CN107642443A - 管道结构 - Google Patents

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Abstract

一种管道结构,包括翼片,翼片具有在翼片的高度方向上在管道的内表面与翼片的顶表面的下游端之间延伸的下游端面。因此,能够在翼片的下游端面的下游中有意地产生涡流。由于涡流中的压力小于涡流周围部分的压力,所以涡流能够将已经沿着翼片的顶表面流动的流体吸至涡流,并且能够将流动改变为沿着管道的内表面的位于翼片的下游处的部分的流动。因此,能够抑制从管道的内表面的流动分离。

Description

管道结构
技术领域
本申请涉及一种具有整流翼片的管道结构。
背景技术
在管道的入口和管道的弯曲部分处,流动被扰动,并且可能发生从管道的内表面的流动分离。
为了抑制从管道的内表面发生流动分离,如图20所示,专利文献1公开了一种结构:其中,形成为格架形状的整流板3设置在管道2的靠近入口2a的部分处。整流板3被设置为在管道的入口2a的整个截面上在管道的宽度方向和高度方向上延伸。
然而,以上专利文献1中公开的结构具有以下问题:
由于整流板3设置成在管道的入口2a的整个截面上延伸,所以整流板3造成的压降是非常大的。因此,需要改良专利文献1中公开的结构,使得不仅维持对流动分离的抑制,而且还减少压降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP2012-246933
发明内容
本申请的目的是提供一种管道结构,其能够既实现抑制流动分离并且又能减少压降。
问题解决方案
可以通过下面第一和第二实施例(后文中,实施例1和2)限定的管道结构的任意一者实现上述目的。
技术优势
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片包括下游端面,该下游端面具有当切除翼片的下游端部时获得的形状,所以能够在翼片的下游端面的下游有意地产生涡流。由于涡流中的压力比涡流的周围部分中的压力低,所以涡流能够将已经沿着翼片的顶表面流动并且然后向翼片的下游端面的下游流动的流体部分吸引到涡流,从而使得该流体部分沿着管道的内表面的位于翼片的下游端面的下游的部分而流动。因此,能够抑制在翼片的下游产生从管道的内表面的流动分离。
此外,由于翼片仅要求从管道的内表面竖立并且翼片的高度方向上的终点在流体通道内,所以翼片不必须在管道的整个截面上延伸。结果,在翼片处引起的压降是小的,并且能够比在传统控制板处引起的压降小。
根据本公开的方面的管道结构,由于截面面积比入口的截面面积大的空间设置在入口的上游,使得流体从空间通过入口流到流体通道,所以在入口处大幅扰动了流体的流动,并且很可能在靠近入口的位置处产生从管道的内表面的流动分离。
然而,由于翼片包括设置在管道内部并且靠近入口的第一翼片,所以能够积极地抑制在第一翼片的下游从管道的内表面的流动分离。因此,与不设置第一翼片的情况相比,更加抑制了在靠近入口处的从管道的内表面的流动分离。
根据本公开的方面的管道结构,由于第一翼片位于弯曲部或者弯曲部的入口侧,所以第一翼片能够控制弯曲部处或者弯曲部的入口侧处的流动方向。因此,第一翼片不仅能够产生抑制从管道的内表面的第一表面部的流动分离的作用,而且还能够产生控制流动方向的作用。
根据本公开的方面的管道结构,由于第一翼片倾斜为使得第一翼片的下游端比第一翼片的上游端更靠近位于弯曲部的弯曲的内侧的位置的第二表面部,所以流经第一翼片的流体被朝着弯曲部的弯曲的内侧引导。因此,能够利用第一翼片抑制可能在弯曲部处或者在弯曲部的下游处的管道的内表面的第二表面处产生的流动分离。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片包括位于弯曲部处或者弯曲部的出口侧的第二翼片,并且第二翼片位于管道的内表面的第二侧表面部处,该第二侧表面部是所述管道的所述内表面的处于弯曲部的弯曲的内侧的表面,所以能够抑制在第二翼片35的下游处从管道的内表面的第二表面部的流动分离。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的高度等于或者小于管道的内表面的在翼片的高度方向上的相对表面部之间的距离的五分之一,所以与翼片设置为在管道的内表面的相对表面部之间的整个距离上延伸的情况相比,更加减少了翼片引起的压降。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片与管道一体地形成,所以与翼片与管道分离地形成的情况相比,能够更加减少管道的部件数量。
