JP6516294B2

JP6516294B2 - 環境風洞試験装置

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Publication number: JP6516294B2
Application number: JP2015228561A
Authority: JP
Inventors: 雄三佐藤
Original assignee: Hitachi Plant Mechanics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Mechanics Co Ltd
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2035-11-24
Also published as: JP2017096742A

Description

本発明は、人工的に発生させた風の流れの中に供試体（例えば、車両や電子部品等）を置いて風の影響を評価するための環境風洞試験装置に関し、特に、車両を想定して車速に対応した風速の風を供試車に吹き付けて模擬走行試験を行うのに用いられて好適な環境風洞試験装置に関するものである。

従来、送風機で発生させた風が流れる風路の内部に供試体として、例えば、車両を置いて風を吹き付けて模擬走行試験を行うようにした環境風洞試験装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平５−１０８４７号公報

ところで、この種の環境風洞試験装置において、所要の風速の風の影響に加えて、機器の開発、試験及び評価時に乾燥砂塵（細かい砂）を伴った雰囲気の影響に対する信頼性を確かめることができるものが求められており、例えば、砂漠地域を模擬した環境下での車両信頼性評価を行うことができる環境風洞試験装置の出現が望まれている。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、砂塵環境を実現することができ、これによって供試体の耐砂塵影響等を評価することができて、例えば、砂漠地域を模擬した環境下での車両信頼性評価に供する環境風洞試験装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の環境風洞試験装置は、送風機で発生させた風が流れる風路の内部に供試体を置いて風を吹き付けるようにした環境風洞試験装置において、送風機からの風を供試体へと送る送り風路の内部に砂を吹き込む砂吹込装置を設けたことを特徴とする（第１発明）。

この場合において、送り風路の一部を、送風機からの風を供試体に向けて吹き出す送風吹出ノズルで構成し、砂吹込装置を、送風吹出ノズルの内部に同一吹出方向で配される砂吹出ノズルと、砂吹出ノズルに向けて砂を空気搬送する砂搬送機とで構成することができる（第２発明）。

また、砂吹出ノズルを吹出方向に向かって左右に移動させる左右移動機構と、砂吹出ノズルを上下に移動させる上下移動機構とを設けることで、送風吹出ノズルの内部で砂吹出ノズルを上下左右の任意の位置に移動させるようにすることができる（第３発明）。

また、送り風路の一部を、送風機からの風を供試体に向けて吹き出す送風吹出ノズルで構成し、砂吹込装置を、送風吹出ノズルの外部に同一吹出方向で並設される砂吹出ノズルと、砂吹出ノズルに向けて砂を空気搬送する砂搬送機とで構成することができる（第４発明）。

また、砂吹出ノズルは、吹出方向に向かって左右に幅広の扁平形状に形成するようにすることができる（第５発明）。

また、供試体に吹き付けられた風を送風機へと戻す戻り風路の内部に、砂分離偏流ベーンを配設し、砂分離偏流ベーンを、風の流れ方向を変えるベーン本体部と、ベーン本体部で流れ方向が変えられた風の流れを遮るようにベーン本体部に一体的に設けられる衝突板部とにより構成して、戻り風路を介して送風機へと戻される風に含まれる砂を衝突板部に衝突させて分離するようにすることができる（第６発明）。

また、砂分離偏流ベーンの衝突板部に衝突させて分離した砂を受け止めて貯留する砂回収ホッパを配設するようにすることができる（第７発明）。

また、砂回収ホッパに貯留されている砂を砂搬送機へと搬送する回収砂フィーダを設け、回収砂フィーダから砂搬送機への砂の搬送量を制御することで、砂吹出ノズルからの砂の吹出量を制御することができる（第８発明）。

本発明の環境風洞試験装置によれば、送風機からの風を供試体へと送る送り風路の内部に砂を吹き込む砂吹込装置が設けられるので、送風機からの風に砂を乗せて供試体に吹き付けることができ、砂塵環境を実現することができる。したがって、供試体の耐砂塵影響等を評価することができ、例えば、砂漠地域を模擬した環境下での車両信頼性評価に供する環境風洞試験装置を得ることができる。

