マイクロニクス

ボルテックス効果

ボルテックス効果

ボルテックス・チューブの中の空気流

入り口からの圧縮空気はゼネレーターと外廓本体の間にあるリング状の部屋に入ります。続いて、この空気は音速又は音速に近 い速度でノズルに入り、拡大してその圧力の一部を失います。このノズルは空気流が旋回室の周壁に向け、接線方向に噴出する ように設定されています。噴出した空気はすべて、旋回室に続くホット・チューブに入ります。流入した空気流はチューブの暖気吐出 口と冷気吐出口の間で熱の分離を行ないます。

旋回室を介して対極にあるホット・チューブの内径は、冷気吐出口の内径より常に 大きくなっており、旋回空気流がホット・チューブの端にあるバルブに向かって流れるときに遠心力の働きで管壁の近くに空気を押 し付けます。この空気流はバルブに届く時間まで、ノズルの噴出圧力より少し低い圧力を持ちますが、大気よりも高い(冷気吐出口 の圧力が大気圧と仮定して)圧力をもちます。さらにバルブの背後の圧力は冷気吐出口の圧力より常に高くなる事実があります。

熱い空気と冷たい空気を分離するためには、この空気の一部を逃がすようにしなければなりません。そこで、バルブの開閉によっ て、どれだけの空気が暖気吐出口から出て行くかを決めます。残りの空気はホット・チューブの中心へ押しもどされ、旋回しながら ホット・チューブと旋回室の中心を通過して冷気吐出口に向かって流れま す。これは旋回室からホット・チューブに流入した最初の 空気流と反対の流れですが、最初の流入空気が遠心力の働きでチューブの中心を占めなかったことで、反転流が通過する理想的 な通路であることを意味します。

また前述のように、バルブと冷気吐出口の間の圧力差と関連して、一つの流れは他の流れの内側 に存在し、ホット・チューブの中では反対の方向に移動する二つの明確な回転流が出来るという理由です。

温度の分離

外側の空気流は暖気吐出口に向かって移動しており、内芯の空気流は冷気吐出口に向かって移動しています。更に、この双方の 空気流は同じ方向に回転しています。

ここで、もっと重要なことは、双方の空気流が同じ角速度で回転していることで、これらは二つの流れの間の境界の端から端までに 起きる強烈な乱流が、回転運動に関する限り、この二つの流れをそれぞれ閉じ込めて単一の塊にします。

さて、この内側の空気流は「強制渦」と呼ばれ、これは「自 由渦」とは区別されます。というのは、この内側の渦の回転運動が角運動 量の保存よりも外側の空気量の影響によって制御されているからです。言い換えれば、内側の空気の流れは外側の暖気の流れに よって一定の角速度で強制的に回転させられ「強制渦」となります。

運動エネルギーは線速度の 2 乗に比例しますから、「強制渦」の線速度が 1/2 に、「自由渦」の線速度が 2 倍になる場合、「強制 渦」は「自由渦」の運動エネルギーの1 /16 の運動エネルギーを持っていることになります。

このエネルギーの差にボルテック・チューブの原理があり、 エネルギーは熱となって内側の空気流から外側へと運ばれます。

(サンワ・エンタープライズ(株)の資料から引用許可を得て抜粋)

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