JP3403394B2 - 吹出式風胴の集合胴圧力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吹出式風胴の集合
胴圧力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、先行技術の系統図である。吹
出式風胴２１において、貯気槽２２に圧縮空気を高圧力
で充填し、通風計測時、管路４６に介在されている元弁
２３を開き、調圧弁２４から集合胴２５に圧縮空気を流
入し、第１スロート部２６から、通風計測が行われるべ
き模型が配置される測定室２７に導き、第２スロート部
２８から拡散胴２９を経て減速され、消音塔３１を通り
大気放出される。集合胴２５内には、流れ方向に沿って
複数の整流部材３２が設けられる。整流部材３２は、測
定室２７への圧縮空気を整流し、その圧縮空気の流れ方
向に垂直な断面における圧力分布を均一にする働きを果
たす。整流部材３２は、たとえば金網、多孔板、パンチ
ングメタルなどから成る。

【０００３】計測の停止時、全閉指令信号発生手段３４
からの出力は、スイッチ３５から減算手段３６に与えら
れ、この減算手段３６には、調圧弁２４の弁体の位置、
すなわち調圧弁２４のストロークを検出する位置検出手
段３７の出力が与えられる。減算手段３６からの全閉指
令の出力は、位置制御手段３８に与えられ、調圧弁駆動
手段３９によって調圧弁２４の弁体が変位駆動される。
こうして調圧弁２４は、全閉指令信号発生手段３４の出
力によって全閉状態に保たれる。

【０００４】通風計測時、元弁２３が開かれている状態
で、圧縮空気が調圧弁２４から集合胴２５内に流入さ
れ、通風計測が行われる。圧力設定手段４１によって設
定された通風計測用圧力を表す出力は、もう一つの減算
手段４２に与えられる。減算手段４２には、集合胴２５
内の圧力を検出するセンサ４３からの出力もまた与えら
れる。減算手段４２の出力は、圧力制御手段４４に与え
られる。圧力制御手段４４の圧力は、停止時から通風計
測のために切換えられたスイッチ４５を経て、調圧弁２
４の駆動のための減算手段３６に与えられる。このとき
スイッチ３５は遮断されている。集合胴２５内のセンサ
４３によって検出される圧力が、圧力設定手段４１によ
って設定された通風計測用圧力に保たれるように、調圧
弁駆動手段３９は、調圧弁２４の弁体を変位駆動する。

【０００５】このような通風計測が終了した後、再びス
イッチ４５は遮断され、スイッチ３５が導通され、これ
によって調圧弁２４は全閉状態とされる。

【０００６】図１２は、図１１に示される先行技術の本
件発明者による実験結果を示すグラフである。時刻ｔ１
以前では、元弁２３は全開しており、スイッチ３５は図
１１のように閉じており、スイッチ４５は開いている。
時刻ｔ１においてスイッチ３５を切換え、通風計測を開
始する。計測停止の時刻ｔ２では、スイッチ３５を、閉
じ、スイッチ４５を開いて調圧弁２４を全閉状態に保
つ。図１２のラインａ〜ａの表す内容は、表１のと
おりである。

【０００７】

【表１】

【０００８】図１２では、ラインａ，ａ；ａ；
ａの大気圧を表す図１２の縦軸の位置は、図解の便宜の
ために、異ならせてあり、大気圧の位置は、ライン
ａ，ａに関して参照符１１で示され、ラインａに関
して参照符１４で示され、ラインａに関して参照符１
７で示される。

【０００９】図１２のラインａで示されるように、計
測の停止時刻ｔ２以降で集合胴２５内の圧力が大気圧１
７を中心として変動し、また測定室２７の静圧が大気圧
の上下に周期的に変動することが判る。このような集合
胴２５内の圧力の周期的な変動が生じることを、本件発
明者は発見した。

【００１０】本件発明者は、このような圧力の周期的な
変動の現象が生じる理由を、次のように説明する。すな
わち時刻ｔ２において調圧弁２４を調圧弁２４の開度の
閉弁時間変化率の最大値で急速に全閉にすると、集合胴
２５内に溜まっている高圧力の圧縮空気は、第１スロー
ト部２６、測定室２７、第２スロート部２８、拡散胴２
９を経て消音塔３１から排気される。このとき第１およ
び第２スロート部２６，２７の状態および集合胴２５内
の圧力によって、集合胴２５からの空気の流失は、その
空気の慣性力によって、集合胴２５内の圧力が大気圧未
満に低下しても、続き、集合胴２５および測定室２７は
負圧状態になる。集合胴２５が負圧になると、その後、
消音塔３１、拡散胴２９、第２スロート部２８、測定室
２７および第１スロート部２６を通って集合胴２５内に
空気が流入して逆流する。これによって集合胴２５内の
圧力は、大気圧よりも高くなる。このような圧力の正負
の上下変動が２〜３回から１２〜１３回繰返される現象
が生じる。

【００１１】このように調圧弁２５を全閉状態にした
後、集合胴２５内の圧力が正負に周期的に変動すること
によって、整流部材３２の変形、破損、また測定室２７
内の模型への悪影響（消音塔からの異物の侵入、検出器
への影響など）、さらに消音塔３１から外部の空気が吸
入、排気されることによって低音域の騒音が発生する。
整流部材３２は、調圧弁２４側から流れてくる高圧力の
圧縮空気には充分に耐える強度を有するけれども、その
逆方向の空気の流れに対する補強は行われておらず、上
述のように長期間の使用において変形、破損してしま
う。これらは、必ず破損するとは言えないものでも、長
期間の使用において破損に至る。長期間の使用によって
寿命を縮める結果になる。したがって従来技術では、破
損に至らない損傷は、発見されていない。

【００１２】集合胴２５内が負圧になることによって空
気が逆流し、整流部材３２が変形、破損することを防ぐ
ために、整流部材３２を補強することが考えられるけれ
ども、そのようにすれば、整流部材３２による圧力損失
が増大する。そのため測定室２７における測定結果に悪
影響が及ぼされる。

