JPH11241700A - Spiral flow generating device - Google Patents

Spiral flow generating device

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JPH11241700A
JPH11241700A JP4605198A JP4605198A JPH11241700A JP H11241700 A JPH11241700 A JP H11241700A JP 4605198 A JP4605198 A JP 4605198A JP 4605198 A JP4605198 A JP 4605198A JP H11241700 A JPH11241700 A JP H11241700A
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JP
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Patent type
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spiral flow
cylinder
annular slit
main cylinder
auxiliary cylinder
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Withdrawn
Application number
JP4605198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoyuki Horii
Kazuhiko Yagata
清之 堀井
和彦 屋ヶ田
Original Assignee
Kiyoyuki Horii
Sumitomo Bakelite Co Ltd
住友ベークライト株式会社
清之 堀井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a more stable spiral flow within a pipe line and to facilitate design and adjustment therefor.
SOLUTION: This device is a device generating a spiral flow in a pipe line in which the other end of a main cylinder 1 connected with the pipe line is connected with an auxiliary cylinder 2 with non-connection tip part opened to the outside or connected with a separate pipe line via a ring slit 3; a wall surface on the side of the main cylinder of the ring slit 3 is smoothly curved and transfers to an inner wall 11 of the main cylinder 1; a wall surface on the side of the auxiliary cylinder 2 of the ring slit 3 bends and transfers to an inner wall 21 of the auxiliary cylinder 2; the diameter of the inner wall 11 of the main cylinder 1 has a conical part which gradually reduces in a pipe line connecting direction; and a means supplying pressurized fluid is provided at the outside of the ring slit 3. In this case, an inner diameter of the ring slit 3 as Dc, flow velocity of fluid passing through the ring slit 3 as (u), an angle formed by a fluid jetting direction from the ring slit 3 and a revolving shaft as α and a kinematic viscosity of fluid as ν are defined, (Dc.u.sinα)/ν is defined as a ring slit Reynolds number and this value is defined as a range of 150,000 to 7,500,000.
COPYRIGHT: (C)1999,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、管路にスパイラルフローを生成させる装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION This application relates to apparatus for generating a spiral flow to the conduit.
さらに詳しくは、この出願の発明は、管路輸送や、乾燥、表面改質、混合、あるいは分散等の目的のために有用な、管路にスパイラルフローを生成させる装置に関するものである。 More specifically, the invention of this application, pipe transportation and, drying, surface modification, mixing, or dispersing such objects useful for the, to an apparatus for generating a spiral flow to the conduit.

【0002】 [0002]

【従来の技術】管路輸送が可能であって、被搬送物が飛散しないなどの利点から、圧縮流体を用いた管路輸送方式が様々な目的のもとに利用されてきている。 A possible Related Art conduit transportation, have been utilized to advantages such as objects to be conveyed is not scattered, based on the various purposes conduit transport method using a compressed fluid. だが、これら従来の圧縮流体による管路輸送の方式では、被搬送物が管壁と衝突または接触し、高粘着性の被搬送物の場合には管路が閉塞してしまい、また、高脆性の被搬送物の場合にはその被搬送物が破砕されてしまう等の欠点があったことから、この出願の発明者らは、このような欠点を解消すべく、これまでの流体輸送の方式とは本質的に異った、全く新しい技術を開発すべく検討してきた。 However, in the pipeline transportation method by these conventional compressed fluid, transported object collides or contacts with the tube wall, in the case of highly viscous transported object will be occluded conduit, also high brittleness of the fact that the objects to be conveyed is a drawback of such would be crushed if the transported object, the inventors of this application, in order to solve such a drawback, previous fluid transport system the essentially was different Tsu, it has been discussed in order to develop a completely new technology.
その結果として、発明者らは、例えば、特公平6−60 As a result, the inventors have, for example, Kokoku 6-60
640号公報「管路に螺旋流体を生成させる装置」や、 640 JP and "device to generate the helical fluid conduit"
特許登録第2506080号「固体粒子の輸送方法」等に記載されているように、環状のスリットとコアンダ効果が発生する曲面とを備えたコーン部により、特に旋回成分を与えなくても管路内にスパイラルフロー(螺旋気流)を生成させ、その螺旋気流域に固体粒子を供給することにより、固体粒子を管路壁に接触させることなく螺旋運動させながら管路中で輸送するという新しい輸送方法とそのための手段を提案した。 Patent registered No. "method for transporting solid particles" 2506080 Patent as described in such as the cone portion having a curved surface annular slit and the Coanda effect is produced, even duct without particular swirled components to thereby generate a spiral flow (spiral airflow), by supplying solid particles to the helical air basin, a new transportation method of transporting at conduit in while spirally move without contacting the solid particles to the conduit wall It has proposed a means for that.

【0003】この輸送方法の特徴としてのスパイラルフローは、極めて興味ある挙動を示すものであり、その応用分野についても、たとえば、特公平7−44769号公報「電線・ケーブルの貫通方法とその装置」、特公平8−11625号公報「短繊維集塊の解繊・搬送方法」、特公平8−20179号公報「粉粒体の乾燥方法とその装置」、特許登録第2048579号「コアンダスパイラルリアクター」、特開昭60−34269号公報「螺旋気流による吹付研削法」、特開昭60−515 [0003] Spiral flow as a feature of this transport process is indicative of the behavior with a very interesting, also its applications, for example, Kokoku 7-44769 discloses "penetrating method and apparatus for electric wires and cables" "defibration and transport method of short fiber clumps" KOKOKU 8-11625 and JP "drying method and apparatus of the granular material" KOKOKU 8-20179, JP Patent registration No. 2048579 "Coanda spiral reactor" , JP-A-60-34269 JP "spray grinding method using a spiral air flow", JP-A-60-515
28号公報「螺旋気流による混合ガスの分離方法」、特開昭60−51581号公報「粉粒塊の分離方法」、特開昭60−53792号公報「螺旋気流による熱の分離方法」、特開平5−185400号公報「ウオータージェットノズル」、特開平9−171899号公報「制御プラズマ生成装置」等に例示されているように、その工業的応用はきわめて広い分野にわたっており、今後、さらにその利活用が注目されて、適用範囲が拡大するものと期待される。 28 No. "method of separating a gas mixture by helical stream", "method of separating particulate mass" JP 60-51581 and JP Sho 60-53792 "Method of separating heat by spiral airflow", Japanese No. 5-185400 discloses "water jet nozzle", as illustrated in JP-a 9-171899 discloses "control plasma generating apparatus" and the like, the industrial applications is over a very wide field, future, further the interest use is noted, the application range is expected to expand.

