JPH11352008A - 温度成層風洞 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 模型に汎用性を持たせることができる温度成
層風洞を提供する。 【解決手段】 模型９を構成する模型表面部９ａと、こ
の模型表面部９ａを床２１上で支持する脚部２２とを一
体のアルミ鋳造ブロックとし、模型９の表面を所望温度
に調節するための、温度調整装置２５を床２１の内部に
配置したので、模型９の構造を、配管や配線を必要とし
ない簡単なものとして表面の温度を調節することがで
き、低コストで製作できるようになり、汎用性も広が
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、実現象に近い大気
の状態を模擬するための実験設備である温度成層風洞に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電所や各種プラントからの大気への排
出物や、橋梁や、超高層建築物などが環境に与える影響
を解析するための実験設備として温度成層風洞が用いら
れている。

【０００３】このような、温度成層風洞は、図５、図６
に示すように、モータ１とファン２を備えた風発生部３
で風４を発生し、発生された風４を、拡がり部５や絞り
部６を備えた風均一化部７へ通して均一な流れとし、得
られた均一な流れを風調整部８で自然の風４に近い流れ
に調整してから、測定対象やその周囲の環境などをミニ
チュア化した模型９（図６）が配置された測定部１０へ
通し、測定部１０で必要な測定を行った後、風排出部１
１から排出させるようにしたものである。

【０００４】尚、図６中、１２は測定部１０に設けられ
た模型９のうちの煙突、１３は煙突１２から出た煙、１
４は建物、１５は山である。又、１６は煙１３の濃度を
検出するための濃度検出器であり、図示しない天井クレ
ーンなどによって、測定部１０の風送り方向１７や幅方
向へ変位させ得るようになっている。

【０００５】このような風洞実験設備では、実験の目的
によって模型９の表面温度を調整できるようにする必要
が生じる場合があるが、このような場合、図７に示すよ
うに、模型９を厚肉に形成すると共に、厚肉の模型９の
内部に温水や冷水などの熱媒体が流通可能な熱媒体流路
１８を形成することが検討されている（特開昭５７−１
７７１８０号公報）。

【０００６】そして、熱媒体流路１８に所望の温度の温
水や冷水などの熱媒体を流通させることにより、模型９
の表面温度を自由に調整させることができる。

【０００７】図８は図７の変形例を示すものであり、山
１５を形成する模型９の薄肉に形成した模型表面部９ａ
の内側に前記熱媒体流路１８を取り付けている。このよ
うに熱媒体流路１８を模型表面部９ａの内側に設けるよ
うにした場合もある。

【０００８】また図９に示すように、熱媒体流路１８の
代わりに、半導体加熱冷却素子１９を、模型表面部９ａ
の内側に多数貼り付けて、半導体加熱冷却素子１９の熱
を山１５の表面に伝えることで温度調節を行う場合もあ
る。

【０００９】なお、図８、図９において、模型９は木等
の断熱材２０を介して床２１に固定されている。すなわ
ち、断熱材２０によって温度調節された模型９の熱が床
２１に逃げないようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７、
図８に示すように、模型９（の山１５）に熱媒体流路１
８を設ける場合、温度調節のための恒温水槽等が必要と
なり、コスト高となる。また配管のため模型９の取り回
しが困難であることから、模型９には汎用性がなく、評
価の対象となる環境が変る度に模型９を新たに作り直さ
なくてはならない。

【００１１】一方、図９に示すように、半導体加熱冷却
素子１９を模型９（の山１５）に設ける場合は、必要な
温度を得るために素子１９を大量に使用しなければなら
ず、電力消費が大きい。また、そのための配線が困難で
あり、熱媒体流路１８を設ける場合と同様に、模型９に
汎用性を持たせることが出来ないという問題があった。

【００１２】本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、
模型に汎用性を持たせることができる温度成層風洞を提
供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
実現象に近い大気の状態を模擬するための温度成層風洞
において、測定対象やその周囲の環境などの模型が設置
される床の内部に、前記模型の表面を所望温度に設定す
るための温度調整装置を設け、前記床上に伝熱性材料か
らなる模型を設置したことを特徴とする温度成層風洞、
に係るものである。

【００１４】また請求項２記載の発明は、前記模型を形
成する模型表面部と、前記模型を前記床上に支持する脚
部とを、一体のアルミ鋳造ブロックとしたことを特徴と
する請求項１記載の温度成層風洞、に係るものである。

【００１５】また請求項３記載の発明は、前記模型は伝
熱性接着剤を介して床上に設置されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の温度成層風洞、に係るもので
ある。

【００１６】本発明では、模型は温度調整装置を有して
おらず、温度調整装置は模型が設置される床内に配置さ
れている。模型の表面を所望の温度にするためには、温
度調整装置でその温度にするための熱を発生させる。こ
の熱は、床から伝熱性の高い材料にて形成された模型の
模型表面部に伝達される。このとき、模型が伝熱性接着
剤にて床上に設置されているので、床の熱は模型に有効
に伝えられる。

【００１７】このように、温度調整装置を模型から切り
離したため、配管や配線を必要としない取り扱いの簡単
な模型を容易に製作することができ、風洞実験期間の短
縮化を図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００１９】図１は本発明の実施の形態に係る温度成層
風洞の測定部の縦断面図、図２は図１の脚部の拡大断面
図である。

