JP2015075315A - 気流を拡散させるための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気流吹き出し口における気流のフローパターンを変化させて吹き出し口から発生する気流音を低減するように、気流吹き出し口を調整可能とする構造を提供する。【解決手段】本発明の一側面によれば、気流を拡散させるための装置が提供される。かかる装置は、気流吹き出し管と、気流吹き出し管の外周部の少なくとも一部に設けられる、気流が吹き出すための開口部と、気流吹き出し管の内部に配置される気流拡散部材と、開口部と気流拡散部材の相対的な位置を調整するための位置調整機構と、を有する。開口部および気流拡散部材は、気流拡散部材により流れの向きを変えられた気流が開口部から吹き出すように配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、気流を拡散させるための装置に関する。

本発明による気流を拡散させるための装置（以下、「気流拡散装置」）は、エンジンなどの排気管路に設置される消音器の内部に気流を放出させるために用いられる。また、本発明による気流拡散装置は、開放された空間へ気流を放出する場合、チャンバ等の閉空間へ気流を放出する場合、より大口径の配管に気流を放出する場合などにも用いられる。

ガスタービンエンジンの排気用消音器入口に配置された気流吹き出し口から排出される気流（排気）は、通常は非常に高速（たとえば約３０ｍ／ｓ）である。そのため、気流の放出方向に配置された部材に高速の気流が衝突して、その部材が損傷することがある。そのような部材の損傷を回避するために、高速の気流を拡散させて気流の流速を低減する気流拡散装置を設置することがある。

従来の気流吹き出し口は、吹き出し口の形状が固定されていて、吹き出す気流の流速や方向を調整できない構造としていた。特許文献１は、ダクトより供給される温風（冷風）の風圧に応じて開閉弁の開度を自動的に変化させ、吹き出す気流の風速や風向を調整する天井取付型の空調用吹出装置を開示する。しかしながら、引用文献１の空調用吹出装置においては、製作・設置後に予期せぬ気流音が発生しても、気流音を低減するように吹き出し口の形状を調整することは困難である。

特許文献２は、気流を偏向させる円錐ダンパの位置を調整して円錐ダンパ下流での空気の流出量を調整することで、ダクトの側部に形成されたスリットにおける空気の流出・流入を変化させることができる空調用空気流の吹き出し口の構造を開示する。特許文献２の吹き出し口においては、スリット部からの気流の流入、流出と風速は調整できるが、気流の吹き出す方向を調整することは困難である。

特公昭６２−１５０２号公報 実公昭５８−４４２６８号公報

気流吹き出し口から放出される気流のフローパターンは、気流吹き出し管の上流における偏流や吹き出し口下流の気流の方向や障害物の存在などの影響を受ける。そのため、流れ解析技術などを利用して気流吹き出し口から放出される気流のフローパターンを予想して、気流吹き出し口の形状を設計することはできるが、発生する気流発生音を予測し、それを考慮して気流吹き出し口の形状を決めることは困難である。また、気流のフローパターンを最適化、すなわち気流吹き出し口から下流へ向かう気流が周囲部材との衝突を避けつつ、できるだけ滑らかに流れるようにすることと、発生する気流音を最小化することとは必ずしも一致しないという問題があった。

本発明は、気流吹き出し口における気流のフローパターンを変化させて吹き出し口から発生する気流音を低減するように、気流吹き出し口を調整可能とする構造を提供することを主たる目的とする。

本発明の一側面によれば、気流を拡散させるための装置が提供される。かかる装置は、気流吹き出し管と、気流吹き出し管の外周部の少なくとも一部に設けられる、気流が吹き出すための開口部と、気流吹き出し管の内部に配置される気流拡散部材と、開口部と気流拡散部材の相対的な位置を調整するための位置調整機構と、を有する。開口部および気流拡散部材は、気流拡散部材により流れの向きを変えられた気流が開口部から吹き出すように配置される。

本発明の一側面によれば、開口部および気流拡散部材は、気流吹き出し管の長手方向に直交する方向から見て、開口部および気流拡散部材の少なくとも一部が重なるように配置される。

本発明の一側面によれば、気流拡散装置において、（ｉ）気流吹き出し管および気流拡散部材の、長手方向に直交する平面における断面形状が円形であり、且つ、気流拡散部材が円錐であり、または、（ｉｉ）気流吹き出し管および気流拡散部材の、長手方向に直交する平面における断面形状が多角形であり、且つ、気流拡散部材が多角錐である。

