(57)【要約】  自動車、オートバイ、自転車、スケールモデルの航空機、建造物、および高品質で低騒音の空気流を必要とする他の製品を試験する可搬式風洞。風洞は、トレーラー上で別々に運搬され得る1つまたは複数のコンテナを備える。各風洞コンテナは、1つまたは複数のファン、調整スクリーン、音響バッフル、および縮小または収縮セクションを備える。風洞は、端部で接続または並列に接続することができ、複合された流出を伴う。風洞コンテナは、トレーラーで使用することができ、または、取り外して一時的に設置することもできる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が少なくとも1つのファンと、複数の音響バッフルと、空気流縮小部または収縮部とを含む2つ以上の風洞コンテナを備え、
前記風洞コンテナの空気流縮小部または収縮部は、各コンテナからの空気流を合わせて単一の流出口に向けるように構成されている、
可搬式風洞。
【請求項２】
各風洞コンテナは、フラットベッドトラックトレーラー上で運搬されるように構成されている、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項３】
各風洞コンテナは、フラットベッドトラックトレーラーに取り付けられている、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項４】
1つまたは複数の制御コンテナをさらに備え、当該1つまたは複数の制御コンテナが、ファン駆動装置およびオペレータコンソールを備える、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項５】
前記1つまたは複数の制御コンテナは、フラットベッドトラックトレーラーに取り付けられている、請求項4に記載の可搬式風洞。
【請求項６】
各風洞コンテナは、流れ調整スクリーンをさらに備える、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項７】
各風洞コンテナ内の前記複数の音響バッフルは、前記少なくとも1つのファンに対する上流側の音響バッフルのセクションと、前記少なくとも1つのファンに対する下流側の音響バッフルのセクションとを備える、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項８】
各風洞コンテナ内の前記空気流縮小部または収縮部は、空気流を方向付け、加速させるように構成された1つまたは複数の湾曲要素を備える、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項９】
前記1つまたは複数の湾曲要素が、側方向き変更要素である、請求項8に記載の可搬式風洞。
【請求項１０】
前記1つまたは複数の湾曲要素は、垂直向き変更要素である、請求項8に記載の可搬式風洞。
【請求項１１】
前記流出口から前記空気流を受けるように適合された試験車両セクションをさらに備える、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項１２】
前記試験車両セクションは、フラットベッドトラックトレーラーに取り付けられている、請求項11に記載の可搬式風洞。
【請求項１３】
各風洞コンテナの前記空気流縮小部または収縮部は、対応する前記風洞コンテナに取り外し可能に取り付けられている、請求項1に記載の可搬式風洞。
【請求項１４】
単一の空気流縮小部または収縮部は、隣接する前記風洞コンテナに取り外し可能に取り付けられている、請求項13に記載の可搬式風洞。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、Joel A. Walterらによる2016年1月25日に出願された米国仮出願第62/286,898号の優先権及びその利益を主張するものであり、優先権によって当該出願日の権利を有する。米国仮出願第62/286,898号の明細書、図面、および全ての開示は、それら全体が全ての目的のために特定の参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、自動車、オートバイ、自転車、スケールモデルの航空機、建造物、および高品質で低騒音の空気流を必要とする他の製品を試験するための風洞を提供するための可搬式装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
風洞は、航空機、自動車、トラック、および他の車両を含むがこれらに限定されない様々な物品を試験するための従来技術において周知である。空気力学試験または空力音響試験に使用される従来技術の風洞、試験装置、およびそれらの変形の例は、Barskeの米国特許第4,593,558号、Bouisの米国特許第5,452,609号、およびKnestelの米国特許第9,146,174号に記載されており、これら全ては、それら全体が全ての目的のために特定の参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
