JP2011141024A - Cyclone flow generating gasket, cyclone flow generating joint pipe, and cyclone flow pipeline - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、サイクロン流生成ガスケット、サイクロン流生成継手管およびサイクロン流輸送管路に関し、詳しくは、ガス、液体等の流体を輸送する輸送管路において、層流輸送される流体自体を輸送管路において輸送状態で簡単にサイクロン流に変換することができかつ輸送管路にインライン形態で挿入することが可能で、輸送管路の軸方向に短い空間周期のサイクロン流を生成することが可能であり、効率的な流体の加熱、流体冷却あるいは流体による管洗浄に適したサイクロン流生成ガスケット、サイクロン流生成継手管およびサイクロン流輸送管路に関する。 The present invention relates to a cyclone flow generating gasket, a cyclone flow generating joint pipe, and a cyclone flow transport pipe. More specifically, in a transport pipe for transporting a fluid such as a gas or a liquid, the fluid itself transported in a laminar flow is transported. Can be easily converted into a cyclone flow in the transport state and can be inserted in-line into the transport pipeline, and a cyclone flow with a short spatial period can be generated in the axial direction of the transport pipeline The present invention relates to a cyclone flow generating gasket, a cyclone flow generating joint pipe, and a cyclone flow transport pipe suitable for efficient fluid heating, fluid cooling, or pipe cleaning with fluid.
半導体製造装置を含めた半導体処理装置へのキャリアガス、反応ガスの輸送路あるいは半導体処理装置から排出されるガスの輸送路、液晶表示装置等の基板処理装置へのガス、処理液等の輸送路などでは、ガス等を所定の温度以上に維持して輸送するために輸送路の前後あるいは途中に加熱装置を挿入してガスを加熱することが行われる。
この場合の加熱としてガスをサイクロン流にして加熱すると効率的であるので、出願人は、接線方向からガスを導入して加熱しかつインライン形態で輸送路に挿入する加熱装置を出願している（特許文献１）。
また、このようなサイクロン流輸送路とは別にサイクロン流を形成して加熱し気化させる各種の気化器も公知である（特許文献２，３）。
さらに、サイクロン流は、サイクロン掃除機や精錬容器に設けるガス吹き込み羽口でも活用されている（特許文献４，５）。さらにまた、各種の容器の洗浄などにもサイクロン流が利用される。
Carrier gas, reaction gas transport path to semiconductor processing equipment including semiconductor manufacturing equipment, transport path for gas discharged from semiconductor processing equipment, transport path for gas, processing liquid, etc. to substrate processing equipment such as liquid crystal display For example, in order to transport a gas or the like while maintaining the temperature at a predetermined temperature or higher, a heating device is inserted before or after or in the middle of the transport path to heat the gas.
Since it is efficient to heat the gas in a cyclone flow as heating in this case, the applicant has applied for a heating apparatus that introduces and heats the gas from the tangential direction and inserts it into the transportation path in an inline form ( Patent Document 1).
Various vaporizers that form a cyclone flow separately from such a cyclone flow transportation path and heat and vaporize the same are also known (
Furthermore, the cyclone flow is also utilized in gas blowing tuyere provided in a cyclone vacuum cleaner or a refining vessel (
特許文献１に示す流体加熱においては、輸送管路に加熱装置をインライン形態で挿入してはいるが、加熱路外側から接線方向において加熱管路にキャリアガスあるいは反応ガスを導入してサイクロン流を生成し、加熱管路には中心軸に加熱棒を挿入する関係で加熱装置自体の外形は比較的大きくなる。
しかも、外側から接線方向において加熱管路にガスを導入するために導入路と加熱管路とが直交配置となり、輸送管路にインライン配置をした場合に輸送管路に段差を生じる問題がある。このような段差は、フレーク等の不要析出物が発生し易く、また、接線方向から輸送管路に接合してのガス導入は、サイクロン流生成管路の外形自体を大きくする。 特許文献２でも接線方向から加熱円筒にキャリアガスと反応液との混合物を吹き付けてサイクロン流を生成している。気化器としては輸送管路より大きな円筒路が形成できるのでそれでもよいが、輸送管路としては前記と同様な問題がある。
特許文献３では、管内壁に沿って螺旋溝を形成してサイクロン流を生成しているが、管内壁に沿う螺旋溝の形成は、加工に手間がかかる上に、溝と中心部との温度差などで溝にフレーク等の析出物が発生し易い問題を生じる。
In the fluid heating shown in
In addition, there is a problem in that the introduction path and the heating pipe line are orthogonally arranged in order to introduce gas into the heating pipe line in the tangential direction from the outside, and a step is generated in the transport pipe line when the in-line arrangement is provided in the transport pipe line. Such a step is likely to generate unnecessary precipitates such as flakes, and the introduction of a gas joined to the transport pipe from the tangential direction enlarges the outer shape of the cyclone flow generating pipe itself. In
In Patent Literature 3, a spiral groove is formed along the inner wall of the tube to generate a cyclone flow. However, the formation of the spiral groove along the inner wall of the tube takes time and effort, and the temperature between the groove and the center portion Due to the difference or the like, there arises a problem that precipitates such as flakes are easily generated in the groove.
特許文献４のサイクロン掃除機などで生成されるサイクロン流は、ホースで吸引されたエアーの螺旋状の導入路としての案内流路を形成してサイクロンを生成している。このようなことが可能なのは、集塵ケースの径がホース径よりも倍以上に大きいからである。輸送管路では管同士の径はほぼ同じ程度であるので螺旋状の導入路の形成は難しい。
特許文献５では、ノズルの先を接線方向に向けてガスを吹き出す構造となっているので、どうしてもノズルの根本は、管路から外側に突出してしまう問題がある。そのため、輸送管路にインライン形態で挿入した場合に特許文献１と同様な欠点がある。
しかも、ノズルからの吹出流が管軸に対してほぼ直角方向ではなく、斜め方向となっているので、サイクロン流波形の空間周期（サイクロン流の流れる方向でのくり返し距離）は、管軸方向に長い粗いものとなり、管軸に対して直角方向でかつ接線方向からガスを導入してサイクロン流を生成するときのような管軸方向に短い空間周期の比較的密なものとはならず、加熱や冷却、洗浄に適したサイクロン流を生成することができない。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、層流輸送される流体自体を管輸送の状態で簡単にサイクロン流に変換して輸送することができ、輸送管路の軸方向に短い空間周期のサイクロン流を生成することが可能なサイクロン流生成ガスケットを提供することにある。
この発明の他の目的は、輸送管路にインライン形態で挿入することが可能であり、効率的な流体の加熱、流体冷却あるいは流体による管洗浄に適するサイクロン流生成ガスケット、サイクロン流生成継手管あるいはサイクロン流輸送管路を提供することにある。
The cyclone flow generated by the cyclone cleaner of
In
Moreover, since the blowout flow from the nozzle is not in a direction substantially perpendicular to the tube axis but in an oblique direction, the spatial period of the cyclone flow waveform (repeated distance in the direction in which the cyclone flow flows) is in the tube axis direction. It becomes long and rough and does not become a relatively dense one with a short spatial period in the tube axis direction as in the case where a gas is introduced from a direction perpendicular to the tube axis and tangentially to generate a cyclone flow. It is not possible to generate a cyclone flow suitable for cooling, washing and cleaning.
The object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and the laminar transported fluid itself can be easily converted into a cyclone flow in the state of tube transport and transported. An object of the present invention is to provide a cyclone flow generating gasket capable of generating a cyclone flow having a short spatial period in the axial direction of a pipe line.
Another object of the present invention is that a cyclone flow generating gasket, a cyclone flow generating joint pipe, or a cyclone flow generating joint pipe, which can be inserted into a transportation pipeline in an in-line form and is suitable for efficient fluid heating, fluid cooling or fluid pipe cleaning, It is to provide a cyclone transport line.
このような目的を達成するための第１の発明のサイクロン流生成ガスケットの特徴は、板状の部材とこの板状の部材から突出する筒状ノズルとを備え、板状の部材が流体の漏れ止めとして流体輸送路に装着されるガスケットであって、
筒状ノズルは、その頭部が閉塞され、これが挿入される流体輸送路の管の内径より小さい外径と開口した底部とを有し、筒状ノズルの外側または内側に流体が吹出す吹出口がその側面に形成され、吹出口から吹出す流体が流体輸送路の管の円形内壁面あるいは筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たってサイクロン流が生成されるものである。
In order to achieve the above object, the cyclone flow generating gasket according to the first aspect of the present invention is characterized by comprising a plate-like member and a cylindrical nozzle protruding from the plate-like member, and the plate-like member leaks fluid. A gasket attached to the fluid transport path as a stop,
The cylindrical nozzle has an outer diameter smaller than the inner diameter of the pipe of the fluid transport path into which the head is closed, and an open bottom, and the blowout port from which fluid is blown to the outside or the inside of the cylindrical nozzle Is formed on the side surface, and the fluid blown out from the blowout port strikes the circular inner wall surface of the pipe of the fluid transport path or the circular inner wall surface of the cylindrical nozzle from an oblique direction to generate a cyclone flow.
