(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流の進行方向に沿って流路が拡径する第一拡散胴及び第二拡散胴が順次配置された風洞装置であって、
前記第二拡散胴は、前記第一拡散胴との間で、前記気流の進行方向を前記第一拡散胴に対して反転させた前記流路を形成することを特徴とする風洞装置。
【請求項２】
請求項１記載の風洞装置において、
前記第一拡散胴と前記第二拡散胴とが略同心に配置されることを特徴とする風洞装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の風洞装置において、
前記第二拡散胴は、前記第一拡散胴を包含するように、前記第一拡散胴の外側に間隔をあけて配置されて前記第一拡散胴との間に流路を形成し、
前記第一拡散胴の外側に形成された流路には、当該流路が拡径する方向に流体を導入するノズルが設けられていることを特徴とする風洞装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風洞装置に関し、特に、エジェクタを有する風洞に用いて好適な風洞装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超大型旅客機や超音速輸送機等の開発には、高マッハ数気流を発生する風洞装置が必須の試験設備である。この種の風洞装置では、高マッハ数を実現するために供給空気圧を上げることが一般的である。この空気圧を確保するための貯気設備は、厚生労働省安全規則の適用を受ける必要がない５ＭＰａ以下とすることが望ましいため、上記超音速風洞では下流側にエジェクタを設置して空気圧の不足分を吸引効果で補っている。そして発生させた気流を整流胴で整流した後に、飛行体の模型等の供試体を設置した測定胴で風洞実験を行う。測定胴を通過した高速の気流は、流路が拡がった拡散胴で減速される。
【０００３】
従来、上記の風洞装置で拡散胴を複数設ける場合、例えば第一拡散胴及び第二拡散胴を設ける場合には、長さ方向に直列に接続する構造や、曲がり部を設けて略Ｌ字状に接続する構造が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の風洞装置には、以下のような問題が存在する。
第一、第二拡散胴を直列に接続した場合、収納建物が極端に細長いものとなり、敷地の有効利用を阻害することになる。また、曲がり部を設けて接続した場合、曲がり部は性能に寄与しない余分な部分となり、しかも装置全体が大型になるため、コスト増及びレイアウト上の制約が新たに生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、複数の拡散胴を設ける場合でも小型化及び敷地の有効利用を可能にする風洞装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
請求項１記載の風洞装置は、気流の進行方向に沿って流路が拡径する第一拡散胴及び第二拡散胴が順次配置された風洞装置であって、前記第二拡散胴は、前記第一拡散胴との間で、前記気流の進行方向を前記第一拡散胴に対して反転させた前記流路を形成することを特徴とするものである。
【０００７】
従って、本発明の風洞装置では、第一拡散胴と前記第二拡散胴とを直列に接続しないため、建物を大きくする必要がなくなり敷地の有効利用を図ることができる。また、本発明では、曲がり部を設けずに進行方向を反転させた流路形成に第一拡散胴を用いるため装置の大型化を防ぐことができる。
【０００８】
請求項２記載の風洞装置は、請求項１記載の風洞装置において、前記第一拡散胴と前記第二拡散胴とが略同心に配置されることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、本発明の風洞装置では、第一拡散胴と前記第二拡散胴との間の流路幅を一定にすることができる。
【００１０】
請求項３記載の風洞装置は、請求項１または２記載の風洞装置において、前記第二拡散胴は、前記第一拡散胴を包含するように、前記第一拡散胴の外側に間隔をあけて配置されて前記第一拡散胴との間に流路を形成し、前記第一拡散胴の外側に形成された流路には、当該流路が拡径する方向に流体を導入するノズルが設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
従って、本発明の風洞装置では、流路に流体を導入した際の吸引効果によって、供給空気圧の不足分を補うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の風洞装置の実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、風洞装置の概略構成図である。
この風洞装置は、高圧ガスを貯溜した高圧タンク（貯気槽）１、高圧タンク１からの高圧ガスを加熱するヒータ（蓄熱器）２、噴射された高圧ガスを整流する整流胴３、極超音速ノズル４、高速飛行体の翼等の供試体を設置して流力性能を測定するための測定胴５、高圧ガスの気流速度を超音速から亜音速に減速する第二スロート６、亜音速に減速された高圧ガスの気流をさらに減速させる第一拡散胴７及び第二拡散胴８、第二拡散胴８に直結されて高圧ガスの排気を行うとともに、所定の騒音値まで騒音レベルを低減させる消音棟９を主体に構成されている。
