JP5975976B2 - シーディング装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体粒子及び気体を含む噴流を噴出するシーダを備え、該液体粒子により形成されるトレーサ粒子を風洞内に供給するシーディング装置に関する。

従来、このようなシーディング装置として、オイル粒子及び空気を含む噴流を噴出するシーダと、その噴流の噴出方向と交差する衝突面とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなシーディング装置によれば、径が大きいオイル粒子は、衝突面により偏向する空気に流されることなく衝突面に衝突し、衝突面により捕捉される。一方、径が小さいオイル粒子は、衝突面により偏向する空気に流されて衝突面に衝突することなく、トレーサ粒子として風洞内に供給される。これにより、径の大きいトレーサ粒子によって風洞内の壁面や床面が汚損されるのを防止することができる。

特開２０１２−１１２７５６号公報

しかしながら、上記の衝突面を設けたシーディング装置によれば、径の大きいトレーサ粒子が風洞内に放出されるのを防止できるが、風洞内に供給される径の小さいトレーサ粒子の量が減少する。

すなわち、シーダが噴出する噴流を衝突面に衝突させて径の大きいオイル粒子を除去することにより風洞内に供給されるトレーサ粒子においては、噴流の微粒化作用によって微粒子に成長していく大きな粒子を成長中に除去してしまうため、衝突面を介することなく風洞内に直接供給されるトレーサ粒子に比べて、トレーサに適した径の小さいトレーサ粒子の量が少ない。

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、径の大きい粒子を排除しつつ、トレーサに適した径の小さいトレーサ粒子をより多く供給できるシーディング装置を提供することにある。

本発明者らは、鋭意研究の結果、上記従来のシーディング装置では、その衝突面が、シーダからの噴流における中心軸線近傍での液体粒子の微粒化を阻害していることを知見し、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明のシーディング装置は、液体粒子と気体を含む噴流を噴出するシーダを備え、該液体粒子により形成されるトレーサ粒子を風洞内に供給するシーディング装置であって、前記噴流の周りを、該噴流中の液体粒子の一部が内壁に付着するように該噴流の噴出方向に沿って覆う筒状体を備え、前記筒状体は、前記噴流を、その中心部の流れを一定方向に維持しながら該筒状体の先端から導出させることにより、該筒状体の内部で微粒化が進行した前記噴流中の液体粒子をトレーサ粒子として前記風洞内に放出するものであり、前記噴流の噴出方向における該噴流の始端から前記筒状体の先端までの距離は、該距離を該始端における該噴流の直径で除した値が５０以上となるように設定されることを特徴とする。

本発明の構成において、シーダが噴出する噴流中の液体粒子は、噴流の中心に近いものほど、噴流の始端からより離れた位置に至るまで、微粒化が進行する。そして、この微粒化がさほど行われない噴流中心から離れた比較的粒径の大きいオイル粒子は、筒状体に付着し、風洞内へ放出されることなく回収される。これにより、風洞内に供給されるトレーサ粒子の粒径が、極力所定値以下となるように制限される。

このとき、シーダが噴出する噴流は、その周りが筒状体によって噴出方向に沿って覆われるだけである。このため、噴流の中心に近い部分については、微粒化が妨げられることなく、風洞内へ放出される。

すなわち、噴流の中心に近い領域を流れる粒径の大きいオイル粒子は、従来のように、噴流の中心に交差する傾斜面に衝突して回収されることがないので、微粒化が十分進行する。これにより、トレーサに適した径の小さいトレーサ粒子を、従来よりも多く供給することができる。

ただし、この微粒化の進行は、噴流がその始端からある程度離れたときにほぼ停止状態となり、それ以上離れても微粒化が実質的に進行することはない。すなわち、筒状体内での微粒化の進行度は、シーダからの距離が小さい間は高いが、該距離の増大に伴って減少し、該距離が一定値に近づくと、ゼロになる。

