JP2006208115A

JP2006208115A - 温度成層風洞設備

Info

Publication number: JP2006208115A
Application number: JP2005018853A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Mitsusaka; 直行三坂; Akinori Kawachi; 昭紀河内; Shigeru Nakamura; 茂中村; Kazuki Okabayashi; 一木岡林; Takeshi Nonaka; 剛野中
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】風路内下部における空気流速の過大化を回避して、風路内の測定領域における空気温度分布及び流速分布を、風洞実験に所要の分布に設定可能とした温度成層風洞設備を提供する。
【解決手段】送風機によって風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の空気流の上流側部位に、風路の高さ方向に配設された複数のヒーターを有して風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、前記ヒーター装置の上流部位に、前記風路内を前記高さ方向に複数の空気流路に分割する分割部材を設置し、該分割部材により前記空気流を前記高さ方向において整流し前記ヒーター装置に送り込むように構成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸い込み式拡散風洞等に適用され、風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向に配設された複数のヒーターを有して、前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備に関する。

温度成層風洞設備は、風洞の風路の出口に設置された送風機の吸引力によって該風路内に空気流を生成し、風路内の煙源の空気流上流側部位に配設されたヒーター装置で風路内の空気を加熱し、該ヒーター装置の加熱度によって煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成されている。
図６〜図７は、かかる温度成層風洞設備の１つとして、非特許文献１（三菱重工技報Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．４１９９２年7月発行）に開示されている吸い込み式拡散風洞の概略構成を示し、図６は全体構成図、図７は作用説明図である。

図６において、１００は風洞で次のように構成されている。
２は実験用の空気が流動する風路、１は該風路２の周壁、６は該風路２の出口部に設置されて吸引により該風路２内において空気流Ｚを生成せしめる送風機である。
４０は前記風路２の上流部位に設置されたヒーター装置で、前記空気流Ｚの方向に複数個配置されたヒーター４を該空気流Ｚに直角な高さ方向に複数列設置された複数のヒーター列から構成される。
前記複数のヒーター４からなる各ヒーター列は、前記高さ方向にヒーター列毎に設置された仕切板４ｂで仕切られている。

２ａは前記ヒーター装置４０の下流部位に形成された測定領域である。２０は前記測定領域２ａの上流部位に設置された煙源で、前記測定領域２ａ内を流動する空気流Ｚ中に拡散濃度計測用のトレーサガスを流すものである。３０は絞りダクトで、前記送風機６の上流側において前記風路２を滑らかに絞って、該送風機６に空気流を滑らかに導入するようになっている。
３はパイプ、ブロック等の表面粗度形成部材で、前記ヒーター装置４０と前記測定領域２ａとの間の風路２内下部に設置されて、前記風路２内下部近傍の空気流に抵抗を付与して、前記高さ方向において風路２内下部近傍の風速を小さくし、中央部から上部の風速を大きくして、前記高さ方向において温度勾配を形成せしめるものである。

１０は前記ヒーター装置４０の下流部位に設置された温度センサで、前記各ヒーター列毎に該ヒーター装置４０出口の空気温度を検出して温度制御装置７に入力する。
８は前記複数のヒーター４の加熱量を制御するヒーター制御装置で、前記温度制御装置７からの温度制御値に基づき、前記測定領域２ａ内における温度分布が目標温度分布Ｔ_０になるように前記ヒーター装置の各ヒーター４の加熱量つまり電圧を制御する。

前記するヒーター制御装置８においては、前記測定領域２ａ内における温度Ｔ_１の分布が、図６Ｙのように、風路２の高さ方向にプラス、つまり該風路２の底部からの高さ方向に前記空気温度が高くなる安定層と、該安定層Ｙの上層部の一定温度域Ｗとにより構成され、さらに前記測定領域２ａ内における空気の流速分布Ｖ_１が前記安定層に対応して底部からの高さ方向に流速が増加する領域と一定流速の領域とにより構成されるように、前記ヒーター装置４０の加熱量を制御する。

