本發(fā)明涉及一種流體輸送管。

背景技術(shù)：

由圓形管等輸送流體廣泛地應(yīng)用在日常生活中以及工業(yè)領(lǐng)域中。在構(gòu)造為圓形管的流體輸送管中，摩擦阻力(friction drag)是作用在管內(nèi)的總阻力中的主要阻力，并且與層流相比，摩擦阻力在紊流條件下顯著增大。因此，在輸送流體期間，將紊流再層流化為層流能夠有效地節(jié)能。在下文提及的專利文獻(xiàn)1中，公開了一種技術(shù)，所述技術(shù)通過控制壓力供給流體的泵來周期性加速和減速在管內(nèi)部流動的流體流，從而使得在該流體流脈動，由此通過使流動再層流化而實(shí)現(xiàn)了阻力減小效果(特別地，摩擦減小效果)。

此外，在下文提及的非專利文獻(xiàn)1和2中，描述了一種流體輸送管，所述流體輸送管構(gòu)造成通過采用通道橫截面面積沿著流動方向(管內(nèi)的流體移動方向)周期性地增大和減小的管形狀，來在不需要上述對泵實(shí)施的控制的情況下實(shí)現(xiàn)阻力減小效果。

引用列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利No.5105292

非專利文獻(xiàn)：

非專利文獻(xiàn)1：Mamori H.和其它四人，“Teikou Teigen Kouka Wo Yusuru Shuukiteki Kakudaishukushou Enkannai No Nagare No Chokusetsu Suuchi Keisan”，Nihon Kikai Gakkai Ryuutai Kougakubumon Kouenkai Kouen Ronbunshu(福岡市，2013年11月9-10)(日語)；

非專利文獻(xiàn)2：Yanagisawa H.和其它三人，“Shuukiteki Kakudaishukushoukan Keijyou No Teikou Teigen Kouka Ni Ataeru Eikyou”，Nihon Kikai Gakkai Kantou Shibu 20Ki Soukai Kouenkai Kouen Ronbunshu(東京市，2014年3月14-15)(日語)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

認(rèn)為在具有在上述非專利文獻(xiàn)1和2中的每一篇中描述的管形狀的流體輸送管中，如果能夠進(jìn)一步抑制在通道壁附近發(fā)生的紊流，則將獲得進(jìn)一步減小阻力的效果。

為了解決了上述問題而作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是使得能夠在流體輸送管中獲得進(jìn)一步減小阻力的效果，在所述流體輸送管中，通道橫截面面積沿著流體移動方向周期性地增大和減小。

根據(jù)本發(fā)明的流體輸送管包括第一單元通道和第二單元通道。在第一單元通道中，通道橫截面面積朝向下游側(cè)連續(xù)減小。第二單元通道是與第一單元通道交替組合并且通道橫截面面積朝向下游側(cè)連續(xù)增大的單元通道。流體輸送管構(gòu)造成使得在一比率和與以下限定的基準(zhǔn)管相比作用在流體輸送管內(nèi)部的總阻力的減小率之間的關(guān)系中，所述比率被設(shè)定為總阻力的減小率變?yōu)檎档姆秶鷥?nèi)，其中，所述比率通過將第一單元通道和第二單元通道的總通道長度除以流體輸送管的通道橫截面的最大面積的方根和該通道橫截面的最小面積的方根之間的差來獲得。基準(zhǔn)管對應(yīng)于通道橫截面面積恒定為一對第一單元通道和第二單元通道的通道橫截面的平均通道橫截面面積并且總通道長度等于流體輸送管的總通道長度的管。根據(jù)本發(fā)明的流體輸送管還包括第一開口、第二開口和旁路通道。第一開口形成在第一單元通道的通道壁中，并且位于相對于最大面積部分的內(nèi)壁沿著徑向方向位于內(nèi)側(cè)的部位處，在所述最大面積部分處，獲得最大面積。第二開口形成在第二單元通道的通道壁中，并且位于相對于所述最大面積部分的內(nèi)壁沿著徑向方向位于內(nèi)側(cè)的部位處。旁路通道形成在第一單元通道和第二單元通道的外側(cè)上，并且允許毗鄰的第一開口和第二開口以最小面積部分插置在第一開口和第二開口之間的形式連通，在所述最小面積部分處獲得最小面積。

流體輸送管可以是雙管，所述雙管包括作為內(nèi)管的通過交替組合第一單元通道和第二單元通道獲得的管，并且所述雙管包括作為外管的具有內(nèi)壁的管，內(nèi)管中的最大面積部分的外壁裝配到所述內(nèi)壁中。

