JPS63194193A - 熱交換器 - 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】 産業上の利用分野゛ 本発明は、熱伝達に係り、更に詳細には熱伝達率を向上
させる装置に係る。

従来の技術 空調装置、炉の如き熱交換器や、壁とそれに隣接して流
れる流体との間に於て効率的な熱交換が行なわれること
を要する他の装置に於ては、熱伝達率が改善されること
が望ましい。最小限の摩擦損失にて効率的な熱交換を行
なう点に関し上述の如き装置の対流熱交換面のジオメト
リ−の有効性は上述の如き装置の必要な寸法に影響し、
従ってイニシャルコストに影響し、またそれらの運転コ
ストやポンプ動力要件に影響する。ガスタービンエンジ
ンのタービンエーロフォイルの内部冷却ジオメトリ−の
如く、熱交換のジオメトリ−が構造体の温度を低下させ
てその構造体が高温の環境に於ても作動し得るようにす
る用途に於ては、より効率的な熱交換器は冷却流体の必
要とされる質量流量を低減し、装置がより高温の環境に
於て作動することを可能にし、或いは特殊ではなく低置
な材料を使用することが可能になる。

局部的な対流熱伝達を制限する一つの基本的な因子は、
熱交換器の内部流路内に熱的境界層が急激に成長し持続
することであることが知られている。境界層は壁とそれ
に隣接して流れる流体との間の断熱層として作用する。

かかる理由から境界層及び断熱効果を排除するための種
々のジオメトリ−に関する種々の工夫が従来より考え出
されている。これらの工夫としてタブ、スリット、及び
他の流れを乱す要素を設けたり、無作為な又は所定の流
速変動を惹起こし、これにより局部的に熱伝達係数を増
大させるジオメトリ−を組込むことが従来より提案され
ている。かかる流れを乱す要素が多数使用される場合に
は（一般にかかる使用が行なわれることが多い）、装置
を横切る全体としての圧力降下が大きく増大され、この
ことにより流体をポンプ送りするために必要な動力が増
大され、このことにより改善された熱伝達により得られ
る利益の一部が相殺される。更にかかる流れを乱す要素
は製造することが困難でありまた高価である。

発明の開示 本発明の一つの目的は、より効率的な熱交換器を提供す
ることである。

本発明の他の一つの目的は、流体内に高い圧力降下を惹
起こすことなく壁とそれに隣接して流れる流体との間の
熱伝達率を改善する装置を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、流体内に過剰の圧力降
下を惹起こすことなく熱交換器の表面上に断熱境界層が
形成されることを低減する装置を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、流体内に大きい圧力降
下を惹起こすことなく熱交換器の炉内に於ける流体の混
合を改善する装置を提供することである。

本発明によれば、壁とその表面を越えて流れる流体との
間に於ける熱エネルギの伝達は、流体内に渦流発生壁を
配置することにより改善され、渦流発生壁は下流側方向
に延在し波状の下流側端部の下流側に互いに隣接する複
数個の渦流を発生する互いに隣接する畝及び谷により形
成された波状の下流側端部を有し、互いに隣接する渦流
は流体バルクの流れ方向に延在する対応する軸線の周り
に互いに反対方向に回転し、また渦流は波状の端部の下
流側に配置された表面の一部に近接して流体バルクの流
れ方向に移動する。

谷及び畝の大きさ及び形状は、流体がそれらの全長に亘
り十分に流れ、これにより損失が低減され、下流側の熱
伝達面を洗うように流れて断熱境界層を拭い去り、また
コア流を撹拌して熱伝達面とそれに接触する流体との間
にできるだけ大きい温度差を維持する渦流を発生するよ
う設定される。

渦流発生壁のウェークに形成される軸線方向の渦流は、
それらの直径が渦流を発生させる畝の振幅に匹敵すると
いう点に於て大きいスケールのものである。渦流は境界
層の流体を壁より拭い去り、それを渦流のコア内へ導き
、しかる後それを下流側方向へ搬送する。これと同時に
流体の渦流運動により混合が行なわれ、これにより熱伝
達面に隣接する流路内の温度の不均一性が低減される。