【0004】また、このようなスパイラルフローを管路内に生成させるための装置についても、たとえば、特公平8−6720号公報「コアンダスパイラルフローの制御方法とその装置」や特公平6−60640号公報「管路に螺旋流体を生成させる装置」等において、生成装置各部の形状や寸法について、さらに、付属部品の必要性についても具体的に提案されている。 Further, the apparatus for generating such a spiral flow conduit also, for example, Kokoku 8-6720 JP "Coanda spiral flow of the control method and apparatus" or KOKOKU 6-60640 No. in publication "device to generate the helical fluid conduit", etc., the shape and dimensions of the generator each part, further, is also specifically proposed the need for accessory.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この出願の発明者らによるその後の検討において、スパイラルフローの生成とその応用にとってさらに改善が望まれる課題が明らかになってきた。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in a subsequent study by the inventors of this application, further issues improvements are desired for the production and application of spiral flow has emerged. それと言うのも、これまでにも、例えば各部の形状については、輸送固体粒子に対する管路径の比や、主筒と補助筒との接続部における環状細隙の幅(環状スリット幅)、コーン部径のしぼり率等についての目安は得ているものの、それらを規定するためのより一般的な指針やこの指針に基づく範囲の設定については必ずしも充分に探究されていないという状況にあったからである。 Also say that, until also this, the shape of each part, and the ratio of the pipe diameter to transport the solid particles, the main cylinder to the width (annular slit width) of the annular slit at the connecting portion of the auxiliary cylinder, cone although a guide is obtained for throttle rate and the like of the diameter, because there the situation for the range settings based on the more general guidelines and the guidelines for defining them is not always sufficient explored. このため、結果として、これらの値の設定に際しては経験に依拠せざるを得ない面があった。 Therefore, as a result, there is a reliance forced surface experience in setting these values.

【0006】たとえば環状細隙の幅とコーン部径のしぼり率は、スパイラルフローを安定的に生成させるためには非常に重要なファクターであるが、実際には、搬送する粒子径と管路比の変化や供給流量などが変わることにより、その安定度が低下し、安定化のための制御が必ずしも容易でないのが実情であった。 [0006] For example the width and iris ratio of the cone portion diameter of the annular slit is a very important factor in order to generate a spiral flow stably, in practice, the particle diameter and the pipe ratio for conveying by such changes and the supply flow rate is changed, the stability is decreased, the control for the stabilization is not always easy was circumstances. このため、場合によっては、スパイラルフロー生成のための装置の設計変更も余儀なくされていた。 Therefore, in some cases, design change of the apparatus for the spiral flow generated was also forced.

【0007】そこでこの出願の発明は、以上の通りの課題を解決するためになされたものであり、スパイラルフローを安定に生成させ、そのための設計、制御を容易にするための指針を確立し、スパイラルフロー生成装置の設計とその調節を容易とし、スパイラルフローの工学的応用をさらに拡大することのできる、新しい思想に基づくスパイラルフローの生成装置を提供することを目的とする。 [0007] Therefore, the inventors of this application has been made to solve the problems of street above, to stably generate a spiral flow to establish guidelines for the design for the control easier, and facilitate the design and its regulation of the spiral flow generating device, capable of enlarging further engineering applications of the spiral flow, and an object thereof is to provide an apparatus for generating spiral flow based on a new idea.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】この出願は、上記の課題を解決するために、第1の発明として、管路に接続する主筒のもう一方の端に、非接続端部が外部に対して開放もしくは別の管路に接続された補助筒が、環状細隙を介して接続され、環状細隙の主筒側の壁面は滑らかに湾曲して主筒の内壁に移行し、環状細隙の補助筒側の壁面は折れ曲って補助筒の内壁に移行し、主筒の内壁径が管路接続方向に漸縮小するコーン部を有するとともに環状細隙の外側に加圧流体を供給する手段を備えた管路にスパイラルフローを生成させる装置であって、前記環状細隙の内径をD c 、その環状細隙を通過する流体の流速をu、環状細隙からの流体噴出方向と旋回軸とのなす角をα、流体の動粘性係数をνとしたとき、(D c・u・s SUMMARY OF THE INVENTION This application in order to solve the above problems, a first invention, the other end of the main cylinder to be connected to the conduit, unconnected ends to the outside Te connected auxiliary cylinder to open or another conduit is connected via an annular slit, and proceeds to the inner wall of the wall of the main cylinder side of the annular slit is smoothly curved main cylinder, an annular slit wall surface of the auxiliary cylinder side is bent broken shifted to the inner wall of the auxiliary cylinder, and means for supplying pressurized fluid to the outside of the annular slit and having a cone portion inner wall diameter of the main cylinder is gradually reduced to conduit connection direction an apparatus for generating a spiral flow conduit having a inner diameter of D c of the annular slit, the flow rate of the fluid passing through the annular slit u, the fluid ejection direction from the annular slit pivot axis the angle between the alpha, when the dynamic viscosity of the fluid was ν, (D c · u · s
inα)/νが環状スリットレイノルズ数と定義され、 inα) / ν is defined an annular slit Reynolds number,
この値が150,000〜7,500,000の範囲とされることを特徴とするスパイラルフロー生成装置を提供する。 This value provides a spiral flow generating device characterized in that it is in the range of 150,000~7,500,000.

