JP2018065550A

JP2018065550A - ３次元収縮気流ノズルとその使用のための方法

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Publication number: JP2018065550A
Application number: JP2017136849A
Authority: JP
Inventors: サーミルアール．アル−アルシ，; R Al-Alusi Thamir
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2018-04-26
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Also published as: CN107662709B; US20200180770A1; EP3275707B1; US11554868B2; CN107662709A; US20180029717A1; RU2017118517A; JP6554511B2; RU2745893C2; EP3275707A1; US10633097B2; BR102017015503A2; CA2968584A1; RU2017118517A3; CA2968584C

Abstract

【課題】容積が調整された所望の空気流量を提供し、騒音レベル、気流の再循環、及び気流の剥離を低減させる、装置及び方法を提供する。【解決手段】例示的な装置は、空気流路１２５を画定する一対の対向する側壁１１０と前壁１１５及び裏壁１２０とを有する、ノズルハウジングを含む。流路は、入口１０６と出口１０８との間で延在する中心線１３０を有し、流路の長さに沿って滑らかな輪郭を集合的に画定する、中心線に対して垂直に切り取られた複数の断面を有する。断面は、各々、中心線よりも側端で大きい前壁と裏壁との間の厚さを有する。断面の厚さは、ノズルハウジングの少なくとも第１の部分の長さに沿って減少する。側壁の間の断面の各々の幅は、ノズルハウジングの少なくとも第１の部分の長さに沿って増加する。【選択図】図２

Description

本開示は、広くは、空気を分配するための装置及び方法に関し、特に、客室に沿って容積が調整された所望の空気流量を提供し、騒音レベルを低減させ、気流の再循環を低減させ、及び、ノズル入口の下流での気流の剥離を低減させるために、航空機などの輸送体内に組み込まれ得る装置に関する。

航空機の乗客の温熱快適性は、客室の空気分配システムの性能と客室の空気供給ノズルの性能とに応じる。空気分配システムの目的は、客室に沿って容積が調整された必要とされる空気流量を提供することである。そして、客室ノズルの目的は、客室にわたる適切な気流パターンを提供することである。航空機の客室の内側の気流パターンは、乗客の温熱快適性を満たすために、客室にわたる均一な温度分布を提供する一方で、座席に着いた乗客の頭部レベルにおける適切な空気の速度を有することによって特徴付けられる。ノズルの出口速度は、客室の気流パターンに大きな影響を与える。既存のノズルの設計は、ノズル出口において所望の速度を得るために、オリフィス、気流整流器、及びノズル方向翼などの、気流制限器を利用する。ノズル出口の上流の、これらの気流制限器と気流経路内の唐突な変化とは、客室の中へ伝達され得る騒音生成の源であり得る。

本開示の第１の態様では、第１の端部に入口を有し且つ第２の端部に出口を有するノズルハウジングを含む装置が提供される。ノズルハウジングは、一対の対向する側壁を有し、各々が一対の対向する側壁の間で延在する前壁と裏壁を有する。装置は、一対の対向する側壁、前壁、及び裏壁によって画定される空気流路も含み得る。空気流路は、入口と出口との間で延在する中心線を有し、空気流路の長さに沿って滑らかな輪郭を集合的に画定する、中心線に対して垂直に切り取られた複数の断面を有する。複数の断面の各々は、中心線においてよりも前壁と裏壁の両方の側端において大きい、前壁と裏壁との間の厚さを有する。前壁及び裏壁の側端においてと中心線においての両方の複数の断面の各々の厚さは、入口から出口へ向けてノズルハウジングの少なくとも第１の部分の長さに沿って減少する。一対の対向する側壁の間の複数の断面の各々の幅は、入口から出口へ向けてノズルハウジングの少なくとも第１の部分の長さに沿って増加する。

第２の態様は、本発明の第１の態様の装置を使用するための方法である。１つの方法は、ノズルハウジングの入口を通して空気流路の中へ空気を流すことを含む。該方法は、ノズルハウジングの入口から出口への空気流路の滑らかな輪郭を集合的に画定する複数の断面を介して気流の経路を再形成し、それによって、ノズルハウジングの入口から出口への気流の速度分布を変形することも含む。

上述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施例において独立に実現することが可能であり、また別の実施例において組み合わせることも可能である。これらの実施例について、以下の説明および添付図面を参照して更に詳細に説明する。

