(57)【要約】      （修正有）【課題】少ないブレードで効率よく渦を発生させる渦流発生装置を提供する。【解決手段】内側筒１２と、内側筒の外側に設けられた外側筒１１とを有する金属製の二重管の、内側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において軸線を中心に放射状に突出するように、３枚の第１のスパイラルブレード１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが設けられ、外側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において３枚の第１のスパイラルブレードとは異なる位置に、第２のスパイラルブレード１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側筒と、前記内側筒の外側に設けられた外側筒とを有する金属製の二重管を備え、
前記内側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において前記軸線を中心に放射状に突出するように、３枚の第１のスパイラルブレードが設けられ、
前記外側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において前記３枚の第１のスパイラルブレードの配設位置から径方向外側に延長した位置以外の位置に第２のスパイラルブレードが設けられる
ことを特徴とする渦流発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の渦流発生装置であって、
前記第１のスパイラルブレードの前記軸線方向にねじる角度と、前記第２のスパイラルブレードの前記軸線方向にねじる角度とが異なるように形成される
ことを特徴とする渦流発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の渦流発生装置であって、
前記第２のスパイラルブレードは３枚であり、
当該３枚の第２のスパイラルブレードは、断面視において、前記３枚の第１のスパイラルブレードの周方向の位置の中間位置に設けられる
ことを特徴とする渦流発生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の渦流発生装置であって、
前記第１のスパイラルブレードと、前記第２のスパイラルブレードとは、断面視において、大きさが同一となるように形成される
ことを特徴とする渦流発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦流発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属製の２重管からなる２重筒の内側筒に３枚の内部スパイラルブレードが装着され、内側筒外周部に６枚の外部スパイラルプレートが装着され、６枚の外部スパイラルプレートのうちの３枚は、内部スパイラルブレードの径方向の延長線上に配置されているスパイラルプレート内蔵筒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７５６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明は、ブレードの枚数を増やすことで、筒内部に流れる流体の分子の衝突頻度を増やすことを目的としている。しかしながら、特許文献１に記載の発明では、外部スパイラルプレートが内部スパイラルブレードの延長線上に配置されているため、製造に手間がかかるという問題がある。また、外部スパイラルプレートが内部スパイラルブレードの延長線上にあると、２重筒にすることによる効果（渦の発生効率上昇）が低いという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、少ないブレードで効率よく渦を発生させる渦流発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る渦流発生装置は、例えば、内側筒と、前記内側筒の外側に設けられた外側筒とを有する金属製の二重管を備え、前記内側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において前記軸線を中心に放射状に突出するように、３枚の第１のスパイラルブレードが設けられ、前記外側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において前記３枚の第１のスパイラルブレードの配設位置から径方向外側に延長した位置以外の位置に第２のスパイラルブレードが設けられることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る渦流発生装置によれば、内側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において前記軸線を中心に放射状に突出するように、３枚の第１のスパイラルブレードが設けられる。また、内側筒の外側に設けられた外側筒には、軸線に沿って螺旋状に、かつ断面視において３枚の第１のスパイラルブレードとは異なる位置に第２のスパイラルブレードが設けられる。これにより、少ないブレードで効率よく渦を発生させることができるまた、生成される渦の大きさを小さくすることができる。また、第１のスパイラルブレードと第２のスパイラルブレードとが断面視において異なる位置に設けられるため、容易に製造可能である。
【０００８】
ここで、前記第１のスパイラルブレードの前記軸線方向にねじる角度と、前記第２のスパイラルブレードの前記軸線方向にねじる角度とが異なるように形成されてもよい。これにより、生成される渦の大きさを小さくすることができる。
【０００９】
ここで、前記第２のスパイラルブレードは３枚であり、当該３枚の第２のスパイラルブレードは、断面視において、前記３枚の第１のスパイラルブレードの周方向の位置の中間位置に設けられてもよい。これにより、端部からの見栄えを良くすることができる。
【００１０】
ここで、第１のスパイラルブレードと、第２のスパイラルブレードとは、断面視において、大きさが同一となるように形成されてもよい。これにより、流路にかかわらず、微細流化の程度をほぼ同じとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、少ないブレードで効率よく渦を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る渦流発生装置１の一例を示す正面図である。
