JP2006182059A - Straightening cover - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新幹線電車など高速鉄道車両の屋根に取り付けられるようなものであって、所定の距離離して配置され、その間に設けられたケーブルヘッドなどの保護部材を走行によって生じる気流から保護する一対の整流カバーに関し、特にそれ自身から発生する風切り音を抑えて騒音の低減を図った整流カバーに関する。 The present invention is attached to the roof of a high-speed rail vehicle such as a Shinkansen train, and is disposed at a predetermined distance, and protects a protective member such as a cable head provided therebetween from an airflow generated by traveling. In particular, the present invention relates to a rectifying cover that suppresses wind noise generated from itself and reduces noise.
新幹線電車などでは、車両の屋根部に設けられたパンタグラフによって架線から集電しているが、パンタグラフは1編成中に2台しかないので、パンタグラフのない車両ユニットには車体の屋根上で特高圧引き通しが行われている。すなわち、編成車両における各車両間に連結部が配設され、電気の授受が行われる構成がとられている。架線から供給される高電圧(例えば25000V)の電気を利用して走行する、新幹線車両など高速鉄道の編成車両では、屋根に突き出したパンタグラフが風切り音が騒音となるため、極力数を減らして2台にしている。そのため、高電圧のケーブルで1編成中の車両間をレール方向に接続し、大電力を必要とする全車両に高電圧の電気が行き渡るように構成されている。 In Shinkansen trains and the like, current is collected from the overhead line by a pantograph provided on the roof of the vehicle, but since there are only two pantographs in one formation, vehicle units without pantographs have extra high voltage on the roof of the car body. Passing is being done. In other words, the connecting portion is arranged between the vehicles in the knitted vehicle so that electricity is transferred. In trains such as Shinkansen vehicles that run on high-voltage electricity (for example, 25000V) supplied from overhead lines, pantographs that protrude from the roof generate noise from wind noise. It is on the table. For this reason, the high-voltage cables are connected in the rail direction between the vehicles in one formation, and high-voltage electricity is distributed to all the vehicles that require high power.
新幹線電車の特高圧引き通しにおいて、車両と車両との間にある連結部では、絶縁電線と絶縁端子で接続するジョイント方式が一般的である。しかし、営業運転中に車両の電気装置が地絡した場合、故障した部分を電気的に切り離さなければ編成全体が停電してしまうため、列車の半分でも通電可能な走行状態にして自走が可能になるように、編成の中程には図6に示すようなケーブルヘッド式ジョイントが設けられている。このケーブルヘッド式ジョイントは、前後の車両の前後端屋根部201,202に対称的に設けられ、碍子であるケーブルヘッド1の先端に端子2が設けられ、その端子2間がケーブル(導線)3によって接続されている。
こうしたケーブルヘッド式ジョイントに用いられるケーブルヘッド1は、大きく、しかも碍子特有の形状としてひだの多い複雑な形状をしている。そのため、ケーブルヘッド1や、その他にも端子2やケーブル3に高速走行による気流が当たると大きな騒音を発生することになる。そこで、従来のケーブル式ジョイントにおいても、図6に示すように、高速な気流がケーブルヘッド1などに当たらないように保護するための整流カバー100が設けられている。しかし、こうした従来の整流カバー100は、高速の気流にさらされると、ケーブルヘッド1などの流体騒音を緩和することはできるが、その整流カバー100自身が新たな騒音源となるため改善の必要があった。
The
特に、新幹線電車のような高速鉄道車両は、車体間の連結部分でも気流の抵抗によって騒音を発しないように、図6に示すよう車体外形に沿った外幌203が設けられる。そうした場合、外幌203が無ければ車体間に位置するケーブル3と車体側との距離が確保できるが、外幌203が存在することによってケーブル3と車体側(外幌203)との距離が近くなる。そのため、絶縁を確保するためにもケーブルヘッド1の角度を上げてケーブル3の位置を上げる必要がある。しかし、ケーブルヘッド1の角度が大きくなると、最も騒音源となり得るそのケーブルヘッド1が気流にさらされるため、それを回避するには整流カバー100が大きくなってしまい、整流カバー100が原因となって気流の乱れが大きくなり、それが騒音の原因となる。
In particular, high-speed railway vehicles such as Shinkansen trains are provided with an
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、騒音を抑えた整流カバーを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rectifying cover that suppresses noise in order to solve such a problem.