現在の好適な実施例が、添付の図面と併せて以下で説明される。図面では、同様な参照番号が、同様な要素を指す。

例示的な一実施形態による、装置の斜視図の図形的な表現である。例示的な第２の実施形態による、装置の斜視図の図形的な表現である。例示的な第３の実施形態による、装置の斜視図の図形的な表現である。例示的な第４の実施形態による、装置の斜視図の図形的な表現である。図５Ａは、図２の実施形態による、装置の複数の断面と接線輪郭との前面斜視図の図形的な表現である。図５Ｂは、図２と図３の両方の実施形態による、装置の一部分の複数の断面の斜視図の図形的な表現である。図５Ｃは、図３の実施形態による、装置の中心線に沿って切り取られた断面の斜視図の図形的な表現であり、装置の複数の断面と接線輪郭とを示している。図６は、図２と図３の両方の実施形態による、装置の一部分の複数の断面の上面図の図形的な表現である。図７Ａは、第５の例示的な一実施形態による、装置の中心線に沿って切り取られた断面の斜視図の図形的な表現であり、ノズル拡張部を示している。図７Ｂは、図７Ａの実施形態による、装置の中心線に沿って切り取られた断面の斜視図の図形的な表現であり、装置とノズル拡張部の複数の断面と接線輪郭とを示している。図７Ｃは、図７Ｂで概略が示された領域の装置とノズル拡張部の詳細な図を示す図形的な表現である。第６の例示的な実施形態による、装置の前面斜視図の図形的な表現である。図８Ａの実施形態による、装置の底面斜視図の図形的な表現である。図８Ａの実施形態による、装置の複数の断面の側面断面図の図形的な表現である。図８Ａの実施形態による、装置の複数の断面と接線輪郭との底面斜視図の図形的な表現である。図８Ａの実施形態による、装置の前面図の図形的な表現であり、装置内の気流パターンを示している。第７の例示的な一実施形態による、装置の前面図の図形的な表現であり、装置の空気流路内の翼（ｖａｎｅ）を示している。第８の例示的な一実施形態による、装置の前面図の図形的な表現であり、装置のノズルハウジング内の分岐を示している。図１１は、装置を使用するための例示的な一方法のフロー図である。

全ての図において、相当する部品は同じ参照記号で記されている。

図面が、実施例を示す目的で提供されるが、本開示は、図面で示される配置及び手段に限定されないことが理解されるだろう。

本開示の実施例は、例えば、客室に沿って容積が調整された所望の空気流量を提供し、騒音レベルを低減させ、気流の再循環を低減させ、及び、ノズル入口の下流での気流の剥離を低減させるために使用される装置及び方法を提供する。該装置は、例えば、空気分配システムの部分として航空機内に組み込まれ得る。

図１〜図１０Ｂは、第１の端部１０７に入口１０６有し、第２の端部１０９に出口１０８を有する、ノズルハウジング１０５を含む装置１００を描いている。ノズルハウジング１０５は、一対の対向する側壁１１０を有し、各々が一対の対向する側壁１１０の間で延在する前壁１１５と裏壁１２０を有する。ノズルハウジング１０５の入口１０６は、任意選択的に、例えば、円形状を有し得る。それは、ノズルハウジング１０５が連結され得る空気分配システムの供給ダクト又は他の構成要素の形状に対応する。入口は、約２．５インチ（６．３５ｃｍ）の直径を有するが、所与の空気分配システムに対する特定の要件に応じて変動し得る。ノズルハウジング１０５は、８インチ（２０３．２ｍｍ）から１８インチ（４５７．２ｍｍ）までの範囲内に含まれ得る、第１の端部１０７と第２の端部１０９との間で延在する長さを有し得る。当該技術分野で既知のノズルは、通常、８インチから１０インチまで（２０．３ｃｍから２５．４ｃｍまで）のオーダーの長さを有する。本明細書で開示されるノズルハウジング１０５によって実現される更なる長さは、有利なことに、ノズルハウジング１０５より概して重い空気分配システムの供給ダクトの一部分を除去し、それによって、航空機のペイロードの重さを低減させ得る。

ノズルハウジング１０５は、一対の対向する側壁１１０、前壁１１５、及び裏壁１２０によって画定された空気流路１２５も含む。空気流路１２５は、入口１０６と出口１０８との間で延在する中心線１３０を有し、空気流路１２５の長さに沿って滑らかな輪郭を集合的に画定する、中心線１３０に対して垂直に切り取られた複数の断面１３５を有する。ノズルハウジング１０５は、例えば、単一のピース内で射出成形され、滑らかな輪郭を実現し得る。代替的な実施形態では、ノズルハウジングが、幾つかのセグメント内で射出成形され、モールドロック（ｍｏｌｄ‐ｌｏｃｋ）状態を避けることができる。これらのセグメントは、例えば、超音波溶接、レーザ溶接、及び接着剤によって共に接合され得る。更に、１つのセグメント又は複数のセグメント内のノズルの３次元（３Ｄ）プリンティングが使用され、所望のノズルハウジング１０５が製造され得る。

