JPH11159502A - 流体整流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管路の方向に対して垂直方向の流速成分を速
やかに消失させて、管路内の流体の流れを層流状に整え
る機能を備えた流体整流器を提供する。 【解決手段】 流体整流器の内部の経路は、入口領域
１、撹乱領域２、整流領域３及び出口領域４から構成さ
れる。撹乱領域２と整流領域３の境界部には、円板状の
衝突板５が配置される。入口領域１及び出口領域４は、
ともに円筒形の形状を備え、同一の内径及び共通の中心
軸を有する。撹乱領域２は、入口領域１の下流側に隣接
し、共通の中心軸を有し、入口領域１よりも大きな内径
の円筒状の形状を備える。整流領域３は、撹乱領域２と
出口領域４との間に形成され、共通の中心軸を有し、下
流側に進むに従って次第に内径が減少する円錐状の形状
を備える。整流領域３の内径は、撹乱領域２との境界部
において撹乱領域２の内径と同一で、出口領域４との境
界部において出口領域４の内径と同一である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管路内の流体の流
れを層流状に整える流体整流器の構造に係る。

【０００２】

【従来の技術】図２に管路の一例を示す。円形断面の管
路で、途中に曲り部１１が配置されている場合、流体の
慣性力によって、図３に示す様に、曲り部１１の下流側
において管路の方向に対して垂直な断面内を循環する様
な流れ（循環流）が生じる。この様な循環流は、曲り部
１１の下流側に相当長い直線部１２を設けても、なかな
か消失せず、管路内の流れを層流状に整えることが容易
ではなかった。

【０００３】このため、例えば、気体の流れの可視化装
置において、気体とトレーサの混合体を供給する配管中
に生じる曲り部後の長さを短くすることができないなど
の問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、管路の
途中に配置された曲り部等において発生する管路の方向
に対して垂直方向の流速成分を短い距離で速やかに消失
させて、管路内の流れを層流状に整える機能を備えた流
体整流器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の流体整流器は、
配管の途中に接続され、前記配管の内部を流れる流体の
前記配管に対して垂直な断面内の各点における流速ベク
トルの方向を、前記配管に対して平行な方向に整える流
体整流器であって、前記流体整流器は、その内部に、上
流側の配管に接続される円筒状の入口領域と、下流側の
配管に接続され、前記入口領域と共通の中心軸を有する
円筒状の出口領域と、前記入口領域の下流側に隣接して
形成され、前記入口領域と共通の中心軸を有し、下流側
の端部における内径が前記入口領域の内径と比べて大き
い撹乱領域と、前記撹乱領域と前記出口領域との間に形
成され、前記入口領域と共通の中心軸を有し、下流側に
進むに従って次第に内径が減少し、前記撹乱領域との境
界部における内径が前記撹乱領域の下流側の端部におけ
る内径と同一で、前記出口領域との境界部における内径
が前記出口領域の内径と同一の円錐状の整流領域と、か
ら構成される前記流体の通過経路を備えるとともに、前
記撹乱領域と前記整流領域との境界部に、前記中心軸に
対して垂直に配置され、前記入口領域の内径と比べて大
きな外形を有する衝突板を備えたことを特徴とする。

【０００６】好ましくは、前記撹乱領域を円筒状に形成
する。本発明の流体整流器によれば、以下の様に配管に
対して垂直な方向の流れを速やかに消失させることがで
きる。

【０００７】即ち、入口領域を介して軸方向に平行に撹
乱領域に流入した流体は、衝突板に衝突してその方向が
径方向に曲げられ、衝突板に沿って放射状に広がる。こ
の様に、流れの方向が急激に変化するので、流体の軸方
向の速度成分が急速に減少する。流れは、更に、撹乱領
域の側壁面に衝突して、再び軸方向に向きを変える。軸
方向に向きが変わった流れは、整流領域を通過する際、
断面積の縮小に伴って徐々に軸方向に加速される。軸方
向以外の流速成分は、先に撹乱領域の側壁面に衝突した
際に弱められており、軸方向の速度成分のみが増大す
る。この結果、出口領域における軸方向に垂直な断面内
の各点での流速ベクトルの方向は、軸方向の流速成分の
みで、径方向の流速成分を持たない様になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の流体整流器の概
要を示す。この流体整流器は、円柱状の外形を備え、そ
の内部に流体が通過する経路が形成され、配管の途中に
接続されて使用される。内部の経路は、入口領域１、撹
乱領域２、整流領域３、出口領域４から構成される。撹
乱領域２と整流領域３との境界部には、円板状の衝突板
５が配置されている。

