JPH01172603A - Diffusion equipment and catalyst converter device - Google Patents

Diffusion equipment and catalyst converter device

Info

Publication number
JPH01172603A
JPH01172603A JP63164069A JP16406988A JPH01172603A JP H01172603 A JPH01172603 A JP H01172603A JP 63164069 A JP63164069 A JP 63164069A JP 16406988 A JP16406988 A JP 16406988A JP H01172603 A JPH01172603 A JP H01172603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
conduit
downstream
flow
diffuser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63164069A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2678466B2 (en
Inventor
Jr Walter M Presz
ウォルター・マイケル・プレズ・ジュニア
Robert W Paterson
ロバート・ウィリアム・パターソン
Michael J Werle
マイケル・ジョセフ・ワール
Robert H Ealba
ロバート・ハーマン・イールバ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/132,395 external-priority patent/US4971768A/en
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPH01172603A publication Critical patent/JPH01172603A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2678466B2 publication Critical patent/JP2678466B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B01F25/4322—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa essentially composed of stacks of sheets, e.g. corrugated sheets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/0015—Whirl chambers, e.g. vortex valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/913—Vortex flow, i.e. flow spiraling in a tangential direction and moving in an axial direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

PURPOSE: To sufficiently diffuse with a short length by arranging a vortex generating wall element that includes a downstream edge having a plurality of U-shaped ridges and grooves adjacent to each other and alternatively arranged. CONSTITUTION: An article 200 has a smooth and relatively even upper surface 202, a fluid flows substantially to the downstream direction on the upper surface 202 as shown by an arrow sign 204. A wave shaped plate 210 is arranged on the upper surface 202, this plate 210 has a leading edge 214 and a trailing edge 216. A plurality of U-shaped grooves 222 and ridges 224 are formed in the plate 210. The ridges and the grooves are adjacent to each other and are smoothly connected to each other. By this constitution, a vortex is formed by the undulation of the plate 210 that are wave shaped in the trailing edge 216.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディフューザに係わる。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a diffuser.

従来の技術 ディフューザは当技術分野に於てよく知られているｏ　
Ｗｅｂｓｔｅｒ’ｓ　Ｎｅｗ　ＣｏｌｌｅＣｏｌｌｅ　
Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ（１９８１）に於ては、ディフュ
ーザは［ある系を通過する流体の速度を低減しその静圧
を増大させる装置」と定義されている。本発明は出口の
流路断面積よりも入口の流路断面積が小さい最も典型的
なディフューザに関するものである。ディフューザは特
に流体の速度を低減したり流体の圧力を増大させる目的
で使用されてよいが、ディフューザは直径の異なる導管
を接続する場合の如く、通路の流路断面積を増大させる
という物理的必要性によって使用されることも多い。Conventional technology diffusers are well known in the art.
Webster's New ColleColle
In the Dictionary (1981), a diffuser is defined as a device that reduces the velocity of a fluid passing through a system and increases its static pressure. The present invention relates to the most typical diffuser in which the cross-sectional area of the inlet is smaller than the cross-sectional area of the outlet. Diffusers may be used specifically to reduce the velocity of a fluid or increase the pressure of a fluid; however, diffusers may be used to address the physical need to increase the cross-sectional area of a passageway, such as when connecting conduits of different diameters. Often used depending on gender.

本明細書に於て、「ディフューザ」とは出口の流路断面
積よりも入口の流路断面積が小さく、主要な流れ方向の
流体の速度を低減し、その静圧を増大させる流体搬送通
路を意味する。In this specification, the term "diffuser" refers to a fluid conveyance passageway whose inlet cross-sectional area is smaller than the outlet cross-sectional area, reducing the velocity of the fluid in the main flow direction and increasing its static pressure. means.

ディフューザの壁の傾斜が主要な流れ方向に対し急峻で
ありすぎる場合には、境界層が流れ方向に二次元的に剥
離する。本明細書に於ける［境界層が流れ方向に二次元
的に剥離する」とは、物体の表面より流体バルクが離れ
、その結果物体の壁の近傍に流体バルクの流れ方向とは
逆方向に移動する流れが生じることを意味する。かかる
境界層の剥離により損失が増大し、圧力の回復が低下し
、また速度の減少度合が低下する。かかる現象が生じる
と、ディフューザは失速したと言われる。失速は境界層
の運動量がそれが壁に沿って下流側方向へ移動する際の
圧力上昇に打勝つことができない場合にディフューザ内
に発生し、壁近傍の流体の流れ方向が実際に逆方向にな
る。境界層はかかる点より下流側に於ては壁に付着した
状態に留まることができず、かかる点より下流側に剥離
領域が形成される。If the slope of the diffuser wall is too steep relative to the main flow direction, the boundary layer will separate two-dimensionally in the flow direction. In this specification, "the boundary layer separates two-dimensionally in the flow direction" means that the fluid bulk separates from the surface of the object, and as a result, near the wall of the object, the fluid bulk separates in a direction opposite to the flow direction. It means that a moving flow occurs. Such boundary layer separation increases losses, reduces pressure recovery, and reduces velocity reduction. When such a phenomenon occurs, the diffuser is said to have stalled. Stall occurs in a diffuser when the momentum of the boundary layer cannot overcome the pressure increase as it moves downstream along the wall, causing the direction of fluid flow near the wall to actually reverse. Become. The boundary layer cannot remain attached to the wall downstream of such a point, and a delamination region is formed downstream of such a point.

失速を防止するためには、ディフューザは所要の末広角
度が減少するよう長く形成されなければならない。しか
しディフューザの長さを大きくすることは、例えば空間
上の制限や重量の制限のために用途によっては許容され
ず、従って必ずしも全ての場合に上述の問題を解決でき
るものではない。従って失速を生じることなくより迅速
に、即ち比較的短い距離にて流体を拡散させ得ること、
逆の言い方をすれば成る与えられたディフューザ長さに
ついて従来のディフューザを用いて達成し得る流路断面
積よりも大きい流路断面積まで流体を拡散させ得ること
が非常に好ましい。To prevent stalling, the diffuser must be made long so that the required divergence angle is reduced. However, increasing the length of the diffuser is not permissible in some applications, for example due to space limitations or weight limitations, and therefore does not necessarily solve the above-mentioned problems in all cases. thus being able to spread the fluid more quickly, i.e. over a relatively short distance, without stalling;
In other words, it is highly desirable to be able to diffuse the fluid to a greater cross-sectional area for a given diffuser length than is achievable with conventional diffusers.

従来のディフューザは二次元又は三次元ディフューザで
ある。二次元ディフューザは一般に４つの側面を有し１
．二つの互いに対向する側面は互いに他に対し平行であ
り、他の二つの互いに対向する側面はディフューザの出
口へ向けて互いに末広状をなしている。また円錐形のデ
ィフューザ及び環状のディフューザも二次元ディフュー
ザと呼ばれることがある。環状のディフューザはガスタ
ービンエンジンに使用されることが多い。三次元ディフ
ューザは例えば二対の互いに対向する側面が互いに他に
対し末広状をなす４つの側面を存するものであってよい
。Conventional diffusers are two-dimensional or three-dimensional diffusers. Two-dimensional diffusers generally have four sides and one
．． The two mutually opposing sides are parallel to each other, and the other two mutually opposing sides diverge from each other towards the outlet of the diffuser. Further, a conical diffuser and an annular diffuser may also be called a two-dimensional diffuser. Annular diffusers are often used in gas turbine engines. A three-dimensional diffuser may, for example, have four sides, with two pairs of mutually opposing sides each forming a divergent shape with respect to the other.

ディフューザの一つの用途は乗用車、トラック等のため
の触媒コンバータ装置である。コンバータは排気エミッ
ション（窒素酸化物）を低減し、−酸化炭素や未燃焼の
炭化水素を酸化させるために使用される。現在のところ
触媒としてプラチナが選定されている。プラチナは非常
に高価であるので、プラチナを効率的に使用することが
重要であり、このことはプラチナの高い表面積をガスに
曝し、できるだけ少量の触媒を使用して許容し得る機能
が果されるよう滞留時間を十分に長くすることを意味す
る。One use for diffusers is in catalytic converter systems for cars, trucks, etc. Converters are used to reduce exhaust emissions (nitrogen oxides) and - oxidize carbon oxides and unburned hydrocarbons. Platinum is currently selected as the catalyst. Since platinum is very expensive, it is important to use platinum efficiently, which exposes a high surface area of the platinum to the gas and uses as little catalyst as possible to perform an acceptable function. This means making the residence time sufficiently long.

現在のところ排気ガスは約２．５〜５．０１ｎ２（１６
〜Ｂ２ｃｄ）の流路断面積を有する円形の導管によりコ
ンバータへ搬送されている。触媒（プラチナにて被覆さ
れたセラミックのモノリスまたは被覆されたセラミック
のペレットの床の形態をなす）は、例えば円形の入口導
管の流路断面積の２乃至４倍の楕円形の流路断面積を有
する導管内に配置されている。入口導管及び内部に触媒
を有する導管は、断面形状を円形より楕円形に変化させ
る拡散部により互いに接続されている。空間上の制限に
起因して、拡散部は非常に短く、またその末広角度の半
分は高々４５″である。末広角度の半分が約７９を越え
ると、流体の流れが壁より剥離するので、入口導管より
の排気ガスの流れは断面円形の状態を維持する傾向にあ
り、その大部分は触媒の断面楕円形の入口領域のごく小
さい部分にのみ衝突する。かくして拡散部内に於ける拡
散が不十分であることに起因して、触媒床内の排気ガス
の流れは不均一になる。これらの問題は１９８６年１０
月６日〜９日にアメリカ合衆国ペンシルバニア州、フィ
ラデルフィアに於て開催されたＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ　Ｆｕｅｌｓ　ａｎｄ　Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ　Ｍ
ｅｅｔｉｎｇａｎｄ　Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎに於て提出
されたＳＡＥペーパーＮｏ、８６１５５４のＤａｎｌｅ
ｌ　Ｗ、　Ｗｅｎｄｌａｎｄ、　Ｗｉｌｌｌａｍ　Ｒ，
ＭａｔｔｈｅｓによるｒＶＩｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　
ｏｆ’　Ａｕｔｏｒａｏｔｌｖｅ　　Ｃａｔａｌｙｔｌ
ｃ　　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　　Ｐ
ｌｏｖｓＪ　　と題する論文に於て論じられている。プ
ラチナ触媒をより一層効率的に使用し、これにより必要
な触媒の量を低減し得るよう、かかる短い拡散部内に於
て排気ガスの流れをより一層良好に拡散させることが必
要とされている。At present, the exhaust gas is approximately 2.5 to 5.01n2 (16
~B2cd) is conveyed to the converter by a circular conduit with a flow cross-sectional area of ~B2cd). The catalyst (in the form of a platinum-coated ceramic monolith or a bed of coated ceramic pellets) has an elliptical flow cross-section that is, for example, 2 to 4 times the flow cross-section of the circular inlet conduit. located within a conduit having a The inlet conduit and the conduit with the catalyst inside are connected to each other by a diffusion section that changes the cross-sectional shape from circular to oval. Due to spatial limitations, the diffuser is very short and half of its divergence angle is at most 45''. If the half divergence angle exceeds about 79, the fluid flow separates from the wall; The flow of exhaust gas from the inlet conduit tends to maintain a circular cross-section, with most of it impinging only on a small portion of the elliptical inlet area of the catalyst, thus preventing diffusion within the diffusion section. Due to this, the flow of exhaust gas within the catalyst bed becomes non-uniform.These problems were solved in October 1986.
International held in Philadelphia, Pennsylvania, USA, from 6th to 9th May.
al Fuels and Lubricants M
Danle of SAE Paper No. 861554 submitted at eetingand Expo.
l W, Wendland, Willam R,
rVIsualization by Matthes
of' Autoraotlve Catalytl
c Converter Internal P
It is discussed in a paper entitled lovsJ. There is a need to better spread the exhaust gas flow within such short diffusion sections so that the platinum catalyst can be used more efficiently, thereby reducing the amount of catalyst required.