そこで、本発明では、かかるシーダからの距離の変化に対する微粒化の進行度の変化特性を考慮し、噴流の始端から筒状体の先端までの距離を、該距離を該始端における該噴流の直径で除した値が５０以上となるように設定している。これにより、筒状体内での微粒化を、十分に促進させることができる。

なお、筒状体は、風洞内の空気の流れを乱さないように、極力小さい方が好ましい。したがって、シーダから筒状体の先端までの距離は、微粒化の進行度がゼロとなるような距離を越えて、不要に大きな値に設定するのは好ましくない。

一方、微粒化の進行度は、シーダから筒状体の先端までの距離が一定値に近づくと、徐々にゼロに近づく。したがって、筒状体の先端までの距離は、微粒化の進行度がゼロとなる距離よりある程度短くても、微粒化促進の効果を得ることができる。

本発明において、前記噴流の始端から前記筒状体の先端までの距離を該始端における該噴流の出口直径で除した値が５０以上であってもよい。

ここで、一般に、噴流における微粒化が、噴流の噴出方向において噴流の始端からどの程度の距離ｘまで進行するかは、噴流の始端における直径ｄにほぼ比例する。そこで、距離ｘを直径ｄで除して正規化したｘ／ｄの値の変化に対する噴流中の液体粒子の平均粒径の変化特性を調べると、ｘ／ｄがほぼ５０のとき、平均粒径の変化は一定となる。平均粒径の変化が一定となるということは、上述の微粒化の進行度がゼロとなり、微粒化が停止することを意味する。

したがって、本発明に従い、噴流の始端から筒状体の先端までの距離Ｘを、噴流の始端における直径Ｄで除した値Ｘ／Ｄが５０以上となるように設定することにより、筒状体内において微粒化を十分促進させることができる。なお、上記平均粒径の変化特性は、上述のシーダからの距離の変化に対する微粒化の進行度の変化特性をも表している。

本発明において、前記噴流の中心軸線に垂直な方向における前記筒状体の寸法は、該噴流における該方向の位置の変化に対する剪断応力の変化特性に基づいて定められてもよい。

これによれば、例えば、次のようにして、筒状体の内径を設定することができる。すなわち、上記Ｘ／Ｄが５０である場合の筒状体の先端位置において、筒状体が存在しない場合のシーダからの噴流における中心からの径方向位置ｒでの剪断応力を考える。そして、この剪断応力が、該中心における剪断応力の半分の値となる径方向位置ｒの値がＲであるとすれば、筒状体の内径をこのＲ又はこれ以上の大きい値に設定することができる。

なお、噴流が筒状体で覆われていない場合には、周囲の影響により噴流が乱れるので、噴流の中心軸線を特定するのが困難である。しかし、噴流がその噴出方向に沿って筒状体で覆われている場合には、噴流の噴出方向と方向がほぼ一致するものとして噴流の中心軸線を認識することができ、その中心軸線は、筒状体の中心軸線にほぼ一致する。

そして、筒状体内の噴流における剪断応力の分布は、筒状体が無い場合のその噴流における剪断応力の分布と相関関係にある。したがって、上述のように、筒状体で覆われていない場合の噴流における剪断応力の分布を参照し、筒状体の内径の設定を行うことができる。
すなわち、本願発明において、前記筒状体と前記噴流とは、共通の中心軸線上に位置し、前記筒状体の内径の値は、前記筒状体の先端位置において、該筒状体が無い場合の前記噴流の中心から、該噴流における剪断応力がその最大値の半分に減少する位置までの距離に等しくてもよい。

このように、噴流における中心軸線に垂直な方向の位置変化に対する剪断応力の変化特性を考慮して筒状体の該方向の寸法を設定することにより、噴流中の液体粒子の微粒化に寄与する剪断応力を十分に利用し、微粒化を十分促進することができる。

