流れ制御による非接触懸垂型マテリアルハンドリングの基礎

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650157
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 木田 輝彦 大阪府立大学, 工学部, 教授 (80081222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安富 善三郎 近畿大学, 理工学部, 助教授 (00081224) ; 中嶋 智也 大阪府立大学, 工学部, 助手 (80207787)
• Keywords: エアクッション・サクションパッド / マテリアルハンドリング / 離散渦法 / 衝突噴流

Research Abstract

1。解析
本年度は、パッド内に吹き出す噴流を環状ではなく、単純な円柱状噴流を取り上げ、離散渦法で数値解析した。ここでは環状噴流の場合と比較するため、流量を等しくなるノズル内径を設定した。得られた主な結果を要約すると次のようになる。
(1)パッドと搬送材との間隙高さがある程度高くなると、衝突噴流による流出渦が搬送表面からパッド面に巻き込まれ、その結果、循環流が生じる。
(2)この循環流れの強さは小さいが、負圧形成に重要な役割を果たしている。
(3)環状噴流の場合も円柱状噴流の場合と同様、循環流れが負圧形成に重要な役割をし、同じメカニズムで負圧が形成されていることが分かった。
(4)この循環流の形成される位置は、搬送材との間隙高さに余り影響されないことが分かった。
(5)負圧形成には、この他に動圧の減少によるものがあり、従って、これら両効果から、ノズル外縁の大きさは重要である。
2。実験
本年度は昨年度に引続き二次元流れに関する実験を行い、実験結果の整理を行った。その結果を要約すると次のようになる。
(1)ノズル外縁端で圧力はほぼ大気圧になる。従って、三次元の数値解析においてもこの結果を用いることが出来る。
(2)外縁部の長さを長くすると、負圧域は長くなるが、搬送材との間隙の約5倍以上長くしても効果はない。
(3)この負圧の形成により、クッション圧力は減少する。従って、エアクッション装置としてはノズル外縁部の長さは小さいほどよい。
(4)この負圧は衝突噴流が再びパッド面に付着することが原因と考えられる。ただ、ノズル外縁部長さが短い場合でも、この傾向があり、従って、パッド面と搬送材面との間隙で二次流れが生じ、この流れが負圧形成の原因であると思われる。