此外,翼片能够与形成管道同时形成。因此,尽管设置翼片,也不需要增加制造步骤。
根据本公开的方面的管道结构,即使在管道是用于将空气供应到车辆发动机的进气管道并且在流体通道中流动的流体是空气的情况下,也能够提高发动机输出。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的侧表面具有侧表面部,该侧表面部互相平行并且在翼片的长度方向和翼片的高度方向上延伸,所以能够使得翼片是薄板。因此,能够使翼片引起的流体通道的截面面积的减小最小化。因此,能够使由翼片产生的压降是小的。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的顶表面在翼片的长度方向上从翼片的顶表面的上游端延伸到翼片的顶表面的下游端,并且顶表面的下游端与管道的内表面分开,所以能够在翼片的下游有意地产生涡流。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的顶表面包括第一倾斜表面,该第一倾斜表面在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的顶表面的上游端延伸至翼片的最高部,所以能够抑制翼片引起的流动阻力的增加,并且能够使流动为沿着第一倾斜表面的流动。因此,能够使翼片处的压降是小的。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的顶表面包括第二倾斜表面,该第二倾斜表面在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的最高部延伸到顶表面的下游端,所以能够抑制从翼片的顶表面的流动分离。因此,能够使由翼片产生的压降是小的。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的最高部位于翼片的长度方向上的中央部的上游,所以与翼片的最高部位于翼片的长度方向上的中央部的下游侧的情况相比,能够使第二倾斜表面的长度更大。因此,能够使第二倾斜表面的倾斜角度是相对小的,从而能够抑制从第二倾斜表面的流动分离。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的厚度在翼片的高度方向上在远离翼片的根部的方向上逐渐减小,所以能够抑制由翼片引起的流体通道的截面面积减小。因此,能够使翼片引起的压降是小的。
根据本公开的方面的管道结构,翼片包括脊,并且脊包括上游端和下游端。翼片的脊在翼片的长度方向上从翼片的脊的上游端延伸至翼片的脊的下游端。脊的下游端与管道的内表面分开。因此,能够在翼片的下游有意地产生涡流。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的脊包括第一倾斜部,该第一倾斜部在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的上游端延伸至翼片的最高部,所以能够抑制翼片引起的流动阻力的增加,并且能够使流动为沿着翼片的流动。因此,能够使由翼片产生的压降减小。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的脊包括第二倾斜部,该第二倾斜部在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的最高部延伸到脊的下游端,所以能够抑制从翼片的流动分离。因此,能够使由翼片产生的压降减小。
根据本公开的方面的管道结构,由于翼片的最高部位于翼片的长度方向上的中央部的上游,所以与翼片的最高部位于翼片的长度方向上的中央部的下游侧的情况相比,能够使第二倾斜部的长度更大。因此,能够使第二倾斜部的倾斜角度是相对小的,从而能够抑制从翼片的流动分离。
附图说明
图1是根据本申请的实施例1的管道结构的立体图。图1能够通过改变翼片构造而应用到本申请的实施例2。
图2是根据本申请的实施例1的管道结构的前视图。图2能够通过改变翼片构造而应用到本申请的实施例2。
图3是根据本申请的实施例1的管道结构的侧视图。图3能够应用到本申请的实施例2。
图4是根据本申请的实施例1的管道结构的底视图。图4能够通过改变翼片构造而应用到本申请的实施例2。
图5是沿着图2的线A-A截取的放大截面图。