【００１３】吹出式風胴の集合胴の圧力を制御する先行
技術は、たとえば特公平６−１９３０１、特公平６−１
９３０２および特公平６−２９８２６などに開示されて
いる。これらの先行技術もまた、前述の図１１および図
１２に示される先行技術と同様な問題点を有する。

【００１４】要約すると、先行技術では、通風計測の停
止後、調圧弁によって集合胴を全閉状態としたとき、集
合胴２５内の圧力が大気圧の上下に周期的に変動する現
象が知られていない。したがって先行技術では、そのよ
うな現象による上述の問題点を解決するための動機付け
は、なされていない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、通風
計測を停止して運転を終了し、集合胴内の圧力が周期的
に変動する現象を防ぐようにした吹出式風胴の集合胴圧
力制御装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、貯気槽に貯え
られた圧縮空気が、開度を可変とする調圧弁から集合胴
に導かれ、集合胴の下流に、スロート部および測定部が
連なって設けられる吹出式風胴の集合胴圧力制御装置に
おいて、集合胴内の圧力を検出するセンサ７１と、通風
計測中、集合胴内の予め定める通風計測用圧力を設定す
る通風計測用圧力設定手段７２と、センサと通風計測用
圧力設定手段との出力に応答し、通風計測中、センサの
検出圧力が通風計測用圧力になるように調圧弁の開度を
制御し、計測の停止のために、調圧弁の開度を通風計測
中の開度よりも小さくし、または全閉に制御する制御手
段と、停止時に、集合胴内の圧力が負圧にならないよう
に、集合胴内に空気を導入する負圧防止手段とを含むこ
とを特徴とする吹出式風胴の集合胴圧力制御装置であ
る。

【００１７】本発明に従えば、図１〜図１０に関連して
後述されるように、間欠式風胴の１種である吹出式風胴
では、貯気槽に圧縮空気を充填し、貯気槽の高圧力の圧
縮空気の集合胴への流入流量を調圧弁によって制御し、
集合胴内の通風計測中の圧力を、希望する所定圧力に
し、この所定圧力は、通風計測中、一定値であってもよ
いが、時間経過に伴って変化する値であってもよい。集
合胴の高圧力の圧縮空気は、スロート部を通り、模型が
配置された測定部に、１０秒〜６０秒程度、高速度の気
流を作る。この高速気流は、測定部からさらに、もう１
つのスロート部、拡散胴を経て減速され、消音塔を通る
ように構成されてもよく、こうして大気放出される。

【００１８】通風計測の停止時に、制御手段によって調
圧弁の開度は通風計測中の開度よりも小さくされ、また
は全閉にされ、この停止時に、集合胴内の圧力が負圧に
ならないように、図１〜図１０の負圧防止手段によって
集合胴内に空気が導入される。この空気は、調圧弁を経
て集合胴内に導入されるように構成してもよいが、本発
明の実施の他の形態では、貯気槽からの圧縮空気が導か
れる調圧弁よりも上流側の管路からの圧縮空気が集合胴
内に導入されるようにしてもよく、または外部の大気が
集合胴内に供給されるように構成してもよく、そのほか
の構成によって、集合胴内の圧力が負圧にならないよう
に構成される。

【００１９】先行技術では、通風計測の停止時、すなわ
ち運転停止後、集合胴内の圧力が大気圧未満となって負
圧となり、これによって集合胴内への空気の往復移動が
発生するという現象が発見されておらず、したがってそ
のような問題点を解決するための動機付けが存在しな
い。本件発明者は、集合胴内や周期的に負圧になって集
合胴内の空気の圧力が周期的に変動するという現象を、
前述のように発見した。本発明によれば、集合胴内の圧
力が負圧にならないようにするための負圧防止手段を設
け、これによって集合胴内で停止時に、空気の往復移動
を防ぐことができる。したがって集合胴内に設けられる
整流手段の変形、寿命の低下を防ぐことができ、また集
合胴にスロート部を介して連なる測定室内の模型への悪
影響を防ぐことができる。

【００２０】また本発明は、貯気槽に貯えられた圧縮空
気が、開度を可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集
合胴の下流に、スロート部および測定部が連なって設け
られる吹出式風胴の集合胴圧力制御装置において、集合
胴内の圧力を検出するセンサ７１と、通風計測中、集合
胴内の予め定める通風計測用圧力を設定する通風計測用
圧力設定手段７２と、大気圧を設定する大気圧設定手段
７３と、センサと通風計測用圧力設定手段と大気圧設定
手段との出力に応答し、通風計測中、センサの検出圧力
が通風計測用圧力となるように、かつ計測の停止時、集
合胴内の圧力が大気圧となるように調圧弁の開度を制御
する手段とを含むことを特徴とする吹出式風胴の集合胴
圧力制御装置である。

【００２１】また本発明は、制御手段は、通風計測用圧
力設定手段と大気圧設定手段との出力を切換えて導出す
る切換え手段７４と、センサと切換え手段との出力の差
を演算する減算手段７８と、減算手段の出力に応答し、
前記差が零となるように、調圧弁の開度を駆動制御する
調圧弁駆動制御手段とを含むことを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、図１〜図４に示されるよ
うに、通風計測中には、集合胴内のセンサによって検出
された圧力が、通風計測用圧力設定手段によって設定さ
れた予め定める通風計測用圧力となるように調圧弁の開
度が制御される。この通風計測の停止時、すなわち運転
終了後には、センサによって検出される集合胴内の圧力
が、大気圧設定手段７３によって設定される大気圧とな
るように、調圧弁の開度が制御される。したがって集合
胴内の圧力が負圧になることはなく、集合胴内の空気の
往復移動がなくなる。

