(57)【要約】【課題】流体の流れ方向に対して垂直な平面上において、乱流の大きさを変化させることができたり、乱流の大きさが一様にならないようにしたりすることができ、風洞試験条件のバリエーションを増加させることができる乱流発生装置を提供する。【解決手段】流体が流通する風洞本体３に配置され、縦棒体４と横棒体５とを格子状に組み合わせてなり、流体の風洞本体３内での乱れを発生させるための乱流発生装置１において、縦棒体４を、軸Ｊ１方向に直交する断面形状の少なくとも一部が非円形状となるように形成すると共に、軸Ｊ１回りに回転可能に設けた。【選択図】図１
2013130408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する流路に配置され、棒体を格子状に組み合わせてなり、前記流体の前記流路内での乱れを発生させるための乱流発生装置において、
前記棒体の少なくとも１つを、この軸方向に直交する断面形状の少なくとも一部が非円形状となるように形成すると共に、軸回りに回転可能に設けたことを特徴とする乱流発生装置。
【請求項２】
前記棒体は、この前記断面形状が軸方向に沿って変化するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の乱流発生装置。
【請求項３】
流体が流通する流路に配置され、棒体を格子状に組み合わせてなり、前記流体の前記流路内での乱れを発生させるための乱流発生装置において、
前記棒体は、この軸方向に直交する断面形状が軸方向に沿って変化するように形成されていることを特徴とする乱流発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、風洞試験等に用いられ、風洞内等を通る流体の乱れを発生させるための乱流発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気流（流体）の乱れを発生させ、空気の拡散具合や対象物に作用する空気力を調べる風洞試験がある。この種の風洞試験を行う際に用いられ、気流の乱れを発生させる装置として、さまざまな乱流発生装置が提案されている。
例えば、断面積の大きい部材で、少数の大断面積の開口を形成する大格子要素で形成されて、測定室の上流側に設置される大要素乱流格子と、断面積の小さい細い部材で、多数の小断面積の開口を形成する小格子要素で形成されて、大要素乱流格子の後流側に、間隔を変動できるようにして設置される小要素乱流格子とからなる乱流発生装置がある（例えば、特許文献１参照）。これによれば、大要素乱流格子と小要素乱流格子との間隔を変動することにより、気流の乱れの大きさを調整することが可能になる。
【０００３】
また、縦板と横板とを格子状に組み立て、これら縦板と横板との接続をボルトとナットで行う乱流発生装置がある。そして、ナットの座面側にコイルスプリングを介設し、縦板や横板の幅をある程度調整できるようにすることで、気流の乱れの大きさが調整できるようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２０７７０７号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、気流の乱れの大きさを調整できるという点では優れているが、気流の流れ方向に対して垂直な平面上において、気流の乱れを調整することが困難である。また、気流の流れ方向に対して垂直な平面上において、気流の乱れが一様になってしまう。このため、風洞試験を行うにあたっての気流の乱れの条件が限定されてしまうという課題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、流体の流れ方向に対して垂直な平面上において、乱流の大きさを変化させることができたり、乱流の大きさが一様にならないようにしたりすることができ、風洞試験条件のバリエーションを増加させることができる乱流発生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る乱流発生装置は、流体が流通する流路に配置され、棒体を格子状に組み合わせてなり、前記流体の前記流路内での乱れを発生させるための乱流発生装置において、前記棒体の少なくとも１つを、この軸方向に直交する断面形状の少なくとも一部が非円形状となるように形成すると共に、軸回りに回転可能に設けたことを特徴とする。
このように構成することで、流体の流れ方向に対して直交する平面上において、乱流の大きさを変化させることができ、風洞試験条件のバリエーションを増加させることができる。
【０００８】
本発明に係る乱流発生装置は、前記棒体は、この前記断面形状が軸方向に沿って変化するように形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、流体の流れ方向に対して直交する平面上において、乱流の大きさを変化させつつ、乱流の大きさが一様にならないようにすることができ、風洞試験条件のバリエーションを増加させることができる。
【０００９】
