流體搬運(yùn)裝置以及流體搬運(yùn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種流體搬運(yùn)裝置W及流體搬運(yùn)方法，在該流體搬運(yùn)裝置W及流體搬 運(yùn)方法中，從噴出部向空間內(nèi)噴出氣體或液體等被搬運(yùn)流體，并且一邊在噴出部至分離的 目標(biāo)位置之間抑制擴(kuò)散，一邊在局部進(jìn)行搬運(yùn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為向空間中從吹出口向目標(biāo)位置吹出被搬運(yùn)氣體來(lái)使該被搬運(yùn)氣體到達(dá)目標(biāo) 位置的氣體搬運(yùn)方法，例如，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了如下的方法，即，在空間中，使從吹出口 吹出的被搬運(yùn)氣體，W環(huán)狀且W在與該環(huán)狀的周向垂直的截面中環(huán)狀形成氣體圍繞截面中 屯、部W禍流狀旋轉(zhuǎn)而形成的禍環(huán)的狀態(tài)，向目標(biāo)位置行進(jìn)的方法。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1;JP特開(kāi)平7-332750號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0007] 在上述W往的方法中，使被搬運(yùn)氣體自身W脈沖狀的流量變動(dòng)從吹出口吹出，由 此使形成禍環(huán)且使被搬運(yùn)氣體容納至禍環(huán)內(nèi)的動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，但是在該方法中，實(shí)際不能 夠?qū)⒈话徇\(yùn)氣體連續(xù)地容置在禍環(huán)內(nèi)。目P，在W往的方法中，難于一邊抑制擴(kuò)散一邊連續(xù)地 將被搬運(yùn)氣體搬運(yùn)至分離的目標(biāo)地點(diǎn)。
[000引因此，本發(fā)明的目的在于提供一種從噴出部向空間內(nèi)噴出氣體或液體等被搬運(yùn)流 體，且能夠一邊在噴出部至分離的目標(biāo)位置之間抑制擴(kuò)散一邊在局部進(jìn)行搬運(yùn)的流體搬運(yùn) 裝置W及流體搬運(yùn)方法。
[0009] 用于解決問(wèn)題的手段
[0010] 本發(fā)明的流體搬運(yùn)裝置具有；噴出部，從噴出口向空間內(nèi)噴出搬運(yùn)流體來(lái)形成禍 環(huán)；被搬運(yùn)流體供給單元，W比搬運(yùn)流體的中屯、的速度低的速度向搬運(yùn)流體的外側(cè)供給被 搬運(yùn)流體。另外，本發(fā)明的流體搬運(yùn)方法，其特征在于，通過(guò)從噴出口向空間內(nèi)噴出搬運(yùn)流 體來(lái)形成禍環(huán)，并且W比搬運(yùn)流體的中屯、的速度低的速度向搬運(yùn)流體的外側(cè)供給被搬運(yùn)流 體。
[0011] 根據(jù)該些發(fā)明，W比搬運(yùn)流體的中屯、的速度低的速度向搬運(yùn)流體的外側(cè)供給的被 搬運(yùn)流體在噴出口直接容納至因搬運(yùn)流體上卷而形成的禍環(huán)內(nèi)，與禍環(huán)一起被搬運(yùn)。
[0012] 在此，優(yōu)選被搬運(yùn)流體供給單元為沿著噴出部的壁面噴出被搬運(yùn)流體的流路。由 此，W沿著噴出部的壁面噴出的被搬運(yùn)流體為中屯、，在噴出口借助搬運(yùn)流體上卷而形成禍 環(huán)，由此將被搬運(yùn)流體容置在禍環(huán)的中屯、部。
[0013]另外，在將被加熱的流體或被冷卻的流體搬運(yùn)至目標(biāo)位置時(shí)，被搬運(yùn)流體供給單 元能夠借助設(shè)置在噴出部的壁面上的加熱源或冷卻源形成所述被搬運(yùn)流體。由此，通過(guò)設(shè) 置在噴出部的壁面上的加熱源或冷卻源對(duì)用于形成禍環(huán)的搬運(yùn)流體加熱或冷卻，由此，該 搬運(yùn)流體的被加熱或冷卻的部分被卷入中屯、形成禍環(huán)。
