JP2008088820A - エジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エジェクタ本体内の固体粒子の堆積を防止することができ、且つ、エジェクタ本体の内壁の損傷を抑制することができるエジェクタ装置を提供する。
【解決手段】前記エジェクタ装置は、(1)気流／粒子混合室、(2)気流／粒子混合室内に担体気流を供給する担体気流供給手段、(3)粒子供給孔を介して、気流／粒子混合室内に固体粒子を供給する粒子供給手段、及び(4)形成された粒子混合気流を送出する混合気流送出手段を含み、更に、(5)気流／粒子混合室と担体気流供給手段との間に配置された隔壁部と、隔壁部に設けられた担体気流通過孔とからなり、担体気流通過孔を通過した担体気流を、気流／粒子混合室の筒状内壁面に沿って流れる層流として、気流／粒子混合室に送り込む層流形成手段を含み、気流／粒子混合室内を流れる前記層流が、粒子供給孔の対向する内壁面上の対応投影領域の全領域と接触して通過し、粒子供給孔の周縁とは接触せずに通過する。
【選択図】図１

Description

本発明は、担体気流に固体粒子を混合し、粒子混合気流として噴出するエジェクタ装置に関する。

固体粒子又は粉体を高速気流にのせ、粒子混合気流として噴出するエジェクタ装置が公知である。例えば、特許文献１には、各種機能性（例えば、脱臭、ガス除去、触媒、吸水、イオン交換、電磁波放射、イオン発生、抗菌、難燃、電磁波遮蔽、防音、又は撥水撥油）を有する固体粒子を担持する繊維又は繊維シートの製造方法の１つとして、このようなエジェクタ装置を使用して、加熱固体粒子を含有する気体を繊維又は繊維シートの表面に吹き付ける方法が開示されている。

特許文献１に記載のエジェクタ装置の一態様を、図１１に示す。ブロワ１１１で発生させた気流は、加熱管１１２に送られ、加熱管の中に付属する加熱手段１５０によって所定温度まで加熱される。加熱された担体気流Ａは、スロートで狭窄されて加速し、気流／粒子混合室１３０に送り込まれる。この気流／粒子混合室１３０には、ロート状の供給容器１２１と回転式の供給制御ロータ１２２と供給管１２３とからなる粒子供給手段が連絡されている。担体気流Ａによる吸引力によって、供給管からの固体粒子流Ｂが、気流／粒子混合室１３０の中を流れる加熱気流中に供給され、粒子混合気流Ｃ’が形成される。形成された粒子混合気流Ｃ’は、気流／粒子混合室に接続された輸送管を通ってノズル１４１に送られ、このノズルより噴出される。ノズルの先には、ロール１７０によって移動する繊維又は繊維シート１８０が配置されており、この繊維又は繊維シートの表面に、ノズルから混合気流として噴出された固体粒子が吹き付けられる。

特許文献１に記載の前記エジェクタ装置では、スロートの下流で乱流が発生するため、輸送管の内壁に対して固体粒子の衝突を生じ、前記内壁に損傷を与える欠点があった。また、スロートを設けているため、担体気流と固体粒子とが接触する気流／粒子混合室内に固体粒子が堆積する欠点もあった。

スロート下流で発生する乱流を抑制するために、特許文献２には、乱流防止用渦流装置を設けたエジェクタ装置が開示されている。
特許文献２に記載のエジェクタ装置の一態様を図１２に示す。特許文献２に記載のエジェクタ装置では、気流／粒子混合室であるエジェクタ本体２０１とその下流の輸送管２０５との間に、前記輸送管の内面に沿った空気渦流を生ずる乱流防止用渦流装置２０３が設けられている。空気管２０６からスロート２０２を通ってエジェクタ本体に送られた担体気流Ａは、エジェクタ本体の上部から重力落下する粉粒体の流れＢと混合され、乱流となって輸送管へ流れる。一方、２次空気インテーク２０４から供給される２次空気Ｄは、チャンバ入口管２０８へ流れ、そこからリング状に形成されたエアチャンバへ流れ込んだ空気がエアチャンバの内周上に設けた多孔ノズル２０７より接線方向に旋回して噴出され、高速空気になって渦流を形成し、その渦流は、エジェクタ本体から流れてくる乱流を中央にして、その外側を流れる。このように、乱流を中心にして高速の渦流が外側を流れるようにすることにより、粉粒体と空気との混合流は輸送管内をスムーズに通過することができる。