【００２３】このような制御手段は、通風計測用圧力と
大気圧との設定値を切換える切換え手段７４を含み、セ
ンサと切換え手段との出力の差を減算手段７８によって
減算し、調圧弁駆動制御手段によって調圧弁の開度を駆
動制御する。これによって集合胴内のセンサによって検
出された圧力が、通風計測用圧力または大気圧に保たれ
ることになる。

【００２４】また本発明は、貯気槽に貯えられた圧縮空
気が、開度を可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集
合胴の下流に、スロート部および測定部が連なって設け
られる吹出式風胴の集合胴圧力制御装置において、集合
胴内の圧力を検出するセンサと、通風計測中、集合胴内
の予め定める通風計測用圧力を設定する通風計測用圧力
設定手段と、大気圧を設定する大気圧設定手段と、セン
サと通風計測用圧力設定手段と大気圧設定手段との出力
に応答し、通風計測中、センサの検出圧力が通風計測用
圧力となるように、かつ計測の停止時、集合胴内の圧力
が大気圧となるように集合胴圧力の設定の圧力低下時間
変化率の最大値未満である緩やかな低下時間変化率ａ
で、小さく制御する手段を含むことを特徴とする吹出式
風胴の集合胴圧力制御装置である。

【００２５】本発明に従えば、図２に示されるように、
リミッタ９２などによって、大気圧設定手段からの大気
圧を設定する信号の時間変化率を、小さく制御し、これ
によって集合胴内の圧力の低下速度をゆるやかにし、負
圧になることを防ぐことができる。この集合胴圧力設定
を変化する低下時間変化率を緩やかな値ａとし、この低
下時間変化率を、最大時間変化率未満の値ａにする。こ
うして通風計測停止時、集合胴圧力はゆるやかに低下
し、集合胴内の負圧になる現象を、回避することができ
る。図２のリミッタ９２は、圧力設定値の時間変化率リ
ミッタであり、調圧弁５５の閉弁時間変化率リミッタで
はない。調圧弁の閉弁時間変化率リミッタは、図５の参
照符９９で示される。

【００２６】また本発明は、制御手段は、通風計測用圧
力設定手段と大気圧設定手段との出力を切換えて導出す
る切換え手段と、センサと切換え手段との出力の差を演
算する減算手段と、減算手段の出力に応答し、前記差が
零となるように、調圧弁の開度を駆動制御する調圧弁駆
動制御手段と、大気圧設定手段から調圧弁駆動制御手段
までの間に介在され、集合胴圧力の設定の圧力低下時間
変化率ａを、予め定める値未満に制限するリミッタ９２
とを含むことを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、集合胴圧力の設定の低下
時間変化率を小さく制御するための制御手段は、低下時
間変化率に関するリミッタ９２を含み、集合胴圧力が急
変することを防ぎ、すなわち低下時間変化率ａが大きい
値になることを抑制する。したがって集合胴圧力が、運
転停止時に、緩やかに小さくされる。こうして調圧弁が
緩やかに閉じて行き、そのため集合胴内の圧力が負圧に
なることを防ぐことができる。

【００２８】また本発明は、貯気槽に貯えられた圧縮空
気が、開度を可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集
合胴の下流に、スロート部および測定部が連なって設け
られる吹出式風胴の集合胴圧力制御装置において、集合
胴内の圧力を検出するセンサと、通風計測中、集合胴内
の予め定める通風計測用圧力を設定する通風計測用圧力
設定手段と、調圧弁を全閉とする全閉指令信号を発生す
る全閉指令信号発生手段８８と、全閉指令信号発生手段
の出力を、計測の停止時、集合胴内の圧力が負圧になら
ないように、調圧弁の開度の閉弁時間変化率の最大値未
満である緩やかな閉弁時間変化率ｂで、時間経過に伴っ
て変化する閉弁時間変化率リミッタ９９と、センサと通
風計測用圧力設定手段と閉弁時間変化率リミッタとの出
力に応答し、通風計測中、センサの検出出力が通風計測
用圧力になるように調圧弁の開度を制御し、計測の停止
時、閉弁時間変化率リミッタの出力によって調圧弁の開
度を駆動制御する調圧弁駆動制御手段とを含むことを特
徴とする吹出式風胴の集合胴圧力制御装置である。

【００２９】本発明に従えば、図５に示されるように、
通風計測の停止時に、全閉指令信号発生手段８８からの
全閉指令信号を、閉弁時間変化率リミッタ９９によって
緩やかな閉弁時間変化率ｂに矯正してその調圧弁の開度
の急激な閉弁動作を制限する。このことによってもま
た、集合胴内の圧力が負圧になって空気の往復移動が生
じることを防ぐことができる。

【００３０】また本発明は、貯気槽に貯えられた圧縮空
気が、管路を経て開度を可変とする調圧弁から集合胴に
導かれ、集合胴の下流に、スロート部および測定部が連
なって設けられる吹出式風胴の集合胴圧力制御装置にお
いて、集合胴内の圧力を検出するセンサと、通風計測
中、集合胴内の予め定める通風計測用圧力を設定する通
風計測用圧力設定手段と、管路と集合胴とを連結する連
結管１０４と、連結管に介在される負圧防止弁１０５
と、通風計測中、負圧防止弁を全閉とし、計測の停止
時、負圧防止弁を開いて、集合胴内の圧力が負圧になら
ないように、管路内の圧縮空気を集合胴内に導入させる
制御手段とを含むことを特徴とする吹出式風胴の集合胴
圧力制御装置である。

【００３１】また本発明は、連結管に介在される絞り１
０８をさらに含むことを特徴とする。

【００３２】また本発明は、負圧防止手段は、集合胴に
設けられ、集合胴内の圧力が負圧になったとき、外気を
導入する逆止弁１０９であることを特徴とする。

【００３３】本発明に従えば、図８、図９および図１０
に示されるように、貯気槽からの圧縮空気を集合胴から
調圧弁に導く管路内の圧縮空気を、連結管１０４および
負圧防止弁１０５を経て、通風計測の停止時、集合胴内
に導入し、これによって集合胴内の圧力が、運転停止
時、負圧になることを防ぐことができる。