本発明において、前記筒状体の基端部に、外気を該筒状体内に導入する開口部が設けられてもよい。

これによれば、シーダからの噴流の始端近傍で渦輪が生じるが、その分裂と消滅が、開口部から導入される外気により、支障なく促進される。これにより噴流の成長つまり微粒化の促進が行われ、筒状体の内壁に付着する粒径の大きい液体粒子が減少し、その分、粒径の小さい、トレーサに適した液体粒子の数が増大する。したがって、より多くのトレーサ粒子を風洞内に供給することができる。

また、本発明において、前記筒状体の長さ方向における前記開口部の位置は、前記噴流の始端又はこれよりも該筒状体の先端方向の位置に設定されてもよい。これによれば、噴流の始端又はこれよりも筒状体の先端方向の位置において開口部から外気が導入されるので、上記噴流の渦輪の分裂及び消滅を、確実に促進することができる。

本発明の一実施形態に係るシーディング装置の断面図である。 静止流体中に噴出される噴流の構成を速度分布で示す図である。 図１のシーディング装置における噴流中のオイル粒子の様子を模式的に示す図である。 ２流体ノズルから噴出される噴流の中心軸線上におけるノズルからの距離の変化に対するザウター平均粒径の変化特性を示すグラフであり、下側の横軸は、ノズルからの軸方向距離ｘ［ｍｍ］、上側の横軸は、軸方向距離ｘを噴流の始端における直径ｄで除して正規化したｘ／ｄ、縦軸は、ザウター平均粒径（ｄ３２）［μｍ］である。 噴流の始端からの距離が、始端における噴流の直径の５０倍の距離Ｘだけ離れた位置における半径方向の位置の変化に対する剪断応力の変化を示すグラフであり、横軸は、半径方向の位置ｒを距離Ｘで除して正規化した値ｒ／Ｘであり、縦軸は、剪断応力［Ｐａ］である。 本発明の別の実施形態に係るシーディング装置の正面図である。

以下、添付図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態のシーディング装置１は、オイル粒子と空気を含む噴流２を噴出するシーダ３を備え、オイル粒子により形成されるトレーサ粒子を放出する。

シーディング装置１は、シーダ３からの噴流２の周りを、噴流２中のオイル粒子の一部が内壁に付着するように噴流２の噴出方向の中心軸線４に沿って覆う筒状体５と、筒状体５に付着したオイル粒子が集合してできるオイル流を受けるオイル受け部６とを備える。なお、図１中の方向ＡＸは、噴流２及び筒状体５の中心軸線４の方向を示しており、方向ＲＤは、噴流２及び筒状体５の径方向を示している。

筒状体５は、シーダ３からの噴流２に含まれるオイル粒子を、その微粒化を妨げることなく、粒径の平均値が所定値以下となるように調整し、トレーサ粒子として風洞７内に供給する。この調整は、径の大きいオイル粒子が筒状体５の内壁に付着して噴流２から取り除かれることにより行われる。

筒状体５の出口近傍の内壁には、内側に環状に突出した環状突出部８が設けられる。環状突出部８は、筒状体５の内壁に付着したオイル粒子が風洞７内に流出するのを防止する機能を有する。

シーダ３は、オイル受け部６の底部により構成されるノズルベース９と、ノズルベース９上に中心軸線１０が交差するように設けられた２個のノズル１１とを備える。各ノズル１１には、オイルポンプ１２によりタンク１３内のオイル１４が供給されるとともに、エアコンプレッサ１５から圧縮空気が供給される。タンク１３内には、ＤＯＳ（潤滑油系オイル）や、水とグリセリンの混合物等のトレーサ粒子の原料となるオイルが蓄えられる。

ノズルベース９からタンク１３にかけて、ノズルベース９の底部に一端が開口し、他端がタンク１３内に開口する回収流路１６が設けられる。筒状体５の内壁に付着したオイル粒子のオイルは、回収流路１６を経て、タンク１３に回収される。