图6是沿着图2中的线B-B截取的放大截面图。
图7是沿着图2的线A-A截取的图2的管道结构的示意性截面图,利用具有多个箭头的线示出流体的流动,其中,图7的(a)与具有翼片的本申请的实施例1相对应,图7的(b)与不具有翼片的比较例相对应。图7能够通过改变翼片构造而应用到本申请的实施例2。
图8是沿着图3的线C-C截取的图3的管道结构的示意性截面图,利用具有多个箭头的线示出流体的流动,其中,图8的(a)与具有翼片的本申请的实施例1相对应,图8的(b)与不具有翼片的比较例相对应。图8能够通过改变翼片构造而应用到本申请的实施例2。
图9是根据本申请的实施例1的管道结构的翼片的放大侧视图。
图10是根据本申请的实施例1的管道结构的翼片的放大平面图。
图11是根据本申请的实施例1的管道结构的翼片的放大局部截面图,其中翼片的顶表面是平坦表面。
图12是根据本申请的实施例1的管道结构的翼片的放大局部截面图,其中翼片的顶表面是曲面。
图13是发动机的进气系统的系统图,其中,根据本申请的实施例1的管道结构设置在进气系统中。图13能够应用到本申请的实施例2。
图14是根据本申请的实施例2的管道结构的翼片的放大侧视图。
图15是根据本申请的实施例2的管道结构的翼片的放大平面图。
图16是沿着图14的线D-D截取的根据本申请的实施例2的第一种情况的管道结构的翼片的局部放大截面图,其中,翼片的截面构造包括在翼片的顶部彼此相交的两个弯曲侧表面。
图17是根据本申请的实施例2的第二种情况的管道结构的翼片的放大截面图,其中,翼片的截面构造是三角形。
图18是根据本申请的实施例2的第三种情况的管道结构的翼片的放大截面图,其中,翼片的顶部的截面构造包括曲面。
图19是根据本申请的实施例2的第四种情况的管道结构的翼片的放大截面图,其中,翼片的顶部是平坦表面。
图20是传统的管道结构的立体图。
具体实施方式
图1-13示出本申请的实施例1的管道结构。图14-19示出本申请的实施例2的管道结构。在本申请的实施例1和2中利用相同的附图标记表示本申请的实施例1与2中共同的部分。
首先,将说明本申请的实施例1与2中共同的部分。
如图1所示,根据本申请的管道结构(可以称为“管道设备”)10包括管道20和翼片30。
如图13所示,管道20是用于将空气供应到发动机100的车辆发动机的进气管道。可选地,管道20可以是车辆发动机的排气管道(未示出)。在管道20是进气管道的情况下,管道20可以是(i)从空气滤清器101向进气流动方向上的上游延伸的进气管道20a;(ii)从空气滤清器101向进气流动方向上的下游延伸的管部或者空气滤清器软管20b;或者(iii)从稳压罐102向进气流动方向上的下游延伸的进气歧管20c。
已经流入到进气管道20a的流体(例如,空气)通过进气管道20a向空气滤清器101的入口侧101a流动,而后通过空气滤清器元件101b向空气滤清器101的出口侧101c流动。然后,流体从空气滤清器101的出口侧101c通过空气滤清器软管20b向稳压罐102流动。然后,流体从稳压罐102通过进气歧管20c流动到发动机100。
管道20例如由树脂制成。如图1所示,管道20包括入口21、出口22和将入口21与出口22相连接的连接部23(可以称为“中间部”)。管道20包括在其中界定了流体通道24a的内表面24。
管道20包括一个入口21和一个出口22。如图7和8所示,截面面积比入口21的截面面积大的空间S设置在入口21的上游,使得流体从空间S通过入口21流到流体通道24a。如图13所示,空间S可以是以下空间S1、S2和S3中的任意一个空间。更具体地,(i)在管道20是进气管道20a的情况下,空间S是设置在进气管道20a的在进气流动方向上的上游处的空间S1。(ii)在管道20是从空气滤清器101向进气流动方向的下游延伸的管部或空气滤清器软管20b的情况下,空间S是空气滤清器101内部的空间S2。(iii)在管道20是进气歧管20c的情况下,空间S是稳压罐102内部的空间S3。
如图2所示,连接部23设置在入口21与出口22之间。弯曲部25形成在连接部23处。在连接部23处形成一个弯曲部25。可选地,可以在连接部23处形成多个弯曲部25。利用弯曲部25改变流体在流体通道24a内部流动的流动方向。流体通道24a从入口21延伸到出口22。
翼片30与管道20形成为一体。如图5和6所示,翼片30从管道20的内表面24竖立,并且翼片30的高度方向上的终点在流体通道24a内部。翼片30在流体通道24a中流动的流体的流动方向上延伸。翼片30包括上游端30a和下游端30b。翼片30在翼片的长度方向上从翼片的上游端30a延伸到翼片的下游端30b。
