JPH0114903Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は風洞や水槽内を流れる流体に乱れを発
生させる装置に関するものである。

橋梁、煙突、海洋構造物等風や水の流れにさら
される構造物の耐風性や耐流性を検討するには風
洞や水槽内での実験が不可欠である。

また煙突から出る煙、クーリングタワーから出
る熱などの拡散を模擬する場合にも風洞や水槽が
用いられる。

たとえば自然風の場合、その風速は時々刻々と
変動しており、この風速の変動による構造物の振
動を調べようとすると、風洞内の風に風速の変
動、特に風の流れ方向の変動を与えてやらなけれ
ばならない。

そこで従来この流れ方向に流体の速度変化を与
えるものとして流路内に格子を配設し、この格子
によつて流れを乱す方法や、第１図に示すよう
な、振動板を用いるものが提供されている。

この装置は鉛直に配設される長方形の振動板０
１を列状に流路と直交して並べ、その上下端をベ
アリング０２を介してバー０３に取り付けて揺動
可能にしたものである。振動板０１の揺動は夫々
に取り付けたアーム０４の端部をバー０５に接続
し、バー０５をロツド０７を介してデイスク０８
に枢接し、デイスク０８を回転させることにより
行なうものである。

すなわち、第１図の状態からデイスク０８を時
計回りに回転させると振動板０１は左右（図では
上下）に揺動する。従つて流体はその流れを水平
方向に振り分けられ、主として水平方向の速度成
分が変えられた乱れが発生されることになり、そ
れに伴ない、、流れ方向の速度も変化した乱れが
発生するが、流れ方向の流速変化はわずかなもの
である。

また水平に振動板０１を取り付け、上下方向に
揺動させた場合には鉛直方向の流速変化と流れ方
向の変化が表われるが流れ方向の変化は同様にわ
ずかなものである。

なんとなれば、各振動板０１は全て左右なり上
下なり同じ方向に動くため、その流れ方向も一せ
いに変わるが振動板０１の間隔は不変であり流れ
の速さは変化しない。従つて、流れ方向の速度成
分も大きくは変化出来ないことになる。

しかも振動板０１と風とが接触しかつ剥離する
ために、風速に対する微小な変動成分が発生して
しまう。

本考案はこれらの欠点を排除するものであつ
て、風洞あるいは水槽の流路の流れと直交する断
面の一部に、回動又は揺動可能に支承されその軸
芯を列状に並べて配設される複数の長方形の可動
板と、同複数の可動板の隣り合う物同志を相反す
る向きに回動又は揺動させる駆動機構とからなる
ことを特徴とし、その目的とするところは、流れ
方向に大きな流速の変動成分を持つている乱流を
上記可動板の配設されない部分の下流に発生させ
ることが可能な乱流発生装置を提供するものであ
る。

本考案は上記したように可動板の隣り合うもの
同志を相反する向きに駆動機構によつて回動又は
揺動させるようにした。すなわち可動板の先端同
志の距離が狭くなつたり広くなつたりする。従つ
て、可動板の間を通る流れは絞られたり広げられ
たりされることになり、その流量が変動する。

これによつて、可動板が配設されていない部分
を流れる流体の流量もそれに対応して変化し、流
れ方向に大きな流速の変動を持つた流れが発生さ
れることになる。

以下本考案を第２図ないし第４図に示す一実施
例について説明する。

１は風洞の吹出ノズルであつて、図示しない模
型や、実際の自動車等に風を与えるものである。

２は密閉ダクトであり、風洞によつては配設さ
れているものもあれば、配設されてないものもあ
る。この有無で本装置の作用効果に相違はない。

吹出ノズル１の上部開口部１ａには枠組３によ
つて水平に保持され、かつ軸芯まわりに回転自在
な長方形の板からなる可動板４が複数枚（図では
４枚）列状に配設されている。

これら可動板４の軸の間隔は可動板４の巾より
若干広く、可動板４同志が触れることはない。可
動板４の軸の一端には歯車５が夫々取り付けられ
ていて、歯車５同志は噛み合つている。

上記歯車５の一つには軸を同じくしてプーリ６
が取り付けてあり、モータ７の回動がＶベルト８
を介して歯車５に伝えられる。

さて、風速の変動を与える場合にはモータ７を
駆動し、歯車５を回転させ可動板４を回す。歯車
５は互いに噛み合つているので相反する向きに回
転する。すなわち、最下段の歯車５が反時計回り
であれば、その上の歯車５は時計回り、その上の
歯車５が反時計回りとなり、可動板４も同じ動き
をする。

