JPS63310420A - 空気輸送装置 - 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、空気輸送装置に関するものである。

さらに詳しくは、空気、ガス、水蒸気、粉粒体などの気
流搬送に有用な高速空気輸送のためのコアンダスパイラ
ルフロ−装置に関するものである。

（背景技術） 従来、空気輸送には、その多くの場合、乱流状態にある
空気が用いられてきた。

−しかしながら、この乱流状態での空気輸送は、圧力損
失が大きく、大きな搬送速度を実４現しようとすると、
空気の加圧度を極めて大きなものとしなければならず、
しかも、粉粒体のように固体を搬送する場合には、固体
粒子が管壁と激しく衝突し、壁面を車耗させ、トラブル
の原因となるという問題があった。

このため、従来の乱流輸送に代わる新しい輸送方式の実
現が強く望まれていた。

一方、流体の輸送、乾燥、分離、あるいは粉粒体や繊維
状物の輸送、開繊などに有用なものとしてコアンダスパ
イラルフローの生成とその利用に関する技術がこの発明
の発明者らによって提案されてきている。

コアンダスパイラルフローは、従来の流体の運動概念と
して知られている層流または乱流とは全く異なり、乱流
領域に属する流体の運動条件下にありながらも乱流とは
相違するものとしてこの発明の発明者によって見出され
たものである。その生成についてはすでにこの発明者に
よって提案されてもいる。

すなわち、この発明の発明者は、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木が旋回し、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高速
で進行するという事実を見出した。このようなコアンダ
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
局所的変質が抑制される。

このような優れた特質は、流体、たとえば粉粒体、スラ
リー、繊維状物の輸送をはじめとして、１ヒ学的、物理
的なユニットプロセス、あるいはそのシステムとして筆
めて有益なものである。

この発明の発明者は、このような優れた利点を有するコ
アンダスパイラルフローの生成について、たとえば、添
１・［した図面の第・１図に示したような装；Ｊをすで
に提案している。

この第４ＬＡに示した例においては、コアンダスパイラ
ルフロー生成装＋ｃ（ア）は、管路（イ）に接続し、こ
の管路（イ）に接続する円筒管（つ）は、反対の方向に
向うて次第に径が大きくなっている４円筒管（つ）には
、横方向から導入管（１）を通じて加圧流体、たとえば
、ガス、空気、あるいは液体の１Ｆ縮流を送入する。こ
の加圧流体を管１＃ｌ（イ）の方向に送入するために、
環状のスリット（オ）が設けられている。また、このス
リット（オ）からは、管路（イ）に向って、滑らかに湾
曲した壁面（力）を形成している。

湾曲壁面（力）と反対の側には、直角または鋭角状に折
り曲げた折曲壁面（キ）を設けている。

スリッ１〜（オ）は、その間隔を自在に調整できるよう
にしている。さらにまた、スリット（オ）に加圧流体を
均一に供給するための分配室（り）を設けてもいる。

管路（イ）と反対の端面は、導入口（ゲ）になっており
流体をこの導入口（ゲ）より導入することができる。

このような構造のコアンダスパイラルフロー生成装置に
おいては、スリット（オ）からの加圧流体の運動ベクト
ルと導入口（ゲ）からの流体の運動ベクトルとが合成さ
れてスパイラルモーション（コ）を生じる。その際に、
スリット（オ）の出口で加圧流体はコアンダ効果にって
矢印αの流線を描いて移動し、管路内壁面近傍に動的境
界層を形成する。また、スリット（オ）の導入口（ゲ）
ｍｌには大きな負圧域が生じ、導入口（ゲ）からの流体
の流入を促進する。

このようなコアンダスパイラルフロー生成装置のスリッ
ト（オ）部近傍の形状については第４図に示されたもの
に限定されることなく、様々な形状とすることができる
。スリット（オ）から、加圧流木が、流線αを描いて流
れるように、滑らかな湾曲壁面（力）と、直角または鋭
角状の折曲壁面（キ）とによってスリット（オ）を形成
するようにすればよい。