【図２】渦流発生装置１の一例を示す断面図である。
【図３】渦流発生装置１の内部で発生する渦流を示す図である。
【図４】変形例に係る渦流発生装置１Ａ、１Ｂの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一例である渦流発生装置１の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の渦流発生装置１は、例えば、水道水用の配管設備に介装される筒状部材である。渦流発生装置１は、水に限らず、油等の様々な種類の流体を流すための配管に接続して使用することができる。
【００１５】
渦流発生装置１は、図１に示すように、主として、筒状部１０と、フランジ部２０とを備えている。なお、渦流発生装置１は、フランジ部２０を介して、外部配管と結合できるようになっている。
【００１６】
筒状部１０は、金属製であり、外装筒１１と、内装筒１２とを有する二重管である。筒状部１０は、直径が約５０ｍｍ〜２８０ｍｍ程度であり、長さが約２３０ｍｍ〜１１４５ｍｍ程度である。また、筒状部１０の長さは、直径の約３倍〜５倍程度である。以下、筒状部１０の内部構造について説明する。
【００１７】
内装筒１２の内側（以下、内側筒という）には、軸線１０ａに沿って螺旋状に、かつ図２に示すような断面視において軸線１０ａを中心に放射状に突出するように、スパイラルブレード１３が設けられる。また、内装筒１２と外装筒１１との間（以下、外側筒という）には、軸線１０ａに沿って螺旋状に、かつ図２に示すような断面視において軸線１０ａを中心に放射状に突出するように、スパイラルブレード１４が設けられる。
【００１８】
スパイラルブレード１３は、ほぼ均等に（ほぼ１２０°間隔で）３枚のブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが設けられる。スパイラルブレード１３は、長尺の３枚の平板からなるブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを中央で連結し、軸線１０ａ方向にねじる（軸線１０ａを中心としてねじる）ことにより形成される。スパイラルブレード１３を、軸線１０ａ方向にねじる回数は任意に設定可能である。
【００１９】
スパイラルブレード１４は、ほぼ均等に（ほぼ１２０°間隔で）３枚のブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが設けられる。なお、図１では、スパイラルブレード１４が、軸線１０ａに沿って（筒状部１０の長手方向に）６回ねじれているが、ねじる回数は任意であり、これに限定されるものではない。
【００２０】
なお、スパイラルブレード１３の軸線１０ａ方向にねじる角度と、スパイラルブレード１４の軸線１０ａ方向にねじる角度とが異なる、すなわち筒状部１０の長手方向にねじる数が異なるように形成される（図３参照）。
【００２１】
ブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、図２に示すような断面視において、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの配設位置から径方向外側に延長した位置以外の位置に設けられる。すなわち、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃとは、周方向に異なる位置に設けられる。
【００２２】
本実施の形態においては、ブレード１４Ａは、ブレード１３Ｃとブレード１３Ａとの間に設けられ、ブレード１４Ｂは、ブレード１３Ａとブレード１３Ｂとの間に設けられ、ブレード１４Ｃは、ブレード１３Ｂとブレード１３Ｃとの間に設けられる。また、ブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの間の中間位置に設けられる。ここで中間位置とは、中間位置及び中間位置から少しずれた位置を含む概念である。そのため、渦流発生装置１を端面から見たときの見栄え（断面視と同一）をよくすることができる。
【００２３】
ただし、ブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの位置は、断面視において、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの周方向の位置と異なる位置に設けられていればよく、図２に示す形態に限られるものではない。
【００２４】
また、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及びブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの、断面視における形状及び厚さ等も、図２に示す形態に限られない。ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及びブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの、断面視における形状は、直線でもよいし、曲線でもよいし、翼型でもよい。
【００２５】
また、本実施の形態では、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及びブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの、断面視における大きさがほぼ同一となるように、内装筒１２が設けられる。
【００２６】
図３は、このように形成された渦流発生装置１の、筒状部１０の内部の水等の液体の流れを示す。内側筒及び外側筒の内部に液体を流すと、図３に示すように、液体がスパイラルブレード１３、１４の間を流れることにより、渦流となる（図３の一点鎖線で示す矢印参照）。
【００２７】
また、筒状部１０の内部で、渦流となった液体がスパイラルブレード１３、１４に衝突することにより、渦流の周りにリング状の渦流が発生する（図３の点線で示す矢印参照）。
【００２８】
また、筒状部１０の内部で液体の流速が加速されることにより、液体がスパイラルブレード１３、１４に絶えず衝突し、液体の流れが乱流状態になる。その結果、液体の流れの各部分が頻繁に入れ替わる。
【００２９】
また、スパイラルブレード１３の軸線１０ａ方向にねじる角度と、スパイラルブレード１４の軸線１０ａ方向にねじる角度とが異なるため、スパイラルブレード１３の間を流れた流体と、スパイラルブレード１４の間を流れた流体との流れの向きが異なる（図３の一点鎖線で示す矢印参照）。その結果、筒状部１０から流体が流出するときに流体の流れがさらに乱され、細かい渦が複数生成される。