【0009】そしてこの出願は、前記第1の発明について、第2の発明として、コーン部の内径のしぼり率が0.55〜0.85とされているスパイラルフロー生成装置を、第3の発明として、管路の内径よりも小さいコーン小径部の内径から管路の内径まで5〜30度のテーパーで拡大した管路接続部が設けられているスパイラルフロー生成装置を、さらに、第4の発明として、主筒と補助筒との接続部における環状細隙の幅が任意に調節できる構造とされているスパイラルフロー生成装置を、より具体的には、たとえば、第5の発明として、厚さの異なるライナーを交換することにより環状細隙の幅が任意に調節できる構造とされているスパイラルフロー生成装置も提供する。 [0009] Then this application, for the first invention, the second invention, a spiral flow generating device aperture ratio of the inner diameter of the cone portion is a 0.55 to 0.85, the third invention as the spiral flow generating device conduit connection section being enlarged by the tapered 5-30 degrees to the inner diameter of the pipe from the inner diameter of the small cone diameter portion than the internal diameter of the conduit is provided, further, a fourth aspect of the present invention as the spiral flow generating device the width of the annular slit is arbitrarily adjustable structure at the connecting portion between the main cylinder and the auxiliary cylinder, more specifically, for example, as a fifth invention, the thickness of the width of the annular slit by exchanging different liner also provides a spiral flow generating device which is arbitrarily adjustable structure.

【0010】また、この出願は、第6の発明として、補助筒の外側から主筒の軸方向に向かって被搬送物が供給されるスパイラルフロー生成装置を、第7の発明として、具体的にはたとえば、被搬送物供給管が、補助筒内に挿入され、かつ、被搬送物供給管の先端位置が任意に調節される構造とされているスパイラルフロー生成装置を、さらに、第8の発明として、主筒と補助筒の環状細隙形成部とが着脱可能であるスパイラルフロー生成装置をも提供する。 [0010] This application is a sixth aspect of the invention, the spiral flow generating device carried object toward the axial direction of the main cylinder from the outside of the auxiliary cylinder is supplied, as a seventh invention, specifically for example, the transported object supply pipe is inserted into the auxiliary cylinder, and a spiral flow generating device is structured to end position of the transported object supply pipe is adjusted optionally further eighth aspect of the present invention as an annular slit forming section of the main cylinder and the auxiliary cylinder can also provide a spiral flow generating device is detachable.

【0011】以上のように、この出願では、前記のとおりの発明として、スパイラルフローを容易に安定的に生成させるための装置において、その環状細隙幅を設計、 [0011] As described above, in this application, as invention as described above, in an apparatus for easily and stably generate a spiral flow, design the annular slit width,
調整するための指針となる環状スリットレイノルズ数を導入し、その範囲とコーン部の内径しぼり率を明確とし、さらに、新たに付属管を主筒に接続した装置、および、環状細隙幅の設定構造を提供することに大きな特徴がある。 Introducing annular slit Reynolds number to guide for adjusting to clear the inner diameter aperture ratio in that range and the cone section, further apparatus connected a new accessory tube main cylinder, and the setting of the annular slit width it is a large technical feature in providing structure.

【0012】以上のとおりのこの出願の発明は、発明者らによる詳細な検討の結果、環状噴流の粘性を無視した場合、その運動量は、スパイラルフロー生成装置内で半径、旋回、軸方向の間で保存されること、より具体的には、生成装置内では、軸方向の運動量はほとんど変化せず、半径方向の運動量が減少し、旋回方向の運動量が増加していることを見出し、この知見をさらに深めることによって完成されている。 [0012] or more as the invention of this application, we detailed investigation result of, when ignoring the viscosity of annular jets, its momentum, radius within the spiral flow generating device, turning, during axial in conserved that, more specifically, within generator, momentum in the axial direction hardly changes, the momentum in the radial direction is reduced, it found that the momentum of the turning direction is increased, this finding It has been completed by further deepen.

【0013】より詳しく説明すると、まず、スパイラルフローの旋回成分は、半径方向の速度成分が、旋回方向の速度成分に変換されて生じていると考えられることから、スパイラルフローの安定性に関しては、初期の半径方向の速度成分が大きい方が旋回速度成分の大きなスパイラルフローが得られ、渦の持続が長い安定したスパイラルフローが得られるものと推察される。 [0013] To explain in more detail, first, swirling component of the spiral flow, the velocity component in the radial direction, it is considered to be occurring are converted into velocity components in the turning direction, with respect to the stability of the spiral flow, large spiral flow towards the initial radial velocity component is greater the swirl velocity component is obtained and assumed that duration of the vortex is obtained a long stable spiral flow.

【0014】一方、初期の半径速度成分は、すべて旋回速度成分に変換されるわけではなく、変換されずに残った半径方向成分は、中心軸で衝突し、流れに乱れを生じさせ、この乱れは、スパイラルフローを崩壊させる一因となるものと考えられる。 [0014] On the other hand, the initial radius velocity component, but is not converted to any component of turning velocity, the radial component remaining without being converted, collide with the central axis, causing turbulence in the flow, the turbulence It is believed to contribute to disrupt the spiral flow. してみると、安定なスパイラルフローを得る半径方向の初期運動量は、ある範囲を持つはずである。 When to try initial momentum in the radial direction to obtain a stable spiral flow should have a certain range.

【0015】そこでこの出願の発明者は、環状細隙を通過する際の流体の半径方向のレイノルズ数、すなわち、 Res=(D C・u・sinα)/ν ここにD C :環状細隙内径 u:環状細隙を通過する際の流体の平均流速 α:環状細隙の流体噴出方向と旋回軸とのなす角度 ν:流体の動粘性係数 で表現される環状スリットレイノルズ数(Res)なる無次元数を導入し、半径方向の運動量を代表させることにした。 [0015] Therefore, the inventors of this application, the Reynolds number of the radial fluid passing through the annular slit, i.e., Res = (D C · u · sinα) / ν Here D C: annular slit inner diameter u: mean flow velocity of the fluid passing through the annular slit alpha: angle between the fluid ejection direction of the annular slit pivot [nu: annular slit Reynolds number is represented by dynamic viscosity of the fluid (Res) becomes free introducing dimensionality was decided to represent the radial momentum.

【0016】その上で、環状細隙幅を決定するための因子として、環状スリットレイノルズ数(Res)をとり、スパイラルフローの安定性との関係を様々のスパイラルフロー生成装置において検証した。 [0016] On top of that, as a factor for determining the annular slit width takes annular slit Reynolds number (Res), was examined in the spiral flow generating device various relationships between the stability of the spiral flow. その結果、環状スリットレイノルズ数(Res)がある範囲の値、すなわち150,000〜7,500,000の値を取るときに、最も安定したスパイラルフローが得られることを見いだした。 As a result, a range of values ​​is annular slit Reynolds number (Res), that is, when taking a value of 150,000~7,500,000 found that most stable spiral flow is obtained.