本発明の一つの重要な利点は、全体としての圧力損失を
比較的低い値に抑えつつ熱伝達効率を改善し得ることで
ある。従来の装置は比較的高い圧力損失を惹起こすこと
が多く、このことによりそれらの装置の有用性が大きく
低減若しくは制限されている。

畝の間の間隔（即ち波長）及び波形の振幅を変化させる
ことにより、渦流の大きさ及び横方向の　。

間隔を制御することができる。更に渦流の強度を制御す
るために畝及び谷の大きさ及び形状を使用することがで
きる。従ってただ単に乱流の無作為な混合プロセスでは
ない二次流れ場を渦流発生手段の下流側に形成すること
ができる。

一般的には騒音低減の目的でガスタービンエンジン内に
於て低温のファン排気流の流れをコアエンジン流と混合
するためのミキサの如く、畝を有する壁の両側に流れる
二つの流れを混合する畝を備えたミキサーが当技術分野
に於て既に知られている。かかる装置を開示する一つの
特許として米国特許第４，０６６．２１４号がある。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

発明を実施するための最良の形態 本発明の理解を容易ならしめるためにまず第１図を参照
して本発明を説明する。第１図に於て、上面１２を有す
る平坦なプレート１０が断熱壁１４より隔置されており
、これにより壁１４との間に入口１５及び出口１６を有
する流路を郭定している。プレート１０は上面とは反対
の側１７より加熱されるようになっており、流体が矢印
１８により示された方向へ流路内を流れるようになって
いる。流体が上面１２上にて流路内を移動する際に流体
を加熱することが好ましいものと仮定する。

加熱速度は熱エネルギＱが高温のプレート１０より流体
へ如何に効率的に伝達されるかに依存する。

流体が流路の入口１５へ流入すると破線２０により示さ
れた境界層が上面１２上に形成され、下流側方向に次第
にその厚さが増大する。この境界層内の流体の速度は流
路内の流体バルクの流速に比して実質的に小さく、従っ
て流体の温度は次第に増大し、上面１２と流体バルクの
流れとの間に於ける断熱層として作用する。境界層の厚
さが増大するとその断熱効果も増大する。従ってプレー
トより流体への熱伝達率は流路の入口近傍に於ては比較
的高いが下流側方向に漸次低下し、遂には成る最小の一
定値に到達する。

プレート１０をその全長に亘りある一定の温度に維持す
る態様にて熱がプレートに与えられる場合には、第２図
の曲線Ａは流路内の流体の平均温度がその入口に於ける
初期温度Ｔｏよりその時々の温度に増大し、流体の各位
置に於ける温度は流体が下流側方向へ移動するにつれて
プレートの温度Ｔｐに近付く。加熱は境界層が薄い入口
近傍に於ては効率的であり且比較的迅速であるが、境界
層の厚さが次第に増大すること及び流体とプレートとの
間の温度差が減少することに起因して下流側方向へ移行
するにつれて漸次低下する。境界層が除去され又は非常
に薄い厚さに維持されれば、また流路内の流体がそれが
下流側へ移動するにつれて撹拌され、これによりプレー
トより最も遠い流体をプレートに最も近い流体と連続的
に混合することが行なわれれば、第２図に於て記号Ｂが
付された仮想線にて示されている如く、流体の温度は遥
かに迅速に上昇する。

流路がその全長に亘り一定の壁温を有する平滑な壁面の
断面円形の導管である場合には、入口に於ける局部的な
熱伝達係数は出口に於ける最小の一定の熱伝達率よりも
約４．５倍高い値になる。

熱伝達率が最小値になる位置の人口よりの距離はレイノ
ルズ数に正比例している。この距離は多くの熱交換器の
用途に於ては導管の全長に比して無視し得る値である。

本発明の良好な作動に寄与する主要な因子である流体力
学的メカニズムであると考えられるものを示す第３図及
び第７図には、本発明が最も単純な形態にて図示されて
いる。第３図に於て、プレート１００は第１図のプレー
ト１０と同様である。

矢印１０２により示された熱エネルギＱは下面１０４へ
供給されている。熱エネルギＱは面１０４上を流れる流
体より供給されてよく、またプレート１００はその内部
に埋設された加熱要素により加熱されてもよい。薄い壁
、即ちプレート１０６が上面１０８及び下面１１０を有
している。流体がこれらの面上を同一方向に流れており
、この方向は上面上の矢印１１２及び下面上の矢印１１
４により示されている如く下流側方向である。プレート
の下流側部分１１６は波状を成している。