本発明に係る乱流発生装置は、流体が流通する流路に配置され、棒体を格子状に組み合わせてなり、前記流体の前記流路内での乱れを発生させるための乱流発生装置において、前記棒体は、この軸方向に直交する断面形状が軸方向に沿って変化するように形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、流体の流れ方向に対して直交する平面上において、乱流の大きさが一様にならないようにすることができ、風洞試験条件のバリエーションを増加させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、流体の流れ方向に対して直交する平面上において、乱流の大きさを変化させることができ、風洞試験条件のバリエーションを増加させることができる。
また、流体の流れ方向に対して直交する平面上において、乱流の大きさが一様にならないようにすることができ、風洞試験条件のバリエーションを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態における乱流発生装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における縦棒体を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は、（ａ）の状態から縦棒体を軸回りに９０度回転させた状態での側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における乱流発生装置の平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態における乱流発生装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
（乱流発生装置）
次に、この発明の第１実施形態を図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に基づいて説明する。
図１は、乱流発生装置１の斜視図である。
同図に示すように、乱流発生装置１は、風洞試験装置２の風洞本体３内に配置され、不図示の送風機によって風洞本体３内に流された流体（例えば、空気）の乱れ（乱流）を発生させるためのものである。
【００１３】
ここで、風洞本体３は、紙面のほぼ左右方向（以下、この方向をＺ方向という）に沿って延在しているものとし、この風洞本体３内の流体は、紙面の左側から右側に向かって、又は紙面の右側から左側に向かって流れているものとする。
また、図１において、風洞本体３は、正方形状の閉断面を形成しているが、風洞本体３は、正方形状の閉断面を形成しているものに限られるものではなく、閉断面を構成していればよい。すなわち、風洞本体３を、円形状の閉断面構造としてもよい。
【００１４】
乱流発生装置１は、複数（この実施形態では３つ）の縦棒体４と、複数（この実施形態では３つ）の横棒体５とを格子状に組み合わせてなるものである。
縦棒体４は、この軸Ｊ１が風洞本体３の一辺、つまり、図１においては、上下方向（以下、この方向をＹ方向という）に沿うように配置されている。そして、Ｚ方向、及びＹ方向に直交する風洞本体３の他辺に沿って（図１における左右方向に沿って、以下、この方向をＸ方向という）所定間隔をあけて並んで配置されている。その際の所定間隔は等ピッチでもよいし不等ピッチでもよい。
【００１５】
ここで、縦棒体４は、この軸Ｊ１方向に直交する断面形状が非円形状になるように形成され、且つ、断面形状が軸方向に沿って変化するように形成されている。図２に基づいて、縦棒体４について、より詳しく説明する。
【００１６】
図２は、縦棒体４を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は、（ａ）の状態から縦棒体４を軸Ｊ１回りに９０度回転させた状態での側面図である。
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、縦棒体４は、Ｙ方向の一方（図１における上方）の端部４ａにおいては、軸Ｊ１方向に直交する断面形状が略楕円形状になっている。また、縦棒体４のＹ方向の他方（図１における下方）の端部４ｂは、軸Ｊ１方向に直交する断面形状が略楕円形状になっている。そして、縦棒体４の一方の端部４ａの楕円形状と、他方の端部４ｂの楕円形状は、これらの長軸が軸Ｊ１方向からみて互いに直交した状態になっている。
【００１７】
このため、縦棒体４を一方の側面からみたとき、この縦棒体４は、図２（ａ）における下方から上方に向かうに従って先細りとなる。これに対し、縦棒体４を一方の側面とは直交する他方の側面からみたとき（図２（ｂ）参照）、縦棒体４は、図２（ｂ）における上方から下方に向かうに従って先細りとなる。
【００１８】
このように形成された縦棒体４は、図１に示すように、軸Ｊ１回りに回転可能に設けられている。そして、各縦棒体４の一端には、それぞれ縦棒体４を回転駆動させるための駆動装置６が取り付けられている。この駆動装置６は、外部の不図示のコントローラからの出力信号に基づいて、各縦棒体４を所定角度回転させるようになっている。
尚、各縦棒体４にそれぞれ１つずつ駆動装置６を設けずに、１つの駆動装置６に各縦棒体４を連結してもよい。また、駆動装置６を用いずに、手動により各縦棒体４を所定角度だけ回転駆動させるように構成することも可能である。
