JP2517779B2 - コアンダスパイラルフロ―ユニット - Google Patents

コアンダスパイラルフロ―ユニット

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、コアンダスパイラルフローユニットに関
するものである。さらに詳しくは、この発明は、物質の
搬送、乾燥、反応処理、ガス送気、あるいは混合や分離
等の操作において優れた作用効果を有する流通系ユニッ
トとして有用で、しかもその製造、保守等も簡便な新し
いコアンダスパイラルフローユニットに関するものであ
る。
(従来の技術とその課題) 従来より、この発明の発明者らによって、これまでの
乱流あるいは層流の概念とは全く異なり、ガスや粉粒
体、あるいは繊維やファイバー、ケーブル等の高速搬
送、それらの流通系反応等を可能とするスパイラルフロ
ーの生成とその利用について数多くの提案がなされてき
ている。
このスパイラルフローは、流体現象としてのコアンダ
効果を生かし、これまでのコアンダ効果の利用法では考
えられてもこなかった長距離のスパイラルフローという
特異現象を実用プロセスとして確立したものである。
すなわち、このコアンダスパイラルフローは、流体の
流れる軸方向流とその周囲との速度差、密度差が大き
く、スティーパーな速度分布を示し、たとえば乱れ度が
乱流の0.2に対して0.09と半分以下の値を示し、乱流と
は大きく異なる状態にあり、しかも、軸方向ベクトルと
半径方向ベクトルとの合成によって特有のスパイラル流
として形成されるものである。
このため、この発明は、スパイラルフローが管内流に
おいて、管軸に収れんする流れであることや、乱れ度が
小さく、被搬送物の管内壁との激しい衝突、接触を抑止
することが可能であることを利用し、プロセス技術とし
て確立したものである。
このようなコアンダスパイラルフローのプロセス技術
によって欠かせないものがその生成装置であり、これま
でのものは、たとえば第5図に示したものがその基本的
構造として採用されてきている。
この生成装置は、二つのユニット(ア)(イ)によっ
て構成されている。第1ユニット(ア)は、粉粒体等の
被搬送物を導入するための端部導入口(ウ)と、その反
対側の傾斜面(エ)もしくは直立面とを有し、また、第
2ユニット(イ)は、この傾斜面(エ)等に対向して隙
間を形成する内周端傾斜面(オ)を持ち、かつ、管路
(カ)に接触するより内径の小さい吐出口(キ)を有し
ている。
第2ユニット(イ)の外周には溝(ク)を形成し、こ
の溝(ク)を通気管(ケ)から供給する圧縮気体の分配
室としている。
このような第1ユニット(ア)と第2ユニット(イ)
とは、種々のバリエーションはあるものの、ねじ部
(コ)もしくはボルト締めによって結合し、ねじ部
(コ)の場合にはその調整によって、隙間の大きさを制
御するようにしている。
通気管(ケ)から供給した圧縮気体は、環状に形成さ
れた溝部(ク)を介して、たとえば第1ユニット傾斜面
(エ)と第2ユニット傾斜面(オ)との間の隙間から噴
出され、第1ユニットの漸縮小の内壁傾斜面(サ)に沿
って流れ、この流れに対して導入口(ウ)からの吸引気
体と合流して管路(カ)内にスパイラル流が形成され
る。
以上のコアンダスパイラルフロー生成装置は、ねじ部
(コ)による二つのユニットの結合と、また隙間の大き
さの調整を可能とする点において長所を有しているが、
しかしながら、実際には、この第5図からも明らかなよ
うに、この装置の加工製造はかなり難しく、しかも、圧
縮気体を用いることから、所定のスパイラルフローを実
現するためには、上記の隙間の制御は、それほど簡単で
はない。
実際この隙間の大きさは、0.01mmのオーダーで制御す
ることも必要であるため、この装置を、現場において随
時組立てて使用することはほとんど不可能であった。
このため、コアンダスパイラルフローのプロセス技術
を、随時、適宜な場所で、たとえば工場や工事現場で使
用するに際し、その場で組立てるだけで、高精度な隙間
調整ができ、しかも製造加工も容易なコアンダスパイラ
ルフロー生成のための新しい装置ユニットの実現が強く
望まれていた。
この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもの
であり、上記の課題を解決することのできる新しいコア
ンダスパイラルフローユニットを提供することを目的と
している。
(課題を解決するための手段) この発明は、上記の課題を解決するものとして、端部
導入口とともにその反対側の外周端に直立面もしくは傾
斜面を有する第1ユニットと、吐出口とその反対側に吐
出口内径より大きい内径で、第1ユニット外周端の直立
面もしくは傾斜面に対向して圧縮気体噴出のための環状
隙間を形成する内周端傾斜面とともに外周端部表面に圧
