JPS5916121Y2

JPS5916121Y2 - 流体混合装置

Info

Publication number: JPS5916121Y2
Application number: JP1980121348U
Authority: JP
Inventors: 薫坂田
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1984-05-12
Also published as: JPS5743824U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、流体中に別の流体を吹き込み異種流体を混合
する流体混合装置に関する。

まず従来の流体混合装置を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

矩形又は正方形の気流通路１中に、ノズル２を挿入し、
ノズル２に設けられた穴３から気流４を吹込み、主流５
と混合させる。

一般に、このノズル２の断面形状は高さ方向Ｈに一定で
あり、この場合、ノズル２の穴３から吹出す気流の吹出
し速度■は、穴３の全面積ΣＡｉをノズル２断面積Ａの
地が近いと、第２図に示す如く、ノズル２のガス入口か
ら離れるにつれて大きくなり、混合は不均一となる。

他方、吹出し速度Ｕを一様にするには、ノズル２の断面
積Ａを穴の全面積ΣＡｉの４倍以上が必要であり、圧力
損失が大きくなり押込ファンの容量を大きくせざるを得
ない。

或いは、圧力損失を押えるために断面積Ａを大きくする
と気流通路１に占めるノズル２の割合（以下プロツケー
ジ）が大きくなり、主流５が流れにくくなる。

また、この形のノズル２では、円形通路に挿入すると第
３図の如くなり、気流通路１の中心に向かうにつれて、
プロツケージが大きくなり、主流は、中心に向かって流
れにくくなる。

そこで本考案はノズルの高さ方向の吹出し速度を、ノズ
ルの穴の断面積ΣＡｉを、ノズルの断面積Ａに近いか、
或いはそれ以上にしても、均一にし、また円形通路に挿
入した場合でも、通路の中心附近でのプロツケージを小
さくシ、主流への影響は小さくシ、同時に、ノズル穴か
らの吹出しを均一とする流体混合装置を提供することを
目的としてなされたものであり、内部を流体が流れる通
路の壁部を貫通して前記通路内に前記流体の流れ方向と
交差して伸びる管を配置し、同管の前記通路内に位置す
る部分に前記管の伸長方向に並んで流体噴出用孔が複数
個設けられた流体混合装置において、前記通路内に位置
する前記管の先端に向って前記管の断面積を漸次小さく
することを特徴とする流体混合装置を提供するものであ
る。

次に本考案を第４図及び第５図に示す第１の実施例に基
づいて説明する。

矩形成いは正方形の流体通路８にノズル６が取付けられ
、ノズル６の断面形状はノズル６幅すが高さ方向に一定
で、長さｌをノズル６の入口から離れるにつれて短かく
シ、断面積を変化させる。

この場合、高さ方向のｌの変化は、気流４の減少割合に
、ノズル６のマサツ損失分を加味した大きさとするか、
一般には、気流の減少割合に対し、１〜２割ゆるやかな
面積変化が良い。

ノズル穴３の取付位置は流れに対し上流、側壁、下流い
ずれでも良い。

ノズル６の管内の静圧をＰｎ通路８内の圧力をＰｄとす
ると、ノズル穴３がら吹出す流速■はＦ■片二下正に比
例する。

従って、吹出し速度を高さ方向（Ｈ）一定にするために
は、Ｐｎを一定に保たねばならない。

ベルヌーイの定理より、ノズル６の任意の位置における
静圧Ｐｖ：Ｐ入口−−Ｖ、 −△ＰｔｏｓｓｇＬ１より求められ、ここにＰ入口はノズル入口における全圧
力、γは気流の比重量、ｇは重力の加速度、Ｖｉはノズ
ルの任意の位置での流速で（Ｑ−△Ｑ）／Ａより求めら
れ、Ｑは全流量、△Ｑは任意の位置までに通路８に出た
量、Ａは任意の位置での断面積、△Ｐｌｏｓｓは入口が
ら任意の位置までの圧力損失である。

従って（ｈＶｉ ’ ＋＝ｚＰｔ・・・）の値を高さ方向に一定にとれば、Ｐｎも一定に保たれる
。

△ｐ１ｏｓｓが無視できれば、断面積はＶｖ−一定に
なる様に断面積を変化させれば良い。

△Ｐ１ｏｓｓを考慮する場合は、厳密には、面積変化は
直線にならないので、製作コストを考えて前述の如く、
面積変化を前者の変化を１〜２割ゆるやがな直線化とす
れば良い。