しかし、従来技術の風洞は、建設及び運用コストが高い大型の常設装置である。試験対象の物品または車両を、騒音、妨害乱流および他の要因を低減するために、しばしば風洞または試験室に入れなければならない。さらに、従来の風洞の使用は、試験対象の物品または車両をしばしば風洞の場所まで長距離運搬しなければならないため、不便な場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
様々な例示的な実施形態において、本発明は、自動車または他の車両の試験を含むがこれらに限定されない、フルスケールの空気力学試験または空力音響試験に使用するための可搬式風洞を含む。風洞は、所望の長さおよび風力の風洞を提供するために、横並びに接続され又は端部同士が縦方向に接続され得る1つまたは複数の風洞または風発生コンテナを備える。
【０００６】
風発生コンテナは、別々に、または組み合わせて使用され得る。1つの例示的な実施形態では、2つの風発生コンテナが横に並べられて配置されている。各風発生コンテナは、ファンモーターを備えた1つまたは複数の可変速軸流ファン、流れ調整または乱流スクリーンなどの流れ調整要素、およびファンの上流側と下流側の両方に配置されていてもよい音響バッフルまたはベーンなどの音響処理要素を含む（これらに限定されない）、幾つかの風洞の構成要素を収容している。音響処理要素は、システムからのノイズを低減またはキャンセルするのを助け、それにより、試験物品に沿う空気流に起因するノイズのより正確な測定を可能にする。
【０００７】
1つまたは複数の別個の制御コンテナは、風洞のサポートおよび操作のために、電気機器、制御システムおよび部屋（例えば、オペレータコンソール）を収容する。
【０００８】
幾つかの例示的な実施形態では、風発生コンテナおよび制御コンテナは、改造された輸送コンテナであり、運搬のためにフラットベッドトレーラーに別個に取り付けられまたは固定される。したがって、コンテナは様々な場所に運搬されてもよい。次いで、コンテナは、それぞれのトレーラーから取り外され、地面に置かれるか、または所望の場所に設置されてもよい。限定されるものではないが、自動車またはトラックのような試験対象の物品は、試験のため流出口地点の外側の地面に置くことができる。試験対象の物品は密閉された区域内にある必要はなく、試験区域は屋外にあってもよいことに留意すべきである。
【０００９】
あるいは、コンテナは、それぞれのフラットベッドトレーラーシャーシに取り付けられてもよいし、それと一体化して設置されてもよい。次いで、風洞は、フラットベッドトレーラーと風洞コンテナとの適切な配置（例えば、横並び）による位置で組み立てられる。例えば、1つの構成では、それぞれ風発生コンテナを備えた2つの標準的なフラットベッドトレーラーが横並びで配置され、試験物品（例えば、トラック）が第3のフラットベッドトレーラー上の所定位置に置かれ、第3のフラットベッドトレーラーは、最初の2つのトレーラーの中央に対して端部同士をつきあわせて縦方向に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図1は、本発明の一実施形態による風洞を形成する2つの隣接する風発生コンテナの上面図を示す。
【図２】図2は、トレーラーに取り付けられた風発生コンテナの側面図を示す。
【図３】図3は、試験物品の例としてトラックを使用する試験モードで構成されたトレーラーに取り付けられた2コンテナの風洞の上面図を示す。
【図４】図4は、図3の風洞の側面図を示す。
【図５】図5は、試験物品の例として自動車を使用する試験モードで構成されたトレーラーに取り付けられた2コンテナの風洞の別の例の上面図を示す。
【図６】図6は、図5の風洞の側面図を示す。
【図７】図7は、図5の風洞の斜視図を示す。
【図８】図8は、図7の風洞の流入端から見た図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
様々な例示的な実施形態において、本発明は、自動車または他の車両の試験を含むがこれらに限定されない、フルスケールの空気力学試験または空力音響試験に使用するための可搬式風洞を含む。風洞2は、所望の長さおよび風力の風洞を提供するために、横並びに又は端部同士が縦方向に接続され得る1つまたは複数の風洞または風発生コンテナを備える。図1に見られるように、2つの例示的な風発生コンテナ10a、10bの各々は、幾つかの風洞の構成要素を備えており、これらの構成要素は、限定されないものの、横並びに配置され、各コンテナは、ファンモーター22を備えた1つまたは複数の可変速軸流ファン20、流れ調整または乱流スクリーン30などの流れ調整要素、およびファンの上流側40aと下流側40bの両方に配置されていてもよい音響バッフルまたはベーンなどの音響処理要素を含む。音響処理要素は、システムからのノイズを低減またはキャンセルするのを助け、それにより、試験物品に沿う空気流に起因するノイズのより正確な測定を可能にする。