特許文献２に記載のエジェクタ装置では、スロート出口部で発生する乱流を、気流／粒子混合室の下流に設けた乱流防止用渦流装置から形成される空気渦流の渦流膜で覆い、輸送管内壁の流体摩擦を低減することにより、スムーズな流れを形成し、輸送管内壁の損傷を低減されることができる。
しかしながら、特許文献２に記載のエジェクタ装置では、気流／粒子混合室の下流に渦流発生装置を設けているため、気流／粒子混合室内の固体粒子の堆積については、全く解消されていない。

特開２００４−３０７０号公報 特開平８−１１００３２号公報

本発明の課題は、従来技術の前記の欠点を解消し、エジェクタ本体（特に、気流／粒子混合室）内の固体粒子の堆積を防止することができ、且つ、エジェクタ本体（特に、気流／粒子混合室の下流の輸送管）の内壁の損傷を抑制することができるエジェクタ装置を提供することにある。

前記課題は、本発明による、
（１）筒状内壁面を有し、担体気流と固体粒子とを混合して粒子混合気流を形成する気流／粒子混合室、
（２）前記気流／粒子混合室内に、その筒状内壁面の軸方向に流れる担体気流を供給する担体気流供給手段、
（３）前記気流／粒子混合室内に、その筒状内壁面に開口する粒子供給孔を介して、固体粒子を供給する粒子供給手段、及び
（４）形成された前記粒子混合気流を送出する混合気流送出手段
を含むエジェクタ装置であって、
（５）前記気流／粒子混合室と前記担体気流供給手段との間に配置された隔壁部と、前記隔壁部に設けられた担体気流通過孔とからなり、前記担体気流通過孔を通過した担体気流を、気流／粒子混合室の前記筒状内壁面に沿って流れる層流として、前記気流／粒子混合室に送り込む層流形成手段
を更に含み、
気流／粒子混合室内を流れる前記層流が、前記粒子供給孔の対向する内壁面上の対応投影領域の全領域と接触して通過し、前記粒子供給孔の周縁とは接触せずに通過する
ことを特徴とする、前記エジェクタ装置により解決することができる。

本発明のエジェクタ装置の好ましい態様によれば、前記担体気流通過孔の気流／粒子混合室側出口端部の端縁と、前記気流／粒子混合室の筒状内壁面との間に、段差がない。

本発明によれば、エジェクタ本体（特に、気流／粒子混合室）内の固体粒子の堆積を防止することができる。また、エジェクタ本体（特に、気流／粒子混合室の下流の輸送管）の内壁の損傷を抑制することができる。

以下、本発明のエジェクタ装置の代表的な実施態様について、添付図面に沿って説明する。
図１は、本発明のエジェクタ装置の一態様を模式的に示す断面図であり、主要な構成部分を除き、一部ハッチングを省略している。図２は、図１に示す態様のａ−ａ線断面図であり、図３は、図１に示す態様のｂ−ｂ線断面図である。また、図２に示すａ−ａ線断面図の内、スリット２２を含むスリットピース２の断面図を拡大して、図４に示す。
図１に示すエジェクタ装置１０の概要を説明すれば、ブロア（図示せず）から発生させ、所望により加熱可能な担体気流Ａを、通気管等を通過させ、エジェクタ本体１内の気流／粒子混合室１１に送り込むと同時に、粒子供給管４から固体粒子流Ｂを前記気流／粒子混合室１１に供給することにより、気流／粒子混合室１１内で粒子混合気流を形成させる。形成された粒子混合気流Ｃは、エジェクタ本体１内の輸送管１３を通過し、噴出口１４から装置外部に噴出される。担体気流供給手段、粒子供給手段、気流／粒子混合室、及び混合気流送出手段を含むエジェクタ装置自体は、周知の構成を任意好適に設計することができる。

図１に示すエジェクタ装置１０では、気流／粒子混合室１１は、円筒状の内壁面１２を有し、その横断面形状は円形である。また、前記内壁面の内径は、上流から下流まで変化はなく、一定である。なお、本明細書では、エジェクタ装置内を通過する気流の方向に基づいて、気流の供給側を上流側と称し、気流の排出側を下流側と称する。

図１に示すエジェクタ装置１０では、エジェクタ本体１の上流側に、隔壁２１とスリット２２とを有するスリットピース２が設けられている。前記スリットピース２は、固定部材３によりエジェクタ本体１の輸送管１３に嵌合固定されている。なお、固定部材３には、その内部を担体気流Ａが通過可能な経路が設けられているが、図１では省略している。スリットピース２のスリット２２を通過した担体気流Ａは、層流Ｅとして、エジェクタ本体１の内壁面１２に沿って気流／粒子混合室１１内に進入する。気流／粒子混合室１１内に進入した層流Ｅは、粒子供給孔４１と対向する内壁面１２に沿って進みながら、重力の作用、及び／又は、層流Ｅによる吸引作用によって生じた固体粒子流Ｂと合流し、粒子混合気流Ｃが形成される。