発明の開示 本発明の一つの目的は、改善された作動特性を有するデ
ィフューザを提供することである。DISCLOSURE OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide a diffuser with improved operating characteristics.

本発明の他の一つの目的は、従来のディフューザの場合
に比して短い長さにて同量の拡散を達成し得るディフュ
ーザを提供することである。Another object of the invention is to provide a diffuser that can achieve the same amount of diffusion in a shorter length than with conventional diffusers.

本発明の更に他の一つの目的は、成る与えられた長さに
ついて見て従来のディフューザよりも大きい拡散を達成
し得るディフューザを提供することである。Yet another object of the invention is to provide a diffuser that can achieve greater diffusion than conventional diffusers for a given length.

従って発明は、ディフューザ部の上流側にて導管内に配
置され導管の壁面より隔置された実質的に二つの側面を
有する薄い壁部材を含んでおり、この壁部材はその部材
に隣接して流れる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逆方向に回転する複数個の互い
に隣接する渦流をディフューザ部内に発生する波形の下
流側部分を有している。Accordingly, the invention includes a thin wall member disposed within the conduit upstream of the diffuser portion and having substantially two sides spaced apart from the wall of the conduit, the wall member being adjacent to the wall member. It has a corrugated downstream portion that generates a plurality of adjacent vortices in the diffuser portion that rotate in opposite directions about corresponding axes extending in the direction of flow of the flowing fluid bulk.

一つの実施例に於ては、波状部を有する部材はディフュ
ーザ部の入口の上流側に配置され、ディフューザの入口
導管の表面よりこれに近接して隔置された状態に支持さ
れる。部材の波状の部分は該部材近傍の流体バルクの流
れ方向に延在し、波形をなす下流側エツジにて終る互い
に隣接し交互に配列されたＵ形の複数個の畝及び谷を含
んでいる。これらの谷の深さ及び畝の高さは下流側方向
へ向うにつれて増大しており、谷及び畝の形状及び寸法
は、６谷が波状部を有する部材の下流側エツジの下流側
に一対の互いに隣接する渦流を発生するような形状及び
寸法である。渦流は境界層をディフューザ部の壁に近接
するよう付勢し、境界層がディフューザ部の壁より剥離
することを遅延させ又は阻止する。かくしてディフュー
ザはより短い距離にて等量の拡散を行うことができ（即
ちより大きい末広角度にて効果的に作動することができ
）、又は従来のディフューザによる場合に比して成る与
えられた長さにてより多量の拡散を行うことができる。In one embodiment, the corrugated member is disposed upstream of the inlet of the diffuser section and supported in a spaced relationship closer to the surface of the diffuser inlet conduit. The corrugated portion of the member extends in the flow direction of the bulk fluid proximate the member and includes a plurality of adjacent and alternating U-shaped ridges and valleys terminating in a downstream edge of the corrugation. . The depths of these valleys and the heights of the ridges increase in the downstream direction, and the shapes and dimensions of the valleys and ridges are such that six valleys form a pair of ridges downstream of the downstream edge of the wavy member. The shapes and dimensions are such that they generate vortices that are adjacent to each other. The vortices force the boundary layer closer to the walls of the diffuser section and retard or prevent separation of the boundary layer from the walls of the diffuser section. The diffuser is thus able to provide an equal amount of diffusion over a shorter distance (i.e. can operate effectively at a greater divergence angle), or for a given length of time, than with conventional diffusers. Now a greater amount of diffusion can be achieved.

波状部を含む部材及びその谷及び畝を適正に配向するこ
とにより、流体はそれをディフューザの壁面へ向けて搬
送する成る方向の運動量を伴なって谷より流出するよう
になる。谷の出口に於て各側壁面より発生する渦流は大
きいスケールの渦流であると考えられる（この場合「大
きいスケールの」とは、渦流が谷の全深さの大きさにほ
ぼ等しい直径を有することを意味する）。各側壁より一
つずつのこれら二つの渦流は互いに反対方向に回転し、
谷よりの流体及び近傍の流体バルクよりの流体を波状部
を含む部材のすぐ下流側に於てディフューザの壁面近傍
の流体と混合させる流れ場を創成する。かかる現象によ
り流体バルクはディフューザの壁面へ向けて外方へ導か
れ、またディフューザ部内に於て流体バルクが混合され
、これらにより境界層がディフューザの壁面に沿うよう
付勢され、これによりディフューザの性能が改善される
。波状部を含む部材が境界層を付勢し境界層の剥離を遅
延させるに十分な程ディフューザの壁に近接してはいな
くても、或いはディフューザの壁が急峻過ぎて境界層の
剥離を回避することができない場合であっても、大きい
スケールの渦流によって行われるディフューザ内に於け
る流体バルクの混合によりディフューザの全′体として
の性能が改善される。By properly orienting the corrugated member and its troughs and ridges, fluid exits the troughs with a directional momentum that carries it toward the walls of the diffuser. The vortex generated from each side wall surface at the outlet of the valley is considered to be a large-scale vortex (in this case, "large scale" means that the vortex has a diameter approximately equal to the total depth of the valley). ). These two vortices, one from each side wall, rotate in opposite directions,
A flow field is created that causes fluid from the valley and fluid from the nearby fluid bulk to mix with fluid near the wall of the diffuser immediately downstream of the member containing the corrugations. Due to this phenomenon, the fluid bulk is guided outward toward the wall of the diffuser, and the fluid bulk is mixed within the diffuser section, which forces the boundary layer along the wall of the diffuser, thereby improving the performance of the diffuser. is improved. Even if the member containing the corrugations is not close enough to the diffuser wall to bias the boundary layer and retard boundary layer separation, or the diffuser wall is too steep to avoid boundary layer separation. Even when this is not possible, mixing of the fluid bulk within the diffuser by large scale vortices improves the overall performance of the diffuser.

本発明の部材の谷及び畝はそれらに流体が十分に流れる
（即ち谷内に於て流れ方向の二次元的な境界層の剥離が
生じない）ような形状であることが好ましい。かくして
波状部を含む部材の谷のすぐ上流側に於てその部材上を
流れる流体の境界層が流れ方向に二次元的に剥離してい
ないことが重要である。何故ならば、さもなくば剥離し
た流体の流れが谷内へ流入し、これにより強力な渦流の
形成が阻害されるからである。谷内に於ける流れ方向の
二次元的な境界層の剥離を防止することは谷の構造に関
し考慮すべき一つの重要な点である。The valleys and ridges of the member of the present invention are preferably shaped to allow sufficient fluid flow through them (ie, no separation of the two-dimensional boundary layer in the flow direction occurs within the valleys). Thus, it is important that the boundary layer of the fluid flowing over the component immediately upstream of the valley of the component containing the corrugations does not separate two-dimensionally in the flow direction. This is because otherwise the separated fluid flow would flow into the valleys, thereby inhibiting the formation of strong vortices. Preventing separation of the two-dimensional boundary layer in the flow direction within the valley is an important point to consider regarding the valley structure.

例えば谷の底面の傾斜がその近傍の流体バルクの流れ方
向に対し急峻過ぎる場合には二次元的な境界層の剥離が
生じることがある。For example, if the slope of the bottom of a valley is too steep relative to the flow direction of the fluid bulk in the vicinity, two-dimensional separation of the boundary layer may occur.

谷及び畝は下流側方向に垂直な断面で見てＵ形であるこ
とが好ましく、損失が低減されるよう、滑かに湾曲して
いる（例えば谷の側壁面が谷の底面に出会う位置に鋭角
が存在しない）ことが好ましい。特に谷及び畝は下流側
方向に垂直な断面で見て波形をなす滑らかに起伏する面
を形成していることが好ましい。Valleys and ridges are preferably U-shaped when viewed in cross-section perpendicular to the downstream direction, and are smoothly curved to reduce losses (for example, at the location where the side wall surface of the valley meets the bottom surface of the valley). Preferably, there are no acute angles. In particular, it is preferable that the valleys and ridges form a smoothly undulating surface with a wavy shape when viewed in a cross section perpendicular to the downstream direction.

本発明の他の一つの局面によれば、６谷より流出する流
体は二次的な流れ損失を低減すべくできるだけ小さい横
方向の速度成分を有していることが好ましい。かかる理
由から、谷の側壁は谷の出口より上流側のかなりの距離
の部分に亙り、谷へ流入する流体バルクの流れ方向に対
し平行であることが好ましい。According to another aspect of the invention, it is preferred that the fluid exiting the six valleys have as small a lateral velocity component as possible to reduce secondary flow losses. For this reason, the side walls of the valley are preferably parallel to the flow direction of the fluid bulk entering the valley for a significant distance upstream of the valley outlet.

