JPH069355Y2 - 風洞気流調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は，橋梁その他構築物の耐風安定性を風洞で実験
する際に用いられる気流調整装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に橋梁や煙突等大型の構造物の耐風性を検討する手
段の一つとして，風洞実験が行なわれる。その場合風洞
の気流は，自然風の風速分布や乱流を再現して，実地の
耐風現象を模擬することが必要である。そしてその再現
要件には，次の４項目がある。

(1)地表から鉛直方向の風速分布。構造物が構築される
地点の地形の凹凸などにより，地表近くの風は減速され
て，第３図(a)に示すような風速分布を画く。

(2)乱れ強さ。自然風は一般に，局所的には進行方向に
対して直角な方向の速度成分も持っており，また各方向
に第３図(b)に示すような変動分（ΔＶ）を持ってい
る。乱れ強さとは平均風速()に対するその変動分の比
であり，第３図(c)のように地表近くでは大きく、地表
から離れると変動分（ΔＶ）の変化割合は小さくなる。

(3)パワースペクトル。橋梁や煙突等の構築物の風によ
る振動は、第３図(b)に示したような風の変動分の周波
数成分を起振力とするものであり、第３図(d)のように
周波数分析した値、即ち、風のスペクトルを知っておく
必要がある。

(4)乱れのスケール。これはパワースペクトルには現わ
れないような極く低い周波数の大きな変動分であり、い
わゆる息をつく流れであるから構築物の耐風性の調査に
は必要な項目である。

従来の風洞実験では、これらの項目をできるだけ満足す
る手段として，構築物模型の上流側に格子，立体ブロッ
ク、三角板または四角板を敷設するなどして、上記再現
要件の実現に努力を払っていた。

そのような従来の気流調整装置として，三角板型スパイ
ヤ（spire，尖塔）の例を第４図に示す。

風洞の吹出口(30)に接続された風路(31)の床に，流れと
直角な断面に沿って，複数の三角板型スパイヤ(32)が配
設される。この三角板型スパイヤの構造は次のとおりで
ある。風路(31)の床面に固定直立する三角板(33)の裏面
に，回動中心ピン(41a),(41b)を中心として回動可能な
２枚の補助三角板(34a),(34b)がほぼ対称に取付けられ
る。これら補助三角板(34a),(34b)の間にカム(42)が装
着され，このカム(42)の回動軸(43)の他端には，ラック
(45)と噛合うセクタ歯車(44)が固着されている。このラ
ック(45)は駆動棒(38)に固定されてある。また上記補助
三角板(34a),(34b)はばね(40)によって，互いに引張ら
れている。

このような装置において，自然風を再現するための要件
を外部データ記憶装置(50)から与えられた電算機(60)
は，図示を省略した気流センサからのデータを解析およ
び分析して，制御器(70)からパルスモータ(35)に信号を
送り，歯車(36)，ラック(37)を介してカム(42)を所要量
回転させて，三角板(33)と補助板(34a),(34b)との合成
された形状を，スパイヤ形状として決める。

〔考案が解決しようとする課題〕

三角板型スパイヤは，風路高に匹敵する高さを必要とす
る場合，つまり風路（測定部）の断面一ぱいに拡がる橋
梁など構造物の模型を取付けた実験を行なう場合には，
補助三角板の動きが大きくなり，偏心カムを利用した形
状可変機構ではその動きに円滑さを欠き，とくに大型風
洞に適用するには不具合であった。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は，前記従来の課題を解決するために，風洞試験
装置の風路内に設置され，上端が互いにヒンジ結合され
た一対の棒または短冊形平板と，それら棒または短冊形
平板に両側縁が取付けられて気流をさえぎる遮風幕また
は可撓性の薄板と，それら棒または短冊形平板の下端の
間隔を任意に変化させる手段とを備えたことを特徴とす
る風洞気流調整装置を提案するものである。

〔作用〕

本考案は上記のように構成されているので，一対の棒ま
たは板の下端の間隔を変えれば，それら棒または板に両
側縁が取付けられた幕または薄板が形成する三角形の底
辺の長さが変化する。それによって風路内の床からの速
度勾配の調整ができ，しかも連続的に可変であるから風
速変化の再現が可能である。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例を示す正面図，第２図は第１
図のII−II断面図である。

図中(2a),(2b)は対をなす短冊形平板であって，上端が
蝶番型接手(3)によって互いにヒンジ結合されている。
(4)は可撓性薄板であって，その両縁が上記短冊形平板
(2a),(2b)に取付けられている。上記短冊形平板(2a),(2
b)の下端には，ピン(5a),(5b)によって駒(6a),(6b)がそ
れぞれ回転自在に取付けられている。(7)は操作棒であ
って，右ねじ(8a)と左ねじ(8b)が設けられており，それ
ら右ねじ(8a)と左ねじ(8b)は上記駒(6a),(6b)にそれぞ
れねじ込まれている。この操作棒(7)は，図示省略した
制御装置の指令に応じて回動するモータ(9)に連結され
ている。上記のようなスパイヤ１が，風路の天井(10)と
床(11)との間に所定間隔で配設されている。

モータ(9)が回動すると駒(6a),(6b)が前後進し，前記蝶
番型接手(3)を頂点とする三角形の下辺の長さが変わ
る。そして対をなす短冊形平板(2a),(2b)の間に貼られ
た可撓性薄板(4)は、実験中は風により第２図に点線で
示されるように風下側に膨らんで一定の形状を保ち、流
れをさえぎってスパイヤの役割を果たす。

なお上記実施例における短冊形平板(2a),(2b)の代りに
棒状部材を用いてもよい。また可撓性薄板(4)の代りに
遮風性の幕を用いることもできる。

〔考案の効果〕

本考案においては，一対の棒または短冊形平板の上端を
ヒンジ結合し，下端の相互間隔を可変にし，上記一対の
棒または短冊形平板の間に遮風幕または可撓性の薄板を
取付けてスパイヤとしたので，三角型スパイヤの三角形
の形状を自由に変えることができ，風路内の床からの速
度勾配の調整ができて，しかも連続的に可変であるから
風速変化の再現が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図，第２図は第１
図のII−II断面図，第３図は自然風の気流条件の説明
図，第４図は従来の気流調整装置の一例を示す図であ
る。 (1)…スパイヤ、(2a),(2b)…短冊形平板 (3)…蝶番型接手、(4)…可撓性薄板 (5a),(5b)…ピン、(6a),(6b)…駒 (7)…操作棒、(8a)…右ねじ (8b)…左ねじ、(9)…モータ (10)…風路の天井、(11)…風路の床 (30)…風洞の吹出口、(31)…風路 (32)…三角板スパイヤ、(33)…三角板 (34a),(34b)…補助三角板、(35)…パルスモータ (36)…歯車、(37)…ラック (38)…駆動棒、(40)…ばね (41a),(41b)…回動中心ピン、(42)…カム (43)…回動軸、(44)…セクタ歯車 (45)…ラック、(50)…外部データ記憶装置 (60)…電算機、(70)…制御器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】風洞試験装置の風路内に設置され、上端が
   互いにヒンジ結合された一対の棒または短冊形平板と、
   それら棒または短冊形平板に両側縁が取付けられて気流
   をさえぎる遮風幕または可撓性の薄板と、それら棒また
   は短冊形平板の下端の間隔を任意に変化させる手段とを
   備えたことを特徴とする風洞気流調整装置。