「波状を成している」とは、下流側部分１１６の上面１
０８及び下面１１０がプレート１０６の下流側エツジ１
２２まで下流側方向へ延在する互いに隣接し交互に配列
された複数個の畝１１８及び谷１２０より成っているこ
とを意味する。図示の如く、プレートの一方の側の畝は
プレートの他方の側に対応する谷を郭定している。畝及
び谷はプレート１０６の上流側の部分に於て実質的に零
の高さや深さにて始まり、下流側エツジ１２２に於ける
適当な大きさ及び形状まで深さ及び高さが次第に増大し
ている。谷及び畝の形状及び寸法は、各谷にその全長に
亘り流体が流れることが確保されるよう選定されている
。

各面１０８及び１１０がかくして波状を成していること
により、プレートの表面に近接して実質的に流体バルク
の流れ方向（Ｔ−流側方向）へ延在する軸線の周りに回
転する渦流が生成される。各渦流の１波長の部分は峰か
ら峰までの振幅の大きさにほぼ等しい直径を有する一対
の反対方向に回転する大きいスケールの渦流を形成する
。かかる一対の渦流が第７図に図示されており、Ｙ及び
Ｚにて示されている。渦流Ｙは時計廻り方向へ回転し、
渦流Ｚは反時計廻り方向へ回転する。かくして形成され
る渦流が熱交換の際に熱流が通過する壁１００の表面１
２４に近接して移動するよう、プレート１０６が配置さ
れ、畝及び谷の形状が設定されている。渦流は表面１２
４を擦り、これにより断熱性を有する境界層の形成を低
減若しくは阻止し、これと同時に壁近傍の流体を壁より
離れた流体の流れ中へ導き、逆に壁より離れた流体の流
れを壁の表面に戻し、これにより壁の表面と流体との間
の温度差が増大することによって熱流が増大される。壁
を擦るように流れた後壁より離れた流体は渦流のコア内
へ導かれ、これにより小さいスケールの対流混合により
温度が均一化されるものと考えられる。かかる混合され
た流体はそれが更に下流側の壁近傍の領域へ導かれると
、再度壁の表面と流体との間の温度勾配を大きくし、ま
た熱伝達率を増大させる。

第７図及び第７Ａ図に於て、峰から峰までの振幅が記号
Ａにて示されており、波長がＰにて示されており、谷の
出口に於ける谷の側壁の最大傾斜角が角度りにて示され
ている。最も強力な渦流はおそらくは角度りが９０″の
場合に形成される。

ｐは少なくとも約３０１１であることが好ましい。

この角度りが比較的小さい場合には有効な程十分に強力
な渦流が形成されない。

谷の床と下流側方向との間の角度Ｅ（第７Ａ図）はラン
プ角である。ランプ角が急峻でありすぎる場合には、流
体が谷に十分には流れなくなる。逆にランプ角が小さす
ぎる場合には、形成される渦流の強度が低くなりすぎ、
従って有効ではなくなる。１０″未満のランプ角は小さ
すぎ、４５”を越えるランプ角は大きすぎる。レイノル
ズ数及び他の因子がある特定の用途について最適のラン
プ角を決定する点で重要な役割を演する。

過剰の圧力損を惹起こすことなく強力な渦流を形成する
ためには、一般に波長Ｐは振幅Ａの約半分未満であって
はならず、振幅の約４倍を越えてはならないものと考え
られる。

本発明の一つの重要な利点は、本発明によれば熱伝達率
が改善され、しかも同様の用途に於て使用されている従
来の渦流発生手段により発生される損失よりもかなり小
さい圧力損しか発生しないということである。従来の渦
流発生手段はそれらが流体の流れ方向に流路を閉塞し、
これによりこれらのエツジの周りに流体の流れの剥離を
惹起こすので、高い損失を発生することが多い。かかる
好ましからざる現象は本発明により低減され又は排除さ
れる。以上の説明より、本発明の装置は高温の流体より
低温の壁へ熱を伝達することに同様に適用可能なもので
あることが明らかであろう。