【００１９】
一方、横棒体５は、この軸Ｊ２が風洞本体３の他辺、つまり、Ｘ方向に沿うように配置されている。そして、各横棒体５は、Ｙ方向に沿って並んで配置されている。横棒体５は、軸Ｊ２方向に直交する断面形状が一様に略円形状となるような丸棒体である。このように形成された横棒体５は、それぞれ所定間隔（等ピッチでも不等ピッチでもよい）をあけて固定されている。そして、乱流発生装置１全体として、縦棒体４と横棒体５とにより囲まれて複数の開口７が形成される。
【００２０】
（乱流発生装置の作用）
次に、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に基づいて、乱流発生装置１の作用について説明する。
まず、風洞試験装置２を動作させて不図示の送風機により風洞本体３内に流体を流通させる。すると、開口７を介して流体が乱流発生装置１を通過し、流体の乱れが発生する。
このとき、例えば、流体の流れ方向（Ｚ方向）に対して直交する平面（以下、Ｘ−Ｙ平面という）上において、縦棒体４の状態が、図２（ａ）に示すように下方から上方に向かうに従って先細りとなっている場合、乱流発生装置１全体としては、開口７の面積が下方に向かうに従って小さくなる。このため、乱流発生装置１を通過する流体の抵抗は、図１、図２（ａ）における下方に向かうに従って大きくなる。よって、風洞本体３内の全体として、流体に発生する乱れは、図１、図２（ａ）における下方に向かうに従って大きくなる。
【００２１】
これに対し、駆動装置６を駆動させ、Ｘ−Ｙ平面における縦棒体４の状態を、図２（ｂ）に示すように、上方から下方に向かうに従って先細りとなる状態にした場合、乱流発生装置１全体としては、開口７の面積が上方に向かうに従って小さくなる。このため、乱流発生装置１を通過する流体の抵抗は、図１、図２（ｂ）における上方に向かうに従って大きくなる。よって、風洞本体３内の全体として流体に発生する乱れは、図１、図２（ｂ）における上方に向かうに従って大きくなる。
【００２２】
（効果）
したがって、上述の第１実施形態によれば、乱流発生装置１を、軸Ｊ１方向に直交する断面形状が非円形状な縦棒体４と、横棒体５とを格子状に組み合わせ、縦棒体４を軸Ｊ１回りに回転可能に設けたので、流体の流れ方向（Ｚ方向）に対して直交するＸ−Ｙ平面上において、乱流の大きさを変化させることができ、風洞試験装置２の試験条件のバリエーションを増加させることができる。
【００２３】
また、縦棒体４を、Ｙ方向の一方の端部４ａにおける楕円形状の長軸と、Ｙ方向の他方の端部４ｂにおける楕円形状の長軸とが軸Ｊ１方向からみて互いに直交した状態になるように形成した。このため、Ｘ−Ｙ平面上において、乱流の大きさが一様にならないので、従来と比較して、さらに風洞試験装置２の試験条件のバリエーションを増加させることができる。
【００２４】
尚、上述の第１実施形態では、縦棒体４を、Ｙ方向の一方の端部４ａにおける楕円形状の長軸と、Ｙ方向の他方の端部４ｂにおける楕円形状の長軸とが軸Ｊ１方向からみて互いに直交した状態になるように形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、縦棒体４の軸Ｊ１に直交する断面形状の少なくとも一部が非円形状になっていればよい。このように構成することで、縦棒体４を回転させることにより、Ｘ−Ｙ平面上の所定の箇所における乱流の大きさを調整することが可能になる。
また、縦棒体４の軸Ｊ１に直交する断面形状が非円形状であれば、軸Ｊ１方向に沿って一様であってもよい。つまり、例えば、断面形状が軸Ｊ１方向で一様に略楕円形状であってもよいし、略三角形状であってもよい。このように構成することで、縦棒体４を回転させるだけで、乱流の大きさを調整することが可能になる。
【００２５】
さらに、上述の第1実施形態では、乱流発生装置１が、３つの縦棒体４と、３つの横棒体５とを格子状に組み合わせて構成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、乱流発生装置１は、少なくとも１つの縦棒体４と少なくとも１つの横棒体５とにより構成されていればよい。また、縦棒体４と横棒体５との個数が異なっていてもよい。
【００２６】
そして、上述の第1実施形態では、横棒体５は、この横棒体５の軸Ｊ２方向に直交する断面形状が一様に略円形状となるような丸棒体である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、横棒体５の軸Ｊ２方向に直交する断面形状が非一様となるように形成してもよい。例えば、横棒体５に、縦棒体４と同一の構造を採用してもよい。そして、軸Ｊ２回りに回転可能に横棒体５を設け、この横棒体５に駆動装置６を設けてもよい。このように構成することで、さらに、細かく乱流の大きさを調整することが可能になる。
【００２７】
（第2実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。
図３は、第２実施形態における乱流発生装置２１の平面図である。