また、第２の発明のサイクロン流生成継手管の特徴は、内部に流れる流体の流れをサイクロン流にするサイクロン流生成部材を有する断面円形の継手管であって、サイクロン流生成部材は、継手管の管軸に直角な方向に設けられた板状の部材とこの板状の部材から継手管の管軸方向に沿って突出し、頭部が閉塞された筒状ノズルとを備えていて、 筒状ノズルが継手管の内径より小さい外径を有し、筒状ノズルの底部が開口し、その外側または内側に流体が吹出す吹出口が筒状ノズルの側面に形成され、吹出口から吹出す流体が継手管の円形内壁面あるいは前記筒状ノズルの円形内壁面に斜めから当たってサイクロン流が生成されるものである。
さらに、第３の発明のサイクロン流輸送管路の特徴は、前記サイクロン流生成ガスケットを介して結合された前記第１の輸送管と前記第２の輸送管を有しあるいは前記サイクロン流生成継手管を介して結合された前記第１の輸送管と前記第２の輸送管を有するものである。
The cyclone flow generating joint pipe according to the second aspect of the invention is a joint pipe having a circular cross section having a cyclone flow generating member that changes the flow of fluid flowing therein to a cyclone flow, the cyclone flow generating member being a joint pipe A plate-like member provided in a direction perpendicular to the tube axis, and a tubular nozzle protruding from the plate-like member along the tube axis direction of the joint pipe and having a closed head. The nozzle has an outer diameter smaller than the inner diameter of the joint pipe, the bottom of the cylindrical nozzle is opened, and a blowout port from which fluid is blown outside or inside is formed on the side surface of the cylindrical nozzle, and the fluid blows out from the blowout port In this case, the cyclone flow is generated when it strikes the circular inner wall surface of the joint pipe or the circular inner wall surface of the cylindrical nozzle from an oblique direction.
Further, the cyclone flow transport pipe of the third invention is characterized in that it has the first transport pipe and the second transport pipe coupled via the cyclone flow generating gasket, or the cyclone flow generating joint pipe. And having the first transport pipe and the second transport pipe coupled through the.
このように、この発明にあっては、ガスケットあるいは継手管が装着された流体輸送路において、ガスケットあるいは継手管の筒状ノズルが挿入された流体輸送路の管では筒状ノズルの側面吹出口から流体をこれの外側に吹出して筒状ノズルが挿入された管の内壁面に斜めから当ててサイクロン流を生成しあるいは筒状ノズルの内側に流体を吹出して筒状ノズルの円形内壁面に斜めから当ててサイクロン流を生成する。
これにより、板状の部材とこれから突出する筒状ノズルとは流体輸送路を変形することなく、管路をそのままの形として流体輸送路に設けることができる。この発明では、筒状ノズルからの吹出流が筒状ノズルの横方向（筒軸方向ではなく、これに対してほぼ直交する面の方向）から円形内壁面に沿って吹出されるので、流体輸送路を形成する輸送管管軸方向のサイクロン流の空間周期が短くなりかつ流体輸送路の外形をほとんど増加させることなく、加熱や洗浄に適したサイクロン流を生成することができる。
そこで、サイクロン流となって流れる流体輸送路の輸送管の外側に加熱装置を設けるようにすれば効率的に流体の加熱ができ、また、冷却装置を設ければ効率的に流体の冷却ができる。さらに、サイクロン流となって流れる輸送管の部分は、サイクロン流により内壁面を洗浄することも可能になる。
As described above, according to the present invention, in the fluid transport path in which the gasket or the joint pipe is mounted, the pipe of the fluid transport path into which the cylindrical nozzle of the gasket or the joint pipe is inserted is provided from the side outlet of the cylindrical nozzle. A fluid is blown to the outside and applied to the inner wall of the tube into which the cylindrical nozzle is inserted obliquely to generate a cyclone flow, or a fluid is blown to the inside of the cylindrical nozzle to obliquely strike the circular inner wall of the cylindrical nozzle. A cyclone flow is generated by hitting.
As a result, the plate-like member and the cylindrical nozzle projecting from the plate-like member can be provided in the fluid transport path as they are without deforming the fluid transport path. In the present invention, since the blow-out flow from the cylindrical nozzle is blown out along the circular inner wall surface from the lateral direction of the cylindrical nozzle (the direction of the surface substantially orthogonal to the cylinder axis direction, not the cylinder axis direction), fluid transport A cyclone flow suitable for heating and cleaning can be generated without shortening the spatial period of the cyclone flow in the axial direction of the transport pipe forming the path and increasing the outer shape of the fluid transport path.
Therefore, if a heating device is provided outside the transport pipe of the fluid transport path that flows as a cyclone flow, the fluid can be efficiently heated, and if a cooling device is provided, the fluid can be efficiently cooled. . Furthermore, the inner wall surface of the portion of the transport pipe that flows as a cyclone flow can be cleaned by the cyclone flow.
この発明のガスケットあるいは継手管は、断面円形の第１の輸送管およびこれに結合される第２の輸送管との間に配置することが可能である。この場合において、第１の輸送管から第２の輸送管に向かって前記流体が流れるときにはサイクロン流の生成は、第２の輸送管の円形内壁面に吹出流が斜めに当たることによるが、このときには、筒状ノズルの外壁面と第２の輸送管の内壁面との間隔を狭くするとよい。すなわち、筒状ノズルの中心の位置を第２の輸送管あるいは継手管の内壁面側に偏心させて筒状ノズル外壁面と第２の輸送管あるいは継手管の内壁面との間隔を狭くしあるいは接触させて最も狭い間隔の位置あるいは接触している位置における筒状ノズルの内周面に引かれる接線に平行な筒状ノズルの中心を通る線と最も狭い間隔の位置あるいは接触している位置との間の筒状ノズルの側面位置に吹出口の孔を開けて第２の輸送管あるいは継手管の円形内壁面に斜めから当てるようにすれば、吹出口の孔の角度を接線方向にしなくても吹出す流体の流は、第２の輸送管あるいは継手管の内壁面に沿うように流れてサイクロン流になる。 The gasket or joint pipe of the present invention can be disposed between a first transport pipe having a circular cross section and a second transport pipe coupled to the first transport pipe. In this case, when the fluid flows from the first transport pipe toward the second transport pipe, the generation of the cyclone flow is due to the blowout flow obliquely hitting the circular inner wall surface of the second transport pipe. The interval between the outer wall surface of the cylindrical nozzle and the inner wall surface of the second transport pipe may be narrowed. That is, the position of the center of the cylindrical nozzle is decentered toward the inner wall surface of the second transport pipe or joint pipe to narrow the distance between the outer wall surface of the cylindrical nozzle and the inner wall surface of the second transport pipe or joint pipe, or A line passing through the center of the cylindrical nozzle parallel to a tangent line drawn on the inner circumferential surface of the cylindrical nozzle at the position of the narrowest spacing or in contact with the narrowest spacing or the position of contact If the hole of the blower outlet is opened at the side surface position of the cylindrical nozzle between the two and it is made to contact with the circular inner wall surface of the second transport pipe or joint pipe obliquely, the angle of the hole of the blower outlet does not have to be tangential Also, the fluid flow that blows out flows along the inner wall surface of the second transport pipe or the joint pipe to form a cyclone flow.
その理由は、吹出した流れのうち逆流しようとする一部の流が筒状ノズルの外壁面と第２の輸送管あるいは継手管の内壁面との間に流れ込むことでこの領域の圧力が上がり、これに対して逆流しない吹出流が流れるより広い空間の圧力は低くなるので吹出す空間の圧力差により吹出すサイクロン流の流れが第２の輸送管あるいは継手管の内壁面の接線方向に向かい内壁面に沿うように曲がるからである。これにより円形内壁面に吹出流が当たるとき当たる位置での接線に対する吹出流の傾斜角を小さくでき、単に斜めから内壁面に当ててサイクロン流を生成する場合よりも効率よくサイクロン流の生成ができる。
したがって、吹出口の孔を接線方向になるように曲線状の傾斜をもって開けるような難しい加工をしなくても容易に内壁面に沿ったサイクロン流を筒状ノズルに設けた前記のような吹出口により生成できる。
The reason is that the pressure in this region rises because a part of the flow out of the blown out flow flows between the outer wall surface of the cylindrical nozzle and the inner wall surface of the second transport pipe or joint pipe, On the other hand, since the pressure in the wider space through which the blowout flow that does not flow backward flows becomes lower, the flow of the cyclone flow blown out due to the pressure difference in the blowout space is directed toward the tangential direction of the inner wall surface of the second transport pipe or joint pipe. This is because it bends along the wall. This makes it possible to reduce the angle of inclination of the blown flow with respect to the tangent at the position where the blown flow hits the circular inner wall surface, and it is possible to generate the cyclone flow more efficiently than when the cyclone flow is generated by simply hitting the inner wall from an angle. .
Therefore, the above-described air outlet in which the cylindrical nozzle is easily provided with the cyclone flow along the inner wall surface without performing difficult processing such as opening the hole of the air outlet in a tangential direction with a curved slope. Can be generated.