【００３４】本発明に従えば、図９のように、負圧防止
弁にさらに絞り１０８を設け、負圧防止弁の開閉動作を
正確に行うようにすることもまた可能であり、さらに図
１０に示されるように、集合胴に逆止弁１０９を設け、
集合胴内の圧力が負圧になったとき、外気を集合胴の外
部から内部に取込む。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
系統図である。吹出式風洞５１において、貯気槽５２に
は、圧縮空気が高圧力がたとえば１２ｋｇ／ｃｍ²以上
に充填されている。貯気槽５２からの圧縮空気は、管路
５３から元弁５４を経て、調圧弁５５から集合胴５６内
に流入される。集合胴５６には、圧縮空気の流れ方向に
沿って図１の左から右に、第１スロート部５７と、測定
室５８と、第２スロート部５９とがこの順序で配置され
る。第２スロート部５９にはさらに、圧縮空気を減速す
る拡散胴６１が接続され、拡散胴６１には、消音塔６２
が接続され、圧縮空気が大気放出される。集合胴５６内
には、流れ方向に沿って複数の整流部材６３が設けられ
る。整流部材６３は、測定室５８への圧縮空気を整流
し、その圧縮空気の流れ方向に垂直な断面における圧力
分布を均一にする働きを果たす。この圧縮の整流部材６
３は、たとえば金網、多孔板、パンチングメタル、ハニ
カム板状体などから成ってもよい。整流部材６３は、調
圧弁５５からの圧縮空気の下流側（図１の右方）への流
れにより変形、破損しないように、設置される。測定室
５８内には、風洞試験が行われるべき模型６４が配置さ
れる。

【００３６】調圧弁５５は、集合胴５６の管路５３との
接続部付近に設けられた弁座６５に、弁体６６が近接離
反変位することができるように構成される。弁体６６が
弁座６５に当接して着座している状態では、調圧弁５５
は全閉状態である。弁体６６が弁座６５から図１の右方
に離間変位することによって開度が大きくなる。弁体６
６は、油圧シリンダなどを含む調圧弁駆動手段６７によ
って往復変位駆動され、これによって調圧弁５５の開度
が変化される。弁体６６の位置、したがって調圧弁５５
の開度は、位置検出手段６８によって検出される。

【００３７】集合胴５６内の空気の圧力Ｐ２は、センサ
７１によって検出され、通風計測中には、たとえば１．
５ｋｇ／ｃｍ²以上である。通風計測用圧力設定手段７
２は、通風計測中における集合胴５６内の予め定める通
風計測用圧力Ｐ１を設定する。大気圧設定手段７３は、
集合胴５６内の空気の圧力を大気圧Ｐ０に設定する信号
を導出する。これらの設定手段７２，７３の各出力は、
切換え手段７４の各スイッチ７５，７６にそれぞれ接続
される。これらのスイッチ７５，７６の出力は、ライン
７７を介して減算手段７８の一方の入力に与えられる。
減算手段７８の他方の入力には、センサ７１によって検
出された圧力Ｐ２を表す信号が与えられる。切換え手段
７４において、通風計測の停止時、図１に示されるよう
にスイッチ７５は遮断され、スイッチ７６は導通された
ままである。通風計測中、スイッチ７５が導通され、ス
イッチ７６が遮断される。減算手段７８のライン７９に
導出される信号が表す圧力制御偏差Ｐ１２は、通風計測
の停止時、Ｐ１２＝Ｐ０−Ｐ２であり、通風計測中、Ｐ
１２＝Ｐ１−Ｐ２である。

【００３８】減算手段７８からライン７９に導出される
信号は、圧力制御手段８１に与えられる。この圧力制御
手段８１は、圧力制御偏差Ｐ１２に対応する調圧弁５５
の開度、したがって調圧弁５５の弁体６６のストローク
位置を表す信号をライン８２に導出する。停止強制切換
え手段８３は、スイッチ８４，８５を有する。圧力制御
手段８１からライン８２に導出される信号は、スイッチ
８４を介してライン８６から減算手段８７の一方の入力
に与えられる。

【００３９】調圧弁５５の弁体６６が弁座６５に着座し
て全閉状態となる全閉開度を表す指令信号を出力する全
閉位置設定手段８８の出力は、スイッチ８５を介してラ
イン８６から減算手段８７に与えられる。停止強制切換
え手段８３は、平常の通風計測中、スイッチ８４が導通
しており、スイッチ８５が遮断している。この通風計測
時に異常が生じて調圧弁５５を全閉状態とすべきとき、
または通風計測の停止時において調圧弁５５の弁体６６
を弁座６５に着座して全閉状態とすべきとき、この停止
強制切換え手段８３が切換え動作し、スイッチ８４が遮
断し、スイッチ８５が導通する。

【００４０】減算手段８７の他方の入力には、位置検出
手段６８の出力が与えられる。位置制御手段８９は、減
算手段８７の出力が零となるように、すなわち位置検出
手段６８によって検出される調圧弁５５の弁体６６の位
置が、減算手段８７にライン８６を介して与えられる指
令位置に位置するための変位量を表す信号を導出し、調
圧弁駆動手段６７に与える。調圧弁駆動手段６７は、位
置制御手段８９からの出力に応答し、調圧弁５５の弁体
６６をストローク変位駆動する。

【００４１】通風計測前において、吹出式風洞５１の完
全停止状態では、停止強制切換え手段８３では、スイッ
チ８４が遮断され、スイッチ８５が導通されている。し
たがって全閉位置設定手段８８の出力は、スイッチ８５
を経て減算手段８７に与えられる。これによって位置制
御手段８９の出力によって調圧弁駆動手段６７は調圧弁
５５の弁体６６を弁座６５に着座するように駆動し、こ
の着座状態における位置検出手段６８の出力が減算手段
８７に与えられ、減算手段８７の位置制御偏差が零とな
っている。