このように、図１に示すエジェクタ装置１０では、内壁面１２に沿った位置で気流／粒子混合室１１内を通過する層流Ｅと、固体粒子流Ｂとを接触させるため、気流／粒子混合室１１内に固体粒子が堆積することを効率的に防止することができる。また、形成された粒子混合気流Ｃも、噴出口１４を通過するまで、そのほとんどが、エジェクタ本体１の輸送管１３の内壁面に沿って流れることが期待され、粒子混合気流Ｃに含まれる固体粒子によるエジェクタ本体（特に輸送管）内壁面の損傷を抑制することができる。なお、気流／粒子混合室１１を構成する各構成成分は、固体粒子の衝突に伴う損傷を軽減する目的で、高い硬度を有する材質とすることが好ましく、固体粒子と接触する部分には、固体粒子の堆積をより効果的に防止する目的で、精密研磨やメッキ処理を施すことが好ましい。

図１に示すエジェクタ装置１０では、粒子供給手段である粒子供給管４を、気流／粒子混合室１１の上方に設けており、エジェクタ本体１の側壁上部に粒子供給孔４１を設けている。本発明のエジェクタ装置では、エジェクタ本体内を通過する気流により生じる吸引作用により、固体粒子を気流／粒子混合室内に供給することができるため、気流／粒子混合室内に固体粒子を供給することができる限り、粒子供給手段と気流／粒子混合室との位置関係（特には、エジェクタ本体の側壁に設ける粒子供給孔の位置）は、特に限定されるものではない。本発明のエジェクタ装置では、例えば、エジェクタ本体側壁の任意の位置、例えば、側壁上部、側壁下部、側壁側部、側壁の斜め下方部、側壁斜め上方部に粒子供給孔を設けることができる。なお、図１に示すエジェクタ装置１０では、粒子供給管４と気流／粒子混合室１１との為す角度（接続角度）が９０°の場合を例示している。この接続角度を鋭角とする（すなわち、粒子供給管４を上流側に傾ける）ことにより、スリットピース２から出てくる層流の粒子搬送効率を高めることができる。

図１に示すエジェクタ装置１０では、層流を発生させるための担体気流通過孔として機能するスリット２２が連続的形状である。本発明のエジェクタ装置では、粒子供給孔が設けられた側壁とは反対側の側壁の内壁面に沿った層流、すなわち、粒子供給孔の対向する内壁面上の対応投影領域の全領域と接触して通過する層流を気流／粒子混合室内に形成することができる担体気流通過孔である限り、例えば、その形状、全周に対して占める割合、幅、長さ、大きさ、面積、個数などの数値条件及び配置関係は、特に限定されるものではない。本明細書において「粒子供給孔の対向する内壁面上の対応投影領域」とは、粒子供給孔を、その対向する内壁面に投影した仮想領域を意味する。

本発明のエジェクタ装置において、前記担体気流通過孔となるスリット２２の形状としては、例えば、連続的形状（例えば、図４に示す等幅円弧状スリット）、断続的形状若しくはそれらの組合せ、又はそれらの結合若しくは組合せを挙げることができる。他の連続的形状としては、三日月形状（例えば、図５）、弦月形状（例えば、図６）を挙げることができる。前記断続的形状としては、例えば、円形［例えば、真円（例えば、図７）又は楕円］、大略矩形（例えば、図８）を挙げることができ、断続的形状の組合せとしては、例えば、円形と大略矩形との組合せを挙げることができる。また、連続的形状と断続的形状との結合又は組合せとしては、図９に示す担体気流通過孔（すなわち、等幅円弧形状と円形との結合）を挙げることができる。また、複数のスリットを同心円状に配置することもできる。例えば、図１０に示すとおり、端縁２２ａを有するスリット２２と、前記スリット２２から見て、固体粒子流Ｂの上流側に、独立したスリット２３とを設けた態様とすることもできる。

本発明のエジェクタ装置では、担体気流通過孔の外側端縁（例えば、図４〜図９における端縁２２ａ）と、気流／粒子混合室の筒状内壁面（例えば、図１における筒状内壁面１２）との間に、段差がない。すなわち、担体気流通過孔の外側端縁と、気流／粒子混合室の筒状内壁面とが連続面を形成している。なお、図１０のように、複数のスリットを同心円状に配置する場合、その最も外側に位置するスリットに関して、担体気流通過孔の外側端縁（例えば、図１０における端縁２２ａ）と、気流／粒子混合室の筒状内壁面とが連続面を形成する。