本発明の一側面によれば、気流拡散装置において、開口部の開口面積は変更可能に構成される。

本発明の一側面によれば、気流拡散装置において、気流吹き出し管は、外側管および外側管の内側に隣接して配置される内側管から構成される。外側管および内側管の両方の外周部の少なくとも一部に気流が吹き出すための開口部が形成されており、外側管および内側管は相対的に回転可能に構成される。外側管および内側管の相対的な回転により、気流吹き出し管の気流が吹き出すための開口部の開口面積を変更可能である。

本発明の一側面によれば、気流拡散装置において、気流吹き出し管は、外側管および外側管の内側に隣接して配置される内側管から構成される。外側管の外周部の少なくとも一部に気流が通過するための開口部が形成されており、外側管および内側管は長手方向に相対的に移動可能に構成される。外側管および内側管の相対的な移動により、気流吹き出し管の気流が吹き出すための開口部の開口面積を変更可能である。

本発明の一側面によれば、気流拡散装置において、気流拡散部材は、外側部材および外側部材の内側に隣接して配置される内側部材から構成される。外側部材および内側部材の両方の外周部の少なくとも一部に気流が通過するための開口部が形成されており、外側部材および内側部材は相対的に回転可能に構成される。外側部材および内側部材の相対的な回転により、気流が通過する気流拡散部材の開口部の開口面積を変更可能である。

気流拡散装置並びに消音器の一部を説明する図である。 一実施形態による気流拡散装置の斜視図である。 図２に示す気流拡散装置の側面図である。 一実施形態による、二重管構造を備える気流吹き出し管の斜視図である。 一実施形態による、二重管構造を備える気流吹き出し管の斜視図である。 一実施形態による、二重構造を備える気流拡散部材の斜視図である。 一実施形態による、二重構造を備える気流拡散部材の斜視図である。 一実施形態による、気流吹き出し管と気流拡散部材との相対的な位置を変更および固定するための機構を説明する断面図である。 一実施形態による回り止めの構造を説明する図である。 一実施形態による回り止めの構造を説明する図である。 一実施形態による、気流吹き出し管の開口部の開口面積を変更するための機構を説明する断面図である。 一実施形態による、気流拡散部材の開口部の開口面積を変更するための機構を説明する断面図である。 一実施形態による、気流吹き出し管と気流拡散部材との相対的な位置を変更および固定するための機構を説明する断面図である。 一実施形態による、気流吹き出し管の開口部の開口面積を変更するための機構を説明する断面図である。 一実施形態による、気流拡散部材の開口部の開口面積を変更するための機構を説明する断面図である。 一実施形態による、気流吹き出し管と気流拡散部材との相対的な位置を変更および固定するための機構を説明する断面図である。

以下に、本発明にかかる気流拡散装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素は同一または類似の参照符号を付してあり、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。

一例として、ガスタービンエンジン等に用いられる消音器に気流を導入する際に用いられる気流拡散装置を採り上げる。図１は、気流拡散装置並びに消音器の一部を示す説明図である。

図１に示されるように、一実施形態において、気流拡散装置１０は消音器５００の入口部に配置される。気流拡散装置１０から吹き出した気流（図１中に矢印で示す）が消音器５００に入り、消音器５００内の吸音材５０２によりガスタービンエンジン等の排気音並びに気流拡散装置１０で発生した気流音が吸収される。消音器５００の構成は本願発明の主題ではないので、消音器５００の説明は省略する。

図２は、一実施形態における気流拡散装置１０の出口側から見た斜視図であり、図３は、図２に示す気流拡散装置１０の側面図である。図示した気流拡散装置１０は、気流吹き出し管１２および気流吹き出し管１２の内部に配置される気流拡散部材５０を備える。図示した実施形態において気流吹き出し管１２は略円筒形であるが、他の実施形態として、気流吹き出し管は四角柱などの多角柱形状とすることもできる。図２、図３に示す実施形態においては、気流は気流吹き出し管１２の内部を右側（上流側）から左側（下流側）に流れる。