三菱重工技報Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．４（１９９２年７月発行）

図６に示されている、前記非特許文献１にて提供されている温度成層風洞設備にあっては、次のような解決すべき課題を有している。
即ち、図６において前記風路２内における前記安定層Ｙの高さを増大する際には、前記目標温度分布Ｔ_０の勾配を大きくすることを要する。
しかしながら、このように温度分布の勾配を大きくするためヒーター装置４０の加熱量を増大して該ヒーター装置４０出口の空気温度を急上昇せしめると、該ヒーター装置４０入口側の常温空気とヒータ装置４０内の高温空気との温度差によって、空気流Ｚの流れが不安定になり、図７の流速分布Ｖ_１や温度分布Ｔ_１のように、分布に歪みが生じる場合もあった。

このため、かかる従来技術にあっては、前記のような安定層Ｙにおける空気温度分布Ｔ_１が過小となるとともに流速分布Ｖ_１が過大となるような場合もあり、風洞実験に所要の空気温度分布及び流速分布を得られない場合もあった。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、風路内の測定領域における空気温度分布及び流速分布を、風洞実験に所要の分布に設定可能とした温度成層風洞設備を提供することにある。

本発明はかかる目的を達成するもので、風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、前記ヒーター装置の上流部位に、前記風路内を前記高さ方向に複数の空気流路に分割する分割部材を設置し、該分割部材により前記空気流を前記高さ方向において整流し前記ヒーター装置に送り込むように構成されたことを特徴とする。

かかる発明において好ましくは、前記ヒーター装置は、前記風路内を前記高さ方向に複数の空気流路に区画する板状の仕切部材を備えて、該仕切部材で区画された前記複数の空気流路のそれぞれに前記ヒーターを設置して構成され、前記各分割部材は前記各仕切部材と前記高さ方向において同一位置に、かつ同数設けられてなる。

かかる発明によれば、仕切部材で区画された複数の空気流路のそれぞれにヒーターを設置することによりヒーター装置を構成し、風路内を高さ方向に複数の空気流路に分割する分割部材を、好ましくは前記各仕切部材と高さ方向において同一位置にかつ同数、前記ヒーター装置の上流部位に設置したので、該ヒーター装置の上流側において前記分割部材で高さ方向に複数流に分割された空気流が、各仕切部材で仕切られた各空気流路内のヒーターに空気流路毎に整流されて流れ込み、各空気流路内のヒーターで加熱されて測定領域に流れることとなり、風路内上部の低温空気が風路内下部に流入して風路内下部の空気流速が増大するのが回避される。
これにより、風路内の測定領域において空気流の偏流の発生を防止できて、該測定領域における風速の分布を目標風速分布に一致させることが可能となる。

また、本発明は、風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して、前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、前記ヒーター装置は、前記空気流の方向に複数個配置されたヒーターが該空気流と直角方向に複数列設置された複数のヒーター列で構成されるとともに、前記複数のヒーターの加熱量を制御するヒーター制御装置と、前記ヒーター装置の出口部位に設けられて該ヒーター装置を経た空気の温度を検出する温度センサと、該温度センサで検出された空気温度の検出値に基づき前記複数のヒーター出入口間における空気の温度制御を行う温度制御装置とを備え、前記温度制御装置及びヒーター制御装置により、前記温度センサからの空気温度の検出値に基づき前記複数のヒーターの加熱量を個別に制御して、前記複数のヒーター列出入口間における空気の温度勾配を目標温度勾配にせしめるように構成したことを特徴とする。
かかる発明において、前記温度制御装置及びヒーター制御装置を、前記複数のヒーター列毎に個別に前記空気の温度勾配を目標温度勾配にせしめるように構成するのが好ましい。

かかる発明によれば、空気流の方向に複数個配置されたヒーターを空気流と直角方向に複数列設置された複数のヒーター列により構成されたヒーター装置の出口部位の空気温度を温度センサで検出し、複数のヒーター出入口間における空気の温度制御を行う温度制御装置及び複数のヒーターの加熱量を制御するヒーター制御装置によって、前記空気温度の検出値に基づき、複数のヒーター列出入口間における空気の温度勾配を目標温度勾配になるように制御して、ヒーター装置において空気を常温から前記目標温度勾配で以って徐々に加熱するので、風路内全体で空気が均等に加熱されながら昇温することととなって、目標温度の空気を測定領域に送り込むことが可能となり、従来技術のように、上部の低温空気が風路内下部に流入して風路内下部の空気流速が増大するのが回避される。