翼片30在翼片的高度方向上的高度被选择为等于或小于如下距离的三分之一,或更优选地,五分之一,所述距离是内表面24的在形成翼片30的管道部处的相对表面部之间的距离。翼片30包括在翼片的全长上在翼片的高度方向上最高的最高部30c。翼片的最高部30c位于翼片的长度方向上的中央部的上游侧(即,比翼片的中央部靠近翼片的上游端30a)。
如图9所示,翼片30包括下游端面31,该下游端面31具有当切除翼片的下游端部时所获得的形状。下游端面31可以经由弯曲表面或者成角度的表面连接到翼片的顶表面。下游端面31可以经由弯曲表面或者成角度的表面连接到管道20的内表面24。弯曲表面和成角度的表面限定下游端面31的一部分。
下游端面31在下游端面31的下游有意地产生涡流104。下游端面31与管道20的内表面24的位于下游端面31的下游处的部分之间的角度θ可以是小于、大于或者等于直角的角度。
如图7所示,由于截面面积比入口21的截面面积大的空间S设置在管道20的入口21的上游,所以大幅改变入口21中的流体的流动。因此,如图7的(b)所示,很可能发生从管道的内表面24的靠近出口21的第一表面部(例如,底表面部)的流动分离105,该第一表面部位于导管的内表面24的弯曲部处或者比导管的内表面24的弯曲部更位于入口21侧。此外,如图8所示,由于弯曲部25形成在连接部23处,所以大幅改变了弯曲部25处的流体的流动。因此,如图8的(b)所示,很可能发生从管道的内表面24的第二表面部的流动分离106,该第二表面部位于弯曲部25处或者弯曲部的下游处(例如,与第一表面部的延伸部垂直的侧表面部)。第一表面部与第二表面部可以彼此平滑地连接。此外,第一表面部与第二表面部可以互相连接,使得第一和第二表面部中的一者在管道的上下方向上或者左右方向上扭曲。为了抑制产生流动分离105和/或106,翼片30可以包括第一翼片34和第二翼片35的任意一者或者二者。第一翼片34设置在弯曲部25的第一表面部处,或者设置在比弯曲部25更位于入口21侧的第一表面处,如图5和图7的(a)所示。第二翼片35设置在弯曲部25的第二表面部处,该第二表面位于弯曲部25或者比弯曲部25更位于出口侧,并且该第二翼片35设置在弯曲部25的弯曲的内侧25a,如图6和图8的(a)所示。
可以设置一个以上的第一翼片34。在管道20的入口21的截面形状是包括四个平面的矩形(或者基本为矩形)的情况下,第一翼片34可以设置在四个平面之中的仅一个平面上,或者两个、三个或四个平面上。在第一翼片34设置在四个平面之中的两个平面上的情况下,这两个平面可以是互相平行的对置的两个平面,或者是互相垂直的连续的两个平面。
如图8的(a)所示,第一翼片34中的至少一个第一翼片在该第一翼片34所在的管道部处相对于管道的中心线26a倾斜,使得第一翼片34的下游端30b比第一翼片34的上游端30a更靠近管道的内表面24的位于弯曲部25的弯曲的内侧25a的第二表面部。第一翼片34是倾斜的,从而控制了流动方向并且抑制了图8的(b)所示的流动分离106。
为了减少在第一翼片34处产生的压降,期望第一翼片34相对于管道的中心线26a的倾斜角度等于或小于15度,并且更期望所述倾斜角度等于或小于10度。
第二翼片35可以设置为仅一个或者多于一个。
第二翼片35的长度和高度可以与第一翼片34的相同,或者与第一翼片34的不同。
接着,将说明本申请的实施例1与2的共同的结构部分的作用和效果。
(A)如图9所示,由于翼片30包括下游端面31,当切除翼片的下游端部时获得该下游端面31的形状,所以能够在翼片的下游端面31的下游中有意地产生涡流104。由于涡流104中的压力比涡流104的周围部分中的压力低,所以涡流104能够将已经沿着翼片30的顶表面流动并且然后向翼片的下游端面31的下游流动的流体部吸引到涡流104,从而使得该流体部沿着管道的内表面24的位于翼片的下游端面31的下游处的部分流动。因此,能够抑制在翼片30的下游处从管道的内表面24的流动分离。此外,减少了流体的流动的压力损失,从而能够提高发动机的输出。
此外,由于翼片30仅需要从管道的内表面24竖立并且翼片30的高度方向上的终点在流体通道24a中,所以翼片30不必须在管道20的整个截面上延伸。因此,能够使得翼片30的高度比传统的控制板3的高度小。从而,在翼片30处引起的压降是小的,并且能够比在传统控制板3处引起的压降小。因此,能够使得由于翼片30产生的压力损失是小的。
