JPS599306A - 速度分布を均一化するための孔プレ−ト - Google Patents

速度分布を均一化するための孔プレ−ト

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JPS599306A
JPS599306A JP58110280A JP11028083A JPS599306A JP S599306 A JPS599306 A JP S599306A JP 58110280 A JP58110280 A JP 58110280A JP 11028083 A JP11028083 A JP 11028083A JP S599306 A JPS599306 A JP S599306A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体通路内の速度分布を均一化するだめの孔プ
レートであって、一様に又は回転対称的に配置された複
数の流過孔を有する形式のものに関する。
上記形式の孔プレートは、流体通路内の不均一な速度分
布及び場合によっては渦状になった流動体を、均一な速
度分布を有する軸線平行な流動に変換する。だめに用い
られる。このような孔プレートは通常、流体通路内の主
流動方向に対して垂直に配置される。このような形式の
孔プレートは、ガスタービンの燃焼室と羽根との間での
流動の均一化と安定化とのために有利に用いられる。
上記形式の孔プレー１・は例えば、雑誌［ｆヒ学技術Ｊ
　４４，１９７２．Ｎｏ、１＋２．ｐ７２〜７９に示さ
れている。
この公知例では一様に配置された流過孔が円筒状で、鋭
角又は丸味付けされた孔入口筒か又：ま入口及び出口円
錐部を何しており、この際に孔直径は通常、プレート厚
さと同しか又はそれよりも大きくなっている。円筒状の
孔を用いることによって、プレートの流入側と流出側と
における流過横断面の遮蔽部分と開放部分との面側合い
、即ち遮蔽率が同しになって（・る。孔プレートの遮蔽
空か大きければ大きい程、圧力落差の形成は大きくかつ
流動体の速度分布を補償する作中１ｄ大きい。遮蔽率の
大きな孔プレー　トの欠点は、太き１圧力損失と孔〕０
レートのウェブ後方てＯ長い逆流区域と、孔フ０レート
後方での複数巨−二つ合流発生の危険である。
本発明の課題は有利な圧力損失係数において可及的に完
全な速度分布の均一化と比較的に短１、・逆流区域とを
可能にする孔プレートを提供することである。
上記の課題は本発明によれば、流過孔が、平で段状に拡
大形成されていることによって解決された。
本発明の主な利点は、流過孔のデイフユーナ作用によっ
て、流過孔の拡大部分内で加速された作業媒体の速度エ
ネルギの大きな部分が再Ｏ・圧力エネルギに戻され、そ
れによって孔フ０レートの圧力損失全体が減少されるこ
とである。更に小さめの流出側遮蔽率によって逆流区域
も比較的に短くなっている。
前記課題に対する本発明による別の解決手段として、流
過孔が、次第に拡大する流過横断面を有する流体技術的
に有利に成形されたディフューザとして形成されること
が提案されている。
この場合、速度分布の同じ均一化効果においてその圧力
抵抗係数が前記のインパルス式デイフユーずに比べて更
に減少せしめられる。
円形又は環状の流体通路内での回転対称的な孔配置の場
合には、本発明の１実施例によれば、全斤過惰断面に一
定の遮蔽率が形成されるように即ち孔プレートの周方向
に亘って遮蔽率の異するような範囲か生じな（・ように
、孔間隔と孔直径とを設定すると有利である。
次に図示の実施例につき本発明を説明する。
各図面で同し部材には同じ符号が例され、流動方向は矢
印で示されている。また例えば通路壁や孔プレート取付
は部材等の本発明にとって重要でない部分は図示されて
いなし・０孔プレート１は金属プレートから成り、その
形状及び厚さは図示されていない流体通路の横断面形状
に応じて形成される。例えば孔）０レートは円形又は方
形又は環状でもよい。壕だ孔配置形式は方形又は三角形
又は回転対称的でもよも・。通常、孔は打抜き又は穿孔
によって形成される。
上記の孔プレートの公知構造に加えて、本発明では流過
孔を単段状のインパルス式デイフユーずとして形成して
いる。孔プレート１の流入側で丸味付けられ孔直径ｄを
有する流過孔２は、流出側では孔直径Ｄ２まで拡大され
ている。またインパルス式デイフユーず作用を形成する
だめの条件として、流出側孔区分長さＬの寸法が、流体
が該孔の終端の手前で再び孔に接触するか又は流体技術
において公知の拡散角度の限界値（１０〜１２°）を超
えないように設定されている。
図面には環状の孔プレート１の１円弧状部分のみが、流
入側３かも見たもの（第１図）と流出側４から見たもの
（第２図）とて示されており、該孔プレートは外径Ｒ工
と内径Ｒ２とを有する環状の流体通路へ組込むものとし
て設計されている。この場合、有利には回転対称的な孔