このコアンダスパイラルフローによる空気輸送は、圧力
損失が従来の乱流方式の場合に比べてはるかに小さく、
エネルギー効率、輸送効率に１量れたものであるが、１
５０ｍ以上の管路を空気輸送する場合、あるいは管径が
５００ｍ以上の場合などは、スパイラルフローに乱れが
生じ、空気あるいは粉粒体の輸送に好ましくない状態と
なることがしばしばある。このため、艮′ｄ１！離また
は大管径の管路での空気輸送をより安定して行なうため
の改良が必要とされていた。

（発明の目的） この発明は、以上の通りの事情を鑑みてなされたもので
あり、従来法、特にコアンダスパイラルフローによる空
気輸送のこれまでの方法を改善し、長距離および大管径
管路においても安定して高速輸送を行うことのできる改
良された空気輸送装置を提供することを目的としている
。

（発明の開示） この発明の空気輸送装置は、上記の目的を実現するため
に、空気輸送装置において、管路出口および／または管
路途中に負圧吸引力を生成するコアンダスノ（イラルフ
ロー生成装置を装着してなることを特徴としている。

添トトシた図面に沿ってこの発明の装置について説明す
る。

第１図および第２図は、この発明の装置の例を示したも
のである。第１図の場合には、管路（１）の入口部にコ
アンダスパイラルフロー生成装置（２）を、またその出
口部にもコアンダスパイラルフロー生成装置（３）を接
続している。入口部に装着したコアンダスパイラルフロ
ー生成装置（２）の環状スリット（４）からは加圧空気
を送入する。また、導入口（５）から、輸送すべき流体
、または空気を導入する。加圧空気の送入によって、管
路（１）には、コアンダスパイラルフローが生成し、ま
た、生成する負圧吸引力によって、導入口（５）から、
流体または空気が吸引導入される。

この場合、加圧空気は、およそ１〜１０１ｑｒ／ｃｊの
圧力で、環状スリットから管路への傾斜角（θ）がｔａ
ｎθ＝１／４〜１／８程度で送入される。生成したコア
ンダスパイラルフローは、たとえば２０ｍ〜１３０ｒｎ
／秒という高速度で輸送される。

管路長を１５０　ｒｎ、あるいは２００　ｍ以上のよう
に長Ｍｌｉ　Ａｔにする場合などは、コアンダスパイラ
ルフ１７−が乱れることがあるので、この第１図の例の
装置では、出口部にコアンダスパイラルフロー生成装置
（３）を装着して、大きな負圧吸引力によって導入口（
７）へ輸送されてくる空気を強力に吸引する。こうする
ことによって、コアンダスパイラルフローは管路（１）
内において乱れることはない。

この負圧吸引力を生成するために、環状スリブ１１６）
から加圧空気を送入する７゜ 第２図の例の場合には、管路（１）の途中にコアンダス
パイラルフロー生成袋Ｃ＜８）（９）を装着した例を示
している。この場合には、管路（１）の入口および出口
には、コアンダスパイラルフロー生成装置は装着してい
ない、もちろん、この第２図に示したように、たとえば
入口部に、コーン体（１２）を設けてもよいし、通常の
コアンダリングなどを設けてもよい。

管ｉｉ’！（１）の途中のコアンダスパイラルフロー生
成装置（８）（９）のいずれにおいても、環状スリブ１
−（１０）（１１）より加圧空気を送入する。生成する
負圧吸引力によって空気流が吸引されるとともに、管路
（１）にコアンダスパイラルフローが生成する。

このような第１図および第２図に示したように、管路の
出口および７′または管路途中にコアンダスパイラルフ
ロー生成装置を装着することにより、２００　ｍ以上、
たとえば、５００〜１０００ｍ、さらにまたはそれ以上
の連続した管路での高速度での空気輸送が実現される。

