JPS63126546A - コアンダスパイラルフロ−の制御方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、コアンダスパイラルフローの制御方法とそ
の装置に関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、コアンダスパイラルフローの生成域でのバックフロ
ー（逆流）を抑制して高速スパイラル流を安定して生成
させることのできるコアンダスパイラルフローの制御方
法とそのための装置に関するものである。

（発明の背景） 層流および乱流の流体の運動概念とは異なり、しかも乱
流条件下にありながらも乱流とは相違するコアンダスパ
イラルフローとその応用が注目されている。

このコアンダスパイラルフローは、この発明の発明者に
よって提案されたものであり、すでにその物理現象の解
析とその産業技術としての利用の方策についていくつか
の提案もなされてきている。

このコアンダスパイラルフローは、ある条件下において
管方向の流体のベクトルに管半径方向のベクトルを加え
ると流体が旋回し、この旋回流に基づいて管内壁近傍に
動的境界層が形成され、流体はスパイラル（螺旋）を描
きつつ管路方向に進行するという現象を意味している。

このようなスパイラルフローにおいては、流体は高速で
進行し、しかも固体粒子が存在する場合にも粒子はスパ
イラルモーションによって移動し、動的境界層の存在に
よって、乱流の場合のように管内壁と衝突することもな
い。

このため、コアンダスパイラルフローは粉流体の輸送、
乾燥、化学反応等に応用されることが期待されている。

しかしながら、このコアンダスパイラルフローについて
は、依然として物理現象としての解明の余地が多く残さ
れていることもあって、必ずしも自在に利用することが
できる技術としては成熟していない、いくつかの問題が
存在してもいる。

その一つの問題は、加圧流体の送入よってコアンダスパ
イラルフローを生成させる生成域において、しばしばバ
ックフロー（逆流）が起きることである。このバックフ
ローは流体流の均一安定性を破壊するものとして是非と
も克履しなければならない問題である。しかしながら、
これまでは、そのための解決策が見出されていないのが
現状であった。また、スパイラルの度合、その状態をコ
ントロールすることも容易ではないのが現状であった。

（発明の目的） この発明は、以上のとおりの事情を踏まえてなされたも
のであり、コアンダスパイラルフローのバックフローを
抑制し、スパイラルの度合（湯度）の制御と安定した高
速コアンダスパイラルフローを可能とするための制御方
法とそのための装置を提供することを目的としている。

〈発明の開示） この発明の制御方向は、上記の目的を実現するために、
環状のスリットから加圧流体を送入し、該加圧流体の送
入によって生成させた負圧によって外部流体を吸引し、
該加圧流体と吸入流体とによってコアンダスパイラルフ
ローを生成させる方法において、加圧流体と吸入流体と
の合流域にバッファー空間を形成することを特徴として
いる。

このバッファー空間の形成によって、この発明は、バッ
クフローの防止と、スパイラルの度合（湯度）の制御を
可能としている。

添付した図面に沿ってさらに詳しくこの発明について説
明する。

第１図は、この発明の一例を示している。

この例の場合には、コアンダスパイラルフローの生成装
置（１）は、管路（２）に接続している円筒管〈３）か
らなっている。この円筒管（３）は、管路（２）との接
続面と反対の方向に次第にその径が大きくなっている。

また、加圧流体の送入用のスリット（４）を有しており
、このスリット（４）に加圧流体を供給するための導入
管（５）および分配室（６）とがこれに連通している。

スリット（４）と分配室（６）とは環状に形成されてい
る。

スリット（４）から管路（２）方向はその出口近傍に滑
らかに湾曲した曲面（７）が形成されている１反対の壁
面は直角または鋭角状に折り曲げられている。この折り
曲げ面（８）側には、流体の導入口（９）が設けられて
いる。

細隙（４）はその間隔が調整できるようになっている。

このコアンダスパイラルフロー生成装置（１）において
は、スリット（４）から送入された加圧流体は、湾曲面
（７）を流線（α）に沿って￥ｆ路（２）方向へ移動す
る。スリット（４）の近傍には大きな負圧域が生成し、
導入口（９）から、空気、固体粒子などの流体を吸引す
る。加圧流体流とこの吸入流体流とはベクトル合成され
て、高速のスパラル流（１０）生成する。