配置が用いられ、何故なら円形又は環状の流体通路内に
四角形又は三角形の孔配置を用いると、その流体通路の
内壁範囲と外壁範囲とに異なる遮蔽率が生じるからであ
る。しかし通路全横断面に亘って一定の遮蔽率を形成す
ることによつてのみ流動の申し分のない均一化が保証さ
れ得るので、孔直径と孔間隔とは流入側遮蔽率及び流出
側遮蔽率が全半径方向に亘って一様となるように設計さ
れる。この条件は、孔直径ｄ及び１、、）又は孔間隔が
半径の増大する１次関数であることによって満たされる
。この場合、流入側遮蔽率はｉ’ＡＥ入側孔直径ｄに、
丑だ流出側遮蔽率は流出側孔直径りに」：って規定され
る。
第６図には第１図のＡ、　−Ａ線に沿った周方向上面図
が示されている。各流過孔２は孔プレート１の流入側３
に流動に適した取入口を有して′、・る。流入側孔直径
（」と流出側孔直径りと半径方向及び接線方向での孔間
隔とは孔プレート１の流入側及び流出側遮蔽率の関数で
ある。流入側及び流出側遮蔽率の大きさ及びその比は、
あ寸りにも多数の流動パラメータに依存するのでここで
は明示しないかその決定は専門家には容易である。原則
的には流入側遮蔽率は流れてくる流体の非均一性の度合
いと所望の均一化効果１″Ｘ依存す：Ｓ　：１に対して
流出側遮蔽率は孔ゾレートにおける許容圧力損失度及び
逆流区域の許容長さに依存する。
流出側孔区分長さＬは、流体が凡用口縁の直前で再び孔
内面に接触するように設計されている。
第４図には本発明の別の実施例が示されている。この場
合、第６図におけるのと回し孔配置、同じ流入側孔直径
ｄ及び流出側孔直径［つにおいて、即ち同じ流入側及び
流出側遮蔽率にお（・て、該流過孔が次第に拡大する流
過横断面を有し流体技術上有利な形状のディツユ−ずと
して形成されている。この実施例の有する利点は、同じ
均−化効果及び逆流区域長さにお（・てその圧力損失係
数がより有利になることである。しかし製造コストは処
６図の例に比へていくらか高し・０次に本発明による孔
プレートにおける作用と流過プロセスとを述べる。大き
な流入側遮蔽率に基づいて孔プレート１の流入側３に塞
止圧区域が形成され、それに従って流過孔２内で十分な
速度分布の均一化が行なわれる。流過孔２内に流入した
後、第５図に示されたように流入側孔縁の丸味形成によ
って流線は直径ｄに寸とめちれ、そし、て続いて十分な
流出側孔区分長さしにおいて一二ｑ１４孔直径Ｄ″！、
で拡散する。この際に河入側孔直径１と流出側孔直径り
との間の段状の移行上そ、ｍ：って、平行に接続された
インパルス式ディ７ユーずが形成されている。拡大され
た孔部分の最初の所には渦区域６が形成さ丁−１＠Ｊ　
ｒｆｉ域６は圧力損失全体に影響する。
孔ゾレート１の下流で該流体が再び流過通路の内側嘴断
面積に適合する寸である程度の区間を必要とする。番孔
の間のウェブ５の厚さ又はインパルス式デイフユーずの
設計に依存する長さを有するこの距離区間は逆流区域７
と呼ばれる。はとんとの流体機械にお（・で、この逆流
区域７を可及的に短く保つことは極めて重要である。本
発明では前記のディツユ−ず作用に基づいて、孔フ０レ
ート１の流出側４０所の有利な流過状態、及Ｏ・極めて
短い逆流区域と低い圧力損失係数が得られている。
流過孔が第４図に示されたような、一定して拡大する流
過横断面を有し流動に有利なディフューザ゛として形成
されている場合、渦区域６及びその圧力損失全体への影
響は消える。
例えば円筒状の孔と一定の遮齢率６１％を有する公知構
造の孔プレートが約ｌＸ１０５のレイノルズ数において
圧力損失係数５を有するとする。そして例えばこの同じ
６１％の流入側遮蔽率を有する孔プレートに、流出側遮
蔽率が２１．６係になるようにその流出側孔直径を拡大
設計すると、孔プレートの手前までの同じ流動状態にお
いて圧力損失係数は６．２丑で減少されかつ逆流区域が
著しく短くなる。しかもこの流出側遮蔽率の範囲内では
、孔ゾレートの流出側で個々の流れが１つになってしま
う危険はない。
当然ながら本発明によれば一様な四角形又は三角形の孔
配置を有する孔プレート、及び２段又はそれ以上の段数
のインパルス式ディ７ユーずとして形成されだ流過孔も
可能である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
回転対称的な孔装置を有する環状の孔プレートの１円弧
状部分を流入側から見た平面図、第２図は第１図の円弧
状部分を流出側から見た平面図、第ろ図は単段状のイン
パルス式デイフユーサ゛を備えた流過孔であつで第１図
の八−Ａ線に沿って示しだ断面図、第４図は流動に有利
なディフューザ゛を有する流過孔を第６図と同じ断面で
示した図、第５図は流線と共に示した第６図の部分拡大
図である。 １・孔フ０レー１〜．２　流過孔、３　流入側、４・流
出側、５　ウェブ、６　渦区賊、７・逆流区域、ｄ・流
入側孔直径、Ｄ　流出側孔直径、■、　流出側孔区分長
さ、Ｒ１外径、Ｒ２内径ＩＧ　５

