JPS6326046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は流体圧を利用して液体又は固形物を
輸送するに当り、管径を本管内径より小径にする
ことなく、有効な加圧力を得ることを目的とした
流体を用いた固形物の輸送方法および装置に関す
るものである。従来流体（空気又は水）圧を利用
し、液体又は固形物を輸送する装置としてはサン
ドポンプおよびジエツトポンプが知られている
が、サンドポンプは輸送管径に対し、輸送される
固形物は比較的小さい粒子に限られている。また
ジエツトポンプは、通常輸送管の一部を狭搾して
加速しているので、当該狭搾部に固形物が詰り易
いのみならずノズル付近にキヤビテーシヨン現象
を生じ易い問題点があつた。そこで輸送管の一部
を湾曲させ、この湾曲部へ加圧流体吹き込みノズ
ルを開口させると共にノズル端付近へ吸入空気口
を設けてキヤビテーシヨン現象が起らないように
した発明（特公昭53−39699号）が提案されてい
るが、この発明においては輸送管の一部を湾曲さ
せなければならないし、その加圧流体吹き込みノ
ズルによる高圧流体は輸送管の中心線に平行に、
流体の中心部へ吐出させなければならない。また
輸送管の回りに設けたスリツトから加圧空気を吹
き出すようにした空気輸送装置は知られているが
（特開昭49−120376）、斯る装置は単に輸送管内へ
加圧空気を所定角度で吹き込む技術を示したもの
で、空気流動の断面積に変化を与えるものではな
い。従つて加圧空気の吹き込みによる加速効果は
あるとしても、ベンチユリー効果による物品輸送
力の強化を期待することはできない。然るにこの
発明は管体の適所に設けた環状スリツトと、この
環状スリツトの後方直近に設けた複数のノズルか
ら加圧流体を輸送方向に向けて吹き込むようにし
たので、管体径を狭めたり、管体を湾曲させたり
することなく、管体内径と大差のない大きさの固
形物でも容易に輸送できるようになり、前記従来
の問題点を解決したのである。

即ちこの発明を実施例について説明すれば、流
体圧を利用して固形物を輸送する本管１が鉛直方
向に沿つて配置され、この本管１の所定部の外側
壁に環状匣体２，２ａ，２ｂを嵌装固着する。こ
の設置間隔は輸送条件によつて異なるが、例えば
10ｍ間隔に設ける。前記各環状匣体２，２ａ，２
ｂは、本管１に連結したテーパー管体３，３ａ，
３ｂの先端部と本管１の端部の拡開部４とを対向
させて設けた環状スリツト５を覆うように設置さ
れている。また、環状スリツト５の後方（図示上
方）直近であつて、本管１の端部には複数のノズ
ル孔１１が対称的に設けられている。前記テーパ
ー管体３，３ａ，３ｂの先端部は内側へ湾曲させ
て湾曲部６を形成してある。この場合に湾曲部６
の内径ｄと本管１の内径口とはほぼ等しくなるよ
うに形成してある。図中７，７ａ，７ｂは送気
管、１０は圧縮機である。尚前記テーパー管に連
結する本管も若干の距離の間逆テーパーにしてあ
る。前記において、圧縮機１０より送気管７，７
ａを介して環状匣体２，２ａ内へ加圧空気を送入
すると、加圧空気は環状スリツト５を通過して本
管内へ吹き込まれる。そこで本管内の流体（例え
ば水）は第２図中矢示８，８のように圧迫されて
恰もベンチユリー管の狭搾部のように湾曲して断
面積を縮小し、流体は高速化されて、吸引力を発
生し、固形物を矢示９の方向、すなわち上方へ引
張ることになる。またノズル孔１１からも同様に
加圧空気が噴射され、この加圧空気は環状スリツ
ト５から吹き込まれた加圧空気の外周部に吹き込
まれ、この空間へ渦流が生じるのを防止する。流
体を長大な輸送管内に沿つて流動させると、管壁
の摩擦によつて逐次移送エネルギーが減少するの
であるがこの発明の装置を本管へ一定距離宛に設
置することにより、長大な輸送路においても能率
よく輸送することができる。

上記は固形物を流体で輸送する場合について説
明したが、例えば油などの液体の輸送にも利用す
ることができる。この発明における使用流体は水
又は空気に限定されることなく、水と水又は水と
空気、或いは空気と空気間においても有効に使用
し得ることは勿論である。然して水と空気におい
ては（空気は吹き込み側）空気を吹き込むことに
よつて本管内壁と水との間に吹き込まれた空気が
空気層を形成することになるので、水の摩擦力は
激減し、これによつて輸送エネルギーの低減率を
少なくさせることができる。通常管体内断面にお
ける流体の速度曲線は砲弾形であるが、空気の吹
き込みによつて空気層を設け、摩擦を低減させる
と、中央部と管壁側との速度差が小さくなり、固
形物の輸送状態を安定かつ円滑にすることができ
る。尚ノズルを設けた場合には複数本を対称的に
することによつて固形物に均等に浮力を与えるこ
とができる。この発明におけるテーパー管体の開
き角（第２図内α）は、５度乃至10度が実用範囲
であるが、５度以下では所定の内径を得るまでに
長い管長を要し、10度以上になると、流体の流動
状態が不安定になるので、好ましくは７度又は８
度位である。次に本管内を流動する流体の圧力
と、吹き込まれる流体の圧力差は、流体の性質に
よつて多少相違があるが、吹き込み流体をほぼ20
％位高位にすることが好ましい。また吹き込み流
体の量についても求める推力によつて異るが、本
管内流体の10％前後が最も普通である。また環状
スリツトから吹き込まれる流体の吹き込み角度
（本管中心線との角度）は、ほぼ20度〜30度位で
ある。この発明における本管内を流動する流体
が、側壁より吹き込まれる流体によつて生じる狭
搾部の直径は、テーパー管の湾曲部の直径、流体
の流速、吹き込み流体の性質、両流体の圧力差お
よび吹き込み量などによつて異るが、一例を示せ
ば次の通りである。本管の内径10cm、テーパー管
の最大内径12cm、本管内の水の流速５ｍ／sec、
圧力10Kg／cm²の場合に、13Kg／cm²の空気を240l／
minスリツト角度30度で吹き込んだ所、水の狭搾
部の直径は８cmとなり、流速は7.8ｍ／secとなつ
た。