檢測流經(jīng)旁路通道的流體的參數(shù)的傳感器可以安裝在外管中。

具有分支通道的分支管可以連接到外管，所述分支通道從旁路通道分支。

匯合管可以連接到外管，所述匯合管具有合并通道，所述合并通道與旁路通道合并。

作為流體輸送管的輸送對象的流體可以是氣體；流體的移動方向可以是水平方向或者相對于豎直方向傾斜的傾斜方向；并且第一單元通道和第二單元通道中的沿著重力方向位于下邊緣位置的通道壁可以平行于所述移動方向。

作為流體輸送管的輸送對象的流體可以是液體；流體的移動方向可以是水平方向或者相對于豎直方向傾斜的傾斜方向；并且第一單元通道和第二單元通道中的沿著重力方向位于上邊緣位置的通道壁可以平行于所述移動方向。

根據(jù)本發(fā)明，在通過位于通道橫截面的減小側(cè)上的第一單元通道有利地保持流動層流化效果的同時(shí)，能夠抑制位于通道橫截面的增大側(cè)上的第二單元通道內(nèi)的紊流成長。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步減小阻力的效果。

附圖說明

[圖1]圖1是通過在通過流體輸送管的外管的中心線的位置處切割根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的流體輸送管的一個(gè)部分而獲得的縱向截面。

[圖2]圖2是包括通過分別在圖1中的最大面積部分的位置(線A-A)處和最小面積部分的位置(線B-B)處切割流體輸送管而獲得的截面圖的多視角視圖。

[圖3]圖3是以放大方式示出了圖1中示出的一對第一單元通道和第二單元通道的視圖。

[圖4]圖4是用于描述與圖1中示出的流體輸送管的內(nèi)管的通道的形狀相關(guān)的設(shè)定的視圖。

[圖5]圖5是用于描述通過提供旁路通道獲得的效果的多視角視圖。

[圖6]圖6是圖解了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的流體輸送管的一個(gè)部分的縱向截面。

[圖7]圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的流體輸送管的特征部分的視圖。

[圖8]圖8是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的流體輸送管的特征部分的視圖。

[圖9]圖9是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的流體輸送管的特征部分的視圖。

[圖10]圖10是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管的視圖。

[圖11]圖11是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管的視圖。

[圖12]圖12是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管的通道橫截面的視圖。

[圖13]圖13是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管的通道橫截面的視圖。

[圖14]圖14是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管的通道橫截面的視圖。

[圖15]圖15是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管的通道橫截面的視圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，參照附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例。需要注意的是，對于各個(gè)附圖中，相同或者類似的構(gòu)成元件用相同的附圖標(biāo)記表示。本發(fā)明并不局限于下述實(shí)施例并且能夠在不背離本發(fā)明的精神和范圍的條件下做出各種修改。

實(shí)施例1

在下文中，參照圖1至圖5描述本發(fā)明的實(shí)施例1。

圖1是通過在這樣的位置處切割根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的流體輸送管10的一個(gè)部分獲得的縱向截面，所述位置通過流體輸送管10的外管14的中心線。圖2是多視角視圖，其包括分別通過在最大面積部分16的位置(線A-A)處和在圖1的最小面積部分18的位置(線B-B)處切割流體輸送管10獲得的截面圖。即，圖2圖解了垂直于流體移動方向的橫截面。圖3以放大方式圖解了圖1中示出的一對第一單元通道12a和第二單元通道12b的視圖。

本實(shí)施例的流體輸送管10的用途并不特別受限，并且作為一個(gè)示例，流體輸送管10能夠有利地應(yīng)用于輸送內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的流體的管。此外，根據(jù)本實(shí)施例，作為一個(gè)示例，假設(shè)氣體用作作為流體輸送管10輸送的對象的流體。如果流體是氣體，在內(nèi)燃機(jī)的情況中，流體輸送管10能夠例如應(yīng)用于輸送空氣的進(jìn)氣管、輸送廢氣的排氣管或者EGR管或者輸送氣體燃料的燃料管。

在本說明書中，如圖1所示，流體在流體輸送管10內(nèi)部從上游側(cè)朝向下游側(cè)的流體移動方向稱作“流體移動方向”。此外，在本說明書中，垂直于流體移動方向的橫截面簡稱為“通道橫截面”并且該橫截面的面積稱作“通道橫截面面積”。需要注意的是，在通道橫截面面積不變的直管(例如流體輸送管10的外管14)的情況下，“流體移動方向”是平行于直管的中心線的方向。

流體輸送管10構(gòu)造成包括內(nèi)管12和外管14的雙管。如圖1所示，在內(nèi)管12內(nèi)部形成通過以交替方式重復(fù)連接第一單元通道12a和第二單元通道12b獲得的通道。

