JPS60111135A - 煙拡散模型試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、煙突や建造物から排出されるガスが空間に
おいて拡散する状況を模型によって定量的に試験する装
置に関するものである。−近年、産業の発展に伴って、
８電所や化学工場等から吐出される排ガスによる大気汚
染を防止することが、焦眉の問題となってき声。このよ
うな大気汚染対策を確立するためには、これら汚染排ガ
スによる大気および地表面の拡散状況を定性的に把握し
、立地条件、規模等に応じてもっとも有効で経済的な煙
突の設置地点、高さ及び排ガスの吐出速度等を決定する
データを得る必要がある。

このようなデータをめる手段として、計算による方法、
現地試験よる方法あるいは模型試験による方法がある。

計算による方法としては、サソトン（Ｓｕｔｔｏｎ）の
理論式、板上の式、英国気象局の経験式等が発表されて
いるが、いずれも地形の影響は考慮されていない。又、
最近これらの式に地形影響をコンピューターを用いた数
値解析でめている例もあるが、何れも実験による検証が
必要である。

実地試験による方法は、実物煙突が建設された後でなけ
れば試験できないし、地形の複雑な広い地域において試
験を行うことは、費用、労力ともに莫大なものとなる。

しかも、煙突高さ、風向等を自由に選ぶことは困難であ
り、また、−地点における資料しか得られない。

模型を用いる試験としては、煙突模型からガスを吐出さ
せ、そのガスの拡散状況を肉眼観察することが従来行わ
れているが、煙の拡散中における空間領域での断面形状
及び地上到達状況の把握は地形が複雑な場合、特に不可
能に近く、煙の拡散状況（濃度）を定量的にめることが
できないという欠点があった。

この発明は、前期のような従来の模型試験装置の欠点を
取除き、排ガス拡散状況（ｖａ度）を定量的に把握ずた
めに提供されたものであって、風洞と、同風洞の測定胴
に配置された地形模型と５同地形模型の上流側に配置さ
れた格子状の気流制御装置と、上記地形模型からガスを
吐出する吐出機構と、上記地形模型の上面または、上方
からガスを吸引する手段とを具えた煙拡散模型試験装置
である。

以下、この発明を図面に示す実施例によって説明する。

第１図、２図、３図はこの発明の一実施例を示す概念図
であって１図中１は透視可能な壁および天井で囲まれた
風洞の測定胴、２．３および４はそれぞれ耐水性、耐薬
品性塗料で下地処理された煙突、家屋および地形のいわ
ゆる地形模型である。

５は測定胴１内に風を送るファン、６及び′１は実地気
流条件を再現するための気流制御材で、６は測定胴内１
の流路全体に配設された棒を格子状に組込んだ気流制御
装置、゛（なお、板にて格子状に形成してもよい。）７
は測定胴床面に配設された板状のものを風と直交させ床
面に水平に取りつけた気流制御装置である。

８はあらかじめ所定のガス濃度に調整混合されたガスを
圧縮貯蔵するボンベ、９および１０は混合ガス流量計お
よび混合ガス通路、１１はポンベ８からの混合ガス量を
調整する流量調整弁でこれらにより吐出機構が構成され
る。

１２は地形模型４０表面に設けられた小穴、１３はガス
吸引液を収納する前記小穴１２と同数個のガス吸収瓶、
１４は模型４表面の各小穴１２と上記ガス吸収液中とを
１組ずつ連通さ・Ｕる管。１５は比較的大きな異径て複
数個上下方１ｉ］１に配された管でかつ上部及び下部の
取り付は水平レベルは同じで、それぞれの下方に配され
た管の下端が互に連通させられ、かつ下に液体、たとえ
ば氷を収納するマノメータである。

なお、この管１５は同径でもかまわない。

１６は上下に配置されたマノメタ−１５を連結するマノ
メータ１５管径よりはるかに細い細管、１７はそれらマ
ノメータ１５の上端と前記ガス吸収瓶１３との上端とを
互いに１つずつ連通さ−Ｕる管である。１８はマノメー
タ１５の下端と可撓性管１９とによって連通させられた
水準瓶である。

