JP3733396B2 - 排煙装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は回流式風洞において気流の可視化実験等で煙りを流す場合に模型の下流に装着して風洞外に排煙するための排煙装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、回流式風洞では、気流の可視化実験等で煙を使用する場合には流路を切り替えて吹き出し式風洞として使用し、煙を大気に放出している(回流式として使用しない)。しかしながら、通常の回流式風洞を上記のような吹き出し式風洞として利用できるようにするためには、大きな改修工事が必要となり多大な費用と労力を要していた。
また、排煙装置の整備されていない回流式風洞では、煙を風洞外に排出できないため、▲1▼短時間に煙が充満して計測不能になる。▲2▼風洞の内壁が油煙で汚れる。▲3▼排煙と内壁の清掃のために無駄な労力と時間を費やす、等の問題点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は回流式風洞内に配置した模型の下流に容易に設置することができ、安価でかつ取付・取り外しが簡単な排煙装置を提供することにより、上記問題点を解決することを目的とする。
本排煙装置は、風洞内から風洞の気流を乱さないで煙を排煙するために煙吸込口と、煙吸込口に連通して設けた整流部と、整流部に連通して設けた排煙ダクトと、排煙ダクト内に設けた流量調整弁と、排気ファンとを備えており、測定時に測定部の気流を乱すことなく煙を煙吸込口から吸引し、排煙ダクトから外部に排出可能に構成されている。また、煙吸込口の近傍の風洞壁には外気取込壁を設け、煙吸込口から気流を吸い込んだ分だけ外部から空気を供給し、測定部の気流が乱れないようにしている。さらに、ダクトの排出口には必要に応じてフィルターを設け、煙と煙の臭いを回収できるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
風洞内に配置した模型の下流に着脱自在に取り付けることができる煙吸込口と、該煙吸込口から吸込んだ気流を整流する整流部と、該整流部に接続する排煙ダクトと、該排煙ダクトの途中に設けた流量調整弁と排気ファンとからなる排煙装置であって、前記煙吸込口は風洞の上面と床面との間に配置され、風洞の風路断面積よりも小さい断面積を持ち、複数に区画された煙吸込口を備え、該複数の煙吸込口は分離ダクトを介して前記整流部に連通していることを特徴とする排煙装置である。
また、前記排煙ダクトの排出口には煙除去用のフィルタを取り付けたことを特徴とする排煙装置である。
また、前記煙吸込口の近傍の風洞壁には、外気取込壁が形成されていることを特徴とする排煙装置である。
また、前記外気取込壁は多孔質材料で作られたことを特徴とする排煙装置である。
また、前記流量調節弁は、バタフライ弁とそのバタフライ弁と排気ファンの間に設けた大気吸気調整口との組み合わせにより構成されていることを特徴とする排煙装置である。
また、前記整流部は、ダクトの中に多孔板、アルミハニカム整流格子、整流網等の整流部材を装着して形成されていることを特徴とする排煙装置である。
【0005】
【実施の形態】
以下、本発明における排煙装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る排煙装置を組み込んだ風洞の全体斜視図、図2は回流式風洞における排煙装置の配置平面図、図3は排煙装置の煙吸込口付近の拡大斜視図、図4は図2中のA−A断面図、図5はフィルタの断面図である。
【0006】
図1において1は風洞、2は風洞1の上流側に配置され気流の可視化をするための煙を吹き出す煙吹出装置、3は煙発生装置、4は煙ダンパ、5は翼模型、6は翼模型を振動させるための加振装置、7はレーザーライトシート光学系、8はレーザー光源、9は実験状態を撮影するビデオカメラ、10は本発明に係る一実施形態としての排煙装置である。また、この他に実験に必要なFFTアナライザー11、モータ制御用コンピュータ12、風洞制御箱13等が備えられている。
【0007】
上記構成要素からなる風洞装置は図2に示すように回流式風洞として構成されており、風洞1内には空気を送り込む送風機15と、煙吹出装置2と、翼模型5とこの翼模型5の下流に取外し自在に設置することができる排煙装置10の煙吸込口16とが配置されており、モータMによって駆動される送風機15から送り出される気流が煙吹出装置2からの吹き出された煙を伴って翼模型5に到達し、ここで翼模型5付近の気流を可視化して翼模型5の形状等の実験をすることができるようになっている。図中30は整流網、31は風洞に設けた扉である。なお、この回流式風洞は従来公知のものであり、全体構成は本発明の特徴ではないのでこれ以上の詳細な説明は省略する。
