からも廃棄される。自然風を利用して外排気噴出口（１Ｃ）の後端に設けた風向板（１Ｇ）により、自然回転して、外気取入口（１Ｂ）を常に風上に向け、外気取入口（１Ｂ）の前端に取付けた風圧板２（１ＡＡ）により連結棒（２Ａ）を介して排気取入口（１Ｂ）に設置された整流板（２）を所定の角度を動作させ、排気取入口（１Ｅ）から浸入する排気を第１加速子（４Ａ）及び第２加速子（４Ｂ）によって加速された外気で排気を外排気噴出口（１Ｃ）からのみ廃棄する。整流板（２）は鉛直零度から〜７０度程度の範囲で動作させる。

無風状態で熱機関が中高速稼動状態になった時、自動か手動か何れかの方法で動力吸引装置（６）を動作させ、給気扇（６ＡＢ）及び連動する排気扇（６ＡＡ）を回転させる。向かい風で風圧板１（１Ａ）及び風圧板２（１ＡＡ）を動かし、其々の連結棒（２Ａ）を介して排気排出口（１Ｈ）を閉じ、排気取入口（１Ｅ）に設けられた鉛直状態にある整流板（２）を動作させて３０度から６０度程度の範囲の半閉状態にし、強制的に排気を可変機構（３）による負圧で吸引する。外気取入口（１Ｂ）から吸引される外気が取付板（５）に設けられた捻り（５Ａ）により発生する旋回流により排気と混合させて排気温度を下げ、外排気噴出口（１Ｃ）に設けられた排気扇（６ＡＡ）への悪影響を軽減する。この場合更に動力吸引装置（６）の回転数を上げ、風圧板１（１Ａ）を広動作させ連結棒（２Ａ）を介して排気排出口（１Ｈ）に設けられた排気開閉板（１ＨＡ）で排気排出口（１Ｈ）を塞ぐ。可逆電動機（３Ａ）を用いず風圧板のみを用いる場合は、風圧板１，２を同じ面積にせず風圧板１（１Ａ）を風圧板２（１ＡＡ）よりも風力有効面積を増し梃子の原理を用いる為、支点間距離に工夫を加えるのが望ましい。

図７を参照。第二の実施例の外筒（１）を、熱機関の垂直状排気管の終端部に丁字状に取付けた正面図である。図９は図７の上面図で、Ｂ−Ｂ断面を示す。外気取入口（１Ｂ）を左側にし、給気扇（６ＡＢ）の上流側に動力吸引装置（６）である電動機を装備し、軸（６Ｃ）で給気扇（６ＡＢ）と排気扇（６ＡＡ）とを、燃風圧板２（１ＡＡ）焼状態、自然風の状態に応じて回転させて強制的に排気を廃棄する。図７は風圧板１（１Ａ）による排気開閉板（１ＨＡ）及び風圧板２（１ＡＡ）による整流板（２）の機械的な制御とセンサーとしてのピトー管（３ＡＢ）を用いた電気的制御を別個の制御なれど併記した。図９を参照。同じピトー管（３ＡＢ）を用いて可変機構用可逆電動機（３ＡＡ）を介して左右対称にある可変機構（３）を制御する。又風圧板１，２を用いて機械的制御動作も可能にする。

図７、図９を参照。軸（６Ｃ）の構造は中空で、排気扇（６ＡＡ）の冷却を図る為、先端部から外気を吸込むべく開孔され、下流の後端部は密閉されて浸入する外気は中空の排気扇（６ＡＡ）に導かれ、軸（６Ｃ）に固定して取付けられた排気扇（６ＡＡ）には複数の任意の径の扇孔（６ＡＡＢ））が設けられ軸（６Ｃ）と一体になった排気扇（６ＡＡ）は動力吸引装置（６）により回転され、発生する遠心力により排気扇（６ＡＡ）に設けられた扇孔（６ＡＡＢ）より、軸（６Ｃ）から浸入した外気が放出され排気扇（６ＡＡ）の過熱を防ぐ。

外筒（１）内に設けられた取付板（５）は複数個を設けて外筒（１）内部の第一加速子（４Ａ）及び第二加速子（４Ｂ）を外筒（１）内壁に連結固定し、そして軸（６Ｃ）の受けも兼ね、排気の流れに対し並行して直交する所定の迎角を有するか又は後縁に所定の角度の捻り（５Ａ）を与えて外気及び排気の流れに旋回流を発生させる。

図６、図７、図９を参照。排気取入管（９）内の所定の位置に複数の排気冷却管（９Ａ）を設ける。排気冷却管（９Ａ）の形状は 両端が開口し、中空で、排気取入管（９）を独立して貫通し、一方の端部を外気の吸入口とし、反対側の端部を放出口として可変機構（３）か可変機構（３）と排気扇（６ＡＡ）との間に上向きに開口して接続し、断面を扁平か楕円にして表面積を大きくする。負圧を利用して熱交換した外気を放出させ、排気取入管（９）内を流れる排気を外気を利用して冷却し、排気温度を下げる。

