JPS62501134A - 流体流れ装置 - Google Patents

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】 流体流れ装置 この発明は、２つの同軸導管、および流体が一方の導管から他方に流れ、その流 れの軸方向を転換することを可能にする両方の導管の一端の連通室を有する流体 流れ装置に関するものである。

このような装置がＧＢ−Ａ−１５０５７２１号に示されている。流体は２つの直 径方向に対向する位置で外側導管に入り、外側導管に流下するとき流体が速度の 接線要素をもち、導管の軸のまわりの軸方向速度分布は均一にはならない。

国際公開ＷＯ３３１０３７６８号は内側および外側導管内に羽根を挿入すること によってこの問題を克服することを企図したもので、羽根は軸方向面内にのびる 。これは問題を緩和するものではあるが、内側導管内に乱流が残存することが見 い出された。

したがって、この発明は、連通室から内側導管内にのび、連通室から外側導管内 にのびる、連通室内の導管の軸と平行の径方向羽根からなる前述した形式の流体 流れ装置を提供するものである。羽根は連通室全体にわたって連続のものである ことが好ましく、連通室を分離流れチャンネルに分割するものであることが好ま しい。

流体流れ装置は導管を１つの軸方向面が垂直になるよう取り付けるための手段を 有することが好ましく、羽根はこの垂直面のまわりに対称的に配置されているこ とが好ましい。これらはこの垂直面と直角の軸方向面のまわりに対称的に配置さ れていてもよい。

この発明の１例を添付図面を参照して説明する。

第１図は外側導管の外側壁を取り除いた流体流れ装置の部分側面部分軸方向断面 図、 第２図は第１図の装置のｎＡ−Ａ上の直径方向断面図、第３国は第１図の装置の 外側チャンネル内の代表的速度二乗分布を示し、第４１Ｎは第１図の装置の連通 室の二次流れの作用を示す。

第１図および第２図に示されている流体流れ装置は３つの同芯管＜１１）、（１ ２）および（１３）からなる。内側管は直流器（１５）に接続された直流器位置 決めロッド（１４）を有し、直流器（１５）は中央導管（１２）によって区画さ れた内側環状チャンネル（１６）の下流端に向かって位置決めされている。これ については後述する。外側環状チャンネル（１７）が中央および外側導管間に形 成されている。

この装置は第１図によって表わされる面が垂直であるよう取り付けられ、装置は 水平軸（１８）のまわりの回転によってこの垂直面内を移動することができる。

流体、たとえば水が軸（１８＞Ｕ二のセンターリングされた２つの直径方向に対 向する導管（１９）から外側チャンネル（１７）に入り、第１図に示されている ように右側から左側に流れ、第１図に示されているように外側チャンネル（１７ ）に沿って左端に流れる。中央導管（１２）は外側導管（１３）の先端から予め 設定された距離で終わり、この予め設定された距離内で内側および外側チャンネ ル（１６）および（１７）間に連通室（２１）が形成されている。外側チャンネ ル（１７）は入口導管（１９）と連通室（２１）間では一定断面のものであるが 、内側チャンネル（１６〉にはその左端にディフューザ（２２）によってのど部 が形成され、その内側縁は中央導管（１２）の左端からのど部（２３）の最少半 径位置までの１／４内部分を有し、その後中央導管（１２）の内側壁に達するま で縁に外向きのテーパが形成され、内側チャンネル〈１６〉はその後直流器（１ ５）を除いて一定断面である。

ノズル（２４）が内側チャンネル（１６）の下流端に配置されているが、これは 詳細には示されていない。

この装置の目的は、導管（１９）で装置に入る流体からのノズル（２４）の非乱 流流れを提供することにある。第２図から明らかなように、導管（１９）は導管 （１１〉〜（１３）の共通軸のまわりに均一に分布されておらず、外側チャンネ ル（１７）内で流体の接線動作が生じると考えられ、防止処置がとられていない 限り、これは内側チャンネル内の乱流を生じさせる。このような防止処置として 、４つの異なった形式の羽根（２５）〜（２８）が設けられている。各形式の羽 根が第２図の垂直中心線およびその水平中心線のまわりに対称的に配置されてい る。羽根は導管（１１）〜（１３）の共通軸に対し径方向のもので、隣接羽根間 のチャンネルはこの軸に対し３０°の角度をもつ。

羽根（２６）および（２７）は同様のものである。両方の羽根が入口導管（１９ ）に近接した位置から外側チャンネル（１７）、連通室（２１）および内側チャ ンネル（１６）を通り、のど部（２３）の下流の位置まで連続的にのびる。各羽 根（２５）および（２６）は外側導管（１３）と中央導管（１２）間、および中 央導管（１２）と内側導管（１１）間の連続の完全な障壁を形成する。導管（１ ９）が羽根（２６）の位置でチャンネル（１７）に沿って羽根（２５〉よりもの びているため、羽根（２６）は羽根（２５）よりもわずかに短い距離をもって連 通室（２１）から外側チャンネル（１７）に沿ってのび、羽根（２５）および（ ２６）は流体が導管（１９）を出た後できるだけ早急に外側チャンネル（１７） を分離長さ方向チャンネルに分割するよう配置されている。