複数の断面１３５の各々は、中心線１３０においてよりも前壁１１５と裏壁１２０の両方の側端１４０において大きい、前壁１１５と裏壁１２０との間の厚さＥ、Ｃを有する。前壁１１５及び裏壁１２０の側端１４０においてと中心線１３０においての両方の複数の断面の各々の厚さＥ、Ｃは、入口１０６から出口１０８へ向けてノズルハウジング１０５の少なくとも第１の部分１４５の長さに沿って減少する。代表的な断面１３５が、この配置を示す図５Ｃと図６で示されている。例えば、図５Ｃは、中心線１３０における空気流路１２５の厚さＣが、Ｃ１＞Ｃ２＞Ｃ３＞Ｃ４＞Ｃ５＞Ｃ６となるように、徐々に減少することを示している。厚さＣ６は、厚さＣ７と同じである。そして、図６は、前壁１１５と裏壁１２０の側端１４０における空気流路１２５の厚さＥが、Ｅ２が直径Ｄ又は入口１０６の厚さ未満であり、Ｄ＞Ｅ２＞Ｅ３＞Ｅ４＞Ｅ５＞Ｅ６となるように、徐々に減少することを示している。厚さＥ６は、厚さＥ７と同じである。断面１３５の各々のそれぞれの面積が、Ａ１からＡ７として図５Ａ〜図５Ｂ及び図６で示されている。面積Ａ６は、面積Ａ７と同じである。ノズルハウジング１０５の出口領域のサイズは、所望の出口速度によって規定され、乗客の温熱快適性を満たし、装置１００が利用されるべきことが意図される環境に基づいて変動する。更に、一対の対向する側壁１１０の間の複数の断面１３５の各々の幅は、入口１０６から出口１０８へ向けてノズルハウジング１０５の少なくとも第１の部分１４５の長さに沿って増加する。図６の代表的な断面１３５は、断面の幅が、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４＜Ｗ５＜Ｗ６となるように、配置されていることを示している。幅Ｗ６は、幅Ｗ７と同じである。そのような配置は、入口１０６から出口１０８へノズルハウジング１０５の断面１３５を効果的に収縮させ及び引き延ばす空気流路１２５を、徐々に再形成し、それによって、動作において、気流の再循環を低減させ、入口１０６の下流の気流の剥離を低減させる。

入口１０６は、ノズルハウジング１０５の第１の部分１４５の第１の端部１４６に連結され、出口１０８は、ノズルハウジング１０５の第１の部分１４５の第２の端部１４７に連結され得る。図１〜図４で示されている例示的な一実施形態では、装置１００が、ノズルハウジング１０５の第１の部分１４５に連結された、ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０を更に含み得る。この実施形態では、入口１０６が、ノズルハウジング１０５の第１の部分１４５に連結され、出口１０８が、ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０に連結されている。図１〜図３及び図５Ａ〜図７Ｃで示されているように、ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０の長さに沿って、複数の断面１３５の各々の滑らかな輪郭の形状と面積との両方が、任意選択的に一定のままであり得る。ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０の前壁１１５と裏壁１２０は、任意選択的に、例えば、図５Ｂで示されるＰ‐Ｐ面について互いに対して対称に配置され得る。別の一実施形態では、図２及び図３で示されるように、ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０が、任意選択的に、少なくとも１つの曲がったセグメント１５５を含む。曲がったセグメント１５５は、航空機の他のインフラを受け入れるように組み込まれ、したがって、航空機への装置１００の配置における柔軟性を許容し得る。

使用に際して、図１〜図３のノズルハウジング１０５は、出口１０８において２次元の流れパターンを有する。例えば、同じ気流の方向が、ノズル出口１０８における断面１３５に対して垂直に切り取られた任意の平面に沿って繰り返される。言い換えると、ノズル出口１０８における断面１３５に対して垂直な各平面における気流の速度ベクトルの方向が、互いに平行である。これは、同じ気流の方向及び速度ベクトルが、一定の幅Ｗを有するノズルハウジング１０５の第２の部分１５０の長さに沿って切り取られた任意の断面１３５において繰り返され得ることの結果である。

図４で示される代替的な一実施形態では、ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０の一対の対向する側壁１１０が、ノズルハウジング１０５の入口１０６から出口１０８への空気流路１２５の中心線１３０に対して角度αにおいて外向きに角度が付けられている。角度αは、７度から３０度までの範囲内に含まれ、好ましくは、空気流路１２５内で、側壁１１０、前壁１１５、及び裏壁１２０からの気流の剥離を避けるように選択され得る。例えば、より広い角度αを利用する例示的な装置１００に対して、気流の剥離は、ノズルハウジング１０５の厚さＥ、Ｃ（すなわち、前壁１１５と裏壁１２０の間の距離）を低減させ、それによって、断面積Ａを低減させることによって、空気流路１２５を制限することによって低減され得る。角度αは、ｉ）装置１００が使用される環境によって受け入れられ得るノズルハウジング１０５の長さ、及びｉｉ）所与の用途に対して所望の出口速度を実現するために必要とされるノズルハウジングの出口１０８の幅Ｗに基づいて、選択され得る。より具体的には、所与の用途に対する角度αのサイズが、ノズルハウジングの長さが増加することに従って減少し得る。逆もまた真なりである。更に、角度αの値が大きくなると、ノズル出口での気流の広がりが強くなり、航空機の客室の内側でのより速い空気の拡散がもたらされる。逆もまた真なりである。使用に際して、気流の速度ベクトルが中心線１３０から離れて外向きに扇形に広がるように、気流の速度ベクトルの方向は、各断面１３５において異なる。

