JPH0313122B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この説明は、例えば火力発電所等の屋外貯炭場
における貯炭表面からの炭塵飛散防止等に使用す
る防風フエンスに係り、遮風効果のきわめて高い
フエンスに関するものである。 上記貯炭場等においては、第１図に示す如く山
形に積上げられた貯炭１の表面から強い風に巻上
げられて飛散する炭塵が、貯炭場外に降下、周辺
地域を汚染し、問題となつている。 防風フエンスは、例えばこのような問題に対処
するものとして有用である。貯炭１の風上側にフ
エンスＡを設け、吹込む風を遮ぎるようにするも
のである。 ところが、防風フエンスには、次のような問題
がある。すなわち、そもそもフエンスの遮風効果
とは、理論的には第２図の模式説明図に示す如
く、フエンスＡの上端によつて風の流れＢに剥離
Ｃを発生させ、その剥離流の下方に風速０の線Ｄ
に囲まれた、いわゆる死水域（ハツチング部分）
を形成するというものである。ところが現実には
単なる衝立様のものをフエンスとして使用する
と、その死水域、とくにフエンスの近くのところ
に強い渦Ｅが多数発生し、理論的に云う死水域も
十分な風速低減域とはなり得ないものである。 本発明者は、この死水領域の渦を解消し、死水
領域を十分な風速低減域として確保することがで
きる防風フエンスの開発を意図し、鋭意実験、研
究を重ねた結果、次のような事実を見い出したも
のである。すなわち、先述したように、フエンス
を設置した場合にそのフエンス風下側にできる強
い渦は、フエンスそのものをネツト状にすること
により弱く小さくすることが可能である。つま
り、ネツトフエンスでは、フエンスを吹抜ける風
がフエンス風下側の渦に作用する結果である。と
ころがこのネツトフエンスの場合にも、フエンス
風下側の渦抑制の効果と本来の遮風効果、つまり
渦の影響を無視したときの風速低減の効果を両立
させるのは実際上不可能である。すなわち、ネツ
トフエンスの場合にはその網目の条件がフエンス
より風下側の流れに大きく影響してくる。具体的
には、フエンス面の充実率、つまり網目充実部の
フエンス見付面積に占める割合がその大きな影響
因子であり、傾向としてこの充実率が小さいと、
フエンス風下側の渦形成抑制の効果は高まるもの
の、遮風効果が乏しくなり、逆に大きな充実率で
は、遮風効果そのものはよくなるが、渦形成が強
くかつ大きくなり、結局フエンスの風下側直近の
死水領域の風速低減比が低くなる。このような関
係から、ネツトフエンスの場合でも、フエンス風
下側に十分な風速低減域を確保することは困難な
ものである。 しかるに、このネツトフエンスにおいて、その
ネツトを、いわゆる２重張り構造にし、この２重
張りのネツトを、第３図に示す如く両ネツト２，
２′間で互いの網目が縦、横両方向に関し千鳥状
となるように配置してやれば、すぐれた遮風効果
と死水領域の渦抑制の効果を同時に確保すること
が可能となる。すなわち、この２重張りネツトフ
エンスにおいては、フエンス面の見かけの充実
率、つまりフエンス見付面積と両ネツト２，２′
の網目充実部の投影面積の比がフエンス風下側の
流れを左右する最も重要な因子となり、この見か
けの充実率と遮風効果、渦抑制効果との関係は傾
向的には先に述べた１枚張りのネツトフエンスの
ときと類似する。すなわち、小さな充実率では遮
風効果が劣り、これが大きくなると、フエンスの
風下側直近の整流効果が下がつてくる。しかしな
がら、２重張りの場合には、１枚張りとは異な
り、遮風効果を高く維持しながらすぐれた整流効
果を確保する、つまり遮風、整流の両効果を高次
元でバランスさせ得る見かけ充実率の領域が存在
する。これは、２重張りではフエンス通過時風は
ネツトを２回くぐり抜けることになるが、その際
ネツトは、いわゆる整流格子として機能し、同時
に大きな乱れをもつた渦を小さく分解するという
２重の効果を発揮することになるためと考えられ
る。このようなことから、２重張りネツトフエン
スの場合には、フエンス風下側に広くしかも十分
な風速低減比をもつ風速低減を確保することが可
能となるものである。 すなわち本発明は、上記に基くものであつて、
同じく網目形状をもつ互いに平行配置の２枚の衝
立ネツト２，２′を備え、該両ネツトは互いの網
目が縦、横両方向に千鳥状となるように位置し、
その両ネツトからなるフエンス体の遮風面の見か