気流吹き出し管１２の外周部１４には、気流拡散部材５０により流れの向きを変えられた気流が内部から外部へ吹き出すための開口部１６が部分的に形成されている。図示した実施形態において、開口部１６は気流拡散装置１２の長手方向、すなわち気流吹き出し管１２内を気流の流れる方向に延びるスリットとして形成されている。スリットの数や開口面積、位置、方向は任意であり、放出する気流の流量から許容される圧力損失や気流発生音などに応じて設計すればよい。開口部１６は気流吹き出し管１２の外周１４の全体にわたり均等に形成してもよく、また、気流を拡散させたい特定の方向にだけ形成してもよい。また、他の実施形態として、気流吹き出し管１２を図２、図３に示されるようなスリット状の開口部を気流吹き出し管１２が備えるように形成するのではなく、気流吹き出し管１２の外形をいくつかの丸棒等の支持部材（フレーム部材）で形成して、支持部材を除いて全て開口している構造としてもよい（図示せず）。

図示した実施形態において、気流拡散部材５０は略円錐形状の部材であり、円錐形の頂
点が気流吹き出し管１２内を流れる気流の上流側になるように配置される。図示した実施形態において、気流拡散部材５０の円錐形の底面は、不要な気流が発生しないように底板を設置することにより閉じられている。また、気流拡散部材５０は高温の排ガスに対して耐熱性のあることが要件であり、たとえば鋼板を使用することができる。気流吹き出し管１２の開口部１６と気流拡散部材５０とは、気流拡散部材５０に衝突して流れの向きを変えられた気流が開口部１６から吹き出すように配置される。たとえば、図３に示されるように、気流吹き出し管１２の側面から観察した場合に、気流吹き出し管１２の開口部１６と気流拡散部材５０との少なくとも一部が重なり合うように配置されることが好ましい。図３では気流拡散部材５０と開口部１６の一部とが重なり合っている。一実施形態において、気流拡散部材５０は、気流吹き出し管１２内で長手方向における位置を調整および固定できるように構成される。気流拡散部材５０の位置を調整および固定するための具体的な構造や方法については後述する。

気流吹き出し管１２に導入された気流の少なくとも一部は、円錐形状の気流拡散部材５０により横方向に向きを変えられて開口部１６から排出される。気流吹き出し管１２内の長手方向における気流拡散部材５０の位置を調整することにより、開口部１６から吹き出す気流のフローパターンを変化させることができ、その結果、気流音を調整することができる。気流拡散装置を設計する段階で、発生する気流音を正確に予測することは困難である。しかし、本明細書で開示される実施形態による気流拡散装置においては、気流拡散装置の設置後に具体的な利用状況に応じて気流発生音を低減するように気流のフローパターンを調整することができる。

本願発明の気流拡散装置の一実施形態において、気流吹き出し管に形成される開口部の開口面積および／または開口部の位置や向きを変更可能とすることができる。

図４は、気流吹き出し管に形成される開口部の開口面積および／または開口部の位置や向きを変更可能とする、一実施形態の気流吹き出し管１１２の斜視図を示す。図４に示す気流吹き出し管１１２は、外側管１１２ａおよび内側管１１２ｂから構成される。図４（Ａ）に示されるように、内側管１１２ｂの外径は、外側管１１２ａの内径よりもわずかに小さく、内側管１１２ｂを外側管１１２ａ内に挿入可能に構成される。外側管１１２ａおよび内側管１１２ｂは、径を除けば互いに同様の形状とすることができる。図４に示される実施形態においては、外側管１１２ａの開口部１１６ａと内側管１１２ｂの開口部１１６ｂとは、同じ形状及びサイズとして形成されているが、外側管１１２ａの開口部１１６ａと内側管１１２ｂの開口部１１６ｂの形状およびサイズを異なるものとしてもよい。外側管１１２ａおよび内側管１１２ｂは、内側管１１２ｂが外側管１１２ａ内に挿入された状態で、両者の相対的な回転位置を変更して固定できるように構成することができる。外側管１１２ａおよび内側管１１２ｂの回転位置を変更して固定するための構造については後述する。

図４に示される実施形態において、外側管１１２ａおよび内側管１１２ｂを相対的に回転させることによって、それぞれの開口部１１６ａおよび１１６ｂが重なる面積を変更することができ、その結果、気流が吹き出すための開口部の開口面積および／または開口位置および向きを変更することができる（図４（Ｂ）参照）。図４に示す気流吹き出し管１１２を用いる気流拡散装置においては、気流が吹き出す開口部の開口面積および／または開口位置や向きを調整することが可能であるので、気流拡散装置を設置後に具体的な利用状況に応じて気流発生音を低減するように調整することができる。