本発明の一つの重要な利点は、流れ場内にディフューザ
が存在することにより、実質的な流れ損失を招来するこ
となくディフューザの性能を改善することができるとい
うことである。One important advantage of the present invention is that the presence of the diffuser within the flow field allows for improved performance of the diffuser without incurring substantial flow losses.

本発明の他の一つの局面によれば、出口に於ける谷の側
壁は急峻であることが好ましい。何故ならば、側壁が急
峻であることにより側壁によって発生される渦流の強度
が増強されると考えられるからである。本明細書に於て
「急峻」とは、谷の長さ方向に垂直な断面で見て各側壁
上の最も急峻な点に於ける接線が約１２０’以下の交差
角にて交差することを意味する。特に側壁は互いに他に
対し平行であることが好ましい。尚本明細書に於て、側
壁が平行である場合には、交差角はＯｏであると見做さ
れる。According to another aspect of the invention, the side walls of the valley at the outlet are preferably steep. This is because it is thought that the steepness of the side walls increases the strength of the vortex flow generated by the side walls. As used herein, the term "steep" means that the tangents at the steepest point on each sidewall intersect at an intersection angle of about 120' or less when viewed in a cross section perpendicular to the length direction of the valley. means. In particular, it is preferred that the side walls are parallel to each other. In this specification, if the side walls are parallel, the intersection angle is assumed to be Oo.

本願出願人と同一の出願人の出願にががる特願昭６２−
１０７９２０号には、波形の薄いトレーリングエツジを
郭定する流れ方向の谷及び畝（波状部）を有するエーロ
フオイルのトレーリングエツジ領域が記載されている。Patent application filed in 1986 by the same applicant as the applicant
No. 107,920 describes a trailing edge region of an airfoil having machine direction valleys and ridges (undulations) defining a thin trailing edge of the corrugations.

一方の面の谷は他方の面に畝を郭定している。これらの
谷及び畝は、低運動量の境界層の流れを三次元的に解放
することにより、エーロフォイルの吸入側面に於て境界
層が二次元的に剥離することを遅延させ、或いは境界層
が二次元的に剥離することによる重大な影響が及ぶこと
を阻止する。尚本発明は波状部を含む部材のすぐ下流側
に配置されるディフューザの性能を改善せんとするもの
である。Valleys on one side define ridges on the other side. These valleys and ridges retard two-dimensional separation of the boundary layer on the suction side of the airfoil by releasing the flow of the low-momentum boundary layer in three dimensions, or if the boundary layer is Prevent serious effects caused by two-dimensional peeling. The present invention seeks to improve the performance of a diffuser located immediately downstream of a member containing corrugations.

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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.

発明を実施するための最良の形態 これより詳細に説明する如く、本発明の波状部を含む壁
部材は流体を拡散させることを補助し、また境界層をデ
ィフューザの壁に沿うよう付勢する流体の流れを壁部材
の下流側に形成すべく、ディフユーザの入口のすぐ上流
側又はディフューザの入口に於て使用され、これにより
ディフューザの性能が改善される。この流体力学的メカ
ニズムは本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特願
昭６３−　　　　　　号に記載された流体力学的メカニ
ズムと同様である。この特許出願の第１４図及び第１４
Ａ図が本願に於て第１図及び第１Ａ図として再現されて
いる。上記特許出願に於ては、波状部を含むプレートが
、そのプレートの下流側に成る流体力学的流れパターン
を形成することによりベース抗力を低減すべく、移動す
る物体の非流線形のの端面の上流側に配置された。第１
図及び第１Ａ図に於て、非流線形のベースを有する物品
が符号２００にて全体的に示されている。物品２００は
平滑で比較的平坦な上面２０２を有し、矢印２０４によ
り示されている如く流体が上面２０２上を実質的に下流
側方向へ流れる。物品２００は非流線形のベース、即ち
後端面２０６を有している。波状部を含むプレートが設
けられなければ、上面２０２に沿う流体の流れは線２０
８に沿って物品より剥離するものと仮定する。本発明を
説明する目的で、剥離線２０８は非流線形の端面２０６
の始点、即ち上流側エツジであると見做す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As will be described in more detail, wall members including corrugations of the present invention assist in dispersing fluid and biasing a boundary layer along the walls of a diffuser. is used immediately upstream of the diffuser inlet or at the diffuser inlet to create a flow downstream of the wall member, thereby improving the performance of the diffuser. This hydrodynamic mechanism is similar to the hydrodynamic mechanism described in Japanese Patent Application No. 1983 filed by the same applicant as the present applicant. Figures 14 and 14 of this patent application.
Figure A is reproduced in this application as Figures 1 and 1A. In the above patent application, a plate containing corrugations is used to reduce base drag by forming a hydrodynamic flow pattern downstream of the plate on the non-streamlined end face of a moving object. placed on the upstream side. 1st
In the figures and FIG. 1A, an article having a non-streamlined base is indicated generally at 200. Article 200 has a smooth, relatively flat upper surface 202 over which fluid flows in a substantially downstream direction as indicated by arrow 204 . Article 200 has a non-streamlined base or trailing surface 206. If a plate containing undulations is not provided, fluid flow along top surface 202 will flow along line 20.
It is assumed that the product peels off along line 8. For purposes of describing the present invention, separation line 208 is defined as non-streamlined end surface 206.
It is considered to be the starting point, that is, the upstream edge.

波状部を含む壁部材、即ちプレート２１０が上面２０２
上に配置されており、支持部材２１２（その内の一つが
図面に示されている）により上面２０２より隔置されて
いる。プレート２１０は上流側エツジ即ちリーディング
エツジ２１４と、下流側エツジ即ちトレーリングエツジ
２１６とを有している。プレートはかなり薄いものでは
あるが、プレートの上面２１８及び下面２２０上を流体
の均一な流れがそれらに付着した状態にて流れ始めるよ
う、リーディングエツジ２１４はエーロフオイルのリー
ディングエツジと同様丸みを帯びていなければならない
。例えばプレートの重量を低減したりプレートそれ自身
のベース抗力を低減すべく、プレートはもし必要ならば
トレーリングエツジ２１６へ向かうにつれてその厚さが
次第に減少していてよい。A wall member or plate 210 including a corrugated portion is attached to the upper surface 202.
and is spaced from the top surface 202 by support members 212 (one of which is shown in the drawings). Plate 210 has an upstream or leading edge 214 and a downstream or trailing edge 216. Although the plate is fairly thin, the leading edge 214 should be rounded, similar to the leading edge of an airfoil, so that a uniform flow of fluid begins to flow over the top surface 218 and bottom surface 220 of the plate with it attached to them. Must be. The plate may taper in thickness towards the trailing edge 216 if desired, for example to reduce the weight of the plate or to reduce the base drag of the plate itself.

プレートにはＵ形の複数個の溝２２２及び畝２２４が形
成されている。互いに隣接する谷及び畝は互いに滑らか
に接続され、これによりトレーリンクエツジ２１６に於
て波形をなすプレートの起伏する即ち波状の下流側部分
を形成している。渦流が形成されるよう、谷の深さは下
流側方向へ向かうにつれて増大していなければならない
が、谷の深さは谷の出口より上流側に於てその最大値に
到達し、しかる後谷の出口まで一定値であってもよい。A plurality of U-shaped grooves 222 and ridges 224 are formed in the plate. Adjacent valleys and ridges are smoothly connected to one another thereby forming an undulating or undulating downstream portion of the undulating plate at the trailer edge 216. In order for a vortex to form, the depth of the valley must increase in the downstream direction, but the depth of the valley reaches its maximum value upstream of the outlet of the valley, and then the depth of the valley increases. It may be a constant value until the exit.

第１図に於て、プレートのリーディングエツジ２１４は
直線状であり、プレートは最初の短い距離の範囲に於て
は平坦である。谷及び畝はその平坦な部分に滑かに接続
されている。図示の如く、谷の深さ（及び畝の高さ）は
それらの上流側端部に於ては０であり、下流側エツジ２
１６に於て最大値であることが好ましいが、プレートの
リーディングエツジ２１４は振幅の小さい波形をなし、
谷の深さがリーディングエツジよりトレーリングエツジ
へ向かうにつれて次第に増大していてもよい。谷及び畝
の形状は、谷にそれらの全長に亙り流体が十分に流れる
よう選定される。In FIG. 1, the leading edge 214 of the plate is straight and the plate is flat over an initial short distance. The valleys and ridges are smoothly connected to the flat parts. As shown, the depth of the valleys (and the height of the ridges) is 0 at their upstream ends, and at the downstream edges 2
16, the leading edge 214 of the plate has a small amplitude waveform;
The depth of the valley may gradually increase from the leading edge toward the trailing edge. The shapes of the valleys and ridges are selected to provide sufficient fluid flow through the valleys over their entire length.

プレート２１０は物品２００に取付けられているので、
プレートそれ自身も損失（抗力）を生じ、従ってその抗
力が低減されなければならない。先ず波状部を有しない
仮想上の平滑なプレートであって、それが配置される面
に対し局部的にほぼ平行であるプレートを考えると、谷
の谷底及び畝の峰はかかる仮想上の平面の上下に等距離
延在していることが好ましい。Since the plate 210 is attached to the article 200,
The plate itself also produces losses (drag) and its drag must therefore be reduced. First, if we consider an imaginary smooth plate with no undulations, which is locally approximately parallel to the plane on which it is placed, the bottoms of valleys and the peaks of ridges are located on the imaginary plane. Preferably, they extend an equal distance vertically.

プレートの両側に於て谷及び畝により発生される渦流が
第１図に解図的に示されている。流体バルクの流れ方向
に延在する軸線を有する渦流が６谷の各側壁より発生さ
れる。かくして谷２２６は第１図で見てその右側の側壁
より時計周り方向に回転する渦流２２８を形成し、また
その左側の側壁より反時計廻り方向に回転する渦流２３
０を形成する。プレートの反対側に設けられ谷２２６の
図にて左側の谷２３２もその図にて右側の側壁より反時
計廻り方向に回転する渦流２３４を形成し、この渦流は
反時計廻り方向に回転する渦流２３０と組合さってその
渦流を強化し、これにより一つのより一層強力な渦流を
形成する。同様に谷２３６の図にて左側の側壁は時計廻
り方向に回転する渦流２３８を形成し、該渦流は谷２２
６より形成された時計廻り方向へ回転する渦流２２８と
組合される。The vortices generated by the valleys and ridges on both sides of the plate are schematically shown in FIG. A vortex flow having an axis extending in the flow direction of the fluid bulk is generated from each side wall of the six valleys. Valley 226 thus forms a vortex 228 rotating clockwise from its right side wall as seen in FIG. 1, and a vortex 23 rotating counterclockwise from its left side wall.
form 0. The valley 232 on the left side in the figure of the valley 226 provided on the opposite side of the plate also forms a vortex 234 rotating counterclockwise from the right side wall in the figure; 230 to strengthen the vortex, thereby forming one even stronger vortex. Similarly, the left-hand sidewall of valley 236 forms a clockwise rotating vortex 238 which
6, which rotates in the clockwise direction.

