JP4321770B2 - 気泡除去装置を備えた回流水槽 - Google Patents
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Description
また、上面が閉塞され自由表面を有しない計測部を備えたキャビテーション試験用回流水槽においては、キャビテーション試験によって生成した100μm以上の気泡を回収する方法として、水槽内に多数枚の屋根型の板を設置して、中央部にある屋根の頂きに集められ吸い込み管で回収して除去する装置が考案されている。しかし、この方式では、中央部の屋根の頂きに集められるまでの気泡の経路長さが長くて、頂きに到達するまでに流れ去る可能性がある。特に、流路長さをとれない小型のキャビテーション試験用回流水槽においては、不利である。
また、気泡が混入することにより気液全体の容積が増加して、計測部の水位と流速の不安定な変動(サージング)の原因となることや、水中の全気泡体積の増加により水のみかけの密度が小さくなり、流体力の評価に弊害をもたらす。
他方、回流水槽と同様な回流形式である自由表面を有しないキャビテーション試験用回流水槽においては、キャビテーション試験時、キャビテーションの発生に大きく影響する微少な気泡(気泡核と称する。以後、気泡核は広義で気泡とする。)の個数が問題になる。すなわち、キャビテーション試験前あるいは試験中に気泡核を制御することにより、より実機のキャビテーションに近いキャビテーション試験が可能となる。この気泡核の制御のためには、気泡核を除去する前提が必要となる。
また、請求項2の発明は、水槽内の水を送流用インペラで強制的に循環させて、計測部内に一定方向の水流を生じさせる回流水槽において、送流用インペラと適宜間隔をあけてその下流側の連通管路の水流方向に直角な断面方向に、格子の対角線の一方向が上下方向になるように格子桁を斜めに配置し、斜め格子桁の各稜線上に浮上する気泡を吸引する気泡吸引支管を各稜線の下流側に配置すると共に気泡吸引支管の吸引口を上流側に向けて臨ませて配置し、上下方向の対角線の同一延長線上の各気泡吸引支管を連通管路の外側に向けて上向きに延設された気泡吸引集合管に連通接続し、送流用インペラのボスキャップ下流に形成されるハブ渦の中心部に集まる気泡を吸引する気泡吸引管をボスキャップ下流に配置すると共に気泡吸引管の吸引口をボスキャップに向けて臨ませて配置し、上記気泡吸引集合管を通じて吸引された気泡を含む水及び連通管路の外側に向けて上向きに延設された上記気泡吸引管を通じて吸引された気泡を含む水からそれぞれ脱気する脱気装置を設け、該脱気装置で脱気後の水を回流水槽に再び戻す手段よりなるものである。
また、請求項2の発明に係る気泡除去装置を備えた回流水槽によれば、上記の効果に加えて、水糟内の水を循環する送流用インペラ後流のハブ渦が、効率良く気泡を収集し気泡吸引管より、回収することで、回流水槽内の気泡を更に除去することができる。
これらの結果、回流水槽においては、気泡による可視化試験の阻害や流体力計測に影響する密度の変化を防ぐことができる。また、キャビテーション試験用回流水槽においては、キャビテーションに影響する微少な気泡である気泡核を除去することにより、安定したキャビテーション試験や気泡核を制御したキャビテーション試験が可能となる。
ここで、図1は気泡除去装置を備えた回流水槽の概略全体側断面図、図2は脱気塔の概略構成図、第3図は斜め格子桁の一部切り欠き拡大斜視図、第4図は斜め格子桁の一部切り欠き部分側面図、図5は送流用インペラ周辺の拡大構成図である。
回流水槽1の計測部11に水流を生じさせるにはモーター21を駆動させる。連通管路14内の送流用インペラ2は、モーター21の駆動により回転して、連通管路14内の水をコーナー部15を経由して流入管路12側に圧送する。
11 計測部
12 流入管路
13 排出管路
14 連通管路
15 コーナー部
16 ガイドベーン
2 送流用インペラ
21 モーター
22 インペラシャフト
23 シャフト軸受用ステーター
24 ボスキャップ
3 斜め格子桁利用気泡除去装置
31 斜め格子桁
31a 稜線
32 気泡吸引支管
32a 吸引口
33 気泡吸引集合管
33a ポンプ
4 ハブ渦利用気泡除去装置
41 気泡吸引管
41a 吸引口
41b ポンプ
41c ステイ
5 脱気装置
51 脱気塔
51a 真空ポンプ
51b ポンプ
52 気泡ボックス
53 気泡ボックス
a 気泡
b ハブ渦
Claims (2)
- 水槽内の水を送流用インペラで強制的に循環させて、計測部内に一定方向の水流を生じさせる回流水槽において、送流用インペラと適宜間隔をあけてその下流側の連通管路の水流方向に直角な断面方向に、格子の対角線の一方向が上下方向になるように格子桁を斜めに配置し、斜め格子桁の各稜線上に浮上する気泡を吸引する気泡吸引支管を各稜線の下流側に配置すると共に気泡吸引支管の吸引口を上流側に向けて臨ませて配置し、上下方向の対角線の同一延長線上の各気泡吸引支管を連通管路の外側に向けて上向きに延設された気泡吸引集合管に連通接続し、気泡吸引集合管を通じて吸引された気泡を含む水から脱気する脱気装置を設け、脱気装置で脱気後の水を回流水槽に再び戻すようにしたことを特徴とする気泡除去装置を備えた回流水槽。
- 水槽内の水を送流用インペラで強制的に循環させて、計測部内に一定方向の水流を生じさせる回流水槽において、送流用インペラと適宜間隔をあけてその下流側の連通管路の水流方向に直角な断面方向に、格子の対角線の一方向が上下方向になるように格子桁を斜めに配置し、斜め格子桁の各稜線上に浮上する気泡を吸引する気泡吸引支管を各稜線の下流側に配置すると共に気泡吸引支管の吸引口を上流側に向けて臨ませて配置し、上下方向の対角線の同一延長線上の各気泡吸引支管を連通管路の外側に向けて上向きに延設された気泡吸引集合管に連通接続し、送流用インペラのボスキャップ下流に形成されるハブ渦の中心部に集まる気泡を吸引する気泡吸引管をボスキャップ下流に配置すると共に気泡吸引管の吸引口をボスキャップに向けて臨ませて配置し、上記気泡吸引集合管を通じて吸引された気泡を含む水及び連通管路の外側に向けて上向きに延設された上記気泡吸引管を通じて吸引された気泡を含む水からそれぞれ脱気する脱気装置を設け、該脱気装置で脱気後の水を回流水槽に再び戻すようにしたことを特徴とする気泡除去装置を備えた回流水槽。
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