【００４２】通風計測に先立ち、停止強制切換え手段８
３では、スイッチ８４が導通され、スイッチ８５が遮断
される。通風計測の前で、その計測の停止中、切換え手
段７４のスイッチ７５は遮断され、スイッチ７６は導通
された状態となっている。したがって圧力制御手段８１
は、集合胴５６内のセンサ７１によって検出される圧力
Ｐ２が、大気圧設定手段７３によって設定される大気圧
Ｐ０となって、減算手段７８の圧力制御偏差Ｐ１２が零
となるための調圧弁５５の弁体６６の指令位置を表す信
号を導出し、減算手段８７に与える。こうして集合胴５
６内は大気圧に保たれており、調圧弁５５は全閉状態で
ある。したがって測定室５８側から第１スロート部５７
を経て集合胴５６内に空気が逆流することはない。

【００４３】通風計測にあたっては、元弁５４が開かれ
ている状態で、切換えスイッチ７４が、図１に示される
状態から切換え動作され、スイッチ７５が導通され、ス
イッチ７６が遮断される。これによって通風計測用圧力
設定手段７２からの予め定める通風計測用圧力Ｐ１を表
す出力が、スイッチ７５およびライン７７を経て減算手
段７８に与えられる。これによって圧力制御手段８１
は、集合胴５６内のセンサ７１によって検出される圧力
Ｐ２が、通風計測用圧力Ｐ１に等しくなるための調圧弁
５５の弁体６６の位置を表す信号を導出する。こうして
貯気槽５２からの高圧力の圧縮空気は、管路５３から元
弁５４を経て調圧弁５５から集合胴５６内に供給され
る。集合胴５６内の圧縮空気は、整流部材６３によって
整流されるとともに、圧力分布が均一化され、第１スロ
ート部５７からマッハ０．６〜４．０の高速気流で測定
室５８に導入され、模型６４の通風計測が行われる。測
定室５８からの圧縮空気は、第２スロート部５９、拡散
胴６１および消音塔６２を経て大気放出される。

【００４４】通風計測が終了し、その計測の停止時、切
換えスイッチ７４では、スイッチ７５が遮断され、スイ
ッチ７６が導通される。したがって大気圧設定手段７３
によって設定された大気圧Ｐ０を表す出力が、スイッチ
７６を経てライン７７から減算手段７８に与えられる。
したがって圧力制御手段８１は、集合胴５６内のセンサ
７１によって検出される圧力Ｐ２が、大気圧Ｐ０に等し
くなるように、調圧弁５５の弁体６６の位置を表す信号
を導出する。こうして集合胴５６内の圧力は、計測の停
止時において、常に大気圧Ｐ０に保たれたままとなる。
大気圧Ｐ０に保たれたまま、風胴内の気流の流れが無く
なった状態（停止時からタイマの時間経過後、または大
気圧が維持され調圧弁が全閉になった状態）に、スイッ
チ８３ではスイッチ８４が遮断され、スイッチ８５が導
通される。こうして通風計測前の状態へ戻される。した
がって測定室５８から第１スロート部５７を経て集合胴
５６内に空気が逆流するおそれはない。これによって集
合胴５６内の整流部材６３が、逆流する空気によって変
形、破損するおそれはなく、また測定室５８内でも空気
が逆流しないので、模型６４への悪影響が生じるおそれ
はない。またこの空気の逆流が生じないことによって、
消音塔６２に、外部からの空気が吸入されるおそれはな
く、したがって空気の逆流による低周波数域の騒音が発
生することはない。

【００４５】図２は、本発明の実施の他の形態の系統図
である。この図２の実施の形態は、前述の図１の実施の
形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。
注目すべきはこの実施の形態では、切換え手段７４と減
算手段７８との間のライン７７に、時間変化率リミッタ
９２が介在される。時間変化率リミッタ９２は、集合胴
圧力の設定の圧力低下時間変化率を、予め定める値ａ未
満に制限する働きを果たす。

【００４６】図３は、時間変化率リミッタ９２の動作を
説明するためのフローチャートである。時間変化率リミ
ッタ９２は、たとえばマイクロコンピュータなどの処理
回路によって実現される。ステップｓ１からステップｓ
２に移り、時間変化率リミタ９２に、切換え手段７４か
ら入力される設定圧力Ｐ１またはＰ０を表す入力をＸと
し、時間変化率リミッタ９２から減算手段７８に与えら
れる出力をＹとするとき、式１が成立するかどうかを判
断する。ｔは、時間を表す。

【００４７】

【数１】

【００４８】式１が成立するとき、ステップｓ２からス
テップｓ３に移り、時間変化率リミタ９２の出力Ｙ
_nは、式２のように、導出される。 Ｙ_n ＝ Ｙ_n-1＋ａ （Ｙ_n-1：前回出力） …（２）

【００４９】こうして切換え手段７４から時間変化率リ
ミッタ９２に与えられる入力Ｘの時間変化率ｄＸ／ｄｔ
が、予め定める値ａ未満であるとき、その時間変化率
を、予め定める値ａに抑え、出力Ｙの急変を防ぐ。これ
によって集合胴５６内のセンサ７１によって検出される
圧力Ｐ２が、前記予め定める値ａを超える大きな時間変
化率で変化することが抑制される。そのため集合胴５６
に、測定室５８および第１スロート部５７からの空気の
逆流を防ぐことができる。ステップｓ３からステップｓ
４に移り、一連の動作を終了する。

【００５０】ステップｓ２において式１が成立しないと
き、すなわち式３が成立するとき、ステップｓ５に移
る。

【００５１】

【数２】

【００５２】切換え手段７４から時間変化率リミッタ９
２に与えられる入力Ｘの時間変化率が、予め定める値ａ
未満であるとき、出力Ｙは、入力Ｘのまま、式４のよう
に、ステップｓ５において導出する。 Ｙ ＝ Ｘ …（４）