この第２実施形態において、乱流発生装置２１は、風洞試験装置２の風洞本体３（何れも図１参照）内に配置され、不図示の送風機によって風洞本体３内に流された流体（例えば、空気）の乱れを発生させるためのものである点、乱流発生装置２１は、複数（この実施形態では３つ）の縦棒体２４と、複数（この実施形態では２つ）の横棒体２５とを格子状に組み合わせてなるものである点等の基本的構成は、前述した第1実施形態と同様である（以下の実施形態についても同様）。
【００２８】
ここで、第２実施形態と第1実施形態との相違点は、第1実施形態の縦棒体４は、Ｙ方向の一方の端部４ａにおける楕円形状の長軸と、Ｙ方向の他方の端部４ｂにおける楕円形状の長軸とが軸Ｊ１方向からみて互いに直交した状態になるように形成されているのに対し、第2実施形態の縦棒体２４は、軸Ｊ２１方向に直交する断面形状は略楕円形状であるものの、その長軸の方向は縦棒体２４の両端で同一に設定されている点にある。
【００２９】
すなわち、縦棒体２４は、図３における上方から下方に向かうに従って先細りとなるように形成されており、軸Ｊ２１方向に直交する断面形状は、縦棒体２４の何れの箇所においても長軸方向が同一となるような略楕円形状になっている。
ここで、縦棒体２４は、軸Ｊ２１回りに回転可能に設けられ、一端に駆動装置６（図１参照）が取り付けられていてもよいし、回転不能に固定されていてもよい。
一方、横棒体２５は、軸Ｊ２２方向に直交する断面形状が一様に略円形状となるような丸棒体になっている。
【００３０】
したがって、上述の第2実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
尚、上述の第２実施形態では、縦棒体２４の軸Ｊ２１方向に直交する断面形状が略楕円形状である場合について説明した。しかしながら、縦棒体２４の軸Ｊ２１方向に直交する断面形状は特に限定されるものではない。例えば、縦棒体２４の軸Ｊ２１方向に直交する断面形状が略円形状であってもよいし、略三角形状であってもよい。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を図４に基づいて説明する。
図４は、第３実施形態における乱流発生装置３１の平面図である。
この第３実施形態と前述の第２実施形態との相違点は、第３実施形態の縦棒体３４、及び横棒体３５の形状と、第２実施形態の縦棒体２４、及び横棒体２５の形状とが異なる点にある。
【００３２】
より詳しくは、図４に示すように、縦棒体３４の軸Ｊ３１方向に直交する断面形状は、略円形状になっており、この断面形状の直径が、軸Ｊ３１方向に沿って変化している。すなわち、縦棒体３４の軸Ｊ３１方向両端、及び軸Ｊ３１方向略中央部における断面形状の直径に対し、これらの間に存在する断面形状の直径が大きく設定されている。さらに換言すれば、縦棒体３４は、軸Ｊ３１方向一端から他端に向かって、縮径と拡径とを繰り返すように形成されている。
【００３３】
また、横棒体３５についても縦棒体３４と同一に形成されている。すなわち、横棒体３５は、軸Ｊ３２方向一端から他端に向かって、縮径と拡径とを繰り返すように形成されている。
【００３４】
したがって、上述の第３実施形態によれば、Ｘ−Ｙ平面上にさまざまな大きさの乱流を発生させることができる。
尚、上述の第３実施形態では、縦棒体３４の軸Ｊ３１方向に直交する断面形状、及び横棒体３５の軸Ｊ３２方向に直交する断面形状が略円形状である場合について説明した。しかしながら、縦棒体３４の軸Ｊ３１方向に直交する断面形状、及び横棒体３５の軸Ｊ３２方向に直交する断面形状は特に限定されるものではない。例えば、縦棒体３４の軸Ｊ３１方向に直交する断面形状、及び横棒体３５の軸Ｊ３２方向に直交する断面形状が略楕円形状であってもよい。
【００３５】
また、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、縦棒体４，２４，３４と、横棒体５，２５，３５とが互いに直交するように格子状に組み合わされている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、縦棒体４，２４，３４と、横棒体５，２５，３５とが交差するように組み合わされていればよい。
【００３６】
さらに、上述の実施形態では、乱流発生装置１，２１，３１は、風洞試験装置２の風洞本体３内に配置され、不図示の送風機によって風洞本体３内に流された流体（例えば、空気）の乱れを発生させるためのものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな流体の乱れを発生させる装置として、乱流発生装置１，２１，３１の構成を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１，２１，３１  乱流発生装置
３  風洞本体（流路）
４，２４，３４  縦棒体（棒体）
５，２５，３５  横棒体（棒体）
【図１】
2013130408.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013130408.tif 000005
【図４】
2013130408.tif 000006