第一單元通道12a形成為使得通道橫截面面積朝向下游側(cè)連續(xù)減小。另一方面，第二單元通道12b形成為使得通道橫截面面積朝向下游側(cè)連續(xù)增大。即，內(nèi)管12構(gòu)造成通道橫截面面積周期性增大和減小的管。在本實(shí)施例的構(gòu)造示例中，最大面積部分16的橫截面形狀是圖2(A)所示的圓形，而最小面積部分18的橫截面形狀也為圖2(B)所示的圓形，在所述最大面積部分16處，內(nèi)管12的通道橫截面面積為最大面積Smax，在所述最小面積部分18處，通道橫截面面積為最小面積Smin。

外管14構(gòu)造成具有內(nèi)壁的管，內(nèi)管12的最大面積部分16的外壁裝配到所述內(nèi)壁中。即，在本實(shí)施例的構(gòu)造示例中，為了符合最大面積部分16的橫截面形狀是圓形的事實(shí)，外管14的橫截面形狀也是圓形，并且最大面積部分16的外徑和外管14的內(nèi)徑相等。外管14的通道橫截面面積恒定，并且不隨著沿著流體移動方向的位置變化而變化。即，本實(shí)施例的外管14是呈直管形式的圓形管。

在流體輸送管10的內(nèi)管12中，如圖2所示，最大面積部分16的通道中心和最小面積部分18的通道中心相對于平行于流體移動方向的直線不共線，而是沿著豎直方向不同軸。更加具體地，內(nèi)管12的通道形成為使得沿著單元通道12a和12b的通道橫截面中的每一個(gè)的重力方向的相應(yīng)下邊緣位置P1在平行于流體移動方向的直線上對準(zhǔn)。換言之，在內(nèi)管12中，沿著重力方向位于下邊緣位置P1處的通道壁平行于流體移動方向。需要注意的是，盡管在這種情況下示出了沿著重力方向位于下邊緣位置P1處的通道壁沿著水平方向延伸的構(gòu)造示例，但是只要沿著重力方向位于下邊緣位置P1處的通道壁平行于流體移動方向，通道壁延伸所沿著的方向并不局限于水平方向，并且可以是相對于豎直方向傾斜的方向。

(基于阻力減小率R_D和比率A之間的關(guān)系設(shè)置比率A)

圖4是用于描述了關(guān)于圖1中示出的流體輸送管10的內(nèi)管12的通道的形狀的設(shè)定的視圖。圖4圖解了作用在流體輸送管10內(nèi)部的總阻力的減小率(在下文中，簡稱為“阻力減小率”)R_D和比率A(＝L/((Smax)^1/2－(Smin)^1/2))之間的關(guān)系。在此，比率A是通過將第一單元通道12a和第二單元通道12b的總通道長度L除以最大面積Smax的方根和最小面積Smin的方根之間的差而獲得的比率。

如圖4所示，如果通過改變比率A的分母(通道長度L)和分子((Smax)^1/2－(Smin)^1/2)中的一個(gè)或者兩個(gè)改變流體輸送管的形狀，則阻力減小率R_D改變。用作以阻力減小率R_D為指標(biāo)評價(jià)流體輸送管10的形狀的基準(zhǔn)管的形狀(即，當(dāng)阻力減小率R_D為零時(shí)的流體輸送管的形狀)定義如下。即，上述基準(zhǔn)管對應(yīng)于這樣的管，所述管的通道橫截面面積恒定為通道橫截面面積在一對單元通道12a和12b中的最大面積Smax至最小面積Smin的范圍內(nèi)連續(xù)變化的通道橫截面的平均通道橫截面面積，并且在所述管中，通道的中心線是直線，并且管的總通道長度等于流體輸送管10的總通道長度。

基于圖4，可以理解的是，如果比率A設(shè)定在特定范圍(在下文中，稱作“目標(biāo)范圍B”)內(nèi)，則阻力減小率R_D呈現(xiàn)正值。即，可以發(fā)現(xiàn)，在比率A選擇為處于目標(biāo)范圍B的流輸送管中，與上述基準(zhǔn)管相比實(shí)現(xiàn)了總阻力的減小。能夠減小阻力的原因概括如下。比率A小的事實(shí)意味著所述一對單元通道的通道形狀是通道橫截面面積的變化率較大的形狀。如果比率A減小，則壓差阻力(pressure drag)增大。另一方面，在目標(biāo)范圍B中，摩擦阻力的減小量超過了壓差阻力的增大量。因此，在目標(biāo)范圍B內(nèi)，能夠減小總阻力。在上述非專利文獻(xiàn)1和2中詳細(xì)描述了通過調(diào)節(jié)比率A來減小總阻力。