たとえば第３図ａに示すように、全ての可動板
４が水平であれば、吹出ノズル１の上部開口部１
ａの空気抵抗が少なく風速は最大Vaとなる。

可動板４が回転し空気抵抗が増しその風速は
Vb（第３図ｂ）となり、更に可動板４が回転し全
て鉛直方向を向く（第３図ｃ）とｂ部開口部１ａ
の空気抵抗は最大となり、風速がVcと最少にな
る。

従つて、吹出ノズル１の上部開口部１ａ下流側
の風は第４図イに示すように、風速がVaからVc
まで変化するものであつて、その風速に対して可
動板４に当る風の剥離によつて渦が発生する為の
変動、いわゆる乱れが生じていることになる。

吹出ノズル１の上部開口部１ａを通過する風の
流速は上記したように正弦波的に変化して風量も
変化する。

しかるに吹出ノズル１を通る風量は一定である
ので、上部開口部１ａを通過する風量が変化すれ
ば、同時に下部開口部１ｂを通る風量も変化し、
下部開口部１ｂの風速が変動する。

従つて、上部開口部１ａの風速Vaに対応する
下部開口部１ｂの風速をVa′というように表示
し、上記振動板４の回転に伴なう変化を図示する
と第４図ロに示すようになる。

すなわち吹出ノズル１の上部開口部１ａを通過
する風の風速と位相が半周期ずれた正弦波の風速
を、下部開口部１ｂを通過する風に発生させるこ
とができる。従つて第１図に示す従来例に示す如
く流路内全体に振動板を並設して、該振動板を同
方向に揺動させるものに比べて、歯車機構により
隣り合う振動板を相反する方向に揺動又は回動す
ることで下部開口部１ｂに大きな風速の変動を発
生させることができる。しかも振動板や格子等の
乱れる原因となる部材が下部開口部１ｂの上流側
にないので、その下流には乱れがなくかつ正弦波
的に風速の変化する風を得ることができる。

なお、上記実施例ではモータ７の駆動により歯
車５および振動板４を回転させるようにして、正
弦波的に風速の変化する乱流を作るようにした
が、モータにステツピングモータなどを使用して
振動板４を揺動させることにより、任意の風速の
変化を有する風を作ることも可能である。

以上述べたように本考案の一実施例の装置は、
流路を２分割し、片側に可動板を配設したもので
あるが、第５図に示すように、流路を３分割し、
上部開口部１Ａと下部開口部１Ｂに可動板を配設
し、中央開口部１Ｃに乱流を発生させるようにし
ても良い。この実施例では、上部開口部１Ａと下
部開口部１Ｂが第１実施例の上部開口部１ａと同
じ作用をし、中央開口部１Ｃが第１実施例の下部
開口部１ｂと同じ作用をする。なお、９，１０
は、上下の可動板を連動するためのプーリーとＶ
ベルトである。以上述べたように、本考案の乱流
発生装置によれば実用新案登録請求の範囲に示す
簡素な構成により隣り合う可動板を相反する向き
に駆動機構によつて駆動するようにしたので可動
板を設けてある風路部分の流量を大きく変動さ
せ、これにより可動板の配設されてない風路部分
の流量が大きく変化して、流れ方向に大きな流速
の変動を持つた流れを発生させることができるの
で、橋梁、煙突、海洋構造物等の耐風性や耐流性
の検討に好適なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の乱流発生装置の平面図、第２図
は本考案の一実施例を示す乱流発生装置の斜視
図、第３図はその作用説明図、第４図は得られる
乱流の図、第５図は本考案の他の実施例を示す図
である。 １：吹出ノズル、１ａ：上部開口部、１ｂ：下
部開口部、２：仕切板、３：枠組、４：可動板、
５：歯車、６：プーリ、７：モータ、８：Ｖベル
ト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 風洞あるいは水槽の流路の流れと直交する断面
   の一部に、回動又は揺動可能に支承されその軸芯
   を列状に並べて配設される複数の長方形の可動板
   と、同複数の可動板の隣り合う物同志を相反する
   向きに回動又は揺動させる駆動機構とからなり、
   上記流路の断面の上記可動板の無い部分の下流に
   乱流を発生させるようにしたことを特徴とする乱
   流発生装置。