本発明の整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられた保護部材を走行によって生じる気流から保護するものであり、前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径rが、車両速度をU、空気の動粘性係数をνとした所定値のレイノズル数R=rU/νから求めたRν/Uを最小値とし、前記固定面に固定された前記保護部材の最大横幅寸法をDとした場合の0.5Dを最大値とした範囲内で設定されたものであることを特徴とする。 The rectifying cover of the present invention is a pair of protrusions that are provided on the vehicle body surface of a railway vehicle that travels at high speed and that is provided symmetrically in the front-rear direction so that the cross-sectional area increases in the direction in which both face each other. The protective member provided on the fixed surfaces facing each other is protected from the airflow generated by running. A curved surface is formed on the outer periphery of the fixed surface, the curvature radius r is the vehicle speed U, the air motion is 0.5D in a case where Rν / U obtained from the number of lay nozzles R = rU / ν having a viscosity coefficient of ν is a minimum value, and the maximum width dimension of the protective member fixed to the fixed surface is D. Is set within a range where the maximum value is.
また、本発明の整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられた保護部材を走行によって生じる気流から保護するものであり、側面が上方から車両に連続する下方に向けて横幅が広くなるように裾部が形成されたものであることを特徴とする。 Further, the rectifying cover of the present invention is a pair of protrusions provided on the surface of the vehicle body of a railway vehicle that travels at a high speed and provided symmetrically in the front-rear direction so that the cross-sectional area increases in the direction in which both face each other. The protective member provided on the fixed surfaces facing each other is protected from the airflow generated by running, and the hem is formed so that the lateral width increases from the upper side to the lower side continuous to the vehicle. It is characterized by that.
また、本発明の整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられた保護部材を走行によって生じる気流から保護するものであり、前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径rが、車両速度をU、空気の動粘性係数をνとしたレイノズル数R=rU/νから求めたRν/Uを最小値とし、前記固定面に固定された前記保護部材の最大横幅寸法をDとした場合の0.5Dを最大値とした範囲内で設定され、且つ側面は、上方から車両に連続する下方に向けて横幅が広くなるように裾部が形成されたものであることを特徴とする。
また、本発明の整流カバーは、前記レイノズル数Rが3×105 であることが好ましい。
また、本発明の整流カバーは、前方投影形状を見た場合に、前記裾部は屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように形成されたものであることが好ましい。
Further, the rectifying cover of the present invention is a pair of protrusions provided on the surface of the vehicle body of a railway vehicle that travels at a high speed and provided symmetrically in the front-rear direction so that the cross-sectional area increases in the direction in which both face each other. The protective member provided on the fixed surfaces facing each other is protected from the airflow generated by running. A curved surface is formed on the outer periphery of the fixed surface, the radius of curvature r is the vehicle speed U, the air 0.5D, where Rν / U obtained from the number of lay nozzles R = rU / ν, where ν is the kinematic viscosity coefficient, is the minimum value and D is the maximum width dimension of the protective member fixed to the fixed surface. It is set within the range of the maximum value, and the side surface is formed with a skirt so that the lateral width increases from the upper side to the lower side continuous to the vehicle.
In the rectifying cover of the present invention, the number R of lay nozzles is preferably 3 × 10 5 .
In the rectifying cover according to the present invention, it is preferable that when the front projection shape is viewed, the skirt portion is formed so that the increasing rate of the lateral width increases as it approaches the roof.
また、本発明の整流カバーは、高速走行する鉄道車両の車体表面に突設され、走行方向において前後対称に設けられた一対のものであって、それぞれ両者が向かい合う方向に断面積が大きくなるように形成され、その向かい合った固定面に設けられた保護部材を走行によって生じる気流から保護するものであり、前記固定面には凹部が形成され、そこに前記保護部材が一部入るようにして固定されたものであることを特徴とする。
更に、本発明の整流カバーは、上部外形が流線型であることが好ましい。
Further, the rectifying cover of the present invention is a pair of protrusions provided on the surface of the vehicle body of a railway vehicle that travels at a high speed and provided symmetrically in the front-rear direction so that the cross-sectional area increases in the direction in which both face each other. The protective member provided on the fixed surfaces facing each other is protected from the airflow generated by traveling. The concave portion is formed on the fixed surface, and the protective member is fixed so that the protective member partially enters the fixed surface. It is characterized by being made.
Furthermore, the rectifying cover of the present invention preferably has a streamlined upper outer shape.