熱流の方向は本発明の適正な作動に関係しない。

本発明は例えば空調装置や住居用及び工業用の炉に一般
に使用されるチューブ及びフィン型の熱交換器に使用さ
れるに特に適している。チューブ及びフィン型熱交換器
はその最も基本的な形態に於ては互いに間近に接して隔
置された複数個の薄いプレート、即ちフィンを含んでい
る。互いに隣接するプレートはそれらの間に流路を郭定
しており、該流路を経て例えば冷却されるべき空気が送
風機等によりポンプ送りされるｄフレオンの如き冷却流
体を搬送する複数個のチューブがプレートの面に対し実
質的に垂直にプレートに交差し、これにより流路内を流
れる空気の流れ方向に垂直な方向に流路を横切って延在
している。プレートはチューブに対しそれらの周縁にて
接触し、該接触部に於てチューブはプレートに交差して
いる。

熱は少なくとも二つのメカニズムにより流路内の流体よ
り各チューブ内の流体へ伝達される。一つのメカニズム
は流路内の空気がチューブの外面と直接接触することに
よるものであり、他の一つのメカニズムはプレートより
チューブへ伝導することによるものである。多くの用途
に於ては、多量の熱が後者のメカニズムにより伝達され
、従って流路内の空気よりプレートへ熱を効率的に伝達
させることが最も重要である。

チューブ及びフィン型熱交換器に采発明を適用すること
が第４図に最も良好に示されている。第４図に於て符号
２００にて全体的に示された熱交換器の一部は複数個の
プレート２０２及びチューブ２０４より成っている。チ
ューブ２０４はプレート２０２の表面に対し垂直にプレ
ートを貫通して延在しており、各チューブの周縁にて周
方向に延在するリップ２０６（プレートの一体的な一部
である）を介してプレートに接触している。互いに隣接
するプレートの間に形成された流路２０８内を流れる流
体バルクの流れ方向が矢印２１０により示されている。

プレート２０２の表面に垂直な方向は、本明細書に於て
は横断方向と呼ばれ、チューブ２０４の軸線２１２の方
向である。

この実施例に於ては、各プレートは複数個の横断方向に
互いに隔置され互いに接続された積層体（Ａ、Ｂ、Ｃ・
・・）内に配置されており、各積層体は下流側方向に並
べられており、一つの積層体のプレートは積層体内の互
いに隣接するプレートの間の横断方向距離の２分の１に
相当する距離だけ次ぎの積層体のプレートより横断方向
にオフセットされている。積層体内の互いに隣接するプ
レートの間の空間は流路２１３である。各積層体内のプ
レートの下流側エツジ２１４は次ぎの積層体のプレート
の上流側エツジ２１６に実質的に近接して配置されてい
るが、それより横断方向に変位されている。図示の如く
、各プレート２０２の下流側部分は波状を成している。

各波形は横方向に互いに隣接し交互に配列され下流側方
向へ延在する複数個の畝及び谷により形成されており、
畝及び谷は矢印２１７及び２１８により示された互いに
隣接して逆方向に回転する渦流を形成する。これらの渦
流はプレートの下流側エツジに整合された状態にて流路
内を下流側方向へ移動し、流路の互いに対向する表面よ
り境界層を拭い取る。流路の下流側方向の長さは渦流が
有効である距離よりも長くないことが好ましい。更に波
状を成す下流側エツジの峰から峰までの振幅は、渦流が
導かれる流路の表面の間の距離の約５０〜１００％の値
でなければならないものと考えられる。

流路２０８内の流体とプレート２０２との間に於ける熱
伝達率が改善されることに加えて、本発明によれば、流
路２０８内の流体とチューブ２０４の外面（チューブ２
０４の外面を囲繞しこれと直接接触するリップ２０６の
外面）との間に於ける熱伝達率が改善される。流路２０
８内の渦流は各チューブの下流側に於ける停滞領域を大
きく低減するものと考えられる。このことは、（１）渦
流がチューブの表面の境界層を励起し、これによりその
剥離点をチューブの表面の更に下流側の位置へ変位させ
ること、（２）渦流が流体バルクとチューブのすぐ下流
側の流体との混合を向上させ、これによりチューブ背後
の流路内の温度がより一層均−になることの結果である
も−のと考えられる。