(B)如图7所示,由于截面面积比入口21的截面面积大的空间S设置在入口21的上游,使得流体从空间S通过入口21流到流体通道24a,所以在入口21处大幅改变了流体的流动。当不设置第一翼片34时,很可能在入口21附近产生从管道的内表面24的流动分离105。
然而,在本申请中,由于翼片30包括设置在管道20内部并且靠近入口21的第一翼片34,所以积极地抑制了在第一翼片34的下游中产生从管道的内表面的流动分离105。
(C)如图8所示,由于第一翼片34设置在弯曲部25的入口21侧上,所以能够利用第一翼片34控制弯曲部25的入口21侧中的流动方向。因此,第一翼片34能够具有抑制从第一表面部的流动分离和控制流动方向这两个效果。
(D)由于第一翼片34倾斜为使得翼片的下游端30b比翼片的上游端30a更靠近位于弯曲部25的弯曲的内侧25a的位置的第二表面部,所以流经第一翼片34的流体被朝向弯曲部25的弯曲的内侧引导。因此,能够利用第一翼片34抑制可能从在管道的内表面24的弯曲部25处或者弯曲部25的下游处的第二表面产生的流动分离106。
(E)如图6所示,由于翼片30包括位于弯曲部25处或者弯曲部25的出口22侧的第二翼片35,并且第二翼片35位于管道20的内表面24的在弯曲部25的弯曲的内表面25a处的第二侧表面部,所以能够抑制在第二翼片35的下游处从管道20的内表面24的第二表面部的流动分离。
(F)由于翼片30的高度等于或者小于管道20的内表面24的在翼片30的高度方向上的相对表面部之间的距离的五分之一,所以与翼片30设置为遍及管道20的内表面24的相对表面部之间的整个距离而延伸的情况相比,更加减少了由翼片30引起的压降。
(G)由于翼片30与管道20一体地形成,所以与翼片30与管道20分离地形成的情况相比,能够更加减少管道20的部件数量。
此外,翼片30能够与形成管道20同时形成。因此,尽管设置翼片30,也不需要增加制造步骤。
(H)即使在管道20是用于将空气供应到车辆发动机100的进气管道并且在流体通道中流动的流体是空气的情况下,也能够获得与以上(A)-(G)的管道结构中获得的优点相同的技术优点。因此,能够提高发动机输出。
接着,将说明本申请的各个实施例独有的部分的结构和作用。
[实施例1]
将说明实施例1独有的部分的结构。
在实施例1中,翼片30包括图9所示的顶表面32以及图10所示的一对侧表面33,该一对侧表面具有互相平行的侧表面部33b。
如图9所示,翼片的顶表面32包括上游端和下游端。顶表面32的上游端和下游端在翼片的长度方向上的位置可以分别与翼片的上游端30a和下游端30b一致。翼片的顶表面32在翼片的长度方向上从翼片的顶表面32的上游端30a延伸到顶表面32的下游端32c。翼片的顶表面32的下游端32c与管道20的内表面24分开。
翼片的顶表面32的沿着与翼片30的长度方向垂直的平坦面截取的截面构造可以包括:直线,如图11所示;或者圆弧或椭圆,其具有比位于顶表面32的两侧处的翼片的侧表面33的较高端(即,顶表面32侧端)33a大的曲率半径,如图12所示。
如图9所示,顶表面32包括第一倾斜表面32a和第二倾斜表面32b。翼片的最高部30c位于翼片30的长度方向上的中央部的上游。
第一倾斜表面32a在翼片的长度方向上并且在翼片的高度方向上从顶表面32的上游端延伸到翼片的最高部30c。第一倾斜表面32a相对于管道20的内表面24的倾斜角度被选择为使得:能够抑制由翼片引起的流动阻力的增加,并且使得流体能够沿着第一倾斜表面32流动。
第二倾斜表面32b在翼片的长度方向上并且在翼片的高度方向上从翼片的最高部30c延伸到顶表面32的下游端。因此,在翼片的下游中产生的涡流104能够将已经沿着第二倾斜表面32b流动的流体的流动107吸引至涡流104,并且能够将流动改变为沿着管道20的内表面24的在翼片30的下游的部分的流动。第二倾斜表面32b相对于管道20的内表面24的倾斜角被选择为使得能够抑制从第二倾斜表面32b的流动分离。
翼片的最高部30c位于第一倾斜表面32a与第二倾斜表面32b之间。优选的是,在翼片30的侧视图中,第一倾斜表面32a与第二倾斜表面32b经由翼片的最高部30c互相平滑地连接。