コノような装置において、まず試験用ガス、たとえば空
気とアンモニアの混合ガスが所定量吐出されるよう混合
ガス流量旧９を監視しながら流量調整弁１１を調整する
。これよりかＳ記ガスは９通路１０を経て煙突模型２か
ら測定胴内１に吐出される。

ファン５により測定胴内１で所定の気流条件（風速、風
速分布、乱れ等）となるようファン５の１ｍ勅数、格子
の形状の組合せによって作られた風により煙突２から吐
出される混合ガスは拡散されてゆき、一定時間後には測
定胴１の混合ガスの分布は定常状態になる。

しかる後、水準瓶１８を徐々に下方に移動さゼるとマノ
メータ１５内の水は、可撓性管Ｉ９を経て、徐々に吐出
される。

そうすると、マノメータ１５内圧力、従ってガス吸収層
１３内の圧力が低くなり、地形模型４０表面の気体は小
穴１２および管１４を経て除々にガス吸収層１３内に吸
収され、これらに収納されたガス吸収液中に吸収される
。

マノメータ１５は、上部または下部を単体としてみれば
内径が全て同径でこの時吸引される気体量は小穴１２の
各々について全て等しく、その量は水準）１ハの下方移
動範囲内に位置する上下それぞれのマノメータの容積の
合旧かもめることができる。

また１１８の下方移動範囲を上部のマノメータ１５範囲
内で行う場合は、水準肌１８の停止位置によって吸引量
に誤差が生じるため、細管Ｉ６の範囲で停止する必要が
ある。

細管１６の範囲内で停止すれば、細管１６の容積のみが
誤差となり、その値はマノメータ１５の容積に比して微
々たるものであるから実験値は誤差影響を考處する必要
はない。

所定量の気体を吸引した後、各ガス吸引層１３からガス
吸収液を取り出し、公知の方法を用いて分析することに
より、前記のアンモニアと空気と混合ガスが、模型煙突
２から吐出された後、測定胴１内を拡散して地形模型４
の表面に到着した量。

逆に言えば拡散により薄められた度合、をめることがで
きる。小穴１２から吸引される気体の流速が毎秒数ｃｍ
以下となるようにマノメータ１５内の氷の吐出を徐々に
行えば、地形模型４の上面および上方の混合ガスの濃度
分布がこの吸引によって受番ノる影響を無視することが
できる。

この実施例によれば、実地の気流特性を再現した条件下
において、煙突などから吐出したガスの拡散する領域で
の濃度を模型試験による定量的手段により安価、スピー
ディおよび一精度よくめることができる。従って、煙突
排カス等による大気汚染防止上必要となる基礎データを
極めて効果的提供できる。

次に、この発明の別の実施例を第４図および第５図によ
って説明する。

図中１は透視可能な壁および天井で囲まれた風洞の測定
胴、２，３および４はそれぞれ耐氷性。

耐薬品性塗料で下地処理された煙突、家屋および地形の
いわゆる地形模型である。

５は測定胴１内に風を送るファン、６及び７は実地気流
条件を再現するための気流−制御材で、６は測定胴内１
の流路全体に配設された棒を格子状に組込んだ気流制御
装置、　（なお、板にて格子状に形成してもよい。）７
は測定胴床面に配設された板状のものを風と直交させ床
面に水平に取りつけた気流制御装置である。

８はあらかじめ所定のガス濃度に調整混合されたガスを
圧縮貯蔵するボンへ、９および１０は混合ガス流量針お
よび混合ガス通路、１１はボンベ８からの混合ガス量を
調整する流量調整弁である。

２２は地形模型４の上方に設置されたガラスやステンレ
スなどの細管より作られたガスザンプリング管で、第３
図同様同数個のガス吸収瓶１３等に接続されている。

このような装置において、まず試験用ガス、たとえば空
気とアンモニアとの混合ガスが所定量吐出されるよう混
合ガス流量側９を監視しながら流量調整弁１１を調整す
る。これより前記ガスは９通路１０を経て煙突模型２か
ら測定胴内１に吐出される。

測定胴内１て所定の気流条件（風速、風速分布。

乱れ等）となるよ・）ファン５の回転数、格子の形状の
組合・已によって作られた風により煙突２から吐出され
る混合ガスは拡散されてゆき、一定時間後には測定胴１
の混合ガスの分布は定常状態になる。