第５図及び第６図は本発明の他の一つの実施例を示して
いる。壁２９８と２９９との間に形成された流路内には
渦流発生壁３００及びチューブ３０８が配置されている
。この実施例に於ては、渦流発生壁３００はそれぞれ上
面３０２及び下面３０４を有している。各壁の両側に流
体が矢印３０６により示された下流側方向へ流れる。渦
流発生壁の下流側には第二の流体を導くチューブ３０８
が配置されている。チューブ３０８の軸線は壁３００の
下流側エツジ３１０の横方向の延在方向に平行である。

凸壁３００の下流側部分は、第４図のプレート２０２及
び第３図のプレート１０６について上述した如き複数個
の畝及び谷を有している。壁３゜Ｏの下流側に於て発生
される互いに逆方向に回転する渦流は流体の流れ場に於
ける温度を均一化し、流体が越えて又は近接して流れる
チューブ３０８の背後のウェークの大きさを低減し、こ
れによりチューブの壁を経て行なわれる熱伝達の係数を
増大し、またチューブ内の流体と該チューブを囲繞する
流体との間に於ける熱エネルギの交換速度を増大させる
。第５図に於ては一列のチューブのみしか図示されてい
ないが、流路には多数の列のチューブが配置されてよく
、またチューブは渦流発生壁の下流側に無作為に配列さ
れてもよい。チューブの間の間隔は下流側エツジ３１０
の波形の峰から峰までの振幅に匹敵するものでなければ
ならない。更に渦流発生壁は図示の一つの列の互いに隣
接する対のチューブの間の中央に渦流を導くよう配向さ
れ位置決めされているが、このことは必ずしも重要では
ない。また渦流を直接チューブに導くことが好ましい（
このことは図示の第一の列に続いて第一の列に対し互い
違いに配列された第二の列のチューブが存在する場合に
達成される）。

第８図及び第９図は本発明の更に他の一つの実施例を示
している。この実施例に於ては、渦流発生壁４００は矢
印４０４の方向に流れる流体を導くチューブ、即ち導管
４０２内に配置されている。

第９図に最も良く示されている如く、壁４００は実質的
に導管を横切って直径方向に延在している。

壁４００の下流側部分に設けられた畝及び谷はその下流
側に互いに隣接し互いに逆方向に回転する渦流４０６及
び４０８を形成し、これらの渦流はチューブの内壁面４
１０より熱的境界層を拭い去り、コア流を壁に隣接して
流れる流体と混合する。

その正味の効果は、究極的には導管４０２内の流体と導
管４０２を囲繞する流体との間にて熱エネルギの交換を
行なわせる目的で、導管４０２の壁と該導管内の流体と
の間の熱伝達係数を増大させることである。第８図に示
されている如く、導管４０２の全長に亘り熱伝達率を改
善する距離にて導管の軸線に沿って互いに隔置された複
数個の渦流発生壁４００を導管４０２内に配置する二と
が考慮される。勿論このことは、凸壁４００により発生
される渦流が壁との摩擦効果や粘性効果に起因して次第
に減衰するので必要とされる。

第１０図及び第１１図は本発明の更に他の一つの実施例
を示しており、この実施例に於ては、導管５００は軸線
５０２を有し、それを囲繞する導管５０５内にて軸線方
向に流れる第一の流体（５０４）により囲繞されている
。導管５００は第二の流体を導くようになっており、第
一の流体と第二の流体との間に熱エネルギを伝達するこ
とがこの装置の一つの目的である。導管の壁５０６を経
て行なわれる熱伝達の係数を増大させるべく、渦流発生
壁５０８が第一の流体中に配置され、導管５００を囲繞
しており、軸線方向に延在し且互いに周方向に隔置され
た複数個の畝５１０及び谷５１２を含んでいる。渦流発
生壁の両側を流体が流れ、このことによりその下流側に
導管５００の外面５１６に近接した位置に大きなスケー
ルの互いに隣接して逆方向に回転する渦流５１４が形成
される。