よって、本発明の整流カバーによれば、固定面外周に形成された曲面の曲率半径rを、例えばレイノズル数Rを3×105 として3×105 ν/U≦r≦0.5Dの範囲で設定することにより、従来よりも固定面外周の曲面の曲率半径が大きくなる。そして、これにより風上の整流カバーの後方では気流の巻き込み量が多くなるが、曲率半径を一定の範囲内で設定することで、過度な巻き込みを防止するとともに風下の整流カバーの特に固定面外周に当たる気流の乱れを減らして騒音を抑えることができる。 Therefore, according to the rectifying cover of the present invention, the radius of curvature r of the curved surface formed on the outer periphery of the fixed surface is, for example, in the range of 3 × 10 5 ν / U ≦ r ≦ 0.5D where the number of ray nozzles R is 3 × 10 5. By setting at, the radius of curvature of the curved surface on the outer periphery of the fixed surface becomes larger than before. This increases the amount of airflow behind the leeward rectifying cover, but setting the radius of curvature within a certain range prevents excessive wrapping and, in particular, the outer periphery of the fixed surface of the leeward rectifying cover. Noise can be suppressed by reducing the turbulence in the airflow.
また、本発明の整流カバーによれば、裾部を設けることによって、風上の整流カバー後方で風の巻き込みが少なく気流の直進性が良くなるので、風下の整流カバーへぶつかって気流の乱れが強くなる領域を小さくして騒音を抑えることができる。
また、本発明の整流カバーによれば、前述した固定面外周の曲率半径rの大きさを、例えばレイノズル数Rを3×105 として3×105 ν/U≦r≦0.5Dの範囲で設定するとともに、裾部を設けることによって、風上の整流カバー後方で風の巻き込みが少なく気流の直進性が良くなり、且つ風下の整流カバーの特に固定面外周に当たる気流の乱れを減らし、両方の効果を得て騒音を抑えることができる。
In addition, according to the rectifying cover of the present invention, by providing the skirt portion, the wind is less entrapped behind the leeward rectifying cover and the airflow straightness is improved. Noise can be suppressed by reducing the region where the strength increases.
Further, according to the rectifying cover of the present invention, the radius of curvature r of the outer periphery of the fixed surface is in a range of 3 × 10 5 ν / U ≦ r ≦ 0.5D, for example, the number of lay nozzles R is 3 × 10 5. In addition to the setting of the hem part, the wind is less entangled behind the rectifying cover on the windward side, and the straightness of the airflow is improved, and the turbulence of the airflow hitting the outer periphery of the rectifying cover on the leeward side is reduced. The noise can be suppressed by obtaining the effect.
更に、本発明の整流カバーは、前記固定面に形成した凹部内に保護部材が一部入るようにして固定するので、整流カバー同士を近づけることにより、その間にできるスペースを小さくすることで、風上の整流カバー後方の流速が遅くなる領域を狭くしている。そのため、気流の巻き込みが少なくなって、風下の整流カバーの固定面外周に生じる気流の乱れが成長することを抑え、それによって騒音を抑えることができる。 Furthermore, since the rectifying cover of the present invention is fixed so that a part of the protective member enters the recess formed in the fixing surface, the space formed between the rectifying covers can be reduced by bringing the rectifying covers closer to each other. The area where the flow velocity behind the upper rectifying cover is slowed down. Therefore, the entrainment of the airflow is reduced, and the turbulence of the airflow generated on the outer periphery of the fixed surface of the leeward rectifying cover can be suppressed, thereby suppressing the noise.
次に、本発明に係る整流カバーの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態でも、高速鉄道車両の車両と車両との間に設けられたケーブルヘッド式ジョイントを例に挙げて説明する。そのケーブルヘッド式ジョイントは、図6に示すものと同様、編成車のほぼ中央に位置する前後の車両の連結部において対称的に設けられ、前後それぞれの整流カバーに対し、碍子であるケーブルヘッド1の先端に端子2が設けられ、先端の端子2同士にケーブル3が接続される。そこで、以下に従来の整流カバーと本発明に係る実施形態の整流カバーとを対比させながら説明する。
Next, an embodiment of the rectifying cover according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Also in this embodiment, a cable head type joint provided between vehicles of a high-speed railway vehicle will be described as an example. The cable head type joints are provided symmetrically at the connecting parts of the front and rear vehicles located substantially in the center of the train car, similar to the one shown in FIG.