逆に、第２の輸送管から第１の輸送管に向かって前記流体が流れるときにはサイクロン流の生成は、筒状ノズルの円形内壁面に吹出流が斜めに当たることによるが、このときには、筒状ノズルの筒軸は、第２の輸送管の管軸に一致するように配置しかつ吹出口を筒状ノズルの外壁面に対して斜めに穿孔するようにすれば、吹出口の孔の角度を接線方向にしなくても内側に吹出す流体は、筒状ノズルのの円形内壁面に沿うように流れてサイクロン流になる。この場合、強いサイクロン流を生成するときには、特に、孔径を０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の小さい孔として複数個設けるとよい。
その結果、層流輸送される流体自体を管輸送の状態で簡単にサイクロン流に変換して輸送することができる。さらに、輸送管路にインライン形態で挿入することが可能となり、効率的な流体の加熱、冷却あるいは流体による管洗浄に適した輸送管路を実現することができる。
On the contrary, when the fluid flows from the second transport pipe toward the first transport pipe, the generation of the cyclone flow is caused by the blown flow obliquely hitting the circular inner wall surface of the cylindrical nozzle. If the tube axis of the nozzle is arranged so as to coincide with the tube axis of the second transport pipe and the outlet is drilled obliquely with respect to the outer wall surface of the cylindrical nozzle, the angle of the hole of the outlet is set. Even if it is not in the tangential direction, the fluid blown inward flows along the circular inner wall surface of the cylindrical nozzle to form a cyclone flow. In this case, when a strong cyclone flow is generated, it is particularly preferable to provide a plurality of holes as small holes having a diameter of about 0.5 mm to 3 mm.
As a result, the fluid itself transported in a laminar flow can be easily converted into a cyclone flow and transported in a tube transport state. Further, it becomes possible to insert the in-line form into the transport pipeline, and it is possible to realize a transport pipeline suitable for efficient heating and cooling of the fluid or cleaning of the tube with the fluid.
図１（ａ）において、１０は、輸送管路であって、輸送管１と輸送管２と、これら輸送管１と輸送管２との間に装着された金属製のガスケット３とからなり、半導体処理装置へのキャリアガス、反応ガス等のガスの輸送する。ここでは、輸送管１と輸送管２の管内径は等しい。
輸送管１から輸送管２へと流れるガス４は、輸送管１では層流となって輸送されるが、ガスケット３を経て輸送管２に流れるガス４は、サイクロン流となる。そこで、ガス４が流れる管中心部と管周辺部との温度差がなくなり、均一な温度でガス４が輸送される。
ガスケット３は、輸送管１と輸送管２との間に輸送管１のエッジフランジ（縁辺突起部）１ａと輸送管２のエッジフランジ（縁辺突起部）２ａを介してこれらの間に挿入されている。エッジフランジ１ａ，２ａは、ボルト結合（ボルトは図示せず）等により押圧固定されることで同時に押圧固定され、輸送管１と輸送管２からなる輸送管路の内部を密閉状態する。
ここでの、ガスケット３は、筒状ノズル付きガスケットであって、層流をサイクロン流に変換する変換器となっている。これは、図１（ｂ）に示すように、ガスケット３は、円板部材１１とこの円板部材１１から輸送管２の管軸方向に沿って突出し、頭部が平坦に閉塞された筒状ノズル１２とからなる。筒状ノズル１２には、側面に吹出口１３が設けられ、吹出流が横方向（筒状ノズル１２の筒軸方向ではなく、これに対してほぼ直交する面の方向）に噴射される。
円板部材１１は、その外周が輸送管１と輸送管２とに挟まれることで流体の漏れ止めとして流体輸送路に装着されてガスケットとしての役割を果たす。この実施例では筒状ノズル１２がガス４の流れにおいて下流となる輸送管２側に挿入されている。
In FIG. 1 (a),
The
The gasket 3 is inserted between the
Here, the gasket 3 is a gasket with a cylindrical nozzle and is a converter for converting a laminar flow into a cyclone flow. This is because, as shown in FIG. 1 (b), the gasket 3 is a
The
筒状ノズル１２は、輸送管２の内径より小さくかつこの内径の１／２以上の外径を有し、その内径は、輸送管２の内径の１／４以上である。より好ましくは、外径を１／２より大きくしておき、その内径を輸送管２の内径の１／２前後か、それ以上とするのがよい。ただし、輸送管１の内径は、輸送管２の内径と等しいか、これらより大きいものとする。 これにより、吹出し量を多く採りかつ抵抗を低減できる。筒状ノズル１２の開口した底部１４は輸送管１に連通している。
吹出口１３は、吹出すガス４が輸送管２の円形の内壁面２ｂに斜めから当たってサイクロン流となるように筒状ノズル１２の側面に長楕円形に穿孔されている。ただし、ここでの吹出口１３は、サイクロン流生成のために吹出し位置に対応する輸送管２の円形内壁の円周における接線方向に沿うように形成されている訳ではない。単に、筒状ノズル１２の中心の位置を輸送管２の内壁面２ｂ側に偏心させて筒状ノズル１２の外壁面と輸送管２の内壁面２ｂとの間隔を狭くしているだけである。さらに、吹出口１３の位置を筒状ノズル１２の外壁面と輸送管２の内壁面２ｂとの間隔が最も狭い位置における筒状ノズル１２の内周面に引かれる接線に平行な筒状ノズル１２の中心を通る線と最も狭い間隔位置との間の位置に設けているだけである。これらの関係とサイクロン流の生成については図２（ｄ）において後述する。
なお、以上の場合、筒状ノズル１２の外壁面と輸送管２の内壁面２ｂとは間隙がなく、これらが接触していてもよい。
The
The
In the above case, there is no gap between the outer wall surface of the
これらにより、吹出すガス４は、輸送管２の円形内壁面２ｂに斜めから当たってサイクロン流となる。その結果、輸送管１を層流となって流れるガス４がガスケット３を経ることで、図１（ｂ）に示すように、輸送管２にサイクロン流となって流れ出る。
なお、筒状ノズル１２の筒軸の位置は、吹出口１３が輸送管２の内壁面２ｂに近い位置に配置されるように輸送管２の管軸の位置よりも内壁面２ｂ側に所定量オフセットしている。これにより筒状ノズル１２の側面に設けれた吹出口１３は、図１（ａ）に示すように、輸送管２の内壁面２ｂ近傍に位置しかつその開口方向がガス４の吹出し位置に対応する輸送管２の円形の内壁面２ｂに対応するように配置されている。その結果、筒状ノズル１２の横方向（輸送管路の管軸に対してほぼ直角方向）から円形の内壁面２ｂに沿って吹出されるので、生成されるガス４のサイクロン流は、その波形空間周期が短くなる。
As a result, the
In addition, the position of the cylinder axis of the
図２（ａ）は、継手ナット（袋ナット）と継手雄ナット（ボルトナット）の継手部材の間に挿入されたガスケットの一実施例の継手部分断面説明図である。
この例は、ＣＡＪＯＮ社製の商品名ＶＣＲといわれる袋ナット２１とボルトナット３１とによる管継手コネクタ２０によりガスケット３と同様な構造のガスケット３０を介して輸送管１と輸送管２とを結合した例である。
輸送管１の継手となる頭部にはエッジフランジ２２が形成され、エッジフランジ２２の後側で輸送管１の頭部に遊嵌する袋ナット２１は、エッジフランジ２２に係合してその前進移動が阻止される。輸送管２の継手となる頭部にもエッジフランジ３２が形成され、袋ナット２１に結合されるボルトナット３１は、エッジフランジ３２の後側で輸送管２の頭部に遊嵌するエッジフランジ３２に係合してその前進移動が阻止される。
これにより、袋ナット２１とボルトナット３１を螺合することで、輸送管１と輸送管２とが結合される。この螺合において、輸送管１と輸送管２との間に挿入されたガスケット３０は、エッジフランジ２２において軸方向に山形に突出するリング状突出部２２ａとエッジフランジ３２において軸方向に同じく山形に突起するリング状突出部３２ａとの間に挟まれて押圧固定されて輸送管１と輸送管２からなる結合管路を密閉状態にする。
なお、２３は、袋ナット２１とエッジフランジ２２との間に設けられたスラストベアリングであり、前記した螺合を確実にするためのものである。
Fig.2 (a) is a joint partial cross-section explanatory drawing of one Example of the gasket inserted between the joint member of the joint nut (cap nut) and the joint male nut (bolt nut).