【００１２】
図面は、2つの風発生コンテナを横並びに配置した例示的な実施形態を示しているが、異なる配置を使用することができる。例えば、単一の風発生コンテナを、自転車などの小型の物品または車両に使用することができる。あるいは、2つ、3つまたはそれ以上の風発生コンテナを所望に（例えば、横方向、縦方向、または垂直方向に積み重ねて）配置することができる。風発生コンテナは、固定せずに隣接して配置することができるが、安全性を確保するために、使用中にボルト、プレート、バー、または他の同様の手段を使用して、全体または一部を互いに固定することができる（例えば、コンテナの長さに沿って固定するか、流出端でのみ固定する）。
【００１３】
各コンテナの流出端にある縮小または収縮領域12a、12bは、コンテナから出た後に合成された空気流を効果的にもたらす。縮小領域は、なだらかな側方向き変更要素14a、14bまたは垂直向き変更要素14c、または狭窄要素10c、またはそれらの組み合わせを、用いてもよい。図1に見られるように、空気流が単一の結合された流出口地点に向かうように、狭窄要素は相補的すなわち鏡像でもよい。このようにして、流出口地点で空気流速を増加または加速することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、各コンテナの縮小または収縮領域における流出の方向に対応する側面が除去されているか、または除去可能である。搬送中または不使用時にこの側面を覆うために、ターポリン、スライドドア、取り外し可能なドア、カバープレート、または同様のカバー手段が使用され、設置時または使用中に取り外しまたは開放される。この結果、内壁、すなわち流出口地点への空気流を妨害する壁を有しない、結合された縮小/収縮領域が得られる。図7は、邪魔にならないよう、設置および使用中に巻き取られてコンテナの上部に配置された被覆用ターポリン80の例を示す。
【００１５】
図1に見られるように、流出口地点は、組み合わされたコンテナに対して中央に位置させてもよい。実際には、図示の２コンテナ構成では、各風発生コンテナは、風洞の縮小/収縮領域のそれぞれの半分を形成している。
【００１６】
別の実施形態では、縮小部または収縮部を、対応する風洞コンテナに取り外し可能に取り付けることができる。さらなる実施形態では、単一の縮小部または収縮部を複数の隣接する風洞コンテナの端部に取り外し可能に取り付けることができる。単一の縮小部または収縮部は、複数の部分に分かれていてもよく、風洞コンテナに取り付ける際に組み立ててもよい。
【００１７】
1つまたは複数のドア16が、可搬中または不使用時にコンテナを閉鎖してその構成要素を保護するために、風発生コンテナの端部に配置されてもよい。ドアは、使用中にシステムを通る空気の流れを可能にするために、またはメンテナンスのためのアクセスを可能にするために開放されてもよい。一方の端部のドアは、図7に見られるようなフルサイズの単一の標準的なコンテナドア16bであってもよい（標準的な輸送コンテナは一端にのみドアを有する）。本発明の目的のために追加される他端のドアは、同じであってもよく、あるいは、図7に示すように、2つのハーフドア16aを備えてもよい。後者の場合、ハーフドアのそれぞれの「内側」のセットは、16cと一緒に、ピンで固定され、ボルト止めされ、または他の方法でしっかりと固定され、実質的に直角に外側に延びることで、内側へ向かう空気流との干渉を最小にしている。1つまたは複数のサイドドア18またはアクセスハッチ19をコンテナの側面に設けて、様々なセクションおよび構成要素にアクセスできるようにしてもよい。様々な実施形態において、閉鎖時には、ドアは密閉され、気密されている。
【００１８】
1つまたは複数の別個の制御コンテナ50は、風洞のサポートおよび操作のための電気機器および制御システムおよび部屋（例えば、オペレータコンソール）を収容する。
【００１９】
いくつかの例示的な実施形態では、風発生コンテナ10a、10bおよび制御コンテナ50は、改造された輸送コンテナであり、図2に示すように、運搬のためにフラットベッドトレーラー100に別個に取り付けられまたは固定される。したがって、コンテナは様々な場所に運搬されてもよい。コンテナは、それぞれのトレーラーから取り外され、地面に置かれるか、または所望の場所に設置されてもよい。限定されるものではないが、自動車またはトラック200のような試験対象の物品は、試験のため流出口地点の外側の地面に置くことができる。試験対象の物品は密閉された区域内にある必要はなく、試験区域は屋外にあってもよいことに留意すべきである。