ここで、図1は、第1実施形態の整流カバーを示した図であり、図5は、従来の整流カバーを示した図である。両図面とも対称的に形成されたケーブルヘッド式ジョイントを構成する一方を示し、それぞれ平面(a)、側面(b)、正面(c)及び背面(d)の4面を示している。整流カバー100(以下、整流カバー10も同じ)は、車両の走行方向に相当する長手方向に見て、断面積の大きいヘッド部分101から断面積が減少したテール部分102へと高さ及び幅が小さくなるように形成されている。ケーブルヘッド式ジョイントは、図6に示すように、ヘッド部分101が向かい合い、その傾斜した固定面にケーブルヘッド1が角度を上げるようにして突設されている。
Here, FIG. 1 is a view showing a rectifying cover of the first embodiment, and FIG. 5 is a view showing a conventional rectifying cover. In both drawings, one of the cable head joints formed symmetrically is shown, and four planes of a plane (a), a side (b), a front (c) and a back (d) are shown. The rectifying cover 100 (hereinafter, the rectifying
ヘッド部分101を向かい合わせた一対の整流カバー100は、風上のテール部分102から風下のテール部分102にかけてあたかも一体になって、その表面を滑るようにスムーズな風の流れができることが望ましい。そして、そのような整流カバー100は、図(c)(d)に示すように、車両の進行方向つまり風の流れる方向に見た投影面内に保護部材であるケーブルヘッド1などが隠れる大きさで形成されている。そのため、(c)図で示されるように、ケーブルヘッド1先端の端子2の高さよりもヘッド部分101の最上部が高くなるように形成されている。
It is desirable that the pair of rectifying
また、前述したように、弛んだケーブル3最下端と車体側(外幌)との距離がある程度確保できるように(図6参照)整流カバー100の高さが必要になる。そのため、整流カバー100は気流の方向に対する投影面は、横幅に対して高さ方向に寸法が大きくなっている。ただし、ケーブルヘッド1、端子2及びケーブル3を気流から保護できる程度で、あまり大きくなりすぎないようにする必要がある。ケーブルヘッド1などに気流が直接当たって騒音が発生することを防止する一方で、走行方向に見た整流カバー10の投影面積が大きすぎると、気流を乱れを発生させて騒音を大きくしてしまうからである。
Further, as described above, the height of the rectifying
ところで、風上の整流カバー100aは、風下の整流カバー100bに気流がぶつからないように完全に保護することはできない。一対の整流カバー100は走行方向によってどちらも風上になり得るので同じ大きさで形成しなければならず、しかも両者の間にはある程度の距離を設けなければならないため、風上の整流カバー100aを通り過ぎた気流が内側に巻き込んで風下の整流カバー100bに当たってしまう。
なお、図7,8以外には記載していないが、各実施形態及び従来例の整流カバーにおいて、符号の末尾にaを付したものを風上の整流カバーとし、また符号の末尾にbを付したものを風下の整流カバーとして説明することとする。
By the way, the windward rectifying cover 100a cannot completely protect the airflow from colliding with the leeward rectifying cover 100b. Since the pair of rectifying covers 100 can be windward depending on the traveling direction, they must be formed in the same size, and a certain distance must be provided between them. The airflow that has passed through the air is caught inside and hits the rectifying cover 100b on the leeward side.
Although not described except for FIGS. 7 and 8, in the rectifying covers of the respective embodiments and the conventional examples, those with a at the end of the reference sign are used as the windward rectifying cover, and b at the end of the reference sign. The attached one will be described as a leeward rectifying cover.
従って、風下の整流カバー100bは、風上の整流カバー100aを通過した気流に対する保護範囲に入りきらない。そして、音源探査をしたところ、特に、風下の整流カバー100bにおいて、ケーブルヘッド1が固定された固定面111の固定面外周112部分の騒音が大きかった。そこで、第1実施形態の整流カバー10では、次のようにして騒音の低減を図っている。
つまり、図1に示す整流カバー10において、風上の整流カバー10aからの気流が整流カバー10bに当たるのは、ケーブルヘッド1が固定された固定面11の固定面外周12である。そのため、気流による騒音を低減させるには、この気流が衝突する固定面外周12において、流れを乱して局所流速を上げないようにする。
Therefore, the leeward rectifying cover 100b does not enter the protection range against the airflow that has passed through the leeward rectifying cover 100a. When the sound source was searched, particularly in the leeward rectifying cover 100b, the noise on the fixed surface
That is, in the rectifying
図5に示す従来の整流カバー100でも固定面外周112はなめらかな形状にすべく曲面が形成されている。風下の整流カバー10bには、気流がぶつかる部分で流れの乱れ(圧力の時間的な変動)が小さくなるように滑らかに気流が通過することが望まれるからである。その際、気流を滑らかにするためには単純に固定面外周12に形成された曲面の曲率半径を大きくすることが考えられる。しかし、あまり曲率半径が大きすぎると、風上の整流カバー10aを通過した気流の内側への巻き込みを誘導してしまい、風下の整流カバー10bへ多くの気流がぶつかってしまい逆に騒音を大きくすることになる。そこで、本実施形態では固定面外周12の曲面について曲率半径の適切な範囲を求めた。
Also in the
整流カバー10の固定面11には、その固定面外周12が曲面(円筒面またはトーラス面)の一部で形成されている。その曲面の曲率半径をrとした場合、rを基準長さとするレイノズル数Rが3×105 以上であることが望ましい。円柱に対して直交する気流を考えた場合、その抵抗係数CD 値がレイノズル数Rがほぼ3×105 くらいから低下するからである。そこで車両速度をU、動粘性係数をνとすると、レイノズル数はR=rU/νで表されるため、レイノズル数Rが3×105 以上の場合を考えると、3×105 ≦rU/νより、曲率半径はr≧3×105 ν/Uであることが好ましい。
なお、動粘性係数νは空気の場合ν=1.46×10-5m2/sであり、高速鉄道車両の最高速度を300km/h=83.3m/sで考えると、r≧50mmである。騒音は走行速度の上昇に応じて大きくなっていくためUの値は最高速度で考える。
The fixed
Note that the kinematic viscosity coefficient ν is ν = 1.46 × 10 −5 m 2 / s in the case of air, and when the maximum speed of a high-speed railway vehicle is 300 km / h = 83.3 m / s, r ≧ 50 mm. is there. Since the noise increases as the traveling speed increases, the value of U is considered as the maximum speed.