In this example, the
An
Thereby, the
図２（ｂ）は、ガスケット３０の正面図であって、ガスケット３０は、円板部材１１ａとこの円板部材１１ａから突起した頭部が半球状に閉塞された筒状ノズル１２ａとこれに設けられた長円の吹出口１３ａとからなる。筒状ノズル１２ａは、輸送管２の内径より小さくかつこの内径の１／２以上の外径を有し、この例ではその内径は１／２よりも少し小さい。
ここで、輸送管２の内径を、例えば、７ｍｍφとしたときに、図２（ｃ）のガスケット３０の縦断面図と図２（ｄ）の筒状ノズルの横断面図に示すように、筒状ノズル１２ａは、中心が円板部材１１ａの中心ＯよりΔｄ＝１ｍｍだけオフセットされ、図１（ｂ）に示した頭部が平坦なものと異なり、頭部１２ｂが半球状に閉塞された筒体になっている。 前記のオフセットΔｄにより筒状ノズル１２ａが外壁面は、輸送管２の内壁面２ｂ側に接近してこれらの間に狭い所定の間隙が設けられる。
筒状ノズル１２ａは、内径が３．２ｍｍφ、外径が４．８ｍｍφ、高さが７．５ｍｍであり、底面１２ｃが開放されている。円板部材１１ａの厚さは０．８ｍｍであり、外径が２０ｍｍφの円板である。筒状ノズル１２ａの高さは、輸送管２の内径の３倍以下の高さとすることが好ましい。それにより吹出口１３ａから吹出されるサイクロン流の流れを筒状ノズル１２ａが妨げないで済み、特に、閉塞する頭部は半球状にするとよい。
FIG. 2B is a front view of the
Here, when the inner diameter of the
The
吹出口１３ａは、図１（ｂ）に示した楕円孔の吹出口１３と異なり、短径（最短直径）が２ｍｍφで長径（最長直径）が７ｍｍφの長孔である。なお、図１（ａ）の実施例の吹出口１３の楕円孔は、短径が２ｍｍφで長径が５ｍｍφ程度のものである。
吹出口１３ａは、図２（ｄ）に示すように、Δｄだけ偏心した方向にある筒状ノズル１２の外壁面と輸送管２の内壁面２ｂとの間隔が最も狭い位置の筒状ノズル１２の内壁面２ｂに引かれる接線Ｔに対してθ傾けて穿孔されている。ここでのθは、例えば、接線Ｔに対して１５°に設定されている。吹出口１３ａの位置は、筒状ノズル１２の外壁面と内壁面２ｂとの間隔が最も狭い位置における筒状ノズル１２の内周面に引かれる接線Ｔに平行な筒状ノズル１２の中心を通る線Ｃと最も狭い間隔位置Ｋ（接線Ｔと直交する水平方向の一点鎖線における図面左側の位置）との間に配置されている。このような条件は、前記の図１（ａ）で説明した筒状ノズル１２の吹出口１３ついても同様である。
言い換えれば、筒状ノズル１２ａ（１２）の外壁面と輸送管２の内壁面２ｂとは、前記のオフセットΔｄにより逆流を阻止する間隙か設けられているか、あるいはこれらが接触していることが重要な点である。
The
As shown in FIG. 2 (d), the
In other words, it is important that the outer wall surface of the
このような条件で吹出口１３ａ（吹出口１３）を形成すると、吹出した流れのうち逆流しようとする流が筒状ノズル１２ａ（１２）の外壁面と輸送管２の内壁面２ｂとの間に流れ込むことでこの領域の圧力が上がり、これに対して逆流しない吹出流が流れるより広い空間の圧力は低くなるので吹出す空間の圧力差により吹出すガスの流れが輸送管２の内壁面２ｂの円周の接線方向に向かい内壁面２ｂに沿うように曲がる。特に、吹出口１３ａを接線Ｔに対してθ傾けることで吹出すガスの流れが内壁面２ｂに沿い易くなり、サイクロン流を生成し易くなる。これにより、輸送管２の内壁面２ｂに吹出流が当たるとき当たる位置での接線Ｔに対する吹出流の傾斜が小さくなる上に、単に斜めから内壁面２ｂに当ててサイクロン流を生成する場合よりも効率よくサイクロン流の生成ができる。
その結果、吹出口１３ａ（吹出口１３）の孔を接線方向になるように曲線状の傾斜をもって開けるような難しい加工をしなくても容易に内壁面２ｂに沿ったサイクロン流を、筒状ノズル１２ａ（１２）に設けた吹出口により生成できる。
なお、吹出口１３ａの長径は、輸送管１の内径以上の長さであることが好ましい。これにより、ガス等の流体の吹出し抵抗を低減することができる。ただし、後述するようにサイクロン流の流速を速くする場合には、小さい孔の吹出口が好ましい。
If the
As a result, the cyclone flow along the
In addition, it is preferable that the long diameter of the
また、図２（ｄ）に示される筒状ノズル１２ａ（１２）の中心は、円板部材１１ａの中心Ｏに対して図面左右方向ばかりでなく、さらに図面上下方向にもシフト（オフセット）していてもよい。この場合には最も狭い間隔位置Ｋの位置は、その分ずれてくる。
ところで、この場合の輸送管１の内径は１１ｍｍφであり、輸送管２の内径より大きい。
筒状ノズル１２ａは、軸心が円板部材１１ａの中心よりΔｄ＝１ｍｍだけオフセットされていることで、７ｍｍφの輸送管２の内壁面２ｂ（図２（ａ）参照）と微小な間隙（０．１ｍｍ）の空間をもって配置される。これにより、吹出口１３ａから吹き出されるガス４の逆流が阻止される。その結果、輸送管２の内壁面２ｂのこれの吹出し位置に対応する断面円形の周面の接線方向に向かい円周に沿うものとなる。
ところで、吹出口１３ａは、図では１つであるが、筒状ノズル１２ａの中心を中心とする円周上を等分割するように複数個吹出口が設けられていてもよい。また、輸送管２の内壁面２ｂと吹出口１３ａとの間の間隙は、サイクロン流の逆流防止の観点から接触状態から１ｍｍ程度までの距離が好ましい。
Further, the center of the
By the way, the inner diameter of the
The
By the way, although the number of the
図３は、この発明のサイクロン流生成ガスケットを適用した管洗浄の原理的な説明図である。
図２の輸送管２に換えて洗浄ガラス管６を装着するガラス管の管装着スリーブ５が輸送管１に結合されている。管装着スリーブ５は、図２と同様に輸送管１に管継手コネクタ２０により結合されている。
洗浄ガラス管６は、管装着スリーブ５に管端部が装着されて輸送管１に連続する輸送路を形成する。このことで洗浄ガラス管６の内壁面がサイクロン流により洗浄される。管装着スリーブ５は、内径が洗浄ガラス管６の外径に対応する嵌合部５ａの底に段差５ｂが形成されている。段差５ｂにはオーリング５ｃが装着されている。
管装着スリーブ５は、輸送管１に結合される先端部側の径が少しだけ拡大している微小な傾斜のテーパ面８を有し、さらに図示してはいないが管軸方向に沿って側面に設けられた割りスリットが後端部から先端部側に向かって形成され、これとボルトナット３１とによる絞込みチャック機構７が構成されている。
ボルトナット３１が袋ナット２１に螺合することでこの絞込みチャック機構７によりボルトナット３１が前進するに連れて管装着スリーブ５の径が微少量小さくなって、洗浄ガラス管６を管装着スリーブ５に絞り固定をする。なお、洗浄ガラス管６の他端の口は開放されている。
この絞込みチャック機構７により嵌合部５ａの内壁面に洗浄ガラス管６の外壁面が嵌合することで、洗浄ガラス管６が管装着スリーブ５に装着固定され、洗浄後に抜去される。 輸送管１には、ガス４に換えて純水等の洗浄液４ａが供給され、洗浄ガラス管６は、ガスケット３０により形成されたサイクロン流で内壁面が洗浄される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of pipe cleaning to which the cyclone flow generating gasket of the present invention is applied.
A
The cleaning
The
When the
By fitting the outer wall surface of the cleaning
図４（ａ）は、この発明のサイクロン流生成継手管を適用した一実施例のサイクロン流生成溶接継手を有する輸送管路の原理的な断面説明図、図４（ｂ）は、そのサイクロン流生成溶接継手の斜視図である。
図４（ａ）に示すように、８は、サイクロン流生成溶接継手管であって、輸送管８ａと輸送管８ｂとが溶接点Ｓにおいて溶接接合されてこれらに結合する。サイクロン流生成継手管８は、短い円筒管であって、その内部には、ガスケット３０（あるいはガスケット３）に対応する構造の筒状ノズルの付いたサイクロン流生成ユニット８０が設けられている。
なお、図４（ｂ）では、サイクロン流生成溶接継手管８の内部構造を説明するために外側を透明にして図示してある。
サイクロン流生成ユニット８０は、円板部材８１とこの円板部材８１から円筒管の流体流出方向に沿って突出し、頭部が閉塞された筒状ノズル８２とからなり、サイクロン流生成継手管８の内壁面８３に円板部材８１の周面が溶接固定されてサイクロン流生成継手管８に内装される。
円板部材８１と筒状ノズル８２、そしてその吹出口８２ａの構造は、それぞれガスケット３０の円板部材１１ａと筒状ノズル１２ａ、そして吹出口１３ａとにあるいはガスケット３の円板部材１１と筒状ノズル１２、そして吹出口１３とにそれぞれ対応している。サイクロン流生成継手管８の内壁面に対する吹出口８２ａの形成位置は、前記した輸送管２の内壁面２ｂに対する吹出口１３あるいは吹出口１３ａとの関係と同じである。 サイクロン流生成継手管８と輸送管８ａ、そして輸送管８ｂの内径は等しい。 これにより、図４（ｂ）に示すように、輸送管８ａから流入した流体９は、空間周期の短いサイクロン流となって、輸送管８ｂを流れる。
FIG. 4A is a principle cross-sectional explanatory view of a transport pipe having a cyclone flow generating welded joint of one embodiment to which the cyclone flow generating joint pipe of the present invention is applied, and FIG. 4B is the cyclone flow. It is a perspective view of a production | generation welded joint.