[0014] 另外，本發(fā)明的其他的流體搬運(yùn)裝置具有；第一噴出口，在成為層流噴射流的條件 下噴出被搬運(yùn)流體；第二噴出口，W包圍第一噴出口的外周部的方式，W第一噴出口的內(nèi)接 圓的直徑的1/2W下的寬度形成環(huán)狀，W環(huán)狀噴射流噴出第二流體。
[0015]另外，本發(fā)明的另外的流體搬運(yùn)方法，其特征在于，在成為層流噴射流的條件下 從第一噴出口噴出被搬運(yùn)流體，并且，通過(guò)W包圍第一噴出口的外周部的方式且W第一噴 出口的內(nèi)接圓的直徑的1/2W下的寬度形成環(huán)狀的第二噴出口，W環(huán)狀噴射流噴出第二流 體。
[0016] 根據(jù)該些發(fā)明，從第二噴出口噴出的環(huán)狀噴射流發(fā)揮氣屏的作用，抑制在成為層 流噴射流的條件下從第一噴出口噴出的被搬運(yùn)流體下，還稱為"主噴射流的擴(kuò)散，因 此能夠?qū)⒈话徇\(yùn)流體保持在環(huán)狀噴射流內(nèi)不變來(lái)在局部進(jìn)行搬運(yùn)。
[0017] 在此，優(yōu)選在將從第一噴出口噴出的被搬運(yùn)流體（主噴射流）的速度（從第一噴 出口噴出的被搬運(yùn)流體的體積流量除W第一噴出口的截面積）作為Um，將從第二噴出口噴 出的第二流體（環(huán)狀噴射流）的速度（從第二噴出口噴出的第二流體的體積流量除W第二 噴出口的截面積）作為U。時(shí)，0. 25《U?；?。更優(yōu)選，Ua化《1。
[001引最佳的速度比根據(jù)主噴射流的速度而發(fā)生變化，但是在實(shí)用范圍內(nèi)的噴出速度 中，為了直到相對(duì)于第一噴出口的直徑D的10D的被搬運(yùn)距離為止都能夠完全防止擴(kuò)散，成 為0. 25《Ua/Um《2。此外，Ua/Um= 0. 75是直到目標(biāo)距離將被搬運(yùn)流體保持在環(huán)狀噴射 流內(nèi)不變且能夠在局部進(jìn)行搬運(yùn)的最佳的速度比。此外，在成為uyUm> 1時(shí)，環(huán)狀噴射流 作為氣屏的功能逐漸降低，在Ua/Um> 2時(shí)幾乎不發(fā)揮功能。另外，在Ua/Um< 0. 25時(shí)，雖然 能夠抑制擴(kuò)散，但是不能夠直到10D的被搬運(yùn)距離為止完全防止擴(kuò)散。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的流體搬運(yùn)裝置W及流體搬運(yùn)方法，通過(guò)從噴出口向空間內(nèi)噴出搬運(yùn) 流體來(lái)形成禍環(huán)，并且W比搬運(yùn)流體的中屯、的速度低的速度向搬運(yùn)流體的外側(cè)供給被搬運(yùn) 流體，使W比搬運(yùn)流體的中屯、的速度低的速度向搬運(yùn)流體的外側(cè)供給的被搬運(yùn)流體在噴出 口直接容納至因搬運(yùn)流體上卷而形成的禍環(huán)內(nèi)，從而一邊從噴出口至分離目標(biāo)位置抑制被 搬運(yùn)流體與禍環(huán)一起擴(kuò)散，一邊在局部進(jìn)行搬運(yùn)。
[0021] 另外，在本發(fā)明的其他的流體搬運(yùn)裝置W及流體搬運(yùn)方法中，在成為層流噴射流 的條件下，從第一噴出口噴出被搬運(yùn)流體，通過(guò)W包圍第一噴出口的外周部的方式且W第 一噴出口的內(nèi)接圓的直徑的1/2W下的寬度形成環(huán)狀的第二噴出口，W環(huán)狀噴射流噴出第 二流體，由此環(huán)狀噴射流發(fā)揮氣屏的功能，抑制被搬運(yùn)流體的擴(kuò)散，將被搬運(yùn)流體保持在環(huán) 狀噴射流內(nèi)不變來(lái)在局部進(jìn)行搬運(yùn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是構(gòu)成本發(fā)明的第一實(shí)施方式的流體搬運(yùn)裝置的噴嘴的噴出口附近的結(jié)構(gòu) 的剖視放大圖。
