JPH0336904Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、回流式の流路を有する風洞（キヤビ
テーシヨンタンネルのように流体が液体の場合も
含む）に関する。

［従来の技術］ 一般に、回流風洞では、第５〜８図に示すよう
に、気体が、測定部１に第４拡散胴８、第３屈曲
部９、第４屈曲部１０および縮流胴１１を介して
送風機７から送られた後、測定部１から第１拡散
胴２、第１屈曲部３、第２拡散胴４、第２屈曲部
５および第３拡散胴６を介し再び送風機７へ回流
されるようになつている。

また、従来の回流風洞では、第６図に示すよう
に、第１拡散胴２は、その内側および外側の拡散
角θを等しく形成され、一定の流路面積を有する
矩形断面の第１屈曲部３へ連通している。

したがつて、第１屈曲部３では気体の拡散は行
なわれない。

なお、他の拡散胴４，６，８および屈曲部５，
９，１０も上述と同様に形成される。また、図中
の符号ｌは第１拡散胴２の長さ（拡散長さ）、ｂ
およびＢは第１拡散胴２のそれぞれ上流側および
下流側の開口幅、ｈおよびＨは第１拡散胴２のそ
れぞれ上流側および下流側の開口高さを示す。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、一般に拡散胴における気体の圧力損
失は、拡散胴の拡散角によつて支配的な影響を受
ける。つまり、拡散角が所定値を超えると、気体
の流れが拡散胴の壁面から剥離して乱流となり、
大きな圧力損失を生じる。

したがつて、拡散胴の拡散角にはおのずと上限
が定められる。

一方、回流風洞としては、風速性能が同じであ
れば、できるだけ流路全長の短いものが望まれて
いる。これは、その設置スペースが小さくなると
ともに、その建造コストの削減をはかれるからで
あり、さらに、圧力損失が低減され送風機の駆動
馬力が小さくなつて、設備コストの削減をもはか
れるからである。

しかしながら、拡散角に制約があるため、第５
〜８図に示すような従来の回流風洞では、その風
速性能を低下させることなく、流路の全長をより
短くすることは困難であり、最短の流路全長は、
拡散角の上限値および回流風洞の風速性能に応じ
て、限定されることになる。

本考案は、このような実情に鑑み、風速性能の
低下を招くことなく、流路の全長を短くできるよ
うにして、設置スペースが小さく、建造コストお
よび設備コストの削減をはかつた回流風洞を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、本考案の回流風洞は、回流式の流路
を有する風洞において、その流路の屈曲部へ連通
する拡散胴が、方形断面を有して内側の拡散角を
外側の拡散角よりも大きく形成されたことを特徴
としている。

［作用］ 上述の本考案の回流風洞では、拡散効果を持た
ない屈曲部が従来のものより短くなるので、流路
の全長を短くすることができる。

［実施例］ 以下、図面により本考案の一実施例としての回
流風洞において説明すると、第１図はその平面
図、第２図は第１図の−矢視図、第３図は第
１図の−矢視図、第４図は第１図の−矢
視図である。

第１図〜４図に示すように、測定部１の一端の
開口と送風機７の吸込側開口とが、第１拡散胴１
２、第１屈曲部１３、第２拡散胴１４、第２屈曲
部１５および第３拡散胴１６を介して接続される
とともに、測定部１の他端の開口と送風機７の送
風側開口とが、第４拡散胴８、第３屈曲部９、第
４屈曲部１０および縮流胴１１を介して接続され
ており、各拡散胴１２，１４，１６は、いずれも
方形断面を有している。

そして、これらの測定部１、送風機７、縮流胴
１１、拡散胴８，１２，１４，１６および屈曲部
９，１０，１３，１５により、回流式の流路を有
する風洞が構成される。

一方、第１拡散胴１２は、第１，２図に示すよ
うに、その内側の拡散角θ₁を外側の拡散角θ₃より
も大きく形成され、測定部１と、一定の流路面積
を有する矩形断面の第１屈曲部１３とを連通接続
しており、その外側の長さl₃は内側の拡散長さl₁
よりも長くなつている。

また同様に、第２拡散胴１４は、第１，３図に
示すように、その内側の拡散角α₁を外側の拡散角
α₃よりも大きく形成され、一定の流路面積を有す
る矩形断面の第１屈曲部１３と第２屈曲部１５と
を連通接続しており、その外側の拡散長さm₃は
内側の拡散長さm₁よりも長くなつている。

さらに、第３拡散胴１６は、第１，４図に示す
ように、その内側の拡散角β₁を外側の拡散角β₃よ
りも大きく形成され、一定の流路面積を有する租
矩形断面の第２屈曲部１５と、送風機７とを連通
接続しており、その外側の拡散長さn₃は内側の拡
散長さn₁よりも長くなつている。

各拡散胴１２，１４，１６は、上述の構成によ
り台形の横断面を有し、各屈曲部１３，１５との
接続部では各拡散胴１２，１４，１６の傾斜断面
が矩形状を呈して、対応する矩形断面をもつた屈
曲部１３，１５に支障なく接続されている。

なお、図中の符号l₂は第１拡散胴１２の中央部
における拡散長さを示す。

本考案の回流風洞は上述のごとく構成されてい
るので、測定部１において試験を行なう場合に
は、気体が、測定部１に第４拡散胴８、第３屈曲
部９、第４屈曲部１０および縮流胴１１を介して
送風機７から送られた後、測定部１から第１拡散
胴１２、第１屈曲部１３、第２拡散胴１４、第２
屈曲部１５および第３拡散胴１６を介し再び送風
機へ回流されるようになつている。