また、送り風路の一部を、送風機からの風を供試体に向けて吹き出す送風吹出ノズルで構成し、砂吹込装置を、送風吹出ノズルの内部に同一吹出方向で配される砂吹出ノズルと、砂吹出ノズルに向けて砂を空気搬送する砂搬送機とで構成することにより、送風吹出ノズルの内部を流れる風に砂を確実に乗せることができ、供試体に対して送風機からの風と共に砂を確実に吹き付けることができる。

また、砂吹出ノズルを吹出方向に向かって左右に移動させる左右移動機構と、砂吹出ノズルを上下に移動させる上下移動機構とを設けることで、送風吹出ノズルの内部で砂吹出ノズルを上下左右の任意の位置に移動させることにより、供試体に対する砂の吹付具合を自由にコントロールすることができる。

また、送り風路の一部を、送風機からの風を供試体に向けて吹き出す送風吹出ノズルで構成し、砂吹込装置を、送風吹出ノズルの外部に同一吹出方向で並設される砂吹出ノズルと、砂吹出ノズルに向けて砂を空気搬送する砂搬送機とで構成することにより、送風吹出ノズルから吹き出される風に砂を確実に乗せることができ、供試体に対して送風機からの風と共に砂を確実に吹き付けることができる。

また、砂吹出ノズルは、吹出方向に向かって左右に幅広の扁平形状に形成することようにすることにより、吹出方向に向かって左右に均一に砂を吹き出すことができ、供試体に砂をムラなく吹き付けることができる。

また、供試体に吹き付けられた風を送風機へと戻す戻り風路の内部に、砂分離偏流ベーンを配設し、砂分離偏流ベーンを、風の流れ方向を変えるベーン本体部と、ベーン本体部で流れ方向が変えられた風の流れを遮るようにベーン本体部に一体的に設けられる衝突板部とにより構成して、戻り風路を介して送風機へと戻される風に含まれる砂を衝突板部に衝突させて分離するようにすることにより、送風機への戻り風に砂が混入して送風機に砂が吸い込まれるのを防ぐことができ、砂の吸引に起因する送風機の破損等を未然に防ぐことができる。

また、砂分離偏流ベーンの衝突板部に衝突させて分離した砂を受け止めて貯留する砂回収ホッパを配設するようにすることにより、供試体に吹き付けられた後の砂を確実に回収することができる。

また、砂回収ホッパに貯留されている砂を砂搬送機へと搬送する回収砂フィーダを設け、回収砂フィーダから砂搬送機への砂の搬送量を制御することで、砂吹出ノズルからの砂の吹出量を制御し、これにより、砂吹出ノズルからの砂の吹出量を、砂回収ホッパで回収される砂の回収量とのバランスを図りつつ容易に調整することができる。

本発明の一実施形態に係る環境風洞試験装置を模式的に示す縦断面図で、通常の風洞試験に合わせて砂塵試験を行う状態図である。同環境風洞試験装置を模式的に示す縦断面図で、通常の風洞試験のみを行う状態図である。図１のＡ部拡大図である。図２のＢ部拡大図である。砂吹出ノズルを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図１のＣ部拡大図である。回収砂フィーダを示す図で、（ａ）は図１のＤ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＥ矢視図である。同環境風洞試験装置の変形例を模式的に示す要部縦断面図である。

次に、本発明の環境風洞試験装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「左右方向」とは、後述する送風吹出ノズル９の吹出方向に向かって左右方向のことであり、「前後方向」とは、送風吹出ノズル９の吹出方向に向かって前後方向のことである。

＜環境風洞試験装置の概略説明＞
図１に示される環境風洞試験装置１は、所要風量の風を発生させる送風機２を備え、送風機２で発生させた風が流れる風路３内に供試車４を置いて、車速に対応した風速の風を吹き付けて模擬走行試験を行い、風の影響を評価するために使用されるものである。