プレート２１０が上面２０２及び非流線形の端面２０６
の両方に対し適正に隔置され配向されると、それらより
形成される渦流は境界層の流れをプレートより下流側の
上面２０２に対し付勢し、これによりその流体の流れは
仮想上の剥離線２０８を越えても物品の表面に付着した
状態を維持する。更に溝より上面２０２上を流れる流体
バルクは非流線形の端面２０６の背後の空間内へ第１図
で見て下方へ導かれ、これによりさもなくば発生される
剥離泡を低減し、これによりベース抗力を更に低減する
。The plate 210 has a top surface 202 and a non-streamlined end surface 206.
When properly spaced and oriented with respect to both of the Even beyond the line 208, it remains attached to the surface of the article. Furthermore, the fluid bulk flowing over the upper surface 202 from the groove is directed downwardly in FIG. Further reduces base drag.

以下の説明の目的で、第１図に於て、Ｐはプレートのト
レーリングエツジ２１６に於ける峰から峰までの波長で
あり、Ａは峰から峰までの波の高さ、即ち振幅（谷の深
さとも呼ばれる）であり、Ｈは上面２０２とトレーリン
グエツジ２１６の上面２０２に最も近い波の峰との間の
距離であり、Ｄはトレーリングエツジ２１６と非流線形
の端面の上流側エツジ（上述の如く剥離線２０８である
）との間の距離であるものとする。峰から峰までの波長
Ｐは谷の全長に亙り一定であることが好ましい。For purposes of the following discussion, in FIG. (also referred to as the depth of edge (which is the separation line 208 as described above). Preferably, the wavelength P from peak to peak is constant over the entire length of the valley.

渦流はプレートのトレーリングエツジ２１６より下流側
方自戒る距離の範囲に亙り十分には形成されないので、
また渦流によって剥離線２０８より上流側の境界層を付
勢することが好ましいので、トレーリングエツジ２１６
は非流線形の端面２０６よりその上流側方向へ振幅Ａの
１倍乃至２倍に等しい距離りの位置に配置されることが
好ましい。Since the vortex is not sufficiently formed over a certain distance downstream from the trailing edge 216 of the plate,
Also, since it is preferable that the boundary layer upstream of the separation line 208 is urged by the eddy current, the trailing edge 216
is preferably located at a distance equal to 1 to 2 times the amplitude A in the upstream direction from the non-streamlined end surface 206.

このことは、距離りがＡよりも小さいか０である場合に
効果が全く得られないことを意味するのではなく、効果
が低減されるだけであると考えられる。同様にプレート
が端面２０６より上流側方向へ遠く離れた位置に設けら
れると、渦流はそれが端面２０６に到達する前にかなり
又は完全に減衰し、これにより殆ど又は全く効果が得ら
れない。This does not mean that no effect is obtained if the distance is smaller than A or zero, but only that the effect is reduced. Similarly, if the plate is located far upstream from the end face 206, the vortex flow will be significantly or completely attenuated before it reaches the end face 206, thereby providing little or no effect.

距離Ｈは境界層が剥離線２０８に到達する前に上面２０
２上の境界層を乱したり剥離させたりする二次的な流れ
場や障害部が上面２０２に近接した位置に生じることを
回避するに十分な程大きい値でなければならない。また
距離Ｈは少くとも境界層の厚さにほぼ等しい値でなけれ
ばならないものと考えられる。これと同時に、距だＨは
渦流ができるだけ上面２０２に近接した位置に留まるよ
う小さい値でなければならない。プレートに近接した液
体バルクの流れ方向に対する谷の底面の傾斜角θは小さ
過ぎる値であってもまた大き過ぎる値であってもならな
い。この傾斜角が小さ過ぎると、形成される渦流の強度
が弱過ぎ、或いは表面摩擦による損失に起因して渦流が
全く形成されない。傾斜角θは少なくとも約５６でなけ
ればならないものと考えられる。逆に傾斜角が急峻であ
る過ぎると、谷に流体が十分には流れなくなる（即ち谷
内に於て二次元的な流れ方向の境界層の剥離が生じる）
。このことにより渦流の形成が阻害される。谷に流体が
十分に流れる限り、傾斜角が大きければ大きい程渦流の
強度が高くなるものと考えられる。但し傾斜角が約３０
°を越えると谷に流体が十分には流れなくなるものと考
えられる。The distance H is the distance between the upper surface 20 and the upper surface 20 before the boundary layer reaches the separation line 208.
The value must be large enough to avoid creating secondary flow fields or obstructions proximate to the top surface 202 that would disturb or separate the boundary layer above the top surface 202. It is also considered that the distance H must be at least approximately equal to the thickness of the boundary layer. At the same time, the distance H must be small so that the vortices remain as close to the top surface 202 as possible. The angle of inclination θ of the bottom of the valley with respect to the flow direction of the liquid bulk adjacent to the plate must neither be too small nor too large. If this angle of inclination is too small, the strength of the vortex formed will be too weak, or no vortex will be formed at all due to losses due to surface friction. It is believed that the tilt angle θ should be at least about 56. Conversely, if the slope angle is too steep, fluid will not flow sufficiently into the valley (i.e., two-dimensional separation of the boundary layer in the flow direction will occur within the valley).
. This prevents the formation of vortices. As long as fluid flows sufficiently through the valley, it is thought that the larger the inclination angle, the higher the intensity of the vortex flow. However, the inclination angle is approximately 30
It is thought that if the temperature exceeds 100°, the fluid will not flow sufficiently into the valley.

任意の特定の用途にとっての最適の傾斜角は実験によっ
て求められる必要がある。The optimum tilt angle for any particular application will need to be determined experimentally.

６谷の側壁の傾斜角に関する限り、トレーリングエツジ
２１６及びそれより上流側方向の成る距離範囲に亙り側
壁は互いに実質的に平行であることが好ましい。側壁の
傾斜角は谷の互いに対向する側壁に沿う最も急峻な点に
於ける接線の間の角度である交差角Ｃ゛（第１図参照）
により表わされる。上述の如く、角度Ｃが０に近ければ
近い程良好であるが、角度Ｃは谷の出口に於て約１２０
゜以下でなければならない。As far as the angle of inclination of the sidewalls of the six valleys is concerned, it is preferred that the sidewalls be substantially parallel to each other over a distance extending from and upstream of the trailing edge 216. The inclination angle of the sidewalls is the intersection angle C, which is the angle between the tangents at the steepest points along the opposite sidewalls of the valley (see Figure 1).
It is represented by As mentioned above, the closer the angle C is to 0, the better; however, the angle C is about 120 at the exit of the valley.
Must be less than ゜.

プレートのリーディングエツジ２１４よりトレーリング
エツジ２１６までの全長は谷及び畝の長さＬに等しいか
又はこれよりも僅かに大きいことが好ましい。この長さ
が過剰であると、流れの乱れは生じないが、そのことに
よっては何ら利点が得られず、只単に表面抗力、コスト
、及び重量が増大されるに過ぎない。前述の如く、リー
ディングエツジ２１４は丸みを帯びていなければならず
、谷及び畝は谷にその全長に亙り流体が十分に流れ、特
定の用途の要件に鑑み有効であると考えれる利益（即ち
抗力の低減）が得られるに十分な程強力な渦流を発生さ
せる形状及び寸法にそれらの全長に亙り設定されていな
ければならない。Preferably, the total length of the plate from the leading edge 214 to the trailing edge 216 is equal to or slightly greater than the length L of the valleys and ridges. If this length is excessive, no flow turbulence will occur, but it provides no advantage and merely increases surface drag, cost, and weight. As previously mentioned, the leading edge 214 should be rounded and the valleys and ridges should provide sufficient fluid flow through the valleys along their length to provide benefits (i.e. drag) that are considered effective given the requirements of the particular application. They must be shaped and dimensioned over their entire length to generate vortices strong enough to provide a reduction in

一般に、過剰の圧力損失を招来することなく強力な渦流
を形成させるためには、波長Ｐは振幅Ａの約半分以上で
あり且振幅の約４倍以下でなければならない。谷の出口
の下流側方向へ投影された流路断面積の合計は、ベース
抗力を有効に低減し得るよう、非流線形の端面の下流側
方向へ投影された総面積に比して十分に大きい値でなけ
ればならない。物理的制限、コスト、重量、更には審美
性の如き実際上考慮すべき点も最終的に選定される形状
にそれぞれ種々の程度にて影響する。Generally, in order to form a strong vortex flow without incurring excessive pressure loss, the wavelength P should be about half or more of the amplitude A and about four times the amplitude or less. The sum of the flow path cross-sectional areas projected in the downstream direction of the outlet of the valley is sufficiently large compared to the total area projected in the downstream direction of the non-streamlined end faces to effectively reduce the base drag. Must be a large value. Practical considerations such as physical limitations, cost, weight, and even aesthetics each influence the final shape selected to varying degrees.

第２図及び第３図は第１図及び第１Ａ図に示された波状
部を含む壁部材、即ち波形プレートの他の一つの用途を
示しており、この用途が本発明の主題である。第２図及
び第３図に於て導管が符号３００にて全体的に示されて
いる。導管３００は流体供給部３０２とディフューザ部
３０４とを含んでいる。これらの部分は矢印３０６にて
示された方向である流体の流れ方向に垂直な断面で見て
長方形の断面形状を有している。供給部３０２及びディ
フューザ部３０４は平坦で互いに平行な側壁３０８を有
している。かくしてディフューザ部３０４は二次元的に
のみ流体を拡散させる。平面３１０は供給部３０２とデ
ィフューザ部３０４との間の界面に位置しており、ディ
フューザ部の入口３１２と同一の位置に位置している。FIGS. 2 and 3 show another use of the corrugated wall member or corrugated plate shown in FIGS. 1 and 1A, which is the subject of the present invention. The conduit is generally indicated at 300 in FIGS. 2 and 3. In FIGS. Conduit 300 includes a fluid supply section 302 and a diffuser section 304. These portions have a rectangular cross-sectional shape when viewed in cross-section perpendicular to the direction of fluid flow, which is the direction indicated by arrow 306. The supply section 302 and the diffuser section 304 have flat, parallel side walls 308. Thus, the diffuser section 304 diffuses fluid only two-dimensionally. The plane 310 is located at the interface between the supply section 302 and the diffuser section 304 and is located at the same location as the inlet 312 of the diffuser section.