所望の速度及び幅Ｗを有するノズルハウジング１０５の出口１０８の断面１３５は、気流の方向において拡張され、幅Ｗ９及び厚さＥ９／Ｃ９の均一な形状の出口１６２を取得することができる。例えば、図７Ａ〜図７Ｃで示されるように、装置１００は、任意選択的に、空気流路１２５の一部分を画定するノズルハウジング１０５の出口１０８に連結されたノズル拡張部１６０を含み得る。ノズル拡張部１６０は、上述されたものと同じ射出成形技術を使用して、ノズルハウジング１０５と共に形成され得る。ノズル拡張部１６０は、第１の面積Ａ８を画定する入口１６１を有し、第１の面積Ａ８と同じである第２の面積Ａ９を画定する出口１６２を有する。図７Ａ〜図７Ｃで示されるように、装置１００の断面は、中心線１３０に沿って切り取られるように示され、結果として、面積Ａ８及びＡ９と幅Ｗ９の半分だけが、それぞれ、Ａ８／２、Ａ９／２、Ｗ９／２として示されている。ノズル拡張部１６０の出口１６２は、任意選択的に、矩形状を有し得る。矩形状は、ノズル拡張部１６０の出口１６２を出て行く気流の均一な速度分布を提供するという利益を有し得る。矩形状は、例えば、航空機の客室内の排出口の形状と嵌合する特定の用途において、及び、審美的な理由によっても望ましいだろう。図７Ｃで示されているように、中心線１３０におけるノズル拡張部１６０の入口１６１の厚さＣ８は、ノズル拡張部１６０の出口１６２の厚さＣ９未満である。更に、ノズルハウジング１０５の前壁１１５と裏壁１２０との間の空気流路１２５の厚さＥ８は、ノズル拡張部１６０の出口１６２の厚さＥ９よりも、ノズル拡張部１６０の入口１６１において、前壁１１５と裏壁１２０の両方の側端１４０において大きい。ノズル拡張部１６０の出口１６２における空気流路１２５の厚さＣ９とＥ９は、同じである。

図８Ａ〜図９において示される装置１００に関して、ノズルハウジング１０５の一対の対向する側壁１１０が、ノズルハウジング１０５の入口１０６から出口１０８へ、空気流路１２５の中心線１３０に対して外向きに角度α３において角度を有するように、一対の対向する側壁１１０の間の複数の断面１３５の各々の幅Ｗが、入口１０６から出口１０８へ、ノズルハウジング１０５の全体の長さに沿って増加する。ノズルハウジング１０５の前壁１１５と裏壁１２０は、Ｐ‐Ｐ面について互いに対して対称に配置され得る。ノズルハウジング１０５の第２の端部１０９は、曲がったセグメント１５５を有し得る。

図９は、図８Ａ〜図８Ｄで示される装置の３次元流れ特性を示している。角度α１、α２、及びα３に対応する領域内の速度ベクトルの方向によって強調されて示されるように、ノズルハウジング１０５の全体の長さに沿って対向する側壁１１０に角度を付けることによって、気流の速度ベクトルの傾きが、中心線１３０から対向する側壁１１０に向けて移動するに従って増加し得る。ノズルハウジング１０５の中心線１３０の両側の速度ベクトル１６５、１７０は、逆向きの傾きを有する。ノズルハウジング１０５の出口１０８に対して垂直に切り取られ、且つ、互いに平行な２つの平面、平面‐ａ１６６と平面‐ｂ１７１に対して、ベクトル‐ａ１６５は、平面‐ａ１６６内になく、ベクトル‐ｂ１７０は、平面‐ｂ１７１内にない。言い換えると、気流の速度ベクトルは、ノズルハウジング１０５を出て行くに際して、互いに平行ではない。そのような配置が、ノズル出口１０８において３次元（「３Ｄ」）の気流パターンを提供する。３Ｄの気流パターンは、空気の混合を増加させ、より速い空気噴流の拡散を実現するために望ましい。更に、気流は、図１〜図３の装置によって提供される気流よりも、航空機の客室内において、幅広い分配区域を有し得る。出口１０８において平行な気流のベクトルを生成する、図１〜図３で示されている装置１００は、中心線１３０に対して角度αで配置されたノズルハウジング１０５を有する、図４及び図９で示された装置１００よりも、出口１０８において小さい幅Ｗを有し得る。図１〜図３の装置は、（例えば、１分毎に５立方フィートのオーダーの）低い空気流量を搬送する用途において使用され得る。図４及び図９の装置は、（例えば、１分毎に２５立方フィートのオーダーの）高い空気流量を搬送する用途において使用され、例えば、航空機の客室の内側のより広い領域において空気の混合を増加させ得る。

図１０Ａ〜図１０Ｂで示されるように、装置は、ノズルハウジング１０５の第１の端部１０７に向けて延在する、ノズルハウジング１０５の第２の端部１０９において中心線１３０に沿って配置された空気流路１２５内の翼１８０を含み得る。翼１８０の長さは、１／４インチ（６．３５ｍｍ）から８インチ（２０３．２ｍｍ）までの範囲内に含まれ、翼の厚さは、０．１インチ（２．５４ｍｍ）のオーダーであり得る。翼１８０の前縁１８２における小さい翼の厚さは、気流の乱れを低減させる助けとなる。図１０Ａで示される翼１８０は、ノズルハウジング１０５のための構造的な支持を提供し、空気流路１２５の滑らかな輪郭及びノズル断面積Ａにおける所望の許容誤差内の漸進的な変動を維持する助けとなる。更に、翼１８０は、全てが固い、側壁１１０、前壁１１５、及び裏壁１２０を有する、ノズルハウジング１０５を実現するために射出成形された例示的な装置１００では、必要とされない。翼１８０の長さは、ノズルハウジング１０５を製造するために使用される材料に応じる。図１０Ａで示されている翼１８０は、ノズルハウジング１０５の前壁１１５と裏壁１２０とに連結され得る。図１０Ｂで示されるように、翼１８０は、楔形状であり、翼１８０の頂端部又は前縁１８２がノズルハウジング１０５第１の端部１０７に向けて延在した状態で、翼１８０のより広い端部１８１が、ノズルハウジング１０５の第２の端部１０９に配置されるように、翼１８０が配置され得る。図１０Ｂで示される、代替的な一実施形態では、翼１８０の楔形は、ノズルハウジング１０５内の分岐１８３によって画定され得る。楔形状の翼１８０は、航空機の客室内で所望の気流パターンを得るために、ノズルハウジング１０５の出口１０８における流れの方向性を高める技術的な効果を有する。