風下の整流カバー10aとしては、固定面外周12の曲率半径rの値が大きいほど、そこに衝突する気流が滑らかに流れるようになる。しかし、逆に風上の整流カバー10aを見た場合には、気流の巻き込みを誘導することになって風下の整流カバー10bへ多くの風がぶつかるようになり、逆に騒音を大きくすることになる。そこで、風洞試験及びCFDを行ってヘッド面外周の曲率半径rの上限値を検討した。
As the
整流カバー10は、弛んだケーブル3を車体側から距離をとる必要があるため、固定面11の高さ方向を下げることはできない。一方、横幅は気流からケーブルヘッド1などを保護する観点から、ケーブルヘッド1の最大直径の約2倍になった。そこで、固定面11は縦長になり、固定面外周12に形成される曲面の大きさは寸法の短い横幅を考慮して決定することとした。
そこで、風上の整流カバー10aの後方ではできる限り巻き込みを無くして気流が直進させることが有効であることから、ケーブルヘッドの最大直径をDとして考えた場合、直径Dの1/2までが適当であることが分かった。よって、曲率半径rは次の範囲内で定めることが好ましい。
3×105 ν/U≦r≦0.5D …(1)
Since the rectifying
Therefore, since it is effective to make the air flow straight as much as possible behind the rectifying
3 × 10 5 ν / U ≦ r ≦ 0.5D (1)
ここで、具体的に整流カバーの寸法を見てみる。従来の整流カバー100は、図6に示すように、走行方向の長さLは3500mm、固定面11の最も高い位置である高さhが650mmである。そして、ケーブルヘッド1の最大直径Dが350mmであり、そのケーブルヘッドが固定された固定面11の横幅、すなわち整流カバー100の横幅Tは、2D=700mmである。こうした寸法は整流カバーの基準寸法であり、第1実施形態の整流カバー10においても同じである。そして、従来の整流カバー100は、その固定面外周112の曲率半径rは40mmであった。
Here, the dimensions of the rectifying cover will be specifically examined. As shown in FIG. 6, the
これに対して本実施形態では、前述したように空気の動粘性係数νを1.46×10-5m2/s、最高速度を300km/h=83.3m/sとすると、曲率半径rの範囲は前記(1)式から50mm≦r≦175mmとなった。そこで、図1に示す整流カバー10では、曲率半径rを60mmとして、従来の曲率半径rが40mmとの間でCFD(Computational Fluid Dynamics)による音源の強さ評価を行った。すると、従来の整流カバー100の音のパワーを0.0dBとした場合、本実施形態の整流カバー10では−1.3dBにまで抑えられた。また、図示しないが範囲内において曲率半径rを120mmとした場合の音源の強さ評価では、−3.5dBにまでなった。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, when the kinematic viscosity coefficient ν of air is 1.46 × 10 −5 m 2 / s and the maximum speed is 300 km / h = 83.3 m / s, the radius of curvature r The range was 50 mm ≦ r ≦ 175 mm from the equation (1). Therefore, in the rectifying
更に、整流カバー10について図7に示すように平均流速分布のシミュレーションを行った。すると、流速分布P1に示された風下の整流カバー10bの固定面外周12部分では、局所流速が小さくなった。すなわち、整流カバー10の固定面外周12の曲率半径rを調整することにより、風上の整流カバー10aによってある程度の気流の巻き込みが生じてしまっても、風下の整流カバー10における固定面外周12の曲面では、気流の乱れが強い領域において圧力変動を小さくして騒音を低減することができた。
Further, the average flow velocity distribution was simulated for the rectifying