導管の供給部３０２内には波形プレート３１４が配置さ
れている。一方のプレートは脚３２０により供給部の上
壁３１６に取付けられており、他方のプレートは下壁３
１８に取付けられている。A corrugated plate 314 is disposed within the supply section 302 of the conduit. One plate is attached to the upper wall 316 of the feed section by legs 320 and the other plate is attached to the lower wall 316 of the feed section.
It is attached to 18.

これらのプレートにより形成される大きいスケールの渦
流が螺旋３２２により示されており、下流側方向３０６
にほぼ平行な軸線を有している。The large scale vortices created by these plates are illustrated by spirals 322 and are directed downstream in direction 306.
It has an axis approximately parallel to.

波形プレート２１０の大きさ、形状、及び位置に関する
第１図及び第１Ａ図の以上の説明は波形プレート３１４
にも同様に適用され、第２図のプレート３１０は波形プ
レートが存在しない場合に境界層が剥離する位置を示す
第１図の線２０８に対応している。かくして寸法ＬＳＤ
、Ｈ％ＡＳＰ及び角度θは第１図及び第１Ａ図について
説明した要領と同一の要領にて選定されなければならな
い。第１図及び第１Ａ図の用途に於ては、波形プレート
は移動物体のベース抗力を低減するが、本発明は境界層
をディフューザの壁に沿うよう付勢し、またディフュー
ザ部３０４内に於て流体バルクの流れを全体的に混合し
拡散させることにより、ディフューザの性能を改善する
ものである。1 and 1A regarding the size, shape, and location of corrugated plate 210.
The same applies to plate 310 in FIG. 2, which corresponds to line 208 in FIG. 1 indicating the location where the boundary layer would separate if the corrugated plate were not present. Thus the dimensions LSD
, H%ASP and angle θ must be selected in the same manner as described for FIGS. 1 and 1A. Although in the applications of FIGS. 1 and 1A, the corrugated plate reduces the base drag of the moving object, the present invention forces the boundary layer along the diffuser wall and also adds pressure within the diffuser section 304. This improves the performance of the diffuser by generally mixing and diffusing the bulk fluid flow.

第２図及び第３図に示されたディフューザと同様の二次
元ディフューザが波形プレートが組込まれた場合と組込
まれていない場合の両方について試験された。第２図及
び第３図に於て、ディフューザは下記の寸法を有してい
た。Two-dimensional diffusers similar to those shown in FIGS. 2 and 3 were tested both with and without corrugated plates. In Figures 2 and 3, the diffuser had the following dimensions:

Ｂ−２１，１１ｎ（５３，６ｃｍ） Ｆ−３２，７ｉｎ（８３，１ｃＩ１１）Ｅ−５，４Ｉｎ
（１４ｃｍ） また波形プレートについては、 Ｄ−２，３ｉｎ（５，８ｃｍ） Ｌ’　−６，３Ｉｎ　（１６ｅｎ＋） Ｈ−０，２５ｉｎ（０，６４ｃｍ） Ａ−２，３ｉｎ（５，８ｃｍ） Ｐ　−１、，７ｉｎ　（４，３ｃｍ） Ｗｌ　＝０．５ｉｎ（１，３ｃｍ） Ｗ６　＝１．２ｉｎ（３，Ｏｅｎ＋） θ１−１１゜ θ！！禦１５″ であった。第３図に示されている如く、６谷の側壁は互
いに他に対し平行であった。第２図及び第３図は上述の
如き寸法を有する試験装置を有しているが、かかる寸法
及びそれらの）０対関係により本発明が限定されるもの
ではない。例えば各プレートの両側面の谷は互いに同一
（即ちＷｉ−Ｗ□、θ１−０２）であってよい。成る特
定の用途についての最適の形態は、上述の如きガイドラ
インを使用して実験によってのみ求められる。B-21,11n (53,6cm) F-32,7in (83,1cI11) E-5,4In
(14cm) For corrugated plates, D-2,3in (5,8cm) L' -6,3in (16en+) H-0,25in (0,64cm) A-2,3in (5,8cm) P - 1,,7in (4,3cm) Wl =0.5in (1,3cm) W6 =1.2in (3,Oen+) θ1-11°θ! ! As shown in Figure 3, the side walls of the six valleys were parallel to each other. However, the present invention is not limited by such dimensions and their 0-pair relationship.For example, the valleys on both sides of each plate may be the same (i.e., Wi-W□, θ1-02). The optimum configuration for a particular application can be determined only by experimentation using the guidelines described above.

これら両方の一連の試験（即ち波形プレートが設けられ
た場合と設けられていない場合）に於て、ディフューザ
の性能係数が約１．４〜３．１の入口面積に対する出口
面積の比に等しいディフューザの末広角度の半分αが約
２〜１０’範囲について測定された。これらの試験の結
果が第４図のグラフに示されており、第４図に於て曲線
Ａは波形プレートが使用されなかった場合を示しており
、Ｂは波形プレートが使用された場合を示している。In both of these test series (i.e. with and without corrugated plates), the diffuser coefficient of performance was equal to the ratio of the outlet area to the inlet area of approximately 1.4 to 3.1. The half divergence angle α was measured for a range of about 2-10'. The results of these tests are shown in the graph of Figure 4, where curve A represents the case where no corrugated plate was used and curve B represents the case where the corrugated plate was used. ing.

ディフューザの末広角度の半分が約６＠以上の範囲につ
いては（少くとも試験された最大角度までについては）
、本発明は波形プレートを含まない同一のディフューザ
よりも性能の点で（性能係数の点で）優れていた。末広
角度の半分が１０″の場合には、本発明は波形プレート
が設けられていないディフューザの最高の性能係数（末
広角度の半分が６°である場合の性能係数）よりも高い
性能係数を有しており、その値は末広角度の半分が１０
°であり波形プレートが設けられていない同一のディフ
ューザの性能係数よりも約２５％高い値であった。また
本発明に於ては、末広角度の半分がより高い値の場合に
も境界層の剥離の開始が遅いことが認められた。For ranges where the diffuser's half divergence angle is approximately 6 or more (at least up to the maximum angle tested)
, the invention outperformed an identical diffuser without corrugated plates (in terms of coefficient of performance). When half the divergence angle is 10'', the invention has a coefficient of performance higher than the best coefficient of performance of a diffuser without corrugated plates (the coefficient of performance when half the divergence angle is 6°). half of the wide end angle is 10
25% higher than the coefficient of performance of an identical diffuser without the corrugated plate. In the present invention, it has also been observed that the onset of separation of the boundary layer is delayed even when the half divergence angle is higher.

第５図及び第６図は軸対称の三次元ディフューザ４００
に本発明を使用することを示している。5 and 6 show an axially symmetrical three-dimensional diffuser 400
shows the use of the present invention.

この場合波形をなす薄い壁部材４０２が軸対称をなして
おり、畝及び谷は下流側方向４０４に軸線に沿って延在
しており、また高さ及び深さ方向の点では半径方向に延
在している。In this case, the corrugated thin wall member 402 is axially symmetrical, with the ridges and valleys extending along the axis in the downstream direction 404 and radially in terms of height and depth. There is.

また本発明は第７図及び第８図に示されている如き段差
部を有するディフューザに使用されてもよい。段差部を
有するディフューザはその末広角度の半分が９０″の如
き非常に急峻であるディフューザと看倣されてよい。こ
の種のディフューザは一般に、通路の流路断面積が段差
状に変化する（即ち急激に増大する）部分を含む導管で
ある。The present invention may also be used in a diffuser having a stepped portion as shown in FIGS. 7 and 8. A diffuser with a step may be thought of as a diffuser in which half of its divergence angle is very steep, such as 90". This type of diffuser generally has a channel in which the cross-sectional area of the passage changes in a step-like manner (i.e. It is a conduit that contains a rapidly increasing section.

第７図及び第８図に於て、導管５０２内を下流側方向へ
流れる流体が矢印５００により示されている。導管５０
２は断面長方形の入口部５０１と同じく断面長方形の出
口部５０３とを有している。In FIGS. 7 and 8, fluid flowing in a downstream direction within conduit 502 is indicated by arrow 500. Conduit 50
2 has an inlet portion 501 with a rectangular cross section and an outlet portion 503 with a rectangular cross section.

入口部は互いに他に対し平行であり且下流側方向に平行
な側壁５０４と、同じく下流側方向に平行であり且互い
に他に対し平行な土壁及び下壁５０７とを有している。The inlet has side walls 504 that are parallel to each other and parallel to the downstream direction, and earth walls and lower walls 507 that are also parallel to the downstream direction and parallel to each other.

通路の流路断面積は平面５０８に於て段差状に変化して
いる。この不連続部は上壁及び下壁５０７にのみ存在し
ている。側壁５０４は出口部５０３の全長に亙り不連続
部を越えた領域に於ても平行な状態を維持している。The cross-sectional area of the passage changes stepwise in the plane 508. This discontinuity exists only in the top and bottom walls 507. Sidewalls 504 remain parallel throughout the length of outlet portion 503 and beyond the discontinuity.

第２図及び第３図に示された波形プレートと同様の波形
プレート５１０が上壁及び下壁５０７に近接して配置さ
れ且これらの壁より支持されている。波形プレートより
平面５０８までの距離りは実質的にＯより谷の深さの２
倍までの範囲でなければならず、谷の深さの１乃至２倍
であることが好ましい。A corrugated plate 510, similar to the corrugated plate shown in FIGS. 2 and 3, is positioned adjacent to and supported by the upper and lower walls 507. The distance from the corrugated plate to the plane 508 is substantially less than O by 2 of the valley depth.
It should be up to twice the depth of the valley, preferably one to two times the depth of the valley.