【0017】またさらに、スパイラルフローの安定化のためには、旋回度は多少犠牲にはなるが、コーン部径のしぼり率も、0.55〜0.85とするのが好ましいことも見いだした。 [0017] Furthermore, in order to stabilize the spiral flow swirling degree somewhat become the victim, squeeze rate of the cone portion diameter was also also found that preferably a 0.55 to 0.85 . 環状スリットレイノルズ数(Res) Annular slit Reynolds number (Res)
の根拠となるデータは、たとえば、次の表1に示した通りである。 Data as the basis, for example, is as shown in the following Table 1. この表1は、各部の値が異なるA〜Uの21 Table 1 is the value of each unit is different A~U 21
種類のスパイラルフロー生成装置に関して、その操作条件、環状スリットレイノルズ数(Res)、およびスパイラルフローの安定性との関係を示している。 With respect to the type of spiral flow generating device, which shows the operating conditions, annular slit Reynolds number (Res), and the relationship between the stability of the spiral flow.

【0018】 [0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】この場合のスパイラルフロー生成装置の基本構成では、図1に例示したように、管路(9)に接続する主筒(1)のもう一方の端には環状細隙(環状スリット)(3)を介して補助筒(2)が接続されている。 [0019] The basic components of the spiral flow generating apparatus in the case, as illustrated in FIG. 1, an annular slit (annular slit) on the other end of the main cylinder to be connected to a conduit (9) (1) (3) via an auxiliary cylinder (2) is connected.
主筒(1)の内壁は管路(9)方向に次第に内径を縮小したコーン部を形成するようにしている。 The inner wall of the main cylinder (1) is so as to form a cone portion which gradually reduces the inner diameter of the conduit (9) direction. この基本構成において、補助筒(2)の一方は開放されており、環状細隙(環状スリット)(3)は、幅(W)を有し、流体、たとえば圧縮空気が管路方向に、噴出角度(α)で噴出されるようにしている。 In this basic configuration, one is open the auxiliary cylinder (2), an annular slit (annular slit) (3) has a width (W), the fluid, for example compressed air conduit direction, ejection It is to be ejected at an angle (alpha). この場合の噴出角度(α) Spouting angle of this case (α)
は、環状細隙(3)の直線部の延長線と生成装置中心線との交差角度を意味している。 Means a crossing angle between the extension line and the generator center line of the linear portion of the annular slit (3). その適当な範囲は7〜9 The appropriate range is 7-9
0°、より好ましくは15〜60°である。 0 °, and more preferably from 15 to 60 °.

【0020】表1における流体流量は単位時間(分)当り環状細隙(3)より噴出される流体の流量を示している。 The fluid flow in the Table 1 shows the flow rate of the fluid ejected from the unit time (minute) per cyclic slit (3). また、流速(u)は、流量/D C π・Wにより算出される。 Further, the flow velocity (u) is calculated by the flow rate / D C π · W. しぼり率は、主筒(1)のコーン部の最大内径(D L )と最小内径(D S )との比(D S /D L )として示されるものであるが、表1においては、このしぼり率は0.38〜0.667としてスパイラルフローの生成安定性を評価している。 The aperture rate, but are intended to be shown as the ratio of the maximum internal diameter of the cone portion (D L) and the minimum inner diameter (D S) of the main cylinder (1) (D S / D L), in Table 1, this squeezed rate is evaluating the product stability of spiral flow as from 0.38 to 0.667.

【0021】しぼり率との相関性もあるが、たとえば表1に示したように、スパイラルフローの安定性に関しては、バックフローの発生抑制、壁面からの排除効果、そして圧力損失の3要件を総合的に判断し、 3要件ともに満足 :優 2要件を満足 :良 圧力損失を除く1要件を満足 :可 どれも満足しない、もしくは圧力損失のみを満足 :不可 で評価した結果を得ることができる。 [0021] There is also correlated with the aperture ratio but, as shown in Table 1, with regard to the stability of the spiral flow, suppressing generation of backflow, eliminating the effect of the wall and comprehensive three requirements of the pressure loss, to determine, it satisfied all three requirements: satisfy Yu 2 requirements: satisfy one requirement, except for good pressure loss: yes none satisfied or satisfied only pressure loss: it is possible to obtain a result of evaluation in the impossible. このことは、環状スリットレイノルズ数(Res)の値が約390,00 This means that the value of the annular slit Reynolds number (Res) is about 390,00
0〜2,700,000で優、280,000〜78 Yu in 0~2,700,000, 280,000~78
0,000で良、160,000〜200,000と5,500,000で可、80,000以下と10,0 Good in the 0,000, accepted on 160,000~200,000 and 5,500,000, 80,000 or less and 10,0
00,000以上で不可という結果になる。 With the result that impossible at 00,000 or more. 従って、R Thus, R
esの値は、150,000〜7,500,000の範囲が有効であり、さらに好ましくは300,000〜 The value of es, it is effective range of 150,000~7,500,000, more preferably 300,000 to
3,000,000の範囲である。 It is in the range of 3,000,000.

【0022】以上のように環状スリットレイノルズ数(Res)を所要のものとするようにスパイラルフロー生成装置を設計し、またその作製において調節できるようにすることで、従来に比べてより安定したスパイラルフローを生成させることができることになる。 The annular slit Reynolds number as above the (Res) designed a spiral flow generating device to the required ones, also by making it possible to adjust in a manufacturing, more stable spiral as compared with the conventional so that it is possible to generate the flow.