なお、図４においては、気流吹き出し管における外側管１１２ａと内側管１１２ｂの構成を明確に示すために気流拡散部材の図示を省略しているが、気流吹き出し管１１２は本明細書で開示される気流拡散部材あるいはそれ以外の気流拡散部材とともに用いることが
できる。気流拡散部材とともに用いる場合、上述のように気流が吹き出す開口部の開口面積および／または開口位置や向きを調整することが可能となるだけでなく、気流拡散部材の長手方向の位置を調整することで、さらに気流のフローパターンを調整することができるので、より柔軟に気流発生音を調整することができる。

図５は、気流吹き出し管に形成される開口部の開口面積および／または開口部の位置を変更可能とする、さらなる実施形態の気流吹き出し管２１２の斜視図を示す。なお、図４と同様の理由により気流拡散部材の図示を省略している。図５に示す気流吹き出し管２１２は、外側管２１２ａおよび内側管２１２ｂから構成される。図５（Ａ）に示されるように、内側管２１２ｂの外径は、外側管２１２ａの内径よりもわずかに小さく、内側管２１２ｂを外側管２１２ａ内に挿入可能に構成される。図５の実施形態において、内側管２１２ｂには開口部は形成されていない。外側管２１２ａおよび内側管２１２ｂは、内側管２１２ｂが外側管２１２ａ内に挿入された状態で、任意の長手方向位置で固定することができるように構成される。

図５に示す実施形態において、外側管２１２ａおよび内側管２１２ｂを相対的に長手方向に移動させることにより、外側管２１２ａの開口部２１６ａの開口面積を変更することができ、その結果、気流が吹き出すための開口部の開口面積および開口位置を変更することができる。図５に示す気流吹き出し管２１２を用いる気流拡散装置においては、気流が吹き出す開口部の開口面積および／または開口位置を調整することが可能であるので、気流拡散装置を設置後に具体的な利用状況に応じて気流発生音を低減するように調整することができる。なお、図５に示される実施形態において、内側管２１２ｂには開口部が形成されていないが、任意の形状・大きさの開口部を形成してもよい。

図５においては、図４と同様図示を明瞭化するために気流拡散部材を図示していないが、気流吹き出し管２１２は、本明細書で開示される気流拡散部材あるいはそれ以外の気流拡散部材とともに用いることができる。気流拡散部材とともに用いる場合、上述のように気流が吹き出す開口部の開口面積および／または開口位置を調整することが可能となるだけでなく、気流拡散部材の長手方向位置を調整することにより、気流のフローパターンをさらに調整することができ、より柔軟に気流発生音を調整することができる。

さらに、図４および図５に示す実施形態の両方の特徴を備えた気流吹き出し管を形成することもできる。すなわち、図４、図５のような二重構造の気流吹き出し管を構成する内側管を、外側管に対して回転可能であるとともに長手方向にも移動可能とすることにより、気流が吹き出す開口部の開口面積および／または開口位置（向き）を調整可能としてもよい（図示せず）。

一実施形態において、気流拡散部材には気流が通過するための開口部が形成される。また、一実施形態において、開口部が形成された気流拡散部材を、図４、図５とともに説明した気流吹き出し管と同様に二重構造として気流拡散部材の気流が通過する開口部の開口面積、開口位置、向き等を変更可能に構成することもできる。

図６、図７は、気流拡散部材に形成される開口部の開口面積および／または開口位置や向きを変更可能とする、一実施形態による二重構造の気流拡散部材１５０を示す。図６、図７に示す気流拡散部材１５０は、外側部材１５０ａおよび内側部材１５０ｂから構成される。図６（Ａ）および図７（Ａ）に示されるように、内側部材１５０ｂの外径は、外側部材１５０ａの内径よりもわずかに小さく、内側部材１５０ｂを外側部材１５０ａ内に挿入可能に構成される。外側部材１５０ａおよび内側部材１５０ｂは、外径以外は互いに同様の形状とすることができる。図６、図７に示されるように、気流拡散部材１５０の底面は開口している。図６、図７に示される実施形態においては、外側部材１５０ａの開口部
１５２ａと内側部材１５０ｂの開口部１５２ｂとは、ほぼ同じ形状及びサイズで形成されているが、外側部材１５０ａの開口部１５２ａと内側部材１５０ｂの開口部１５２ｂの形状および開口面積を異なるものとしてもよい。図６に示される実施形態においては、開口部１５２ａ、１５２ｂは円形の開口部として形成されており、図７に示される実施形態においては、開口部１５２ａ、１５２ｂは、略矩形のスリット形状の開口部として形成されている。なお、気流拡散部材に形成される開口部の具体的形状は、図６、図７に示される形状や個数に限らず、任意の形状や個数とすることができる。外側部材１５０ａおよび内側部材１５０ｂは、内側部材１５０ｂが外側部材１５０ａ内に挿入された状態で、相対的な回転位置を変更して固定できるように構成することができる。