形式（２７）の２つの羽根は導管（１１）〜（１３）の共通軸を通る垂直面上に 配置され、外側チャンネル（１７）の上流端からチャンバ（２１）と連通ずるチ ャンネル（１７）の下流端に達しない位置までのびる。形式（２８）の２つの羽 根は導管（１９）とチャンネル（１７）の接合点から羽根（２７）の下流縁と同 一高さの下流縁までのびる。したがって、形式（２７）および（２８）の羽根は 連通室（２１）または内側チャンネル（１６〉内にのびない。羽根（２７）およ び（２８）は形式（２５）および（２６）の羽根よりもおよび３の係数倍厚い。

直流器（１５）は導管（１１）〜（１３）の共通軸と平行にのびる複数の分離流 れチャンネルからなる。これらのチャンネルを互いに固定された複数の管または 導管の共通軸と平行にのびる一連のプレートで形成してもよ（、格子パターンを もって配置してもよい。直流器（１５）は羽根（２５）〜（２８）の作用にかか わらず内側チャンネルに残存する乱流を減少させるよう作用をする。直流器を形 成するプレートまたは管の厚さは内側チャンネル（１６）の部分障害を形成し、 ２０°よりも小さい障壁が許容され、およそｌＯ゛の障壁が好ましい。直流器（ １５）の長さは直流器内の各チャンネルの幅のおよそ１０倍である。直流器（１ ５）はノズルから導管（１２）の直径の少なくとも１１５およびディフューザ（ ２２）のテーバ部分から導管（１２）の直径のおよそ１／２の位置に配置されて いる。

直流器（１５）の各チャンネルの大きさを減少させると、直流器の大きい部分が チャンネル壁によって占められるため、障害の比率が増大し、増大した障壁によ って乱流レベルの改良がなされないことが見い出された。直流器（１５）の長さ を増大させると、低い均一の流出速度が与えられ、短い長さは乱流レベルの改良 を減少させることが見い出された。

ディフューザ（２２）が内側チャンネル（１６）の大きさを変化させるが、外側 チャンネル（１７）には同様の変化はない。均一の外側チャンネルは湾曲部のま わりの流体の転回の遅れによって生じる内側管内の遅れ流体の発生を制限するこ とが見い出された。ディフューザ（２２）の形状は１．６３の内側チャンネル（ １６）の最少断面積に対する最大断面積の比率が与えられるよう選定された。デ ィフューザ（２２）の長さは１．３×のど部（２７）の直径の最少値に算定され た。

それぞれ４つの形式（２５）および（２６）の羽根およびそれぞれ２つの形式（ ２７）および形式（２８）の羽根が設けられているのは理解されるであろう。形 式（２５）および（２６）の羽根は内側管内の遅れ流体の過度の発生を防止する 。形式（２７）および形式（２８）の羽根は二次流れが遅れ流体の不都合な発生 を増強せず、これに対向する位置で流れチャンネルを分割するため、外側チャン ネル（１７）内にだけのびている。

第１図に示されている装置において、指示された大きさは、Ｗ＝８９．６ｉｗ＋ 形式（２７）の羽根の最大厚さ、Ｔｏ＝０．０７５Ｗ形式（２５）および（２６ ）（７）羽根の最大厚さ、Ｔ１＝０．２Ｗ管（１１〉の外径、Ｄ＝０．０７ＤＲ ，ＤＲはのど部（２３）の直径形式（２７）、（２８）の羽根の先端半径−０， ０３Ｗ＋羽根（２７）のみ１４°デ一連通チャンネルの長さｈ＝１．５５ＡＡ（ πＤ○〉、ここでＡＡ＝外側チャンネル（１７）の断面積 ディフューザ（２２〉のテーパ部分の長さ、Ｌ＝１．３ＤＲである。

ゝ　第３１４の中央お、よび外側導管〈１２）おにび（＋３＞間の数値は外側チ ャンネル（１７）内の位置の平均速度に対する瞬間速度の比率の二乗を表わし、 ９［側導管（１３）の外側の数値は隣接通路内の平均値を表わす。これらの数値 は水平面に対し３５°の角度をもってのびる導管（１１）〜（１３）の共通軸で 測定された。第３図の右側に示されている装置の頂端に向かう数値は左側に示さ れている底端のそれよりも一般的に高い。

第４図は第３図と同様の方向の装置の連通室（２１）の二次流れを示し、矢印Ｉ （およびＬはそれぞれ高速および低速流体を表わす。

凸 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＺＮＴＩ：ＲＮＡＴｌ０ＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、 　ＰＣＴ／ＧＢ　８５１００４８６　（ＳＡ　１１０１５）ＷＯ−Ａ−８３０３ ７６８１０／１１／８３　ＥＰ−Ａ−０１２０８６７１０，／１０／８４（Ｊ− Ａ−１４１０４Ｎｏｎ＠

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．２つの同軸導管と、流体が一方の導管から他方に流れ、その流れの軸方向を 転換することを可能にする両方の導管の一端の連通室と、導管の軸と平行にのび 、連通室から内側導管内にのび、連通室から外側導管内にのびる、連通室内の径 方向羽根とを備えたことを特徴とする流体流れ装置。
2. ２．前記羽根は内側導管から外側導管へ連通室を通って連続的にのびている請求 の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．前記羽根は連通室を分離流れチャンネルに分割している請求の範囲第２項に 記載の装置。
4. ４．前記導管を１つの軸方向面が垂直になるよう取り付けるための手段を備えた 請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１つの項に記載の装置。
5. ５．前記径方向羽根は前記垂直面のまわりに対称的に配置されている請求の範囲 ４項に記載の装置。
6. ６．前記径方向羽根は前記垂直面と直角の軸方向面のまわりに対称的に配置され ている請求の範囲第５項に記載の装置。