對于本實(shí)施例的流體輸送管10而言，利用參照圖4在上文描述關(guān)于阻力減小率R_D和比率A之間的關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，將比率A設(shè)定在目標(biāo)范圍B內(nèi)，在所述目標(biāo)范圍B內(nèi)，阻力減小率R_D變?yōu)檎?。更加具體地，如圖4所示，在目標(biāo)范圍B內(nèi)存在阻力減小率R_D變得特別大的區(qū)域，并且這個(gè)優(yōu)選區(qū)域能夠通過模擬或?qū)嶒?yàn)來確定。因此，基于使用上述發(fā)現(xiàn)的模擬等的結(jié)果，能夠使用能夠?qū)崿F(xiàn)阻力減小的比率A來確定流體輸送管10的形狀。此外，不管作為輸送對象的流體種類如何，阻力減小率R_D和比率A之間的關(guān)系的基本趨勢相同。然而，目標(biāo)范圍B自身根據(jù)作為對象的流場的雷諾數(shù)變化?；诹黧w的流速以及粘度和密度設(shè)定雷諾數(shù)。因此，通過考慮作為對象的流場的雷諾數(shù)來確定比率A。

(用于獲得進(jìn)一步減小阻力效果的構(gòu)造)

現(xiàn)在將再次參照圖1至圖3繼續(xù)描述流體輸送管10的構(gòu)造。在具有如上所述構(gòu)造的雙管結(jié)構(gòu)的流體輸送管10內(nèi)部，存在由內(nèi)管12的外壁和外管14的內(nèi)壁包圍的空間。在本實(shí)施例的流體輸送管10中，將這個(gè)空間用作用于從第一單元通道12a流動到第二單元通道12b的旁路通道20。

更加具體地，為了將上述空間用作旁路通道20，第一狹縫22a形成在這樣的部位處，所述部位在第一單元通道12a的通道壁中相對于最大面積部分16的內(nèi)壁沿著徑向方向位于內(nèi)側(cè)，并且第二狹縫22b形成在這樣的部位處，所述部位在第二單元通道12b的通道壁中相對于最大面積部分16的內(nèi)壁沿著徑向方向位于內(nèi)側(cè)。如上所述，在流體輸送管10中，沿著重力方向位于下邊緣位置P1處的通道壁平行于流體移動方向。因此，第一單元通道12a中的除了下邊緣位置P1之外的部位處的通道壁的形狀隨著沿著流體移動方向的位置變化而變化(更加具體地，第一單元通道12a中的除了下邊緣位置P1之外的部位處的通道壁的形狀變化成使得通道朝向下游側(cè)逐漸變窄)。根據(jù)本實(shí)施例，第一狹縫22a形成在通道壁的這個(gè)部位處，在所述部位處，通道橫截面隨著流動移動的變化沿著圓周方向變?yōu)樽畲罅?，即，在流體輸送管10中，所述部位沿著重力方向位于上邊緣側(cè)。在第二單元通道12b中，第二狹縫22b形成在類似部位處。然而，在第二單元通道12b的情況下，在除了下邊緣位置P1之外的部位處，通道壁的形狀改變，以便使通道朝向下游側(cè)逐漸增寬。這些狹縫22a和22b形成為沿著流體移動方向(換言之，在內(nèi)管12內(nèi)部流動的流體的主要流動方向)延伸的開口。需要注意的是，盡管在這種情況下舉例說明了狹縫22a和22b各設(shè)置有一個(gè)的構(gòu)造，但是可以根據(jù)流體輸送管的規(guī)格設(shè)置多個(gè)狹縫22a和多個(gè)狹縫22b。

如上所述構(gòu)造的旁路通道20允許毗鄰的第一狹縫22a和第二狹縫22b之間以最小面積部分18插置在第一狹縫22a和第二狹縫22b之間的形式連通。結(jié)果，流經(jīng)第一單元通道12a的流體的一部分通過第一狹縫22a流入到旁路通道20中，然后通過第二狹縫22b以與流經(jīng)第二單元通道12b的流體合并。因此，由于存在狹縫22a和22b，所以上述空間允許單元通道12a和12b相互連通并且因此用作旁路通道20。

(根據(jù)實(shí)施例1的流體輸送管的效果)

根據(jù)通道橫截面面積像流體輸送管10的內(nèi)管12中那樣周期性地增大和減小的流體輸送管，能夠通過致使主流脈動而使得流動近似層流，來實(shí)現(xiàn)阻力的減小。更加具體地，位于通道橫截面的減小側(cè)上的通道是期望盡可能抑制產(chǎn)生紊流以實(shí)現(xiàn)流動層流化的部位。另一方面，因?yàn)樵谖挥谕ǖ罊M截面的增大側(cè)上的通道中紊流與流動移動一起成長，所以該通道對應(yīng)于期望抑制由紊流成長導(dǎo)致的紊流化的部位。通過在本實(shí)施例的流體輸送管10中設(shè)置旁路通道20，如下所述，能夠在有利地保持通過位于減小側(cè)上的第一單元通道12a實(shí)現(xiàn)的流動層流化效果的同時(shí)，抑制位于增大側(cè)上的第二單元通道12b中的紊流成長。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步減小阻力的效果。

