(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下流側に向かうにしたがって中心軸線に直交する断面積が大きくなる環状流路を形成する内側環状壁部及び外側環状壁部を有するディフューザにおいて、
前記内側環状壁部と前記外側環状壁部との少なくとも一方が二重壁部に形成され、
該二重壁部を構成する二つの壁部のうちの前記環状流路に面する一方の壁部の少なくとも一部が前記流体の一部の通過を許容する多孔孔を有する多孔壁部により構成されるとともに、
前記二重壁部の間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する吸引部を備え、
前記吸引部は、前記環状流路の周回り方向の同一円周上に複数設けられており、
前記内側環状壁部と前記外側環状壁部とに前記二重壁部が形成され、前記各二重壁部の前記多孔壁部間に跨るように支柱が配置され、前記支柱に前記内側環状壁部側の前記二重壁部間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する吸引部が設けられている
ことを特徴とするディフューザ。
【請求項２】
下流側に向かうにしたがって中心軸線に直交する断面積が大きくなる環状流路を形成する内側環状壁部及び外側環状壁部を有するディフューザにおいて、
前記内側環状壁部と前記外側環状壁部との少なくとも一方が二重壁部に形成され、
該二重壁部を構成する二つの壁部のうちの前記環状流路に面する一方の壁部の少なくとも一部が前記流体の一部の通過を許容する多孔孔を有する多孔壁部により構成されるとともに、
前記二重壁部の間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する少なくとも一つの吸引部を備え、
前記内側環状壁部と前記外側環状壁部とに前記二重壁部が形成され、前記各二重壁部の前記多孔壁部間に跨るように支柱が配置され、前記支柱に前記内側環状壁部側の前記二重壁部間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する吸引部が設けられている
ことを特徴とするディフューザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下流側に向かうにしたがって中心軸線に直交する断面積が大きくなる環状流路を形成する内側環状壁部及び外側環状壁部を有するディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下流側に向かうにしたがって中心軸線に直交する断面積が大きくなる環状流路を形成する内側環状壁部及び外側環状壁部を有するディフューザが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、このような環状流路を備えたディフューザの一例を示す要部の断面図である。ディフューザ１は、略円筒形状の内側環状壁部２と、内側環状壁部２の外側に位置する外側環状壁部３と、各壁部１，２によって形成された環状流路４と、を備えている。また、環状流路４の上流側に連通する流路には静翼（又は整流板）５が形成されている。
【０００４】
外側環状壁部３は、そのディフューザ入口で上流側の流路と連通し、ディフューザ入口から下流側に向かって内側環状壁部２から徐々に離間するように傾斜している。この際の傾斜角度は、例えば、ディフューザ入口から流入した流体の減速割合に応じて、中心軸線Ｑに直交する環状流路４の断面積が下流側に向うほどに大きくなるように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１０７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、外側環状壁部３の上流側端部であるディフューザ入口から下流側に向って流体の流速を圧力上昇に変換する過程で、壁付近の境界層はディフューザ入口側の速度分布６で示す壁付近の境界層６ａから出口側の速度分布７で示す壁付近の境界層７ａへと徐々に厚みを増していく傾向がある。
【０００７】
一般に、ディフューザ１の性能は、静圧上昇係数（＝ディフューザ入口・出口の静圧上昇量／ディフューザ入口動圧）で評価されるが、高い静圧上昇係数を実現するには壁面から流体の流れを剥離させずにディフューザ入口から出口側にまで流体を流す必要がある。そのため、急な圧力勾配が発生しないよう、できるだけディフューザ入口から出口までの距離（流路長）を確保するのが望ましい。
【０００８】
すなわち、ディフューザ１を短くすると、短い流路長でディフューザ入口から出口までの圧力が変化するため、常に出口側が高圧となる減速流れの場合では、境界層が厚い出口側は流れが剥離し易くなる。
【０００９】
他方、このような剥離を抑制するために、性能を重視した長い流路長のディフューザ１とした場合には、ハードウェアの製作コストが大きくなるうえ、装置本体を設置するための設置スペースを長く必要とするという問題が生じていた。
【００１０】
そこで、本発明は、流路長を短縮し得て、設置スペースの制限を緩和することができるディフューザを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明のディフューザは、下流側に向かうにしたがって中心軸線に直交する断面積が大きくなる環状流路を形成する内側環状壁部及び外側環状壁部を有するディフューザにおいて、前記内側環状壁部と前記外側環状壁部との少なくとも一方が二重壁部に形成され、該二重壁部を構成する二つの壁部のうちの前記環状流路に面する一方の壁部の少なくとも一部が前記流体の一部の通過を許容する多孔孔を有する多孔壁部により構成されるとともに、前記二重壁部の間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する吸引部を備え、前記吸引部は、前記環状流路の周回り方向の同一円周上に複数設けられており、前記内側環状壁部と前記外側環状壁部とに前記二重壁部が形成され、前記各二重壁部の前記多孔壁部間に跨るように支柱が配置され、前記支柱に前記内側環状壁部側の前記二重壁部間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する吸引部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、多孔孔から壁面付近の流体の一部を吸引することにより、境界層を薄くすることができ、流路長を短縮し得て、設置スペースの制限を緩和することができる。
【００１３】
本発明のディフューザは、下流側に向かうにしたがって中心軸線に直交する断面積が大きくなる環状流路を形成する内側環状壁部及び外側環状壁部を有するディフューザにおいて、前記内側環状壁部と前記外側環状壁部との少なくとも一方が二重壁部に形成され、該二重壁部を構成する二つの壁部のうちの前記環状流路に面する一方の壁部の少なくとも一部が前記流体の一部の通過を許容する多孔孔を有する多孔壁部により構成されるとともに、前記二重壁部の間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する少なくとも一つの吸引部を備え、前記内側環状壁部と前記外側環状壁部とに前記二重壁部が形成され、前記各二重壁部の前記多孔壁部間に跨るように支柱が配置され、前記支柱に前記内側環状壁部側の前記二重壁部間から前記多孔壁部を通過した前記流体を吸引する吸引部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、内側環状壁部側の二重壁部と外側環状壁部の二重壁部の双方から独立して効率良く流体の一部を吸引することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のディフューザは、境界層を薄くすることができ、流路長を短縮し得て、設置スペースの制限を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、実施の形態１に係るディフューザの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、（Ａ）は多孔壁部の一例を示す要部の断面図、（Ｂ）は多孔孔の一例を示す説明図、（Ｃ）は多孔孔の他例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、（Ａ）は多孔壁部の他例を示す要部の断面図、（Ｂ）は多孔孔の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、（Ａ）は実施の形態２に係るディフューザの断面図、（Ｂ）は支柱の説明図である。
【図５】従来のディフューザを示し、（Ａ）はディフューザの断面図、（Ｂ）はディフューザ入口側の境界層の説明図、（Ｃ）は出口側の境界層の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の一実施形態に係るディフューザについて、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明のディフューザにおける好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、実施の形態１に係るディフューザの断面図、図２は本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、図２（Ａ）は多孔壁部の一例を示す要部の断面図、図２（Ｂ）は多孔孔の一例を示す説明図、図２（Ｃ）は多孔孔の他例を示す説明図、図３は本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、図３（Ａ）は多孔壁部の他例を示す要部の断面図、図３（Ｂ）は多孔孔の断面図である。
【００１９】
図１において、本実施の形態１に係るディフューザ１０は、略円筒形状の内側環状壁部１１と、内側環状壁部１１の外側に位置する外側環状壁部１２と、各壁部１１，１２によって形成された環状流路１３と、を備えている。また、環状流路１３の上流側に連通する流路には静翼（又は整流板）１４が形成されている。
【００２０】
内側環状壁部１１は断面略水平（直線状）とされ、外側環状壁部１２は、段差部１２ａが形成されたディフューザ入口で上流側の流路と連通し、ディフューザ入口から下流側に向かって内側環状壁部１１から徐々に離間するように傾斜している。この際の傾斜角度は、例えば、ディフューザ入口から流入した流体の減速割合に応じて、中心軸線Ｑに直交する環状流路４の断面積が下流側に向うほどに大きくなるように設定されている。
【００２１】
外側環状壁部１２の内側、即ち、環状流路１３に面する側には、流体の一部の通過を許容する多孔孔１５ａを有する多孔壁部１５が配置され、外側環状壁部１２とで二重壁部１６を構成している。また、外側環状壁部１２には、ダクト状の吸引部１７が形成されており、この吸引部１７に図示を略するバキューム装置（ポンプやファン等）の吸引管を接続することで二重壁部１６の間から多孔壁部１５を通過した流体を外部に向けて強制的に吸引することができる。
【００２２】
多孔孔１５ａは、多孔壁部１５の全体または一部に形成することができ、例えば、図２（Ａ）に示すように、外側環状壁部１２のうち環状流路１３の上流側（ディフューザ入口側）のみに形成してもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、周方向と経路方向（中心軸線Ｑの軸線方向）とに均等な格子状に設けても良いし、図２（Ｃ）に示すように、千鳥状に設けても良い。
【００２３】
また、多孔孔１５ａは、例えば、図３（Ａ）に示すように、外側環状壁部１２のうち環状流路１３の上流側（ディフューザ入口側）付近と中央付近とに形成し、図３（Ｂ）に示すように、ディフューザ入口側の多孔孔１５ａの孔径よりも中央付近の多孔孔１５ａの孔径を小径としても良い。なお、孔径は下流側に向けて段階的に小さくしても良いし、連続的に小さくしても良い。また、孔径を変える代わりに、孔の数を下流側に向うほど少なくしても良い。
【００２４】
吸引部１７は、環状流路１３の周回り方向の同一円周上に少なくとも一つ以上に設けられている。また、吸引部１７は、環状流路１３の上流側から下流側に複数設けてもよい。尚、吸引部１７の設置数や場所（間隔）等は任意である。また、バキューム装置の吸引力は、環状流路１３を流れる流体の速度等を考慮して多孔壁部１５の近傍（境界層底部）を通過する低速度の流体の一部を外部に吸引することができる程度とされる。したがって、吸引部１７を外側環状壁部１２の複数個所に配置した場合、その環状流路１３の周回り方向に関しては略同一径、流路方向に関しては下流側に向うほど細径とするのが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、環状流路１３を流れる流体は、多孔壁部１５の近傍を通過する流体の一部がバキューム装置の吸引によって多孔孔１５ａから吸引される。
【００２６】
したがって、環状流路１３を流れる流体は、その流速を圧力上昇に変換する過程で、多孔壁部１５の近傍の境界層を小さく（薄く）することができる。これより、環状流路１３の径方向に速度一定の理想的な流れ場を形成することができ、静圧上昇係数を向上することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の一実施形態に係るディフューザを示し、（Ａ）は実施の形態２に係るディフューザの断面図、（Ｂ）は支柱の断面図である。なお、上記実施の形態１と同一の構成には同一の符合を付してその説明を省略する。
【００２８】
図４に示すように、実施の形態２に係るディフューザ２０は、内側環状壁部１１の外側（環状流路１３側）に多孔孔１５ａを有する多孔壁部１５が設けられ、内側環状壁部１１とで二重壁部１６を構成している。
【００２９】
また、環状流路１３には、内側環状壁部１１の多孔壁部１５と外側環状壁部１２の多孔壁部１５とに跨るように断面視翼形状の支柱２１が配置されている。この支柱２１の内部には内側環状壁部１１の二重壁部１６の間から多孔壁部１５を通過した流体を吸引するように一端が二重壁部１６の間の空間に連通する吸引部２２が設けられている。この吸引部２２は、そのまま外側環状壁部１２を貫通し、図示を略するバキューム装置に接続されている。なお、支柱２１の断面形状は翼形状に限られることはなく、円形状、楕円形状、多角形状など、他の断面形状でも構わない。
【００３０】
このような構成によれば、環状流路１３を流れる流体は、内側の多孔壁部１５及び外側の多孔壁部１５のそれぞれを多孔壁部１５の近傍を通過する流体の一部がバキューム装置の吸引によって多孔孔１５ａから吸引され、上記実施の形態１と同様の効果を達成することができる。
【００３１】
（その他の応用例）
ところで、多孔壁部１５の材質は内側環状壁部１１または外側環状壁部１２と同一であるものの他、パンチングメタルや発泡メタルでも良い。また、多孔孔１５ａは、図２（Ｃ）に示した千鳥状とするのがより好ましい。これは、多孔孔１５ａの開口率が同じであれば、周方向を列とした場合に、上流側と下流側とで隣接する列で多孔孔１５ａが経路方向で隣接しないので、更に次列までの距離を確保することができ（図２におけるＬ２＞Ｌ１）、上流側の多孔孔１５ａで吸引作用に伴って発生した流体の乱れの影響を下流側の多孔孔１５ａが受け難く、同じ動力（バキューム装置）であってもより多くの流体を吸引することができる。尚、孔形状は真円若しくは楕円とするのが好ましい。
【００３２】
また、二重壁部１６の間の空間を、経路方向や周方向に仕切る一つ以上の仕切板を設けることによって、複数の吸引区間に区切っても良い。これにより、各吸引区間を個別に吸引することでより精密な境界層制御が可能となり、静圧上昇係数を更に向上することができる。この際、複数の吸引区間は、均等に分割しても良いし、例えば、各吸引区間の境界層が均等となるように、上流側と下流側とで吸引区間の容積を調整しても良い。
【００３３】
また、図３に示したように、上流側と下流側とで孔径（又は数）を変えた場合には、環状流路１３の下流側では上流側ほど一様流の重要度が高くないので、そこでの吸引は上流側よりも少なくても良い。そして、その吸引量が少なくても良い部位には多孔孔１５ａを形成せず、吸引量の大小をコントロールすれば、二重壁部１６の間の空間に仕切を設けることにより、吸引区間を区切って吸引量を変えるよりも低コストで吸引量分布の制御を容易に行うことができる。
【００３４】
また、粗密（開口率・開口径）の異なる多孔孔１５ａを規則的又は不規則に配置しても良い。この場合、開口率を上流側は密（を多く）に、下流側は粗（を多く）にすることで上述した効果を達成することができる。
【００３５】
また、内側環状壁部１１は、断面略水平（略円筒形状）である必要はなく、下流側に向けて流路断面積が大きくなれば、どのような形状であっても良い。また、外側環状壁部１２や多孔壁部１５も含めて、直線状には限られず、曲線状でも良い。さらに、多孔壁部１５（二重壁部１６）は、内側環状壁部１１にのみ設けても良い。
【００３６】
このように、本発明のディフューザ１０，２０にあっては、下流側に向かうにしたがって中心軸線Ｑに直交する断面積が大きくなる環状流路１３を形成する内側環状壁部１１及び外側環状壁部１２を有し、内側環状壁部１１と外側環状壁部１２の少なくとも一方と、環状流路１３に面し且つ流体の一部の通過を許容する多孔孔１５ａを少なくとも一部に有する多孔壁部１５と、で二重壁部１６を構成すると共に、二重壁部１６の間から多孔壁部１５を通過した流体を吸引する少なくとも一つの吸引部１７を備えることにより、環状流路１３の流路長を短縮し得て、設置スペースの制限を緩和することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ディフューザ
１１…内側環状壁部
１２…外側環状壁部
１３…環状流路
１５…多孔壁部
１５ａ…多孔孔
１６…二重壁部
１７…吸引部
【図１】
0005901131.tif 000002
【図２】
0005901131.tif 000003
【図３】
0005901131.tif 000004
【図４】
0005901131.tif 000005
【図５】
0005901131.tif 000006