第一の実施例では可変機構（３）及び動力吸引装置（６）の制御動作は所定の位置に設けた可逆電動機（３Ａ）やピトー管（３ＡＢ）、ソレノイド等々を用いて電気的に行うのと機械的に可変機構桿（２ＡＢ）により制御する方法とを記した。第二の実施例でも同様にする。

図２、図３、図５、図６、図７、図８、図９を参照。外筒（１）及び排気取入管（９）の内面の任意の位置に任意の大きさのハの字状の突起（７Ａ）を複数設け、この下流側に三角状か涙滴状突起（７Ｂ）の何れか一方の突起を複数設け、これを一組として、任意の組数を設ける。三角状か涙滴状突起（７Ｂ）は通称ボルテックスジェネレイターと言われ整流化する為航空機の主翼のフラップの上流に設けられている。

図２、図３、図４を参照。外排気噴出口（１Ｃ）は第一及び第二の実施例共に末広がりにすることを推奨する。図８参照、可変機構の動作について説明する。電気的制御、動作は図８及び図９を参照、可逆電動機を使用する。。機械的制御、動作は図１、図２、図３参照、可変機構桿（２ＡＢ）を使用する。

発明は船舶用、発電用、産業用、自動車用その他の汎用熱機関の排気促進装置に利用できる。

１ 外筒
１Ａ 風圧板１
１ＡＡ 風圧板２
１Ｂ 外気取入口
１Ｃ 外排気噴出口
１Ｅ 排気取入口
１Ｆ バイパス路
１ＦＡ バイパス鍔
１ＦＢ 重り
１Ｇ 風向板
１Ｈ 排気排出口
１ＨＡ 排気開閉板
１Ｉ 誘導路
２ 整流板
２Ａ 連結棒
２ＡＡＢ伸縮連結棒
２ＡＡ 可動接点
２ＡＢ 可変機構桿
２ＡＣ 可動支点
２ＡＤ 調整バネ
２ＡＥ 止め金
３ 可変機構
３Ａ 可逆電動機
３ＡＡ 可変機構用可逆電動機
３ＡＢ ピトー管
３ＡＢＣ制御装置
３ＡＣ 平歯車
３ＡＤ 移送歯車受架
３Ｂ 可動片
３Ｃ 可動板
３Ｄ 案内車輪
３Ｅ 排出孔
３Ｆ 擬き
４Ａ 第一加速子
４Ｂ 第二加速子
４Ｃ 吸引孔
４Ｄ 旋回用鍔
５ 取付板
５Ａ 捻り
５Ｂ 外気放出孔
６ 動力吸引装置
６ＡＡ 排気扇
６ＡＡＢ扇孔
６ＡＡＣシロッコ型ファン
６ＡＢ 給気扇
６Ｃ 軸（給気扇、排気扇を直結）
６ＣＡ 外気吸入孔
７ 鋸歯状突起
７Ａ ハの字状突起
７Ｂ 三角状又は涙滴状突起
８ 排気管回転受け
９ 排気取入管
９Ａ 排気冷却管
１０ 排気管

Claims (5)

1. 本願排気促進装置は排気を利用して排気の促進を図る装置であり外筒の構造は、筒状で両端が開口し、熱機関及び燃焼機器の燃焼状態に応じて、外筒内の所定の位置に排気や空気の流れに対して、断面積を自在に拡縮させて外筒内部の所定の位置の形状を変化させる可変機構であり、その構造は、外筒の内壁に複数の可動片が連結して設けられ、連結された複数の可動片が、排気や空気の流れに対して、熱機関や燃焼機器の運転状態に応じて外筒内の可変機構の長手方向の断面を凹状から凸状に滑らかに拡縮変化させることを特徴とする排気促進装置。
2. 外筒内の可変機構の上流の所定の位置に排気を加速する為の第一の加速子を備え、第一の加速子の形状は両端が開口した中空の喇叭状で、中央部付近が狭窄されており、複数の取付板によって外筒の内壁に固定されることを特徴する請求項１に記載の排気促進装置。
3. 前記第一の加速子の上流側に第二の加速子を設け、形状は両端が開口した中空の喇叭状で、中央部付近が狭窄されており、複数の取付板によって外筒の内壁に固定され、第一の加速子と同心線上に連設されることを特徴とする請求項２に記載の排気促進装置。
4. 前記第一の加速子及び第二の加速子の内側や外側には気体流や排気流に平行して所定の迎角か捻りを与えた複数の旋回用鍔を設けることを特徴する請求項３に記載の排気促進装置。
5. 外筒の一端に設けられた排気取入口付近にバイパス路を設け、排気管からの排気を分流させ、可変機構へ導くことを特徴とする請求項１に記載の排気促進装置。

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