図１１は、図１〜図１０Ｂで示された装置１００を使用するための方法２００を示している。方法２００は、ブロック２０５で、ノズルハウジング１０５の入口１０６を通して空気流路１２５の中へ空気を流すことを含む。そして、ブロック２１０では、ノズルハウジング１０５の入口１０６から出口１０８への空気流路１２５の滑らかな輪郭を集合的に画定する複数の断面１３５を介して、気流の経路が再形成され、それによって、ノズルハウジング１０５の入口１０６から出口１０８への気流の速度分布が変形される。

図１〜図３で示された装置に対して、方法２００は、ノズルハウジングの第２の部分の複数の断面の各々が平行な速度ベクトルを有するように、気流の速度分布を変形することも含み得る。特に、装置１００は、次のような特徴を含む。すなわち、（ｉ）ノズルハウジングの第１の部分に連結されたノズルハウジングの第２の部分、（ｉｉ）入口１０６が、ノズルハウジング１０５の第１の部分１４５に連結され、出口１０８が、ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０に連結され、及び（ｉｉｉ）ノズルハウジング１０５の第２の部分１５０の長さに沿って、複数の断面１３５の各々の滑らかな輪郭の形状と面積との両方が、一定のままである。

図４及び図８〜図１０Ｂで示された装置に対して、方法２００は、ノズルハウジング１０５の出口１０８を出て行く気流が、中心線１３０から離れて少なくとも２つの異なる方向において広がるように、複数の断面１３５の各々が、互いから異なる速度ベクトル１６５、１７０を有するように、気流の速度分布を変形することを含み得る。特に、装置１００は、次のような特徴を含む。すなわち、ノズルハウジング１０５の一対の対向する側壁１１０が、ノズルハウジング１０５の入口１０６から出口１０８へ、流路１２５の中心線１３０に対して外向きに角度を有するように、一対の対向する側壁１１０の間の複数の断面１３５の各々の幅Ｗが、入口１０６から出口１０８へ、ノズルハウジング１０５の全体の長さに沿って増加する。