As shown to Fig.4 (a), 8 is a cyclone flow production | generation welded joint pipe, Comprising: The
In FIG. 4 (b), the outer side is shown transparent to explain the internal structure of the cyclone flow generating welded
The cyclone
The
図５は、この発明のサイクロン流生成継手管を適用した他の実施例のサイクロン流生成溶接継手の説明図である。
図５（ａ）は、その側面図および底面図であり、図５（ｂ）は、その縦断面図、そして図５（ｃ）は、筒状ノズルの横断面図である。
各図において、８４は、サイクロン流生成継手管であり、ガスケット３と同様に図１における輸送管１と輸送管２との間に狭持され、溶接接合されて輸送管１と輸送管２とを結合するガスケット形継手管である（図５（ｂ）の二点鎖線参照）。
サイクロン流生成継手管８４は、継手管本体８５と筒状ノズル８６とからなる。筒状ノズル８６は、図５（ｃ）に示すように輸送管２の内径より小さくかつこの内径の１／２以上の外径を有し、その内径は、１／２よりも少し小さく、１／４よりも大きい。
FIG. 5 is an explanatory view of a cyclone flow generating welded joint according to another embodiment to which the cyclone flow generating joint pipe of the present invention is applied.
5A is a side view and a bottom view thereof, FIG. 5B is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 5C is a transverse sectional view of a cylindrical nozzle.
In each figure,
The cyclone flow generating
継手管本体８５は、図２（ｂ）における筒状ノズル付きガスケット３０に対応して流体輸送路に装着されるものであって、継手管本体８５の管軸方向の中央位置にはこれの外周に沿ってフランジ８５ａが設けられている。このフランジ８５ａが流体の漏れ止めとして流体輸送路に装着されるガスケットと同様な役割を果たしている。
この点で継手管本体８５のフランジ８５ａがガスケット３０の円板部材１１ａに相当し、これに管接続部８５ｃ，８５ｄが一体化して厚さの厚い円板部材が形成されている。なお、管接続部８５ｃは、管接続のための部材であり、サイクロン生成には直接関係しておらず、フランジ８５ａの両側の管接続部８５ｃ，８５ｄの径が管本体１３ａと入力ポート１４ａの内径に対応している。この管接続部８５ｃ，８５ｄが管嵌合部となって、フランジ８５ａを挟んで輸送管１と輸送管２との間にそれぞれ嵌合してこれらに溶接接合される（図８（ｂ）の二点鎖線参照）。これにより輸送管２に内装固定される。
このとき、継手管本体８５の中心は、図１における輸送管１と輸送管２との管軸に一致するように配置されるが、筒状ノズル８６の筒軸は、図４（ａ）のガスケット３０と同様に継手管本体８５の中心より継手管本体８５の内壁面側に偏位（オフセット）している。 この実施例では、輸送管１と管輸送管２の端部が図１における円板部材１１に対応するフランジ８５ａを介して継手管本体８５に溶接結合することでサイクロン流生成溶接継手が形成されている。言い換えれば、輸送管１と管輸送管２の端部がサイクロン流生成溶接継手管の一部をなしている実施例である。この点は、サイクロン流生成継手管８４にラッパ管を前後に装着した次の図６の実施例をみれば明かである。
輸送管１と管輸送管２の端部をサイクロン流生成溶接継手管の一部とするために円板部材から突出する筒状ノズル８６の形態を管接続部８５ｃ，８５ｄを有する階段状の円筒にして継手管本体８５を形成し、その両端で流体輸送管を溶接接合できるようにしてある。そこで両端の径を輸送管１と輸送管２の内径に対応させている。
The
In this respect, the
At this time, the center of the joint pipe
In order to make the ends of the
継手管本体８５は、厚さの厚い板状の部材であって、中心から偏心した位置に継手管本体８５を貫通して貫通孔８５ｂが穿孔されている。この貫通孔８５ｂに連通して筒状ノズル８６が貫通孔８５ｂの中心に筒軸を一致させて接合形成されている。
筒状ノズル８６には、ガスケット３０と同様にサイクロン流生成のための吹出口８６ａが形成されていて、頭部は半球状に閉塞されている。吹出口８６ａの形成位置は、前記した輸送管２の内壁面２ｂに対する吹出口１３あるいは吹出口１３ａとの関係と同様であるが、ここでは、さらに吹出口８６ａは、輸送管２の内径の１／２の径が作る円よりも外側に位置している。これにより、輸送管２の内壁面２ｂに吹出流が当たるとき当たる位置での接線に対する吹出流の傾斜角をより小さくできる。
これにより、図１の実施例と同様にサイクロン流生成管路が形成される。
The
The
Thereby, a cyclone flow generation pipeline is formed as in the embodiment of FIG.
図６は、この発明のサイクロン流生成継手管を適用した管径が小さい場合の他の実施例の説明図である。
サイクロン流生成継手管８８は、管径が５ｍｍφ以下の小さいものに対する継手管であって、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面である。なお、流体輸送路に流体が流せる限り、その下限は原理的には１ｍｍφ以下でも可能であるが、現在の製造限界としては１ｍｍ程度まであろう。
サイクロン流生成継手管８８は、継手管の中央部に図５（ａ）のサイクロン流生成継手管８４に対応する構造のサイクロン流生成ユニット８８ｃが設けられ、これの両側にラッパ管８８ａ，８８ｂが装着されて構成される。
ここでのサイクロン流生成ユニット８８ｃは、サイクロン流生成継手管８４と同様に円円板部材とこの円板部材から流体流出方向に沿って突出し、頭部が閉塞された筒状ノズル８９とからなっているが、サイクロン流生成継手管８４の場合と異なり、直接輸送管１と輸送管２に装着されているのではなく、ラッパ管８８ａ，８８ｂを介して輸送管１と輸送管２に結合されている。
吹出口８９ａを有する筒状ノズル８９は、図５（ｂ）に示す吹出口８６ａを有する筒状ノズル８６に対応しているが、ラッパ管８８ｂの中心からの偏心量（オフセット）は小さい。ラッパ管８８ｂの内壁面に対する吹出口８９ａの形成位置は、図１（ａ），図２（ａ）に示した前記した輸送管２の内壁面２ｂに対する吹出口１３あるいは吹出口１３ａとの関係と同じである。
FIG. 6 is an explanatory view of another embodiment when the pipe diameter is small to which the cyclone flow generating joint pipe of the present invention is applied.
The cyclone flow generating
The cyclone flow generation
The cyclone
The
ラッパ管８８ａ，８８ｂは、サイクロン流生成ユニット８８ｃの前後に設けられた断面形状が円形の管であって、これらによりサイクロン流生成ユニット８８ｃが溶接狭持されて一体化されている。
ラッパ管８８ａ，８８ｂの内壁面は、テーパとなっていて、ラッパ状に流体の輸送路が漸次拡大し、拡大した開口がそれぞれサイクロン流生成ユニット８８ｃ側に位置している。この拡大開口と反対側のラッパ管８８ａ，８８ｂの端部には嵌合孔８８ｄ，８８ｅがそれぞれ形成され、これらに小径の輸送管１，輸送管２の管端部が嵌合し溶接結合されてい小径管に対するサイクロン流形成路が構成される。
このように、サイクロン流生成継手管８８がラッパ管８８ａ，８８ｂとサイクロン流生成ユニット８８ｃとをもって構成されることで、より径の小さい管をラッパ管８８ａ，８８ｂの端部に結合することができる。しかも、サイクロン流をより大きな径のラッパ管８８ｂの内壁面と吹出口８９ａとの関係において生成してラッパ管８８ｂのテーパ面で絞込み、輸送管２に送り出すことができる。
The
The inner wall surfaces of the
As described above, the cyclone flow generating
図７は、この発明のサイクロン流生成継手管を利用した流体加熱輸送管路の説明図である。
図４（ａ）の輸送管８ｂの外側にヒーターを内装したアルミ円筒ブロックの加熱装置９０を嵌合してサイクロン流として流れる流体９（あるいはガス４）を効率的に加熱するものである。説明の都合上、アルミ円筒ブロック９１を透過状態で図示してある。
アルミニュウムの円筒ブロック９１は、円筒を筒軸に沿って半割した半割ブロックを結合して一体化したもので、半割ブロックの中心部の中空部に輸送管８ｂが配置されて半割ブロックにより狭持されることで円筒ブロック９１が形成され、これに輸送管８ｂが装填される。円筒ブロック９１の外側には断熱材が巻かれて円筒ブロック９１が被覆される。円筒ブロック９１の内部には図示してはいないが、温度調節のためのセンサが内蔵されて流体９（あるいはガス４）の加熱温度が制御される。
なお、輸送管８ｃは、輸送管８ｂに溶接結合する輸送管であり、これに加熱装置９０で所定の温度に加熱されたサイクロン流の流体９（あるいはガス４）が流れる。
また、温度調節のためのセンサは、輸送管８ｂあるいは輸送管８ｃの外周に巻回されるセンサであってもよい。
ところで、この実施例では、図４（ａ）のサイクロン流生成ユニット８０がサイクロン流生成ユニット８０ａになっている。サイクロン流生成ユニット８０ａは、筒状ノズル８２の吹出口８２ａが楕円形から円形に変更され、楕円形の場合よりもさらに小さい丸孔になっている。
このように、吹出口を小さい径の孔にしている理由は、流速が大きいサイクロン流を筒状ノズル８２から吹出すことで加熱効率を上げるためである。
FIG. 7 is an explanatory view of a fluid heating / transporting line using the cyclone flow generating joint pipe of the present invention.