【００５３】図４は、時間変化率リミッタ９２の動作を
説明するための図である。図４（１）に示されるよう
に、時刻ｔ１２以前では、集合胴５６内の圧力は、通風
計測用圧力Ｐ１に保たれている。通風計測の停止時刻ｔ
２以降において、図２に示されるように切換え手段７４
に備えられたスイッチ７５が遮断され、スイッチ７６が
導通される。したがって時刻ｔ２後では、切換え手段７
４からライン７７には、大気圧設定手段７３によって設
定された大気圧Ｐ０を表す信号が、図４（２）の参照符
９３で示されるように導出される。こうしてライン７７
の信号の表す圧力は、時刻ｔ２の前後で、圧力Ｐ１から
Ｐ０に急変する。

【００５４】本発明では、時間変化率リミッタ９２の働
きによって、この時間変化率リミッタ９２の出力Ｙは、
図４（２）の参照符９４で示されるように、前述の予め
定める値ａで、時間経過に伴ってたとえば１次直線で減
少する指令圧力を表す信号であり、この信号が減算手段
７８に与えられることになる。本発明の実施の一形態で
は、ａ＝−５ｋＰａ／ｓｅｃに選ばれてもよい。

【００５５】本発明の実施の他の形態では、図２におけ
る時間変化率リミッタ９２を、切換え手段７４のスイッ
チ７６と時間変化率リミッタ９２の入力との間に、参照
符９２ａで示されるように介在されるように構成されて
もよく、あるいはまた減算手段７８の出力が導出される
ライン７９に、参照符９２ｂで示されるように介在され
てもよく、このような実施の他の各形態では、ライン７
７には、時間変化率リミッタ９２は設けられず、そのラ
イン７７の信号は、減算手段７８に直接に与えられる。

【００５６】図５は、本発明の実施のさらに他の形態の
系統図である。この実施の形態は、前述の図１〜図４の
実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を
付す。注目すべきはこの実施の形態では、通風計測用圧
力設定手段７２の出力は、ライン７７を介して減算手段
７８に与えられる。圧力制御手段８１と減算手段８７と
の間には、切換え手段９６が介在される。この切換え手
段９６は、圧力制御手段８１の出力をライン８６を介し
て減算手段８７に与えるスイッチ９７と、全閉位置設定
手段８８の出力を導出するもう１つのスイッチ９８とを
有する。通風計測中、スイッチ９７が導通し、スイッチ
９８は遮断している。計測の停止時、スイッチ９７は図
５のように遮断し、スイッチ９８が導通する。

【００５７】スイッチ９８と減算手段８７との間には、
閉弁時間変化率リミッタ９９が介在される。閉弁時間変
化率リミッタ９９は、たとえばマイクロコンピュータな
どの処理回路によって実現することができる。

【００５８】図６は、閉弁時間変化率リミッタ９９の動
作を説明するためのフローチャートである。ステップｒ
１からステップｒ２に移り、調圧弁５５の弁体６６の全
閉開度の位置θ０を表す信号、したがって閉弁時間変化
率リミッタ９９の入力Ｘ１の時間変化率ｄＸ１／ｄｔ
が、予め定める値ｂ以上であるかどうか、すなわち式５
が成立するかどうかが判断される。

【００５９】

【数３】

【００６０】式５が成立するとき、閉弁時間変化率リミ
ッタ９９の入力Ｘ１に関して、閉弁時間変化率リミッタ
９９の出力をＹ１_nとするとき、式６で示される出力Ｙ
１を導出する。 Ｙ１_n ＝ Ｙ１_n-1＋ｂ …（６）

【００６１】こうして閉弁時間変化率リミッタ９９の入
力Ｘ１の時間変化率ｄＸ１／ｄｔが予め定める値ｂ以上
であるとき、その時間変化率を予め定める値ｂに抑えて
制限する。こうしてステップｒ３からステップｒ４に移
り、一連の動作を終了する。

【００６２】ステップｒ２において式５が成立しないと
き、ステップｒ５では、入力Ｘ１を、式８のように、そ
のまま出力Ｙ１とするように、閉弁時間変化率リミッタ
９９が動作する。 Ｙ１ ＝ Ｘ１ …（７）

【００６３】図７は、閉弁時間変化率リミッタ９９の動
作を説明するための図である。時刻ｔ２以前において、
通風計測動作を行っており、時刻ｔ１２において切換え
手段９６のスイッチ９７が遮断し、スイッチ９８が導通
するスイッチング状態に切換わったものと想定する。こ
のとき閉弁時間変化率リミッタ９９の入力には、通風計
測中の調圧弁５５の開度θ１を表す圧力制御手段８１か
らの弁体６６のストローク位置を表す出力から、全閉位
置設定手段８８の表す全閉開度θ０の位置の出力に、参
照符１０１で示されるように急変される。

【００６４】閉弁時間変化率リミッタ９９は、このよう
な入力Ｘ１の位置θ１からθ０への時間変化率が予め定
める値ｂ以上であるとき、前述のステップｒ３におい
て、参照符１０２で示される指令値である出力Ｙ１を導
出する。これによって調圧弁５５の開度が緩やかに変化
させられて全閉状態となる。

【００６５】本発明の実施の他の形態では、時間変化率
リミッタ９２および閉弁時間変化率リミッタ９９の時間
変化率ａ，ｂは、図４（２）の参照符９４および図７
（２）の参照符１０２で示されるように、１次直線状に
変化されたけれども、本発明の実施の他の形態では、そ
のほかのたとえば図４（２）および図７（２）の曲線９
４ａ，１０２ａなどで時間経過に伴って変化されるよう
に構成されてもよい。