翼片的下游端面31在翼片的高度方向上在管道20的内表面24与翼片的顶表面32的下游端32c之间延伸。翼片的下游端面31的较高端部(即,顶表面32侧端部)31a可以朝着翼片的顶表面32的下游端32c弯曲,从而翼片的下游端面31与顶表面32的下游端32c互相平滑地连接。翼片的顶表面32的第二倾斜表面32b与翼片的下游端面31之间的角度θ1可以是大于直角、刚好是直角或者小于直角的角度。翼片的下游端面31位于顶表面32的从该顶表面32的下游端32c相切地延伸的下游延伸部103的上游。因此,在翼片30的侧视图中,翼片的下游端具有通过切割翼片30的下游端部而形成的形状,从而,能够在翼片的长度方向上在翼片的下游端面31的下游有意地产生涡流104。
如图10所示,翼片30包括在翼片的宽度方向上(即,厚度方向上)位于翼片的两侧上的一对侧表面33。翼片的每个侧表面33均在翼片的高度方向上在管道20的内表面24与翼片的顶表面32之间延伸。如图11和12所示,翼片的每个侧表面33的较高端(即,顶表面32侧端)33a均朝着翼片的顶表面32弯曲,从而翼片的侧表面33与翼片的顶表面32互相平滑地连接。
如图10所示,侧表面33具有侧表面部33b,侧表面部33b互相平行并且在翼片的高度方向上和翼片的长度方向上延伸。由于翼片的侧表面33具有互相平行的侧表面部33b,所以翼片30可以像具有恒定厚度(包括基本恒定的厚度)的板一样。为了减小在翼片30处引起的压降,将翼片30选择为薄板。翼片30的最大厚度被选择为等于或大于1mm,并且等于或小于1.5mm。翼片30的厚度应该等于或大于1mm的原因是为了能够形成翼片30。翼片30的厚度应该等于或小于1.5mm的原因是为了使翼片30处产生的压降是小的。翼片30可以遍及在翼片的长度方向上的翼片的整个区域而具有恒定的厚度,或者在翼片的长度方向上除了翼片的上游端和翼片的下游端之外的翼片的整个区域具有恒定的厚度。
将说明实施例1独有的部分的作用和效果。
(I-1)如图9所示,由于翼片的顶表面32在翼片的长度方向上从翼片的顶表面32的上游端延伸到翼片的顶表面的下游端,并且翼片的顶表面32的下游端与管道20的内表面24分开,所以能够在翼片30的下游有意地产生涡流104。
(I-2)如图10所示,翼片30包括翼片的侧表面33,所述侧表面位于翼片的在翼片的厚度方向上的相对两侧,并且在翼片的高度方向上在管道20的内表面24与翼片的顶表面32之间延伸。此外,侧表面33具有侧表面部33b,侧表面部33b互相平行并且在翼片的高度方向上和翼片的长度方向上延伸。因此,翼片30能够构造为薄板。因此,能够使得由于翼片30而导致的流体通道24a的截面面积降低是小的,并且使得翼片30引起的压降是小的。
(I-3)如图9所示,由于翼片的顶表面32包括第一倾斜表面32a,该第一倾斜表面32a在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的顶表面32的上游端延伸至翼片的最高部30c,所以能够抑制翼片引起的流动阻力的增加,并且能够将流动控制为沿着第一倾斜表面32a的流动。因此,能够使翼片30引起的压降是小的。
(I-4)由于翼片的顶表面32包括第二倾斜表面32b,该第二倾斜表面32b在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的最高部30c延伸到顶表面32的下游端32c,所以能够抑制从翼片的顶表面的流动分离。因此,能够使翼片30引起的压降是小的。
(I-5)由于翼片的顶表面32包括第二倾斜表面32b,所以已经沿着第二倾斜表面32b流动的流体的流动107被吸引至翼片30的下游中产生的涡流104,并且能够被改变为沿着管道20的内表面24的在翼片30的下游的部分的流动。.
(I-6)由于翼片的最高部30c位于翼片30的在翼片的长度方向上的中央部的上游,所以与翼片的最高部30c位于翼片30的在翼片的长度方向上的中央部的下游侧的情况相比,能够使第二倾斜表面32b的长度更大。因此,能够使第二倾斜表面32b的倾斜角度是小的,从而能够抑制从第二倾斜表面32b的流动分离。
[实施例2]
接着,将说明实施例2独有的部分的结构。
在实施例2中,如图16和17所示,翼片30的厚度在翼片的高度方向上随着远离翼片的根部的方向而逐渐减小。
如图16和17所示,翼片30可以包括在翼片的高度方向上的较高端处的成角度的脊(后文中,脊)36。相比之下,如图18和19所示,在翼片的较高端处的脊可以由曲面或平坦表面替换。在下面的关于实施例2的说明中,将采用具有脊36的翼片30作为翼片的实例。
如图14所示,翼片的脊36包括上游端和下游端36c。翼片的脊36的上游端和下游端在翼片的长度方向上的位置可以分别与翼片的上游端30a和下游端30b一致。