縮気体の分配環状溝とを有する第2ユニットと、圧縮気
体供給用の通気部とこの通気部から供給された圧縮気体
を前記分配環状溝に導通するための迂回導通路とを有
し、第1ユニット外周端の直立面もしくは傾斜面と第2
ユニット外周端部表面の分配環状溝とを覆い、その両端
部が第1ユニットおよび第2ユニットの端部フランジ部
に密着当接されて前記通気部に迂回導通路を介して連通
する通気分配室が前記分配環状溝によって形成される着
脱自在の外周筒ユニットからなることを特徴とするコア
ンダスパイラフローユニットを提供する。
添付した図面の第1図、第2図並びに第3図はこの発
明のコアンダスパイラルフローユニットの一実施例を示
したものである。
第1図(a)(b)(c)は、各々、その外観左側面
図、平面図および右側面図である。また、第2図は、第
1図(b)のA−A断面を、また第3図は、そのA′−
A′断面を示したものである。
まず、第1図に例示したように、この発明のユニット
においても、従来と同様に単一の組立装置として、端部
導入口(1)と、管路に接続する吐出口(2)、さらに
圧縮気体を供給するための通気部(3)を有している。
しかしながらこのユニットの場合には、第2図からも明
らかなように、第1ユニット(I)、第2ユニット(I
I)およびこの第1ユニット(I)と第2ユニット(I
I)とを部分的に覆って、両者を結合する外円筒ユニッ
ト(III)とから構成されている。
第1ユニット(I)は、前記端部導入口(1)ととも
にその反対側の外周端傾斜面(4)もしくは直立面を有
し、また、結合フランジ部(5)を有してもいる。第2
ユニット(II)は、前記吐出口(2)とともにその反対
側の、吐出口(2)の内径より大きい内径で、第1ユニ
ット(I)の外周端傾斜面(4)もしくは直立面に対向
して環状隙間(6)を形成する内周端傾斜面(7)を有
し、さらに、外周端部表面には、圧縮気体を環状隙間
(4)より噴出させるための圧縮気体の分配環状溝
(8)と結合フランジ部(9)をも有している。
この第1ユニット(I)および第2ユニット(II)の
特徴から明らかなように、両ユニットを結合するための
従来のねじ部(第5図(コ))やボルト締め部がないた
め、外周端傾斜面(4)もしくは直立面、あるいは内周
端傾斜面(7)や圧縮気体の分配環状溝(8)の形成加
工は極めて容易であり、その寸法や表面粗さの精度を著
しく向上させることができる。
そして、第1ユニット(I)と第2ユニット(II)と
を結合し、かつ、隙間(6)の大きさを高精度に所定の
ものとするための結合手段としての外周筒ユニット(II
I)は、その両端で、第1ユニット(I)のフランジ部
(5)および第2ユニット(II)フランジ部(9)にし
っかりと密着当接して結合し、第2ユニット(II)外周
端部表面の圧縮気体の分配環状溝(8)を覆って通気分
配室を形成し、この通気分配室に、前記通気部(3)か
ら圧縮気体を供給するようにしている。
第1ユニット(I)、第2ユニット(II)および外円
筒ユニット(III)の連結は、フランジ部のねじ止めに
よって簡便に行うことができ、この連結にともなって、
圧縮気体を噴出する隙間(6)の大きさは、所定のもの
となる。
もちろん、第5図に示した従来装置のように、ねじ部
(コ)の操作によってこの隙間(6)の大きさを調整で
きる構造とはなっていない。しかしながら、前記した通
り従来装置においてその調整は難しいことから、第1ユ
ニット(I)、第2ユニット(II)および外円筒ユニッ
ト(III)として、あらかじめ所定の隙間(6)を形成
するように設計製造された各種のものを用意すること
で、むしろ現場での随時の組立て使用が可能となり、そ
の利便性や、プロセスの精度、効率は大きく向上する。
さらにまた、この例においては、第1図(b)、およ
び第3図に示したように、外円筒ユニット(III)に
は、通気部(3)から分配環状溝(8)の通気分配室に
均一に圧縮気体を供給するための迂回導通路(10)を設
けてもいる。
従来は、第5図より明らかなように、通気管(ケ)か
らの圧縮気体を直接分配環状溝部(ク)に供給していた
ために、圧力均一化の点で問題があったが、この発明の
場合の迂回導通路(10)の配設によって、その欠点が完
全に解消される。
なお、この発明のコアンダスパイラルフローユニット
においても、従来と同様、コンプレッサーやガスボンベ
を使用して圧縮気体を、圧力2〜10kg/cm2程度で供給す
ることにより、高速での搬送が可能となる。たとえば、
光ファイバー等の管路内直線においても、数秒間〜数分
間で、25〜30mの通線が実現され、また、150m程度の通
線も可能となる。
金属、セラミック、ポリマー等の粉粒体の高速搬送、
それらの乾燥、反応、分級等も可能である。
(実施例) 具体的な例として、第1図〜第3図に例示した通りの