しかる後、第３図に示した水準瓶１８を徐々に下方に移
動させるとマノメータ１５内の水は、可撓性管】９を経
て、徐々に吐出される。

’Ｃウ−Ｊ−ると、マノメータ１５内圧力、従ってカス
吸収１１１ＸｌＳ内の圧力が低くなり、地形模型４上方
に開口したガスランプリンタ管２２および竹１４を経゛
ζ除々にカス吸収層１３内に吸収され、これらに収納さ
れたカス吸収液中に吸収される。

この実施例における効果は、先の実施例のものと同一で
ある。

次ぎに、この発明の別の実施例を第６図および第７図に
よって説明する。

図中１は透視可能な壁および天井で囲まれた風洞の測定
胴、２．３および４はそれぞれＷｉＪ水性。

耐薬品性塗料で下地処理された煙突、家屋および地形の
いわゆる地形模型である。

５は測定胴１内に風を送るファン、６及び７は実地気流
条件を再現するための気流制御４４て、６は測定胴内１
の流路全体に配設された棒を格子状に組込んだ気流制御
装置、　（なお、板にて格子状に形成してもよい。）７
は測定胴床面に配設された根状のものを風と直交さ・Ｕ
床面に水平に取りつけた気流制御装置である。

８はあらかじめ所定のカス濃度に調整混合されたガスを
圧縮貯蔵するボンへ、９および１０は混合カス流量計お
よび混合カス通路、ＩＩはポンベ８からの混合ガス量を
調整する流量調輩弁である。

３２−１は地形模型４の表面に設けられた小穴。

３２−２は模型上方に設置されたガラスやステンレス等
の細管により作られたガスサンプリング管で。

第３図に示したガス吸収瓶１３に接続される。

このような装置において、まず試験用ガス、たとえば空
気とアンモニアとの混合ガスが所定量吐出されるよう混
合ガス流量計９を監視しながら流量調整弁１１を調整す
る。これより前記ガスは５通路１０を経て煙突模型２か
ら測定胴内１に吐出される。

ファン５により測定胴内１で所定の気流条件（風速、風
速分布、乱れ等）となるよ・）ファン５０回転数、格子
の形状の組合せによって作られた風により煙突２から吐
出される混合ガスは拡散されてゆき、一定時間後には測
定胴Ｉの混合ガスの分布は定常状態になる。

しかる後、第３図に示したた水準瓶１８を徐々に下方に
移動させるとマノメータ１５内の氷は、可撓性管１９を
経“ζ、徐々に吐出される。

そうすると、マノメータ１５内圧力、　１ｔｌｃっでガ
ス吸収層１３内の圧力が低くなり、地形模型４表面の気
体及び地形模型４上方の気体は小穴３２〜１またはガス
サンプリング管３２−２から管１４を経て徐々にガス吸
収層１３内に吸収され、これらに収納されたガス吸収液
中に吸収される。

この実施例によれば、実地の気流特性を再現した条件下
において、煙突などから吐出したガスの拡散する領域で
の濃度を模型試験による定量的手段により安価、スピー
ディおよび精度よくめることができる。従って、煙突排
ガス等による大気汚染防止上必要となる基礎データを極
めて効果的提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す煙拡散模型試験装置
の図、第２図はその要部断面図、第３図は吸引手段の斜
視図、第４図及び第５図はこの発明の他の実施例の図、
第６図及び第７図はこの発明の別の実施例の図である。 １・・測定胴、２；３；４・・地形模型。 ５・・ファン、６；７・・気流制御装置。 ８・・ボンベ、９．１０・・混合ガス通路。 １１・・流量調節弁、１２・・小穴、１３・・吸収瓶。 １４・・管、２２・・サンプリング管、　３２−１１小
穴。 ３２−２・・サンプリング管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 風洞と、同風洞の測定胴内に配置された地形模型と、同
   地形模型の上流側に配置された格子状の気流制御装置と
   、上記地形模型からガスを吐出する吐出機構と、上記地
   形模型の上面または、上方からガスを吸引する手段とを
   具えたことを特徴とする煙拡散模型試験装置。