前記において、環状スリツトの直前にテーパー
管端による湾曲部を設けたので、流体は円滑に流
動方向を変えられ、ついで吹き込み流体によつて
円滑な流線を画いて狭搾部を形成できる効果があ
る。即ちこの発明によれば輸送管の側壁に設けた
環状スリツトおよび複数のノズル孔から加圧流体
を吹き込んで狭搾部を形成するので、流体を加速
し、流体の移動又は流体と固形物の移動に必要な
推力を付与することができると共に、本管内径よ
り若干小径の固形物ならば容易に移動することが
できる。然して狭搾部が流体によつて形成されて
いる為に固形物が詰つたり、固形物の通過によつ
て過度に摩耗するおそれはない。

次に固形物を運ぶ流体を液体とし、吹き込み流
体を空気とすれば、本管内壁に空気層を生じ、液
体の摩耗を著しく減少させる効果がある。従つて
本管断面における液体の流速曲線が均等化し、輸
送効率を向上させると共に、固形物が大きい場合
においても固形物各部へ均等に推力が掛り、比較
的円滑な輸送ができる効果がある。また管体側壁
に所定吹き込み角度の環状スリツトを設けたの
で、吹き込み流体は本管内壁に沿つて均等に流入
し、断面円形の狭搾部を形成し得る効果がある。

また環状スリツトの前部のテーパー管端に内方
への湾曲部を設けて直径を縮小する場合であつて
も、本管内径と同等にすることができる効果があ
る。また、環状スリツトの後方直近に複数のノズ
ル孔を設けて、このノズル孔からも同様に加圧流
体を吹き込むので、環状スリツトからの加圧流体
の吹き込みによる渦流（エツジカレント）の発生
を防止して、流体の高速化を有効に引き出すこと
が可能である。さらにテーパー管体のテーパー角
度を５度〜10度としたので、流体の流動状態を円
滑に保ち得る効果もある。更に油などの液体を輸
送する場合にこの発明を用いれば大型ポンプによ
る強大な圧力をかける必要なく効率よく輸送する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の一部を省略した正
面図、第２図は同じく一部断面拡大図である。 １……本管、２，２ａ，２ｂ……環状匣体、
３，３ａ，３ｂ……テーパー管体、５……環状ス
リツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管体内へ流体を流動させることによつて液体
   又は固形物を輸送する方法において、前記管体の
   適所に環状スリツトと、この環状スリツトの後方
   直近に位置する複数のノズルとからなる吹き込み
   部を設けておき、この吹き込み部の前方で、前記
   流体の流動断面を逐次増大させるとともに、吹き
   込み部の直前で管体本体の断面まで減少させ、さ
   らに吹き込み部の環状スリツトおよびノズルから
   加圧流体を輸送方向に向けて吹き込み、流体の流
   動断面を減少させることを特徴とする流体を用い
   た輸送方法。 ２ 管体内を流動する流体を水とし、吹き込む加
   圧流体を空気とした特許請求の範囲第１項記載の
   流体を用いた輸送方法。 ３ 加圧流体の吹き込み部を、管体の長尺方向に
   おいて一定距離宛に設けた特許請求の範囲第１項
   記載の流体を用いた輸送方法。 ４ 管体の適所に、管体内流体の流動方向に向け
   て加圧流体を吹き込んで管体内流体の流動断面を
   減少させる流体吹き込み部が設けられ、この吹き
   込み部は、環状スリツトと、この環状スリツトの
   後方直近に位置する複数のノズルとにより構成さ
   れており、上記環状スリツトの上流側管体は、そ
   の管径がスリツトに近接する程大きくなる５度乃
   至10度のテーパー管体とすると共に、スリツトの
   前方直近で輸送本管径まで内側へ絞り込んだこと
   を特徴とする流体を用いた輸送装置。 ５ 流体吹き込み部は、輸送本管へ所定間隔毎に
   設けた特許請求の範囲第４項記載の流体を用いた
   輸送装置。 ６ 環状スリツトおよびノズルの傾斜方向は、管
   体中心線に対し鋭角とした特許請求の範囲第４項
   記載の流体を用いた輸送装置。