JP2005156513A

JP2005156513A - 低騒音ノズル

Info

Publication number: JP2005156513A
Application number: JP2003435995A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yamakoshi; 一男山越
Original assignee: SAN TECHNOLOGY KK
Current assignee: SAN TECHNOLOGY KK
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】従来の風洞試験設備等の気流吹出しノズルから発生する暗騒音を低減する。
【解決手段】吹出す気流の速度気変化がある風洞試験設備の流吹出しノズル２の外周（上下、左右）に外周吹出しノズル１６を設け、外周吹出しノズルから吹出される気流１７の気流速度を、気流吹出しノズル２から吹出される気流８の気流速度の１０％以上、５０％以下の速度範囲に、設定する。これにより、速度せん断流の速度勾配が小さくなり、この速度せん断流から発生する噴流騒音は小さくなり、暗騒音が低減される。また、外周吹出しノズルの先端の高さ１６ｂを、気流吹出しノズルの先端高さ２ｃの１％以上、１０％以下で、気流吹出しノズル２より吹出される気流８の気流速度に応じて変化する速度せん断流の厚さに応じて、設定する。こうすることにより、速度せん断流の速度勾配が小さくなり、この速度せん断流から発生する噴流騒音は小さくなり、暗騒音が低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、風洞試験設備等の気流吹出しノズルに適用し、気流の吹出し時の暗騒音を低減する装置に関する。

図８は、従来の回流式低騒音風洞試験設備を示す構成図である。図８に示すように。回流ダクト４には送風機５が介装されており、送風機５より発生した気流８は、回流ダクト４を介して気流吹出しノズル２に送られ、気流吹出しノズル２から吹出される。吸込みノズル３は、一定距離離れて気流吹出しノズル２に対抗しており、気流吹出しノズル２から吹出された気流８は吸込みノズル３に吸込まれ、回流ダクト４を介して送風機５に送られる。なお、６は送風機５の騒音を消音する消音器、７は無響室を示す。

図９は、従来の回流式低騒音風洞試験設備の気流吹出しノズル２を模式的に示す側断面図である。図９に示すように、（ａ）気流吹出しノズルの内壁面２ｂ上の境界層９から発生する境界層騒音、（ｂ）気流吹出しノズルの下流側開口端の吹出し口２ａから放出された渦１０の放出によって発生する渦騒音、（ｃ）気流吹出しノズル２から吹出された気流のうちの攪拌の影響を受けない主流１１とその周囲の静止した空気１２との速度差によって伴流１３が生じ、この伴流が吹き込むことにより発生する速度せん断流１４から発生する噴流騒音、などを含む暗騒音が不可避的に発生するため、この暗騒音を出来るだけ低減することが出来る技術が求められている。

通常の気流吹出しノズルの気流の吹出し部に、気流の下流部側になるにつれて、気流を外側、内側に案内する案内部を設け、主流及び伴流を混合し、この混合により主流と伴流との速度変化を緩和し、こうして速度せん断流の速度勾配に起因する噴流騒音を低減して暗騒音を低減している気流吹出しノズルがある。（たとえば、特許文献１参照）

また、気流吹出しノズルにおいて、外側ノズルの内部空間に、同軸上に内側ノズルを配置し、その面積比を固定して、外側ノズルから吹出される気流速度を内側ノズルの気流速度の約１／２にすることにより、速度せん断流の速度変化（速度勾配）を緩和し、速度せん断流の速度勾配に起因する噴流騒音を低減して暗騒音を低減している気流吹出しノズルがある。（たとえば、特許文献２）
特開２００２−２２８５４２号公報特開平１１−３０４６３９号公報

前述した従来の気流吹出しノズルの技術では、気流の吹出し部に気流の下流部側になるにつれて、気流を外側、内側に案内する案内部の突出量は、予め測定された境界層の厚さによって決定されている。境界層の厚さは、ノズル内面の平滑性、気流速度、気流が接する壁の長さ（たとえば、回流風洞試験設備の気流吹出しノズルの長さ等）に応じて変化する。風洞試験設備では気流速度は一定ではなく、試験条件等により変化し、よって境界層の厚さも変化する。境界層厚さを計算等により事前に予想しても、その計算結果により決定された案内部の突出量は固定されており、気流速度の変化には追従しない構成である。したがって、気流速度の変化を伴う風洞試験設備では、最良の効果が期待できない。