風路３は、送風機２を起点及び終点として、送りダクト（送り風路）５、試験室６及び戻りダクト（戻り風路）７が略四角環状を呈するように接続されることで構成されている。
試験室６は、断熱壁で囲まれた風の流れ方向に長い外観視直方体形状で、供試車４を収容するのに十分なスペースを内部に有している。
送りダクト５は、送風機２の吐出口側に接続される吐出ダクト８と、試験室６の一端壁に室内に開口するように接続される送風吹出ノズル９と、これら吐出ダクト８及び送風吹出ノズル９の間を繋ぐ所要のストレートダクト１０，１１及びベンドダクト１２，１３とにより構成されている。
戻りダクト７は、送風吹出ノズル９と対向するように試験室６内に配されて供試車４の背面側に臨ませた吸込口１４を有する吸込ダクト１５と、吸込ダクト１５と送風機２の吸入口との間を繋ぐ所要のストレートダクト１６及びベンドダクト１７とにより構成されている。
なお、風路３においては、吐出ダクト８、ストレートダクト１０，１１、ベンドダクト１２，１３、送風吹出ノズル９及び試験室６における一端から供試車４が置かれた場所までの部分によって、送風機２からの風を供試車４へと送る送り風路３ａが形成されるとともに、試験室６における供試車４が置かれた場所から他端までの部分、吸込ダクト１５、ベンドダクト１７及びストレートダクト１６によって、供試車４に吹き付けられた風を送風機２へと戻す戻り風路３ｂが形成されている。

吐出ダクト８の内部には、空気調和機１８（以下、単に「空調機１８」と称する。）が配設されており、吐出ダクト８を通過する送風機２からの送風空気に対する調温・調湿を空調機１８により行って、試験室６内を所要の温度、湿度環境に整えるようにしている。

ベンドダクト１２の内部には、偏流ベーン１９が配設されており、互いに直交配置される一方のストレートダクト１０と他方のストレートダクト１１とにおいて、一方のストレートダクト１０内を流れる風がベンドダクト１２を介して他方のストレートダクト１１内にスムーズに流れるようにするために、偏流ベーン１９により風の流れを直角方向に変えるようにしている。なお、その他のベンドダクト１３，１７の内部にも同様の偏流ベーン１９が配設されている。

本実施形態の環境風洞試験装置１においては、砂塵環境を実現するために、送り風路３ａ内、より具体的には、送り風路３ａの一部を構成する送風吹出ノズル９の内部に砂を吹き込む砂吹込装置２０が備え付けられている。以下、砂吹込装置２０について主に図３〜図６を用いて詳述する。

＜砂吹込装置の説明＞
図３に示されるように、砂吹込装置２０は、左右方向に所定間隔をあけて送風吹出ノズル９の内部に配設される複数（１つのみ図示）の砂吹出ノズル２１と、各砂吹出ノズル２１に向けて砂を空気搬送する図６に示されるような砂搬送機２２とを備えて構成されている。
なお、砂吹出ノズル２１の設置数は、風路３の大きさや砂塵分布によって適宜（本例では設置数が３）に設定されるものである。

＜砂吹出ノズルの説明＞
図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、砂吹出ノズル２１は、送風吹出ノズル９と同一吹出方向で延設されており、基端側の円筒状部２１ａと、吹出方向に進むに従って左右に幅が広くなるとともに吹出方向に進むに従って高さ寸法が小さくなる中空状の末広テーパ中空状部２１ｂと、断面四角筒状で吹出方向に真っ直ぐに延びる四角筒状部２１ｃとを有し、円筒状部２１ａ、末広テーパ中空状部２１ｂ及び四角筒状部２１ｃが吹出方向に順に一体的に連設されて、全体が左右に幅広の扁平形状に形成されている。
こうして、左右に幅広の扁平形状に形成されることにより、吹出方向に向かって左右に均一に砂を吹き出すことができ、供試車４に対して砂をムラなく吹き付けることができる。

