JPH09243505A

JPH09243505A - 乱流発生装置

Info

Publication number: JPH09243505A
Application number: JP8083099A
Authority: JP
Inventors: Yoshitami Nonomura; 善民野々村; Taro Okamoto; 太郎岡本
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】強く、かつ多様な乱流を生成する。【解決手段】風洞１６内に立設された翼体４は、中空
で、内部空間に通じる多数の開口１８を有している。風
洞１６の床の裏面側にはモータ２０が、その回転軸２２
を上方に向けて設置され、翼体４の下端はこのモータ２
０の回転軸２２に連結されている。翼体４の内部空間
は、管体２４、２６によって冷却機１２および加温機１
４の排出口３０、３２に連結され、各管体２４、２６の
途中には、送風機８、１０が配設されている。送風機
８、１０により翼内に空気を送り、翼体４の開口１８よ
り噴出させることで強い乱流Ｅを形成できる。噴出させ
る空気Ｄの温度を冷却機１２、加温機１４により低く、
あるいは高くすることで、空気Ｄを上昇あるいは下降さ
せ、鉛直方向の乱流を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体中に乱流を発
生させる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば風洞実験を行う場合、風洞内で乱
流の生成が必要となることがしばしばある。このような
場合、乱流は以下のいずれかの方法により発生させてい
る。（１）風洞内にスパイヤーあるいはフィンなどと呼ばれ
る翼体を、風洞実験の対象部の風上側に１つまたは複数
設置し、それを回転または揺動させる。（２）風洞実験の対象物を載置するターンテーブルを回
転させる。（３）風上側に、風の流動を妨げるラフネスブロックを
配置する。これら（１）乃至（３）の方法のうち、（１）の翼体を
用いる方法が、翼体の回転速度や、揺動範囲を変えるこ
とにより乱流の態様を種々に変化させることができ、多
様な乱流を発生させることができるので、従来より風洞
実験において広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、翼体を用いる
方法では翼体を単に回転あるいは揺動させるのみである
から、発生する乱流は、弱かったり、比較的単調なもの
となりがちである。また、さらに多様な乱流を発生させ
ようとすると、翼体の形状、大きさを変える必要があ
り、その場合には翼体の交換が必要となるので不便であ
る。また、従来、翼体は一般に風洞内の床上に立設され
ているので、発生する乱流は主に水平方向で向きや強さ
が変化するものとなる。従って、鉛直方向の乱流が必要
な場合には、翼体を水平に設置できるように風洞設備を
整える必要がある。そこで本発明の目的は、乱れの程度
が強く、上下方向の乱流も含め、より多様な乱流を生成
できる乱流発生装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、翼体を運動させて流体中の下流側に乱流を発
生させる装置において、前記翼体を中空に形成し、前記
翼体の内部空間に通じる開口を前記翼体に形成し、前記
翼体の前記内部空間に流体を供給する流体供給手段を設
けたことを特徴とする。

【０００５】また、本発明は、前記開口が前記翼体の両
方の面に形成されていることを特徴とする。また、本発
明は、前記翼体が前記流体の流れ方向と直交する方向に
延在し、前記翼体は前記延在方向に平行な軸の回りに回
転または揺動されることを特徴とする。また、本発明
は、前記翼体が前記流体の流れ方向と直交する方向に延
在し、前記開口は前記翼体の延在方向に間隔をおいて複
数形成されていることを特徴とする。また、本発明は、
前記流体供給手段が前記翼体の前記内部空間に連通する
管体と、前記管体に連結された流体駆動手段とを備えた
ことを特徴とする。

【０００６】また、本発明は、前記流体供給手段が、前
記流体の冷却手段および加温手段のいずれかを含むこと
を特徴とする。また、本発明は、前記流体供給手段が、
前記流体の冷却手段と、前記流体の加温手段と、前記冷
却手段により冷却された前記流体、または前記加温手段
により加温された前記流体のいずれかを前記翼体に供給
する切り換え制御手段とを備えたことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記翼体がモータによって駆動され、前
記モータの回転軸は中空であり、前記流体は前記流体供
給手段により前記回転軸の内部空間を通じて前記翼体の
前記内部空間内に供給されることを特徴とする。また、
本発明は、前記流体が気体または液体であることを特徴
とする。