２つのノズル１１は、各ノズル１１から噴霧される微粒化された粒子を衝突により最微粒化させる衝突型の２流体ノズルを構成する。すなわち、各ノズル１１は、タンク１３から供給されるオイル１４を、エアコンプレッサ１５からの圧縮空気で微粒化しながら噴霧する。このとき、２つのノズル１１は中心軸線１０が所定の角度で相互に交差しているので、各ノズル１１から噴霧されるオイル粒子は、相互に衝突し、より小径のオイル粒子となって噴出される。

このようにして、シーダ３は、各ノズル１１からのオイル粒子が衝突する個所を始端Ｓとして、オイル粒子と空気を含む噴流を噴出する。この噴流には、例えば１〜１０［μｍ］の範囲にわたる種々の直径のオイル粒子が含まれる。このうち、トレーサ粒子に適するものは、例えば直径が１〜４［μｍ］のものである。

図２は、静止流体中に噴出される噴流１７の構成を速度分布で示す。図２中の矢印（方向ａｘ及び方向ｒｄを示す矢印以外の符号が付されていない矢印）は、対応位置における噴流１７の速度の大きさ及び方向を示すベクトルである。方向ａｘは、噴流１７の中心軸線１９の方向を示しており、方向ｒｄは、噴流１７の径方向を示している。

図２に示すように、静止流体中に噴出される噴流１７は、その始端１８においては、ほぼ一様な径方向ｒｄの速度分布を呈する。この一様な速度分布の領域（ポテンシャル・コア）は、周囲の流体との混合によって、円錐状に、先細りとなって減少し、消滅する。

その後、噴流１７の中心軸線１９上の噴流１７の速度も、減少してゆく。この間、噴流１７は、中心軸線１９上において最も速度が大きい山形状の速度分布を呈するが、下流方向へ進むに従って径方向ｒｄに広がり、平坦になってゆく。

噴流１７は、このように広がって、速度分布が一様化する性質を有する。しかし、本実施形態に係るシーダ３からの噴流２は、径方向ｒｄ外側が筒状体５により覆われている。このため、図３において模式的に示すように、噴流２中の径方向ＲＤ外側における比較的粒径の大きいオイル粒子２０ａは、それに働く比較的大きな慣性力２１によって筒状体５の内壁に衝突し、付着する。

これに対し、比較的粒径の小さいオイル粒子２０ｂは、大きなオイル粒子２０ａよりも慣性力に対する流体力の割合が大きいため、噴流２に乗って流れてゆき、筒状体５の内壁に付着しにくい。流体力は粒子径の２乗に比例し、慣性力は３乗に比例するからである。したがって、噴流２中の平均粒径の値は、筒状体５内を通過することによって小さくなる。そして、径の小さいオイル粒子２０ｂが、トレーサ粒子２０ｃとして筒状体５から放出される。

また、上述図２のように、静止流体中に噴出される噴流１７中の速度分布は、中心軸線１９上で最も大きい山形を呈する。このことは、管内を流れる層流や乱流の場合と同様に、シーダ３から噴出されて筒状体５内を通過する噴流２についても当て嵌まる。

したがって、シーダ３が噴出する噴流２では、流速の大きい、中心軸線４の近傍において微粒化が良好に進行する。微粒化の促進に関わる剪断応力は、レイノルズ応力と粘性応力が関係するが、レイノルズ応力が支配的であり、レイノルズ応力は流速が大きいほど大きいからである。

ただし、噴流２の始端Ｓからある程度離れた地点で、オイル粒子の微粒化は、停止する。したがって、筒状体５は、少なくともオイル粒子の微粒化が停止する地点まで、あるいはその地点の近傍まで存在するのが好ましい。このため、噴流２の始端Ｓから筒状体５の先端Ｔまでの距離Ｘは、筒状体の先端部における微粒化の進行度が所定以下となるように設定される。

一方、筒状体５は、それによって風洞７内の気流が乱れないように、極力小さいほうが好ましい。これらの点を考慮して、シーダ３における噴流２の始端Ｓから筒状体５の先端Ｔまでの距離Ｘが、次のようにして決定される。