翼片的脊36在翼片的长度方向上从翼片的脊36的上游端延伸至脊36的下游端36c。脊36的下游端36c在翼片的高度方向上与管道20的内表面24分开。
翼片的脊36包括第一倾斜部36a和第二倾斜部36b。
第一倾斜部36a在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的脊36的上游端延伸至翼片的最高部30c。脊36的第一倾斜部36a相对于管道20的内表面24的倾斜角被被选择为这样的角度:其使得能够抑制由翼片30引起的流动阻力的增加,并且使得流体能够沿着翼片30流动。
第二倾斜部36b在翼片的长度方向上并且在翼片的高度方向上从翼片的最高部30c延伸到脊36的下游端36c。已经沿着第二倾斜部36b流动的流体的流动110被吸引至翼片30的下游中所产生的涡流109,并且被改变为沿着管道20的内表面24的在翼片30的下游的部分流动。脊36的第二倾斜部36b相对于管道20的内表面24的倾斜角被选择为能够抑制从翼片30的流动分离的角度。
翼片的最高部30c位于第一倾斜部36a与第二倾斜部36b之间。期望的是,在翼片的侧视图中,第一倾斜部36a与第二倾斜部36b经由翼片的最高部30c互相平滑地连接。
翼片的下游端面31位于脊36的从脊36的下游端36c相切地延伸的延伸部108的上游。因此,在翼片30的侧视图中,翼片的下游端具有通过切割翼片30的下游端部而形成的形状,从而,能够在翼片的长度方向上在翼片的下游端面31有意地产生涡流104。翼片的脊36的第二倾斜部36b与翼片的下游端面31之间的角度θ2可以是大于直角、刚好为直角或者小于直角的角度。翼片30的沿着与翼片的长度方向垂直的平坦面截取的截面形状可以是三角形,其中,三角形的位于脊36的对侧的两边30d、30e均为如图16中所示的曲线或者如图17所示的直线。
如图15所示,翼片30包括在翼片的俯视图中在翼片30中最厚的最厚部37。最厚部37位于翼片的在翼片的长度方向上的中间部处。最厚部37位于翼片30的在翼片的长度方向上的中央部的上游。翼片30包括第三倾斜部(翼片的侧表面相对于翼片的中线倾斜)37a,在该第三倾斜部处,翼片30的厚度在远离上游端30a的方向上朝着最厚部37逐渐增大。翼片30包括第四倾斜部(翼片的侧表面相对于翼片的中线倾斜)37b,在该第四倾斜部处,翼片30的厚度在远离最厚部37b的方向上朝着翼片的下游端30b逐渐减小。
将说明实施例2独有的部分的作用和效果。
(J-1)由于翼片30的厚度在翼片的高度方向上在远离翼片的根部的方向上逐渐减小,所以能够抑制由翼片30引起的流体通道24a的截面面积减小。因此,能够使翼片30引起的压降是小的。
(J-2)翼片30包括脊36。由于翼片的脊36在翼片的长度方向上从脊36的上游端延伸至脊36的下游端36c,并且脊36的下游端36c与管道的内表面24分开,所以能够在翼片30的下游中有意地产生涡流109。
(J-3)由于翼片的脊36包括第一倾斜部36a,该第一倾斜部36a在翼片的长度方向上和在翼片的高度方向上从脊36的上游端延伸至翼片的最高部30c,所以能够抑制由翼片30引起的流动阻力的增加,并且能够将流体流动改变为沿着翼片30的流动。因此,能够使由翼片30产生的压降是小的。
(J-4)由于翼片的脊36包括第二倾斜36b,该第二倾斜36b在翼片的长度方向上和翼片的高度方向上从翼片的最高部30c延伸到脊36的下游端36c,所以能够抑制从翼片30的流动分离。因此,能够使由翼片30产生的压降是小的。
(J-5)由于翼片的脊36包括第二倾斜部36b,所以已经沿着第二倾斜部36b流动的流体的流动110被吸引至翼片30的下游中产生的涡流109,并且该流动110能够被改变为沿着管道20的内表面24的位于翼片30的下游的部分的流动。
(J-6)由于翼片的最高部30c位于翼片30的在翼片的长度方向上的中央部的上游,所以与翼片的最高部30c位于翼片30的在翼片的长度方向上的中央部的下游情况相比,能够使第二倾斜部36b的长度更大。因此,能够使第二倾斜部36b相对于管道20的内表面24的倾斜角度是小的,从而能够抑制从翼片30的流动分离。
(J-7)由于翼片30的厚度在翼片的高度方向上在远离翼片的根部的方向上逐渐减小,所以不仅能够将翼片30上方的流体的流动而且能够将翼片30的侧面的流体的流动改变为沿着翼片30的流动。

Claims (18)

1.一种管道结构,包括:
管道;以及
翼片,其中,
所述管道包括入口、出口以及连接所述入口和所述出口的连接部,所述管道内具有界定流体通道的内表面,