【０００９】入口領域１は最上流側に位置し、上流側の
配管に接続される。出口領域４は最下流側に位置し、下
流側の配管に接続される。入口領域１及び出口領域４
は、ともに円筒形の形状を備え、同一の内径及び共通の
中心軸を有している。

【００１０】撹乱領域２は、入口領域１の下流側に隣接
して形成され、入口領域１等と共通の中心軸を有し、入
口領域１の内径と比べて大きな内径の円筒状の形状を備
えている。整流領域３は、撹乱領域２と出口領域４との
間に形成され、入口領域１等と共通の中心軸を有し、下
流側に進むに従って次第に内径が減少する円錐状の形状
を備えている。整流領域３の内径は、撹乱領域２との境
界部において撹乱領域２の内径と同一で、出口領域４と
の境界部において出口領域４の内径と同一である。

【００１１】衝突板５は、撹乱領域２と整流領域３との
境界部に、前記中心軸に対して垂直に配置されている。
衝突板５は円板状で、入口領域１の内径と比べて大きな
外形を備えている。

【００１２】次に、この流体整流器による整流の原理に
ついて説明する。入口領域１を介して軸方向に平行に撹
乱領域２に流入した流体は、衝突板５に衝突してその方
向が径方向に曲げられ、衝突板５に沿って放射状に広が
る。この様に、流れの方向が急激に変化するので、流体
の軸方向の速度成分が急速に減少する。流れは、更に、
撹乱領域２の側壁面に衝突して、再び軸方向に向きを変
える。軸方向に向きが変わった流れは、整流領域３を通
過する際、断面積の縮小に伴って徐々に軸方向に加速さ
れる。軸方向以外の流速成分は、先に撹乱領域２の側壁
面に衝突した際に弱められており、軸方向の速度成分の
みが増大する。この結果、出口領域４における軸方向に
垂直な断面内の各点での流速ベクトルの方向は、軸方向
の流速成分のみで、径方向の流速成分を持たない様にな
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明の流体整流装置によれば、管路の
途中に配置された曲り部等で発生する管路の方向に対し
て垂直方向の流速成分を速やかに消失させて、管路内の
流れを層流状に整えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体整流器の概要を示す図、（ａ）は
軸方向の断面図、（ｂ）はＡＡ断面の断面図。

【図２】管路の一例を示す図。

【図３】曲り部を通過した後の管内の流れの状況を示す
図。

【符号の説明】

１・・・入口領域、２・・・撹乱領域、３・・・整流領
域、４・・・出口領域、５・・・衝突板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管の途中に接続され、前記配管の内部
   を流れる流体の前記配管に対して垂直な断面内の各点に
   おける流速ベクトルの方向を、前記配管に対して平行な
   方向に整える流体整流器であって、 前記流体整流器は、その内部に、 上流側の配管に接続される円筒状の入口領域と、 下流側の配管に接続され、前記入口領域と共通の中心軸
   を有する円筒状の出口領域と、 前記入口領域の下流側に隣接して形成され、前記入口領
   域と共通の中心軸を有し、下流側の端部における内径が
   前記入口領域の内径と比べて大きい撹乱領域と、 前記撹乱領域と前記出口領域との間に形成され、前記入
   口領域と共通の中心軸を有し、下流側に進むに従って次
   第に内径が減少し、前記撹乱領域との境界部における内
   径が前記撹乱領域の下流側の端部における内径と同一
   で、前記出口領域との境界部における内径が前記出口領
   域の内径と同一の円錐状の整流領域と、 から構成される前記流体の通過経路を備えるとともに、 前記撹乱領域と前記整流領域との境界部に、前記中心軸
   に対して垂直に配置され、前記入口領域の内径と比べて
   大きな外形を有する衝突板を備えたことを特徴とする流
   体整流器。
2. 【請求項２】 前記撹乱領域は、円筒状の形状を備えて
   いることを特徴とする請求項１に記載の流体整流器。