【００２０】従来、測定部１０に設けられる模型９に直
接温度調整装置を取り付けていたが、本発明では、温度
調整装置を模型９とは切り離して、模型９が設置される
床２１内に設けたものである。このことにより模型９に
汎用性を持たせることができる。

【００２１】すなわち、図１に示すように、床２１に脚
部２２によって支持される山１５を形成する模型９は、
それ自体温度調整装置を有しておらず、温度調整装置２
５を構成する熱媒体流通管２３は床２１の内側に配管さ
れるようになっている。

【００２２】模型９の山１５を形成している模型表面部
９ａの下面には、下端が同一面となるようにした複数の
脚部２２が備えられており、模型表面部９ａと脚部２２
とは、アルミ鋳造ブロック等の伝熱性材料にて一体に成
形されている。従って、脚部２２及び模型表面部９ａの
熱伝導率は非常によく、熱媒体流通管２３の熱は床２１
からこの脚部２２を介して模型表面部９ａに効率よく伝
達される。図２の矢印Ａは熱の移動を示している。

【００２３】また、図２に示すように、脚部２２は、伝
熱性接着剤（シリコン含有）２４により床２１に固定さ
れており、伝熱性接着剤２４の存在により、脚部２２と
床２１の面の間に隙間ができるのを防止し、接触面全域
から万遍なく熱が伝達されるようになっている。なお、
この伝熱性接着剤２４は接着力が弱いので、必要に応じ
てスムーズに模型９を取り代えることができる。

【００２４】図３は温度調整装置２５の外観斜視図であ
る。

【００２５】温度調整装置２５は、並列に配置された多
数の熱媒体流通管２３と、その左右両端に設けられた一
対のヘッダ２６，２７を備えており、熱媒体流通管２３
の一端はヘッダ２６に連通しており、他端はヘッダ２７
に連通している。

【００２６】そして、一方のヘッダ２６の一端部に熱媒
体入口部２８を形成し、他方のヘッダ２７の他端部に熱
媒体出口部２９を形成する。なお、３０は上記構成の温
度調整装置２５へ供給される温水や冷水などの熱媒体で
ある。

【００２７】図４は模型９の外観斜視図である。

【００２８】模型９は必要に応じて適宜の形状に作ら
れ、上述したように模型表面部９ａと脚部２２とは一体
のアルミ鋳造ブロックとなっており、これらをつなぎ合
わせて配置することにより山１５を形成するようにして
いる。脚部２２は図４に示すように、模型表面部９ａの
表面温度を調節するのに必要な間隔で複数設ける。

【００２９】次に、作動について説明する。

【００３０】温度成層風洞における環境評価の過程につ
いては図５、図６と同様なので、説明を省略する。

【００３１】図３の一方のヘッダ２６の一端部に形成さ
れた熱媒体入口部２８から所望温度の熱媒体３０を前記
一方のヘッダ２６へ供給し、一方のヘッダ２６から熱媒
体流通管２３へ温水や冷水などの熱媒体３０を流す。

【００３２】熱媒体流通管２３を熱媒体３０が流れるこ
とによって生じる熱は、床２１、脚部２２を通じて図２
の矢印Ａの如く模型表面部９ａに流れ、これにより模型
表面部９ａの表面が所望温度に加熱される。模型９を加
熱した熱媒体３０は、その後、他方のヘッダ２７の他端
部に形成された熱媒体出口部２９から外部へ取り出され
る。

【００３３】本実施形態によれば、模型９を構成する横
型表面部９ａと、この横型表面部９ａを床２１上で支持
する脚部２２とを一体のアルミ鋳造ブロックとし、かつ
横型表面部９ａの表面を所望温度に調節するための、熱
媒体流通管２３及びヘッダ２６，２７を有する温度調整
装置２５を床２１の内部に配置したので、横型９の構造
を、配管や配線を必要としない簡単なものとすることが
でき、低コストで製作することができる。また、汎用性
も広がる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
模型の表面温度を調整するための温度調整装置を模型か
ら切り離したので、模型の製作が簡単になり、かつ汎用
性を向上させることができる。この結果、低コストで迅
速に各種実験に対応することが可能な温度成層風洞を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る温度成層風洞の測定
部の縦断面図である。

【図２】図１の脚部の拡大断面図である。

【図３】温度調整装置の外観斜視図である。

【図４】模型の外観斜視図である。

【図５】温度成層風洞の全体外観斜視図である。

【図６】温度成層風洞による実験の様子を示す模式図で
ある。

【図７】従来の模型の一例を示す縦断面図である。

【図８】図７の変形例を示す図である。

【図９】従来の模型の他の例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

９ 模型 ９ａ 模型表面部 ２１ 床 ２２ 脚部 ２４ 伝熱性接着剤 ２５ 温度調整装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実現象に近い大気の状態を模擬するため
   の温度成層風洞において、 測定対象やその周囲の環境などの模型が設置される床の
   内部に、前記模型の表面を所望温度に設定するための温
   度調整装置を設け、前記床上に伝熱性材料からなる模型
   を設置したことを特徴とする温度成層風洞。
2. 【請求項２】 前記模型を形成する模型表面部と、前記
   模型を前記床上に支持する脚部とを、一体のアルミ鋳造
   ブロックとしたことを特徴とする請求項１記載の温度成
   層風洞。
3. 【請求項３】 前記模型は伝熱性接着剤を介して床上に
   設置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
   温度成層風洞。