JP7043698B2

JP7043698B2 - 風洞装置の風路構造

Info

Publication number: JP7043698B2
Application number: JP2017251615A
Authority: JP
Inventors: 三範鴨
Original assignee: Koatsu Co Ltd
Current assignee: Koatsu Co Ltd
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2022-03-30
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: JP2019117129A

Description

本発明は、建築設計（建物や建物集合体等の気流に関する実験や試験）や機械設計（自動車や航空機等の気流に関する実験や試験及びこれらに用いられるエンジン等の実験や試験）等において使用する風洞装置の風路構造に関し、特に、風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造に関するものである。

従来、自動車や航空機、これらのエンジン等の実験や試験を行うために、図５に示すように、風路１内に送風手段２を設けることによって該風路１の途中に吹出口３及び排気口４を介して設けた試験室５に空気流Ａを発生させるようにした風洞装置の風路構造が使用されている（例えば、特許文献１～２参照。）。

特開平１１－６４１５６号公報特開２００６－１６２３１０号公報

ところで、上記従来の風洞装置の風路構造においては、排気口４側で発生する騒音を低減する手段を設けているが、吹出口３側で発生する騒音については、何ら対処されておらず、このため、試験室５に大きな流速の空気流Ａを発生させる場合、すなわち、吹出口３から大きな流速の空気流Ａを吹き出すようにする場合で、特に、吹出口３の開口面積が、試験室５の空気流Ａの流動方向と直交する面の面積より小さく形成されているときに、吹出口３側で発生する騒音を低減する手段が要請されていた。

また、排気口４側で発生する騒音を低減する手段についても、より高性能のものが要請されていた。

本発明は、上記要請に鑑み、風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造において、吹出口側及び／又は排気口側で発生する騒音を低減する手段を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の風洞装置の風路構造は、風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造において、前記吹出口の開口面積が、試験室の空気流の流動方向と直交する面の面積より小さく形成されてなるとともに、該吹出口に金属多孔質部材を配設するようにしたことを特徴とする。

また、同じ目的を達成するため、本発明の風洞装置の風路構造は、風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造において、前記排気口の開口面積が、試験室の空気流の流動方向と直交する面の面積より小さく形成されてなるとともに、該排気口に金属多孔質部材を配設するようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記金属多孔質部材を、複数の金属多孔質部材を並設した金属多孔質部材の集合体で構成することができる。

本発明の風洞装置の風路構造によれば、風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造において、前記吹出口や排気口の開口面積が、試験室の空気流の流動方向と直交する面の面積より小さく形成されてなるとともに、該吹出口や排気口に金属多孔質部材を配設するようにすることにより、吹出口や排気口に配設した金属多孔質部材は、空気流に対する抵抗が小さいため、空気流の流速を大きく低下させることなく通過させるとともに、空気流が吹出口から空気流の流動方向と直交する面の面積が急拡大する試験室に吹き出されるときに発生する騒音や、空気流が試験室から空気流の流動方向と直交する面の面積が急縮小する排気口に排気されるときに発生する騒音を低く抑えることができる。

また、前記金属多孔質部材を、複数の金属多孔質部材を並設した金属多孔質部材の集合体で構成することにより、金属多孔質部材の能力（容量）を、吹出口や排気口の開口面積及び空気流の流量に対応したものに容易に設定することができるとともに、個別に金属多孔質部材の交換等を容易にできることから、保守を容易に行うことができる。

本発明の風洞装置の風路構造の吹出口の一実施例を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は金属多孔質部材の拡大正面断面図である。本発明の風洞装置の風路構造の吹出口の変形実施例を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は右側面図である。本発明の風洞装置の風路構造の吹出口の変形実施例を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は右側面図である。本発明の風洞装置の風路構造の吹出口の変形実施例を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は右側面図である。風洞装置の風路構造を示す説明図である。

以下、本発明の風洞装置の風路構造の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の風洞装置の風路構造の一実施例を示す。
この風洞装置の風路構造は、図５に示す従来の風洞装置の風路構造と同様、風路１内に送風手段２を設けることによって該風路１の途中に吹出口３及び排気口４を介して設けた試験室５に空気流Ａを発生させるようにしたもので、吹出口３の開口面積が、試験室５の空気流Ａの流動方向と直交する面の面積より小さく形成されてなるとともに、吹出口３に金属多孔質部材６を配設するようにしている。

ここで、風路１は、循環路のほか、一端側から外気を取り込み、他端側から排気する一方向流路とすることもでき、これに応じて、送風手段２の配設位置も適宜設定することができる。
また、試験室５に導入する空気の温度や湿度を適宜調整する空気調和機（図示省略）を、例えば、吹出口３の手前の風路１に設置することができる。

吹出口３に配設する金属多孔質部材６は、各種の金属多孔質部材を用いることができるが、気孔率が大きく（９０％以上）、かつ、剛性の高く、形状保持性のある多孔質金属体、例えば、発泡樹脂にニッケル等の金属原料を電気メッキし、次にそれを熱処理することによって樹脂を除去することにより得られる、三角柱状の骨格が３次元に連なった網目状組織体からなる多孔質金属体を好適に用いることができる。