＜砂搬送機の説明＞
図６に示されるように、砂搬送機２２は、ロータリーフィーダ２３を備えている。
ロータリーフィーダ２３は、ロータリーバルブ２４を内蔵するケーシング２５を有し、ケーシング２５の上部にホッパ２６を設けるとともに、ケーシング２５の下部の一方側に導出口２７を他方側に導入口２８をそれぞれ設けてなるものであって、後述する下流側スクリューフィーダ６７を介してホッパ２６内に投入される砂を、ロータリーバルブ２４の回転により、導出口２７と導入口２８との間におけるケーシング２５の内部に定量供給することができるように構成されている。

ロータリーフィーダ２３の導出口２７と砂吹出ノズル２１の円筒状部２１ａ（図５参照）とは、所要の金属製配管や可撓性を有する伸縮自在なフレキシブルダクトが配管継手等を介して連結されてなる搬送配管２９によって接続されている。
ロータリーフィーダ２３の導入口２８は、エアー調整弁３０を介してボルテックス型のブロワ３１に接続されており、ブロワ３１の作動によって送り出された送風空気がエアー調整弁３０で流量や圧力等が調整された後に導入口２８を介してケーシング２５の内部に導入される。
砂搬送機２２においては、ロータリーフィーダ２３の導入口２８を介してケーシング２５の内部に導入されたブロワ３１からの送風空気により、ケーシング２５の内部に定量供給された砂が導出口２７から搬送配管２９を介して砂吹出ノズル２１へと空気搬送される。
砂吹出ノズル２１へと空気搬送された砂は、砂吹出ノズル２１における円筒状部２１ａ、末広テーパ中空状部２１ｂ及び四角筒状部２１ｃを介して、送風吹出ノズル９の内部に吹き出される。

＜砂吹出ノズル移動機構の説明＞
図３に示されるように、送風吹出ノズル９の下面側には、砂吹出ノズル２１を上下左右方向に移動させる砂吹出ノズル移動機構３５を収容するのに十分なスペースを有する収納ボックス３６が気密状態で付設されている。
こうして、送風吹出ノズル９の下面側に気密状態で付設される収納ボックス３６内に砂吹出ノズル移動機構３５を収納する構成を採用することにより、風路３内の静圧を確実に維持することができる。

送風吹出ノズル９の下面には、送風吹出ノズル９の内部と収納ボックス３６の内部との間で砂吹出ノズル２１が往復移動するのに必要十分な大きさの開口部３７が設けられている。
送風吹出ノズル９と収納ボックス３６との境界部には、送風吹出ノズル９の下面に設けられた開口部３７を開閉するための開閉蓋３８が、収納ボックス３６の左右両側部に設けられたレール３９の案内にて図３に示されるような開口部３７を開く位置と図４に示されるような開口部３７を塞ぐ位置との間で往復移動可能に配設され、開閉蓋３８とベンドダクト１３とを連結するように収納ボックス３６内に配設されたエアーシリンダ（又はモータシリンダ等でも可）４０の伸長作動にて図４に示されるように開閉蓋３８が開口部３７を塞ぐ位置に進められて開口部３７を塞ぎ、エアーシリンダ４０の収縮作動にて図３に示されるように開閉蓋３８が開口部３７を開く位置に退避されて開口部３７を開くことができるようになっている。

図３に示されるように、砂吹出ノズル移動機構３５は、砂吹出ノズル２１を左右方向に移動させる左右移動機構４１と、砂吹出ノズル２１を上下方向に移動させる上下移動機構４２とにより構成されている。

