JPS63154522A

JPS63154522A - コアンダスパイラルフロ−生成装置

Info

Publication number: JPS63154522A
Application number: JP29632386A
Authority: JP
Inventors: Kiyoyuki Horii; 清之堀井
Original assignee: Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1988-06-27
Also published as: JPH0512247B2

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生成装置に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、粉粒体の
輸送、乾燥、分級、繊維状物の輸送、開繊、さらにはカ
ス流体の輸送等に有用なコアンダスパイラルフローを、
安定に、かつバックフローを抑制しつつ生成することの
できる改良されたコアンダスパイラルフロー生成装置に
関するものである。

（背景技術）流体運動に関して、この発明の発明者は、従来の層流／
乱流の概念とは異なり、レイノルズ数等の条件からは乱
流域にありながらも、乱流とは全く異なる物理現象を示
すものとして、また、さらに、その物理現象の産業利用
について、コアンタスパイラルフローとその利用方法を
提案してきたこのスパイラルフローについては、管方向
の流体のベクトルに管半径方向のべりトルを加えると流
体が旋回し、この旋回流に基づいて管内壁近傍に動的境
界層か形成され、流体はスパイラル（螺旋）を措きつつ
管路方向に高速て進行する。このスパイラルフローにお
いては、流体は高速で進行し、しかも動的境界層の存在
によって固体粒子が存在しても乱流の場合のように管内
壁と衝突することはない。このため、流体のスパイラル
モーションの過程においては、流体はその状態が均一に
保持され、内壁との衝突、接触による局所的変質もない
。

このようにコアンダスパイラルフローは優れた特長を有
するもので、流体の輸送、乾燥、分級、化学反応などに
広く利用されるものである。　しかしなから、このコア
ンダスパイラルフローは、その生成域において、流体の
バックフロー（逆流）が生起したり、コアンタスパイラ
ルモーションが破壊するなどの不安定な状態になること
がしばしば認められる。このため、コアンダスパイラル
フローの有する優れた特長を生かしつつ、なおかつ、そ
の特長を安定して維持するための方策が必要とされてい
た。

（発明の目的）この発明は、以上のとおりの事情を鑑みてなされたもの
であり、既に実用化段階にあるコアンダスパイラルフロ
ーに関して、バックフローの生成やスパイラルモーショ
ンの破壊を抑制して、安定しなコアンダスパイラルフロ
ーを実現するための改善された方法、特に、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）この発明のコアンダスパイラルフロー生成装置は、上記
の目的を実現するなめに、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折り曲げた端面内壁を有す
る補助筒の該折り曲げ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）
・ル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、補助筒の開口端面の断面積を調節自在
とし、かつ該生成装置の開口端面に補助コアンタフロー
生成装置を設けたことを特徴としている。

添付した図面に沿ってさらに詳しくこの発明のスパイラ
ルフロー生成装置について説明する。

第１図はこの発明の装置の一例を示したものである。こ
の例においては、コアンダスパイラルフロー生成装置は
、主コアンダスパイラルフロー生成装置（１）と補助コ
アンダフロー生成装置（２）とからなっている。主コア
ンダスパイラルフロー生成装ｗ（１）は、管路（３）に
接続した円筒管（４）と補助筒（５）、および円筒管の
滑らかな湾曲面（６）とこれに対向する補助筒（５）の
直角または鋭角状の折り曲げ端面（７）との間に形成し
た環状スリット（８）、さらに補助筒（５）の開口端面
（９）とによって構成している。この装Ｗ（１）の環状
のスリット（８）からは、管路（３）にスパイラルフロ
ー（１０）を生成させるために加圧流体、たとえば空気
または不活性ガス、反応性ガスなどの気体、もしくは液
体の均一送入を可能とするための分配室（１１）を介し
て、供給管（１２）より加圧流体を供給する。また、こ
のスリット（８）の間隔は、所望の流速、コアンダスパ
イラルフローの状態に応じて調節できるようにしている
。この間隔は固定しておいてもよい。

補助筒（５）の開口端面（９）は、その断面積か調整で
きるように、調節片（１３）のしぼりと、補助コアンダ
フロー装置（２）の開口端面（９）への挿入の深さによ
って断面積を調節することができる。この断面積を調節
することは、外部流体の吸入・導入の制御のために必要
である。

