JPS6250684B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体の流れの中に急激な絞りを有し
かつ絞りの上流側において、流れ状態を変化させ
る手段を設けると共に、この流れ状態を変化させ
る手段が絞りの下流側においても、流れ方向の規
制力を発揮し、上流側流れ状態の変化をより有効
ならしめ、もつてノズル下流側に設けた拡大形状
案内壁への付着動作を向上させることを目的とす
るものである。

又、偏向装置の偏向角度制御を連続的にならし
めることを目的とするものである。

さらに、流れ方向において、ノズル幅に比して
短かい長さで広角度の偏向を行なうことを目的と
したものである。

従来、この種の流体流偏向装置は存在しない。

以下に本発明の一実施例について図面を参考に
説明する。第１図ａ，ｂは本発明の改良前におけ
る流体流偏向装置を示している。この第１図ａ，
ｂにおいて、１は流れ偏向装置である。２は上流
室であり、壁３，４および端壁５，６にて区画さ
れている。ノズル形成部７，８は、端壁５，６の
先端に形成されている。又、ノズル形成部７，８
は壁３，４から等距離の位置に配置されており、
ノズル形成部７，８の中心を通る図中上下の軸に
対し対称である。

９は上流室２内に配置された羽根であり、流れ
偏向装置１の対称軸上に配置された紙面に垂直な
軸１０を中心として回動自在であり、任意の位置
に固定可能である。１１，１２は案内壁である。

第２図ａ，ｂ，ｃは本発明の一実施例における
流体流偏向装置を示しており、この第２図ａ，
bcにおいて、１３は流れ偏向装置である。１
４，１５は側壁である。１６，１７は側壁１４，
１５より流れの内側に突出したノズル形成部であ
り、上流流路２３に対して絞られたノズル部１８
を形成している。以下このノズル部１８の最小巾
Ｗ_sをノズル巾と呼ぶ。

１９は羽根であり、ノズル巾の中心を通る縦の
中央線上に紙面に垂直な軸２０を有し、この軸２
０は羽根１９に固定されており、軸２０全体は回
動可能に構成されている。羽根１９は第２図ａに
示す位置において、ノズル部１８の上流から下流
にわたつて配置されている。

２１，２２はほゞ円弧状の案内壁である。

偏向装置は、ノズル部１８の中心線に関して左
右対称である。

次に、作用を説明する。

第１図ａは、羽根９を対称軸に合致させた場合
である。ノズル出口における流速ベクトルは、矢
印a₁，a₂で示した通りであるが、流れ全体が対称
なため、流出流れ全体の方向は、矢印Ａ方向とな
る。

第１図ｂは、羽根９を反時計方向に回転させた
場合である。ノズル形成部８と羽根９との間の流
れにおいて、最外側流速は矢印で示すようにa₃，
a₄となり、全体としては矢印Ｂ方向に向かう。
又、ノズル形成部７と羽根９との間の流れにおい
て、最外側流速は矢印a₅，a₆となり、全体として
はＣ方向に向かう。ノズル出口全体の流れとして
は、矢印Ｂ方向と矢印Ｃ方向の流れが衝突しあつ
た方向となる。この方向は、矢印Ａに示す方向よ
りも、右方向となり、全体としてはノズル出口流
れは、右に方向づけられる。

この流れが案内壁１１において、コアンダ効果
を生じ、ノズル下流での偏向がなされる。

しかし、この例においては、羽根９全体がノズ
ルの上流側にあるため、ノズル出口流れに対する
方向規制力が弱くノズル下流側の偏向動作に大き
く寄与しえないものである。

第２図において、第２図ａは、羽根１９をノズ
ル１８の中心線に一致させた場合である。

この時、羽根１９とノズル形成部１７間を通る
流れＤと、羽根１９と、ノズル形成部１６間を通
る流れＥとは、ノズル１８の中心線に関して対称
である。したがつてノズル形成部１７，１６の出
口端において縮流効果が生じ、流速b₁，b₂は、内
側を向いているが、左右相殺しあつて、合流流れ
は直進流れＦとなる。この流れの直進性は、ノズ
ル形成部１６，１７の出口端に設けられた段差
（Se）により明確に保証される。

第２図ｂは羽根１９を第２図ａよりも、反時計
方向に少し回転させた場合である。

この時、羽根１９はノズル１８より下流側に突
出しているため、羽根１９とノズル形成部１７と
の間を通過する流れＤは、羽根１９による流れ方
向の規制力をノズル１８の下流側においても大き
く受ける。すなわちノズル形成部１７出口の流速
b₄は縮流のためやゝ内側を向いているが羽根１９
に沿う流速b₃の方向規制はノズル下流側に至るま
で強くはたらく、これにより、主として羽根１９
により方向づけられた流れＤは、案内壁にコアン
ダ効果にて付着する。その後、図中Ｘの位置にお
いて、はく離を生じ、以後、Ｘの位置における案
内壁のほゞ接線方向に流れ去る。