圖5是用于描述通過提供旁路通道20獲得的結(jié)果的多視角視圖。圖5(A)是示出了用于與本實(shí)施例的流體輸送管10相比較的流體輸送管的構(gòu)造的視圖。在圖5(A)所示的不包括旁路通道的流體輸送管的情況中，如果存在通道壁表面顯著傾斜以減小通道橫截面面積的部位，則流動方向改變的分量(圖5(A)中下降分量)較大。當(dāng)流動方向以這種方式彎曲較大程度時(shí)，這導(dǎo)致壓差阻力增大。此外，在通道橫截面面積之后開始再次增大的部位處，在壁表面的附近容易產(chǎn)生流動分離。

相比之下，在本實(shí)施例的流體輸送管10的情況中，如圖5(B)所示，第一單元通道12a內(nèi)部的流動的一部分通過第一狹縫22a流入到旁路通道20中。結(jié)果，流動方向改變的分量(圖5(A)中的下降分量)較小。因此，能夠抑制壓差阻力(型面阻力)增大。由此，抑制了第二單元通道12b的通道橫截面面積開始再次增大的壁表面附近的流動分離，并且因此能夠抑制摩擦阻力增大。

此外，通常，管內(nèi)部的壁表面附近的部位是紊流比與該壁表面分離開的位置處的流動(即，主流)大的部位。通過提供具有上述構(gòu)造的旁路通道20，在位于通道橫截面的減小側(cè)上的第一單元通道12a中，能夠使位于壁表面附近的流動的紊流相對較大的一部分進(jìn)入到旁路通道20中(更加具體地，能夠通過流體的動壓力將位于壁表面附近的流動的紊流相對較大的一部分推入到旁路通道20中)。因此，從第一單元通道12a內(nèi)部移除導(dǎo)致紊流成長的因素。結(jié)果，能夠進(jìn)一步抑制第一單元通道12a內(nèi)部的紊流。

另外，通過在第二單元通道12b中提供旁路通道20，能夠獲得以下有益效果。即，在位于通道橫截面的增大側(cè)上的第二單元通道12b中，壁表面的附近的速度邊界層隨著流速沿著下游方向逐漸減小而成長。根據(jù)旁路通道20，流動能夠相對于壁表面附近的速度邊界層從旁路通道20涌出(更加具體地，因?yàn)榈诙M縫22b的出口處于負(fù)壓，所以旁路通道20內(nèi)部的流體被負(fù)壓抽吸到第二單元通道12b中)。因?yàn)楸诒砻娓浇牧鲃佑捎诹黧w從旁路通道20流入到第二單元通道12b中而加快，所以速度邊界層變薄。結(jié)果，能夠進(jìn)一步抑制第二單元通道12b內(nèi)部的紊流。

另外，本實(shí)施例的流體輸送管10采用了雙管結(jié)構(gòu)，所述雙管結(jié)構(gòu)包括作為內(nèi)管12的通道橫截面面積周期性增大和減小的管；并且包括作為外管14的具有內(nèi)壁的管，內(nèi)管12的最大面積部分16的外壁裝配到所述內(nèi)壁中。因此，能夠利用形成在內(nèi)管12的外壁和外管14的內(nèi)壁之間的空間形成旁路通道20。結(jié)果，有助于制造包括旁路通道的流體輸送管。此外，通過采用雙管結(jié)構(gòu)，與將對應(yīng)于內(nèi)管12的單個(gè)管設(shè)置為流體輸送管的情況相比，能夠確保流體輸送管10的更高的剛性水平。

此外，在流體輸送管10的內(nèi)管12中，如圖2所示，最大面積部分16的通道中心和最小面積部分18的通道中心沿著豎直方向是不同軸的。因此，與像下文中描述的圖11中示出的流體輸送管80的內(nèi)管82中那樣最大面積部分的通道中心和最小面積部分的通道中心位于平行于流體移動方向的同一直線上的情況相比，伴隨通道橫截面的變化的通道壁形狀的沿著水平方向的變化減小。結(jié)果，能夠提高沿著水平方向的彎曲強(qiáng)度。

此外，在流體輸送管10的內(nèi)管12中，沿著重力方向位于下邊緣位置P1處的通道壁平行于流體移動方向。結(jié)果，能夠消除位于內(nèi)管12的沿著重力方向的下部部分處的通道壁的不均勻部。由此，在作為輸送對象的流體是氣體的情況中，如果將管內(nèi)可能會產(chǎn)生冷凝水的管(例如內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管)設(shè)置作為內(nèi)管12，則能夠允許氣體在冷凝水不會停滯在內(nèi)管12的沿著重力方向的下部部分的情況下流動。這使得能夠抑制因通道橫截面面積明顯減小而造成的性能下降，并且還能夠抑制因冷凝水聚集而導(dǎo)致的管壁腐蝕。