＜左右移動機構の説明＞
左右移動機構４１は、左右方向に直動案内する左右リニアガイド機構４３を介して収納ボックス３６の底面上に左右方向に移動自在に設置される左右移動架台４４と、左右移動架台４４を左右方向にスライド駆動する左右スライド駆動機構４５とにより構成されている。
ここで、左右スライド駆動機構４５は、左右移動架台４４に左右方向に延びるラック４６を取り付け、ラック４６に噛合するピニオン４７を配設し、収納ボックス３６の底面上に設置される左右駆動モータ４８の回転動力を減速機４９を介してピニオン４７に伝達するようにして、左右駆動モータ４８の回転制御により、左右移動架台４４の左右方向の移動を制御することができるようになっている。

＜上下移動機構の説明＞
上下移動機構４２は、左右移動架台４４上に立設される支柱５０に上下方向に直動案内する上下リニアガイド機構５１を介して上下方向に移動自在に取り付けられる砂吹出ノズル架台５２と、砂吹出ノズル架台５２を上下方向に昇降駆動する昇降駆動機構５３とにより構成されている。
ここで、昇降駆動機構５３は、鉛直方向に延びるねじ軸５４を砂吹出ノズル架台５２と並設し、図示されないボールを介してねじ軸５４と螺合するナット５５を砂吹出ノズル架台５２に取り付け、左右移動架台４４上に設置される昇降駆動モータ５６の回転動力を直交軸ギヤボックス５７を介してねじ軸５４に伝達するようにして、昇降駆動モータ５６の回転制御により、砂吹出ノズル架台５２の上下方向の移動を制御することができるようになっている。

砂吹出ノズル移動機構３５においては、砂吹出ノズル架台５２上にボルト締結される取合フランジ５８を介して砂吹出ノズル２１が取り付けられており、左右駆動モータ４８の回転制御によって左右移動架台４４の左右方向の移動を制御するとともに、昇降駆動モータ５６の回転制御によって砂吹出ノズル架台５２の上下方向の移動を制御することにより、送風吹出ノズル９の内部で砂吹出ノズル２１を上下左右方向の任意の位置に移動させることができ、供試車４に対する砂の吹付具合を自由にコントロールすることができる。

なお、砂吹出ノズル移動機構３５において、取合フランジ５８の左右方向の傾き具合を調節可能とするように、例えば、取付ボルトのピッチを設定することにより、砂吹出ノズル２１の吹出方向に左右の傾きを付すことができる。
後述する砂塵試験を行わないときは、図４に示されるように、砂吹出ノズル２１を収納ボックス３６の内部に格納するように砂吹出ノズル架台５２を下降させた後、エアーシリンダ４０の伸長作動にて送風吹出ノズル９の開口部３７を開閉蓋３８で塞ぐことで、通常の風洞試験用の風路３として使用することができる。
砂吹出ノズル２１から吹き出した砂が収納ボックス３６内に入らないようにするため、送風吹出ノズル９の開口部３７の前端縁に上向きの反りを設ける、あるいは、図３に示されるような堰止板５９を設けるのがよく、かかる反りや堰止板５９は、送風吹出ノズル９内でメンテナンス等の作業を行っている作業者が収納ボックス３６内に落下しないようにするための安全対策にも資するものである。
砂吹出ノズル移動機構３５の設置台数は、砂吹出ノズル２１の設置数に応じて１〜複数台適宜に設定されるものである。

＜砂分離偏流ベーンの説明＞
図７（ａ）に示されるように、吸込ダクト１５の吸込口１４には、砂分離偏流ベーン６０が配設されている。
砂分離偏流ベーン６０は、風の流れ方向を変えるベーン本体部６０ａと、ベーン本体部６０ａで流れ方向が変えられた風の流れを遮るようにベーン本体部６０ａに一体的に設けられる衝突板部６０ｂとにより構成され、供試車４に吹き付けられた後に吸込ダクト１５の吸込口１４を通して送風機２へと戻される風に含まれる砂を衝突板部６０ｂに衝突させて分離するようにすることができるようになっている。
こうして、送風機２への戻り風に砂が混入して送風機２に砂が吸い込まれるのを防ぐことができ、砂の吸引に起因する送風機２の破損等を未然に防ぐようにしている。