本発明のエジェクタ装置において、前記担体気流通過孔が等幅円弧状スリット（例えば、図４）である場合、そのスリット幅は、気流／粒子混合手段内に層流を形成することができる限り、特に限定されるものではなく、例えば、エジェクタ本体の形状及びサイズ、使用する固体粒子の種類及び粒子径、固体粒子の供給量及び濃度、担体気流の流量及び気流速度などに応じて、適宜決定することができる。例えば、気流／粒子混合室の内壁の横断面形状が円形である場合、等幅円弧状スリットのスリット断面積は、通常、気流／粒子混合室の横断面積の１／６〜１／５０であり、好ましくは１／１０〜１／３０である。

本発明のエジェクタ装置において、前記スリットが円形（例えば、図７）である場合、そのスリット径（直径）及び間隔は、気流／粒子混合室内に層流を形成することができる限り、特に限定されるものではなく、例えば、エジェクタ本体の形状及びサイズ、使用する固体粒子の種類及び粒子径、固体粒子の供給量及び濃度、担体気流の流量及び気流速度などに応じて、適宜決定することができる。例えば、気流／粒子混合室の内壁の横断面形状が円形である場合、前記スリット径は、通常、前記内壁半径の１／５〜１／２０であり、好ましくは１／６〜１／１５である。また、円形スリット間の間隔は、通常、前記スリット径の２倍以下であり、好ましくは１／２倍以下である。

本発明のエジェクタ装置において、前記スリットが等幅円弧形状と円形との結合（例えば、図９）である場合、気流／粒子混合室内での固体粒子の堆積をより効果的に防止することができる。等幅円弧形状と円形との結合からなるスリットにおける等幅円弧状スリット部分及び円形スリット部分の各サイズについては、等幅円弧状スリット及び円形スリットに関する先述の記載がそのまま当てはまる。

本発明のエジェクタ装置において、気流／粒子混合室の内壁面の横断面形状が円形である場合、全周に対して前記担体気流通過孔（例えば、スリット）が占める割合は、粒子供給孔から供給される固体粒子の大部分（好ましくは全部）と接触可能な層流を形成することができる限り、特に限定されるものではなく、例えば、粒子供給孔の形状若しくは大きさ、又はスリット形状などに応じて、適宜決定することができる。
例えば、図１に示すエジェクタ装置では、粒子供給孔４１の形状は円形である。粒子供給孔の開孔部４２の周長が、気流／粒子混合室の全周に対して、約１／３〜１／１０である場合（例えば、図３）、全周に対してスリットが占める割合は、スリットが連続的形状又は断続的形状のいずれかであるかを問わず、通常、１／３〜９／１０であり、１／２（すなわち、半周分）〜９／１０であることが好ましい。

本発明のエジェクタ装置において、粒子供給手段は、固体粒子を供給することができる限り、特に限定されるものではなく、使用可能な固体粒子の種類及びサイズも特に限定されるものではない。前記固体粒子としては、例えば、種々の機能粒子、例えば、脱臭、ガス除去、触媒、吸水、イオン交換、電磁波放射、イオン発生、抗菌、難燃、電磁波遮蔽、防音、又は撥水撥油などの機能を有する粒子などを挙げることができる。また、本発明のエジェクタ装置で使用可能な固体粒子の粒径は、固体粒子を吹き付ける繊維シートの繊維径に応じて、任意の粒径とすることができるが、通常、０．００５μｍ〜１ｍｍであり、好ましくは０．０５μｍ〜１００μｍである。

本発明のエジェクタ装置において、気流／粒子混合室は、筒状内壁面を有し、担体気流と固体粒子とを混合して粒子混合気流を形成する限り、特に限定されるものではない。本発明のエジェクタ装置においては、気流／粒子混合室の内壁面の形状としては、例えば、横断面形状が円形（例えば、真円又は楕円）の円筒形状、あるいは、横断面形状が多角形の筒状形状を挙げることができ、気流／粒子混合室内での固体粒子の堆積防止の観点から、円筒形状であることが好ましい。
更に、図１においては、スリット２２の開孔形態を、エジェクタ本体１の内壁面１２の延在方向と一致するように、隔壁２１と直角方向に設けた場合を例示した。しかしながら、層流Ｅを形成することができれば、内壁面との間に所定の角度を設けることもできる。