【0023】 [0023]

【発明の実施の形態】この発明の実施形態の基本となるスパイラルフロー生成装置としては、図1に示したように、管路(9)に接続する主筒(1)のもう一方の端、 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The basic spiral flow generating device comprising embodiments of the present invention, as shown in FIG. 1, the other end of the main cylinder to be connected to a conduit (9) (1),
すなわち、図1では右端に環状細隙(環状スリット) That is, annular slit at the right end in FIG. 1 (annular slit)
(3)を介して補助筒(2)が接続され、環状細隙(3)の主筒(1)側の壁面(31)は滑らかに湾曲して主筒の内壁(11)に移行し、環状細隙(3)の補助筒(2)側の壁面(32)は折れ曲がって補助筒(2) (3) via an auxiliary cylinder (2) is connected, the wall (31) of the main cylinder (1) side of the annular slit (3) is a smooth transition to the inner wall of the curved main tube (11), annular slit (3) the auxiliary cylinder (2) side wall (32) bent auxiliary barrel (2)
の内壁(21)に移行するように形成され、主筒(1) It is formed so as to shift the inner wall (21), the main cylinder (1)
の内壁は次第に径をせばめてコーン状に形成されている構造を有したものを用いることができる。 The inner wall can be used which has a structure formed in a cone shape gradually narrowed diameter.

【0024】主筒(1)は、図1または図2に示すように環状細隙側から直ちにコーン状に形成されていてもよいし、図3または図4に示すように環状細隙側から円筒部分(12)を経てコーン状に形成されていてもよい。 The main cylinder (1) may be immediately formed into a cone shape from an annular slit side as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the annular slit side as shown in FIG. 3 or FIG. 4 it may be formed in a cone shape via a cylindrical portion (12).
いずれの場合であっても、前記式により表わされる環状スリットレイノルズ数(Res)が150,000〜 In any case, the annular slit Reynolds number represented by formula (Res) is 150,000
7,500,000、より好ましくは300,000〜 7,500,000, more preferably 300,000
3,000,000の範囲となるように、環状細隙を通過する流体の流速(u)と流体の動粘性係数(ν)との関係において、 D C :環状細隙の内径 そして、 W:環状細隙の幅 α:流体の噴出角度 を設計し、さらに好ましくは、これらを調節できるようにする。 To be in the range of 3,000,000, in relation to the flow velocity of the fluid passing through the annular slit (u) and dynamic viscosity of the fluid (ν), D C: inner diameter of the annular slit and, W: the width of the annular slit alpha: a jetting angle of fluid design, more preferably, to be able to adjust these.

【0025】また、コーン部のしぼり率(D S /D L [0025] In addition, aperture ratio of the cone portion (D S / D L)
を、0.55〜0.85の範囲となるようにする。 And to be in the range of 0.55 to 0.85. 環状細隙の補助筒側の壁面(32)については、図3に示すように補助筒(2)が外開きのコーン状となるようにしてもよい。 The wall (32) of the auxiliary cylinder side of the annular slit, the auxiliary cylinder (2) may be set to be outwardly opening cone shape as shown in FIG. また、環状細隙の補助筒側の壁面(32) Further, the wall surface of the auxiliary cylinder side of the annular slit (32)
は、図5に示すように補助筒(2)が外すぼみのコーン状となるようにしてもよい。 The auxiliary cylinder (2) may be set to be outside Subomi cone shape as shown in FIG.

【0026】環状細隙(3)の補助筒側の壁面(32) The wall surface of the auxiliary cylinder side of the annular slit (3) (32)
が折れ曲がって補助筒(2)の内壁(21)に移行する場合の環状細隙部分の拡大図は、図6から図9に示した通りである。 Enlarged view of an annular slit portions of migrating to the inner wall (21) of bent auxiliary cylinder (2) is as shown in FIGS. 6-9. 図6では、環状細隙の主筒側の壁面(3 In Figure 6, the wall surface of the main cylinder side of the annular slit (3
1)が滑らかに湾曲して主筒の内壁(11)に移行し終わった位置、すなわち主筒の内壁面に対応する位置で、 1) has finished transition on the inner wall (11) of the main cylinder smoothly curved position, i.e. at a position corresponding to the inner wall surface of the main cylinder,
環状細隙(3)の補助筒(2)側の壁面(32)が折れ曲がって補助筒(2)の内壁(21)に移行するように形成され、図7では、環状細隙の主筒側の壁面(31) Is formed so as to shift the inner wall (21) of the auxiliary cylinder of the annular slit (3) (2) side wall (32) and is bent auxiliary cylinder (2), 7, main cylinder side of the annular slit of the wall (31)
が滑らかに湾曲して主筒の内壁(11)に移行し始める位置、すなわち図のA点に対応する位置で、環状細隙(3)の補助筒(2)側の壁面(32)が折れ曲がって補助筒(2)の内壁(21)に移行するように形成され、図8では、環状細隙の主筒側の壁面(31)が滑らかに湾曲して主筒の内壁(11)に移行し始める位置より手前、すなわち図中のB点に対応する位置で、環状細隙(3)の補助筒(2)側の壁面(32)が折れ曲がって補助筒(2)の内壁(21)に移行するように形成されている場合を示している。 Position begins to migrate to the inner wall (11) of the main cylinder smoothly curved, i.e. at a position corresponding to the point A in FIG., The auxiliary cylinder of the annular slit (3) (2) wall surface of the side (32) is bent is formed so as to shift the inner wall (21) of the auxiliary cylinder (2) Te, 8, moves to the inner wall (11) of the main cylinder wall of the main cylinder side of the annular slit (31) is smoothly curved front of and start position, i.e., at a position corresponding to the point B in the drawing, the inner wall (21) of the auxiliary cylinder of the annular slit (3) (2) side wall (32) is bent auxiliary cylinder (2) It shows a case that is formed to migrate.

【0027】また環状細隙(3)は、図5〜7に示すように主筒(1)側に傾斜することなく、図9に示すように略垂直であってもよい。 Further annular slit (3), without tilting the main cylinder (1) side, as shown in FIGS. 5-7 may be generally perpendicular as shown in FIG. 以上のとおりのスパイラルフロー生成装置においては、安定したスパイラルフローを生成するためには、前記のとおり、主筒と補助筒との接続部における環状細隙(3)の幅に関する環状スリットレイノルズ数(Res)を導入し、その数が、150, In spiral flow generating device as described above, stable to generate a spiral flow, as described above, annular slit Reynolds number in the width of the annular slit (3) at the connection between the main cylinder and the auxiliary cylinder ( Res) was introduced, the number is 150,
000〜7,500,000となるように設計すればよく、さらに好ましくは、300,000〜3,000, May be designed such that the 000~7,500,000, more preferably, 300,000~3,000,
000とすればよい。 000 and it should be.