また本発明は、風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、前記ヒーター装置の上流部位に、前記風路内の前記高さ方向における空気量の分布を、該高さ方向における下部の空気量を該高さ方向における上部の空気量よりも小さくせしめる空気量調整部材を設置したことを特徴とする。

かかる発明において好ましくは、前記空気量調整部材は、前記風路内に前記空気流と直角方向に設置され複数の空気通路孔が穿孔された抵抗板からなり、該抵抗板は前記高さ方向における前記空気通路孔の内径を該高さ方向における下部の内径が上部の内径よりも小さく形成されてなる。

かかる発明によれば、ヒーター装置の風路内上流部位に、好ましくは複数の空気通路孔が穿孔され該空気通路孔の風路内下部の内径が上部の内径よりも小さく形成された抵抗板からなる空気量調整部材を空気流と直角方向に設置したので、空気量調整部材の風路内下部の流路抵抗が風路内上部の流路抵抗よりも大きくなって、風路内下部におけるヒーター装置への空気量が風路内上部よりも少なくなり、これにより風路内上部から風路内下部への空気の流れ込みが回避されて、風路内下部での空気の流れ込みによる流速の増大を防止でき、前記空気通路孔の通路面積の分布を適切に設定することにより、測定領域における空気流速の分布を目標分布に保持できる。

また本発明は、風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、
前記ヒーター装置は、前記空気流の方向に複数個配置されたヒーターを該空気流と直角方向に複数列設置された複数のヒーター列から構成されるとともに、前記複数のヒーターの電圧を変化せしめることにより該ヒーターの加熱量を制御するヒーター制御装置と、前記ヒーター装置の出口部位に設けられて該ヒーター装置を経た空気の温度を検出する温度センサと、前記測定領域の目標空気温度が設定されるとともに、温度センサからの空気温度検出値に基づき前記ヒーター制御装置の電圧を調整する作動を、前記空気温度検出値が前記目標空気温度に位置するまで複数段階に分けて繰り返して行うヒーター電圧制御装置とを備えたことを特徴とする。

かかる発明において好ましくは、前記温度センサによる空気温度検出値によって前記測定領域における空気温度を監視する温度監視装置を備え、前記ヒーター電圧制御装置は前記温度監視装置からの前記空気温度検出値に基づき前記ヒーター制御装置の電圧を調整するように構成されてなる。

かかる発明によれば、温度監視装置において温度センサによる空気温度検出値に基づき
測定領域における空気温度を監視し、ヒーター電圧制御装置に目標空気温度を入力することにより該目標空気温度と空気温度検出値との間のヒーター電圧制御間隔を複数段階に分けて空気温度を監視しながらヒーター電圧を制御して目標空気温度に徐々に近づけて行くので、測定領域において風路内での歪みのない空気温度分布及び空気流速分布が得られる。

また本発明は、前記測定領域の前記送風機側出口に、抵抗部材を設置したことを特徴とする。
かかる発明によれば、風路内の送風機の上流部位に金網等の整流機能を有する抵抗部材を設置することにより、該抵抗部材によって、送風機により発生する旋回流の測定領域への空気流の撹乱の影響を回避できて、該測定領域において一様な流れの空気流が得られる。

本発明によれば、ヒーター装置の上流側において風路内上部の低温空気が風路内下部に流入して風路内下部の空気流速が増大するのが回避され、従って、風路内の測定領域において空気流の偏流の発生を防止できて、該測定領域における空気温度及び風速の分布を目標温度分布及び目標流速分布に一致させることが可能となる。
これにより、風路内の測定領域における空気温度分布及び流速分布を風洞実験に所要の分布に設定可能な温度成層風洞設備を提供できる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の第１実施例に係る吸い込み式拡散風洞設備の概略構成を示す全体構成図である。
図１において、１００は風洞で次のように構成されている。
２は実験用の空気が流動する風路、１は該風路２の周壁、６は該風路２の出口部に設置されて吸引により該風路２内において空気流Ｚを生成せしめる吸い込み式の送風機である。
４０は前記風路２の上流部位に設置されたヒーター装置で、前記空気流Ｚの方向に複数個配置されたヒーター４を該空気流Ｚに直角方向な高さ方向に複数列設置された複数のヒーター列から構成される。前記複数のヒーター４からなる各ヒーター列は、前記高さ方向にヒーター列毎に設置された仕切板４ｂで仕切られ、該仕切板４ｂで区画された前記複数の空気流路のそれぞれに前記ヒーター４を設置している。