A
The aluminum
The
The sensor for temperature adjustment may be a sensor wound around the outer circumference of the
By the way, in this embodiment, the cyclone
As described above, the reason why the blower outlet has a small diameter is to increase the heating efficiency by blowing a cyclone flow having a high flow velocity from the
図８は、この発明のサイクロン流生成継手管を利用した流体冷却輸送管路の説明図である。
図４の輸送管８ｂの外側に放熱フィンブロック９２を持つ冷却装置９３を嵌合してサイクロン流として流れる流体を冷却するものである。
放熱フィンブロック９２は、中心軸に沿って貫通孔９４が空けられていて、この貫通孔９４に輸送管８ｂが挿着されている。
なお、放熱フィンブロック９２には、さらに空冷ファン、ペルチェ素子等の冷却手段が装備されていてもよい。
輸送管８ｃは、輸送管８ｂに溶接結合する輸送管であり、これに冷却装置９３で所定の温度まで冷却されたサイクロン流の流体９（あるいはガス４）が流れる。
なお、この実施例の吹出口も小さい丸孔の吹出口８２ａとなっている。
FIG. 8 is an explanatory view of a fluid cooling and transporting pipeline using the cyclone flow generating joint pipe of the present invention.
A cooling
The radiating
The radiating
The
In addition, the blower outlet of this embodiment is also a small
ところで、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すものは、ガス４が輸送管１から輸送管２へと流体を流すケースである。しかし、逆にガス４等を輸送管２から輸送管１へと流してもサイクロン流は生成可能である。ただし、逆方向にガス４等の流体を流す場合には、筒状ノズルは、輸送管２に挿入されている輸送管２の管軸の中心に筒軸を合わせることが好ましい。
図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すものは、輸送管２の円形内壁面の円の径が筒状ノズル１２ａの外径よりも大きくなっているので、輸送管２の内径が５ｍｍφ以下に小さくなってもあるいは輸送管２の内径が５０ｍｍφ程度に大きくなってもサイクロン流を生成し易いが、輸送管２から輸送管１へと逆方向に流体を流す場合には、筒状ノズル１２ａの吹出口１３ａがガス４等を筒状ノズル１２ａの外側から内側へ吹出すことになるので、加熱、冷却あるいは洗浄等の作用を得るためにはサイクロン流生成に多少工夫が必要になる。 なお、図１の原理的な説明図に示すように、輸送管２の内径は、流体を流せる輸送管で筒状ノズルが内側に形成できれば輸送管の内径に関係なく、原理的にはどのような内径のものでも適用可能である。
By the way, what is shown in FIG. 2A to FIG. 2D is a case where the
2 (a) to 2 (d), the diameter of the circular inner wall surface of the
さて、ガス４等を輸送管２から輸送管１へと逆方向に流す場合には、図２（ａ）の筒状ノズル１２ａの外側から内側へガス４が吹出す構造となるので、筒状ノズル１２ａの円形内壁面に斜め方向から吹出流を当ててサイクロン流を生成することになる。ここで着目されたのが、筒状ノズル１２ａの厚さに応じて筒状ノズル１２ａの内径がこれの外径よりも小さくなることである。これにより、円形内壁面の円に対して接線方向に孔を穿孔し易いという利点が生まれる。そのため前記実施例のような筒状ノズル１２ａのオフセットは不要になる。
これによりサイクロン流は、輸送管路の管軸方向において空間周期が短い比較的密な状態で発生させることが可能になり、輸送管の外側に加熱装置を設けて効率的に流体を加熱したり、また、冷却装置を設けて流体を冷却する場合、さらには内壁面を洗浄することができる。
そこで、図９に流体を輸送管２から輸送管１へと逆方向に流す場合のサイクロン流生成のガスケット構造を示す。
すなわち、図９（ａ）は、継手ナットと継手雄ナットの継手部材の間に挿入されたガスケットにおいて図２（ａ）とは逆方向にガスを流す場合に適したこの発明の他の一実施例の継手部分断面説明図、そして図９（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれガスケットの正面図、縦断面図、そしてその筒状ノズル部分の横断面図である。
Now, when the
As a result, the cyclone flow can be generated in a relatively dense state with a short spatial period in the tube axis direction of the transport pipeline, and a heating device is provided outside the transport tube to efficiently heat the fluid. In addition, when the fluid is cooled by providing a cooling device, the inner wall surface can be further cleaned.
FIG. 9 shows a gasket structure for generating a cyclone flow in the case where a fluid flows from the
That is, FIG. 9 (a) shows another embodiment of the present invention suitable for the case where gas is passed in the direction opposite to that in FIG. 2 (a) in the gasket inserted between the joint members of the joint nut and the joint male nut. FIG. 9B is a front view of a gasket, and FIG. 9D is a cross-sectional view of a cylindrical nozzle portion.
図９（ａ）の横断面図に示すように、ガスケット１００は、図２（ａ）に示すガスケット３０と同様に袋ナット２１とボルトナット３１とによる管継手コネクタ２０により結合された輸送管１と輸送管２との間に挿入されている。１０１は、図２（ａ）の筒状ノズル１２ａに対応するガスケット１００の筒状ノズルであって、筒状ノズル１０１の側面には吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ（図９（ｄ）参照）が穿孔されている。
図９（ｂ）に示すように、円板部材１０４は、図２（ａ）の円板部材１１ａに対応していて厚さが０．８ｍｍであり、外径が２０ｍｍφの円板である。吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、円板部材１０４の表面から２．５ｍｍの高さ位置に形成されている。円板部材１０４の表面から孔径の倍以上吹出口の位置が離れていないと、筒状ノズル１０１の円形内壁面にガス４の吹出流が十分に当たらなくなるからである。
ここでは、輸送管２の内径を輸送管１と等しく１１ｍｍφとしている。そこで、頭部１０３を除いた筒状ノズル１０１の中央部の外径は９．５ｍｍφである。
円板部材１０４に結合する位置での筒状ノズル１０１の外径は、輸送管２の内径の１／２の径よりも大きく、筒状ノズル１０１の頭部１０３が半球状に閉塞されて筒状ノズル１０１は、筒長さが短く扁平した帽子形状であることが好ましい。その高さは８ｍｍであり、吹出口１０２の孔径は、例えば１．０ｍｍφであって、これは、０．５ｍｍφ〜３ｍｍφの範囲から選択される。
筒状ノズル１０１の中央部の内径は８．８ｍｍφであり、筒状ノズル１０１の厚さは０．７ｍｍである。筒状ノズル１０１の中心の位置は、図示するように輸送管２の中心に一致している。
なお、輸送管２の内径は、筒状ノズル１０１の外径より大きく、筒状ノズル１０１の内径は、輸送管１の内径と等しいか、これより小さいものであればよい。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 9A, the
As shown in FIG. 9B, the
Here, the inner diameter of the
The outer diameter of the
The inner diameter of the central part of the
The inner diameter of the
図９（ｃ）の断面図に示すように、吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、筒状ノズル１０１の筒軸に直交する面に沿ってかつ筒状ノズル１０１の円形内壁面の円周において接線方向で接続するようにその側面において筒状ノズル１０１の外周に対して等間隔で穿孔された３個の孔である。
この孔の接線方向での接合は、筒状ノズル１０１の内径が８．８ｍｍφのときには筒状ノズル１０１の筒軸に直交する面内で接続箇所に立てた法線Ｎに対して傾斜角θがθ＝６０°程度の傾斜になる。
このように背が低く、頭部が半球状のものは、特に、流体が流れる上流側の輸送管２が機器等の管状の出口ポート（流体排出口）であってもその出口ポートに装着し易い利点がある。これによりガスケット１００の利用範囲がより拡大する。
図１１で説明するように、輸送管２は、機器，バルブ等の管状の出口ポートなどガスケットとして装着可能な管状のポートであってもよい。もちろん、図２（ａ）に示すガスケット３０も前記のような出口ポートへの装着は可能であり、機器，バルブ等の入力ポート側への装着も可能である。
図９（ｅ）は、図２の実施例に対応する筒状ノズルを偏心させない状態で用いた他の実施例の説明図である。
すなわち、図９（ａ）の筒状ノズル１０１を帽子状とせずに図２の筒状ノズル１２ａと同様に筒長さを長くして、筒状ノズル１２ａの吹出口１３ａに換えて吹出口を小さな孔径の吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃとして縦に配列したものである。
そこで、この実施例では吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、筒軸に沿って筒側面に直線状に穿孔されている。
筒状ノズル１０１の外形は７．０ｍｍφであって、輸送管２の内壁との間隙は、図９（ａ）よりも大きい。筒状ノズル１０１の厚さは０．７ｍｍである。筒状ノズル１０１の中心の位置は、図示するように輸送管２の中心に一致している。
この実施例の特徴は、ガス４の流れる方向を前記と逆にしても、すなわち、図２の実施例と同様に輸送管１から輸送管２へとガス４を流してもサイクロン流を生成できることである。このとき、吹出すガス４は、輸送管２の円形の内壁面２ｂに斜めから当たってサイクロン流となる。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 9C, the
In the tangential joining of the holes, when the inner diameter of the
Such a short and hemispherical head is mounted on the outlet port even when the
As illustrated in FIG. 11, the
FIG. 9 (e) is an explanatory diagram of another embodiment used in a state where the cylindrical nozzle corresponding to the embodiment of FIG. 2 is not decentered.