第７図に示されている如き段差状のディフューザに於て
は、波形プレートは流体の流れをディフューザの壁面に
付性した状態に維持することができないが、プレートは
平面５０８より流体の流れが土壁及び下壁に再付着する
位置までの距離を低減することができる。即ち段差状の
ディフューザの損失は少なくとも波形プレートを使用し
ない場合の損失よりも小さい。またこの実施例に於ては
、二つの波形プレートが上壁及び下壁に近接した位置に
配置されているが、一つの大きい（振幅の点で）プレー
トによっても効果が得られる。In a stepped diffuser such as that shown in FIG. 7, the corrugated plate cannot keep the fluid flow attached to the wall of the diffuser; The distance to the position where it reattachs to the soil wall and lower wall can be reduced. That is, the loss of the stepped diffuser is at least smaller than the loss when the corrugated plate is not used. Also, although in this embodiment two corrugated plates are placed close to the top and bottom walls, a single larger (in terms of amplitude) plate would also be effective.

本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特願昭６２−
３３６８２３号明細書には、本願の波形プレートと同様
であって、両側に流体が流れる壁を横切る方向の熱伝達
を改善するための熱伝達装置に使用される波形プレート
が記載されている。Patent application filed by the same applicant as the applicant in 1982-
No. 336,823 describes a corrugated plate similar to the corrugated plate of the present application for use in a heat transfer device for improving heat transfer across a wall with fluid flowing on both sides.

本願の第９図及び第１０図は上述の特許出願の第８図及
び第９図にそれぞれ対応しており、矢印８０４の方向に
流体を搬送する導管８０２内に配置された波形の壁部材
８００を示している。第１０図に最もよく示されている
如く、プレート８００は直径方向に沿って導管を実質的
に横切る方向に延在している。プレート８００の下流側
部分の畝及び谷はその下流側に互いに隣接し且互いに逆
方向に回転する渦流８０６及び８０８を形成し、これら
の渦流は導管の内壁面８１０より熱的境界層を擦り取り
、導管の中央部を流れる流体を導管の壁面に近接して流
れる流体と混合する。このことにより究極的には導管８
０２内の流体と導管の周囲の流体との間の熱エネルギの
交換を行わせる目的で、流体と導管８０２の壁との間の
熱伝達係数が増大される。第９図に示されている如く、
複数個の波形プレート８００が導管の全長に亙り熱伝達
率を改善する所定の距離にて導管の軸線に沿って互いに
隔置された状態で導管内に配置される。FIGS. 9 and 10 of the present application correspond to FIGS. 8 and 9, respectively, of the above-referenced patent application, and show a corrugated wall member 800 disposed within a conduit 802 conveying fluid in the direction of arrow 804. It shows. As best shown in FIG. 10, plate 800 extends diametrically substantially across the conduit. The ridges and valleys in the downstream portion of the plate 800 form downstream adjacent and counter-rotating vortices 806 and 808 that scrape the thermal boundary layer away from the inner wall surface 810 of the conduit. , mixes the fluid flowing in the center of the conduit with the fluid flowing close to the walls of the conduit. This ultimately results in conduit 8
The heat transfer coefficient between the fluid and the walls of the conduit 802 is increased in order to effect an exchange of thermal energy between the fluid within the conduit 802 and the fluid surrounding the conduit. As shown in Figure 9,
A plurality of corrugated plates 800 are disposed within the conduit spaced apart from each other along the axis of the conduit at a predetermined distance to improve heat transfer over the length of the conduit.

勿論このことは、各プレート８００により形成される渦
流が壁との摩擦や粘性効果に起因して消失するために必
要とされる。Of course, this is necessary because the vortices created by each plate 800 dissipate due to friction with the walls and viscous effects.

本発明は熱伝達装置に関するものではないが、波形プレ
ートの下流側に於ける導管の拡散部内の流体の動的流れ
に影響を及ぼす目的で、導管内に配置された同一の波形
プレートを使用するものである。本願発明者等は、かか
るプレートは大きいスケールの渦流を形成し、これによ
り■境界層が付勢されてディフューザの性能が改善され
、■流体バルクの流れに垂直な方向、即ち導管を横切る
方向の流体バルクの混合が向上され、このことによって
もディフューザの性能が改善されることを見出した。Although the present invention is not directed to a heat transfer device, the use of identical corrugated plates placed within a conduit for the purpose of influencing the dynamic flow of fluid within the diffusion section of the conduit downstream of the corrugated plate It is something. The inventors believe that such plates create large-scale vortices that: ■ improve the performance of the diffuser by biasing the boundary layer; It has been found that mixing of the fluid bulk is improved, which also improves the performance of the diffuser.

本発明の壁部材の一つの特定の用途は自動車等のための
触媒コンバータ装置である。かかるコンバータ装置が第
１１図及び第１２図に於て符号９００により全体的に示
されている。コンバータ装置９００は円筒形のガス供給
導管９０２と、断面楕円形のガス受取り導管９０４と、
これらの間に設けられた遷移導管であるディフューザ９
０６とを含んでいる。流体バルクの流れ方向が矢印９０
５により示されており、供給導管９０２の軸線９０７に
平行である。ディフューザ９０６は供給導管の断面円形
の出口９０８より受取り導管９０４の断面実質的に楕円
形の入口９１０まで延在している。受取り導管は内部に
図には示されていない触媒床を保持している。触媒床は
ハニカム状のモノリスであることとが好ましく、ハニカ
ムセルは下流側方向に平行である。モノリスの入口端面
は入口９１０に位置しているが、この人口端面は供給導
管の出口９０８と触媒との間に追加の拡散のための距離
が与えられるよう更に下流側の位置に移動されてもよい
。触媒コンバータのための触媒及び触媒床の形態は当技
術分野に於てよく知られている。One particular application of the wall member of the present invention is in catalytic converter devices for automobiles and the like. Such a converter device is indicated generally by the numeral 900 in FIGS. 11 and 12. Converter device 900 includes a cylindrical gas supply conduit 902, an oval cross-section gas receiving conduit 904,
Diffuser 9 which is a transition conduit provided between these
06. The flow direction of the fluid bulk is indicated by the arrow 90
5 and parallel to the axis 907 of the supply conduit 902. The diffuser 906 extends from the circular cross-section outlet 908 of the supply conduit to the substantially oval cross-section inlet 910 of the receive conduit 904 . The receiving conduit contains a catalyst bed therein, not shown. Preferably, the catalyst bed is a honeycomb-shaped monolith, with the honeycomb cells being parallel to the downstream direction. Although the inlet end of the monolith is located at the inlet 910, this artificial end may be moved to a further downstream position to provide additional diffusion distance between the outlet 908 of the feed conduit and the catalyst. good. Catalyst and catalyst bed configurations for catalytic converters are well known in the art.

第１２図に最もよく示されている如く、拡散は楕円の長
軸９１２の方向にのみ生じる。楕円の短軸は供給導管の
出口９０８の直径に等しい一定の長さである。かくして
この実施例のディフューザ９０６は二次元ディフューザ
である。供給導管９０２内には複数個の互いに平行な谷
を有する波形プレート９１４が配置されている。プレー
ト９１４は断面楕円形のガス受取り導管８０４の長軸９
１２に垂直な径方向の平面に実質的に沿って導管９０２
を横切る方向に延在している。プレート９１４はその側
縁９２０に於て導管９０２に取付けられている。谷の側
壁９２４はプレートの波形の下流側エツジ９２２に於て
互いに他に対し平行であることが好ましく、また楕円の
長軸９１２に平行であることが好ましい。プレートの最
適の大きさ及び形態は本発明の教示内容をガイドライン
として使用する実験により求められる必要があるが、プ
レートの一方の側に少なくとも二つの完全な谷が存在し
なければならず（第１２図の実施例に於ては三つの谷が
設けられている）、谷はそれらの下流側エツジに於て導
管内の空間の比較的大きい割合に等しい深さを有してい
なければならないものと考えられる。また最良の結果は
谷の深さ方向が拡散の主要な方向に平行である場合に得
られるものと考えられるが、拡散の改善はプレート９１
４が第１２図に示された方向に対し垂直な方向の如きほ
ぼ任意の方向に配向された場合にも得られるものと考え
られる。As best shown in FIG. 12, diffusion occurs only in the direction of the long axis 912 of the ellipse. The minor axis of the ellipse is of constant length equal to the diameter of the outlet 908 of the supply conduit. Thus, diffuser 906 in this embodiment is a two-dimensional diffuser. Disposed within the supply conduit 902 is a corrugated plate 914 having a plurality of parallel valleys. Plate 914 supports long axis 9 of gas receiving conduit 804 having an oval cross-section.
Conduit 902 substantially along a radial plane perpendicular to 12
It extends in the direction across. Plate 914 is attached to conduit 902 at its side edges 920. The valley sidewalls 924 are preferably parallel to each other at the corrugated downstream edge 922 of the plate and are preferably parallel to the long axis 912 of the ellipse. The optimal size and configuration of the plate will need to be determined by experimentation using the teachings of the present invention as a guideline, but there must be at least two complete valleys on one side of the plate (12 In the illustrated embodiment, three valleys are provided), the valleys should have a depth at their downstream edges equal to a relatively large proportion of the space within the conduit. Conceivable. It is also believed that the best results are obtained when the depth direction of the valley is parallel to the main direction of diffusion, but the improvement in diffusion is
It is believed that the same result can also be obtained when 4 is oriented in almost any direction, such as a direction perpendicular to the direction shown in FIG.

第１１図及び°第１２図の導管９０２が２．０ｉｎ（５
、１ｃｍ）の直径を有しているものとすれば、プレート
９１４の寸法は１５″の谷の傾斜角θ、１．０ｉｎ（２
，５ｃｍ）の波の振幅Ａ１約０．３０ｉｎ（０，７６ｃ
ｍ）の谷の幅Ｗ１約３０１１　　（７゜６　ａｍ）のプ
レートの厚さである。The conduit 902 in FIGS. 11 and 12 is 2.0 in.
, 1 cm), the plate 914 has dimensions of 15" valley inclination angle θ, 1.0" (2 cm).
, 5cm) wave amplitude A1 about 0.30in (0.76c
m) The width of the valley W1 is approximately 3011 (7°6 am) and the thickness of the plate.