【0028】また、コーン部におけるしぼり率、すなわちコーン部の最小内径D Sと最大内径D Lとの比率は、 Further, rate squeezing the cone, i.e. the ratio of the minimum inner diameter D S and the maximum inner diameter D L of the cone portion,
0.55〜0.85とする。 And 0.55 to 0.85. すなわち断面積比では0. That 0 is the cross-sectional area ratio.
30〜0.72とすることができる。 It can be set to 30 to 0.72. そして、この発明においては、図10に示すように、コーン小径部の内径(D Then, in the present invention, as shown in FIG. 10, the inner diameter of the cone the small diameter portion (D S )は、接続する管路の内径(D P )より小径で、 S) is smaller in diameter than the inner diameter (D P) of the conduit to be connected,
かつ主筒の管路接続部(44)の内径が、コーン小径部の内径(D S )から管路(9)の内径(D P )まで5〜 And the inner diameter of the conduit connection section of the main cylinder (44) is, 5 from the inner diameter of the cone the small diameter portion (D S) to the inner diameter (D P) of the conduit (9)
30度のテーパーで拡大させることにより、一種のエゼクタ効果が得られ、接続する管路の圧力損失による背圧を低減することができる。 By expanding at 30 ° taper, it obtained one of the ejector effect, it is possible to reduce the back pressure due to pressure loss in the conduit to be connected.

【0029】またさらに、この発明においては、エネルギー消費を最小とし、非破壊搬送、均質混合などの諸目的を満たすような環状細隙の幅(W)を選択するためには、その幅(W)を任意に調節できる構造とすることが好ましい。 [0029] Furthermore, in the present invention, the energy consumption is minimized, in order to select the non-destructive transport, intimate mixing width of the annular slit that satisfies various purposes such as (W) has a width (W ) it is preferable that the arbitrarily adjustable structure. その具体的構造としては、たとえば図1、図3および図4に示すように、主筒(1)に直結する外筒(4)と補助筒(2)とを、ねじ構造(41)により調節する方法の他に、図10に示すように、主筒(1)と補助筒(2)との間に、ライナー(42)を挿入し、ネジ等で締め付けて固定する方法とすることもできる。 Modulating As a specific structure, for example as shown in FIGS. 1, 3 and 4, the outer tube (4) and the auxiliary cylinder is directly connected to the main cylinder (1) and (2), the screw structure (41) other methods of, as shown in FIG. 10, between the main cylinder (1) and the auxiliary cylinder (2), insert the liner (42) may be a method of fixing by tightening a screw or the like .

【0030】またこの発明においては、螺旋流に関与させる流体が空気である場合には、補助筒の外側、すなわち環状細隙と反対側は、図1、図3または図4に示すように大気に解放されていてよいが、液体やスラリーなどのその他の流体である場合には、図2に示すように底板(22)で閉鎖して、対象となる流体を二次流体導入管(5)から導入するようにすればよい。 [0030] In this invention, when the fluid to be involved in the spiral flow is air, outside of the auxiliary cylinder, i.e. the annular slit opposite the air as shown in FIG. 1, FIG. 3 or FIG. 4 may have been released, in the case of other fluids such as liquid or slurry is closed by the bottom plate (22) as shown in FIG. 2, the fluid of interest secondary fluid inlet pipe (5) it is sufficient to introduce from.

【0031】コーン部の形状は、たとえば、図1〜4に示したような切頭円錐状でもよいが、さらに滑らかな流線を与えるものならば一層好ましい。 The cone section shape, for example, may be a truncated cone shape as shown in FIGS. 1-4, more preferred if what gives a smoother flow lines. また、種々の目的に合わせて変更できるように、図10のようにコーン部と、補助筒の環状細隙を形成する部分(43)は、着脱可能としてもよい。 Also, as can be changed according to various purposes, and the cone portion as shown in FIG. 10, the portion forming the annular slit of the auxiliary cylinder (43) may be detachable. 環状細隙の外側に加圧流体を供給する手段については適宜の手段を採用できるが、たとえば図1〜4、および図10に示すように主筒(1)を囲むように、すなわち、主筒(1)に直結する外筒(4)の内壁と主筒1の外壁との間隙を利用して、加圧流体分配室(6)を設け、この加圧流体分配室(6)から環状細隙(3)の外側に連通口(61)により連通するようにすればよい。 As but for means for supplying outside pressurized fluid of the annular slit can be employed an appropriate means, for example, surrounding the main cylinder (1) as shown in FIGS. 1-4, and 10, i.e., the main cylinder by utilizing the gap between the inner wall and the main cylinder 1 of the outer wall of the outer cylinder (4) directly connected to (1), pressurized fluid distribution chamber (6) provided, annular fine from the pressurized fluid distribution chamber (6) may be in communication with the communication port (61) outside the gap (3). 分配室(6)に外部から加圧流体供給管(7)を通じて流体を送入すると、加圧流体は連通口(61)を通って環状細隙(3)の外側へ均等に供給されるようになる。 When fed a fluid from the outside into the distribution chamber (6) through the pressurized fluid supply pipe (7), pressurized fluid to be uniformly supplied through the communication port (61) to the outer annular slit (3) become.

【0032】あるいはまた、図5に示すように、中空ドーナッツ状に形成した加圧流体分配室(6)を直接環状細隙の外側に接触してもよい。 [0032] Alternatively, as shown in FIG. 5, a hollow donut shape forming the pressurized fluid distribution chamber (6) may be in direct contact with the outer annular slit. 固体粒子その他の被搬送物を管路搬送するためにこのスパイラルフロー生成装置を使用する場合、補助筒入口では外部の流体の吸い込み現象が起きているので、被搬送物が軽く細かい粉粒体などの場合は、それを補助筒入口付近に供給するだけで外部流体と共に吸い込まれ、管路方向に搬送される。 When using this spiral flow generating apparatus of solid particles and other objects to be conveyed to conduit conveying, the auxiliary cylinder inlet because the suction phenomenon of the external fluid is occurring, the conveyed object is light fine particulate material such as for the just supplies it to the auxiliary cylinder near the inlet is sucked along with the external fluid, it is conveyed to the conduit direction.