That is, the
Therefore, in this embodiment, the
The outer shape of the
The feature of this embodiment is that a cyclone flow can be generated even if the
図１０（ａ）は、図４（ａ）のサイクロン流生成継手管構造において図４（ａ）とは逆方向にガスを流す場合に適したこの発明の他の一実施例の断面説明図、そして図１０（ｂ）は、その筒状ノズル部分の横断面図である。
図１０（ａ）に示すように、１１０は、サイクロン流生成溶接継手管であって、図４（ａ）におけるサイクロン流生成継手管８に換えて輸送管８ａと輸送管８ｂとの間に挿入され、図４（ａ）の溶接点Ｓにおいて溶接接合される。
サイクロン流生成継手管１１０は、短い円筒管であって、その内部にはガスケット１００に対応する構造のサイクロン流生成ユニット１１１がサイクロン流生成溶接継手管１１０の中程に固定されている。
なお、サイクロン流生成ユニット１１１は、サイクロン流生成ユニット１１１となる頭部に筒状ノズル１１２が形成されたノズル管１１３と、吹出口１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ（図１０（ｂ）参照）の吹出流が内壁面に当たる円筒管１１４とが溶接接合されて形成される。
ノズル管１１３は、図２（ｂ）の筒状ノズル付きガスケット３０の円板部材１１ａと管とを一体形成したものであって、筒状ノズル１１２の外径は、ノズル管１１３の内径より少し小さく、ノズル管１１３の底部との間には板状の部材（円板部材）となる領域が形成され、この板状部材（円板部材）の領域の外周に円筒管１１４が溶接されている。
図１０（ｂ）は、その筒状ノズル部分の横断面図であり、図９（ｄ）の横断面図と同様に筒状ノズル１１２には３個の吹出口１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃが形成されている。これらの構造は、筒状ノズル１０１に対応する構造になっている。
10 (a) is a cross-sectional explanatory view of another embodiment of the present invention suitable for flowing gas in the direction opposite to that in FIG. 4 (a) in the cyclone flow generating joint pipe structure of FIG. 4 (a). FIG. 10B is a cross-sectional view of the cylindrical nozzle portion.
As shown to Fig.10 (a), 110 is a cyclone flow production | generation welded joint pipe, Comprising: It replaces with the cyclone flow production | generation
The cyclone flow generating
The cyclone
The
FIG. 10B is a cross-sectional view of the cylindrical nozzle portion, and three
図１１（ａ）は、図９に示すガスケット１００をバルブの入力ポートに設けた部分断面説明図、図１１（ｂ）は、図２に示すガスケット３０をバルブの入力ポートに設けた部分断面説明図である。
図１１（ａ）において、１２０はバルブであって、１２１は、その入力ポートである。１２２は、電磁弁となるダイアフラムを駆動して通路を開閉するアクチュエータである。 入力ポート１２１の入口にはガスケット１００が装着され、ガスケット１００の筒状ノズル１０１は、バルブ１２０が結合される二点鎖線で示すガス輸送管１２３側に突出している。
入力ポート１２１は、その管外周部分に雄ねじが切られて雄ボルトとされ、これにガス輸送管１２３の端部に設けられた袋ナット１２４が螺合してガスケット１００が入力ポート１２１とガス輸送管１２３との間で狭持される。
１２５は、バルブ１２０の出力ポートであって、出力ポート１２５にガスケット１００を設ける場合には、ガスケット１００がそのままの形で出力ポート１２５の出口に装着されてガスケット１００の筒状ノズル１０１が出力ポート１２５の内側に突出することになる。
図１１（ｂ）は、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すガスケット３０をバルブの入力ポート１２１に設けた部分断面説明図である。このガスケット３０は、出力ポート１２５側に設けることもできる。その説明は前記と同様であるため割愛する。
もちろん、サイクロン流生成継手管も２つの輸送管の結合のところに限らず、機器，バルブ等の管状の入力ポート、出口ポートなどガスケットとして装着可能な管状のポートに溶接接合することができる。
11A is a partial cross-sectional explanatory view in which the
In FIG. 11A, 120 is a valve and 121 is its input port.
The
125 is an output port of the
FIG. 11B is a partial cross-sectional explanatory view in which the
Of course, the cyclone flow generating joint pipe is not limited to the connection of the two transport pipes, and can be welded to a tubular port that can be mounted as a gasket, such as a tubular input port such as a device or a valve, or an outlet port.
以上説明してきたが、図１〜図８に示す実施例では、吹出口から吹出すガス等の流体は、吹出口が接線方向に形成されていなくても筒状ノズルが輸送管路の内壁面側に偏心していることにより、吹出し位置に対応する輸送管の円形内壁面における円周の接線方向に沿うように吹出されいるが、輸送管路の内壁面側への偏心がない図９の実施例を含め、この発明は、偏心させて円周の接線方向に沿うような吹出に限定されるものではなく、要するに輸送管の円形内壁面斜めから当たってサイクロン流となる吹出しが行われていればよい。例えば、吹出したガスが円周の接線方向に対してさらにガス輸送方向に傾く斜めの入射になって輸送管路の内壁面側に当たってにサイクロン流が生成されていてもよい。
また、図１〜図８に示す実施例では、筒状ノズルの外壁面と輸送管（継手管）の内壁面との間隔が最も狭い位置あるいは接触位置における筒状ノズルの内周面に引かれる接線方向に対して吹出口の形成角度をθ＝１５°としているが、この発明は、このような角度を付けなくてもよく、その角度も１５°に限定されるものではない。
各実施例は、半導体処理装置へのキャリアガス、反応ガスの輸送管あるいは半導体処理装置から排出されるガスの輸送管などに適用することが好ましいが、この発明は、これに限定されるものではなく、家庭用のガス輸送管、水道管、温水輸送管をはじめとして工業用の各種の流体輸送管あるいは流体輸送路に適用することができる。
図３の実施例は、単なる管洗浄に限定されるものではなく、この発明は、水道管や下水管をはじめとして、排水管などの各種の管洗浄に適用できることはもちろんである。例えば、生成されたサイクロン流により水道管などでは水垢の付着を防止するような洗浄が可能となる。
さらに、実施例では、筒状ノズルを有する基板は、円板部材を用いているが、この発明は、筒状ノズルを有する板状の部材であればどのような部材であってもよく、その厚さが厚いブロック状のものであってもよい。
また、実施例における第１の輸送管と第２の輸送管のうち、流体が流れる上流側の輸送管は、図１１の実施例に示すように、この発明では、機器，バルブ等の管状の入力ポート（流体供給口）、出口ポート（流体送出口）であってもよいことはもちろんであり、入力ポート（流体供給口）、出口ポート（流体送出口）を含めてガスケットが装着される各種の管状の流体輸送路、継手管が装着される各種管状の流体輸送路にこの発明は適用可能である。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 8, the fluid such as gas blown out from the air outlet is such that the cylindrical nozzle is the inner wall surface of the transport pipeline even if the air outlet is not formed in the tangential direction. FIG. 9 shows that there is no eccentricity toward the inner wall surface side of the transport pipeline, although it is blown out along the circumferential tangential direction of the circular inner wall surface of the transport pipe corresponding to the blowing position. The present invention, including examples, is not limited to blowouts that are decentered and follow the tangential direction of the circumference, but in short, blowouts that form a cyclone flow are performed by hitting the circular inner wall of the transport pipe diagonally. That's fine. For example, the cyclone flow may be generated when the blown-out gas is incident obliquely with respect to the tangential direction of the circumference and further inclined in the gas transport direction and hits the inner wall surface side of the transport pipeline.
Moreover, in the Example shown in FIGS. 1-8, it is pulled by the inner peripheral surface of the cylindrical nozzle in the position where the space | interval of the outer wall surface of a cylindrical nozzle, and the inner wall surface of a transport pipe (joint pipe) is the narrowest or contact position. Although the formation angle of the air outlet is set to θ = 15 ° with respect to the tangential direction, the present invention does not need to provide such an angle, and the angle is not limited to 15 °.