此外，在流體輸送管10中，第一狹縫22a沿著流體移動方向形成為開口。由此，能夠利用流體的動壓力有利地將流動的一部分引入到旁路通道20中。

此外，在流體輸送管10中，狹縫22a和22b不是形成在通道橫截面變化相對緩和的最大面積部分16附近的部位處，而是形成在上述變化相對急劇的部位(靠近最小面積部分18的部位)處。由此，能夠更加有效地獲得參照圖5在上文描述的抑制壓差阻力增大的有益效果和進(jìn)一步抑制紊流的有益效果。

實(shí)施例2

接下來，將參照圖6描述本發(fā)明的實(shí)施例2。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的流體輸送管30的一個(gè)部分的縱向截面。實(shí)施例2的流體輸送管30就其基本形狀而言與實(shí)施例1的流體輸送管10相同。作為一個(gè)示例，假設(shè)作為實(shí)施例2的流體輸送管30的輸送對象的流體是液體而不是氣體。作為具體應(yīng)用示例，在內(nèi)燃機(jī)的情況中，例如，流體輸送管30能夠應(yīng)用于輸送液體燃料的燃料管、輸送發(fā)動機(jī)冷卻液的冷卻液管或者用于輸送發(fā)動機(jī)潤滑油的潤滑油管。

本實(shí)施例的流體輸送管30與實(shí)施例1的流體輸送管10的不同之處在于管在使用時(shí)的方向(在諸如內(nèi)燃機(jī)的機(jī)器的情況中，在管安裝在內(nèi)燃機(jī)中時(shí))。即，如圖6所示，在使得沿著重力方向的上側(cè)和下側(cè)相對于流體輸送管10倒置的定向條件下使用流體輸送管30。結(jié)果，可以說，在流體輸送管30的內(nèi)管12中，通道形成為使得一對單元通道12a和12b的相應(yīng)通道橫截面中沿著重力方向的上邊緣位置P2在平行于流體移動方向的直線上對齊。換言之，可以說，在內(nèi)管12中，沿著重力方向位于上邊緣位置P2處的通道壁平行于流體移動方向。需要注意的是，在這種情況中，盡管圖解了沿著重力方向位于上邊緣位置P2處的通道壁沿著水平方向延伸的構(gòu)造示例，但是只要沿著重力方向位于上邊緣位置P2處的通道壁平行于流體移動方向，則通道壁延伸所沿著的方向并不局限于水平方向，而是可以是相對于豎直方向傾斜的方向。

根據(jù)上述構(gòu)造，能夠消除位于內(nèi)管12的沿著重力方向的上部部分中的通道壁的不均勻部。由此，當(dāng)作為輸送對象的流體是液體時(shí)，即使空氣混合到流動中或者在流動中產(chǎn)生空氣，也能夠允許液體流動，而同時(shí)又沒有在內(nèi)管12的沿著重力方向的上部部分中產(chǎn)生空氣停滯。這使得能夠抑制由通道橫截面面積明顯減小引起的性能下降。

實(shí)施例3

接下來，將參照圖7描述本發(fā)明的實(shí)施例3。

圖7是用于描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的流體輸送管40的特征部分的視圖。除了下文描述的不同之外，根據(jù)實(shí)施例3的流體輸送管40具有分別與根據(jù)實(shí)施例1或2所述的流體輸送管10或30相同的結(jié)構(gòu)。即，檢測流經(jīng)旁路通道20的流體(氣體或者液體)的參數(shù)(溫度、壓力、流速等)的傳感器44安裝在流體輸送管40的外管42中。更加具體地，作為優(yōu)選布置方案的一個(gè)示例，在圖7中，傳感器44的末端在沿著流體移動方向從第一狹縫22a至第二狹縫22b的部分中插入到旁路通道20中。

基本上，如果諸如傳感器的突出物體放置在流體流中，則紊流將增大。在本實(shí)施例的流體輸送管40(傳感器44必須設(shè)置在該流體輸送管40中)中，傳感器44設(shè)置在旁路通道20側(cè)上。因此，能夠?qū)嵤┝黧w的參數(shù)的檢測，而同時(shí)不會將紊流賦予單元通道12a和12b中內(nèi)部的主流。

實(shí)施例4

接下來，將參照圖8描述本發(fā)明的實(shí)施例4。

圖8是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的流體輸送管50的特征部分的視圖。除了在下文描述的差異之外，根據(jù)實(shí)施例4的流體輸送管50具有分別與根據(jù)實(shí)施例1或者2的流體輸送管10或者30相同的結(jié)構(gòu)。即，具有分支通道54a的分支管54連接到流體輸送管50的外管52，所述分支通道54a從旁路通道20分支。在流體輸送管50應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的排氣管的情況中，分支管54例如對應(yīng)于EGR管。更加具體地，作為一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造示例，分支管54的開口54b形成在外管52的位于沿著流體移動方向從第一狹縫22a至第二狹縫22b的部分中的壁表面中。