なお、円筒管（４）は、角度θの傾斜を有している。

補助コアンダフロー装置（２）も、主コアンダスパイラ
ルフロー生成装置（１）とほぼ同様の構造を有している
。環状のスリット（１４）からは加圧流体を挿入する。

この補助コアンタフロー装置は、主コアンダスパイラル
フロー生成装置（１）の開口端面（９）に挿入自在とし
ている。

このような構造のコアンダスパイラルフロー生成装置で
は、環状のスリット（８）から加圧流体を挿入すると、
このスリット（８）の出口では加圧流体はコアンダ効果
によって矢印（α）の流線を措いて移動し、管内壁近傍
に動的境界層を形成−６＝する。また、スリット（８）の反対の側には大きな負圧
域が生じ、開口端面（９）からの流体の流入を促進する
。加圧流体の運動ベクトルと開口端面（９）からの流体
の運動ベクトルとは合成されてスパイラルモーション（
１０）を生成する。開口端面（９）から粉粒体を導入す
る場合には、この粉粒体はスパイラルモーション（１０
）によって管路（３）を搬送される。

補助コアンタフロー装置（２）によって、あらかじめコ
アンダ流が流入されることから、また、この装置（２）
の挿入によって主コアンダスパイラルフロー生成装置（
１）のスリット部（８）の出口近傍にはバッファー空間
が形成されることから、補助コアンタフロー装置（２）
が存在しない場合に比べて、管路（３）のコアンダスパ
イラルモーション（１０）は安定化し、バックフロー現
象も抑制される。

この第１図の装置においては、加圧流体の圧力は、２〜
１０ｋｇ／ｃＪ、傾斜角θはｔａｎθが１／４〜１／８
程度とすることができる。また補助コアンダフロー装置
についても、はぼ同様の範囲から条件を選択することが
できる。コアンダスパイラルフローの流速は、所望の範
囲に制御することができるが、１００〜２００ｍ／秒の
高速度まで実現可能である。また、開口端面（９）の断
面積、すなわち、外部流体の流入断面積は、コアンダス
パイラルフローに対応して適宜に調節することができる
。

第２図は、この発明の別の例を示したものである。この
第２図の例の場合には、補助コアンダフロー装Ｗ　（１
６）は、主コアンダスパイラルフロー生成装Ｔｔ　（１
５）とは断面形状が相似していない。第１図の例のよう
な、管路に向けての傾斜部を有していない。

第３図に示した、他の例の場合にも、補助コアンダフロ
ー装Ｗ　（１７）にはこの傾斜部はない。

第４図に示したさらに別の例の場合には、補助コアンタ
フロー装置（１９）には、傾斜部（２０）が存在するが
、主コアタスパイラルフロー生成装Ｗ　（１８）は、第
１図から３図まてに示したものとは、環状スリットの位
置が相違している。加圧流体は角度（β）をもって挿入
されるようにしている。

たとえば、第１図に示した装置を用い、圧力２ｋｇ／ｃ
Ｊ、流量０．９ＮＩＪ／分で空気をスリット（８）（１
４）から送入すると、２０ｍの管路出口では、流速７５
ｍ／秒のスパイラルフローが得られる。補助コアンダフ
ロー装置（２）の挿入位置を変えることにより流速は３
０〜９５ｍ／秒まで、安定して変化させることができる
。スパイラルのピッチは５ｍ〜２０ｍまで変化する。

もちろん、この発明の装置は、これらの例に限定される
ものではない。さらに他の具体的態様が様々に可能であ
る。

（発明の効果）この発明の装置により、以上のとおり、これまでのコア
ンダスパイラルフロー生成装置では避けることのできな
かったコアンダスパイラルフローの破壊やバックフロー
の生起を効果的に抑制することが可能となる。

このため、流体の高速搬送等を安定して、かつ湯度を調
整して実施することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、および第４図は、各々の別の
、この発明のコアンダスパイラルフロー生成装置の例を
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。１．１５．１８・・・主コアンダスパイラルフロー生成装置、２．１６，１７
．１９・・・補助コアンタフロー装置、３・・・管路、　４・・・円筒管、５・・・補助筒、６
・・・湾曲面、７・・・折り曲げ面、８・・・環状スリ
ット、９・・・開口端面、１０・・・コアンダスパイラ
ルフロー、１１・・・分配室、１２・・・供給管、１３
・・・調節片、１４・・・環状スリット。

Claims

【特許請求の範囲】

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
に折曲げた端面内壁を有する補助筒の該折曲げ面との間
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、補助筒の開口
端面の断面積を調節自在とし、かつ、該生成装置の開口
端面に補助コアンダフロー生成装置を設けたことを特徴
とするコアンダスパイラルフロー生成装置。