すなわち、図４は、２流体ノズルからの噴流における中心軸線上でのノズルからの距離の変化に対するザウター平均粒径の変化を示す。グラフの下側の横軸が噴流における中心軸線上でのノズルからの距離（軸方向距離）ｘ［ｍｍ］であり、縦軸がザウター平均粒径（ｄ３２）［μｍ］である。また、上側の横軸には、ノズルからの距離ｘを、噴流の始端における直径ｄで除して正規化したｘ／ｄの値が目盛られている。ザウター平均粒径は、直径ｄにほぼ比例するからである。

図４に示すように、ザウター平均粒径は、ノズルからの距離ｘが大きくなるほど小さくなるが、ノズルからの距離ｘがほぼ２５０［ｍｍ］（ｘ／ｄ＝５０）の位置において横這いとなる。すなわち、噴流のこの位置よりも下流側では、微粒化が実質的に進行しない。このように、微粒化の促進度は、ノズルからの距離ｘの変化に応じて変化する。そして、距離ｘがある値を超えると、微粒化は進まなくなり、停止する。

このことは、本実施形態のシーディング装置１においても、噴流２の始端Ｓからの距離ｘの増大に応じて、筒状体５内でのオイル粒子の微粒化の進行度が変化することを示唆する。そして、その変化は、図４のグラフ曲線の上下を反対にしたグラフ曲線で表されるような特性で生じると考えられる。つまり、この特性は、距離ｘの増加に対し、距離ｘが小さい区間では急激に増加し、距離ｘが一定値に近づくと、変化率がゼロに漸近するようなものである。

そこで本実施形態においても、図４の距離ｘの変化に対するザウター平均粒径の変化特性を参照し、噴流２の始端Ｓから筒状体５の先端Ｔまでの距離Ｘは、少なくとも噴流２の始端Ｓにおける直径Ｄの５０倍以上（Ｘ／Ｄ≧５０）に設定される。

ただし、始端Ｓからの距離ｘが直径Ｄの５０倍に近付くとき、微粒化の進行度も徐々にゼロに近付くので、筒状体５の先端Ｔまでの距離Ｘを直径Ｄの５０倍より小さく、かつこれに近い値に設定しても、微粒化促進の効果を良好に得ることができる。一方、上述のように、距離Ｘは、風洞７内の気流への影響の点からは、極力小さい方が好ましい。したがって、Ｘ／Ｄ＝５０を１つの目安とし、その前後の値に距離Ｘを設定することができる。

一方、筒状体５の内径Ｒは、噴流２における中心軸線４からの径方向位置ｒの変化に対する剪断応力の変化特性に基づいて定めることができる。オイル粒子の微粒化は、噴流２中の剪断応力に基づいて行われるからである。なお、剪断応力は、レイノルズ応力及び粘性応力により構成されるが、レイノルズ応力は粘性応力よりも２桁ほど大きい。このため、筒状体５の内径Ｒを決定する場合には、剪断応力として、レイノルズ応力を考慮すれば足りる。

図５は、噴流２の始端Ｓから筒状体５の先端Ｔまでの距離Ｘが上述のＸ／Ｄ＝５０を満たす場合の該先端位置における筒状体５が存在しない場合の径方向位置ｒの変化に対する剪断応力［Ｐａ］の変化を示すグラフである。ただし、噴流２における剪断応力は、距離Ｘにも関係するので、径方向位置ｒは、距離Ｘで除して正規化した値ｒ／Ｘで示されている。グラフの横軸がｒ／Ｘ、縦軸が剪断応力［Ｐａ］である。

上述のように、剪断応力には、レイノルズ応力及び粘性応力が寄与する。図５では、グラフ曲線Ａによりレイノルズ応力の変化特性が示され、グラフ曲線Ｂにより粘性応力の変化特性が示されている。