在流動分支的情況中，分支的流動是虹吸流。在沿著垂直于流動的方向抽吸出一些流的情況中，因?yàn)閮H僅靜態(tài)壓力作用在分支通道上，所以偏轉(zhuǎn)出的流量較小并且在分支通道的邊緣部分處產(chǎn)生流動分離，并且這是導(dǎo)致摩擦阻力增大的一個(gè)因素。根據(jù)本實(shí)施例的流體輸送管50，致使流從旁路通道20分支。由此，能夠致使流分支，而同時(shí)又不會對內(nèi)管12內(nèi)的流動施加分離作用。此外，根據(jù)這個(gè)構(gòu)造，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第一狹縫22a的定向，還能夠利用作用在第一狹縫22a上的動壓力以有效的方式分離流。需要注意的是，因?yàn)樨?fù)壓作用在第二狹縫22b側(cè)上，所以從第二狹縫22b流入到旁路通道20中的進(jìn)入流量較小。因此，認(rèn)為第二單元通道12b側(cè)上的紊流沒有增大。

實(shí)施例5

接下來，將參照圖9描述本發(fā)明的實(shí)施例5。

圖9是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的流體輸送管60的特征部分的視圖。除了在下文描述的差異之外，根據(jù)實(shí)施例5的流體輸送管60具有分別與根據(jù)實(shí)施例1或者2的流體輸送管10或者30相同的結(jié)果。即，匯合管64連接到流體輸送管60的外管62，所述匯合管64具有與旁路通道20合并的合并通道64a。在流體輸送管60應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管的情況中，匯合管64例如對應(yīng)于EGR管。更加具體地，作為一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造示例，匯合管64的開口64b形成在外管62的位于沿著流體移動方向從第一狹縫22a至第二狹縫22b的部分中的壁表面中。

在致使流合并的情況中，所合并的流是噴出流。與放置在流體流中的突出物體的情況類似，這種噴出流成為增大紊流的一個(gè)因素。因此，為了致使噴出流在保持紊流影響盡可能小的同時(shí)合并，需要致使噴出流沿著流動合并。根據(jù)本實(shí)施例的流體輸送管60，通過致使流在旁路通道20中合并，將合并流通過第二狹縫22b引入到第二單元通道12b中。由此，能夠在盡可能不抑制內(nèi)管12內(nèi)部的流動方向的情況下合并流。需要注意的是，來自第一單元通道12a側(cè)的流的動壓力作用在位于減小側(cè)上的第一狹縫22a上。因此，認(rèn)為幾乎沒有合并流通過第一狹縫22a噴出，并且因此第一單元通道12a側(cè)上的紊流不會增大。

其它實(shí)施例

圖10是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管70的視圖。圖10中示出的流體輸送管70是通過交替連結(jié)第一單元通道12a和第二單元通道12b而不采用雙管構(gòu)造來構(gòu)造出的管。如在這個(gè)示例中示出的旁路通道72中那樣，允許第一狹縫22a和第二狹縫22b相互連通的旁路通道可以是形成在第一單元通道12a和第二單元通道12b的外部的通道，并且可以由旁路管72構(gòu)成，所述旁路管72連接第一單元通道12a的壁和第二單元通道12b的壁。這里，直線延伸的直管示出為旁路管72的一個(gè)示例。如果旁路管72是直管，則使用第一狹縫22a和第二狹縫22b之間的最短距離連接第一狹縫22a和第二狹縫22b。然而，本發(fā)明的旁路通道并不必局限于如在上述直管的示例中那樣使用第一開口和第二開口之間的最短距離來連接第一開口和第二開口的旁路通道。需要注意的是，根據(jù)流體輸送管的規(guī)格，設(shè)置在流體輸送管70中的旁路管72的數(shù)量可以設(shè)定為作為一個(gè)或者任意多個(gè)。

圖11是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管80的視圖。圖11中示出的流體輸送管80是雙管，所述雙管包括：作為內(nèi)管82的通過以交替方式連結(jié)第一單元通道82a和第二單元通道82b獲得的管；作為外管84的具有內(nèi)壁的管，所述內(nèi)管82中的最大面積部分86的外壁裝配到所述內(nèi)壁中。這個(gè)示例與實(shí)施例1的流體輸送管10的不同之處在于，流體輸送管80構(gòu)造成使得內(nèi)管82的通道橫截面以通道橫截面的中心線變?yōu)橹本€的形式周期性增大和減小。此外，在這個(gè)示例中，由內(nèi)管82的外壁和外管84的內(nèi)壁包封的空間用作旁路通道88。然而，關(guān)于流體輸送管的通道橫截面以這個(gè)示例中示出的方式變化的旁路通道，例如，可以通過與圖10中示出的示例中類似的技術(shù)來構(gòu)造旁路通道，而不采用雙管結(jié)構(gòu)。

圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管90的通道橫截面的視圖。圖12中示出的流體輸送管90與內(nèi)管12的通道橫截面形狀是圓形的流體輸送管10的不同之處在于，內(nèi)管92的通道橫截面形狀是橢圓形。如這個(gè)示例所示，根據(jù)本發(fā)明的通道橫截面周期性增大和減小的管的通道橫截面形狀還能夠是除了圓形之外的其它任意形狀。這不受流體輸送管是否采用了雙管結(jié)構(gòu)的影響，并且類似地適用于通道橫截面以圖11中示出的方式變化的流體輸送管。

通過使得內(nèi)管92的通道橫截面形狀為橢圓形，與使用圓形形狀的內(nèi)管12相比，可以使伴隨通道橫截面變化的通道壁形狀沿著水平方向的變化能夠更小。結(jié)果，能夠有效提高水平方向的彎曲強(qiáng)度。

圖13是圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管100的通道橫截面的視圖。圖13中示出的流體輸送管100與利用具有有角的橫截面的狹縫22a和22b的流體輸送管10的不同之處在于，分別形成在第一和第二單元通道12a和12b的壁表面中的第一和第二開口是圓形第一連通孔102a和圓形第二連通孔102b。

圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管110的通道橫截面的視圖。圖14中示出的流體輸送管110與實(shí)施例1的流體輸送管10的不同之處在于，第一狹縫114a和第二狹縫114b形成在內(nèi)管112中所沿著的方向不同。更加具體地，盡管上述示例的狹縫22a和22b或者連通孔102a和102b沿著流體移動方向形成為開口，但是本示例的狹縫114a和114b沿著內(nèi)管112的厚度方向形成為開口。根據(jù)用于形成本示例的狹縫114a和114b的技術(shù)，能夠通過以下方式來制造內(nèi)管112：在板狀材料中形成狹縫114a和114b之后，實(shí)施用于獲得內(nèi)管112的形狀的處理。因此，能夠提高制造內(nèi)管112的生產(chǎn)率。然而，因?yàn)樾纬瑟M縫114a和114b的方向與流動移動方向不匹配，所以如果比較相同的橫截面面積，則通過狹縫114a和114b的氣體量小于狹縫22a和22b的情況中的氣體量。因此，必須相對于狹縫22a和22b的數(shù)量增加狹縫的數(shù)量。需要注意的是，本示例的技術(shù)還可以應(yīng)用在替代狹縫將連通孔作為第一和第二開口的情況中。

此外，本發(fā)明的第一和第二開口并不局限于狹縫或者連通孔。例如，可以通過在通道壁中設(shè)置多孔體(例如，鋼絲棉)來獲得第一和第二開口。

圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)修改示例的流體輸送管120的通道橫截面的視圖。作為一個(gè)示例，圖15中示出的流體輸送管120具有通過內(nèi)管122和外管124形成的雙管結(jié)構(gòu)，并且所述流體輸送管120構(gòu)造成彎曲管，所述彎曲管具有流體移動方向改變的基本形狀。因此，本發(fā)明的流體輸送管并不局限于作為直管(其流體移動方向是直線)的流體輸送管10等，并且所述流體輸送管還可以應(yīng)用于彎管。即使當(dāng)應(yīng)用于彎管時(shí)，也能夠獲得阻力減小效果，所述阻力減小效果主要的原因是摩擦阻力減小。需要注意的是，在彎曲管作為對象的情況中，本發(fā)明的“基準(zhǔn)管”能夠例如以以下方式設(shè)置。即，作為這種情況的基準(zhǔn)管，能夠使用這樣的管，所述管的通道橫截面面積恒定為通道橫截面面積在一對單元通道122a和122b中的最大面積Smax至最小面積Smin的范圍內(nèi)連續(xù)變化的通道橫截面的平均通道橫截面面積，并且在所述管中，通道中心線是曲線，所述曲線平行于流體輸送管120中的流體移動方向，并且管的總通道長度等于流體輸送管120的長度。

附圖標(biāo)記

10、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120：流體輸送管

12、82、92、112、122：內(nèi)管

12a、82a、122a：第一單元通道

12b、82b、122b：第二單元通道

14、42、52、62、84、124：外管

16、86：最大面積部分

18：最小面積部分

20、72a、88：旁路通道

22a、114a：第一狹縫

22b、114b：第二狹縫

44：傳感器

54：分支管

54a：分支通道

54b：分支管的開口

64：匯合管

64a：合并通道

64b：匯合管的開口

72：旁路管

102a：第一連通孔

102b：第二連通孔