次に、ケーブルヘッド式ジョイントの整流カバーについて第2実施形態を説明する。図2は、本実施形態の整流カバーを示した図であり、平面(a)、側面(b)、正面(c)及び背面(d)の4面を示している。前記第1実施形態では、風下の整流カバー10bの固定面外周12にぶつかる気流に着目し、その曲率半径rの大きさを決定した。しかし、本実施形態の整流カバー20では、そうした風下の整流カバー20bへ衝突する気流を極力抑えるようにするため、風上の整流カバー20aを通過した気流ができる限り直進するようにした。
Next, a second embodiment of the rectifying cover for the cable head joint will be described. FIG. 2 is a view showing the rectifying cover of the present embodiment, and shows four surfaces: a plane (a), a side surface (b), a front surface (c), and a back surface (d). In the first embodiment, paying attention to the airflow hitting the fixed surface
本実施形態の整流カバー20も図6に示す従来例と同様に、長手方向に見て断面積の大きいヘッド部分101から断面積が減少してテール部分102へと高さ及び幅が小さくなるように形成されている。そして、長さ方向の寸法Lや高さ寸法も同じである。
固定面21が向かい合い、その傾斜した固定面21にケーブルヘッド1が角度を上げるようにして突設されている。そして、本実施形態では、風上の整流カバー20aを通過した気流ができる限り直進するように、両サイドが裾広がりになるように裾部23が形成されている。
Similarly to the conventional example shown in FIG. 6, the rectifying
The fixed
整流カバー20は、図(c)(d)から前方投影形状を見た場合、車両の屋根に接する部分の幅を意図的に広くし、しかも屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように裾部23を形成した。具体的には、ケーブルヘッド1の固定面21に対する取付中心の高さをCとし、その横幅をBとすると、屋根に接する裾部23の最も広い幅は1.5Bであり、さらにその裾部23の曲率半径は1.5C〜3Cであった。また、固定面外周22の曲率半径rは、裾部23に接する以外の部分では図5に示す従来例と同様に40mmで形成し、裾部23に接する部分では曲率半径rが120mm程度となるようにした。
The rectifying
そこで、図5に示す従来の整流カバー100と裾部23を有する本実施形態の整流カバー20とで風洞試験結果を比較してみた。ここでもCFDによる音源強さの評価を行い、従来の整流カバー100の音のパワーを0.0dBとした場合、本実施形態の整流カバー20では−2.1dBにまで抑えられ、風上の整流カバー20aによる気流の直進性が効果的であることが分かった。具体的には図示しないが、図7に示すように平均流速分布を見た場合、流速分布P2に相当する整流カバー20a後方の流速の遅い部分の幅が広がり、内側への巻き込みが少なくなる結果となった。従って、風下の整流カバー20bの固定面外周22にぶつかって気流の乱れが強くなる領域を小さくして騒音を低減することができた。
Therefore, the wind tunnel test results were compared between the
次に、ケーブルヘッド式ジョイントの整流カバーについて第3実施形態を説明する。図3は、本実施形態の整流カバーを示した図であり、平面(a)、側面(b)、正面(c)及び背面(d)の4面を示している。
本実施形態の整流カバー30は、前記第1、第2実施形態を組み合わせたものである。すなわち、整流カバー30では、風下の整流カバー30bへ衝突する気流を極力抑えるため、風上の整流カバー30aを通過した気流をできる限り直進させるようにし、更に風下の整流カバー30bの固定面外周32にぶつかる気流の流速を落とさないようにしたものである。
Next, a third embodiment of the rectifying cover for the cable head joint will be described. FIG. 3 is a view showing the rectifying cover of the present embodiment, and shows four surfaces: a plane (a), a side surface (b), a front surface (c), and a back surface (d).