図示した実施形態においては、外側部材１５０ａおよび内側部材１５０ｂを相対的に回転させることにより、それぞれの開口部１５２ａおよび１５２ｂが重なる面積を変更することができ、その結果、気流が通過するための開口部の開口面積および／または開口位置や向きを変更することができる（図６（Ｂ）および図７（Ｂ）参照）。また、内側部材１５０ｂの外側部材１５０ａに対する相対的な回転位置を調整することにより、気流が気流拡散部材を通過できないように外側部材１５０ａの開口部１５２ａを内側部材１５０ｂの外周面で完全に塞ぐことができるように構成することができる。

気流拡散部材に開口部を設けることにより、気流吹き出し管を通る気流の一部は気流吹き出し管の外周側面に形成された開口部を通らずに、気流拡散部材の開口部を通って消音器（図１参照）内に放出される。気流吹き出し管に形成された開口部から放出された気流が気流拡散部材の下流端部に入り込みにくくなるので、気流拡散部材に底板が無くても不要な気流は発生しない。なお、気流拡散部材に開口部を設けるのは、気流吹き出し管に形成された開口部から放出された気流が気流拡散部材の下流端部で乱れることにより気流発生音を生じる場合などである。図６、図７に示される実施形態のように、気流が通過する開口部の開口面積および／または開口位置や向きを変更することができるので、気流吹き出し管の開口部および気流拡散部材の開口部を通る気流の割合を調整することができ、気流の風量比や風速などのフローパターンを調整することができる。さらに、図６、図７に示される気流拡散部材１５０を、図４、図５に示される気流吹き出し管１１２、２１２と組み合わせることで、さらに、気流吹き出し管１１２、２１２の開口部１１６、２１６および気流拡散部材１５０の開口部１５２を通る気流の風量比や風速の調整を容易に行うことができる。

以下では、気流吹き出し管と気流拡散部材との相対的な位置を変更および固定するための位置調整機構および調整方法について詳述する。なお、以下の説明において、気流吹き出し管および気流拡散部材は、上述した任意の形状とすることができるが、便宜的に特定の気流吹き出し管および気流拡散部材を備える気流拡散装置を用いて説明する。

図８は、一実施形態による気流拡散装置１０が接続された配管３００の断面図である。かかる実施形態において、気流拡散装置１０は、図２、図３に示される気流吹き出し管１２および気流拡散部材５０から構成される。図８に示される構造において、気流拡散装置１０は、配管３００たとえばガスタービンエンジンの排気管に接続される。図示した実施形態において、気流吹き出し管１２の上流側の端部には、気流吹き出し管１２の外側にフランジ２０が形成されている。配管３００の下流側端部にも同様にフランジ３２０が形成されている。これらのフランジ２０、３２０には貫通孔２２、３２２が形成され、この貫通孔２２、３２２にボルト３５０を通し反対側にナット３５２を配置して気流拡散装置１０が配管３００に取り付けられる。なお、配管３００と気流拡散装置１０は、溶接などの他の方法で取り付けてもよい。