２ａは前記ヒーター装置４０の下流部位に形成された測定領域である。２０は前記測定領域２ａの上流部位に設置された煙源で、前記測定領域２ａ内を流動する空気流Ｚ中に拡散濃度計測用のトレーサガスを流すものである。３０は絞りダクトで、前記送風機６の上流側において前記風路２を滑らかに絞って該送風機６に空気流を滑らかに導入するようになっている。
３はパイプ、ブロック等の表面粗度形成部材で、前記ヒーター装置４０と前記測定領域２ａとの間の風路２内下部に設置されて、前記風路２内下部近傍の空気流に抵抗を付与して、前記高さ方向において風路２内下部近傍の風速を小さくし、中央部から上部の風速を大きくして、前記高さ方向において温度勾配を形成せしめるものである。

１０は前記ヒーター装置４０の下流部位に設置された温度センサで、該温度センサ１０により前記各ヒーター列毎に該ヒーター装置４０出口の空気温度を検出して、前記ヒーター装置４０の加熱量を、前記測定領域２ａにおける温度分布が目標温度分布になるとともに、測定領域２ａにおける空気の流速分布が目標流速分布になるように制御される。
以上の基本構成は、図６に示される従来技術と同様である。

本発明の第１実施例においては、前記ヒーター装置４０の上流部位に、前記風路２内を前記高さ方向に複数の空気流路に分割する所定長さの分割部材５を設置している。
即ち、図１において、５は前記風路２内の高さ方向に複数個設けられた板状の分割部材で、各分割部材５は前記ヒーター装置４０の各仕切板４ｂと高さ方向において同一位置に、かつ各仕切板４ｂと同数設けられている。

かかる第１実施例において、前記送風機６の吸引力によって生成された常温空気からなる空気流Ｚは、前記分割部材５の設置部に入り、該分割部材５の間に形成された空気流路５ａ毎に分割、整流され、各空気流路５ａを通って前記各仕切板４ｂで仕切られたヒーター装置４０の各空気流路４ｃ内のヒーター４に該空気流路４ｃ毎に整流されて流れ込み、各ヒーター４によって所定温度に加熱される。
かかる加熱が施された空気流Ｚは、前記煙源２０からトレーサガスを混入されつつ、前記測定領域２ａに導入され、所定の計測がなされた後、前記絞りダクト３０及び送風機６を通って外部に放出される。

かかる第１実施例によれば、仕切板４ｂで区画された複数の空気流路４ｃのそれぞれにヒーター４を設置することによりヒーター装置４０を構成し、風路２内を高さ方向に複数の空気流路５ａに分割する分割部材５を、前記各仕切板ｂと高さ方向において同一位置にかつ同数、前記ヒーター装置４０の上流部位に設置したので、該ヒーター装置４０の上流側において前記分割部材５で高さ方向に複数流に分割された空気流Ｚが、各仕切板４ｂで仕切られた各空気流路４ｃ内のヒーター４に該空気流路４ｃ毎に整流されて流れ込み、各空気流路４ｃ内のヒーター４で加熱されて測定領域２ａに導入されることとなる。
従って、図６〜７の従来技術のように、前記風路２内上部の低温空気（常温空気）が風路２内下部に流入して、該風路２内下部の空気流速が増大するのが回避される。これにより、前記風路２内の測定領域２ａにおける空気流Ｚの偏流の発生を防止できて、該測定領域２ａにおける風速の分布Ｖ_１及び温度分布Ｔ_１を目標分布に一致させることが可能となる。