【0008】
翼模型5の下流に配置する排煙装置10は、風洞1内に着脱自在に取り付けることができる煙吸込口16(図1参照)を備えており、この煙吸込口16は後述する整流部17を介して排煙ダクト18に接続され、さらに排煙ダクト18の排出口には必要に応じてフィルタ21が取り付けられる。排煙ダクト18の中間には流量調節弁19とこの下流に排気ファン20が設けられており、排気ファン20の作動によって煙吸込口16から煙を吸い込み、フィルタ21を介して外部に放出させる構成となっている。また排気ファン20による煙の吸い込み量は排気ファン20の前方にある流量調節弁19によって調整されることになる。さらに、煙吸込口16の側方の風洞1には、煙吸込口16から気流を吸い込んだ分だけ外部から空気を供給するための外気取込壁22が形成されている。なお風洞側には前述した煙吸込口16を着脱自在に取り付けるための孔が形成されており、煙吸込口16を取り付けない場合にはその孔は蓋により閉じることができるようにしてある。
【0009】
以下、排煙装置10の詳細な説明をすると、断面が4角形をした風洞1の測定部の中心部には図4に示すように風洞上面1aと風洞床面1bとに渡って複数の吸込口16a、16b、16c、16dを連続して有する煙吸込口16が配置されている。複数の吸込口16a、16b、16c、16dは分離されたダクトを介して整流部17に接続されている。具体的には煙吸込口16は風洞の風洞上面1aと風洞床面1bとの間において全体が気流の流れ方向に細長い箱型に形成され、その後部が尖った流線形として構成され、その箱型内に上下方向に渡って複数の同じ開口面積をもつ吸込口16a、16b、16c、16dが形成されている。吸込口16a、16b、16c、16dは箱型内に形成した複数の分離ダクトを介して気流方向を90°変更しながら整流部17に連通されている。煙吸込口の中での気流の乱れは煙吸込口付近の風洞の気流に影響を与え、風洞の気流を乱すため煙吸込口の中での気流の乱れを小さく抑える必要がある。気流方向を90°変更する場合に、本例の複数のダクトを使用すると従来技術のコーナ・ベンを使用した場合よりも大幅に気流の乱れを小さく抑えることができる。
【0010】
整流部17は排気ファン20や流量調節弁19等の起因する気流の乱れを抑え、煙吸込口16の入口側の流速分布を一様に近づけ、測定部の気流の乱れを防止しており、図3に示すように煙吸込口16に連通する複数のダクトの集合部と排煙ダクト18との接続部等に設けることができる。この整流部17は蜂の巣状の8角形の断面をした小さいダクトの集合体(アルミハニカム整流格子)として形成されており、このダクトの中を気流が通過すると整流され気流の乱れが小さくなる。なお、より一層気流の乱れを小さくするには排気ファン20側より多孔板1〜2枚+アルミハニカム整流格子気流方向に約150mm+整流網3〜5枚を配置するのがよい。さらに気流の乱れを小さくするためには複数のダクトの流速を各々独立して制御し、煙吸込口16の各々のダクトの煙吸い込み速度を同じにするのが良い。
【0011】
前記整流部17は排煙ダクト18に接続されており、排煙ダクト18内には前述したように流量調節弁19、および排気ファン20が配置され、さらに排煙ダクト18の排気口には必要に応じてフィルタ21が設けられている。排気ファン20は煙を排気する電動送風機であり従来公知のファンを使用している。また流量調節弁19は定吐出量型排気ファン20を使用する場合に使用するもので従来公知のバタフライ弁使用しており、この弁により煙吸込口16の入口の流速を風洞1の流速と同じにするために流量を微調節する。また排気ファン20が可変容量型で流量を微調節可能であれば流量調節弁19は省略可能である。なお、バタフライ弁とスライド扉方式の大気吸気調整口との組み合わせによりバタフライ弁の工作精度が非常に悪くても容易に排煙量の微調整を行うことができる。排煙ダクト18は整流部17と流量調節弁19の間は気流を乱さないためには硬質で凹凸の無い物がよく、他は軟式でよい
【0012】
煙吸込口16の左右側の風洞壁には図2、図4に示すように外気取込壁22が形成されている。この外気取込壁22は、煙吸込口16から気流を吸い出した分だけ外部から空気を補充して測定部の気流を乱れの無いようにする機能を有しており、小さい孔の明いた多孔質の材料(多孔質の不織布等)を用いて風洞1内の静圧と大気の差圧を解消するように大気が風洞1内に流入することを可能にしており、これによって排煙装置の運転に伴う測定部内圧変化に対して自然に内圧が調整できるようになっている。