図示した気流拡散装置１０において、気流拡散部材５０の上流側端部に、気流吹き出し
管１２および配管３００の上流方向に延びるロッド５２が接続されている。ロッド５２の接続方法はネジ係合や接着、溶接など任意である。また、ロッド５２と気流拡散部材５０とを１つの部材として一体的に形成してもよい。ロッド５２の気流拡散部材５０と反対側の端部にはネジ部５４が形成されている。配管３００には、ネジ受け部３５４を含むハンドル３５６が配置される。ネジ受け部３５４は、ロッド５２のネジ部５４とねじ係合するように位置決めされる。ハンドル３５６を回すことによりネジ受け部３５４が回転し、ロッド５２のネジ部５４は長手方向に移動する。なお、気流拡散部材５０が気流吹き出し管１２の内部で回転する虞がある場合には、気流拡散部材５０もしくは気流吹き出し管１２に後述する回り止めを設けることができる。配管３００の外側にハンドル３５６を設けることにより、気流拡散装置１０を配管３００と接続した後でも、容易に気流拡散部材５０の位置を調整できるので、気流拡散装置１０の接続後でも気流音を低減するように調整することができる。なお、位置決め後にハンドル３５６を固定するようにすれば、気流拡散部材５０が誤って回転および長手方向に移動することを防ぐことができる。

図９、図１０は、気流吹き出し管１２および気流拡散部材５０に設けることができる回り止め構造の実施形態を説明する図である。図９（ａ）は、気流吹き出し管１２内を通る気流の流れ方向に直交する平面で切り出した、気流吹き出し管１２および気流拡散部材５０の断面図であり、図９（ｂ）は、気流吹き出し管１２内を通る気流の流れ方向に沿う平面で切り出した、気流吹き出し管１２および気流拡散部材５０の断面図である（図９（ａ）は図９（ｂ）のＡ方向矢印視図）。図９（ａ）および図９（ｂ）に示されるように、気流拡散部材５０の底面付近の側部に突起部５６が設けられる。この突起部５６は、気流吹き出し管１２の開口部１６内に延びる。そのため、気流拡散部材５０が回転しようとすると、気流拡散部材５０の突起部５６が気流吹き出し管１２の開口部１６の縁部にぶつかり回転が抑止される。

図１０（ａ）は、図９（ａ）と同方向から見た断面図であり、図１０（ｂ）は、図９（ｂ）と同方向から見た断面図である（図１０（ａ）は図１０（ｂ）のＢ方向矢印視図）。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示されるように、気流拡散部材５０の底面付近の側部に凹部５８が設けられ、気流吹き出し管１２の内面に長手方向に延びる突起部１８が形成される。この突起部１８は、気流拡散部材５０の凹部５８に係合する。そのため、気流拡散部材５０が回転しようとすると、気流吹き出し管１２に形成された突起部１８が気流拡散部材５０の凹部５８に保持されて回転が抑止される。

気流吹き出し管の開口部の開口面積を変更するための一実施形態による機構を、図１１を用いて説明する。図１１に示す実施形態において、気流吹き出し管１１２は図４（Ａ）に示されるような二重構造に形成されている。かかる実施形態において、内側管１１２ｂと気流拡散部材５０とは一体的に形成される。気流拡散部材５０の上流側端部にはロッド５２が接続される。図１１に示す実施形態においては、ロッド５２はハンドル３５６と一体的に回転するようにハンドル３５６に接続されている。ハンドル３５６を回転させることにより、内側管１１２ｂおよびそれと一体的に形成された気流拡散部材５０が外側管１１２ａに対して回転する。図４とともに上述したように、内側管１１２ｂが外側管１１２ａに対して回転することにより、気流吹き出し管１１２の開口部１６の開口面積を変更することができる。内側管１１２ｂおよび気流拡散部材５０を所望の位置へ回転させた後にハンドル３５６を固定することで、内側管１１２ｂおよび気流拡散部材５０が誤って回転することを防ぐことができる。図１１に示す実施形態においては、ネジおよび回り止めは不要である。

気流拡散部材の開口部の開口面積を変更するための一実施形態による機構を、図１２を用いて説明する。図１２に示す実施形態において、気流吹き出し管１２は二重構造に形成されている。内側管１２ｂには図６または図７に示されるような気流拡散部材１５０ａが
一体的に形成されており、外側管１２ａには図６または図７に示されるような気流拡散部材１５０ｂが一体的に形成されている。内側管１２ｂの気流拡散部材１５０ａの上流側端にはロッド５２が接続される。ロッド５２はハンドル３５６と一体的に回転するようにハンドル３５６に接続されている。ハンドル３５６を回転させることにより、内側管１２ｂおよびそれと一体的に形成された気流拡散部材１５０ａは、外側管１２ａおよび気流拡散部材１５０ｂに対して回転する。図４、図６、および図７とともに上述したように、気流拡散部材１５０ａが一体的に形成された内側管１２ｂが、気流拡散部材１５０ｂが一体的に形成された外側管１２ａに対して回転することで、気流吹き出し管１２の開口部の開口面積および気流拡散部材１５０の開口部の開口面積を変更することができる。内側管１２ｂおよび気流拡散部材１５０ａを所望の位置へ回転させた後にハンドルを固定することで、内側管１２ｂおよび気流拡散部材１５０ａが誤って回転することを防ぐことができる。図１２に示す実施形態においてネジおよび回り止めは不要である。