また、拡散胴１２，１４，１６では、その外側
の拡散長さが内側の拡散長さよりも長くなるの
で、拡散効果を持たない屈曲部１３，１５の長さ
を従来のものと比べ短くでき、風洞の風速性能の
低下を招くことなく、流路の全長を短くできる。

したがつて、風洞の設置スペースを小さくでき
るとともに、その建造コストの削減をはかれるの
であり、さらに、圧力損失が低減され送風機７の
駆動馬力が小さくなつて、設備コストの削減もは
かれるのである。

次に、数値計算により、第１拡散胴１２と従来
の回流風洞の第１拡散胴２（第５，６図参照）と
における圧力損失および長さについて比較して示
す。

まず、従来の回流風洞の第１拡散胴２におい
て、 ｈ＝4m，Ｈ＝8m，ｌ＝22.9m，ｖ＝220Km／ｈ ｂ＝6m，Ｂ＝9m，γ＝1.2Kg／m³ とする。ここで、ｖは測定部１における流速、γ
は空気の比重である。

このとき、第１拡散胴２の拡散角θは、 θ＝2Tan^-1Ｈ−ｈ／2l ＝2Tan^-1８−４／２×22.9≒9.98゜ となり、第１拡散胴２における圧力損失P_lは P_l＝ξ・（１−ｈ・ｂ／Ｈ・Ｂ）²・γ・v²／2g ＝0.26×（１−４×６／８×９）²×1.2×（220
／3.6）²／２×9.8≒26.42mmA_q となる。ただし、ξは拡散角θおよび拡散胴の断
面形状によつて定まる係数（ここではξ＝0.26）、
ｇは重力加速度である。

一方、本考案の回流風洞の第１拡散胴１２にお
いて、 ｈ＝4m，Ｈ＝8m，l₁＝22.9m，l₂＝28m，l₃＝
33m，ｂ＝6m，Ｂ＝9m，γ＝1.2Kg／m³，ｖ＝
220Km／ｈ とする。つまり、ｈ，Ｈ，ｂ，Ｂ，γ，ｖについ
ては従来のものと同じとし、第１拡散胴の長さに
ついてはｌ＝l₁とする。

このとき、第１拡散胴１２の内側、中央部およ
び外側のそれぞれにおける拡散角θ₁，θ₂およびθ₃
としては θ₁＝2Tan^-1８−４／２×22.9≒9.98゜ θ₂＝2Tan^-1８−４／２×28≒8.17゜ θ₃＝2Tan^-1８−４／２×33≒6.94゜ が得られる。ここで、第１拡散胴１２の拡散角と
して中央部における拡散角θ₂（＝8.17゜）を採用す
ると、係数ξは0.18となり、第１拡散胴１２にお
ける圧力損失P_lは P_l＝0.18／0.26×26.42≒18.29mmA_q となる。

したがつて、本考案の回流風洞の第１拡散胴１
２における圧力損失は、従来のものに比べ、8.13
mmA_qだけ小さくなる。また、従来の回流風洞の
第１拡散胴２において、その圧力損失を本考案に
よる圧力損失18.29mmA_qと等しくするためには、
拡散角θを本考案の第１拡散胴１２における拡散
角θ₂＝8.17゜と等しくなければならず、この場合、
従来の第１拡散胴２の長さｌは、 ｌ＝Ｈ−ｈ／tanθ＝８−４／tan8.17゜≒27.9m となつて、5mもの増大を招くことになる。

そして、本考案の拡散胴と従来の拡散胴とにお
ける圧力損失および長さの差は、他の拡散胴１
４，１６についても同様に生じ、これらの差の総
和は極めて大きなものとなる。

このように、本考案の回流風洞では、屈曲部が
短くなるだけでなく、上述のごとく形成される拡
散胴自体に、その全長を長くせずに圧力損失を低
減できるという特性があるので、さらに流路の全
長を短くできる。

なお、本実施例の回流風洞において、第４拡散
胴８は従来のままの形状となつているが、第１〜
３拡散胴１２，１４，１６と同様にその内側の拡
散角を外側の拡散角よりも大きく形成されてもよ
い。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案の回流風洞によれ
ば、その流路の屈曲部へ連通する拡散胴が、方形
断面を有して内側の拡散角を外側の拡散角よりも
大きく形成されるという極めて簡素な構成で、風
速性能の低下を招くことなく、流路の全長が短く
なるので、その設置スペースを小さくできるとと
もに、建造コストを大幅に削減できる利点があ
る。

また、流路における圧力損失が低減されるの
で、送風機の駆動馬力を小さくでき、設備コスト
の削減をはかれる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案の一実施例としての回流風
洞を示すもので、第１図はその平面図、第２図は
第１図の−矢視図、第３図は第１図の−
矢視図、第４図は第１図の−矢視図であり、
第５〜８図は従来の回流風洞を示すもので、第５
図はその平面図、第６図は第５図の−矢視
図、第７図は第５図の−矢視図、第８図は第
５図の−矢視図である。 １……測定部、７……送風機、８……第４拡散
胴、９……第３屈曲部、１０……第４屈曲部、１
１……縮流胴、１２……第１拡散胴、１３……第
１屈曲部、１４……第２拡散胴、１５……第２屈
曲部、１６……第３拡散胴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回流式の流路を有する風洞において、その流路
   の屈曲部へ連通する拡散胴が、方形断面を有し
   て、内側の拡散角を外側の拡散角よりも大きく形
   成されたことを特徴とする、回流風洞。