【００６６】図８は、本発明の実施のさらに他の形態の
系統図である。この実施の形態は、図１〜図７の実施の
形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。
注目すべきはこの実施の形態では、管路５３の元弁５４
と調圧弁５５との間に、連結管１０４が介在される。こ
の連結管１０４の一端部は、管路５３に、前述のように
元弁５４と調圧弁５５との間で接続される。連結管１０
４の他端部は、集合胴５６に接続される。連結管５４の
途中には、流量制御および全閉可能な負圧防止弁１０５
が介在される。

【００６７】位置制御手段８９の出力は、調圧弁駆動手
段６７に与えられるとともに、時間変化率リミッタ１０
６に与えられる。この時間変化率リミッタ１０６は、前
述の図２の時間変化率リミッタ９９に類似した構成を有
し、調圧弁５５の弁体６６の予め定める大きな時間変化
率の値ｃ以上では、その時間変化率を、予め定める値ｃ
に抑える働きをする。時間変化率リミッタ１０６の出力
は、負圧防止弁１０５を開閉駆動して絞り量を調整する
駆動手段１０７に与えられる。こうして通風計測の停止
時、調圧弁５５は大きな時間変化率で移動して直ちに全
閉状態となるのに対して、負圧防止弁１０５は、通風計
測が停止された時刻から時間経過を伴って全開状態から
全閉状態に、予め定める値ｃ以下の時間変化率で開度が
制御されて流量調整される。これによって集合胴５６内
の圧力が急変することはなく、集合胴５６内の空気の測
定室５８から第１スロート部５７を経て集合胴５６に逆
流する空気の流れを防ぐことができる。

【００６８】前述の実施の各形態において値ａ，ｂ，ｃ
は、調圧弁５５の開度の閉弁時間変化率の最大値未満で
ある緩やかな閉弁時間変化率に定められ、こうして前述
のように集合胴５６における空気の逆流が生じる現象を
防ぐことができる。

【００６９】図９は、本発明の実施のさらに他の形態の
系統図である。この図９に示される実施の形態は、前述
の図８に示される実施の形態に類似し、対応する部分に
は同一の参照符を付す。特にこの実施の形態では、連結
管１０４には、負圧防止弁１０５だけでなく、絞り１０
８もまた介在される。これによって集合胴５６内の圧力
を、通風計測の停止時、できるだけ小さい時間変化率で
変化して低下し、大気圧にもたらすことができ、前述の
空気の逆流の現象を防ぐことができる。図９の実施の形
態では、図８において用いられる時間変化率リミッタ１
０６は省略されることができる。

【００７０】図１０は、本発明の実施の他の形態の系統
図である。この実施の形態は、図１〜図９の実施の形態
に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。特に
この実施の形態では、集合胴５６には、逆止弁１０９が
接続される。逆止弁１０９は、集合胴５６内の空気の圧
力が大気圧未満の負圧になったとき、外部の空気を、集
合胴５６内に導入する。集合胴５６内の圧力が、大気圧
以上であるとき、逆止弁１０９は遮断したままである。
このような図１０に示される構成は簡単であり、本発明
の実施が容易である。

【００７１】本発明は、超音速、亜音速、遷音速の各風
胴に関連して実施されることができる。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、集合胴内の圧力が負圧
になることを防ぐことができ、これによって集合胴内の
圧縮空気の流れは、調圧弁から集合胴、スロート部およ
び測定室に一方向に流れることになり、集合胴への圧縮
空気の逆流は生じることはなく、空気の集合胴への流出
入の周期的な繰返しの現象が生じない。これによって集
合胴内に設けられる整流手段の変形、寿命の低下が生じ
ることはなく、また測定室に設けられる模型への悪影響
の発生はなく、さらに空気の周期的な流れによる低周波
数域の騒音の発生を防ぐことができる。本発明によれ
ば、集合胴への通風計測の停止時における空気の周期的
な出入りが発生するという現象が生じることが防がれ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の系統図である。

【図２】本発明の実施の他の形態の系統図である。

【図３】時間変化率リミッタ９２の動作を説明するため
のフローチャートである。

【図４】時間変化率リミッタ９２の動作を説明するため
の図である。

【図５】本発明の実施のさらに他の形態の系統図であ
る。

【図６】閉弁時間変化率リミッタ９９の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図７】閉弁時間変化率リミッタ９９の動作を説明する
ための図である。

【図８】本発明の実施のさらに他の形態の系統図であ
る。

【図９】本発明の実施のさらに他の形態の系統図であ
る。

【図１０】本発明の実施の他の形態の系統図である。こ
の実施の形態は、

【図１１】先行技術の系統図である。

【図１２】図１１に示される先行技術の本件発明者によ
る実験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

５１ 吹出式風胴 ５２ 貯気槽 ５３ 管路 ５４ 元弁 ５５ 調圧弁 ５６ 集合胴 ５７ 第１スロート部 ５８ 測定室 ５９ 第２スロート部 ６１ 拡散胴 ６２ 消音塔 ６３ 整流部材 ６４ 模型 ６７ 調圧弁駆動手段 ６８ 位置検出手段 ７１ センサ ７２ 通風計測用圧力設定手段 ７３ 大気圧設定手段 ８０ 調圧弁駆動制御手段 ８１ 圧力制御手段 ８３ 停止強制切換え手段 ８８ 全閉位置設定手段 ８９ 位置制御手段 ９２，１０６ 時間変化率リミッタ ９６ 切換え手段 ９９ 閉弁時間変化率リミッタ １０４ 連結管 １０５ 負圧防止弁 １０７ 駆動手段 １０８ 絞り １０９ 逆止弁