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 王　流体通路内の速度分布を均一化するための孔フ０レ
    ートであって、一様に又は回転対称的に配置された複数
    の流過孔を有する形式のものにおいて、流過孔（２）が
    、平行に接続された単段又は多段状のインパルス式デイ
    フユ−ｙを形成するように、流動方向で見て段状に拡大
    形成さｔ″していることを特徴とする、速度分布を均一
    化するだめの孔プレー　ト。 ２、　回転対称的な孔装置において、流体通路の全横断
    面に配置された孔フ０レートの流入側及び流出側で流過
    横断面の遮蔽部分と開放部分との面としての比が全体的
    に一定であるように、孔間隔及び孔直径が設定されてい
    る、特許請求の範囲第１項記載の孔プレート。 ろ、　流体通路内の速度分布を均一化するだめの孔プレ
    ートであって、一様に又は回転対称的に配置された複数
    の流過孔を有する形式のものにおいて、流過孔（２）が
    、次第に拡大する流過横断面を有する流体技術的に有利
    に成形されたディツユ−ずとして形成されていることを
    特徴とする、速度分布を均一化するだめの孔プレー　ト
    。
JP58110280A 1982-06-23 1983-06-21 速度分布を均一化するための孔プレ−ト Granted JPS599306A (ja)

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CH3835/82-8 1982-06-23
CH3835/82A CH659864A5 (de) 1982-06-23 1982-06-23 Lochplatte zur vergleichmaessigung der geschwindigkeitsverteilung in einem stroemungskanal.

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JPS599306A true JPS599306A (ja) 1984-01-18
JPH0337650B2 JPH0337650B2 (ja) 1991-06-06

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GB (1) GB2123981A (ja)

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