三方機械工業股份有限公司

1. 背景與課題

在粉粒體氣力輸送過程中，彎管（Elbow）部位容易發生以下問題：

• 磨損破損：輸送物撞擊彎管內壁造成快速磨耗。
• 產品損傷：衝擊導致顆粒破碎或表面塗層剝離。
• 能量損耗：亂流與流速下降引起壓力損失。
• 堵塞：粉體堆積造成通道阻塞。

既有改良方案及其局限：

• 直角彎管：衝擊點集中，磨損加速。
• 大曲率長彎管：衝擊角度雖緩，但接觸面積大，阻力增加。
• 三通式（Tee）結構：粉末沉積導致堵塞。
• 偏向連接器插入型：部件磨損後無法使用，製造與安裝複雜。

---

2. 結構特徵

本發明耐磨螺旋彎管在彎管中段設置漸擴型漩渦室（螺旋室），利用分流、減速與再合流來改善流動。

主結構：

1. 螺旋室
   1. 以漸開線（Involute）形狀向彎管外側突出佈置。
   1. 室斷面由入口至出口逐漸擴大（螺旋曲面形狀）。
   1. 流量分配：
      1. 約 19.5% 流體直接通過主管路（高速、負壓區）
      1. 約 80.5% 流入螺旋室（減速、正壓區）
   1. 室內形成渦流，引導流體避開高磨損區。
2. 交線型隔板
   1. 螺旋室入口與彎曲部交錯。
   1. 控制分流比例與流向。
3. 標準法蘭
   1. 入口與出口均依鋼管規範設計。
   1. 彎管與法蘭一體鑄造，便於施工。
4. 支撐／吊掛突耳
   1. 設於螺旋室外部，便於安裝與搬運。
   1. 在緊急情況下，可作為二次增壓與耐磨防護的輔助介面。

---

3. 工作原理

• 流體公式： Q = A × V（流量＝截面積 × 流速）
  當截面積 A 擴大時，流速 V 下降，壓力上升。
• 伯努利原理：
  • 螺旋室：減速 → 形成正壓區。
  • 主管路：直通流 → 形成負壓區。
  • 壓差使流體平順再合流，避免亂流與直接衝擊。

結果：

• 避開磨損集中區（衝擊點）。
• 分散衝擊，防止顆粒破碎與粉化。
• 降低能耗，維持流速穩定。

---

4. 效果

1. 耐磨性提升：延長壽命。
2. 節能：降低壓力損失，減少外部加壓需求。
3. 節省空間：比長曲率彎管更緊湊。
4. 防堆積：螺旋室內不易沉積粉體。
5. 安裝容易：標準法蘭＋支撐點設計。
6. 多種材質：可用鑄鐵、鑄鋼、不鏽鋼、耐磨鑄鐵、陶瓷內襯等製造。
7. 適用範圍廣：食品、化工、礦業、建材等粉粒體輸送。

---

5. 總結

本耐磨螺旋彎管同時實現耐磨、省能、節省空間三大效果，徹底解決了既有技術的根本缺陷。