【０００７】本発明では、流体供給手段により翼体の内
部空間に流体を供給すると、その流体は翼体の開口を通
じて外部に噴出する。従って、翼体の回転または揺動等
の運動により乱流が形成されるのみならず、噴出する流
体によっても乱流が形成される。さらに、噴出させる流
体の温度を変えることにより、鉛直方向の乱流の形成も
可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について図面
を参照して説明する。図１は本発明による乱流発生装置
の一例を示す構成図、図２は図１の乱流発生装置の動作
を説明するための概略平面図、図３は翼体の下部の説明
図である。図１に示すように、この乱流発生装置２は、
翼体４および流体供給手段６から成る。風洞１６内に立
設された翼体４は中空で上下方向に、すなわち、風洞１
６内の風Ｃの流れと直交する方向に延在している。翼体
４の両側の表面には、その内部空間に通じる多数の開口
１８が翼体４の延在方向及び延在方向と直交する方向に
間隔をおいて複数形成されている。風洞１６の床４４の
裏面側にはモータ２０が、その回転軸２２を上方に向け
て設置され、翼体４の下端はこのモータ２０の回転軸２
２に連結されている。

【０００９】流体供給手段６は、冷却機１２、加温機１
４、送風機８、１０（本発明に係わる流体駆動手段）、
管体２４、２６、パーソナルコンピュータ２８（以下、
パソコン２８ともいう）を含んで構成されている。翼体
４の内部空間は、管体２４、２６によってそれぞれ冷却
機１２および加温機１４の排出口３０、３２に連結さ
れ、各管体２４、２６の途中には、送風機８、１０が配
設されている。翼体４の下部は、図３に示すように、床
４４上に配設された中空状の軸受部４４０２、軸受部４
４０２に組み込まれた軸受４４０４、Ｏリング４４０６
等を介して回転可能かつ気密に支持され、管体２４、２
６の端部は軸受部４４０２の内部空間４４０８、翼体４
下端の孔４０２を介して翼体４の内部空間に連通されて
いる。

【００１０】冷却機１２、加温機１４、送風機８、１０
はそれぞれパソコン２８の制御のもとで運転される。な
お、本実施例ではパソコン２８はモータ２０の制御手段
としても機能する。

【００１１】次に、このように構成された乱流発生装置
２の動作について説明する。パソコン２８はまず、モー
タ２０を作動させ、図２に示すように、翼体４を矢印Ａ
またはＢの方向に回転させる。パソコン２８は次に、室
温の空気を供給して乱流を生成する場合には、冷却機１
２および加温機１４の運転は停止したままとし、送風機
８、１０のみを作動させる。なお、送風機８、１０の作
動はいずれか一方のみとしてもかまわない。これによ
り、冷却機１２および加温機１４の吸込み管３４、３６
を通じて例えば室内の空気が吸い込まれ、管体２４、２
６を通じて翼体４の内部空間内に供給される。そして、
翼体４の内部空間内に供給された空気は翼体４に形成さ
れた開口１８より翼体４の外部に噴出する。

【００１２】従って、この乱流発生装置２では、風洞１
６内の風Ｃは、回転する翼体４によって円滑な流動が妨
げられることによって翼体４の風下側で乱流がまず形成
され、さらに翼体４の開口１８から噴出する空気Ｄによ
って乱流Ｅが形成される。従って、乱流Ｅはより乱れた
ものとなる。また、このとき送風機８、１０の回転速度
を制御して、翼体４の開口１８から噴出する空気の強さ
を変え、発生する乱流の強さを制御することも可能であ
る。

【００１３】そしてこの乱流発生装置２では鉛直方向の
乱流をも発生させることができる。すなわち、例えばパ
ソコン２８の制御のもとで冷却機１２および送風機８を
作動させ、一方、加温機１４および送風機１０は停止状
態とすると、翼体４の内部空間には、冷却機１２により
冷却された空気が管体２４を通じて供給され、翼体４の
開口１８より風洞１６内に噴出する。そして冷却空気は
周囲の空気より温度が低いため、開口１８から噴出後は
下方に流動し、鉛直方向の乱流を形成する。

【００１４】また、同様に、パソコン２８の制御のもと
で加温機１４および送風機１０を作動させ、一方、冷却
機１２および送風機８は停止状態とすると、翼体４の内
部空間には、加温機１４により加温された空気が管体２
６を通じて供給され、翼体４の開口１８より風洞１６内
に噴出する。そして加温空気は周囲の空気より温度が高
いため、開口１８から噴出後は上方に流動し、鉛直方向
の乱流を形成する。

【００１５】さらに、この乱流発生装置２では、例え
ば、翼体４に形成された開口１８の一部を適切な閉塞部
材などを用いて閉塞すれば、空気Ｄの噴出位置を変える
ことができ、例えば上下方向の位置によって乱流の強さ
を変えることも可能となる。