＜砂回収用の砂回収ホッパの説明＞
吸込ダクト１５の吸込口１４の下方には、供試車４に吹き付けられた後の砂を確実に回収するために、砂分離偏流ベーン６０の衝突板部６０ｂに衝突させて分離した砂を受け止めて貯留する砂回収ホッパ６１が配設されている。
なお、符号６２にて示されるものは、砂回収ホッパ６１の開口部に装着されたグレーチングである。
図７（ｂ）に示されるように、砂回収ホッパ６１には、回収した砂を落下させるための落下口６１ａが、砂吹出ノズル２１の設置数に応じて１〜複数個、本例では３個設けられている。

＜回収砂フィーダの説明＞
図６、並びに図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、砂回収ホッパ６１と砂搬送機２２との間には、砂回収ホッパ６１で回収した砂を砂搬送機２２へと供給する回収砂フィーダ６５が配設されており、回収砂フィーダ６５は、砂回収ホッパ６１の底部に組み込まれる上流側スクリューフィーダ６６と、上流側スクリューフィーダ６６と砂搬送機２２におけるロータリーフィーダ２３とを連結するように配設される下流側スクリューフィーダ６７とが組み合わされて構成されている。

図７（ｂ）に示されるように、上流側スクリューフィーダ６６は、互いに逆送りする１組の螺旋羽根部を砂回収ホッパ６１に設けられた落下口６１ａの個数に（本例では３個）応じた組数（本例では３組）で形成したものによって構成されるスクリュー羽根軸６８を、互いに逆送りする１組の螺旋羽根部の境界部分が砂回収ホッパ６１の落下口６１ａの上方に位置するように配設してなるものであり、図７（ａ）に示されるスクリューフィーダ駆動用モータ６９の回転動力が伝動ベルト等よりなる動力伝達手段７０を介してスクリュー羽根軸６８に伝達されてスクリュー羽根軸６８が回転駆動されることにより、砂回収ホッパ６１で回収された砂を互いに逆送りする１組の螺旋羽根部で落下口６１ａに向けて寄せ集めて落下口６１ａから落下させることができるようにされている。

図６、並びに図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、下流側スクリューフィーダ６７は、砂吹出ノズル２１の設置数に応じて１〜複数基、本例では３基設けられるものであり、砂回収ホッパ６１の落下口６１ａに対応して設けられる投入口７５ａ（図７（ａ）参照）とロータリーフィーダ２３のホッパ２６に対応して設けられる落下口７５ｂ（図６参照）とを有するトラフ７５内に、スクリュー羽根軸７６が組み込まれてなるものであり、図６に示されるスクリューフィーダ駆動用モータ７７の回転動力が伝動ベルト等よりなる動力伝達手段７８を介してスクリュー羽根軸７６に伝達されてスクリュー羽根軸７６が回転駆動されることにより、砂回収ホッパ６１の落下口６１ａからトラフ７５の投入口７５ａに落下された砂をスクリュー羽根軸７６の羽根でトラフ７５の落下口７５ｂへと搬送し落下口７５ｂから落下させることができるようにされている。

回収砂フィーダ６５においては、上流側スクリューフィーダ６６におけるスクリューフィーダ駆動用モータ６９の回転制御により、下流側スクリューフィーダ６７への砂の供給量を制御することができるとともに、下流側スクリューフィーダ６７におけるスクリューフィーダ駆動用モータ７７の回転制御により、砂搬送機２２におけるロータリーフィーダ２３への砂の供給量を制御することができ、これらの制御により、砂吹出ノズル２１からの砂の吹出量を制御することができる。
こうして、砂吹出ノズル２１からの砂の吹出量を、砂回収ホッパ６１で回収される砂の回収量とのバランスを図りつつ容易に調整することができる。

なお、図７（ａ）に示されるように、砂回収ホッパ６１内に貯留されている砂に対して加熱処理を施す砂焼き装置８０を砂回収ホッパ６１に付設することにより、砂を常に乾燥状態に保つことができ、回収砂フィーダ６５による砂の搬送や砂搬送機２２による砂の空気搬送、砂吹出ノズル２１からの砂の吹出動作をよりスムーズに行うことができる。

