JPH04307346A - 気流可視化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、煙やミストを使用して
３次元的な広がりを持つ気流を可視化する場合に、任意
の位置の流れを可視化する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】気体を操作対象としたいわゆる空気機械
だけでなく、気体で冷却する機械や装置類、あるいは、
室内空気の流動などについて設計、検討を行う上で気体
の流れを目で見えるようにするということは重要な技術
である。その方法には、タフト法、化学反応法、トレー
サ法など多くのものがあるが、気流の全体状況を知るに
は煙やミストを気体の流れの中に混入してその動きを観
察するトレーサ法が適している。（参考文献：朝倉書店
刊「流れの可視化ハンドブック」）図５および図６に従
来の具体例を示す。トレーサ発生器１のトレーサ出口と
風洞２がＴ字状に接続してある。風洞２の一端は外気取
入口３になっており、もう一端は気流を可視化する対象
物である制御盤モデル４の冷却風流入口５に接続してい
る。制御盤モデル４には、ラックモデル６，７や電源モ
デル８と冷却ファン９が取り付けられている。制御盤モ
デル４、ラックモデル６，７、電源モデル８、および、
ラックモデル６，７に取り付けられている基板モデル１
０は、いずれも透明アクリルでできていて、構造検討の
対象となっている実際の制御盤と同じ配置になっている
。さらに、気流の可視化画像を記録するためのテレビカ
メラ１１が制御盤モデル４に対向して設けてあり、ビデ
オデッキ１２に接続してある。制御盤モデル４の冷却フ
ァン９が作動すると風洞２の外気取入口３から外気が入
り、制御盤モデル４内の基板モデル１０の間や電源モデ
ル８の周囲を通って冷却ファン９から排出される。この
時、トレーサ発生器１で水蒸気などのミスト１３を発生
させると、ミスト１３は風洞２の中で外気取入口３から
流入した外気と混合して冷却風流入口５から制御盤モデ
ル４へ流れ込む。このミスト１３は白色で画像として撮
影し易いので、テレビカメラ１１とビデオデッキ１２で
制御盤モデル４内のミスト１３の動きを記録する。様々
な方向からこのような画像を撮影して冷却風の速度や方
向を解析することにより、制御盤モデル４内の冷却風の
流れを知ることができる。この結果を基に実際の制御盤
の冷却ファン、基板ラック、電源などの効果的な配置を
検討する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこの方法で得
られる気流の画像には、テレビカメラ１１の視野の中の
もっとも手前を流れる気流しか写らない。例えば、図５
においてＸ方向から撮影するとその画像には制御盤モデ
ル４の前面（Ａ−Ｂ断面）の気流しか写らない。したが
って、どの方向から撮影しても、中央付近のラックモデ
ル７や電源モデル８の周囲の詳細な気流の動作を知るこ
とはできず、十分な冷却設計、構造検討ができないとい
う問題点があった。そこで本発明は、煙やミストを用い
て気流の可視化を行う際に、任意の位置の気流画像を得
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、煙またはミストをトレーサとして気流を可視化する装
置において、前記気流の可視化画像を記録するためのテ
レビカメラと、前記テレビカメラが撮影する方向に対し
てほぼ垂直の方向から前記気流に照射するレーザ光源と
、前記レーザ光源から照射されたレーザ光軸上に配置し
たポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転させる
モータとを備えたものである。