図２は、本発明の第２実施例を示し、（Ａ）は図１対応図、（Ｂ）は温度線図である。
かかる第２実施例においては、前記ヒーター装置４０を、前記空気流Ｚの方向に複数個配置されたヒーター４を該空気流Ｚと直角方向に複数列設置された複数のヒーター列から構成するとともに、前記複数のヒーター４の加熱量を制御するヒーター制御装置８と、前記ヒーター装置４０の出口部位に設けられて該ヒーター装置４０を経た空気の温度を検出する温度センサ１０と、該温度センサ１０で検出された空気温度Ｔの検出値に基づき前記複数のヒーター４出入口間における空気の温度制御を行う温度制御装置７とを備えている。

かかる第２実施例において、前記ヒーター装置４０を、空気流Ｚの方向に複数個配置されたヒーター４を該空気流Ｚと直角方向に複数列設置された複数のヒーター列により構成して、該ヒーター装置４０の入口空気温度Ｔ_ａを温度センサ１０で検出し、かつ出口目標空気温度Ｔ_ｈを前記複数のヒーター４出入口間における空気の温度制御を行う温度制御装置７に入力する。
該温度制御装置７においては、前記温度センサ１０からの入口空気温度Ｔ_ａ及び出口目標空気温度Ｔ_ｈに基づき、前記ヒーター４出入口間における空気の温度勾配（Ｔ_ｈ−Ｔ_ａ）を目標温度勾配になるようなヒーター電圧（つまりヒーター電流）を算出して前記ヒーター制御装置８に入力する。
そして該ヒーター制御装置８においては、前記複数のヒーター列毎に形成された空気流路４ｃ内の各ヒーター４に、前記目標温度勾配に対応するヒーター電圧を個別に付与し、該ヒーター４によって該空気流路４ｃ毎に各空気を徐々に加熱せしめる。

従ってかかる第２実施例によれば、ヒーター装置４０を、空気流Ｚの方向に複数個配置されたヒーター４を該空気流Ｚと直角方向に複数列設置された複数のヒーター列により構成し、該ヒーター装置４０の入口空気温度Ｔ_ａを温度センサ１０で検出し、かつ出口目標空気温度Ｔ_ｈを複数のヒーター４出入口間における空気の温度制御を行う温度制御装置７及び複数のヒーター４の加熱量を制御するヒーター制御装置８によって、前記空気温度の検出値に基づき、前記複数のヒーター列の出入口間における空気の温度勾配（Ｔ_ｈ−Ｔ_ａ）を目標温度勾配になるように制御して、前記ヒーター装置４０において空気を常温から前記目標温度勾配（Ｔ_ｈ−Ｔ_ａ）で以って徐々に加熱するので、風路２内全体で空気が均等に加熱されながら昇温することととなって、目標温度の空気を前記測定領域２ａに送り込むことが可能となり、これによって、図６〜７の従来技術のように、上部の低温空気が風路２内下部に流入して該風路２内下部の空気流速が増大するのを回避できて、前記測定領域２ａ内における空気流速分布Ｖ_１を目標空気流速分布に保持できる。
その他の構成は前記第１実施例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図３は、本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
かかる第３実施例においては、前記ヒーター装置４０の空気流Ｚの上流部位に、前記風路２内の高さ方向における空気量の分布を、該高さ方向における下部の空気量を該高さ方向における上部の空気量よりも小さくせしめる空気量調整部材としての抵抗板９を設置している。
即ち図３（Ａ）、（Ｂ）において、９は前記風路２内に前記空気流Ｚと直角方向に設置された抵抗板であり、複数の空気通路孔９ａが穿孔されている。該抵抗板９は、図３（Ｂ）のように、高さ方向における空気通路孔９ａの内径を、該高さ方向における下部の内径が上部の内径よりも小さく形成され、下部の空気通路孔９ａから上部の空気通路孔９ａまで連続的あるいは段階的に内径が大きくなるように構成されている。