構成として、端部導入口(1)の内径33mm、吐出口
(2)内径21mm、外円筒ユニット(III)の内径38mm、
その長さ56mm、隙間(6)大きさ0.18mmのコアンダスパ
イラルフローユニットを製造した。
その製造は容易で、環状隙間(6)の精度も優れたも
のであった。
<使用例1> このユニットを用い、第4図に示したように、管路と
して、l1=5m、l2=5m、l3=5m、l4=10m、の総長25mの
管路(11)にポリエチレンロープを通線した。この時の
管路(11)としては、22mmCD管を用い、ポリエチレンロ
ープの径は3mmとした。
管路(11)は、電線管ジョイントボックス(12)にお
いてフレキシブルホース(13)と接続し、このフレキシ
ブルホース(13)を上記のコアンダスパイラルフローユ
ニット(14)に連結した。フレキシブルホース(13)の
長さは1.5mとした。
コアンダスパイラルフローユニット(14)には、エア
フィルター(15)、開閉弁(16)および圧力計(17)を
装着し、圧縮空気をコンプレッサーにより供給し、ポリ
エチレンロープを通線した。
圧縮空気6kg/cm2の圧力条件において、わずか数秒間
で25m長の管路(11)が通線された。通線は円滑に進行
した。なお、ユニット(14)における第2ユニットの内
壁面の傾斜角度は60℃とした。また、150kg/cm2のN2
スボンベを用いて同様に通線を行ったところ、同様に6k
g/cm2の圧力で、極めて円滑な通線が実現された。
さらにまた、管径22mmのコンジット管25m長に、同様
にして、2.8mmコネクター付光ファイバーケーブルを通
線した。ケーブルに損傷なく、約2分の時間で円滑、か
つ完全に通線された。
<使用例2> 上記と同様にこのユニットを用い、平均粒径2mmのシ
リカ粒の搬送を行った。圧縮空気3kg/cm2の圧力におい
て、30m長管路での円滑な搬送が実現され、これらシリ
カ粒の管内壁との衝突、摩擦はほとんど認められなかっ
た。
また、その水分比は、ワンパスで、当初の70%にまで
低減していた。
隙間(6)の大きさを0.24mmにした別のユニットを用
いたが、同様に搬送、乾燥は良好であった。
(発明の効果) この発明によって、加工製造が極めて容易で、コアン
ダスパイラルフローを左右する圧縮気体噴出の隙間の設
定が簡便に、かつ高精度に可能なコアンダスパイラルフ
ローユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)(c)は、各々、この発明のユニッ
トの実施例を示した左側面図、平面図、および右側面図
である。第2図および第3図は、各々、その断面を示し
た断面図である。 第4図は、この発明のユニットの使用例を示した構成模
式図である。 第5図は、従来例を示した断面図である。 1……端部導入口 2……吐出口 3……通気部 4……外周端傾斜面 5……フランジ部 6……環状隙間 7……内周端傾斜面 8……分配環状溝 9……フランジ部 10……迂回導通路 I……第1ユニット II……第2ユニット III……外周筒ユニット 11……管路 12……電線管ジョイントボックス 13……フレキシブルホース 14……コアンダスパイラルフローユニット 15……エアフィルター 16……開閉弁 17……圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−262339(JP,A) 特開 昭63−262338(JP,A) 特開 平2−291318(JP,A) 実開 昭55−167930(JP,U) 特公 昭59−4328(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】端部導入口とともにその反対側の外周端に
    直立面もしくは傾斜面を有する第1ユニットと、吐出口
    とその反対側に吐出口内径より大きい内径で、第1ユニ
    ット外周端の直立面もしくは傾斜面に対向して圧縮気体
    噴出のための環状隙間を形成する内周端傾斜面とともに
    その外周端部表面に圧縮気体の分配環状溝とを有する第
    2ユニットと、圧縮気体供給用の通気部とこの通気部か
    ら供給された圧縮気体を前記分配環状溝に導通するため
    の迂回導通路とを有し、第1ユニット外周端の直立面も
    しくは傾斜面と第2ユニット外周端部表面の分配環状溝
    とを覆い、その両端部が第1ユニットおよび第2ユニッ
    トの端部フランジ部に密着当接されて前記通気部に迂回
    導通路を介して連通する通気分配室が前記分配環状溝に
    よって形成される着脱自在の外周筒ユニットからなるこ
    とを特徴とするコアンダスパイラフローユニット。
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