本発明のエジェクタ装置において、混合気流送出手段は、気流／粒子混合室で形成された粒子混合気流を送出することができる限り、特に限定されるものではない。例えば、図１に示すエジェクタ装置では、主に、輸送管１３及び噴出口１４が混合気流送出手段として機能している。前記輸送管の内壁面の形状としては、例えば、気流／粒子混合室の内壁面と同じ形状、例えば、横断面形状が円形（例えば、真円又は楕円）の円筒形状、あるいは、横断面形状が多角形の筒状形状を挙げることができる。輸送管内での固体粒子の堆積防止の観点から、円筒形状であることが好ましい。また、前記輸送管の内径は、一定であることもできるし、連続的又は断続的に変化することもできる。粒子混合気流に含まれる固体粒子による輸送管内壁面の損傷の抑制の面から、輸送管の内径は一定であることが好ましい。

本発明のエジェクタ装置において、層流形成手段は、気流／粒子混合室と担体気流供給手段との間に配置された隔壁部と、前記隔壁部に設けられた担体気流通過孔とからなる。例えば、図１に示すエジェクタ装置では、スリットピース２の隔壁２１及びスリット２２が、それぞれ、隔壁部及び担体気流通過孔として機能している。本発明のエジェクタ装置では、エジェクタ本体１にスリットピース２が嵌め込まれた図１に示す態様に加え、例えば、通気管と気流／粒子混合室との間に、スリットを有するプレートを設ける態様、あるいは、エジェクタ本体の一部とスリットピースとを一体化して成形する態様などを挙げることができる。

本発明のエジェクタ装置は、粒子混合気流の形成の用途に適用することができる。

図１は、本発明のエジェクタ装置の一態様を模式的に示す断面図である。 図２は、主に層流形成手段（特に担体気流通過孔）の形状を模式的に示す、図１に示す態様のａ−ａ線断面図である。 図３は、図１に示す態様のｂ−ｂ線断面図である。 図４は、図２に示すａ−ａ線断面図の部分拡大断面図である。 図５は、本発明のエジェクタ装置に用いることのできる、別の層流形成手段（特に担体気流通過孔）の形状を模式的に示す断面図である。 図６は、本発明のエジェクタ装置に用いることのできる、更に別の層流形成手段（特に担体気流通過孔）の形状を模式的に示す断面図である。 図７は、本発明のエジェクタ装置に用いることのできる、更に別の層流形成手段（特に担体気流通過孔）の形状を模式的に示す断面図である。 図８は、本発明のエジェクタ装置に用いることのできる、更に別の層流形成手段（特に担体気流通過孔）の形状を模式的に示す断面図である。 図９は、本発明のエジェクタ装置に用いることのできる、更に別の層流形成手段（特に担体気流通過孔）の形状を模式的に示す断面図である。 図１０は、本発明のエジェクタ装置に用いることのできる、更に別の層流形成手段（特に担体気流通過孔）の形状を模式的に示す断面図である。 図１１は、公知のエジェクタ装置の一態様を模式的に示す概略図である。 図１２は、公知のエジェクタ装置の一態様を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１・・・エジェクタ本体；２・・・スリットピース；３・・・固定部材；
４・・・粒子供給管；１０・・・エジェクタ装置；１１・・・気流／粒子混合室；
２１・・・隔壁；２２・・・スリット。

Claims (2)

1. （１）筒状内壁面を有し、担体気流と固体粒子とを混合して粒子混合気流を形成する気流／粒子混合室、
   （２）前記気流／粒子混合室内に、その筒状内壁面の軸方向に流れる担体気流を供給する担体気流供給手段、
   （３）前記気流／粒子混合室内に、その筒状内壁面に開口する粒子供給孔を介して、固体粒子を供給する粒子供給手段、及び
   （４）形成された前記粒子混合気流を送出する混合気流送出手段
   を含むエジェクタ装置であって、
   （５）前記気流／粒子混合室と前記担体気流供給手段との間に配置された隔壁部と、前記隔壁部に設けられた担体気流通過孔とからなり、前記担体気流通過孔を通過した担体気流を、気流／粒子混合室の前記筒状内壁面に沿って流れる層流として、前記気流／粒子混合室に送り込む層流形成手段
   を更に含み、
   気流／粒子混合室内を流れる前記層流が、前記粒子供給孔の対向する内壁面上の対応投影領域の全領域と接触して通過し、前記粒子供給孔の周縁とは接触せずに通過する
   ことを特徴とする、前記エジェクタ装置。
2. 前記担体気流通過孔の気流／粒子混合室側出口端部の端縁と、前記気流／粒子混合室の筒状内壁面との間に、段差がない、請求項１に記載のエジェクタ装置。

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