JPS6234088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は風洞、特に胴内に微風流速を発生させ
る風洞に関するものである。

超高層ビルの建設に伴なう風害、煙突やトンネ
ル排気筒から排出される有害ガスや熱による公
害、その他、害に限らず風の作用によつて生じる
様々な影響を実験室内で模擬する場合には風洞が
用いられている。

第１図には煙の拡散状況を観察する場合の吹出
し式風洞が示されている。

風洞は連続し、かつ種々に形の異なる胴から形
成されており、胴の一端に配設された送風機０１
で発生された風の流れは導風部０２で拡大され格
子などの整流装置０４が胴内に配置された整流部
０３および胴の断面積が急激に小さくなる縮流部
０５で均一な流れに整流される。

この均一に整流された流れは必要に応じて乱流
発生装置０６で適度に乱されて測定部０７に入り
最後に排出口０９から胴外に排出される。

上記測定部０７内には模型０８が配設され模型
０８から煙などのトレーサーガス０１０を吐出し
その拡散状況を観察あるいは測定している。

風洞実験では、自然界における現象を実験室内
に持ち込む為、いわゆる相似則を一致させた実験
を行なわなければならない。特に模型の縮少に伴
ない、模型に当る風をそれに見合つただけ遅くし
なければならないが、たとえば模型の縮尺が百分
の１で風速5m／ｓを模擬しようとすると測定部
０７での風速は0.5m／ｓである。

風洞の胴内の風速が早い場合には無視できる
様々な問題も、この様な微風速下においては大問
題となることも多い。

たとえば胴の温度の点であり、特に流路が拡大
する整流部０３と、測定を行なう測定部０７で不
都合となる。すなわち、胴の壁を伝わつて胴内に
熱が入る場合や、熱が出ていくことによつて生じ
る胴内の対流の問題であつて、風洞が直射日光の
影響を受ける場合や、地面に胴が接している様な
場合、胴の下方は冷たく、逆に上方が暑いという
アンバランスが生じると上下方向に対流が生じ、
また温度による比重の差からも上下方向の流速が
均一にならないものである。この点流路が拡大し
流速の遅くなる整流部０３で乱れが生じ後流側へ
影響を与え、また測定部０７ではその乱れ自身が
測定結果を左右することになつてしまう。

第２図には胴の上方が下方より温度が高い場合
の縮流部０５から測定部０７入口にかけての流れ
概要図である。

風の流れF₁は上向きとなり測定部０７上方に
片寄るため、上方の風速が速く下方が遅くなり、
縮流部０５の底部には渦流０１２が生じることも
ある。そうすると測定部０７では均一の流れを得
ることができず風速分布を持つた流れとなつてし
まう。

第３図は上記とは逆に胴の下方が上方より高温
の場合の縮流部０５から測定部０７入口にかけて
の流れの概要図である。

風の流れF₂は逆に下向きとなり測定部０７下
方に片寄るため、上部の風速が遅く下部が速い風
速分布を持つた流れとなる。

以上従来ものの風洞では胴外温度差により胴自
身上・下に温度差が発生し、これの影響で測定部
０７で風速分布、及び風向分布が生じ一定風速、
一定風向という風洞本来の特性を失い実験ができ
なくなる。

本発明はこの欠点を排除するものであつて、連
続した筒状の胴内に発生された風の流れを縮流し
て均一な流れを作る縮流部と、同縮流部と連続し
均一にされた風を導入される測定部とを有する風
洞において、上記測定部の上流端に接続されると
ともに縮流部内に上流側へ向けて拡大して開口す
る内筒を配設し、上記縮流部に開口部を設け、か
つ同開口部を通つて胴外に排出される風量を調整
する調整機構を備えたことを特徴とし、その目的
とするところは風導の胴を介しての熱の流出入に
伴なう風洞測定部における風速分布を小さくし自
然条件に極めて類似した条件において、実験を行
うことの可能な微風速風洞を提供するものであ
る。

本発明は上記したように縮流部の内側に、上流
側へ向けて拡大して開口する内筒を配設し、内筒
の下流側端と測定部を接続したことが１つの特徴
である。すなわちこの内筒が適当な断面形状を有
し縮流作用を行なうことになる。

一方上記縮流部に開口部を設けたことが本発明
の２つの特徴である。すなわち第２図および第３
図に示したような縮流部の上方または下方に片寄
る流速変化の大きなものや渦流は開口部を通つて
胴外に排出される。