【００３０】
本実施の形態によれば、筒状部１０の内部に流れる流体に効率よく渦を発生させることができる。また、本実施の形態によれば、筒状部１０の内部に流れる流体を効率よく微細流化することができる。また、本実施の形態では、断面視において、ブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃがブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの配設位置から径方向外側に延長した位置以外の位置に設けられるため、筒状部１０の内部に流れる流体の渦を小さくすることができる。さらに、スパイラルブレード１３、１４を銀化合物、銅化合物等の殺菌作用を有する金属イオンを発生させる重金属化合物を用いる場合には、液体全体を効果的に滅菌することができる。
【００３１】
例えば、断面視において、ブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃがブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの配設位置から径方向外側に延長した位置に設けられ、かつ軸方向のねじり角度が同じ場合には、スパイラルブレード１３、１４を別々に設けない場合と同じ大きさの渦となる。それに対し、断面視において、ブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃがブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの配設位置から径方向外側に延長した位置以外に設ける場合や、スパイラルブレード１３、１４軸方向のねじり角度を異ならせる場合には、スパイラルブレード１３、１４を別々に設けない場合より渦を小さくすることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態によれば、スパイラルブレード１３、１４は、外装筒１１又は内装筒１２に固定されているが、スパイラルブレード１３、１４は及び内装筒１２を、外装筒１１に対して回転自在に設けてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、外側筒にスパイラルブレード１４を３枚設けたが、外側筒に設けられるスパイラルブレードの数はこれに限られない。
【００３４】
図４は、本発明の変形例に係る渦流発生装置１Ａ、１Ｂの断面図である。渦流発生装置１Ａでは、断面視において、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの周方向の位置と異なる位置に、４枚のスパイラルブレード１５が設けられている。スパイラルブレード１５は、４枚のブレード１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄを有する。ブレード１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄは、ほぼ等間隔（略９０°間隔）で設けられる。
【００３５】
渦流発生装置１Ｂでは、断面視において、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの周方向の位置と異なる位置に、６枚のスパイラルブレード１６が設けられている。スパイラルブレード１６は、６枚のブレード１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｆ、１６Ｇを有する。ブレード１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｆ、１６Ｇは、ほぼ等間隔（略６０°間隔）で設けられる。
【００３６】
また、本実施の形態では、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及びブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの、断面視における大きさがほぼ同一となるように、内装筒１２が設けられたが、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及びブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの、断面視における大きさはほぼ同一の場合に限定されない。ただし、微細流化の程度を、流路によらず同程度とするためには、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及びブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの、断面視における大きさがほぼ同一であることが望ましい。
【００３７】
また、微細流化の程度を、流路によらず同程度とするためには、ブレード１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより囲まれた領域及びブレード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃにより囲まれた領域の体積が同じとなるようにしてもよい。体積の調整は、外側筒に設けられるスパイラルブレードの枚数を増減することにより行ってもよいし、内装筒１２の位置（内装筒１２の直径）を調整することにより行ってもよい。
【００３８】
なお、この発明の実施形態では、スパイラルブレード１３とスパイラルブレード１４との軸線方向のねじる向き（例えば、右回りにねじる、左回りにねじる）は同一であるが、スパイラルブレード１３とスパイラルブレード１４とで軸線方向のねじる向きを変えてもよい。ただし、渦流発生装置から流体が流出した後の流体の流れを考慮すると、スパイラルブレード１３とスパイラルブレード１４との軸線方向のねじる向きを同じとすることが望ましい。
【００３９】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１、１Ａ、１Ｂ：渦流発生装置、１０：筒状部、１０ａ：軸線、１１：外装筒、１２：内装筒、１３、１４、１５、１６：スパイラルブレード、２０：フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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