【0033】搬送量のコントロール、粉塵の防止等の観点からは、図2および図4に示すように、補助筒(2) The transport amount of control, from the viewpoint of prevention of dust, as shown in FIGS. 2 and 4, the auxiliary cylinder (2)
の外側から主筒(1)の軸方向に別の管路すなわち被搬送物供給管(8)を挿入し、この管を通じて被搬送物を供給するようにすることが有効でもある。 Of insert another conduit namely conveying object supply pipe (8) from the outside in the axial direction of the main cylinder (1), there is also effective to to supply the objects to be conveyed through the tube. この場合の供給管の先端部の位置は、種々の目的に応じて、任意に調節できる構造とすることが望ましい。 Position of the distal end portion of the supply pipe in this case, depending on various purposes, it is desirable to have a structure that can be adjusted arbitrarily.

【0034】また、被搬送物供給管(8)を通して固体粒子などを供給する手段としては、スクリューコンベヤー、振動フィーダー、圧縮空気による高密度輸送等の公知の手段を任意に用いることができる。 Further, as the means for supplying and solid particles through the transported object supply pipe (8), screw conveyor, vibrating feeder, it can be used any known means of high-density transport, etc. with compressed air. なお、この発明の装置においては、スパイラルフロー生成のための加圧流体は各種のものであってよく、気体、液体、あるいはその混相体の任意のものでよい。 Incidentally, in the apparatus of the invention, pressurized fluid for spiral flow generating may be of various types, gas may in any of the liquid, or a mixed phase thereof. また被搬送物についても、気体、液体、あるいは粉粒体や線状体の各種固体であってもよい。 Regarding also transferred object, the gas may be a variety of solid liquid or granular material and the linear body.

【0035】 [0035]

【実施例】15mの垂直立ち上がり部を含む3インチの管路に、前記の図10に示すスパイラルフロー生成装置を接続し、環状細隙の幅を環状スリットレイノルズ数が約1,000,000となるように設定した。 The conduit 3 inch including vertical rising part of EXAMPLES 15 m, connect the spiral flow generating apparatus shown in FIG. 10 described above, the width of the annular slit and the annular slit Reynolds number of about 1,000,000 It was set to be. 加圧流体供給口(7)より約1.5kg/cm 2の圧縮空気を送入した。 The compressed air pressurized fluid supply port (7) from about 1.5 kg / cm 2 was fed.

【0036】ホッパーへは約0.3kg/cm 2の弱い加圧をするだけで、フェノールレジン(真比重約1. [0036] The hopper only a weak pressure of about 0.3 kg / cm 2, phenol resin (a true specific gravity of about 1.
3)を被搬送物供給管へ供給でき、3t/hrのフェノールレジンを、破砕させずに送ることができた。 3) can supply to the transported object supply pipe, a phenol resin of 3t / hr, it was able to send without fracturing. この結果は、前記表1の「R」に相当するものでもある。 This result is also intended to correspond to the "R" in Table 1. 管路途中の検視管を観察したところ、フェノールレジンが旋回しながら上昇していくのが観測され、一般の低密度輸送と比較して輸送中の管壁への衝突によるものと思われるフェノールレジンの粉塵発生も少なかった。 Observation of the autopsy tube in the middle conduit, observed that phenol resin rises while swirling, phenol resins as compared to ordinary low density transport seems to be caused by the collision of the pipe wall during transport also was less of dust generation.

【0037】 [0037]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、この出願の発明により、管路内に安定なスパイラルフローを容易に生成することが可能となる。 As described above in detail, according to the present invention, the invention of this application, it is possible to easily form a stable spiral flow conduit. このため、各種輸送条件が異なっても、固体粒子を管壁に接触させずに輸送することができ、また、簡単な部品交換により、乾燥、表面改質、混合、および分散等の応用分野にも対応することができる。 Therefore, even when various transport conditions are different, it can be transported without contacting the solid particles to the tube wall, also by simple replacement of components, drying, surface modification, mixing, and applications such as dispersion it is possible to cope with.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】この発明の装置構造の一例を示した断面図である。 1 is a cross-sectional view showing an example of a device structure of the present invention.

【図2】図1に例示したタイプの装置に、粉粒体等を供給するための被搬送物供給管を設けた例を示した断面図である。 To the exemplified type of device in FIG. 1. FIG is a sectional view showing an example in which the transported object supply pipe for supplying the granular material or the like.

【図3】この発明の装置構造の他の一例を示した断面図である。 3 is a sectional view showing another example of the device structure of the present invention.

【図4】図3に例示したタイプの装置に、粉粒体等を供給するための被搬送物供給管を設けた例を示した断面図である。 The apparatus of the type illustrated in FIG. 3. FIG is a sectional view showing an example in which the transported object supply pipe for supplying the granular material or the like.

【図5】管路の途中におけるブースターとして使用するこの発明の装置を例示した断面図である。 [5] used as a booster in the middle of the line is a sectional view illustrating the apparatus of the present invention.

【図6】この発明の装置における環状細隙付近の構造を例示した部分拡大断面図である。 6 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating the structure around the annular slit in the apparatus of the present invention.

【図7】この発明の装置における環状細隙付近の別の構造を例示した部分拡大断面図である。 7 is a illustrated partially enlarged cross-sectional view of another structure in the vicinity of the annular slit in the apparatus of the present invention.

【図8】この発明の装置における環状細隙付近のさらに別の構造を例示した部分拡大断面図である。 8 is a further exemplified partially enlarged cross-sectional view of another structure in the vicinity of the annular slit in the apparatus of the present invention.

【図9】この発明の装置における環状細隙付近のまた別の構造を例示した部分拡大断面図である。 9 is a partial enlarged cross-sectional view illustrating yet another structure of the vicinity of the annular slit in the apparatus of the present invention.