けの充実率が50〜80％であり、かつ両ネツトの離
間距離Ｌが２mm以上でかつ網目開口部の横方向長
ｌの５倍以内の範囲にあることを特徴とする防風
フエンスを要旨とする。 本発明において、２重張りネツトの互いの網目
の位置関係を、第３図に示した如く縦、横両方向
に関し千鳥状をなす関係としたのは、２重張りネ
ツトを整流格子として十分に機能させ、フエンス
の風下側直近の渦の効果的な解消を可能にするた
めである。 次に、この２重張りネツトからなるフエンス体
のフエンス面の見かけの充実率を、50〜80％に限
定したのは、後記する風洞実験結果による同一寸
法のフエンス単体と、これを二重張りした場合の
風速分布、乱れ強さ分布（第６図、第７図、特に
イ，ハ参照）の数値による変化を基礎に推測決定
したもので、これが50％未満では遮風効果の点で
不十分となり、フエンス風下側の風速低減比が不
足する結果となり、また逆に80％をこえる大きな
充実率ではフエンスの風下側直近の整流が十分に
達せられず、この点で問題となる。なお、この見
かけの充実率はとくに、55〜65％程度とするのが
効果上好ましい。 更に、第３図ロ（縦断側面図）に示す２重張り
ネツトの相互離間距離Ｌを、２mm以上でかつ網目
開口部の横方向長さｌ（同図イ参照）の５倍以内
としたのは、風洞実験結果による２枚張りとした
場合の相互離間距離、見掛充実率変化に基く乱れ
強さ分布等を参酌考慮して決定したもので、Ｌ＜
２mmでは機能的にみて１枚張りネツトと殆ど変り
なく２重張りにした本来の意味がなくなり、また
Ｌ＞5lになると、相互の干渉効果がなくなるから
である。 本発明の２重張りネツトフエンスのネツトとし
ては、上記見かけの充実率で50〜80％を確保でき
さえすれば、網目の形状、大きさ等の種類を問わ
ず何れでも使用できるものである。要するに、何
れのネツトを使用しても、フエンスとして見かけ
の充実率50〜80％を確保してやりさえすれば、つ
ねに同様の効果が期待できるのである。前記第３
図に示したネツト２，２′は、１枚板にスリツト
を入れ拡開してつくつた、いわゆるエキスパンド
メタル型のものであり、金属ネツトとしてはこの
エキスパンドメタル型が最も一般的なものであ
る。 本発明フエンスは具体的には、例えば第４図に
示す如くに構成される。すなわち、同図におい
て、フエンス体Ａは、上記のようなネツトを使用
したパネル構成体３の多数を、フエンス設置場所
に所定間隔で立設した支柱４の間に上下、左右に
連続するようにして取付けて構成されている。上
記パネル構成体３とは、例えば第５図（イは正面
図、ロは側面図）に示す如く、上下一対の溝形鋼
からなる間隔保持材５，５の両側に矩形状のネツ
ト２，２′を張りこれをその縁部に沿つて配した
押え部分６，７で固定してパネル状としたもので
ある。 次に、本発明フエンスの有効性確認のために行
つた実験について説明する。 エツフエル型吹出式境界層風洞を用い、下記の
３つのネツトフエンスの模型を使用して風洞実験
を行つた。 ＜フエンス模型＞

【表】 No.３は本発明に基く２重張りネツトフエンス
で、ネツトの相互離間距離Ｌは２mm、ネツト単体
の充実率は36％である。 実験は、下記の要領で行つた。 模型フエンスを前記風洞内に該風洞内の主風
向と垂直に設置し、送風を行う。風洞内の気流
は、乱流格子によつて乱れ成分を与えた一様乱
流であり、風速は風洞床面（フエンス設置床
面）からの高さが500mm（境界層の高さ）の位
置で10ｍ／secである。 送風継続中において、風洞中心線（フエンス
中央線）を通り主風向に平行な鉛直平面上に設
定した多数の測定点の各々の位置で、定温度型
熱線風速計を用いて風速測定を行う。 測定点の各々毎に、上記定温度型熱線風速計
の出力をリニアライザで直線化したあと、サン
プリング間隔0.01秒で継続時間10秒間のデイジ
タル量に変換し、その平均値（平均風速）と
標準偏差（風速変動の標準偏差√ ²）を求
め、平均風速はその測定点と同じ高さにおけ
る接近流の平均風速ｒで無欠元化して風速比
Ｕ／ｒの形にて、また風速変動の標準偏差√
²の方は高さ500mm（境界層の高さ）におけ
る接近流の平均風速r₅₀₀で無次元化して√
U²／r₅₀₀の、いわゆる乱れ強さの形でそれぞ
れ表わす。 実験の結果は、第６図、第７図に示した。第６
図は風速比／ｒの鉛直分布、第７図は乱れの
強さの鉛直分布、をそれぞれ表わし、両図につい
てイ〜ハは、供試したフエンス模型が、イ……No.