一つの周方向に延在する渦流発生壁５０８のみが図示さ
れているが、第８図及び第９図の実施例と同様、複数個
のかかる壁５０８が導管５００の長手方向に沿って互い
に隔置されていてよい。更に第８図及び第９図の実施例
は第１０図及び第１１図の実施例と組合されてよく、こ
れにより本発明の教示に従って形成された渦流発生壁が
同一の導管内及びその周りに配置されてもよく、その場
合には導管の内側を流れる流体と導管の外側を流れる流
体との間の熱交換率が更に向上される。

最後に互いに周方向に隔置された畝及び谷を有する壁５
０８と同様の形態の渦流発生壁が導管内を流れる流体と
導管の壁との間の熱伝達を向上させるために導管内に配
置されてもよいことは明らかであろう。かかる渦流発生
壁は第８図及び第９図の渦流発生壁４００に対する代替
的な構成である。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に含まれる流体力学的及び熱
力学的メカニズムを示すための解図である。 第３図は本発明が適正に機能するために必要であると考
えられる流体力学的メカニズムを図示し説明するために
使用される本発明の解重的斜視図である。 第４図は本発明が組込まれたプレート及びチューブ型熱
交換器を示す斜視図である。 第５図は本発明の他の一つの実施例を示す簡略化された
断面図である。 第６図は第５図の線６−６に沿う断面図である。 し一部断面にて示す側面図である。 第９図は第８図の線９−９に沿う矢視図である。 第１０図は本発明の更に他の一つの実施例を一部断面に
て示す側面図である。 第１１図は第１０図の線１１−１１に沿う断面図である
。 １０・・・プレート、１２・・・上面、１４・・・断熱
壁。 １５・・・入口、１６・・・出口、１７・・・反対側、
１００・・・プレート、１０４・・・下面、１０６・・
・プレート２１０８・・・上面、１１０・・・下面、１
１６・・・下流側部分、１１８・・・畝、１２０・・・
谷、１２２・・・下流側エツジ、１２４・・・表面、２
００・・・熱交換器、２０２・・・プレート、２０４・
・・チューブ、２０６・・・リップ。 ２０８・・・流路、２１２・・・軸線、２１３・・・流
路、２１４・・・下流側エツジ、２１６・・・上流側エ
ツジ、２９８．２９９・・・壁、３００・・・渦流発生
壁、３０２・・・上面、３０４・・・下面、３０８・・
・チューブ、３１０・・・下流側エツジ、４００・・・
渦流発生壁、４０２・・・導管、４０６．４０８・・・
渦流、４１０・・・内壁面。 ５００・・・導管、５０２・・・軸線、５０４・・・第
一の流体、５０５・・・導管、５０６・・・チューブの
壁、５０８・・・渦流発生壁、５１０・・・畝、５１２
・・・谷、５１４・・・渦流 特許出願人　ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレ
イション 代　　理　　人　　弁理士　　明　　石　　昌　　毅Ｆ
ＩＧ、２ エロよθの距圏毘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第一の流体が隣接して流れる第一の面を有する第一の
   壁手段を含み、前記流体と前記壁手段との間の熱エネル
   ギの伝達を目的とする装置にして、前記第一の流体と前
   記壁手段との間に於ける熱エネルギの交換を向上させる
   熱伝達手段を含み、該熱伝達手段は互いに対向する側面
   を有する渦流発生壁を含み、前記第一の流体は前記両側
   壁に隣接して下流側方向へ流れるようになっており、前
   記渦流発生壁は下流側エッジを有し互いに隣接して交互
   に配列された複数個の畝及び谷を含む薄い第一のプレー
   トであり、各畝及び谷は前記下流側エッジまで下流側方
   向へ延在しており、前記渦流発生壁の一方の側に形成さ
   れた各畝は前記渦流発生壁の他方の側に対応する谷を郭
   定しており、これにより前記渦流発生壁及び前記下流側
   エッジは波形を成しており、前記畝及び谷の形状及び寸
   法は各谷に流体がその全長に亘り流れることが確保され
   るよう選定されており、前記第一の面に近接して前記下
   流側エッジの下流側に複数個の互いに隣接する渦流が形
   成されるよう前記渦流発生壁が位置決めされ前記畝及び
   谷の形状が設定されており、互いに隣接する渦流は前記
   畝及び谷に隣接して流れる流体バルクの流れ方向である
   第一の方向に延在する対応する軸線の周りに互いに反対
   方向に回転することを特徴とする装置。