一方、羽根１９と、ノズル形成部１６との間を
通過する流れＥは、羽根１９側においては、ほゞ
直進方向の流速b₆を有しているが、ノズル形成部
１６の側においては、縮流のため内側を向く流速
b₅となつている。この流速b₅による右方偏向傾向
に加えて、流れＤ、Ｅ間に生ずる流れ相互間の誘
引効果により流れＥは、流れＤに沿う如く形成さ
れ、合流流れは右方に向かう流れＦとなる。

第２図Ｃは、羽根１９を第２図ｂよりも反時計
方向にさらに回転させた場合である。

この時、ノズル形成部１７出口の流速b₈は、縮
流のためやゝ内側を向いているが、羽根１９に沿
う流速b₇の方向規制は、ノズル下流側に至るまで
強く働く。又、その方向は、第２図ｂよりもさら
に右方傾向を増している。したがつて、羽根１９
により主として方向づけられた流れＤは、第２図
ｂにおけるよりも右方偏向した状態で案内壁に向
かう。このため、コアンダ効果は第２図ｂの場合
よりもより有効に働き、流れＤのはく離点Ｙは、
第２図ｂの位置Ｘよりも下流側となる。

一方、羽根１９とノズル形成部１６との間を通
過する流れＥは、羽根１９側においてはほぼ直進
方向の流速b₁₀を有しているが、ノズル形成部１
６側においては縮流のため内側を向く流速b₉に加
えて、流れＤ、Ｅ間に生ずる流れ相互間の誘引効
果により、流れＤに沿う如く形成され、合流流れ
は、第２図ｂよりもさらに右方にむかう流れＦと
なる。

実験により、偏向角度θとして約60゜程度の角
度を得る場合、全長Ｌはノズル巾Ｗ_sの３倍以下
の寸法で達成可能であることが明らかとなつた。

又、第２図ａ，ｂ，ｃに至る羽根１９の回動に
おいて、はく離点の位置は、案内壁の形状が円弧
状に形成されているため連続的に変化するもので
ある。すなわち、はく離点の接線方向から流れ去
る流れの方向は、連続的に制御可能である。

又、ノズル形成部１７の出口端と、案内壁２２
の上流端との段差Seは、第２図の如く段差を設
けなければならないものでもない。すなわち、流
れを直進させようとする場合に流れが案内壁に付
着しないような構成であればノズル形成部１７の
ほゞ円弧状面が案内壁２２のほゞ円弧状面に連続
して形成されることも可能である。

以上実施例においては一方側の偏向に関して述
べたが、反対側への偏向についても同様の作用が
なされる。

又、偏向装置形状としては、必らずしもノズル
中心線対称の構成を必須とするものではない。

本偏向装置は、周囲流体と偏向装置を通過する
流体が同質の場合には、その流体が空気、水等で
あつても作動可能である。以上の実施例の説明か
ら明らかなように本発明の流体流偏向装置によれ
ば、急激な絞りを有する矩形のノズルとその下流
において流路幅が漸次拡大するほゞ円弧状の案内
壁を有し、このノズル形成部の上流と下流にわた
る羽根を有しているため、ノズルから出る流れを
ノズル下流において２つに分け、噴流幅の小さく
なつた２つの流れとすると共に、この一方の流れ
の案内壁に対する付着を制御して、他方の流れと
の相互誘引効果により合流した流れの連続的かつ
広角の偏向が達成できるという効果がある。さら
に、流れ方向においてノズル幅の３倍以下の長さ
にて装置が形成されるため、奥行きの小さい範囲
にも採用できる。

これらにより、工業上の利用価値が一層増加し
た偏向装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは改良前の流体流偏向装置におけ
る異つた状態での断面図、第２図ａ，ｂ，ｃは本
発明の一実施例における流体流偏向装置のそれぞ
れ異つた状態での断面図である。 １３……流れ偏向装置、１８……ノズル部（ノ
ズル）、１９……羽根、２１，２２……案内壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体の流れ方向においてノズル形成部により
   構成された急激な絞りを有する矩形の１つのノズ
   ルと、このノズルの下流において流路幅が漸次拡
   大するほぼ円弧形状の案内壁を有し、前記ノズル
   形成部の上流と下流にわたる羽根を有し、前記羽
   根は、前記ノズルより下流において流れを２つに
   分割すると共に、その回動により一方の流れの前
   記案内壁に対する付着動作を制御し、他方の流れ
   がこの付着流れに誘引され、全体として連続的な
   流れの偏向が生じうる様な位置に配置したことを
   特徴とする流体流偏向装置。 ２ 流れ方向における流体流偏向装置全長を、ノ
   ズル巾の３倍以下にしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の流体流偏向装置。