更に、本開示は以下の条項による例を含む。
条項１
第１の端部（１０７）に入口（１０６）を有し、第２の端部（１０９）に出口（１０８）を有する、ノズルハウジング（１０５）であって、一対の対向する側壁（１１０）を有し、各々が前記一対の対向する側壁（１１０）の間で延在する前壁（１１５）と裏壁（１２０）とを有する、ノズルハウジング（１０５）と、
前記一対の対向する側壁（１１０）、前記前壁（１１５）、及び前記裏壁（１２０）によって画定された、空気流路（１２５）であって、前記入口（１０６）と前記出口（１０８）との間で延在する中心線を有し、前記空気流路（１２５）の長さに沿って滑らかな輪郭を集合的に画定する、前記中心線（１３０）に対して垂直に切り取られた複数の断面（１３５）を有する、空気流路（１２５）とを備え、
前記複数の断面（１３５）の各々が、前記中心線（１３０）においてよりも、前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）の両方の側端において大きい、前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）との間の厚さ（Ｅ、Ｃ）を有し、前記前壁（１１５）及び前記裏壁（１２０）の前記側端と前記中心線（１３０）との両方における前記複数の断面（１３５）の各々の前記厚さ（Ｅ、Ｃ）が、前記入口（１０６）から前記出口（１０８）に向けて前記ノズルハウジング（１０５）の少なくとも第１の部分の長さに沿って減少し、前記一対の対向する側壁（１１０）の間の前記複数の断面（１３５）の各々の幅が、前記入口（１０６）から前記出口（１０８）に向けて前記ノズルハウジング（１０５）の少なくとも前記第１の部分の前記長さに沿って増加する、装置（１００）。
条項２
前記入口（１０６）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）の第１の端部（１４６）に連結され、前記出口（１０８）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）の第２の端部（１４７）に連結されている、条項１に記載の装置（１００）。
条項３
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結された前記ノズルハウジング（１０５）の第２の部分（１５０）を更に備え、前記入口（１０６）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結され、前記出口（１０８）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）に連結され、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）の長さに沿って、前記複数の断面（１３５）の各々の前記滑らかな輪郭の形状と面積との両方が、一定のままである、条項１に記載の装置（１００）。
条項４
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）の前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）が、（Ｐ‐Ｐ）面について互いに対して対称に配置されている、条項３に記載の装置（１００）。
条項５
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）が、少なくとも１つの曲がったセグメント（１５５）を含む、条項３に記載の装置（１００）。
条項６
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結された前記ノズルハウジング（１０５）の第２の部分（１５０）を更に備え、前記入口（１０６）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結され、前記出口（１０８）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）に連結され、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）の前記一対の対向する側壁（１１０）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記入口（１０６）から前記出口（１０８）まで、前記空気流路（１２５）の前記中心線（１３０）に対して外向きに角度が付けられている、条項１に記載の装置（１００）。
条項７
前記ノズルハウジング（１０５）の前記出口（１０８）に連結され、前記空気流路（１２５）の一部分を画定する、ノズル拡張部（１６０）であって、第１の面積（Ａ８）を画定する入口（１６１）を有し、前記第１の面積（Ａ８）と同じ第２の面積（Ａ９）を画定する出口（１６２）を有する、ノズル拡張部（１６０）を更に備える、条項１に記載の装置（１００）。
条項８
前記ノズル拡張部（１６０）の前記出口（１６２）が、矩形状を有する、条項７に記載の装置（１００）。
条項９
前記中心線（１３０）における前記ノズル拡張部（１６０）の前記入口（１６１）の厚さ（Ｃ８）が、前記ノズル拡張部（１６０）の前記出口（１６２）の厚さ（Ｃ９）未満であり、前記ノズルハウジング（１０５）の前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）との間の前記空気流路（１２５）の前記厚さ（Ｅ８）が、前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）の両方の前記側端（１４０）において、前記ノズル拡張部（１６０）の前記出口の厚さ（Ｅ９）よりも、前記ノズル拡張部（１６０）の前記入口（１６１）において大きい、条項７に記載の装置（１００）。