【0013】
排煙ダクト18の排出口に設けるフィルタ21はカートリッジ式として図5に示す形状をしており、このカートリッジ内には活性炭23を多孔質の不織布24でサンドイッチにした多層フィルタ26と、多層フィルタ26の上流側には多孔板25が配置されている。多孔板25は煙を拡散し、流速を遅くする機能を有しており、また多層フィルタは煙の吸着と臭い取りの機能を有している。
【0014】
以上の構成からなる排煙装置の作動を説明する。
モータによって送風機15を駆動すると送風機15から送り出される気流は整流網30を通って煙吹出装置2から吹き出された煙を伴って翼模型5に到達し、ここで翼模型5付近の気流を可視化する。翼模型5を過ぎた煙は、複数の煙吸込口16から整流部17、流量調節弁19を介して作用する排気ファン20の吸引力によって吸引され、排煙ダクト18の排出口に設けたフィルタ21から外部に放出される。排気ファン20による煙の吸い込み量は排気ファン20の前方にある流量調節弁19によって調整されることになり、また、煙吸込口16の側方の外気取込口からは、煙吸込口16から気流を吸い込んだ分だけ外部から空気を取り込む。こうして測定部の気流を乱すことなく、確実に煙を吸引し外部に放出することができる。
【0015】
以上のように上記排煙装置は従来の回流式風洞に煙吸込口を取り付けるだけで、大がかりな工事をせずに簡単に取り付けることができる。また、この排煙装置は測定部の気流を乱すことがないため精度の高い実験を行うことができる。
本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【0016】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如く、本発明によれば、風洞内の気流を乱す程度は非常に小さく、煙に邪魔されずに長時間連続して実験を可能にできる。風洞の内壁を油煙で汚す程度が非常に少ない。排煙と内壁の清掃のための無駄な労力と時間を節約出来る。取付・取り外しが容易である。安価である。有害物質を回収するのにも有効である、等の優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る排煙装置を組み込んだ風洞の全体斜視図である。
【図2】回流式風洞における排煙装置の配置平面図である。
【図3】排煙装置の煙吸込口付近の拡大斜視図である。
【図4】図2中のA−A断面図である。
【図5】フィルタの断面図である。
【符号の説明】
1 風洞
2 煙吹出装置
3 煙発生装置
4 煙ダンパ
5 翼模型
6 加振装置
7 レーザーライトシート光学系
8 レーザー光源
9 ビデオカメラ
10 排煙装置
11 FFTアナライザー
12 モータ制御用コンピュータ
13 風洞制御箱
15 送風機
16 煙吸込口
17 整流部
18 排煙ダクト
19 流量調節弁
20 排気ファン
21 フィルタ
22 外気取込壁
23 活性炭
24 不織布
25 多孔板
26 多層フィルタ
30 整流網
31 風洞に設けた扉
Claims (6)
- 風洞内に配置した模型の下流に着脱自在に取り付けることができる煙吸込口と、該煙吸込口から吸込んだ気流を整流する整流部と、該整流部に接続する排煙ダクトと、該排煙ダクトの途中に設けた流量調整弁と排気ファンとからなる排煙装置であって、前記煙吸込口は風洞の上面と床面との間に配置され、風洞の風路断面積よりも小さい断面積を持ち、複数に区画された煙吸込口を備え、該複数の煙吸込口は分離ダクトを介して前記整流部に連通していることを特徴とする排煙装置。
- 前記排煙ダクトの排出口には煙除去用のフィルタを取り付けたことを特徴とする請求項1に記載の排煙装置。
- 前記煙吸込口の近傍の風洞壁には、外気取込壁が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の排煙装置。
- 前記外気取込壁は多孔質材料で作られたことを特徴とする請求項3に記載の排煙装置。
- 前記流量調節弁は、バタフライ弁とそのバタフライ弁と排気ファンの間に設けた大気吸気調整口との組み合わせにより構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の排煙装置。
- 前記整流部は、ダクトの中に多孔板、アルミハニカム整流格子、整流網等の整流部材を装着して形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の排煙装置。
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