このため、工場プラントにおける乾燥空気、浄１ヒ処理
した空気、水蒸気、様々なガス流、さらには粉流体の高
速輸送も容易となる。圧送によるエネルギー損失は最少
限に抑制され、また管路内壁との乱流衝突によるトラブ
ルもない。

第３図は、応用例の一つを示したものであり、たとえば
、クリーンルームなどの排気を行う場合、所要の部位に
吸引口（１３）（１４）（１５）を複数設け、コアンダ
スパイラルフロー生成装置（１６）（１７）（１８）に
よって強制吸引し、管路（１９）出口に設けたコアンダ
スパイラルフロー生成装置（２０）によって、さらに吸
引して、効率的に排気する。この例に限られることなく
、配管の適宜な場所にコアンダスパイラルフロー生成装
置を装着することにより、高力＄輸送、低エネルギー損
失、しかもトラブルのない空気輸送が実現される。

実施例１ 管径３５丙、管長３００曲のポリエチレン樹脂製パイプ
に、その入口および入口から１５０　ｍの位置に鋼製コ
アンダスパイラルフロー生成装置を装着した。この生成
装置の環状スリットとから管路への湾曲面の傾斜角（θ
）は、ｔａｎθ＝１７６とした。

入口部のコアンダスパイラルフロー生成装置では、環状
スリットから４　ｋｇ／　ｄの加圧空気を、管路途中の
生成装置では、２　ｋｇ　／　ｃｄの加圧空気を送大し
た０粒径ＩＩＩＩｌのアルミナビーズを搬送し、３００
ｍの管路全長においてスパイラルフローが生成している
ことを確認した。出口部での流速は、約４５　ｒｎ　／
秒であった。

入口から１５０ｍの位置に設けたコアンダスパイラルフ
ロー生成装置を用いずにアルミナビーズを搬送したが、
約２００ｍ近辺においてコアンダスパイラルフローは弱
まり、出口では、完全に乱れて、コアンダスパイラルフ
ローは消滅していた。

アルミナビーズの搬送は困難であった。

実施例２ （１）　実施例１と同様のパイプおよびコアンダスパイ
ラルフロー生成装置を用いた。パイプ入口から１０ｍ、
１００ｍおよび２００　ｍと出口の位置に、コアンダス
パイラルフロー生成装＝を装着し、もみがらを燻燃させ
て生成させた煙の輸送を行った。

１０　ｔｎ、１００　ｍおよび２００ｍと出口の位置の
コアンダスパイラルフロー生成装置の送入空気は、４ｋ
ｙ／ｄ、および３−／′−とした。出口においても、コ
アンダスパイラルフローが確認された。

（２）　パイプの長さを１００　ｍとし、１０ｍと出口
の位置にコアンダスパイラルフロー生成装置を装着し、
各々４　ｋ＋ｒ　／　ｃｄ、３１ｑｒ　／　ａＪの加圧
空気を送入した。出口においても、コアンダスパイラル
フローが確認された。この場合、出口の生成装置を用い
ないと、出口ではコアンダスパイラルフローは消滅して
いた。

（発明の効果） この発明により、以上詳しく説明したように、長距離、
あるいは大管径管路においても、空気流のコアンダスパ
イラルフローによる安定した高速輸送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、各々この発明の一例を
示した組立配置図である。 第４図は、コアンダスパイラルフロー生成装置の一例を
示した断面図である。 １・・・管路、 ２．３・・・コアンダスパイラルフロー生成装置、・１
・・・環状スリット、　　５・・・導入口、６・・・環
状スリット、　　　７・・・導入口、８．９・・・コア
ンダスパイラルフロー生成装置、１０．１１・・・環状
スリット、　　１２・・・コーン体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気輸送装置において、管路出口および／または
   管路途中に負圧吸引力を生成するコアンダスパイラルフ
   ロー生成装置を装着してなることを特徴とする空気輸送
   装置。
2. （２）管路出口とともに、管路の途中にもコアンダスパ
   イラルフロー生成装置を装着した特許請求の範囲第（１
   ）項記載の空気輸送装置。