所述翼片从所述管道的所述内表面竖立,并且所述翼片的高度方向上的终点在所述流体通道内,所述翼片包括上游端和下游端,并且所述翼片在所述翼片的长度方向上从所述翼片的所述上游端延伸至所述翼片的所述下游端,并且
所述翼片包括下游端面,该下游端面具有切除所述翼片的下游端部时获得的形状,并且该下游端面使得流体在所述流通通道中流动时在所述翼片的所述下游端面的下游产生涡流。
2.根据权利要求1所述的管道结构,其中,
截面面积比所述入口的截面面积大的空间设置在所述入口的上游,使得流体从所述空间通过所述入口流动到所述流体通道,并且
所述翼片包括第一翼片,该第一翼片包括上游端和下游端,并且该第一翼片位于所述管道的所述内表面的入口侧端部处。
3.根据权利要求2所述的管道结构,其中,所述管道包括形成在所述连接部处的弯曲部,所述第一翼片位于所述弯曲部处或者所述弯曲部外的上游,并且位于所述管道的内表面的第一表面部。
4.根据权利要求3所述的管道结构,其中,所述第一翼片是倾斜的,使得所述第一翼片的下游端比所述第一翼片的上游端更靠近所述管道的所述内表面的第二表面部,该第二表面部是所述管道的所述内表面的处于所述弯曲部的弯曲的内侧的表面。
5.根据权利要求1-4的任意一项所述的管道结构,其中,
所述管道包括形成在所述连接部处的弯曲部,并且
所述翼片包括位于所述弯曲部或者位于所述弯曲部外的下游的第二翼片,所述第二翼片位于所述管道的所述内表面的第二表面部,该第二表面部是所述管道的所述内表面的处于所述弯曲部的弯曲的内侧的表面。
6.根据权利要求1-5的任意一项所述的管道结构,其中,所述翼片的高度等于或者小于如下距离的五分之一,所述距离是所述管道的所述内表面的在所述翼片的高度方向上的相对表面部之间的距离。
7.根据权利要求1-6的任意一项所述的管道结构,其中,所述翼片与所述管道形成为一体。
8.根据权利要求1-7的任意一项所述的管道结构,其中,
所述管道是用于将空气供应到车辆发动机的进气管道,并且在所述流体通道中流动的流体是空气。
9.根据权利要求1-8的任意一项所述的管道结构,其中,
所述翼片包括在该翼片的宽度方向上的两侧上的一对侧表面,并且
所述翼片的所述侧表面具有表面部,该表面部互相平行并且在所述翼片的高度方向上和所述翼片的长度方向上延伸。
10.根据权利要求9所述的管道结构,其中,
所述翼片包括顶表面,
所述翼片的所述顶表面包括上游端和下游端,并且,
所述翼片的所述顶表面在所述翼片的长度方向上从所述翼片的所述顶表面的上游端延伸至所述翼片的所述顶表面的下游端,并且所述翼片的所述顶表面的下游端与所述管道的所述内表面分开。
11.根据权利要求10所述的管道结构,其中,
所述翼片包括在所述翼片的高度方向上最高的最高部,并且
所述翼片的所述顶表面包括第一倾斜表面,该第一倾斜表面在所述翼片的长度方向上和所述翼片的高度方向上从所述翼片的所述顶表面的上游端延伸至所述翼片的所述最高部。
12.根据权利要求11所述的管道结构,其中,所述翼片的顶表面包括第二倾斜表面,该第二倾斜表面在所述翼片的长度方向上和所述翼片的高度方向上从所述翼片的所述最高部延伸至所述翼片的所述顶表面的下游端。
13.根据权利要求12所述的管道结构,其中,所述翼片的所述最高部位于所述翼片的长度方向上的中央部的上游侧。
14.根据权利要求1-8的任意一项所述的管道结构,其中,所述翼片的厚度在所述翼片的高度方向上在远离所述翼片的根部的方向上逐渐减小。
15.根据权利要求14所述的管道结构,其中,
所述翼片包括脊,并且
所述翼片的所述脊包括上游端和下游端,
所述翼片的所述脊在所述翼片的长度方向上从所述翼片的所述脊的上游端延伸至所述翼片的所述脊的下游端,并且所述翼片的所述脊的下游端与所述管道的所述内表面分开。
16.根据权利要求15所述的管道结构,其中,
所述翼片包括在所述翼片的高度方向上最高的最高部,并且
所述翼片的所述脊包括第一倾斜部,该第一倾斜部在所述翼片的长度方向上和所述翼片的高度方向上从所述翼片的所述脊的上游端延伸至所述翼片的所述最高部。
17.根据权利要求16所述的管道结构,其中,所述翼片的所述脊包括第二倾斜部,该第二倾斜部在所述翼片的长度方向上和所述翼片的高度方向上从所述翼片的所述最高部延伸至所述翼片的所述脊的下游端。
18.根据权利要求17所述的管道结构,其中,所述翼片的所述最高部位于所述翼片的长度方向上的中央部的上游侧。
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