かかる第３実施例によれば、ヒーター装置４０の風路２内上流部位に、複数の空気通路孔９ａが穿孔され該空気通路孔９ａの風路２内下部の内径が上部の内径よりも小さく形成された抵抗板９を空気流Ｚと直角方向に設置したので、該抵抗板９の風路２内下部の流路抵抗が風路２内上部の流路抵抗よりも大きくなる。
従って、前記風路２内下部におけるヒーター装置４０への空気量が風路２内上部よりも少なくなり、これにより風路２内上部から風路２内下部への空気の流れ込みが回避されて、該風路２内下部での空気の流れ込みによる空気流速の増大を防止でき、前記空気通路孔９ａの通路面積の分布を適切に設定することにより、測定領域２ａにおける空気流速分布Ｖ_１を目標分布に保持できる。
その他の構成は前記第１実施例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図４は、本発明の第４実施例を示す図１対応図である。
かかる第４実施例においては、前記第２実施例（図２）と同様に、前記ヒーター装置４０を、前記空気流Ｚの方向に複数個配置されたヒーター４を該空気流Ｚと直角方向に複数列設置された複数のヒーター列から構成するとともに、前記複数のヒーター４の加熱量を制御するヒーター制御装置８と、前記ヒーター装置４０の出口部位に設けられて該ヒーター装置４０を経た空気の温度を検出する温度センサ１０とを備えている。
７０は前記温度センサ１０による空気温度検出値によって前記測定領域２ａにおける空気温度を監視する温度監視装置である。

１１はヒーター電圧制御装置で、前記測定領域２ａの目標空気温度Ｔ_０の分布が設定されるとともに、前記温度センサ１０から入力される空気温度検出値に基づき、前記ヒーター制御装置４０の電圧を調整する作動を、前記測定領域２ａにおける空気温度Ｔ_１が前記目標空気温度Ｔ_０に位置するまで複数段階に分けて繰り返して行うもので、前記温度監視装置７０を通した前記空気温度の検出値に基づき前記ヒーター制御装置８の電圧を調整する。

かかる第４実施例によれば、前記温度監視装置７０において、前記温度センサ１０による空気温度検出値に基づき、前記測定領域２ａにおける空気温度を監視し、ヒーター電圧制御装置８に目標空気温度Ｔ_０を入力することにより、該目標空気温度Ｔ_０と測定領域２ａにおける空気温度Ｔ_１の検出値との間のヒーター電圧の制御間隔を複数段階に分けて、空気温度を監視しながらヒーター電圧を制御して目標空気温度Ｔ_０に徐々に近づけて行くので、測定領域において風路２内での歪みのない空気温度Ｔ_１の分布及び空気流速Ｖ_１の分布を得ることできる。
その他の構成は前記第１実施例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図５は、本発明の第５実施例を示す図１対応図である。
かかる第５実施例においては、前記測定領域２ａの前記送風機６側出口に、前記空気流Ｚの流速を抑えるとともに、該空気流Ｚを風路２内高さ方向において整流する金網（空気流Ｚの整流作用を有する抵抗部材であればよい）１２を設置している。
かかる第５実施例によれば、前記風路２内の送風機６の上流部位に金網１２（抵抗部材）を設置することにより、該金網１２によって、前記送風機６により発生する旋回流の測定領域２ａへの空気流の撹乱の影響を回避できて、該測定領域２ａにおいて一様な流れの空気流Ｚが得られる。
その他の構成は前記第１実施例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

本発明によれば、風路内下部における空気流速の過大化を回避できて、風路内の測定領域における空気温度分布及び流速分布を、風洞実験に所要の分布に設定可能とした温度成層風洞設備を提供できる。

本発明の第１実施例に係る吸い込み式拡散風洞設備の概略構成を示す全体構成図である。本発明の第２実施例を示し、（Ａ）は図１対応図、（Ｂ）は温度線図である。本発明の第３実施例を示す図１対応図である。本発明の第４実施例を示す図１対応図である。本発明の第５実施例を示す図１対応図である。従来技術に係る吸い込み式拡散風洞の概略構成を示す全体構成図である。前記従来技術における作用説明図である。

符号の説明

１００風洞
１周壁
２風路
２ａ測定領域
３表面粗度形成部材
４ヒーター
４ｂ仕切板
４ｃ空気流路
５分割部材
５ａ空気流路
６送風機
７温度制御装置
８ヒーター制御装置
９抵抗板
９ａ空気通路孔
１０温度センサ
１２金網
２０煙源
４０ヒーター装置
Ｚ空気流