The rectifying
本実施形態の整流カバー30も図6に示す従来例と同様に、長手方向に見て断面積の大きいヘッド部分101から断面積が減少してテール部分102へと高さ及び幅が小さくなるように形成されている。そして、長さ方向の寸法Lや高さ寸法も同じである。
固定面31が向かい合い、その傾斜した固定面31にケーブルヘッド1が角度を上げるようにして突設されている。そして、風上の整流カバー30aを通過した気流ができる限り直進するように両サイドが裾広がりになるように裾部33形成され、更に風下の整流カバー30bに衝突する気流が滑らかに流れるように固定部外周32の曲率半径rを大きくするよう形成されている。
Similarly to the conventional example shown in FIG. 6, the rectifying
The fixed
更に、整流カバー30は、図(c)(d)から前方投影形状を見た場合、車両の屋根に接する部分の幅を意図的に広くし、しかも屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように裾部33が形成されている。具体的には、ケーブルヘッド1の固定面21に対する取付中心の高さをCとし、その横幅をBとすると(図2参照)、屋根に接する裾部23の最も広い幅は1.5Bであり、さらにその裾部23の曲率半径は1.5C〜3Cであった。また、固定面外周22の曲率半径rは、裾部23に接する以外の部分では図5に示す従来例と同様に40mmで形成し、裾部23に接する部分では曲率半径rが120mm程度となるようにした。
Furthermore, the rectifying
一方、固定面外周32の曲率半径rは前記(1)式の範囲、すなわち3×105 ν/U≦r≦0.5Dで求められるが、本実施形態では更に風洞実験の結果、上部から裾部33にかけて曲率半径rを大きくした場合に騒音低減に好ましい結果が得られた。具体的には、固定面外周32の上部の曲率半径r1をrとした場合、裾部33の曲率半径r2はその3倍である3rとする。従って、本実施家形態の整流カバー30は、その固定面外周32の曲率半径が、r1=60mmからr2=180mmまで、その間を緩やかに変化させるように形成されている。そして、更に整流カバー30全体において流れを乱さないように上部外形が流線型に形成されている。
On the other hand, the radius of curvature r of the
そこで、図5に示す従来の整流カバー100と本実施形態の整流カバー30とで風洞試験結果を比較してみた。ここでもCFDによる音源強さの評価を行い、従来の整流カバー100の音のパワーを0.0dBとした場合、本実施形態の整流カバー30では−2.4dBにまで抑えられた。これは、風上の整流カバー30aによる気流の直進性を良くすることができ、それに加え風下の整流カバー30bでの気流の乱れを抑えることができたからと考えられる。従って、風下の整流カバー30bの固定面外周32において局所流速が小さくなり、気流の乱れが強い領域において圧力変動を小さくして騒音を低減することができた。
Therefore, the wind tunnel test results were compared between the
次に、ケーブルヘッド式ジョイントの整流カバーについて第4実施形態を説明する。図4は、本実施形態の整流カバーを示した図であり、平面(a)、側面(b)、正面(c)及び背面(d)の4面を示している。本実施形態では、一対の整流カバー40の距離が近づくようにしたものである。
先ず、整流カバー40で構成されるケーブルヘッド式ジョイントは、図6に示す従来例と比較して、ケーブルヘッド1同士が同じ距離だけ離れ、同じ角度で取り付けられて、その先端の端子2同士によってケーブル3が同じように弛んで連結されている。
Next, a fourth embodiment of the rectifying cover of the cable head joint will be described. FIG. 4 is a view showing the rectifying cover of the present embodiment, and shows four surfaces: a plane (a), a side surface (b), a front surface (c), and a back surface (d). In the present embodiment, the distance between the pair of rectifying covers 40 is reduced.
First, the cable head type joint composed of the rectifying
ケーブルヘッド1などを気流から保護する整流カバー40は、長手方向に見た投影面は、図(c)(d)に示すように、上部45が円弧で形成され、途中から一定の幅になるよう形成されている。その円弧で形成された上部45の外形が流線型をなし、その際、長手方向の断面積変化率がほぼ一定になるように形成されている。そして、ケーブルヘッド1が取り付けられる固定部41は、図(b)に示すように傾斜し、その角度がほぼ45度で形成されている。固定部41は、こうして角度を低くして全体的に前方に突き出され、対応する整流カバー40a,40b同士の距離が小さくなった。すなわち、風上の整流カバー40aから風下の整流カバー40bまでの間の空間が小さくなった。
The rectifying
また、ケーブルヘッド1同士の距離を従来と同じにする一方で、こうして固定部41の距離を近づけられるように、固定部41にはケーブルヘッド1の取り付け部として、窪んだ凹部46が形成されている。このとき、ケーブルヘッド1からの必要な絶縁距離を保つため、凹部46は底面に対して外側に広がるようにすり鉢状にくり抜かれている。更に、そうした凹部46を有する固定部41の固定部外周42には曲面が形成され、その曲率半径rは、前記(1)式の範囲内となる60mmで形成されている。
In addition, while the distance between the cable heads 1 is made the same as the conventional distance, a recessed
そこで、本実施形態の整流カバー40について、図8に示すように平均流速分布を見た場合、風上と風下の整流カバー40a,40bの距離が短くなることにより、整流カバー40a後方に生じる流速の遅い流速分布P3では巻き込みが少なくなった。そのため、図7に示す流速分布P1のように固定面外周12にできる気流の乱れが成長することが抑えられている。従って、風下の整流カバー40bの固定面外周42においも曲率半径rが大きくなっていることとも合わせて、局所流速が小さくなり、気流の乱れが強い領域において圧力変動を小さくして騒音を低減することができた。
Accordingly, when the average flow velocity distribution of the rectifying
以上、本発明に係る整流カバーの実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前述した各実施形態では、ケーブルヘッド式ジョイントに用いられた整流カバーについて説明したが、気流から保護する対象はケーブルヘッドなどに限定されるものではない。
また、固定面外周の曲率半径の寸法などは、前記(1)式で求められる範囲内で適宜変更可能である。
As mentioned above, although embodiment of the rectification | straightening cover which concerns on this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in each of the embodiments described above, the rectifying cover used for the cable head type joint has been described, but the object to be protected from the airflow is not limited to the cable head or the like.