条項１０
前記ノズルハウジング（１０５）の前記一対の対向する側壁（１１０）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記入口（１０６）から前記出口（１０８）へ、前記空気流路（１２５）の前記中心線（１３０）に対して外向きに角度を有するように、前記一対の対向する側壁（１１０）の間の前記複数の断面（１３５）の各々の前記幅（Ｗ）が、前記入口（１０６）から前記出口（１０８）へ、前記ノズルハウジング（１０５）の全体の長さに沿って増加する、条項１に記載の装置（１００）。
条項１１
前記ノズルハウジング（１０５）の前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）が、（Ｐ‐Ｐ）面について互いに対して対称に配置されている、条項１０に記載の装置（１００）。
条項１２
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の端部（１０９）が、曲がったセグメント（１５５）を有する、条項１１に記載の装置（１００）。
条項１３
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の端部（１０７）に向けて延在する、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の端部（１０９）において前記中心線（１３０）に沿って配置された前記空気流路（１２５）内の翼（１８０）を更に含む、条項１０に記載の装置（１００）。
条項１４
前記翼（１８０）の長さが、６．３５ｍｍから２０３．２ｍｍまでの範囲内に含まれ、前記翼の厚さが、２．５４ｍｍである、条項１３に記載の装置（１００）。
条項１５
前記翼（１８０）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）とに連結されている、条項１３に記載の装置（１００）。
条項１６
前記翼（１８０）が、楔形状であり、前記翼（１８０）の頂端部（１８２）が前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の端部（１０７）に向けて延在した状態で、前記翼（１８０）のより広い端部（１８１）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の端部（１０９）に配置されるように、前記翼（１８０）が配置されている、条項１３に記載の装置（１００）。
条項１７
前記翼（１８０）が、前記ノズルハウジング（１０５）内の分岐（１８３）によって画定されている、条項１６に記載の装置（１００）。
条項１８
前記ノズルハウジング（１０５）の前記入口（１０６）が、円形状を有する、条項１に記載の装置（１００）。
条項１９
前記第１の端部（１０７）と前記第２の端部（１０９）との間の前記ノズルハウジング（１０５）の長さが、８インチから１７インチまでの範囲内に含まれる、条項１に記載の装置（１００）。
条項２０
（ａ）第１の端部に入口を有し、第２の端部に出口を有する、ノズルハウジングであって、一対の対向する側壁を有し、各々が前記一対の対向する側壁の間で延在する前壁と裏壁とを有する、ノズルハウジングと、（ｂ）前記一対の対向する側壁、前記前壁、及び前記裏壁によって画定された、空気流路であって、前記入口と前記出口との間で延在する中心線を有し、前記空気流路の長さに沿って滑らかな輪郭を集合的に画定する、前記中心線に対して垂直に切り取られた複数の断面を有する、空気流路とを備え、（ｃ）前記複数の断面の各々が、前記中心線においてよりも、前記前壁と前記裏壁の両方の側端において大きい、前記前壁と前記裏壁との間の厚さを有し、前記前壁及び前記裏壁の前記側端と前記中心線との両方における前記複数の断面の各々の前記厚さが、前記入口から前記出口に向けて前記ノズルハウジングの少なくとも第１の部分の長さに沿って減少し、前記一対の対向する側壁の間の前記複数の断面の各々の幅が、前記入口から前記出口に向けて前記ノズルハウジングの少なくとも前記第１の部分の前記長さに沿って増加する、ノズル装置を使用するための方法（２００）であって、
前記ノズルハウジングの前記入口を通して前記空気流路の中へ空気を流すこと（２０５）と、
前記ノズルハウジングの前記入口から前記出口への前記空気流路の前記滑らかな輪郭を集合的に画定する前記複数の断面を介して気流の経路を再形成し、それによって、前記ノズルハウジングの前記入口から前記出口への前記気流の速度分布を変形すること（２１０）とを含む、方法（２００）。
条項２１
前記ノズルハウジングの第２の部分の前記複数の断面の各々が、平行な速度ベクトルを有するように、前記気流の前記速度分布を変形することを更に含み、
前記ノズルハウジングの前記第２の部分が前記ノズルハウジングの前記第１の部分に連結され、前記入口が前記ノズルハウジングの前記第１の部分に連結され、前記出口が前記ノズルハウジングの前記第２の部分に連結され、前記ノズルハウジングの前記第２の部分の長さに沿って、前記複数の断面の各々の前記滑らかな輪郭の形状と面積との両方が、一定のままである、条項２０に記載の方法（２００）。
条項２２
前記ノズルハウジングの前記出口を出て行く前記気流が、前記中心線から離れて少なくとも２つの異なる方向において広がるように、前記複数の断面の各々が、互いから異なる速度ベクトルを有するように、前記気流の前記速度分布を変形することを更に含み、
前記ノズルハウジングの前記一対の対向する側壁が、前記ノズルハウジングの前記入口から前記出口へ、前記空気流路の前記中心線に対して外向きに角度を有するように、前記一対の対向する側壁の間の前記複数の断面の各々の前記幅が、前記入口から前記出口へ、前記ノズルハウジングの全体の長さに沿って増加する、条項２０に記載の方法（２００）。