【図10】この発明装置の構造のさらに他の例を示した断面図である。 10 is a cross-sectional view illustrating another example of the structure of the inventive device.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 主筒 2 補助筒 3 環状細隙 4 外筒 5 二次流体導入管 6 加圧流体分配室 7 加圧流体供給室 8 被搬送物供給管 9 管路 11 主筒の内壁 12 円筒部分 21 補助筒の内壁 22 底板 31 環状細隙の主筒側の壁面 32 環状細隙の補助筒側の壁面 41 ねじ構造 42 ライナー 43 補助筒のコーン部と環状細隙を形成する部分 D C環状細隙の内径 D Sコーン部の最小内径 D Lコーン部の最大内径 D P管路の内径 44 管路接続部 61 連通口 Inner wall 12 cylindrical portion 21 aid of one main tube 2 auxiliary cylinder 3 an annular slit 4 the outer tube 5 secondary fluid inlet pipe 6 pressurized fluid distribution chamber 7 pressurized fluid supply chamber 8 conveyed object supply pipe 9 pipe 11 main cylinder part D C annular slit to form a cone portion and an annular slit of the inner wall 22 the bottom plate 31 wall 41 threaded structure of the auxiliary cylinder side wall 32 an annular slit of the main cylinder of the annular slit 42 the liner 43 auxiliary cylinder of the cylinder the inner diameter D S cone portion minimum inner diameter D L maximum inner diameter D P pipe inner diameter 44 conduit connection section 61 communication port of the cone of the

Claims (8)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 管路に接続する主筒のもう一方の端に、 The other end of claim 1. A main cylinder to be connected to the conduit,
    非接続端部が外部に対して開放もしくは別の管路に接続された補助筒が、環状細隙を介して接続され、環状細隙の主筒側の壁面は滑らかに湾曲して主筒の内壁に移行し、環状細隙の補助筒側の壁面は折れ曲って補助筒の内壁に移行し、主筒の内壁径が管路接続方向に漸縮小するコーン部を有するとともに、環状細隙の外側に加圧流体を供給する手段を備えた管路にスパイラルフローを生成させる装置であって、環状細隙の内径をD c 、環状細隙を通過する流体の流速をu、環状細隙からの流体噴出方向と旋回軸とのなす角をα、流体の動粘性係数をνとしたとき、(D c・u・sinα)/νが環状スリットレイノルズ数と定義され、この値が150,000〜7, Auxiliary cylinder the non-connecting end portion is connected to the open or another conduit to the outside is connected via an annular slit, the main cylinder side of the annular slit wall of the main cylinder smoothly curved moves to the inner wall, the wall surface of the auxiliary cylinder side of the annular slit is bent broken shifted to the inner wall of the auxiliary cylinder, the inner wall diameter of the main barrel and having a cone portion which gradually reduced to conduit connection direction, of the annular slit an apparatus for generating a spiral flow conduit having means for supplying outside pressurized fluid, the inner diameter of the annular slit D c, the flow rate of the fluid passing through the annular slit u, from the annular slit the angle between the fluid ejection direction and the pivot axis alpha, when the dynamic viscosity of the fluid was [nu of, (D c · u · sinα ) / ν is defined an annular slit Reynolds number, the value is 150,000 to 7,
    500,000の範囲とされることを特徴とするスパイラルフロー生成装置。 Spiral flow generating apparatus characterized in that it is in the range of 500,000.
  2. 【請求項2】 コーン部の内径のしぼり率が0.55〜 2. A throttle ratio of the inner diameter of the cone portion is 0.55
    0.85とされている請求項1のスパイラルフロー生成装置。 0.85 and has been that spiral flow generating apparatus according to claim 1.
  3. 【請求項3】 主筒の管路への接続部には、管路の内径よりも小さいコーン小径部の内径から管路の内径まで5 Wherein the connection to the main cylinder in line, 5 from the inner diameter of the small cone diameter portion than the internal diameter of the pipe to the inside diameter of the pipe
    〜30度のテーパーで拡大した管路接続部が設けられている請求項1または2のスパイラルフロー生成装置。 According to claim 1 or 2 pipe connecting portion being enlarged by 30 ° taper is provided spiral flow generating device.
  4. 【請求項4】 主筒と補助筒との接続部における環状細隙の幅が任意に調節できる構造とされている請求項1ないし3のいずれかのスパイラルフロー生成装置。 Wherein the main cylinder and the auxiliary cylinder and one of the spiral flow generating device 3 claims 1 width of the annular slit is arbitrarily adjustable structure at the connecting portion.
  5. 【請求項5】 主筒と補助筒との接続部における環状細隙の幅が、厚さの異なるライナーを交換することにより任意に調節できる構造とされている請求項4のスパイラルフロー生成装置。 5. A main cylinder and the auxiliary cylinder and the width of the annular slit in the connecting portion, the spiral flow generating apparatus according to claim 4 which is a structure that can be adjusted arbitrarily by exchanging different liner thicknesses.
  6. 【請求項6】 補助筒の外側から主筒の軸方向に向かって被搬送物が供給される請求項1ないし5のいずれかのスパイラルフロー生成装置。 6. Any of the spiral flow generating apparatus of claims 1 to 5 carried object toward the axial direction of the main cylinder from the outside of the auxiliary cylinder is supplied.
  7. 【請求項7】 補助筒の外側から主筒の軸方向に向かって被搬送物を供給する被搬送物供給管が、補助筒内に挿入され、かつ、被搬送物供給管の先端位置が任意に調節できる構造とされている請求項6のスパイラルフロー生成装置。 7. auxiliary cylinder outwardly from the main cylinder conveyed object supply pipe for supplying a transported object toward the axial direction of the can, be inserted into the auxiliary cylinder, and the tip position of the transported object supply pipe optionally spiral flow generating apparatus according to claim 6 which is a adjustable structure.
  8. 【請求項8】 主筒と補助筒の環状細隙形成部とが着脱可能とされている請求項1ないし7のいずれかのスパイラルフロー生成装置。 8. main cylinder and either the spiral flow generating apparatus of claims 1 to 7 and the annular slit forming part of the auxiliary cylinder is detachable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011043166A (en) * 2008-09-23 2011-03-03 Dyson Technology Ltd Fan
CN104533846A (en) * 2014-12-16 2015-04-22 中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所 High pressure annular jet pump suitable for pumping pressure type supply system
CN104590893A (en) * 2015-01-16 2015-05-06 常州市永明机械制造有限公司 Edge wire sucking air flow adjusting device for film coating machine
WO2016088154A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 株式会社キョクトー Air intake and discharge tool

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