図５に示すように、剪断応力は、レイノルズ応力と粘性応力とで構成される。ただし、レイノルズ応力の方が、粘性応力よりも２桁程度大きい。そして、上述のように、レイノルズ応力は、噴流２の中心軸線４に近いほど大きい。そこで、レイノルズ応力が、その最大値の半分となるような位置ｒ／Ｘ＝０．１を満たすｒを、筒状体５の内径Ｒとして採用することができる。

これにより、レイノルズ応力を効果的に利用してオイル粒子の微粒化を促進することができる。ただし、この内径Ｒの値は１つの目安であり、必要に応じ、これよりも大きいか又は小さい値を採用することができる。その場合、ｒ／Ｘの値は、風洞７内の気流に与える影響の点からは小さい方が好ましいことや、ｒ／Ｘの値が筒状体５へのオイル粒子の付着に与える影響を考慮することができる。

このように、筒状体５の寸法（長さ及び半径）は、上記のＸ／Ｄ≧５０及びｒ／Ｘ≧０．１を１つの目安とし、意図する風洞試験に適した粒径範囲及び粒子数（粒子密度）のトレーサ粒子が得られるように決定することができる。

風洞試験に適したトレーサ粒子としては、例えば、粒径が１〜４［μｍ］のオイル粒子を、筒状体５を用いない場合に得られる粒子に匹敵する数密度で含み、かつ４［μｍ］以上の粒径のオイル粒子が実質的に排除されたものが該当する。粒径が１〜４［μｍ］のオイル粒子は、風洞試験に際し、レーザ光に対する十分な散乱強度を有するとともに、風洞内に付着し難いからである。

シーディング装置１を用いてトレーサ粒子を風洞７内に供給する際には、タンク１３内のオイル１４がオイルポンプ１２によりシーダ３に供給される。また、エアコンプレッサ１５から圧縮空気がシーダ３に供給される。これらの供給量は、供給路上に設けられた図示していないレギュレータやゲージを用いて適切に調整される。

シーダ３に供給されたオイル及び圧縮空気は、シーダ３の各ノズル１１により混合され、霧化（微粒化）した状態で噴霧される。各ノズル１１から噴霧されるオイル微粒子は、各ノズル１１の中心軸線が交差する位置において衝突することにより、さらに微粒化されて粒径分布の均一化が図られる。衝突したオイル粒子及び圧縮空気は、衝突した位置を始端Ｓとする噴流となって、ある程度広がりながら、シーダ３から筒状体５内へ噴出される。

筒状体５内へ噴出された噴流２では、上述のように、レイノルズ応力が大きい個所において微粒化が促進される。上述のように、微粒化が促進される個所は、円錐状に先細りとなって、筒状体５の先端Ｔの位置に至るまでに消滅する。

この間、噴流２の外周側の微粒化が行われない部分におけるオイル粒子のうち、比較的粒径の大きいもの、例えば４［μｍ］以上のものは、筒状体５の内壁に衝突し、付着する。

これにより、風洞７内における周辺部の微粒化が進まない粒径の大きなオイル粒子の排除と、中心軸線４近傍における微粒化の十分な促進とが行われる。これにより、筒状体５の先端Ｔから風洞７内に供給されるトレーサ粒子は、粒径の平均値が所定値以下で数密度が所定値以上となるように調整されたものとなる。

具体的には、トレーサ粒子は、粒径が１〜４［μｍ］で、その数密度が、筒状体５のない状態でシーダ３から噴出される噴流２に含まれるそのようなサイズの粒子の数密度と同等の数密度を有したものとなる。

なお、筒状体５の内壁に付着したオイル粒子は、集合してオイル流となり、ノズルベース９底部に流れ落ちるので、ノズルベース９底部の回収流路１６を介してタンク１３に回収される。

以上のように、本実施形態によれば、シーダ３から噴出される噴流２の周りを噴出方向に沿って覆う筒状体５を備えるので、風洞７に供給されるトレーサ粒子に径の大きなもの、例えば粒径が４［μｍ］を超えるものが含まれるのを極力防止することができる。