【００２０】
あるいは、コンテナは、フラットベッドトレーラーシャーシに取り付けられてもよいし、それと一体化して設置されてもよい。次いで、風洞は、フラットベッドトレーラーと風洞コンテナとの適切な配置による位置で組み立てられる。図3は、それぞれ風発生コンテナを備え並列に配置された2つの標準的なフラットベッドトレーラー100を備え、試験物品200（例えば、トラック）が第3のフラットベッドトレーラー110上の適所に置かれ、第3のフラットベッドトレーラーは、最初の2つのトレーラーと端部と端部をつきあわせて配置される構成の例を示す。いくつかの実施形態では、第3のフラットベッドトレーラーは、流出口地点の中心に対して中央に配置され、当該トレーラーが各風洞コンテナトレーラーの一部と重なるようにする。
【００２１】
例示的な実施形態では、1つまたは複数の制御コンテナ50を備えた第4のトレーラーが、最初の2つのトレーラーと並んで配置されてもよい（または、特に風洞が地面に配置される場合、当該制御コンテナまたは複数のコンテナも地面に置かれてもよい）。図示された実施形態では、制御コンテナは、風発生コンテナの側面に沿って1つまたは複数の導管またはアクセスハッチ60を介して電気的に接続され、隣接する風発生コンテナ間の接続も可能にする。アクセスハッチはまた、コンテナ内の機器へのメンテナンスアクセスを可能にする。制御コンテナは、1つまたは複数の、ファン用の可変周波数駆動装置（VFD）、オペレータコンソールすなわち制御装置、保守用記憶装置などを備えることができる。
【００２２】
図3に見られるように、第3のトレーラー（「試験物品」トレーラー）は、物品（例えば、車両）の積み込みおよび設置のために1つまたは複数の格納式または取外し可能な傾斜部112を備えていてもよい。風発生ユニットからの出力空気流に最も近い端部において、試験物品トレーラーは、物品または車両重量を種々の位置で支持するように設計されたなだらかな試験セクション床板120を備えることができる。試験セクションの両側に対する折り返し延長部122を使用して、最小幅試験領域（例えば、12フィート以上）を提供することができる。延長部は、車両の重量を支持するための延長可能なビームまたは支柱124によって支持されてもよく、または人の体重のみを支持するのに十分な軽さであってもよい。試験セクションは、さらに、アクセス階段または梯子と、取り外し可能または折り畳み可能なガードレール126とを備えてもよい。
【００２３】
コンテナやトレーラーの寸法は異なり得る。1つの例示的な実施形態において、風洞フラットベッドトレーラーは、標準53フィート長（または40フィート長）、8.5フィート幅のトレーラーである。試験車両のトレーラーと制御コンテナのトレーラーは、同じ寸法でも小さく（例えば、24フィートまたは45フィート）てもよい。風洞コンテナの外形寸法は、風洞フラットベッドトレーラーに適合するような寸法であり、トレーラーと同じ寸法にすることもできる。
【００２４】
図面は2つの風発生コンテナを示しているが、本発明はモジュール式に、互いに横並びに接続、端部同士で縦方向に接続、または互いの上部に積み重ねられて接続された、任意の数の輸送コンテナを含むことができる。各コンテナには、独自の1つあるいは複数のファン、およびそのコンテナを通るスムーズで静かな流れを確保するための内部コンポーネントが含まれる。各コンテナの一部であってもコンテナから独立していてもよい（例えば、それぞれのコンテナの端部に取り外し可能に取り付けられた）1つまたは複数の縮小部または収縮部を用いて、試験車両（または他の試験物品またはアイテム）に沿って空気流を集中させ、加速させてもよい。
【００２５】
このシステムでは、どのような試験配置であっても空気流の品質を確保するために、より大きな風洞を形成することができる。例えば、試験セクショントレーラーは、横風をシミュレートするために空気流に対して車両を回転させる埋込み型ターンテーブルと、試験物品に作用する空気力を測定するフォーストランスデューサとを含むことができる。
【００２６】
したがって、本明細書に記載された実施形態および実施例は、本発明の原理およびその実際のアプリケーションを最も良く説明し、それにより、当業者が様々な実施形態においておよび企図される特定の用途に適した様々な変形例と共に、本発明を最も有効に利用できるよう選択および記載されていることを理解されるべきである。本発明の特定の実施形態が記載されていたとしても、それらは網羅的であるとみなされるべきではない。幾つかの変形例があることは当業者に明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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