第１３図及び第１４図は触媒コンバータ装置の他の一つ
の実施例を示している。このコンバータ装置は図に於て
符号９５０により全体的に示されており、円筒形のガス
供給導管９５２と、断面楕円形のガス受取り導管９５４
と、これらの間に設けられた遷移導管であるディフュー
ザ９５６とを含んでいる。流体バルクの流れ方向が矢印
９５８により示されており、供給導管の軸線９６０に平
行である。ディフューザ９５６は供給導管の断面円形の
出口９６２より延在し、受取り導管の断面楕円形の入口
９６４まで滑らかに接続されており、受取り導管は内部
に図には示されていない触媒床を保持しており、該触媒
床の入口端面は入口９６４の平面に対応している。FIGS. 13 and 14 show another embodiment of the catalytic converter device. This converter device is indicated generally by the numeral 950 in the figures and includes a cylindrical gas supply conduit 952 and an oval cross-section gas receiving conduit 954.
and a diffuser 956, which is a transition conduit provided therebetween. The flow direction of the fluid bulk is indicated by arrow 958 and is parallel to the axis 960 of the supply conduit. A diffuser 956 extends from a circular cross-section outlet 962 of the supply conduit and smoothly connects to an oval cross-section inlet 964 of the receive conduit, which holds therein a catalyst bed not shown. The inlet end face of the catalyst bed corresponds to the plane of the inlet 964.

この実施例に於ては、コンバータ装置は第２図及び第３
図に示された二次元ディフューザと同様であるものと見
做される。かくして供給導管９５２内には一対の僅かに
湾曲した波形プレート９６６が配置されており、これら
のプレートは断面楕円形の受取り導管の短軸９６８に平
行であり且長軸９７０に垂直な径方向の線に実質的に平
行な方向に導管を横切って延在している。プレート９６
６は供給導管の表面に近接してこれより隔置された状態
に配置されており、径方向の線、即ち軸線９６８の上下
に配置されている。In this embodiment, the converter device is shown in FIGS.
It is considered to be similar to the two-dimensional diffuser shown in the figure. Thus, disposed within the supply conduit 952 are a pair of slightly curved corrugated plates 966 having a radial axis parallel to the minor axis 968 and perpendicular to the major axis 970 of the elliptical cross-section receiving conduit. extending across the conduit in a direction substantially parallel to the line. plate 96
6 are located adjacent to and spaced apart from the surface of the supply conduit and are located above and below a radial line or axis 968.

平面９７２は波形プレート９６６が使用されない場合に
二次元的な流れ方向の境界層の剥離が生じるディフュー
ザ９５６に沿う軸線方向の位置を示している。波形の下
流側エツジ９７４は流体の流れの剥離を平面９７２を越
えた位置に遅延させるべ（平面９７２よりその上流側に
隔置されなければならない。最良の結果は、距離りがプ
レート９６６の最大振幅の約１〜２倍である場合に得ら
れるものと考えられる。このことにより波形プレートに
より形成された大きいスケールの渦流がそれらが平面９
７２の位置に到達する前に十分に発達した状態になるこ
とを可能にする成る距離が与えられる。Plane 972 indicates the axial location along diffuser 956 where two-dimensional machine direction boundary layer separation would occur if corrugated plate 966 were not used. The downstream edge 974 of the corrugation should retard fluid flow separation beyond plane 972 (and should be spaced upstream of plane 972). This is thought to be obtained when the amplitude is approximately 1 to 2 times the amplitude of the large-scale eddy currents formed by the corrugated plates.
A distance is provided to allow for a fully developed condition before reaching position 72.

この実施例に於ては、上部プレート及び下部プレート９
６６の波形は互いに位相がずれた状態にある。波形は第
７図及び第８図の実施例に示されている如く同相の状態
にあってもよく、その場合には発生された渦流が互いに
結合し、これにより更に流体の混合が向上される。供給
導管９５２の直径が２ｉｎ（５，１Ｃｆｆｌ）であるも
のと仮定すれば、各プレート９６６の最大の振幅は約０
６５〜０゜７５ｉｎ（１，３〜１．　９ｃＩ１１）であ
ることが好ましい。In this embodiment, the upper plate and the lower plate 9
The 66 waveforms are out of phase with each other. The waveforms may be in phase, as shown in the embodiments of FIGS. 7 and 8, in which case the vortices generated couple with each other, which further improves fluid mixing. . Assuming that the diameter of the supply conduit 952 is 2 inches (5,1 Cffl), the maximum amplitude of each plate 966 is approximately 0.
It is preferably 65 to 0°75 in (1.3 to 1.9 cI11).

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、本発明はこれらの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。Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. This will be obvious to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はベース抗力を低減するために波形プレートを使
用することを示す解図である。 第１Ａ図は第１図の線ＩＡ−ＩＡに沿う断面図である。 第２図は本発明の特徴が組込まれた二次元ディフューザ
を示す断面図である。 第３図は第２図の線３−３に沿う断面図である。 第４図は第２図及び第３図に示された本発明の一つの実
施例及び従来技術につ、いて行われた試験の結果を示す
グラフである。 第５図は本発明の特徴が組込まれた軸対称のディフュー
ザの断面図である。 第６図は第５図の線６−６に沿う矢視図である。 第７図は本発明の特徴が組込まれた二次元段差状ディフ
ューザを示す断面図である。 第８図は第７図の線８−８に沿う矢視図である。 第９図は本願出願人と同゛−の出願人の出願にかかる特
願昭６３−　　　　　　　号に従って熱交換器の用途に
波形プレートを使用することを示す解図である。 第１０図は第９図の線１０−１０に沿う矢視図である。 第１１図は本発明の特徴が組込まれた触媒コンバータ装
置をその一部を破断して示す解図である。 第１２図は第１・１図の線１２−１２に沿う断面図であ
る。 第１３図は本発明の特徴が組込まれた触媒コンバータ装
置の他の一つの実施例をその一部を破断して示す解図。 第１４図は第１３図の線１４−１４に沿う断面図である
。 ２００・・・物品、２０２・・・上面、２０６・・・端
面。 ２０８・・・剥離線、２１０・・・波状の壁部材（波形
プレート）、２１２・・・支持部材、２１４・・・リー
ディングエツジ、２１６・・・トレーリングエツジ、２
１８・・・上面、２２０・・・下面、２２２・・・谷、
２２４・・・畝、２２６・・・谷、２２８．２３０・・
・渦流、２３２・・・谷、２３４・・・渦流、２３６・
・・谷、２３８・・・渦流。 ３００・・・導管、３０２・・・流体供給部、３０４・
・・ディフューザ部２３０８・・・側壁、３１２・・・
入口、３１４・・・波形プレー）、３１６・・・上壁、
３１８・・・下壁、３２０・・・脚、３２２・・・渦流
、４００・・・ディフューザ１４０２・・・壁部材、５
０２・・・導管、５０１・・・入口部、５０３・・・出
口部、５０４・・・側壁、５０７・・・土壁及び下壁、
８００・・・波形プレート、８０２・・・導管、８０６
．８０８・・・渦流、８１０・・・内壁面、９００・・
・触媒コンバータ装置、９０２・・・ガス供給導管、９
０４・・・ガス受取り導管、９０６・・・ディフューザ
、９０８・・・出口、９１０・・・入口、９１２・・・
長軸、９１４・・・波形プレート、９２０・・・側縁。 ９２２・・・下流側エツジ、９２４・・・谷の側壁、９
５０・・・触媒コンバータ装置、９５２・・・ガス供給
導管。 ９５４・・・ガス受取り導管、９５６・・・ディフュー
ザ。 ９６２・・・出口、９６４・・・人口、９６６・・・波
形プレー）、９６８・・・短軸、９７０・・・長軸、９
７４・・・下流側エツジ 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ＦＩＧ、１０FIG. 1 is an illustration showing the use of corrugated plates to reduce base drag. FIG. 1A is a cross-sectional view taken along line IA--IA in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of a two-dimensional diffuser incorporating features of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. FIG. 4 is a graph showing the results of tests conducted on one embodiment of the present invention and the prior art shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 5 is a cross-sectional view of an axisymmetric diffuser incorporating features of the present invention. FIG. 6 is a view taken along line 6--6 in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a two-dimensional stepped diffuser incorporating features of the present invention. FIG. 8 is a view taken along line 8--8 of FIG. 7. FIG. 9 is an illustration showing the use of corrugated plates for heat exchanger applications according to Japanese Patent Application No. 1983 filed by the same applicant as the present applicant. FIG. 10 is a view taken along line 10-10 in FIG. 9. FIG. 11 is an exploded view, partially cut away, of a catalytic converter device incorporating features of the present invention. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line 12--12 of FIG. FIG. 13 is an exploded view, partially cut away, of another embodiment of a catalytic converter device incorporating the features of the present invention. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line 14--14 of FIG. 13. 200... Article, 202... Top surface, 206... End surface. 208... Peeling line, 210... Wavy wall member (corrugated plate), 212... Supporting member, 214... Leading edge, 216... Trailing edge, 2
18... Upper surface, 220... Lower surface, 222... Valley,
224...ridge, 226...valley, 228.230...
・Eddy current, 232...Valley, 234...Eddy current, 236・
... Valley, 238... Eddy current. 300... conduit, 302... fluid supply section, 304...
...Diffuser part 2308...Side wall, 312...
Entrance, 314... waveform play), 316... upper wall,
318... Lower wall, 320... Leg, 322... Vortex, 400... Diffuser 1402... Wall member, 5
02... Conduit, 501... Inlet part, 503... Outlet part, 504... Side wall, 507... Earth wall and lower wall,
800... Corrugated plate, 802... Conduit, 806
．． 808... Vortex, 810... Inner wall surface, 900...
- Catalytic converter device, 902... gas supply conduit, 9
04... Gas receiving conduit, 906... Diffuser, 908... Outlet, 910... Inlet, 912...
Long axis, 914... Corrugated plate, 920... Side edge. 922...Downstream edge, 924...Valley side wall, 9
50... Catalytic converter device, 952... Gas supply conduit. 954... Gas receiving conduit, 956... Diffuser. 962...Exit, 964...Population, 966...Waveform play), 968...Short axis, 970...Long axis, 9
74... Downstream Edge Patent Applicant United Chikunoro Seeds Corporation Agent Patent Attorney Akashi
Takeshi MasaFIG, 10