前述の詳細な説明は、限定するよりも例示としてみなされ、全ての均等物を含む以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を規定することが意図されていると理解されることに留意されたい。特許請求の範囲は、その効果が述べられていなければ、説明された順序又は要素に限定されるものと読まれるべきではない。したがって、以下の特許請求の範囲とその均等物の範囲及び精神に含まれるすべての実施例が、特許請求されている。

Claims

第１の端部（１０７）に入口（１０６）を有し、第２の端部（１０９）に出口（１０８）を有する、ノズルハウジング（１０５）であって、一対の対向する側壁（１１０）を有し、各々が前記一対の対向する側壁（１１０）の間で延在する前壁（１１５）と裏壁（１２０）とを有する、ノズルハウジング（１０５）と、
前記一対の対向する側壁（１１０）、前記前壁（１１５）、及び前記裏壁（１２０）によって画定された、空気流路（１２５）であって、前記入口（１０６）と前記出口（１０８）との間で延在する中心線を有し、前記空気流路（１２５）の長さに沿って滑らかな輪郭を集合的に画定する、前記中心線（１３０）に対して垂直に切り取られた複数の断面（１３５）を有する、空気流路（１２５）とを備え、
前記複数の断面（１３５）の各々が、前記中心線（１３０）においてよりも、前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）の両方の側端において大きい、前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）との間の厚さ（Ｅ、Ｃ）を有し、前記前壁（１１５）及び前記裏壁（１２０）の前記側端と前記中心線（１３０）との両方における前記複数の断面（１３５）の各々の前記厚さ（Ｅ、Ｃ）が、前記入口（１０６）から前記出口（１０８）に向けて前記ノズルハウジング（１０５）の少なくとも第１の部分の長さに沿って減少し、前記一対の対向する側壁（１１０）の間の前記複数の断面（１３５）の各々の幅が、前記入口（１０６）から前記出口（１０８）に向けて前記ノズルハウジング（１０５）の少なくとも前記第１の部分の前記長さに沿って増加する、装置（１００）。
前記入口（１０６）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）の第１の端部（１４６）に連結され、前記出口（１０８）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）の第２の端部（１４７）に連結されている、請求項１に記載の装置（１００）。
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結された前記ノズルハウジング（１０５）の第２の部分（１５０）を更に備え、前記入口（１０６）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結され、前記出口（１０８）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）に連結され、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）の長さに沿って、前記複数の断面（１３５）の各々の前記滑らかな輪郭の形状と面積との両方が、一定のままである、請求項１又は２に記載の装置（１００）。
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）の前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）が、（Ｐ‐Ｐ）面について互いに対して対称に配置されている、請求項３に記載の装置（１００）。
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結された前記ノズルハウジング（１０５）の第２の部分（１５０）を更に備え、前記入口（１０６）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の部分（１４５）に連結され、前記出口（１０８）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）に連結され、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の部分（１５０）の前記一対の対向する側壁（１１０）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記入口（１０６）から前記出口（１０８）まで、前記空気流路（１２５）の前記中心線（１３０）に対して外向きに角度が付けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１００）。
前記ノズルハウジング（１０５）の前記出口（１０８）に連結され、前記空気流路（１２５）の一部分を画定する、ノズル拡張部（１６０）であって、第１の面積（Ａ８）を画定する入口（１６１）を有し、前記第１の面積（Ａ８）と同じ第２の面積（Ａ９）を画定する出口（１６２）を有する、ノズル拡張部（１６０）を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１００）。
前記中心線（１３０）における前記ノズル拡張部（１６０）の前記入口（１６１）の厚さ（Ｃ８）が、前記ノズル拡張部（１６０）の前記出口（１６２）の厚さ（Ｃ９）未満であり、前記ノズルハウジング（１０５）の前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）との間の前記空気流路（１２５）の前記厚さ（Ｅ８）が、前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）の両方の前記側端（１４０）において、前記ノズル拡張部（１６０）の前記出口の厚さ（Ｅ９）よりも、前記ノズル拡張部（１６０）の前記入口（１６１）において大きい、請求項６に記載の装置（１００）。
前記ノズルハウジング（１０５）の前記一対の対向する側壁（１１０）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記入口（１０６）から前記出口（１０８）へ、前記空気流路（１２５）の前記中心線（１３０）に対して外向きに角度を有するように、前記一対の対向する側壁（１１０）の間の前記複数の断面（１３５）の各々の前記幅（Ｗ）が、前記入口（１０６）から前記出口（１０８）へ、前記ノズルハウジング（１０５）の全体の長さに沿って増加する、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００）。
前記ノズルハウジング（１０５）の前記前壁（１１５）と前記裏壁（１２０）が、（Ｐ‐Ｐ）面について互いに対して対称に配置されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１００）。
前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の端部（１０７）に向けて延在する、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の端部（１０９）において前記中心線（１３０）に沿って配置された前記空気流路（１２５）内の翼（１８０）を更に含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置（１００）。
前記翼（１８０）が、楔形状であり、前記翼（１８０）の頂端部（１８２）が前記ノズルハウジング（１０５）の前記第１の端部（１０７）に向けて延在した状態で、前記翼（１８０）のより広い端部（１８１）が、前記ノズルハウジング（１０５）の前記第２の端部（１０９）に配置されるように、前記翼（１８０）が配置されている、請求項１０に記載の装置（１００）。
前記翼（１８０）が、前記ノズルハウジング（１０５）内の分岐（１８３）によって画定されている、請求項１１に記載の装置（１００）。
（ａ）第１の端部に入口を有し、第２の端部に出口を有する、ノズルハウジングであって、一対の対向する側壁を有し、各々が前記一対の対向する側壁の間で延在する前壁と裏壁とを有する、ノズルハウジングと、（ｂ）前記一対の対向する側壁、前記前壁、及び前記裏壁によって画定された、空気流路であって、前記入口と前記出口との間で延在する中心線を有し、前記空気流路の長さに沿って滑らかな輪郭を集合的に画定する、前記中心線に対して垂直に切り取られた複数の断面を有する、空気流路とを備え、（ｃ）前記複数の断面の各々が、前記中心線においてよりも、前記前壁と前記裏壁の両方の側端において大きい、前記前壁と前記裏壁との間の厚さを有し、前記前壁及び前記裏壁の前記側端と前記中心線との両方における前記複数の断面の各々の前記厚さが、前記入口から前記出口に向けて前記ノズルハウジングの少なくとも第１の部分の長さに沿って減少し、前記一対の対向する側壁の間の前記複数の断面の各々の幅が、前記入口から前記出口に向けて前記ノズルハウジングの少なくとも前記第１の部分の前記長さに沿って増加する、ノズル装置を使用するための方法（２００）であって、
前記ノズルハウジングの前記入口を通して前記空気流路の中へ空気を流すこと（２０５）と、
前記ノズルハウジングの前記入口から前記出口への前記空気流路の前記滑らかな輪郭を集合的に画定する前記複数の断面を介して気流の経路を再形成し、それによって、前記ノズルハウジングの前記入口から前記出口への前記気流の速度分布を変形すること（２１０）とを含む、方法（２００）。
前記ノズルハウジングの第２の部分の前記複数の断面の各々が、平行な速度ベクトルを有するように、前記気流の前記速度分布を変形することを更に含み、
前記ノズルハウジングの前記第２の部分が前記ノズルハウジングの前記第１の部分に連結され、前記入口が前記ノズルハウジングの前記第１の部分に連結され、前記出口が前記ノズルハウジングの前記第２の部分に連結され、前記ノズルハウジングの前記第２の部分の長さに沿って、前記複数の断面の各々の前記滑らかな輪郭の形状と面積との両方が、一定のままである、請求項１３に記載の方法（２００）。
前記ノズルハウジングの前記出口を出て行く前記気流が、前記中心線から離れて少なくとも２つの異なる方向において広がるように、前記複数の断面の各々が、互いから異なる速度ベクトルを有するように、前記気流の前記速度分布を変形することを更に含み、
前記ノズルハウジングの前記一対の対向する側壁が、前記ノズルハウジングの前記入口から前記出口へ、前記空気流路の前記中心線に対して外向きに角度を有するように、前記一対の対向する側壁の間の前記複数の断面の各々の前記幅が、前記入口から前記出口へ、前記ノズルハウジングの全体の長さに沿って増加する、請求項１３に記載の方法（２００）。