[0023] 圖2是圖1的噴嘴的B-B'剖視圖。
[0024] 圖3A是表示圖1的噴嘴的前端部的變形例的A部放大圖。
[0025] 圖3B是表示圖1的噴嘴的前端部的變形例的A部放大圖。
[0026] 圖4A是表示圖1的流體搬運(yùn)裝置搬運(yùn)流體的方式的說(shuō)明圖。
[0027] 圖4B是表示圖1的流體搬運(yùn)裝置搬運(yùn)流體的方式的說(shuō)明圖。
[002引圖4C是表示圖1的流體搬運(yùn)裝置搬運(yùn)流體的方式的說(shuō)明圖。
[0029] 圖5是構(gòu)成本發(fā)明的第二實(shí)施方式的流體搬運(yùn)裝置的噴嘴的噴出口附近的結(jié)構(gòu) 的剖視放大圖。
[0030] 圖6是構(gòu)成本發(fā)明的第=實(shí)施方式的流體搬運(yùn)裝置的噴嘴的噴出口附近的結(jié)構(gòu) 的剖視放大圖。
[0031] 圖7A是表示用于供給圖6的被搬運(yùn)流體的噴嘴的例子的縱剖視圖。
[0032] 圖7B是表示用于供給圖6的被搬運(yùn)流體的噴嘴的例子的縱剖視圖。
[0033] 圖8是構(gòu)成本發(fā)明的第四實(shí)施方式的流體搬運(yùn)裝置的噴嘴的噴出口附近的結(jié)構(gòu) 的剖視放大圖。
[0034] 圖9是構(gòu)成本發(fā)明的第五實(shí)施方式的流體搬運(yùn)裝置的噴嘴的噴出口附近的結(jié)構(gòu) 的剖視放大圖。
[0035] 圖10是構(gòu)成本發(fā)明的第六實(shí)施方式的流體搬運(yùn)裝置的噴嘴的噴出口附近的結(jié)構(gòu) 的剖視放大圖。
[0036] 圖11A是用于本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的計(jì)算網(wǎng)格模型的外觀圖。
[0037] 圖11B是用于本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的計(jì)算網(wǎng)格模型的外觀圖。
[003引圖11C是用于本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的計(jì)算網(wǎng)格模型的外觀圖。
[0039] 圖12是用作本發(fā)明的實(shí)施例的噴射流的流量變動(dòng)的波形圖。
[0040] 圖13A是表示利用無(wú)量綱禍度分布的水中的禍環(huán)（水禍環(huán)）的形成過(guò)程的圖。
[0041] 圖13B是表示利用無(wú)量綱禍度分布的水中的禍環(huán)（水禍環(huán)）的形成過(guò)程的圖。
[0042] 圖13C是表示利用無(wú)量綱禍度分布的水中的禍環(huán)（水禍環(huán)）的形成過(guò)程的圖。
[0043] 圖14A是表示禍環(huán)到達(dá)位置的相位變化的圖。
[0044] 圖14B是表示禍環(huán)直徑的相位變化的圖。
[0045] 圖15A是表示利用無(wú)量綱禍度分布的空氣中的禍環(huán)（空氣禍環(huán)）的形成過(guò)程的 圖。
[0046] 圖15B是表示利用無(wú)量綱禍度分布的水中的禍環(huán)（水禍環(huán)）的形成過(guò)程的圖。
[0047] 圖16是表示禍環(huán)的無(wú)量綱循環(huán)與脈動(dòng)噴射流的斯特勞哈爾數(shù)Str之間的關(guān)系的 圖。
[0048] 圖17A是表示禍環(huán)的循環(huán)為最大的脈動(dòng)條件下的空氣禍環(huán)的形成過(guò)程的圖。
[0049] 圖17B是表示禍環(huán)的循環(huán)為最大的脈動(dòng)條件下的空氣禍環(huán)的形成過(guò)程的圖。
[0050] 圖18A是表示用于將熱流體向禍環(huán)內(nèi)容納的方法的概略圖。
[0051] 圖18B是表示用于將熱流體向禍環(huán)內(nèi)容納的方法的概略圖。
[0052] 圖18C是表示用于將熱流體向禍環(huán)內(nèi)容納的方法的概略圖。