以上のとおり、本装置によればノズル６の高さ方向の流
出速度が均一となり、主流と均一に混合する。

次に第６図及び第７図に示す第２の実施例に基づいて説
明する。

円形通路９に挿入するノズル７は、第７図に示される如
く、円形ノズルであり、径ｄを高さ方向に直線的に、入
口より小さくする。

ノズル穴３径は一定である。

円形状のノズル７は、特に、テーパーを一定にすると断
面積変化は直線でないが、ノズル７の先端径を、ノズル
７の先端に近い穴３からの理論流量Ｑ／ｎ（ｎ：ノズル
穴数）から、流速が大月の士程度となる様に決定し・で
、直線テーパ管とすることによりノズル７の高さ方向の
流出速度がほは゛均一となり、主流と均一に混合し、が
っ、流体通路９の中心にノズル７の先端が位置し、ノズ
ル７の先端径は小さくなっているのでプロッヶージが小
さくできる。

以上本考案を実施例に基づいて具体的に説明したが本考
案はこれらの実施例だけに限定されるものではなく、本
考案は、内部を流体が流れる通路の壁部を貫通して前記
通路内に前記流体の流れ方向と交差して伸びる管を配置
し、間管の前記通路内に位置する部分に前記管の伸長方
向に並んで流体噴出用孔が複数個設けられた流体混合装
置において、前記通路内に位置する前記管の先端に向っ
て前記管の断面積を漸次小さくすることを特徴とする流
体混合装置を提供するものであり、この装置によれば、
次の説明のとおり、孔がらほは均一の流速で流体が噴出
されるので均一混合ができ、さらには、管の先端の断面
が小さくなっているのでプロツケージが防止できる。

管内の静圧をＰｎ、通路内の圧力をＰｄとすると、管の
穴から吹出す流速■は（Ｐｎ−Ｐｄ）に比例する。

ベルヌーイの定理により、管の任意の位置における静圧
Ｐｎ＝Ｐ入口−２−〆ｉ″″ＰｔＯ°。

より求められ、ここにＰ入口は管入口における全圧力、
γは気流の比重量、ｇは重力の加速度、Ｖｉはノズルの
任意の位置での流速で（Ｑ−△Ｑ）／Ａより求められ、
Ｑは全流量、△Ｑは任意の位置までに通路に出た量、Ａ
は任意の位置での断面積、△Ｐｌｏｓｓは入口から任意
の位置までの圧力損失である。

従ってγ ２（−Ｖｉ＋△Ｐｔ０８Ｓ）２Ｌ！− の値を高さ方向に一定にとればＰｎも一定に保たれる。

△ｐｌｏｓｓが無視できれば、管の断面積を所定の割合
で小さくさせてゆけばＶｖ＝一定となり噴出速度も一定
となる。

又、△ｐ１ｏｓｓを考慮する場合は、厳密には、面積
変化は直線にならないが製作コストを考えて、△ｐ１
ｏｓｓを無視した場合の面積変化の１〜２割ゆるやかな
ものとすれば噴出速度はほぼ一定となり、さらに又、円
形状の管のは、特に、テーパを一定にすると断面積変化
は直線でないが、管の先端径を、管の先端に近い穴から
の理論流量Ｑ／ｎ（ｎ：管穴数）から流速が入口の÷程
度となる様に決定して、直線テーパ管とすることにより
、噴出速度はほぼ均一となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は夫々従来の流体混合装置を示す図、第
２図は第１図中のＩＩ −ＩＩ矢視図、第４図、第６図
は夫々本考案の実施例を示す図、第５図は第４図中Ｖ−
Ｖ矢視図、第７図は第６図中Ｖｌｌ−ＶＩＩ矢視図であ
る。１．８．９・・・・・・流体通路、２，６．７・・曲ノ
ズル、３・・曲ノズル穴。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内部を流体が流れる通路の壁部を貫通して前記通路内に
前記流体の流れ方向と交差して伸びる管を配置し、同管
の前記通路内に位置する部分に前記管の伸長方向に並ん
で流体噴出用孔が複数個設けられた流体混合装置におい
て、前記通路内に位置する前記管の先端に向って前記管
の断面積を漸次小さくすることを特徴とする流体混合装
置。