また、従来の気流吹出しノズルの技術では、外側ノズルと内側ノズルの吹出す気流速度比及び面積比は固定されている。しかし、速度せん断流の厚さは主流の気流速度に応じて変化する。したがって、外側ノズルと内側ノズルの面積比が固定されていると、気流速度の変化に応じて変化する速度せん断流の厚さに対応できず、したがって、気流速度の変化を伴う風洞試験設備では、最良の効果が期待できない。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、気流速度の変化を要求される風洞試験設備等の気流吹出しノズルに関して、気流吹出し時の速度せん断流の速度勾配に起因する噴流騒音を低減し暗騒音の低減に効果のある低騒音ノズルを提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明は、気流を吹出す気流吹出しノズルにおいて、気流吹出しノズルの外周に、気流吹出しノズルから吹出される気流の気流速度の１０％以上、５０％以下の速度の気流を吹出す外周吹出しノズルを設けたことを特徴とする低騒音ノズルである。

本発明に従えば、気流吹出しノズルより吹出される気流の外周に、気流の速度の１０％以上、５０％以下の速度の気流を吹き出し、これにより、気流吹出しノズルから吹出される気流と周囲の静止気流との速度差を緩和し、よって速度せん断流の速度勾配に起因する噴流騒音を低減し暗騒音を低減できる。

請求項２記載の本発明は、気流吹出しノズルの外周に設けられた外周吹出しノズルの気流吹出し口の高さを、気流吹出しノズルの吹出し口の高さの１％以上、１０％以下に設定できることを特徴とする低騒音ノズルである。

本発明に従えば、気流吹出しノズルから吹出される気流の速度に応じて変化する速度せん断流の厚さに応じて、気流吹出しノズル外周に設けられた外周吹出しノズルの気流吹出し口の高さを、気流吹出しノズルの吹出し口の高さの１％以上、１０％以下に設定し、気流吹出しノズルから吹出される気流と周囲の静止気流との速度差を緩和し、よって速度せん断流の速度勾配に起因する噴流騒音を低減し暗騒音を低減できる。

本発明は、従来技術に比して、気流速度の変化を伴う風洞試験装置等の気流吹出しノズルに適用し、気流の吹出し時の暗騒音を低減する気流吹出しノズルを提供する。

以下に本発明の低騒音ノズルを風洞試験装置に適用した実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。

図１に、本発明の実施の一形態の風洞試験設備に適用した低騒音ノズル１５の斜視図を示す。図１に示すように低騒音ノズル１５は気流吹出しノズル２の外周（上下、左右）に外周吹出しノズル１６を設け、外周吹出しノズルから吹出される気流１７の気流速度を、気流吹出しノズル２から吹出される気流８の気流速度の１０％以上、５０％以下の速度範囲で、噴流騒音が低下するように設定する。また、外周吹出しノズルの先端の高さ１６ｂを、気流吹出しノズルの先端高さ２ｃの１％以上、１０％以下で、気流吹出しノズル２より吹出される気流８の気流速度に応じて変化する速度せん断流の厚さに応じて、噴流騒音が低下するように設定する。

図２は、気流吹出しノズル２の外周吹出しノズルより吹出される気流１７の気流速度の設定方法を模式的に示した構成図である。外周吹出しノズル１６は、外周吹出しノズル用ダクト１８により、外周吹出しノズル用送風機１９につながれ、外周吹出しノズル用ダクト１８には、風量調整装置２０がそれぞれに設けてある。それぞれの風量調整装置２０及び外周吹出しノズル用送風機１９の風量を調節することにより、外周吹出しノズル１６から吹出される気流１７の気流速度を、それぞれ、設定する。

図３は、図１の外周吹出しノズルの先端高さ１６ｂの設定方法を示す斜視図である。図１の外周吹出しノズルの先端高さ１６ｂを、図３の矢印２１の様に先端部を直線方向に上下に移動させ、先端高さ（１％）１６ｃ以上、及び先端高さ（１０％）１６ｄ以下にそれぞれ、設定する。

図４は、図１の外周吹出しノズルの先端高さ１６ｂの設定方法を示す斜視図である。図１の外周吹出しノズルの先端高さ１６ｂを図４の矢印２２の様に先端部を円弧方向に移動させ、先端高さ（１％）１６ｃ以上、及び先端高さ（１０％）１６ｄ以下に、それぞれ、設定する。