吹出口３に金属多孔質部材６を配設する方法は、特に限定されるものではなく、ブロック状や板状の金属多孔質部材６を吹出口３に取り付けるようにするほか、例えば、図１（ｄ）に示すような金属多孔質部材６を単独で吹出口３に配設したり、あるいは、本実施例に示すように、複数（７個）の金属多孔質部材６を並設した金属多孔質部材６の集合体として吹出口３に配設するようにすることができる。
この場合、金属多孔質部材６の目詰まりを防止するために、金属多孔質部材６の空気流Ａの上流側にフィルタ部材（図示省略）を配設することが望ましい。

吹出口３に複数の金属多孔質部材６を並設して配設する場合、吹出口３に複数の開口３２を形成した隔壁３１を取り付け、この隔壁３１の開口３２を設けた箇所に、金属多孔質部材６を配設するようにする。

ここで、金属多孔質部材６は、一体構造の１つのブロック状や板状のもので構成するほか、図１（ｄ）に示すように、中心部材６１、周面部材６２及び中心部材６１と周面部材６２の端面をカバーする端面部材６３からなる分割構造のもので構成することができ、これらの部材は、リング部材６４を介して、ボルト６５によって隔壁３１に取り付けるようにしている。
なお、図１（ｄ）に示すものの場合、端面部材６３の直径を、例えば、約１００ｍｍに設定し、直径約４００ｍｍの吹出口３に７個の金属多孔質部材６を並設するようにしている。

金属多孔質部材６を構成する中心部材６１、周面部材６２及び端面部材６３の空隙の孔径は、全体を均質な材料で構成するほか、気体が流通する方向に変化させた材料、より具体的には、気体が流通する方向に小さくした材料で構成することができ、例えば、本実施例においては、中心部材６１の空隙の孔径よりも、周面部材６２及び端面部材６３の空隙の孔径が小さくなるような材料で構成することができる。

そして、吹出口３に配設した金属多孔質部材６を、複数の金属多孔質部材６を並設した金属多孔質部材６の集合体で構成することにより、全体の金属多孔質部材６の能力（容量）を、吹出口３の開口面積及び空気流Ａの流量に対応したものに容易に設定することができるとともに、個別に金属多孔質部材６の交換等を容易にできることから、保守を容易に行うことができる。
ここで、金属多孔質部材６の個数や配置は、吹出口３の開口面積及び空気流Ａの流量に応じて適宜設定することができ、具体的には、図２に示す変形実施例のように、隔壁３１を取り付ける金属多孔質部材６の個数や配置を適宜変更したり、図３～図４に示す変形実施例のように、矩形をした吹出口３（ここで、隔壁３１の開口３２の形状は、円形（図３）や矩形（図４）に形成することができる。）にも、個数や配置を適宜変更して適用することができる。

この風洞装置の風路構造によれば、吹出口３の開口面積が、試験室５の空気流の流動方向と直交する面の面積より小さく形成されてなるとともに、吹出口３に金属多孔質部材６を配設するようにすることにより、吹出口３に配設した金属多孔質部材６は、空気流Ａに対する抵抗が小さいため、空気流Ａの流速を大きく低下させることなく通過させるとともに、空気流Ａが吹出口３から空気流Ａの流動方向と直交する面の面積が急拡大する試験室５に吹き出されるときに発生する騒音を低く抑えることができる。

ところで、この風洞装置の風路構造で用いた金属多孔質部材６は、開口面積が、試験室５の空気流の流動方向と直交する面の面積より小さく形成された排気口４にも適用することができる。
この場合、金属多孔質部材６は、排気口４のみに適用するほか、吹出口３及び排気口４の両方に適用することができる。
そして、排気口４に金属多孔質部材６を配設するようにすることにより、排気口４に配設した金属多孔質部材６は、空気流Ａに対する抵抗が小さいため、空気流Ａの流速を大きく低下させることなく通過させるとともに、空気流Ａが試験室５から空気流Ａの流動方向と直交する面の面積が急縮小する排気口４に排気されるときに発生する騒音を低く抑えることができる。

以上、本発明の風洞装置の風路構造について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例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。

本発明の風洞装置の風路構造は、風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造において、吹出口側及び／又は排気口で発生する騒音を低減することができるという特性を有していることから、建築設計（建物や建物集合体等の気流に関する実験や試験）や機械設計（自動車や航空機等の気流に関する実験や試験及びこれらに用いられるエンジン等の実験や試験）等において使用する風洞装置の風路構造に好適に用いることができる。

１風路
２送風手段
３吹出口
３１隔壁
４排気口
５試験室
６金属多孔質部材

Claims

風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造において、前記吹出口の開口面積が、試験室の空気流の流動方向と直交する面の面積より小さく形成されてなるとともに、該吹出口に、複数の金属多孔質部材を並設した金属多孔質部材の集合体を配設するようにしたことを特徴とする風洞装置の風路構造。
風路内に送風手段を設けることによって該風路の途中に吹出口及び排気口を介して設けた試験室に空気流を発生させるようにした風洞装置の風路構造において、前記排気口の開口面積が、試験室の空気流の流動方向と直交する面の面積より小さく形成されてなるとともに、該排気口に、複数の金属多孔質部材を並設した金属多孔質部材の集合体を配設するようにしたことを特徴とする風洞装置の風路構造。