＜環境風洞試験装置の作動説明＞
以上に述べたように構成される環境風洞試験装置１において、通常の風洞試験は、図２及び図４に示されるように、砂吹出ノズル２１を収納ボックス３６内に格納し、かつ送風吹出ノズル９の下面に設けられた開口部３７を開閉蓋３８で閉じた状態で以下のような動作にて行われる。
すなわち、送風機２の作動によって送風機２から送り出された風は、空調機１８で調温・調湿された後に、送りダクト５を介して送風吹出ノズル９から吹き出されて供試車４に吹き付けられる。
供試車４に吹き付けられた風は、吸込口１４から吸い込まれ、戻りダクト７を介して送風機２の吸入口へと送り戻される。

上記の通常の風洞試験に合わせて砂塵試験を行う場合には、以下のようにして行われる。
まず、図１及び図３に示されるように、エアーシリンダ４０の収縮作動にて開閉蓋３８を退避させて送風吹出ノズル９の下面に設けられた開口部３７を開く。
次いで、昇降駆動モータ５６の作動にて砂吹出ノズル架台５２を上昇させて砂吹出ノズル２１を送風吹出ノズル９の内部へと送り込み、左右駆動モータ４８の回転制御によって左右移動架台４４の左右方向の移動を制御するとともに、昇降駆動モータ５６の回転制御によって砂吹出ノズル架台５２の上下方向の移動を制御して、送風吹出ノズル９の内部での砂吹出ノズル２１の上下左右方向の位置を定める。
砂吹出ノズル２１の位置決めが完了したら、砂搬送機２２を作動させて、ロータリーフィーダ２３のケーシング２５の内部に導入されたブロワ３１からの送風空気により、ケーシング２５の内部に定量供給された砂を搬送配管２９を介して砂吹出ノズル２１へと空気搬送する。
こうして、砂吹出ノズル２１へと空気搬送された砂は、送風吹出ノズル９の内部に吹き出され、送風吹出ノズル９の内部に吹き出された砂は、送風吹出ノズル９から吹き出される風に乗って供試車４に吹き付けられる。

供試車４に吹き付けられた砂は、供試車４に吹き付けられた風と共に吸込口１４から吸い込まれ、この時、風と共に吸い込まれた砂は、吸込口１４に設けられた砂分離偏流ベーン６０の衝突板部６０ｂに衝突されて分離される。
砂分離偏流ベーン６０にて砂が取り除かれた後の風は、戻りダクト７を介して送風機２の吸入口へと送り戻される一方、衝突板部６０ｂへの衝突で分離されて落下された砂は、砂回収ホッパ６１に受け止められて一旦貯留される。
砂回収ホッパ６１に貯留された砂は、回収砂フィーダ６５の作動によって、砂搬送機２２におけるロータリーフィーダ２３へと送り戻され、再度、砂吹出ノズル２１から吹き出され、循環利用される。

＜作用効果の説明＞
本実施形態の環境風洞試験装置１によれば、送り風路３ａの一部が、送風機２からの風を供試車４に向けて吹き出す送風吹出ノズル９で構成され、砂吹込装置２０が、送風吹出ノズル９の内部に同一吹出方向で配される砂吹出ノズル２１と、砂吹出ノズル２１に向けて砂を空気搬送する砂搬送機２２とにより構成されるので、送風吹出ノズル９の内部を流れる送風機２からの風に砂を確実に乗せて供試車４に吹き付けることができ、砂塵環境を実現することができる。したがって、供試車４の耐砂塵影響等を評価することができ、例えば、砂漠地域を模擬した環境下での車両信頼性評価に資することができる。