図５は一般的な気流吹出しノズル２から気流を吹出した場合の気流速度２３の分布を示す側断面図である。吹出された気流の速度はほぼ一様で、気流吹出しノズル２の先端外周２ｄでも気流速度２３は低下しない。従って、周囲の静止した気流１２との速度差が大きく、よって速度せん断流の速度勾配２４は大きく、この速度せん断流から発生する噴流騒音も大きくなり暗騒音も大きくなる。

図６は本発明の低騒音ノズル１５から気流を吹出した場合の気流速度２３の分布を示す側断面図である。気流吹出しノズル２より吹出される気流速度２３より遅い気流を外周吹出しノズル１６から吹出すことにより、周囲の静止した気流１２との速度差が緩和され、速度せん断流の速度勾配２４が小さくなり、この速度せん断流から発生する噴流騒音は小さくなり暗騒音も小さくなる。

図７は、前述の図６の低騒音ノズル１５の外周吹出しノズル１６から気流を吹出した場合において、さらに外周吹出しノズルの先端１６ａの高さを変えて、気流を吹出した時の気流速度２３の分布を示す側断面図である。気流吹出しノズル２より吹出される気流速度に応じた速度せん断流の厚さに応じた高さであって、さらに、気流吹き出しノズル２から吹出される気流速度２３より遅い気流を外周吹出しノズルから吹出すことにより、周囲の静止した気流１２との速度差が緩和され、速度せん断流の速度勾配２４が小さくなり、この速度せん断流から発生する噴流騒音は小さくなり暗騒音も小さくなる。

本発明の実施の一形態の風洞試験設備に適用した低騒音ノズル１５の斜視図気流吹出しノズル２の外周吹出しノズルより吹出される気流１７の気流速度の設定方法を模式的に示した構成図外周吹出しノズルの先端高さ１６ｂの設定方法を示す斜視図外周吹出しノズルの先端高さ１６ｂの設定方法を示す斜視図一般的な気流吹出しノズ２から気流を吹出した場合の気流速度２３の分布を示す側断面図本発明の低騒音ノズル１５から気流を吹出した場合の気流速度２３の分布を示す側断面図図６の低騒音ノズル１５の外周吹出しノズル１６から気流を吹出した場合において、さらに外周吹出しノズルの先端１６ａの高さを変えて、気流を吹出した時の気流速度２３の分布を示す側断面図従来の回流式低騒音風洞試験設備を示す構成図従来の回流式低騒音風洞試験設備の気流吹出しノズル２を模式的に示す側断面図

符号の説明

１従来の回流式低騒音風洞
２気流吹出しノズル
２ａ気流吹出しノズルの下流側開口端の吹出し口
２ｂ気流吹出しノズルの内壁面
２ｃ気流吹出しノズルの先端高さ
２ｄ気流吹出しノズルの先端外周
３吸込みノズル
４回流ダクト
５送風機
６消音器
７無響室
８気流
９境界層
１０渦
１１主流
１２周囲の静止した空気
１３伴流
１４速度せん断流
１５低騒音ノズル
１６外周吹出しノズル
１６ａ外周吹出しノズルの先端
１６ｂ外周吹出しノズルの先端高さ
１６ｃ先端高さ（１％）
１６ｄ先端高さ（１０％）
１７外周吹出しノズルから吹出される気流
１８外周吹出しノズル用ダクト
１９外周吹出しノズル用送風機
２０風量調節装置
２１外周吹出しノズル先端の直線移動方向を示す矢印
２２外周吹出しノズル先端の円弧状移動方向を示す矢印
２３気流速度
２４速度勾配

Claims

気流を吹出す気流吹出しノズルにおいて、気流吹出しノズルの外周に、気流吹出しノズルから吹出される気流の気流速度の１０％以上、５０％以下の速度の気流を吹出す外周吹出しノズルを設けたことを特徴とする低騒音ノズル。
請求項１記載の低騒音ノズルの気流吹出しノズルの外周に設けられた外周吹出しノズルの気流吹出し口の高さを、気流吹出しノズルの吹出し口の高さの１％以上、１０％以下に設定できることを特徴とする低騒音ノズル。