【００１３】
第一拡散胴７は、高圧ガス気流の進行方向（図１中、左方向）に沿って漸次拡径する流路７ａを形成しており、流路７ａの開口部近傍には気流と直交する方向に沿って対向壁１０が設けられている。対向壁１０の外周部は第二拡散胴８に繋がっている。第二拡散胴８は、対向壁１０から消音棟９へ図１中右方向に向かうに従って漸次拡径しており、第一拡散胴７を包含するように、第一拡散胴７の外側に間隔をあけて配置されることで、第一拡散胴７との間に高圧ガスの流路８ａを形成する。この流路８ａは、対向壁１０により進行方向が反転した高圧ガスの進行方向（図１中右側）に沿って流路幅が漸次拡径する断面リング状に形成されており、第二拡散胴８が第一拡散胴７と略同心に配置されることで周方向に沿って流路幅が一定に形成される。
【００１４】
また、流路８ａの上流部には、高速流体を流路８ａに導入するノズル（ヘッダー）１１が複数（例えば８本）配設されている。ノズル１１は、高圧ガスの進行方向に高速流体を導入することで、吸引効果によって高圧タンク１の供給空気圧の不足分を補うエジェクタ機能として作用する。
【００１５】
上記構成の風洞装置では、高圧タンク１から噴射された高圧ガスはヒータ２で所定の温度に加熱され整流胴３で整流された後に、ノズル１１から高速流体が導入されて吸引効果が作用するとともに、極超音速ノズル４を通過することにより、高マッハ数（例えばマッハ５）の極超音速となって測定胴５に流入する。測定道５においては、供試体の表面に発生する圧力分布を測定したり、供試体の周囲に生じる流れの様子を観察することが可能である。
【００１６】
測定胴５を通過した高圧ガスは、第二スロート６を通過することで気流速度が超音速から亜音速に減速され、拡径する第一拡散胴７の流路７ａを通過することでさらに減速される。第一拡散胴７を通過した高圧ガスは、対向壁１０で進路が塞がれているため、進行方向を曲げて第二拡散胴８の流路８ａに流入し、第一拡散胴７に対して進路を反転させた方向に進行する。第二拡散胴８において高圧ガスは、ノズル１１から高速流体が導入されるエジェクタ作用で加速されるものの、進行方向に沿って拡径し、一定の流路幅を有する断面リング状の流路８ａを通ることでさらに減速されながら図中右方向へ進行し、消音棟９に流入する。なお、流路８ａは断面がリング状であるが、所定量の断面積が確保されていれば、所定のエジェクタ機能を達成することが可能である。そして、高圧ガスは、消音棟９において所定の騒音値まで騒音レベルを低減されて排気される。
【００１７】
このように、本実施の形態では、高圧ガスの進行方向を反転させ、第一拡散胴７と第二拡散胴８との間に減速用流路８ａを形成しているので、第一拡散胴７と第二拡散胴８とを接続する場合にも直列に接続したり、曲がり部を設ける必要がなくなる。そのため、建物が大きくなり敷地の有効利用が図れないといった事態や、曲がり部の存在で装置全体が大きくなりコスト増やレイアウト上の制約が生じるといった事態を未然に防ぐことが可能になる。また、第一拡散胴７と第二拡散胴８とを略同心に配置することで、流路８ａにおける流路幅を周方向で一定にすることができ、安定した気流を形成することができる。さらに、本実施の形態では、ノズル１１を設置してエジェクタ機能を備えることで、吸引効果により供給ガス圧の不足分を補って高マッハ数を実現することができる。また、本実施の形態では、第二拡散胴８と消音棟９とを直結することで、より装置の小型化を図ることができる。
【００１８】
なお、上記実施の形態において、ノズル１１の位置は、流路８ａの上流側としたが、これに限定されるものではなく、流路８ａに配置すればどこにあってもよい。
【００１９】
また、上記実施の形態では、第一拡散胴７と対向壁１０との間で流路断面積が急激に大きくなるため、図２に示すように、対向壁１０に突部１０ａを設けることで断面積の変化を抑制してもよい。このとき、第一拡散胴７を通過した高圧ガスが円滑に流路８ａに導かれるように、突部１０ａに傾斜面を設けることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、建物が大きくなり敷地の有効利用が図れないといった事態や、曲がり部の存在で装置全体が大きくなりコスト増やレイアウト上の制約が生じるといった事態を未然に防ぐことが可能になる。また、本発明では、安定した気流を形成できるとともに、高マッハ数を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の実施の形態を示す図であって、風洞装置の概略構成図である。
【図２】   別の実施形態の風洞装置の概略構成図である。
【符号の説明】
７  第一拡散胴
８  第二拡散胴
８ａ  流路
１１  ノズル（ヘッダー）
【図１】
0003876755.tif 000002
【図２】
0003876755.tif 000003