以上、本発明の環境風洞試験装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、図８に示されるように、送風吹出ノズル９の下面側の外部に、送風吹出ノズル９と同一吹出方向で砂吹出ノズル２１を並設する構成を採用しても、送風吹出ノズル９から吹き出される風に砂を確実に乗せて供試車４に吹き付けることができるので、上記の実施形態と基本的に同様の作用効果を得ることができる。

本発明の環境風洞試験装置は、砂塵環境を実現することができるという特性を有していることから、車両や電子部品等の耐砂塵影響等の評価の用途に好適に用いることができるほか、例えば、砂漠地域を模擬した環境下での車両信頼性評価の用途にも用いることができる。

１環境風洞試験装置
２送風機
３風路
３ａ送り風路
３ｂ戻り風路
４供試車（供試体）
５送りダクト（送り風路）
６試験室
７戻りダクト（戻り風路）
８吐出ダクト
９送風吹出ノズル
２０砂吹込装置
２１砂吹出ノズル
２２砂搬送機
３５砂吹出ノズル移動機構
４１左右移動機構
４２上下移動機構
６０砂分離偏流ベーン
６０ａベーン本体部
６０ｂ衝突板部
６１砂回収ホッパ
６５回収砂フィーダ

Claims

送風機からの風を供試体へと送る送り風路の内部に砂を吹き込む砂吹込装置を設け、送風機で発生させた風が流れる風路の内部に供試体を置いて風を吹き付けるようにした環境風洞試験装置において、送り風路の一部を、送風機からの風を供試体に向けて吹き出す送風吹出ノズルで構成し、砂吹込装置を、送風吹出ノズルの内部に同一吹出方向で配される砂吹出ノズルと、砂吹出ノズルに向けて砂を空気搬送する砂搬送機とで構成し、供試体に吹き付けられた風を送風機へと戻す戻り風路の内部に、砂分離偏流ベーンを配設し、砂分離偏流ベーンを、風の流れ方向を変えるベーン本体部と、ベーン本体部で流れ方向が変えられた風の流れを遮るようにベーン本体部に一体的に設けられる衝突板部とにより構成して、戻り風路を介して送風機へと戻される風に含まれる砂を衝突板部に衝突させて分離するようにしたことを特徴とする環境風洞試験装置。
砂吹出ノズルを吹出方向に向かって左右に移動させる左右移動機構と、砂吹出ノズルを上下に移動させる上下移動機構とを設けることで、送風吹出ノズルの内部で砂吹出ノズルを上下左右の任意の位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の環境風洞試験装置。
送風機からの風を供試体へと送る送り風路の内部に砂を吹き込む砂吹込装置を設け、送風機で発生させた風が流れる風路の内部に供試体を置いて風を吹き付けるようにした環境風洞試験装置において、送り風路の一部を、送風機からの風を供試体に向けて吹き出す送風吹出ノズルで構成し、砂吹込装置を、送風吹出ノズルの外部に同一吹出方向で並設される砂吹出ノズルと、砂吹出ノズルに向けて砂を空気搬送する砂搬送機とで構成し、供試体に吹き付けられた風を送風機へと戻す戻り風路の内部に、砂分離偏流ベーンを配設し、砂分離偏流ベーンを、風の流れ方向を変えるベーン本体部と、ベーン本体部で流れ方向が変えられた風の流れを遮るようにベーン本体部に一体的に設けられる衝突板部とにより構成して、戻り風路を介して送風機へと戻される風に含まれる砂を衝突板部に衝突させて分離するようにしたことを特徴とする環境風洞試験装置。
砂吹出ノズルは、吹出方向に向かって左右に幅広の扁平形状に形成するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の環境風洞試験装置。
砂分離偏流ベーンの衝突板部に衝突させて分離した砂を受け止めて貯留する砂回収ホッパを配設するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の環境風洞試験装置。
砂回収ホッパに貯留されている砂を砂搬送機へと搬送する回収砂フィーダを設け、回収砂フィーダから砂搬送機への砂の搬送量を制御することで、砂吹出ノズルからの砂の吹出量を制御するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の環境風洞試験装置。