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）拡散装置にして、下流側方向へ流体を搬送する導
管であって、該導管の流路内面を郭定する壁手段を有す
る導管を含み、前記導管は第一の流路断面積の出口端部
を有する上流側流体搬送部と、前記第一の流路断面積よ
りも大きい第二の流路断面積の入口端部を有する下流側
の流体受取り部とを含み、前記壁手段は前記出口端部と
前記入口端部とを接続し、これにより流体が前記出口端
部より前記流体受取り部内へ流れる際に流体が拡散する
ようになっており、前記拡散装置は更に前記出口端部よ
り上流側にて前記流体搬送部内に配置された薄い渦流発
生壁部材を含み、前記壁部材は互いに対向し下流側方向
へ延在する流れ面と上流側エッジと下流側エッジとを有
し、前記壁部材は流体バルクの流れ方向に延在し前記流
路内面より隔置され前記下流側エッジにて終わる複数個
の互いに隣接し互いに交互に配列されたＵ形の畝及び谷
を含み、前記谷の深さ及び前記畝の高さは前記流体バル
クの流れ方向に増大しており、前記谷及び前記畝の形状
及び寸法は各谷が前記出口端部の下流側に一対の互いに
隣接する大きいスレールの渦流を形成するよう選定され
ており、各谷により形成される前記一対の互いに隣接す
る渦流は下流側方向へ延在する対応する軸線の周りに互
いに逆方向に回転するよう構成された拡散装置。(1) A conduit for conveying a fluid in the downstream direction as a diffusion device, the conduit including a wall means defining an inner surface of the flow path of the conduit, the conduit having a first cross-sectional area of the flow path. an upstream fluid-conveying portion having an outlet end and a downstream fluid-receiving portion having an inlet end having a second flow cross-sectional area greater than the first flow cross-sectional area; the outlet end and the inlet end are connected such that fluid diffuses as the fluid flows from the outlet end into the fluid receiving portion, the diffusion device further connecting the outlet end with the inlet end; a thin vortex-generating wall member disposed in the fluid conveying section on the more upstream side, the wall member having a flow surface facing each other and extending in the downstream direction, an upstream edge, and a downstream edge; The wall member includes a plurality of adjacent and alternating U-shaped ridges and valleys extending in the flow direction of the fluid bulk and spaced apart from the inner surface of the channel and terminating at the downstream edge; The depth of the troughs and the height of the ridges increase in the flow direction of the fluid bulk, and the shape and dimensions of the troughs and the ridges are such that each trough is larger than a pair of adjacent ridges downstream of the outlet end. A diffusion vortex is selected to form a sleel vortex, and the pair of adjacent vortices formed by each trough are configured to rotate in opposite directions about corresponding axes extending in a downstream direction. Device. （２）第一の流路断面積の出口を有するガス供給導管と
、前記第一の流路断面積よりも大きい第二の流路断面積
の入口を有し、前記ガス供給導管の前記出口より下流側
に隔置され、内部に触媒床を含むガス受取り導管と、前
記出口を前記入口に接続する流れ面を有するディフュー
ザを郭定する中間導管とを含む触媒コンバータ装置にし
て、前記出口端部より上流側にて前記ガス供給導管内に
配置された薄い渦流発生壁部材を含み、前記壁部材は互
いに対向し下流側方向へ延在する流れ面と上流側エッジ
と下流側エッジとを有し、前記壁部材は流体バルクの流
れ方向に延在し前記流路内面より隔置され前記下流側エ
ッジにて終わる複数個の互いに隣接し互いに交互に配列
されたＵ形の畝及び谷を含み、前記谷の深さ及び前記畝
の高さは前記流体バルクの流れ方向に増大しており、前
記谷及び前記畝の形状及び寸法は各谷が前記出口の下流
側にて前記中間導管内に一対の互いに隣接する大きいス
ケールの渦流を形成するよう選定されており、各谷によ
り形成される前記一対の互いに隣接する渦流は下流側方
向へ延在する対応する軸線の周りに互いに逆方向に回転
するよう構成された拡散装置。(2) a gas supply conduit having an outlet having a first flow cross-sectional area and an inlet having a second flow cross-sectional area larger than the first flow cross-sectional area; the outlet of the gas supply conduit; a catalytic converter apparatus comprising a gas receiving conduit spaced further downstream and containing a catalyst bed therein; and an intermediate conduit defining a diffuser having a flow surface connecting the outlet to the inlet; a thin vortex-generating wall member disposed in the gas supply conduit upstream of the section, the wall member having flow surfaces facing each other and extending in a downstream direction, an upstream edge, and a downstream edge; and the wall member includes a plurality of adjacent and alternating U-shaped ridges and valleys extending in the flow direction of the fluid bulk, spaced apart from the inner surface of the flow path, and terminating at the downstream edge. , the depth of the troughs and the height of the ridges increase in the flow direction of the fluid bulk, and the shape and dimensions of the troughs and the ridges are such that each trough extends into the intermediate conduit downstream of the outlet. selected to form a pair of adjacent large-scale vortices, the pair of adjacent vortices formed by each trough rotating in opposite directions about corresponding axes extending in a downstream direction. A diffusion device configured to.
JP63164069A 1987-12-15 1988-06-30 Housing device for diffuser and catalytic converter Expired - Fee Related JP2678466B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US132,395 1987-12-15
US07/132,395 US4971768A (en) 1987-11-23 1987-12-15 Diffuser with convoluted vortex generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01172603A true JPH01172603A (en) 1989-07-07
JP2678466B2 JP2678466B2 (en) 1997-11-17

Family

ID=22453840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63164069A Expired - Fee Related JP2678466B2 (en) 1987-12-15 1988-06-30 Housing device for diffuser and catalytic converter

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0321379B1 (en)
JP (1) JP2678466B2 (en)
KR (1) KR960013199B1 (en)
DE (2) DE321379T1 (en)
YU (1) YU111888A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007222798A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Hitachi Zosen Corp Ammonia gas homogeneously-mixing device in denitrification reaction device

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110560A (en) * 1987-11-23 1992-05-05 United Technologies Corporation Convoluted diffuser
US5058381A (en) * 1990-01-24 1991-10-22 General Motors Corporation Low restriction exhaust treatment apparatus
US5230369A (en) * 1990-12-24 1993-07-27 United Technologies Corporation Structure to reduce turning losses in angled conduit
DE69108881T2 (en) * 1990-12-24 1995-08-24 United Technologies Corp Mechanism to reduce pressure drops in elbows.
US5327940A (en) * 1992-03-09 1994-07-12 United Technologies Corporation Mechanism to reduce turning losses in angled conduits
US5230656A (en) * 1992-08-05 1993-07-27 Carrier Corporation Mixer ejector flow distributor
US5918465A (en) * 1995-02-03 1999-07-06 Bmw Rolls-Royce Gmbh Flow guiding body for a gas turbine combustion chamber
DE19757187A1 (en) * 1997-12-22 1999-06-24 Abb Research Ltd Method and device for energy enrichment in a boundary layer adjacent to a flow-around surface
DE59807195D1 (en) 1998-11-06 2003-03-20 Alstom Switzerland Ltd Flow channel with cross-sectional jump
JP5489432B2 (en) * 2008-08-12 2014-05-14 三菱重工業株式会社 Exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment system
JP5523807B2 (en) * 2009-08-05 2014-06-18 三菱重工業株式会社 Exhaust gas treatment equipment
EP2522912B1 (en) * 2011-05-11 2019-03-27 Ansaldo Energia Switzerland AG Flow straightener and mixer
RU2550370C2 (en) * 2011-05-11 2015-05-10 Альстом Текнолоджи Лтд Centrifugal nozzle with projecting parts
DE102012221342A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-22 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Flow guide device for distributing gas flow i.e. effluent stream, in e.g. metering pump, of motor car, has two face portions arranged in direction of flow of gas and curved along connecting line in connection
RU2692058C1 (en) * 2018-06-08 2019-06-20 Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") Method of protecting radar stations from small-size unmanned aerial vehicles and device for its implementation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5572901A (en) * 1978-11-17 1980-06-02 Tno Fluid diffuser
JPS62283203A (en) * 1986-04-30 1987-12-09 ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン Diffuser

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3870772A (en) * 1969-10-27 1975-03-11 Gaf Corp 2-Chloroethyl-phosphonothioic esters and thioesters
US3827461A (en) * 1972-11-21 1974-08-06 Worthington Pump Int Inc Stream filament mixer for pipe flow
US3953176A (en) * 1973-05-22 1976-04-27 Texas Instruments Incorporated Catalytic converter
DE2843365C2 (en) * 1978-10-05 1986-07-31 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Inlet connection for the uniform introduction of combustion engine exhaust gases
SE450274B (en) * 1985-12-13 1987-06-15 Saab Scania Ab CATALYST HOUSING INCLUDING IN A VEHICLE EXHAUST SYSTEM

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5572901A (en) * 1978-11-17 1980-06-02 Tno Fluid diffuser
JPS62283203A (en) * 1986-04-30 1987-12-09 ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン Diffuser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007222798A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Hitachi Zosen Corp Ammonia gas homogeneously-mixing device in denitrification reaction device

Also Published As

Publication number Publication date
DE3853466T2 (en) 1995-08-03
KR960013199B1 (en) 1996-09-30
EP0321379A2 (en) 1989-06-21
YU111888A (en) 1990-12-31
EP0321379A3 (en) 1991-07-10
DE3853466D1 (en) 1995-05-04
EP0321379B1 (en) 1995-03-29
DE321379T1 (en) 1989-12-07
KR890010477A (en) 1989-08-09
JP2678466B2 (en) 1997-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4971768A (en) Diffuser with convoluted vortex generator
EP0410924B1 (en) Catalytic Converter
JPH01172603A (en) Diffusion equipment and catalyst converter device
US5058703A (en) Automotive exhaust noise attenuator
JP2855430B2 (en) Fluid dynamic pump
KR101579141B1 (en) Channel system
US6190784B1 (en) Conical honeycomb body with longitudinal structures
US8257658B2 (en) Reactor with jet impingment heat transfer
US4815531A (en) Heat transfer enhancing device
US6187274B1 (en) Turbulence inducer in a catalytic converter channel
JP5539352B2 (en) Channel system
JPH08291988A (en) Structure of heat exchanger
JPH01142210A (en) Catalyst converter device
WO2007078240A1 (en) Channel system
US6589910B1 (en) Catalytic converter substrate
EP0244335B1 (en) Diffuser
JPS63194193A (en) Heat transfer improving device
CN114321016B (en) Two-dimensional serrated groove device similar to shark skin
JPS6350483Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees