ディフューザ
【課題】流れの剥離を抑制して圧力損失を最小限に抑え、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができるディフューザを提供する。
【解決手段】ディフューザ１０は、入口１１近傍の内壁面に、気流を周方向に取り囲むように気流発生装置４０が配置されている。気流発生装置４０は、流路の内壁の所定位置に配置され、固体からなる誘電体および誘電体を介して離間して配置された一対の電極から構成される気流発生部と、一対の電極間に電圧を印加可能な放電用電源とを備える。
【解決手段】ディフューザ１０は、入口１１近傍の内壁面に、気流を周方向に取り囲むように気流発生装置４０が配置されている。気流発生装置４０は、流路の内壁の所定位置に配置され、固体からなる誘電体および誘電体を介して離間して配置された一対の電極から構成される気流発生部と、一対の電極間に電圧を印加可能な放電用電源とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路断面が徐々に増加するディフューザに関し、特に、流路内における流れを制御可能なディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディフューザは、流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換する装置であり、流路出口に向かって流路断面が徐々に増加する広がり管である。ディフューザの役割は、最小限の圧力損失で流体を通過させ、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことにある。通常、ディフューザは、流路断面積が小さな配管と流路断面積が大きな配管とを接続する際に、急激な流路断面積の増大による圧力損失を抑制するために、流路断面積が小さな配管と流路断面積が大きな配管との間に介在される。
【０００３】
このようにディフューザを介在させる場合、ディフューザの広がり角度が１０度程度に小さく構成されているときには、圧力損失を最小限に抑え、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができるが、所望の流路断面積まで拡大するのにディフューザを長くする必要があり、広い設置スペースを必要とする。一方、ディフューザの広がり角度を上記角度よりも大きくすると、ディフューザの長さは短くすることができるが、流れが壁面から剥離することにより圧力損失が増加し、さらに流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができず、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができない。
【０００４】
そこで、ディフューザの壁面に沿って噴流を強制的に供給し、この二次的な流れによって、全体の流れパターンを変えて流れの剥離を遅らせ、さらにコア流れを壁面方向に広げてより大きな静圧回復を図った技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６２７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の圧力損失を抑制する技術では、ディフューザの壁面に沿って噴流を供給しなければならず、これを実現する装置が煩雑になり、さらに装置が高価になるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、流れの剥離を抑制して圧力損失を最小限に抑え、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導く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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、主流方向に徐々に流路の断面積が増加するディフューザであって、前記流路の内壁の所定位置に配置され、固体からなる誘電体および当該誘電体を介して離間して配置された一対の電極から構成される気流発生部と、前記一対の電極間に電圧を印加可能な電圧印加機構とを具備することを特徴とするディフューザが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のディフューザによれば、流れの剥離を抑制して圧力損失を最小限に抑え、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のディフューザを備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のディフューザを備えた他の流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【図３】誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置を模式的に示した斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示した図である。
【図５】複数の電極を設ける場合における、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置の断面を模式的に示した図である。
【図６】誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置の断面を模式的に示した図である。
【図７】コロナ放電により気流を発生させる気流発生装置の断面を模式的に示した図である。
【図８】本発明に係る第１の実施の形態のディフューザに係り、他の形状のディフューザを備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【図９】本発明に係る第２の実施の形態のディフューザを備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る第１の実施の形態のディフューザ１０を備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。図２は、本発明に係る第１の実施の形態のディフューザ１０を備えた他の流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。図３は、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置４０を模式的に示した斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面を示した図である。図５は、複数の電極４２を設ける場合における、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置４０の断面を模式的に示した図である。図６は、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置４０の断面を模式的に示した図である。図７は、コロナ放電により気流を発生させる気流発生装置４０の断面を模式的に示した図である。図８は、本発明に係る第１の実施の形態のディフューザに係り、他の形状のディフューザ７０を備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【００１３】
図１に示すように、第１の実施の形態のディフューザ１０は、小断面積の上流側流送管２０と大断面積の下流側流送管３０との間を連結し、主流方向すなわち下流側流送管３０方向に、徐々に流路断面積を増加させている。また、ディフューザ１０内であって、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面には、気流を周方向に取り囲むように気流発生装置４０が配置されている。この気流発生装置４０は、ディフューザ１０の入口１１近傍における内壁面の周方向に所定の間隔をあけて複数配置されることが好ましい。このように、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面に気流発生装置４０を配置することで、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができる。なお、本発明に係るディフューザ１０に導かれる流体は気体である。また、ディフューザ１０の流路断面の形状は、特に限定されるものではなく、例えば円形、矩形などで構成される。
【００１４】
また、下流側流送管３０を備えない場合には、下流側流送管３０を有する場合に比べて、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことが困難となる。しかしながら、このような場合には、図２に示すように、ディフューザ１０内であって、ディフューザ１０の出口１２近傍における内壁面の周方向に所定の間隔をおいて気流発生装置４０を複数配置することが好ましい。これによって、下流側流送管３０を備えない場合においても、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことが可能となる。なお、この場合、ディフューザ１０の出口１２近傍に気流発生装置４０を配置することで、ディフューザ１０の出口１２の流路断面において十分に一様に分布した流れが得られる場合には、ディフューザ１０の入口１１近傍に気流発生装置４０が配置しなくてもよい。
【００１５】
ここで、ディフューザ１０の入口１１近傍および出口１２近傍に配置する気流発生装置４０は、内壁面の周方向に所定の間隔をおいて、かつ主流方向に複数段配置してもよい。
【００１６】
また、気流発生装置４０は、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁面にさらに配置してもよい。このように気流発生装置４０を配置することで、流れの剥離を抑制することができ、ディフューザ１０内における圧力損失を抑制することができる。
【００１７】
ここで、気流発生装置４０の構成について説明する。
【００１８】
まず、誘電体バリア放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０について説明する。
【００１９】
図３および図４に示すように、気流発生装置４０は、誘電体４１の表面と同一面に露出された電極４２と、この電極４２と誘電体４１の表面からの距離を異にし、かつ誘電体４１の表面と水平な方向にずらして離間され、誘電体４１内に埋没された電極４３と、ケーブル４４を介して電極４２、４３間に電圧を印加する放電用電源４５とを備えている。
【００２０】
誘電体４１は、公知な固体の誘電材料で構成される。誘電体４１を構成する材料として具体的には、電気的絶縁材料である、例えば、アルミナ、ガラス、マイカ、シリコン・ゴム、テフロン（登録商標）などの無機絶縁物、ポリイミド、エポキシなどの有機絶縁物などが挙げられるが、これらに限られるものではなく、気流発生装置４０が使用される環境下において公知な固体の誘電材料から適宜に選択される。
【００２１】
電極４２、４３は、棒状や板状等の導電性材料で構成され、例えば、銅板等で構成される。電極４２、４３として銅板を用いることで、電極４２、４３の厚さを薄くすることができ、電極４２、４３および誘電体４１で構成される気流発生部の厚さを数百μｍ以下に構成することが容易に可能となる。このように、電極４２、４３および誘電体４１で構成される気流発生部の厚さを薄くすることができるので、気流発生部は、ディフューザ１０の内壁面上に設置されても、流れに影響を及ぼすことはない。なお、図１および図２に示すように、気流発生部の厚さに対応してディフューザ１０の内壁面に凹部を設け、この凹部に気流発生部を設置し、気流発生部がディフューザ１０の内壁面と同一面に露出されるように配置されることがより好ましい。また、図４に示した気流発生装置４０では、電極４２を誘電体４１の表面と同一面に露出するように構成されているが、電極４２の厚さを薄くすることができるので、例えば、電極４２を誘電体４１の表面上に配置してもよい。
【００２２】
放電用電源４５は、電圧印加機構として機能し、電極４２、４３間に電圧を印加するものである。放電用電源４５からは、例えば、正極性および／または負極性の電圧を断続的に出力するパルス状の出力電圧、正極性および負極性のパルス状の電圧を交互に出力する交番電圧、交流状（正弦波、断続正弦波）の波形を有する出力電圧などが出力される。また、放電用電源４５は、例えば、出力電圧に強弱をつけて出力するなど、電圧値を調整しながら電極４２、４３間に電圧を印加してもよい。具体的には、例えば、所定のデューティー比で正極性および負極性の電圧を交互に断続的に出力する際、初めから２パルスは高出力とし、それに続く２パルスをその半分の出力とし、この高出力の２パルスとその半分の出力の２パルスの組み合わせを繰り返し印加する制御などが挙げられる。なお、これに限られるものではなく、電圧の制御は、使用条件や用途などに応じて適宜に設定可能である。
【００２３】
ここで、１つの気流発生装置４０に複数の電極４２を配置して、複数の気流発生部を構成する場合には、図５に示すように、電極４３を複数の電極４２に対応する位置まで広範囲に延設し、電極４２の気流を発生させない側の端縁部を誘電体４６で覆って構成してもよい。これによって、誘電体４６で覆われた側の端縁部では、誘電体バリア放電を生じず、他方の電極４２の端縁部でのみ誘電体バリア放電が発生し、気流を発生させることができる。なお、誘電体４６は、上記した誘電体４１を構成する材料と同一の材料で構成される。
【００２４】
また、図６に示すように、気流発生装置４０は、誘電体４１内に埋設された電極４２と、この電極４２と誘電体４１の表面からの距離を同じにし、かつ誘電体４１の表面と水平な方向にずらして離間され、誘電体４１内に埋設された電極４３と、ケーブル４４を介して電極４２、４３間に電圧を印加する放電用電源４５とを備えてもよい。ここで、電極４２と電極４３とは、断面形状が異なるように構成されている。このように、断面形状の異なる電極４２、電極４３を用いることで、双方の電極４２、４３が誘電体４１の表面から同じ距離に配置されても、一方の方向のみに気流を発生させることができる。なお、電極４２および電極４３は、それぞれ断面形状が異なるように構成されていればよく、図６に示す電極形状に限られるものではない。
【００２５】
ここで、上記した誘電体バリア放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０によって気流が発生する現象について、図４を参照して説明する。
【００２６】
放電用電源４５から電極４２と電極４３との間に電圧が印加され、一定の閾値以上の電位差となると、電極４２と電極４３との間に放電が発生する。気流発生装置４０では、電極４２と電極４３との間に誘電体４１を介在させているので、いわゆる誘電体バリア放電が発生する。この放電によって生成された電子やイオンは、電界によって駆動され、それらが気体分子と衝突することで運動量が気体分子に移行する。すなわち、電極間に電圧を印加することで電極付近に気流５０を発生させることができる。この気流５０の大きさや向きは、電極に印加する電圧、周波数、電流波形、デューティー比などの電流電圧特性を変化させることで制御可能である。誘電体バリア放電は、高温下や含塵環境下においても安定であるから、本実施の形態に係るディフューザの動作も安定に行うことができる。
【００２７】
なお、上記したような誘電体バリア放電においては、電極４２、４３間に直流電圧を印加すると、放電の進展とともに誘電体４１の表面に電荷が蓄積して電極４２、４３間の電界が緩和され、最終的には電界が空間の電離を維持できなくなり、放電が停止するため、電極４２、４３間に、パルス状の正負の両極性電圧である交番電圧や交流電圧を印加する必要がある。このように電極４２、４３間に交番電圧または交流電圧を印加することで、持続的に誘電体バリア放電を行うことが可能となる。
【００２８】
次に、コロナ放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０について説明する。
【００２９】
図７に示すように、気流発生装置４０は、誘電体６０の表面に配置された電極６１と、この電極６１に所定の距離をあけて対向させて誘電体６０の表面に配置された電極６２と、ケーブル４４を介して電極６１、６２間に電圧を印加する放電用電源４５とを備えている。
【００３０】
なお、誘電体６０、電極６１、６２は、前述した誘電体４１、電極４２、４３と同じ材料で構成される。また、放電開始電圧を下げるために、電極６１および電極６２の少なくとも一方の電極は、他方の電極に向かって鋭角に突出していることが好ましい。また、電極６１、６２は、誘電体６０の表面と同一面に露出するように配置されてもよい。
【００３１】
ここで、上記したコロナ放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０によって気流が発生する現象について、図７を参照して説明する。
【００３２】
放電用電源４５から電極６１と電極６２との間に電圧が印加され、一定の閾値以上の電位差となると、電極６１と電極６２との間に放電が発生する。放電は、初期においては、電極近傍だけに電離領域が限定されたコロナ放電となる。電極６１と電極６２との形状等が同一でない場合には、一方の電極のみにコロナ放電が発生することもある。
【００３３】
放電用電源４５からの電圧をさらに増加させていくと、双方の電極間を短絡させるアーク放電に移行する。アーク放電下では、気流発生用の電極や絶縁材の熱的な損傷が大きくなるので、この領域に遷移しない電圧を印可することが好ましい。
【００３４】
コロナ放電が生じている状態では、電極近傍で電離によって生じた電子またはイオンは、対向する電極との間に形成されている電界によって加速される。この電子またはイオンが気体分子に衝突することで運動量が気体分子に移行する。すなわち、電極間に電圧を印加することで電極付近に気流５０を発生させることができる。この気流５０の大きさや向きは、電極に印加する電圧、周波数、電流波形、デューティー比などの電流電圧特性を変化させることで制御可能である。
【００３５】
上記したような大気圧下におけるコロナ放電においては、電極表面への電荷の蓄積は考慮しなくてよいので、電極６１、６２間に直流電圧を印加することが好適であるが、交流電圧を印加しても気流誘起現象は実現可能である。
【００３６】
次に、図１に示した、上記した気流発生装置４０を備えたディフューザ１０内における流体の流れについて説明する。
【００３７】
ディフューザ１０は、流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するものであり、ディフューザ１０おいて、流路断面全体に亘ってこの圧力エネルギへの変換が均一に行われること、すなわち、流路断面全体に流れを広げ、かつ流路断面に垂直な方向の速度分布を均一にすることが望まれている。しかしながら、ディフューザ１０の広がり角度によっては、中心軸上にコア流れが形成され、その外側に再循環流が形成されることがあり、流路断面全体に流れを広げ、かつ流路断面に垂直な方向の速度分布を均一にすることが困難な場合がある。また、ディフューザ１０内の内壁面付近の流れは、内壁面との摩擦により次第に速度エネルギを失い、ついには停止することがある。その後は圧力の逆勾配による逆流によって、内壁面から流れが剥離して圧力損失が発生する。
【００３８】
そこで、本発明に係るディフューザ１０では、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、ディフューザ１０の入口１１近傍において、気流発生装置４０によって発生した気流によって、ディフューザ１０に流入した気体の流れをディフューザ１０の内壁面方向に広げている。具体的には、図１に示すように、気流発生装置４０によってディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面に沿って、気流５０を発生させることで、この気流５０が流体Ｆ１を流引し、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、ディフューザ１０の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。なお、図２に示すように、ディフューザ１０の出口１２近傍の内壁面に気流発生装置４０を配置した場合においても、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面に気流発生装置４０を配置した場合と同様に、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、ディフューザ１０の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。
【００３９】
また、ディフューザ１０の広がり角、断面形状、入口１１および出口１２の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置することが好ましい。これによって、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制し、流れの剥離による圧力損失を抑制することができる。
【００４０】
ここで、ディフューザの形状は、上記した以外にも、例えば図８に示すように、ディフューザ７０の入口７１から徐々に湾曲しつつ主流方向に、徐々に流路断面積が増加する形状のディフューザ７０も存在する。この形状を有するディフューザ７０では、特に湾曲部における流体の剥離が生じやすい。そこで、このディフューザ７０では、図８に示すように、湾曲部付近の、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に気流発生装置４０を配置することが好ましい。これによって、湾曲部における流れの剥離が抑制され、ディフューザ７０内における圧力損失を抑制することができる。なお、このディフューザ７０においても、上記したディフューザ１０と同様に、ディフューザ７０内であって、ディフューザ７０の入口７１近傍や出口近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、ディフューザ７０の入口７１近傍や出口近傍において、ディフューザ７０に流入した流れをディフューザ７０の内壁面方向に広げるように構成してもよい。
【００４１】
上記したように、第１の実施の形態のディフューザ１０によれば、ディフューザ１０の入口１１近傍や出口１２近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、気流発生装置４０によって発生した気流によって、ディフューザ１０に流入した流れをディフューザ１０の内壁面方向に広げることができる。これによって、ディフューザ１０内における流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００４２】
また、第１の実施の形態のディフューザ１０によれば、ディフューザ１０の広がり角、断面形状、入口１１および出口１２の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置して気流を発生させることで、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制することができる。これによって、流れの剥離による圧力損失を抑制することができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明に係る第２の実施の形態のディフューザ１００を備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。なお、第１の実施の形態のディフューザ１０と同一の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略または簡略する。
【００４４】
図９に示すように、第２の実施の形態のディフューザ１００は、入口１０２が小断面積の上流側流送管１１０と連結し、主流方向、すなわち出口方向に、徐々に流路断面積が増加するディフューザ本体１０１と、このディフューザ本体１０１の入口１０２のすぐ下流側からディフューザ本体１０１の出口１０３にかけて、ディフューザ本体１０１の中心軸を中心として外側に広がる方向に設置された複数の案内筒１０４と、この案内筒１０４によって区切られて形成された複数の各流路１０５の内壁面の所定位置に配置された気流発生装置４０とを備えている。また、この案内筒１０４によって区切られて形成された複数の各流路１０５は、流路断面積が各流路１０５における主流方向に徐々に増加するように構成されている。
【００４５】
ここでは、２つの案内筒１０４によりディフューザ本体１０１内を区切って、３つの流路を形成した一例を示しているが、１つの案内筒１０４によりディフューザ本体１０１内を区切っても、３つ以上の案内筒１０４によりディフューザ本体１０１内を区切ってもよい。また、案内筒１０４のディフューザ本体１０１の入口１０２側の端部は、流路１０５の入口１０６における圧力損失を抑制するために、鋭角に形成されることが好ましい。
【００４６】
一般に、ディフューザ本体内を案内筒により区切って複数の流路を形成するディフューザは、各流路の出口において流路断面に垂直な方向の速度分布をほぼ均一にすることを狙って構成されている。しかしながら、第１の実施の形態のディフューザ１０の場合と同様に、各流路では、各流路の中央における速度が大きくなり、その外側に再循環流が形成されることがあり、流路断面全体に流れを広げ、かつ流路断面に垂直な方向の速度分布を均一にすることが困難な場合がある。また、流路を形成する内壁面付近の流れは、内壁面との摩擦により次第に速度エネルギを失い、ついには停止することがある。その後は圧力の逆勾配による逆流によって、内壁面から流れが剥離して圧力損失が発生する。
【００４７】
そこで、本発明に係るディフューザ１００では、各流路１０５の入口１０６近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、各流路１０５の入口１０６近傍において、気流発生装置４０によって発生した気流によって、各流路１０５に流入した気体の流れを各流路１０５の内壁面方向に広げている。具体的には、図９に示すように、気流発生装置４０によって各流路１０５の入口１０６近傍の内壁面に沿って、気流５０を発生させることで、この気流５０が流体Ｆ１を流引し、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、各流路１０５の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。
【００４８】
なお、各流路１０５の出口１０３近傍の内壁に気流発生装置４０を配置してもよい。このように、各流路１０５の出口１０３近傍の内壁に気流発生装置４０を配置した場合においても、各流路１０５の入口１０６近傍の内壁に気流発生装置４０を配置した場合と同様に、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、各流路１０５の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。
【００４９】
また、各流路１０５の断面形状、入口１０６および出口１０３の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置することが好ましい。これによって、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制し、流れの剥離による圧力損失を抑制することができる。
【００５０】
上記したように、第２の実施の形態のディフューザ１００によれば、案内筒１０４によって区切られた各流路１０５の入口１０６近傍や出口１０３近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、気流発生装置４０によって発生した気流によって、各流路１０５に流入した流れを各流路１０５の内壁面方向に広げることができる。これによって、各流路１０５における流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００５１】
また、第２の実施の形態のディフューザ１００によれば、各流路１０５の断面形状、入口１０６および出口１０３の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置して気流を発生させることで、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制することができる。これによって、流れの剥離による圧力損失を抑制することができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００５２】
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ディフューザ、１１…入口、１２…出口、２０…上流側流送管、３０…下流側流送管、４０…気流発生装置、４１…誘電体、４２，４３…電極、４４…ケーブル、４５…放電用電源、５０…気流、Ｆ１…流体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路断面が徐々に増加するディフューザに関し、特に、流路内における流れを制御可能なディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディフューザは、流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換する装置であり、流路出口に向かって流路断面が徐々に増加する広がり管である。ディフューザの役割は、最小限の圧力損失で流体を通過させ、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことにある。通常、ディフューザは、流路断面積が小さな配管と流路断面積が大きな配管とを接続する際に、急激な流路断面積の増大による圧力損失を抑制するために、流路断面積が小さな配管と流路断面積が大きな配管との間に介在される。
【０００３】
このようにディフューザを介在させる場合、ディフューザの広がり角度が１０度程度に小さく構成されているときには、圧力損失を最小限に抑え、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができるが、所望の流路断面積まで拡大するのにディフューザを長くする必要があり、広い設置スペースを必要とする。一方、ディフューザの広がり角度を上記角度よりも大きくすると、ディフューザの長さは短くすることができるが、流れが壁面から剥離することにより圧力損失が増加し、さらに流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができず、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができない。
【０００４】
そこで、ディフューザの壁面に沿って噴流を強制的に供給し、この二次的な流れによって、全体の流れパターンを変えて流れの剥離を遅らせ、さらにコア流れを壁面方向に広げてより大きな静圧回復を図った技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６２７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の圧力損失を抑制する技術では、ディフューザの壁面に沿って噴流を供給しなければならず、これを実現する装置が煩雑になり、さらに装置が高価になるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、流れの剥離を抑制して圧力損失を最小限に抑え、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導く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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、主流方向に徐々に流路の断面積が増加するディフューザであって、前記流路の内壁の所定位置に配置され、固体からなる誘電体および当該誘電体を介して離間して配置された一対の電極から構成される気流発生部と、前記一対の電極間に電圧を印加可能な電圧印加機構とを具備することを特徴とするディフューザが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のディフューザによれば、流れの剥離を抑制して圧力損失を最小限に抑え、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のディフューザを備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のディフューザを備えた他の流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【図３】誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置を模式的に示した斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示した図である。
【図５】複数の電極を設ける場合における、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置の断面を模式的に示した図である。
【図６】誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置の断面を模式的に示した図である。
【図７】コロナ放電により気流を発生させる気流発生装置の断面を模式的に示した図である。
【図８】本発明に係る第１の実施の形態のディフューザに係り、他の形状のディフューザを備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【図９】本発明に係る第２の実施の形態のディフューザを備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る第１の実施の形態のディフューザ１０を備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。図２は、本発明に係る第１の実施の形態のディフューザ１０を備えた他の流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。図３は、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置４０を模式的に示した斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面を示した図である。図５は、複数の電極４２を設ける場合における、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置４０の断面を模式的に示した図である。図６は、誘電体バリア放電により気流を発生させる気流発生装置４０の断面を模式的に示した図である。図７は、コロナ放電により気流を発生させる気流発生装置４０の断面を模式的に示した図である。図８は、本発明に係る第１の実施の形態のディフューザに係り、他の形状のディフューザ７０を備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【００１３】
図１に示すように、第１の実施の形態のディフューザ１０は、小断面積の上流側流送管２０と大断面積の下流側流送管３０との間を連結し、主流方向すなわち下流側流送管３０方向に、徐々に流路断面積を増加させている。また、ディフューザ１０内であって、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面には、気流を周方向に取り囲むように気流発生装置４０が配置されている。この気流発生装置４０は、ディフューザ１０の入口１１近傍における内壁面の周方向に所定の間隔をあけて複数配置されることが好ましい。このように、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面に気流発生装置４０を配置することで、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができる。なお、本発明に係るディフューザ１０に導かれる流体は気体である。また、ディフューザ１０の流路断面の形状は、特に限定されるものではなく、例えば円形、矩形などで構成される。
【００１４】
また、下流側流送管３０を備えない場合には、下流側流送管３０を有する場合に比べて、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことが困難となる。しかしながら、このような場合には、図２に示すように、ディフューザ１０内であって、ディフューザ１０の出口１２近傍における内壁面の周方向に所定の間隔をおいて気流発生装置４０を複数配置することが好ましい。これによって、下流側流送管３０を備えない場合においても、流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことが可能となる。なお、この場合、ディフューザ１０の出口１２近傍に気流発生装置４０を配置することで、ディフューザ１０の出口１２の流路断面において十分に一様に分布した流れが得られる場合には、ディフューザ１０の入口１１近傍に気流発生装置４０が配置しなくてもよい。
【００１５】
ここで、ディフューザ１０の入口１１近傍および出口１２近傍に配置する気流発生装置４０は、内壁面の周方向に所定の間隔をおいて、かつ主流方向に複数段配置してもよい。
【００１６】
また、気流発生装置４０は、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁面にさらに配置してもよい。このように気流発生装置４０を配置することで、流れの剥離を抑制することができ、ディフューザ１０内における圧力損失を抑制することができる。
【００１７】
ここで、気流発生装置４０の構成について説明する。
【００１８】
まず、誘電体バリア放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０について説明する。
【００１９】
図３および図４に示すように、気流発生装置４０は、誘電体４１の表面と同一面に露出された電極４２と、この電極４２と誘電体４１の表面からの距離を異にし、かつ誘電体４１の表面と水平な方向にずらして離間され、誘電体４１内に埋没された電極４３と、ケーブル４４を介して電極４２、４３間に電圧を印加する放電用電源４５とを備えている。
【００２０】
誘電体４１は、公知な固体の誘電材料で構成される。誘電体４１を構成する材料として具体的には、電気的絶縁材料である、例えば、アルミナ、ガラス、マイカ、シリコン・ゴム、テフロン（登録商標）などの無機絶縁物、ポリイミド、エポキシなどの有機絶縁物などが挙げられるが、これらに限られるものではなく、気流発生装置４０が使用される環境下において公知な固体の誘電材料から適宜に選択される。
【００２１】
電極４２、４３は、棒状や板状等の導電性材料で構成され、例えば、銅板等で構成される。電極４２、４３として銅板を用いることで、電極４２、４３の厚さを薄くすることができ、電極４２、４３および誘電体４１で構成される気流発生部の厚さを数百μｍ以下に構成することが容易に可能となる。このように、電極４２、４３および誘電体４１で構成される気流発生部の厚さを薄くすることができるので、気流発生部は、ディフューザ１０の内壁面上に設置されても、流れに影響を及ぼすことはない。なお、図１および図２に示すように、気流発生部の厚さに対応してディフューザ１０の内壁面に凹部を設け、この凹部に気流発生部を設置し、気流発生部がディフューザ１０の内壁面と同一面に露出されるように配置されることがより好ましい。また、図４に示した気流発生装置４０では、電極４２を誘電体４１の表面と同一面に露出するように構成されているが、電極４２の厚さを薄くすることができるので、例えば、電極４２を誘電体４１の表面上に配置してもよい。
【００２２】
放電用電源４５は、電圧印加機構として機能し、電極４２、４３間に電圧を印加するものである。放電用電源４５からは、例えば、正極性および／または負極性の電圧を断続的に出力するパルス状の出力電圧、正極性および負極性のパルス状の電圧を交互に出力する交番電圧、交流状（正弦波、断続正弦波）の波形を有する出力電圧などが出力される。また、放電用電源４５は、例えば、出力電圧に強弱をつけて出力するなど、電圧値を調整しながら電極４２、４３間に電圧を印加してもよい。具体的には、例えば、所定のデューティー比で正極性および負極性の電圧を交互に断続的に出力する際、初めから２パルスは高出力とし、それに続く２パルスをその半分の出力とし、この高出力の２パルスとその半分の出力の２パルスの組み合わせを繰り返し印加する制御などが挙げられる。なお、これに限られるものではなく、電圧の制御は、使用条件や用途などに応じて適宜に設定可能である。
【００２３】
ここで、１つの気流発生装置４０に複数の電極４２を配置して、複数の気流発生部を構成する場合には、図５に示すように、電極４３を複数の電極４２に対応する位置まで広範囲に延設し、電極４２の気流を発生させない側の端縁部を誘電体４６で覆って構成してもよい。これによって、誘電体４６で覆われた側の端縁部では、誘電体バリア放電を生じず、他方の電極４２の端縁部でのみ誘電体バリア放電が発生し、気流を発生させることができる。なお、誘電体４６は、上記した誘電体４１を構成する材料と同一の材料で構成される。
【００２４】
また、図６に示すように、気流発生装置４０は、誘電体４１内に埋設された電極４２と、この電極４２と誘電体４１の表面からの距離を同じにし、かつ誘電体４１の表面と水平な方向にずらして離間され、誘電体４１内に埋設された電極４３と、ケーブル４４を介して電極４２、４３間に電圧を印加する放電用電源４５とを備えてもよい。ここで、電極４２と電極４３とは、断面形状が異なるように構成されている。このように、断面形状の異なる電極４２、電極４３を用いることで、双方の電極４２、４３が誘電体４１の表面から同じ距離に配置されても、一方の方向のみに気流を発生させることができる。なお、電極４２および電極４３は、それぞれ断面形状が異なるように構成されていればよく、図６に示す電極形状に限られるものではない。
【００２５】
ここで、上記した誘電体バリア放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０によって気流が発生する現象について、図４を参照して説明する。
【００２６】
放電用電源４５から電極４２と電極４３との間に電圧が印加され、一定の閾値以上の電位差となると、電極４２と電極４３との間に放電が発生する。気流発生装置４０では、電極４２と電極４３との間に誘電体４１を介在させているので、いわゆる誘電体バリア放電が発生する。この放電によって生成された電子やイオンは、電界によって駆動され、それらが気体分子と衝突することで運動量が気体分子に移行する。すなわち、電極間に電圧を印加することで電極付近に気流５０を発生させることができる。この気流５０の大きさや向きは、電極に印加する電圧、周波数、電流波形、デューティー比などの電流電圧特性を変化させることで制御可能である。誘電体バリア放電は、高温下や含塵環境下においても安定であるから、本実施の形態に係るディフューザの動作も安定に行うことができる。
【００２７】
なお、上記したような誘電体バリア放電においては、電極４２、４３間に直流電圧を印加すると、放電の進展とともに誘電体４１の表面に電荷が蓄積して電極４２、４３間の電界が緩和され、最終的には電界が空間の電離を維持できなくなり、放電が停止するため、電極４２、４３間に、パルス状の正負の両極性電圧である交番電圧や交流電圧を印加する必要がある。このように電極４２、４３間に交番電圧または交流電圧を印加することで、持続的に誘電体バリア放電を行うことが可能となる。
【００２８】
次に、コロナ放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０について説明する。
【００２９】
図７に示すように、気流発生装置４０は、誘電体６０の表面に配置された電極６１と、この電極６１に所定の距離をあけて対向させて誘電体６０の表面に配置された電極６２と、ケーブル４４を介して電極６１、６２間に電圧を印加する放電用電源４５とを備えている。
【００３０】
なお、誘電体６０、電極６１、６２は、前述した誘電体４１、電極４２、４３と同じ材料で構成される。また、放電開始電圧を下げるために、電極６１および電極６２の少なくとも一方の電極は、他方の電極に向かって鋭角に突出していることが好ましい。また、電極６１、６２は、誘電体６０の表面と同一面に露出するように配置されてもよい。
【００３１】
ここで、上記したコロナ放電を生じさせて気流を発生させる気流発生装置４０によって気流が発生する現象について、図７を参照して説明する。
【００３２】
放電用電源４５から電極６１と電極６２との間に電圧が印加され、一定の閾値以上の電位差となると、電極６１と電極６２との間に放電が発生する。放電は、初期においては、電極近傍だけに電離領域が限定されたコロナ放電となる。電極６１と電極６２との形状等が同一でない場合には、一方の電極のみにコロナ放電が発生することもある。
【００３３】
放電用電源４５からの電圧をさらに増加させていくと、双方の電極間を短絡させるアーク放電に移行する。アーク放電下では、気流発生用の電極や絶縁材の熱的な損傷が大きくなるので、この領域に遷移しない電圧を印可することが好ましい。
【００３４】
コロナ放電が生じている状態では、電極近傍で電離によって生じた電子またはイオンは、対向する電極との間に形成されている電界によって加速される。この電子またはイオンが気体分子に衝突することで運動量が気体分子に移行する。すなわち、電極間に電圧を印加することで電極付近に気流５０を発生させることができる。この気流５０の大きさや向きは、電極に印加する電圧、周波数、電流波形、デューティー比などの電流電圧特性を変化させることで制御可能である。
【００３５】
上記したような大気圧下におけるコロナ放電においては、電極表面への電荷の蓄積は考慮しなくてよいので、電極６１、６２間に直流電圧を印加することが好適であるが、交流電圧を印加しても気流誘起現象は実現可能である。
【００３６】
次に、図１に示した、上記した気流発生装置４０を備えたディフューザ１０内における流体の流れについて説明する。
【００３７】
ディフューザ１０は、流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するものであり、ディフューザ１０おいて、流路断面全体に亘ってこの圧力エネルギへの変換が均一に行われること、すなわち、流路断面全体に流れを広げ、かつ流路断面に垂直な方向の速度分布を均一にすることが望まれている。しかしながら、ディフューザ１０の広がり角度によっては、中心軸上にコア流れが形成され、その外側に再循環流が形成されることがあり、流路断面全体に流れを広げ、かつ流路断面に垂直な方向の速度分布を均一にすることが困難な場合がある。また、ディフューザ１０内の内壁面付近の流れは、内壁面との摩擦により次第に速度エネルギを失い、ついには停止することがある。その後は圧力の逆勾配による逆流によって、内壁面から流れが剥離して圧力損失が発生する。
【００３８】
そこで、本発明に係るディフューザ１０では、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、ディフューザ１０の入口１１近傍において、気流発生装置４０によって発生した気流によって、ディフューザ１０に流入した気体の流れをディフューザ１０の内壁面方向に広げている。具体的には、図１に示すように、気流発生装置４０によってディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面に沿って、気流５０を発生させることで、この気流５０が流体Ｆ１を流引し、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、ディフューザ１０の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。なお、図２に示すように、ディフューザ１０の出口１２近傍の内壁面に気流発生装置４０を配置した場合においても、ディフューザ１０の入口１１近傍の内壁面に気流発生装置４０を配置した場合と同様に、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、ディフューザ１０の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。
【００３９】
また、ディフューザ１０の広がり角、断面形状、入口１１および出口１２の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置することが好ましい。これによって、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制し、流れの剥離による圧力損失を抑制することができる。
【００４０】
ここで、ディフューザの形状は、上記した以外にも、例えば図８に示すように、ディフューザ７０の入口７１から徐々に湾曲しつつ主流方向に、徐々に流路断面積が増加する形状のディフューザ７０も存在する。この形状を有するディフューザ７０では、特に湾曲部における流体の剥離が生じやすい。そこで、このディフューザ７０では、図８に示すように、湾曲部付近の、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に気流発生装置４０を配置することが好ましい。これによって、湾曲部における流れの剥離が抑制され、ディフューザ７０内における圧力損失を抑制することができる。なお、このディフューザ７０においても、上記したディフューザ１０と同様に、ディフューザ７０内であって、ディフューザ７０の入口７１近傍や出口近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、ディフューザ７０の入口７１近傍や出口近傍において、ディフューザ７０に流入した流れをディフューザ７０の内壁面方向に広げるように構成してもよい。
【００４１】
上記したように、第１の実施の形態のディフューザ１０によれば、ディフューザ１０の入口１１近傍や出口１２近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、気流発生装置４０によって発生した気流によって、ディフューザ１０に流入した流れをディフューザ１０の内壁面方向に広げることができる。これによって、ディフューザ１０内における流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００４２】
また、第１の実施の形態のディフューザ１０によれば、ディフューザ１０の広がり角、断面形状、入口１１および出口１２の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置して気流を発生させることで、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制することができる。これによって、流れの剥離による圧力損失を抑制することができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明に係る第２の実施の形態のディフューザ１００を備えた流路の主流方向に沿う断面を模式的に示した図である。なお、第１の実施の形態のディフューザ１０と同一の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略または簡略する。
【００４４】
図９に示すように、第２の実施の形態のディフューザ１００は、入口１０２が小断面積の上流側流送管１１０と連結し、主流方向、すなわち出口方向に、徐々に流路断面積が増加するディフューザ本体１０１と、このディフューザ本体１０１の入口１０２のすぐ下流側からディフューザ本体１０１の出口１０３にかけて、ディフューザ本体１０１の中心軸を中心として外側に広がる方向に設置された複数の案内筒１０４と、この案内筒１０４によって区切られて形成された複数の各流路１０５の内壁面の所定位置に配置された気流発生装置４０とを備えている。また、この案内筒１０４によって区切られて形成された複数の各流路１０５は、流路断面積が各流路１０５における主流方向に徐々に増加するように構成されている。
【００４５】
ここでは、２つの案内筒１０４によりディフューザ本体１０１内を区切って、３つの流路を形成した一例を示しているが、１つの案内筒１０４によりディフューザ本体１０１内を区切っても、３つ以上の案内筒１０４によりディフューザ本体１０１内を区切ってもよい。また、案内筒１０４のディフューザ本体１０１の入口１０２側の端部は、流路１０５の入口１０６における圧力損失を抑制するために、鋭角に形成されることが好ましい。