Claims

風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、前記ヒーター装置の上流部位に、前記風路内を前記高さ方向に複数の空気流路に分割する分割部材を設置し、該分割部材により前記空気流を前記高さ方向において整流し前記ヒーター装置に送り込むように構成されたことを特徴とする温度成層風洞設備。
前記ヒーター装置は、前記風路内を前記高さ方向に複数の空気流路に区画する板状の仕切部材を備えて、該仕切部材で区画された前記複数の空気流路のそれぞれに前記ヒーターを設置して構成され、前記各分割部材は前記各仕切部材と前記高さ方向において同一位置に、かつ同数設けられてなることを特徴とする請求項１記載の温度成層風洞設備。
風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して、前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、前記ヒーター装置は、前記空気流の方向に複数個配置されたヒーターが該空気流と直角方向に複数列設置された複数のヒーター列から構成されるとともに、前記複数のヒーターの加熱量を制御するヒーター制御装置と、前記ヒーター装置の出口部位に設けられて該ヒーター装置を経た空気の温度を検出する温度センサと、該温度センサで検出された空気温度の検出値に基づき前記複数のヒーター出入口間における空気の温度制御を行う温度制御装置とを備え、前記温度制御装置及びヒーター制御装置により、前記温度センサからの空気温度の検出値に基づき前記複数のヒーターの加熱量を個別に制御して、前記複数のヒーター列出入口間における空気の温度勾配を目標温度勾配にせしめるように構成したことを特徴とする温度成層風洞設備。
前記温度制御装置及びヒーター制御装置は、前記複数のヒーター列毎に個別に前記空気の温度勾配を目標温度勾配にせしめるように構成されてなることを特徴とする請求項３記載の温度成層風洞設備。
風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、前記ヒーター装置の上流部位に、前記風路内の前記高さ方向における空気量の分布を、該高さ方向における下部の空気量を該高さ方向における上部の空気量よりも小さくせしめる空気量調整部材を設置したことを特徴とする温度成層風洞設備。
前記空気量調整部材は、前記風路内に前記空気流と直角方向に設置され複数の空気通路孔が穿孔された抵抗板からなり、該抵抗板は前記高さ方向における前記空気通路孔の内径を、該高さ方向における下部の内径が上部の内径よりも小さく形成されてなることを特徴とする請求項５記載の温度成層風洞設備。
風路に設置された送風機によって該風路内に空気流を生成し、該風路に設置された煙源の前記空気流の上流側部位に、前記風路の高さ方向（前記空気流に直角方向）に配設された複数のヒーターを有して、前記風路内の空気を加熱するとともに該空気の温度を調整するヒーター装置を備え、該ヒーター装置によって前記煙源の下流部位の測定領域における空気流の温度及び風速を調整可能に構成された風洞設備において、
前記ヒーター装置は、前記空気流の方向に複数個配置されたヒーターを該空気流と直角方向に複数列設置された複数のヒーター列で構成されるとともに、前記複数のヒーターの電圧を変化せしめることにより該ヒーターの加熱量を制御するヒーター制御装置と、前記ヒーター装置の出口部位に設けられて該ヒーター装置を経た空気の温度を検出する温度センサと、前記測定領域の目標空気温度が設定されるとともに、温度センサからの空気温度検出値に基づき前記ヒーター制御装置の電圧を調整する作動を、前記空気温度検出値が前記目標空気温度に位置するまで複数段階に分けて繰り返して行うヒーター電圧制御装置とを備えたことを特徴とする温度成層風洞設備。
前記温度センサによる空気温度検出値によって前記測定領域における空気温度を監視する温度監視装置を備え、前記ヒーター電圧制御装置は前記温度監視装置からの前記空気温度検出値に基づき前記ヒーター制御装置の電圧を調整するように構成されてなることを特徴とする請求項７記載の温度成層風洞設備。
前記測定領域の前記送風機側出口に、金網等の抵抗部材を設置したことを特徴とする請求項１または３または５または７の何れかの項に記載の温度成層風洞設備。