【０００５】

【作用】上記手段により、レーザ光源とモータで回転駆
動されたポリゴンミラーとを使用して、ミストが混入し
た気流の可視化の対象域内の任意の位置にテレビカメラ
による画像観測方向と垂直な光の膜を形成するので、ミ
スト粒子の反射光を観測することでテレビカメラの撮影
する方向に対してほぼ垂直な任意の距離の断面の気流の
状態を知ることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を図１、図２に
示して説明する。なお、従来例と同じ名称、作用をする
ものはその説明を省く。レーザ光源１４およびポリゴン
ミラー１５を制御盤モデル４の近傍に設け、レーザ光源
１４から出たレーザ光がポリゴンミラー１５で反射して
、テレビカメラ１１が撮影する方向（矢印Ｘ方向）に対
してほぼ垂直の方向から制御盤モデル４の中に入射する
ように配置されている。ポリゴンミラー１５はモータ１
６の駆動で回転する。冷却ファン９が駆動するとミスト
１３を混入した冷却風が制御盤モデル４に流入する。 一方、レーザ光源１４でレーザ光を発生させてモータ１
６で回転駆動されているポリゴンミラー１５に当てると
、その反射光は放射状に散乱する。この反射光を制御盤
モデル４の中に照射すると、レーザ光は指向性が強いた
め、透明アクリルで作られているラックモデル６，７や
電源モデル８を透過して制御盤モデル４の全域に画像観
測方向と垂直な光の膜１７を形成する。　　すると、光
の膜１７上にあるミスト１３はレーザ光を乱反射しなが
ら冷却風とともに流動するので、この反射光をテレビカ
メラ１１で撮影することにより光の膜１７が形成されて
いる画像観測方向と垂直な面における冷却風の流動状況
を記録することができる。すなわち、制御盤モデル４の
中央付近の流れも、その位置に光の膜１７を形成するこ
とにより、記録，解析することができる。その結果、制
御盤内の冷却風の流れを十分に考慮したより最適な冷却
設計、構造検討が可能になる。その他の実施例を図３と
図４に示す。図３では、ポリゴンミラー１５をモータ１
６と共に移動ステージ１８に載せている。移動ステージ
１８は移動方向がレーザ光源１４から出たレーザ光の光
軸に平行になるように設置されている。図４は、レーザ
光源１４を移動ステージ１８に載せたもので、ポリゴン
ミラー１５の長さを制御盤モデルの奥行き長さに応じて
長くし、移動方向がポリゴンミラー面に平行になるよう
に設置されている。このような構成にすると、移動ステ
ージ１８を移動させるだけで制御盤モデル４の中の光の
膜１７を簡単に任意の位置に動かすことができる。

【０００７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、煙
やミストをトレーサとして気流を可視化している領域に
光の膜を形成することができるので、トレーサの光の乱
反射を観察することで膜上のトレーサの動きがつかめる
。したがって、光の膜を任意の位置に形成することによ
ってその位置の気流の画像を得ることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す平面図である。

【図２】本発明の実施例を示す正面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図５】従来例を示す平面図である。

【図６】従来例を示す正面図である。

【符号の説明】

１　　トレーサ発生器　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２　　風洞３　　外気取入口　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　４　　制御盤モデ
ル ５　　冷却風流入口　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　６　　ラックモデル ７　　ラックモデル　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　８　　電源モデル ９　　冷却ファン　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１０　　基板モデル １１　　テレビカメラ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１２ビデオデッキ １３　　ミスト　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１４レーザ光源 １５　　ポリゴンミラー　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１６モータ１７　　光の膜　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１８　　移動ステ
ージ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　煙またはミストをトレーサとして気流
   を可視化する装置において、前記気流の可視化画像を記
   録するためのテレビカメラと、前記テレビカメラが撮影
   する方向に対してほぼ垂直の方向から前記気流に照射す
   るレーザ光源と、前記レーザ光源から照射されたレーザ
   光軸上に配置したポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラ
   ーを回転させるモータとを備えたことを特徴とする気流
   可視化装置。
2. 【請求項２】　　前記ポリゴンミラーを前記モータとと
   もに前記レーザ光軸に対して平行に移動するように設置
   された移動ステージを備えたことを特徴とする請求項１
   記載の気流可視化装置。
3. 【請求項３】　　前記レーザ光源を前記ポリゴンミラー
   のミラー面に平行に移動するように設置された移動ステ
   ージを備えたことを特徴とする請求項１記載の気流可視
   化装置。