【００４６】
一般に、ディフューザ本体内を案内筒により区切って複数の流路を形成するディフューザは、各流路の出口において流路断面に垂直な方向の速度分布をほぼ均一にすることを狙って構成されている。しかしながら、第１の実施の形態のディフューザ１０の場合と同様に、各流路では、各流路の中央における速度が大きくなり、その外側に再循環流が形成されることがあり、流路断面全体に流れを広げ、かつ流路断面に垂直な方向の速度分布を均一にすることが困難な場合がある。また、流路を形成する内壁面付近の流れは、内壁面との摩擦により次第に速度エネルギを失い、ついには停止することがある。その後は圧力の逆勾配による逆流によって、内壁面から流れが剥離して圧力損失が発生する。
【００４７】
そこで、本発明に係るディフューザ１００では、各流路１０５の入口１０６近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、各流路１０５の入口１０６近傍において、気流発生装置４０によって発生した気流によって、各流路１０５に流入した気体の流れを各流路１０５の内壁面方向に広げている。具体的には、図９に示すように、気流発生装置４０によって各流路１０５の入口１０６近傍の内壁面に沿って、気流５０を発生させることで、この気流５０が流体Ｆ１を流引し、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、各流路１０５の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。
【００４８】
なお、各流路１０５の出口１０３近傍の内壁に気流発生装置４０を配置してもよい。このように、各流路１０５の出口１０３近傍の内壁に気流発生装置４０を配置した場合においても、各流路１０５の入口１０６近傍の内壁に気流発生装置４０を配置した場合と同様に、流体Ｆ１の流れを内壁面方向に広げ、各流路１０５の内壁面に沿う流体Ｆ１の流れを形成する。
【００４９】
また、各流路１０５の断面形状、入口１０６および出口１０３の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置することが好ましい。これによって、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制し、流れの剥離による圧力損失を抑制することができる。
【００５０】
上記したように、第２の実施の形態のディフューザ１００によれば、案内筒１０４によって区切られた各流路１０５の入口１０６近傍や出口１０３近傍の内壁に気流発生装置４０を配置し、気流発生装置４０によって発生した気流によって、各流路１０５に流入した流れを各流路１０５の内壁面方向に広げることができる。これによって、各流路１０５における流れを流路断面において一様に分布させた状態で下流側へ導くことができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００５１】
また、第２の実施の形態のディフューザ１００によれば、各流路１０５の断面形状、入口１０６および出口１０３の面積比等の仕様に応じて、流れの剥離が発生する位置または流れの剥離が発生する位置の近傍でかつ上流側の位置に対応する内壁に気流発生装置４０を配置して気流を発生させることで、流れの剥離の発生原因となる圧力の逆勾配による逆流の形成を抑制することができる。これによって、流れの剥離による圧力損失を抑制することができ、ディフューザとしての機能を十分に発揮することができる。
【００５２】
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ディフューザ、１１…入口、１２…出口、２０…上流側流送管、３０…下流側流送管、４０…気流発生装置、４１…誘電体、４２，４３…電極、４４…ケーブル、４５…放電用電源、５０…気流、Ｆ１…流体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流方向に徐々に流路の断面積が増加するディフューザであって、
前記流路の内壁の所定位置に配置され、固体からなる誘電体および当該誘電体を介して離間して配置された一対の電極から構成される気流発生部と、
前記一対の電極間に電圧を印加可能な電圧印加機構と
を具備することを特徴とするディフューザ。
【請求項２】
前記電極のうち、少なくとも一方の電極が、前記内壁の表面との間に誘電体を介在して配置されていることを特徴とする請求項１記載のディフューザ。
【請求項３】
前記気流発生部が、前記所定位置における流路の内壁の周方向に、所定の間隔をあけて複数配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のディフューザ。
【請求項４】
前記所定位置が、流れの剥離が発生する位置、または流れの剥離が発生する位置の近傍かつ上流側であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のディフューザ。
【請求項５】
前記所定位置が、ディフューザ内であって、ディフューザの入口近傍および／またはディフューザの出口近傍であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のディフューザ。
【請求項１】
主流方向に徐々に流路の断面積が増加するディフューザであって、
前記流路の内壁の所定位置に配置され、固体からなる誘電体および当該誘電体を介して離間して配置された一対の電極から構成される気流発生部と、
前記一対の電極間に電圧を印加可能な電圧印加機構と
を具備することを特徴とするディフューザ。
【請求項２】
前記電極のうち、少なくとも一方の電極が、前記内壁の表面との間に誘電体を介在して配置されていることを特徴とする請求項１記載のディフューザ。
【請求項３】
前記気流発生部が、前記所定位置における流路の内壁の周方向に、所定の間隔をあけて複数配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のディフューザ。
【請求項４】
前記所定位置が、流れの剥離が発生する位置、または流れの剥離が発生する位置の近傍かつ上流側であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のディフューザ。
【請求項５】
前記所定位置が、ディフューザ内であって、ディフューザの入口近傍および／またはディフューザの出口近傍であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のディフューザ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３１９２８（Ｐ２０１１−２３１９２８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９４７２（Ｐ２０１１−９９４７２）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【分割の表示】特願２００７−１９４５５０（Ｐ２００７−１９４５５０）の分割
【原出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【分割の表示】特願２００７−１９４５５０（Ｐ２００７−１９４５５０）の分割
【原出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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