図１３は、一実施形態による位置調整機構を説明する断面図である。図１３に示される実施形態において、気流拡散部材５０の上流側端部には、上流方向に延びるロッド５２が接続されている。気流拡散部材５０とロッド５２との接続方法はネジ係合や接着、溶接など任意である。また、ロッド５２と気流拡散部材５０とを１つの部材として一体的に形成してもよい。図１３に示される実施形態において、図８に示す実施形態と同様に、気流吹き出し管１２の上流および配管３００の下流にはフランジ２０、３２０が形成され、両フランジ２０、３２０にはボルト３５０を通す貫通孔２２、３２２が形成されている。図１３に示される実施形態において、気流吹き出し管１２と配管３００との間に中央フランジ４００が配置される。中央フランジ４００は中央にロッド５２のネジ部５４とねじ係合するネジ受け部４５４が形成されている。なお、中央フランジ４００は、配管３００内を通る気流の流れをできるだけ阻害しない形状とすることが好ましい。また、中央フランジ４００にもボルト３５０を通すための複数の貫通孔４２２が円周方向に設けられている。ネジ受け部４５４が形成された中央フランジ４００を回転させることにより、ネジ係合によりロッド５２および気流拡散部材５０を長手方向に移動させることができる。なお、気流拡散部材５０が気流吹き出し管１２の内部で回転する虞がある場合には、気流拡散部材５０もしくは気流吹き出し管１２に回り止めを設けることができる。回り止めの構造は、図９、図１０に示したものを利用することができる。

気流拡散部材５０の位置を調整する場合、ボルト３５０を抜いて中央フランジ４００を回転させて気流拡散部材５０を所望の位置に合わせ、再度ボルト３５２を各フランジ２２、３２０、４００の貫通孔２２、３２２、４２２に通してナット３５２で固定する。

図１４は、中央フランジを用いる気流吹き出し管の開口部の開口面積を変更するための機構を示している。図１４に示す実施形態においては、ロッド５２が中央フランジ４００と一体的に回転するように中央フランジ４００に接続されることを除いて、図１１に示す実施形態と同様である。また、変形形態として、ロッド５２を用いずに、内側管１１２ｂが中央フランジ４００と一体的に回転するように中央フランジに接続されるようにすることもできる（図示せず）。

図１５は、中央フランジを用いる気流拡散部材の開口部の開口面積を変更するための機構を示している。図１５に示す実施形態においては、ロッド５２が中央フランジ４００と一体的に回転するように中央フランジ４００に接続されることを除いて、図１２に示す実施形態と同様である。また、変形形態として、ロッド５２を用いずに、内側管１２ｂが中央フランジ４００と一体的に回転するように中央フランジに接続されるようにすることもできる（図示せず）。

図１６は、一実施形態による位置調整機構を説明する断面図である。図１６に示される
実施形態において、気流拡散装置１０は外側管１２ａ´および内側管１２ｂ´からなる２重構造である。図示の実施形態において外側管１２ａ´は、たとえば図４、図５に示される外側管１１２ａ、２１２ａと同様の形状とすることができる。図１６に示す内側管１２ｂ´も図４、５に示される内側管１１２ｂ、２１２ｂと類似の形状とすることができるが、図１６に示す実施形態では、内側管１２ｂ´には気流拡散部材５０が結合または一体的に形成されている。内側管１２ｂ´の上流側の端部において、内側ネジ部３０が形成される。図１６に示す実施形態において、中央フランジ４００は内側管１２ｂ´の内部で長手方向下流側に延びる延長部４２０を備える。かかる延長部４２０の外側には、内側管１２ｂ´の内側ネジ部３０に係合する外側ネジ部４３０が形成されている。内側管１２ｂ´の内側ネジ部３０と中央フランジ４００の延長部４２０に形成された外側ネジ部４３０のねじ係合により、中央フランジ４００を回転させることで内側管１２ｂ´を外側管１２ａ´に対して長手方向に移動させることができる。必要に応じ、内側管１２ｂ´もしくは外側管１２ａ´に回り止めを設けて内側管１２ｂ´が外側管１２ａ´に対して回転しないようにすることができる。回り止めは、図９、図１０に示した構造と類似の構造を利用することができる。たとえば、内側管１２ｂ´に、外側管１２ａ´の開口部１６ａ´内に延びる突起部を設けることで回り止めを形成することができる。あるいは、外側管１２ａ´に、内側管１２ｂ´の開口部１６ｂ´内に延びる突起部を設けることで回り止めを形成することができる。