Further, the dimension of the radius of curvature of the outer periphery of the fixed surface can be changed as appropriate within the range determined by the equation (1).
1 ケーブルヘッド
2 端子
3 ケーブル
10 整流カバー
11 固定面
12 固定面外周
1
Claims (7)
前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径rが、車両速度をU、空気の動粘性係数をνとした所定値のレイノズル数R=rU/νから求めたRν/Uを最小値とし、前記固定面に固定された前記保護部材の最大横幅寸法をDとした場合の0.5Dを最大値とした範囲内で設定されたものであることを特徴とする整流カバー。 A pair of rails that protrude from the body surface of a railway vehicle that travels at high speed and is symmetrical in the front-rear direction, each having a cross-sectional area that increases in the direction in which they face each other. In the rectifying cover that protects the protective member provided on the airflow generated by traveling,
A curved surface is formed on the outer periphery of the fixed surface, and the radius of curvature r is a minimum value of Rν / U obtained from a predetermined number of Ray nozzles R = rU / ν where the vehicle speed is U and the kinematic viscosity coefficient of air is ν. The rectifying cover is set within a range in which 0.5D is a maximum value when D is the maximum width dimension of the protective member fixed to the fixed surface.
側面が上方から車両に連続する下方に向けて横幅が広くなるように裾部が形成されたものであることを特徴とする整流カバー。 A pair of rails that protrude from the body surface of a railway vehicle that travels at high speed and is symmetrical in the front-rear direction, each having a cross-sectional area that increases in the direction in which they face each other. In the rectifying cover that protects the protective member provided on the airflow generated by traveling,
A rectifying cover, characterized in that a skirt portion is formed so that a lateral width increases from an upper side toward a lower side continuous with a vehicle.
前記固定面の外周には曲面が形成され、曲率半径rが、車両速度をU、空気の動粘性係数をνとしたレイノズル数R=rU/νから求めたRν/Uを最小値とし、前記固定面に固定された前記保護部材の最大横幅寸法をDとした場合の0.5Dを最大値とした範囲内で設定され、且つ側面は、上方から車両に連続する下方に向けて横幅が広くなるように裾部が形成されたものであることを特徴とする整流カバー。 A pair of rails that protrude from the body surface of a railway vehicle that travels at high speed and are symmetrical in the front-rear direction, each having a cross-sectional area that increases in the direction in which they face each other. In the rectifying cover that protects the protective member provided on the airflow generated by traveling,
A curved surface is formed on the outer periphery of the fixed surface, and a radius of curvature r is set to a minimum value Rν / U obtained from the number of Ray nozzles R = rU / ν where the vehicle speed is U and the kinematic viscosity coefficient of air is ν. The maximum width of the protective member fixed to the fixed surface is set within a range of 0.5D where D is the maximum width, and the width of the side surface is wide from the top to the bottom continuous with the vehicle. A rectifying cover, characterized in that a skirt is formed so as to be.
前記レイノズル数Rが3×105 であることを特徴とする整流カバー。 In the rectifying cover according to claim 1 or 3,
The rectifying cover, wherein the number of lay nozzles R is 3 × 10 5 .
前方投影形状を見た場合に、前記裾部は屋根に近づくにつれて横幅の増加率が大きくなるように形成されたものであることを特徴とする整流カバー。 In the rectifying cover according to claim 2 or 3,
The rectifying cover is characterized in that when the front projection shape is viewed, the skirt portion is formed so that the increasing rate of the lateral width increases as it approaches the roof.
前記固定面には凹部が形成され、そこに前記保護部材が一部入るようにして固定されたものであることを特徴とする整流カバー。 A pair of rails that protrude from the body surface of a railway vehicle that travels at high speed and is symmetrical in the front-rear direction, each having a cross-sectional area that increases in the direction in which they face each other. In the rectifying cover that protects the protective member provided on the airflow generated by traveling,
The rectifying cover is characterized in that a concave portion is formed on the fixed surface, and the protective member is fixed so as to partially enter the concave portion.
上部外形が流線型であることを特徴とする整流カバー。 In the rectifying cover according to any one of claims 1 to 6,
A rectifying cover characterized by a streamlined upper outer shape.
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