この場合、たとえば加圧流体の圧力は２〜１０ｉｃ、　
／　ｃＪ、円筒管の傾斜角（θ）は、ｔａｎθが１／４
〜１／８程度とすることができる。

この装置において、スパイラルフローを制御するために
、導入口（９）の外部から、コアンダスパイラルフロー
生成装置（１）の内部に導入口（９）を通じてバッファ
ー部材（１１）を挿入自在としている。スリット（４）
の近傍には圧気バッファー空間が形成される。この例の
バッファー部材（１１）は略円錐形をしている。必ずし
も厳密に円錐形状である必要はない。

このバッファー部材については、たとえば第２図に示し
たように先端部を切欠いて、流体のフィーダー（１２）
としての機能を持たせることもできる。微粉体などの場
合には、このようなフィーダーを用いて導入することが
効果的でもある。

また、第３図に示したように、他の形状のコアンダスパ
イラルフロー生成装置においても、円錐状のバッファー
部材（１３）がスパイラルフローの制御には効果的であ
る。

同じ装置および同じ加圧流体圧力の条件下においても、
バブファ一部材の挿入によって形成される空間の大きさ
、形状によってスパイラルの度合、たとえばピッチ長、
速度は大きく変化する。また、バックフロー抑制の効果
の程度もちがってくる。

これらについては、適宜に選択できることはいうまでも
ない。

たとえば、２ｋｇ／ａｌＩの圧気を０．８Ｎｊ！／分で
送入して生成させた管路出口の流速４０ｍ／秒のコアン
ダスパイラルフローについて、円錐状バッファー部材に
よって出口流速を２５ｍ／秒に抑制すると、スパイラル
のピッチは、２０ａ１１から７０１１に変化する。また
、バックフローは完全に抑制される。

バッファー部材の挿入によって、１００〜２００ｍ／秒
という高速スパイラルフローも可能な生成装置において
も、１／１０〜４１５程度にまでその流速をコントロー
ルすることが可能となる。

また、バックフローの生成も著しく抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一例を示した断面図である。 第２図は、バッファー部材の他の例を示した斜視図であ
る。 第３図は、この発明の他の例を示した断面図である。 図中の番号は次のものを示している。 １・・・コアンダスパイラルフロー生成装置、２・・・
管路、　３・・・円筒管、４・・・環状スリット、５・
・・導入管、６・・・分配室、７・・・湾曲面、８・・
・折り曲げ面、　　　　　９・・・導入口、１０・・・
スパイラル流、 １１．１２．１３・・・バッファー部材。 代理人　弁理士　　西　　澤　　利　　夫第　　１　　
図 ↓ 第２図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状のスリットから加圧流体を送入し、該加圧流
   体の送入によって生成させた負圧によって外部流体を吸
   入し、該加圧流体と吸入流体とによってコアンダスパイ
   ラルフローを生成させる方法において、加圧流体と吸入
   流体との合流域にバッファー空間を形成してスパイラル
   フローの制御を行うことを特徴とするコアンダスパイラ
   ルフローの制御方法。
2. （２）加圧流体および吸入流体が気体である特許請求の
   範囲第１項記載のコアンダスパイラルフローの制御方法
   。
3. （３）吸入流体が固体物質流を含む流体である特許請求
   の範囲第１項または第２項記載のコアンダスパイラルフ
   ローの制御方法。
4. （４）管路に接続した円筒管であってその端面の内壁面
   は滑らかに湾曲させ、該湾曲面に対向する直角または鋭
   角状に屈曲させた端面内壁を有する補助筒の該屈曲面と
   の間に環状のスリットを形成し、環状のスリットから管
   路接続方向、もしくは反対の補助筒の開口端方向の内壁
   面に流体に半径方向のベクトルを付与する傾斜を与えた
   コアンダスパイラルフロー生成装置において、環状スリ
   ットに囲まれた空間に補助筒開口端方向から円錐状のバ
   ッファー部材を挿入自在としたことを特徴とするコアン
   ダスパイラルフローの制御装置。
5. （５）バッファー部材の挿入位置を変更自在とした特許
   請求の範囲第４項記載のコアンダスパイラルフロー制御
   装置。
6. （６）円錐状のバッファー部材の先端部を開口させ、流
   体のフィーダーとした特許請求の範囲第４項または第５
   項記載のコアンダスパイラルフロー制御装置。