【００１６】このように、本実施例の乱流発生装置２で
は、翼体４を運動させると共に、翼体４の開口１８から
空気を噴出させるので、より強い乱流を形成することが
できる。また、翼体４を交換することなく、噴出させる
空気の強さ、温度、噴出位置などを変えることにより、
上下方向の乱流も含め、極めて多様な乱流を発生させる
ことができる。

【００１７】なお、上記実施例では、翼体４は一方向に
回転させるとしたが、矢印ＡおよびＢの方向に揺動させ
てもよく、その場合にも同様の効果が得られる。また、
上記モータ２０として、図４に示すようなモータ３８を
用いることも有効である。図４はモータ３８と翼体４と
の連結部を詳しく示す側面図であり、このモータ３８は
回転軸４０が通常のモータよりやや太くかつ中空となっ
ている。そして、回転軸４０の上端に翼体４の底部が連
結され、一方、下端には管体４２カップリング４２Ａを
介してが取着されている。この管体４２には上記管体２
４、２６が不図示の箇所で連結され、中空の回転軸４０
を通じて空気を翼体内に供給する構成となっている。こ
のような構成では、上述のように管体２４、２６を翼体
４に連結するための連結部をモータ２０の回転軸２２と
別に設ける必要がなく、より簡素な構造にできる。

【００１８】さらに、上記実施例では、流体が空気の場
合を例に説明したが、流体が水などの液体の場合でも、
本発明は有効である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る乱流発
生装置は、翼体を運動させ流体中の下流側に乱流を発生
させる装置において、前記翼体を中空に形成し、前記翼
体の内部空間に通じる開口を前記翼体に形成し、前記翼
体の前記内部空間に流体を供給する流体供給手段を設け
た。

【００２０】従って、本発明では、翼体の回転あるいは
揺動等の運動により乱流を形成するだけでなく、翼体の
開口から流体を噴出させるので、より強い乱流を形成す
ることができる。また、翼体を交換することなく、噴出
させる流体の強さ、温度、噴出位置などを変えることに
より、上下方向の乱流も含め、極めて多様な乱流を発生
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による乱流発生装置の一例を示す構成図
である。

【図２】図１の乱流発生装置の動作を説明するための概
略平面図である。

【図３】翼体の下部の説明図である。

【図４】モータと翼体との連結部を詳しく示す側面図で
ある。

【符号の説明】

２乱流発生装置４翼体６流体供給手段８、１０送風機１２冷却機１４加温機１６風洞１８開口２０、３８モータ２４、２６、４２管体２８パーソナルコンピュータ４４床

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】翼体を運動させて流体中の下流側に乱流
を発生させる装置において、前記翼体を中空に形成し、前記翼体の内部空間に通じる開口を前記翼体に形成し、前記翼体の前記内部空間に流体を供給する流体供給手段
を設けた、ことを特徴とする乱流発生装置。
【請求項２】前記開口は前記翼体の両方の面に形成さ
れている請求項１記載の乱流発生装置。
【請求項３】前記翼体は前記流体の流れ方向と直交す
る方向に延在し、前記翼体は前記延在方向に平行な軸の
回りに回転または揺動される請求項１記載の乱流発生装
置。
【請求項４】前記翼体は前記流体の流れ方向と直交す
る方向に延在し、前記開口は前記翼体の延在方向に間隔
をおいて複数形成されている請求項１記載の乱流発生装
置。
【請求項５】前記流体供給手段は前記翼体の前記内部
空間に連通する管体と、前記管体に連結された流体駆動
手段とを備えた請求項１記載の乱流発生装置。
【請求項６】前記流体供給手段は、前記流体の冷却手
段および加温手段のいずれかを含む請求項１記載の乱流
発生装置。
【請求項７】前記流体供給手段は、前記流体の冷却手
段と、前記流体の加温手段と、前記冷却手段により冷却
された前記流体、または前記加温手段により加温された
前記流体のいずれかを前記翼体に供給する切り換え制御
手段とを備えた請求項１記載の乱流発生装置。
【請求項８】前記翼体はモータによって駆動され、前
記モータの回転軸は中空であり、前記流体は前記流体供
給手段により前記回転軸の内部空間を通じて前記翼体の
前記内部空間内に供給される請求項１記載の乱流発生装
置。
【請求項９】前記流体は気体または液体である請求項
１乃至８に何れか１項記載の乱流発生装置。