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−237303（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−29826（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−19302（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−19301（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 9/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯気槽に貯えられた圧縮空気が、開度を
   可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集合胴の下流
   に、スロート部および測定部が連なって設けられる吹出
   式風胴の集合胴圧力制御装置において、 集合胴内の圧力を検出するセンサ７１と、 通風計測中、集合胴内の予め定める通風計測用圧力を設
   定する通風計測用圧力設定手段７２と、 センサと通風計測用圧力設定手段との出力に応答し、通
   風計測中、センサの検出圧力が通風計測用圧力になるよ
   うに調圧弁の開度を制御し、計測の停止のために、調圧
   弁の開度を通風計測中の開度よりも小さくし、または全
   閉に制御する制御手段と、 停止時に、集合胴内の圧力が負圧にならないように、集
   合胴内に空気を導入する負圧防止手段とを含むことを特
   徴とする吹出式風胴の集合胴圧力制御装置。
2. 【請求項２】 貯気槽に貯えられた圧縮空気が、開度を
   可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集合胴の下流
   に、スロート部および測定部が連なって設けられる吹出
   式風胴の集合胴圧力制御装置において、 集合胴内の圧力を検出するセンサ７１と、 通風計測中、集合胴内の予め定める通風計測用圧力を設
   定する通風計測用圧力設定手段７２と、 大気圧を設定する大気圧設定手段７３と、 センサと通風計測用圧力設定手段と大気圧設定手段との
   出力に応答し、通風計測中、センサの検出圧力が通風計
   測用圧力となるように、かつ計測の停止時、集合胴内の
   圧力が大気圧となるように調圧弁の開度を制御する手段
   とを含むことを特徴とする吹出式風胴の集合胴圧力制御
   装置。
3. 【請求項３】 制御手段は、 通風計測用圧力設定手段と大気圧設定手段との出力を切
   換えて導出する切換え手段７４と、 センサと切換え手段との出力の差を演算する減算手段７
   ８と、 減算手段の出力に応答し、前記差が零となるように、調
   圧弁の開度を駆動制御する調圧弁駆動制御手段とを含む
   ことを特徴とする請求項２記載の吹出式風胴の集合胴圧
   力制御装置。
4. 【請求項４】 貯気槽に貯えられた圧縮空気が、開度を
   可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集合胴の下流
   に、スロート部および測定部が連なって設けられる吹出
   式風胴の集合胴圧力制御装置において、 集合胴内の圧力を検出するセンサと、 通風計測中、集合胴内の予め定める通風計測用圧力を設
   定する通風計測用圧力設定手段と、 大気圧を設定する大気圧設定手段と、 センサと通風計測用圧力設定手段と大気圧設定手段との
   出力に応答し、通風計測中、センサの検出圧力が通風計
   測用圧力となるように、かつ計測の停止時、集合胴内の
   圧力が大気圧となるように集合胴圧力の設定の圧力低下
   時間変化率の最大値未満である緩やかな低下時間変化率
   ａで、小さく制御する手段を含むことを特徴とする吹出
   式風胴の集合胴圧力制御装置。
5. 【請求項５】 制御手段は、 通風計測用圧力設定手段と大気圧設定手段との出力を切
   換えて導出する切換え手段と、 センサと切換え手段との出力の差を演算する減算手段
   と、 減算手段の出力に応答し、前記差が零となるように、調
   圧弁の開度を駆動制御する調圧弁駆動制御手段と、 大気圧設定手段から調圧弁駆動制御手段までの間に介在
   され、集合胴圧力の設定の圧力低下時間変化率ａを、予
   め定める値未満に制限するリミッタ９２とを含むことを
   特徴とする請求項４記載の吹出式風胴の集合胴圧力制御
   装置。
6. 【請求項６】 貯気槽に貯えられた圧縮空気が、開度を
   可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集合胴の下流
   に、スロート部および測定部が連なって設けられる吹出
   式風胴の集合胴圧力制御装置において、 集合胴内の圧力を検出するセンサと、 通風計測中、集合胴内の予め定める通風計測用圧力を設
   定する通風計測用圧力設定手段と、 調圧弁を全閉とする全閉指令信号を発生する全閉指令信
   号発生手段８８と、 全閉指令信号発生手段の出力を、計測の停止時、集合胴
   内の圧力が負圧にならないように、調圧弁の開度の閉弁
   時間変化率の最大値未満である緩やかな閉弁時間変化率
   ｂで、時間経過に伴って変化する閉弁時間変化率リミッ
   タ９９と、 センサと通風計測用圧力設定手段と閉弁時間変化率リミ
   ッタとの出力に応答し、通風計測中、センサの検出出力
   が通風計測用圧力になるように調圧弁の開度を制御し、
   計測の停止時、閉弁時間変化率リミッタの出力によって
   調圧弁の開度を駆動制御する調圧弁駆動制御手段とを含
   むことを特徴とする吹出式風胴の集合胴圧力制御装置。
7. 【請求項７】 貯気槽に貯えられた圧縮空気が、管路を
   経て開度を可変とする調圧弁から集合胴に導かれ、集合
   胴の下流に、スロート部および測定部が連なって設けら
   れる吹出式風胴の集合胴圧力制御装置において、 集合胴内の圧力を検出するセンサと、 通風計測中、集合胴内の予め定める通風計測用圧力を設
   定する通風計測用圧力設定手段と、 管路と集合胴とを連結する連結管１０４と、 連結管に介在される負圧防止弁１０５と、 通風計測中、負圧防止弁を全閉とし、計測の停止時、負
   圧防止弁を開いて、集合胴内の圧力が負圧にならないよ
   うに、管路内の圧縮空気を集合胴内に導入させる制御手
   段とを含むことを特徴とする吹出式風胴の集合胴圧力制
   御装置。
8. 【請求項８】 連結管に介在される絞り１０８をさらに
   含むことを特徴とする請求項７記載の吹出式風胴の集合
   胴圧力制御装置。
9. 【請求項９】 負圧防止手段は、 集合胴に設けられ、集合胴内の圧力が負圧になったと
   き、外気を導入する逆止弁１０９であることを特徴とす
   る請求項１記載の吹出式風胴の集合胴圧力制御装置。