Each embodiment is preferably applied to a carrier gas to a semiconductor processing apparatus, a reaction gas transport pipe or a gas transport pipe exhausted from a semiconductor processing apparatus, but the present invention is not limited to this. In addition, the present invention can be applied to various industrial fluid transport pipes or fluid transport paths including household gas transport pipes, water pipes, and hot water transport pipes.
The embodiment shown in FIG. 3 is not limited to simple pipe cleaning, and the present invention can be applied to various pipe cleanings such as water pipes and sewage pipes as well as drain pipes. For example, the generated cyclone flow can be washed to prevent the adhesion of scale in a water pipe or the like.
Furthermore, in the embodiment, the substrate having the cylindrical nozzle uses a disk member, but the present invention may be any member as long as it is a plate-like member having a cylindrical nozzle. A thick block may be used.
Further, of the first transport pipe and the second transport pipe in the embodiment, as shown in the embodiment of FIG. 11, the upstream transport pipe through which the fluid flows is a tubular shape such as a device or a valve. Of course, input ports (fluid supply ports) and outlet ports (fluid delivery ports) may be used, as well as various types of gaskets including input ports (fluid supply ports) and outlet ports (fluid delivery ports). The present invention can be applied to various tubular fluid transport paths and various tubular fluid transport paths to which joint pipes are mounted.
１，２，８ａ，８ｂ，８ｃ，８９，８１…輸送管、
３，３０，８８ｃ，１００…ガスケット、４…ガス、４ａ…洗浄液、
５…管装着スリーブ、６…洗浄ガラス管、７…絞込みチャック機構、
８，８０，８４，８８，１１０…サイクロン流生成継手管、
９…流体、１０…輸送管路、１１，１１ａ，８１…円板部材、
１２，１２ａ，８２，８６，８２，１０１，１１２…筒状ノズル、
１３，１３ａ，８２ａ，８６ａ，１０３ａ〜１０３ｃ，１１３ａ〜１１３ｃ…吹出口、 １４…筒状ノズルの底部、２０…管継手コネクタ、２１…袋ナット、
２２，３２…エッジフランジ、３１…ボルトナット、
８０，８８ｃ，１１１…サイクロン流生成ユニット、８５…継手管本体、
８５ａ…孔、８５ａ…フランジ、８５ｂ…貫通孔、
８５ｃ，８５ｄ…嵌合面、８８ａ，８８ｂ…ラッパ管、
８８ｅ…板部材、８８ｆ…筒状ノズル。
1, 2, 8a, 8b, 8c, 89, 81 ... transport pipes,
3, 30, 88c, 100 ... gasket, 4 ... gas, 4a ... cleaning liquid,
5 ... Tube mounting sleeve, 6 ... Cleaning glass tube, 7 ... Narrowing chuck mechanism,
8, 80, 84, 88, 110 ... cyclone flow generating joint pipe,
9 ... Fluid, 10 ... Transport pipeline, 11, 11a, 81 ... Disc member,
12, 12a, 82, 86, 82, 101, 112 ... cylindrical nozzle,
13, 13a, 82a, 86a, 103a to 103c, 113a to 113c ... outlet, 14 ... bottom of cylindrical nozzle, 20 ... pipe joint connector, 21 ... cap nut,
22, 32 ... edge flanges, 31 ... bolts and nuts,
80, 88c, 111 ... cyclone flow generation unit, 85 ... joint pipe body,
85a ... hole, 85a ... flange, 85b ... through hole,
85c, 85d ... mating surface, 88a, 88b ... trumpet tube,
88e: plate member, 88f: cylindrical nozzle.
Claims (25)
前記筒状ノズルは、その頭部が閉塞され、これが挿入される前記流体輸送路の管の内径より小さい外径と開口した底部とを有し、前記筒状ノズルの外側または内側に前記流体が吹出す吹出口がその側面に形成され、前記吹出口から吹出す前記流体が前記流体輸送路の管の円形内壁面あるいは前記筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たってサイクロン流が生成されるサイクロン流生成ガスケット。 A gasket having a plate-like member and a cylindrical nozzle projecting from the plate-like member, the plate-like member being attached to a fluid transport path as a fluid leakage preventer,
The cylindrical nozzle has an outer diameter smaller than the inner diameter of the pipe of the fluid transport path into which the head is closed, and an open bottom, and the fluid is placed outside or inside the cylindrical nozzle. A blowout outlet is formed on the side surface, and the fluid blown out from the blowout outlet strikes the circular inner wall surface of the pipe of the fluid transport path or the circular inner wall surface of the cylindrical nozzle from an oblique direction to generate a cyclone flow. Cyclone flow generating gasket.
前記筒状ノズルは、前記第２の輸送管の内径より小さい外径を有し、開口した底部が前記第１の輸送管に連通し、その外側または内側に流体が吹出す吹出口がその側面に形成され、前記吹出口から吹出す前記流体が前記第２の輸送管の円形内壁面あるいは前記筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たってサイクロン流が生成されるサイクロン流生成ガスケット。 A gasket disposed between a first transport pipe having a circular cross section and a second transport pipe coupled to the first transport pipe, wherein the gasket includes a plate-shaped member and the second member from the plate-shaped member. A cylindrical nozzle that protrudes along the tube axis direction of the transport tube and whose head is closed;
The cylindrical nozzle has an outer diameter smaller than the inner diameter of the second transport pipe, an open bottom communicates with the first transport pipe, and a blow-out port from which fluid is blown to the outside or the inside is a side surface thereof. The cyclone flow generating gasket is formed so that a cyclone flow is generated when the fluid blown out from the blow-out port strikes the circular inner wall surface of the second transport pipe or the circular inner wall surface of the cylindrical nozzle from an oblique direction.
前記筒状ノズルは、その頭部が閉塞され、この継手管の内径あるいは前記継手管本体が接続される前記管の内径より小さい外径と開口した底部とを有し、前記筒状ノズルの外側または内側に前記流体が吹出す吹出口がその側面に形成され、前記吹出口から吹出す前記流体が前記継手管、前記継手本体管が接続される管あるいは前記筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たってサイクロン流が生成されるサイクロン流生成継手管。 A joint pipe body including a plate-like member and a tubular nozzle protruding from the plate-like member, or a joint pipe body connected to the pipe to be a joint pipe,
The cylindrical nozzle has a head that is closed, and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the joint pipe or the inner diameter of the pipe to which the joint pipe body is connected, and an open bottom. Alternatively, an air outlet from which the fluid is blown out is formed on a side surface thereof, and the fluid blown out from the air outlet is obliquely formed on a circular inner wall surface of the joint pipe, the pipe to which the joint body pipe is connected, or the cylindrical nozzle. Cyclone flow generating joint pipe that generates a cyclone flow by hitting from the direction.
前記筒状ノズルは、前記継手管の内径より小さい外径を有し、その底部が開口し、その外側または内側に流体が吹出す吹出口がその側面に形成され、前記吹出口から吹出す前記流体が前記継手管の円形内壁面、前記継手管が接続される管の円形内壁面あるいは前記筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たることによりサイクロン流が生成されるサイクロン流生成継手管。 A joint pipe having a circular cross section having a cyclone flow generating member for converting the flow of fluid flowing inside into a cyclonic flow, wherein the cyclone flow generating member is a plate-like member provided in a direction perpendicular to the tube axis of the joint pipe. A member and a cylindrical nozzle that protrudes from the plate-like member along the tube axis direction of the joint pipe and has a closed head.
The cylindrical nozzle has an outer diameter smaller than the inner diameter of the joint pipe, the bottom thereof is open, a blowout port from which fluid is blown out on the outside or inside is formed on the side surface, and the blowout from the blowout port A cyclone flow generating joint pipe in which a cyclone flow is generated when a fluid strikes a circular inner wall surface of the joint pipe, a circular inner wall surface of a pipe to which the joint pipe is connected, or a circular inner wall surface of the cylindrical nozzle from an oblique direction.
前記筒状ノズルは、その頭部が閉塞され、前記管の内径より小さい外径と開口した底部とを有し、前記筒状ノズルの外側または内側に前記流体が吹出す吹出口がその側面に形成され、前記吹出口から吹出す前記流体が前記管あるいは前記筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たってサイクロン流が生成されるサイクロン流生成ユニット。 A plate-like member and a cylindrical nozzle protruding from the plate-like member are provided, and the cylindrical nozzle is inserted into the tube, and the plate-like member is attached to or fixed to the tube, and flows into the tube. A cyclone flow generation unit that converts a fluid flow into a cyclone flow,
The cylindrical nozzle has a head that is closed, has an outer diameter smaller than the inner diameter of the tube, and an open bottom, and a blow-out port through which the fluid blows outside or inside the cylindrical nozzle A cyclone flow generating unit that is formed and generates a cyclone flow when the fluid that is blown out from the outlet blows against a circular inner wall surface of the tube or the cylindrical nozzle from an oblique direction.
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