１、ロ……No.２、ハ……No.３、である。両図と
も、縦軸は高さ位置、横軸は主風向方向の位置を
示し、縦軸は風洞床面からの高さＺをフエンスの
高さＨ（＝200mm）で無欠元化したＺ／Ｎを、また
横軸はフエンス位置を基準にそこからとつた距離
Ｘ（主風向方向を正、その逆方向を負とする）を
同じくフエンスの高さＨで無次元化したＸ／Ｈ
を、それぞれとつたものである。第６図の風速比
分布はある高さの風速が接近流の風速の何倍にな
くかを示し、第７図の乱れ強さの分布はフエンス
上端からの流れの剥離の強さを知ることができる
ものである。なお、理解を容易にするため、第６
図では十分な風速低減域として風速比0.6以下の
領域に、また第７図では剥離の強さの指標として
乱れ強さ0.1以上の部分に、それぞれハツチング
を施して示した。 両図の結果から、次のようなことが云える。ま
ず１枚張りについては、フエンス模型No.１のよう
に充実率の小さいものでは、フエンス上端からの
流れの剥離が弱くなり、フエンス風下側の風速の
低減が十分に得られない。また同じくNo.２の如く
充実率を大きくとつた場合は、フエンス風下側の
風速低減比は全体として高くなるが、フエンスの
風下側直近の乱れ強さも大きくなり、この区域で
は十分な風速低減が望めない。ここに乱れ強さが
大きいということは、云う迄もなく風速変動が大
きいことであり、最大瞬間風速が大きくなる恐れ
があることを意味している。 これらに対し、No.３のように本発明に基く２重
張りのフエンスでは、フエンスの風下側直近の乱
れが効果的に解消され、しかもフエンス風下側の
風速低減を十分なものとなる。 因みに、実験において風洞内の気流は、先述の
とおり乱流格子によつて乱れ成分を与えた一様乱
流としたが、実際には鉛直方向の風速分布に僅か
ながら境界層の形成が認められ、そのべき指数は
α≒1/10.3であつた。多くの実測結果によると、
海岸、その他開けた場所における大気境界層は、
べき指数1/10≦α≦1/7程度の値をとり、したが
つて実験に使用した風洞気流は開けた場所におけ
る現実の大気境界層を概ね再現したものとみるこ
とができ、このことから上記の実験結果は実際の
状況に準ずるものと認めることができる。 以上の説明から明らかなように本発明の防風フ
エンスは、フエンス風下側に広くしかも十分な風
速低減比をもつた風速低減域を確保することがで
きるものであり、したがつてとくに屋外貯炭場に
おける貯炭の飛散防止、更には農作物の保護用等
としてすぐれた効果を発揮し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は屋外貯炭場におけるフエンスの使用例
を示す説明図、第２図はフエンスの遮風効果を説
明する図、第３図は本発明フエンスの２重張りネ
ツトの一例を示し、イは正面図、ロは縦断側面
図、である。第４図は本発明フエンスの全体構成
についてその具体例を示し、イは正面図、ロは縦
断側面図、である。第５図は同上本発明フエンス
に使用したパネル構成体を示し、イは正面図、ロ
は側面図、である。第６図、第７図は各種フエン
スに関する風洞実験の結果であり、第６図は風速
比鉛直分布図、第７図は乱れ強さ鉛直分布図、で
ある。 図中、１：貯炭、２，２′：ネツト、３：パネ
ル構成体、４：支柱、５：：間隔保持材、６，
７：押え部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同じ網目形状をもつ互いに平行配置の２枚の
   衝立ネツト２，２′を備え、該両ネツトは互いの
   網目が縦、横両方向に千鳥状となるように位置し
   その両ネツトで形成されたフエンス体の遮風面側
   の見かけの充実率が50〜80％でありかつ両ネツト
   の間隔Ｌが２mm以上でかつ網目開口部の横方向長
   さｌの５倍以内になつていることを特徴とする防
   風フエンス。