図１６に示される実施形態において、気流拡散部材５０の位置を調整する場合は、図１３に示される実施形態の場合と同様に、ボルト３５０を抜き、中央フランジ４００を回転させて内側管１２ｂ´ごと気流拡散部材５０を移動させて所望の位置に合わせて、再度ボルト３５２を各フランジ２０、３２０、４００の貫通孔２２、３２２、４２２に通してナット３５２で固定する。

以上のように本願発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。また、上述の実施形態のそれぞれの特徴は互いに矛盾しない限り組み合わせまたは交換することができる。

１０・・・気流拡散装置
１２・・・気流吹き出し管
１６，１１６ａ、１１６ｂ、２１６ａ、２１６ｂ・・・開口部
５０・・・気流拡散部材
１１２ａ、２１２ａ、１２ａ´・・・外側管
１１２ｂ、２１２ｂ、１２ｂ´・・・内側管
１５０ａ・・・外側部材
１５０ｂ・・・内側部材
１５２ａ、１５２ｂ・・・開口部

Claims (7)

1. 気流を拡散させるための装置であって、前記装置は、
   気流吹き出し管と、
   前記気流吹き出し管の外周部の少なくとも一部に設けられる、気流が吹き出すための開口部と、
   前記気流吹き出し管の内部に配置される気流拡散部材と、
   前記開口部と前記気流拡散部材の相対的な位置を調整するための位置調整機構と、を有し、
   前記開口部および前記気流拡散部材は、前記気流拡散部材により流れの向きを変えられた気流が開口部から吹き出すように配置される、装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記開口部および前記気流拡散部材は、前記気流吹き出し管の長手方向に直交する方向から見て、前記開口部および前記気流拡散部材の少なくとも一部が重なるように配置される、装置。
3. 請求項１または２に記載の装置であって、（ｉ）前記気流吹き出し管および前記気流拡散部材の、前記長手方向に直交する平面における断面形状が円形であり、且つ、前記気流拡散部材が円錐であり、または、（ｉｉ）前記気流吹き出し管および前記気流拡散部材の、前記長手方向に直交する平面における断面形状が多角形であり、且つ、前記気流拡散部材が多角錐である、装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置であって、前記開口部の開口面積は変更可能に構成される、装置。
5. 請求項４に記載の装置であって、前記気流吹き出し管は、外側管および前記外側管の内側に隣接して配置される内側管から構成され、前記外側管および前記内側管の両方の外周部の少なくとも一部に気流が吹き出すための開口部が形成されており、前記外側管および前記内側管は相対的に回転可能に構成され、前記外側管および前記内側管の相対的な回転により、前記気流吹き出し管の気流が吹き出すための前記開口部の開口面積を変更可能である、装置。
6. 請求項４または５に記載の装置であって、前記気流吹き出し管は、外側管および前記外側管の内側に隣接して配置される内側管から構成され、前記外側管の外周部の少なくとも一部に気流が通過するための開口部が形成されており、前記外側管および前記内側管は長手方向に相対的に移動可能に構成され、前記外側管および前記内側管の相対的な移動により、前記気流吹き出し管の気流が吹き出すための前記開口部の開口面積を変更可能である、装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置であって、前記気流拡散部材は、外側部材および前記外側部材の内側に隣接して配置される内側部材から構成され、前記外側部材および前記内側部材の両方の外周部の少なくとも一部に気流が通過するための開口部が形成されており、前記外側部材および前記内側部材は相対的に回転可能に構成され、前記外側部材および前記内側部材の相対的な回転により、気流が通過する前記気流拡散部材の開口部の開口面積を変更可能である、装置。

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