更に本発明では、開口部を通つて胴外に排出さ
れる風の量を調整する調整機構を有している。

従つて測定部に送られる風は、内筒の先端部よ
り入る流速変化の少ない風を該内筒で縮流したも
ののみとなり、均一の流れが得られることにな
る。

以下本発明を第４図および第５図に示す一実施
例の風洞について説明するが、この例においても
吹出し型の風洞に適用し符号２ないし７を付した
ものは第１図で０２ないし０７を付したものと同
一の構造を有するので説明か省略する。

１１は縮流部５を形成する胴内に配設される内
筒であつて、後流端は測定部７の内壁に接続され
ており、拡大して広がる上流端は整流部３内に配
置した整流装置４にまで達している。この内筒１
１は薄板から構成されており、その形状は縮流部
の内壁形状と略相似形状を有している。

１２ａおよび１２ｂは縮流部５の上下胴壁に
夫々貫通させて設けた適当な断面積を有する開口
部である。

同開口部１２ａ・１２ｂには夫々排気フアン１
３ａおよび１３ｂが装備されており、風洞の測定
部７内に設置された温度センサ１４ａ・１４ｂの
出力を受けて制御信号を出す制御器１５によつて
排気フアン１３ａ・１３ｂの回転数は制御され
る。これら排気フアン１３ａ・１３ｂ、温度セン
サ１４ａ・１４ｂおよび制御器１５で調整機構が
構成される。

さて日射、あるいは周囲温度の影響等何んらか
の原因により導風管部２の上方と下方に温度差が
生じた場合内部の風の流れにも温度差が生じる。

風の上層部の温度が高く、下層部が低い場合に
は総じて胴内の上部が加速される。（第５図点線
で示してある。） 従つて一対の温度センサ１４ａ・１４ｂで測定
される測定部７内の風の温度には差が生じ、上方
の温度センサ１４ａの出力が大きく、下方の温度
センサ１４ｂの出力が小さくなる。

このような場合、上記鉛直方向の風速分布を一
定にするよう制御器１５は上記温度センサ１４
ａ・１４ｂの出力の差を受け、排気フアン１３ａ
の回転数を上げ前記上部を開口部１２ａからの排
出量を多くするとともに下部の排気フアン１３ｂ
の回転数を下げることにより下部の開口部１２ｂ
からの排出量を少なくする。これにより第５図実
験で示すようなより均一化された風速分布を得
る。

なおこの場合の平均風速は図示されていない風
洞のブロワーで調整するものである。

以上述べたように、本実施例の風洞縮流部５
上・下壁面に開口部１２ａ・１２ｂを設けかつ排
気フアン１３ａ・１３ｂを備えたことにより上層
もしくは下層の高温層すなわち加速域層の風と低
温層すなわち低速域層の風の流れを夫々必要な量
だけ調整して胴外に排出させるとともに縮流部５
の内側に設けた内筒１１により前記開口部１２
ａ・１２ｂへ流出する風の流れと測定部７へ流れ
る風を安定して分離するようにしたので微風速下
で胴の上下で温度差がある場合においても一定速
度と一定風向の気流が得られる。

なお上記実施例では縮流部５の上下壁にのみ開
口部１２を設けるとともに上下にのみ２重構造と
なる内筒１１を配設したが、胴の周囲全域に２重
構造となる内筒を挿入し、かつ側面にも適当な開
口部を開けるようにしてももちろん良い。

更に、開口部１２ａ・１２ｂを通る風量調整は
排気フアン１３ａ・１３ｂによらず、弁等によつ
て開口面積を変化させるようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の風洞の全体説明図、第２図およ
び第３図は従来の風洞内の流れを示す図、第４図
は本発明の一実施例の風洞の要部のみを示した縦
断面図、第５図は測定部入口の風速を示したグラ
フである。 ３：整流部、４：整流装置、５：縮流部、７：
測定部、１１：内筒、１２ａ，１２ｂ：開口部、
１３ａ，１３ｂ：排気フアン、１４ａ，１４ｂ：
温度センサ、１５：制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続した筒状の胴内に発生された風の流れを
   縮流して均一な流れを作る縮流部と、同縮流部と
   連続し均一にされた風を導入される測定部とを有
   する風洞において、上記測定部の上流端に接続さ
   れるとともに縮流部内に上流側へ向けて拡大して
   開口する内筒を配設し、上記縮流部に開口部を設
   け、かつ同開口部を通つて胴外に排出される風量
   を調整する調整機構を備えたことを特徴とする風
   洞。