また、筒状体５は、噴流２の中心軸線４から所定範囲の部分、例えば、上述のｒ／Ｘの値が０．１より小さい範囲の部分については、そのまま風洞７内へ放出するので、中心軸線４近傍の範囲で良好に進行するオイル粒子の微粒化を妨げることはない。したがって、粒径が小さい、例えば粒径が１〜４［μｍ］のトレーサ粒子の数を増大させることができる。

また、噴流２の始端Ｓから筒状体５の先端Ｔまでの距離Ｘが、噴流２の始端Ｓにおける直径Ｄの５０倍以上であるため、微粒化が十分完了した状態のオイル粒子をトレーサ粒子として風洞７内に供給することができる。これにより、トレーサ粒子の数をより効果的に増大させることができる。

また、噴流２の中心軸線４に垂直な径方向ＲＤにおける筒状体５の寸法は、噴流２における径方向ＲＤの位置の変化に対する剪断応力の変化特性に基づいて定められる。このため、噴流２中のオイル粒子の微粒化に寄与する剪断応力を十分に利用し、微粒化を十分促進することができる。

図６は、本発明の別の実施形態に係るシーディング装置の正面図である。このシーディング装置２２は、図１のシーディング装置１における筒状体５に代えて、この筒状体５の径が広がっている基端部に対し、該基端部と同等の径を有する拡径部２３ａを付加した筒状体２３を備える。

筒状体２３は、拡径部２３ａを介してオイル受け部６に接続している。他の点については、シーディング装置２２は、図１のシーディング装置１の場合と同様の構成を有する。ただし、この筒状体２３と図１の筒状体１とは、長さにおいては同等である。

拡径部２３ａの基端側には、６つの円形の開口部２４が、周方向の半周よりも若干短い範囲内において等間隔で設けられる。筒状体２３の長さ方向における開口部２４の位置は、例えば、シーダ３（図１参照）からの噴流２の始端Ｓ又はこれよりも若干先端Ｔ寄りの位置に設定される。

シーディング装置２２を風洞７内に配置するときは、筒状体２３を鉛直上方に向け、開口部２４が配列されている側を風洞７内の風上に向けて配置される。これによれば、拡径部２３の周囲の空気が開口部２４から導入されることにより、シーダ３からの噴流２におけるオイル粒子の微粒化が、さらに促進される。なお、開口部２４は、風上に向けなくても、噴流２の根元付近自体が流れを引き込む性質を有しているため、周囲の空気を引き込むことは可能である。

すなわち、一般に、ノズルからの噴流内には、ノズルからの噴出直後の位置において大きな渦輪が形成される。この渦輪は、進行するに従い、周方向に波状に変形し、小規模な渦に分裂する。そして、かかる渦は、上述のポテンシャル・コアが消滅する位置（ポテンシャル領域の末端）まで進むと消滅する。これにより、噴流に含まれる液体粒子の微細化が促進される。

本実施形態によれば、シーダ３からの噴流２におけるこのような渦輪の分裂と消滅が、開口部２４から導入される空気により、支障なく促進される。これにより、筒状体２３の内壁に付着する粒径の大きいオイル粒子が減少し、その分、粒経の小さい、トレーサに適したオイル粒子の数が増大する。

したがって、より多くのトレーサ粒子を風洞７内に供給することができる。具体的には、例えば、開口部２４をまったく設けない場合の１．５倍の数のトレーサ粒子を供給することができる。この開口部の開閉度を用いて粒子の供給量を調整することが可能である。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。例えば、筒状体５は、粒径の大きいオイル粒子が付着するものであれば、円筒状のものでなくてもよい。例えば、多角形状のものや、円錐台状のものであってもよい。また、トレーサ粒子を構成する液体粒子としては、上述のオイル粒子に代えて、他の液体、例えば水等の粒子を用いてもよい。

１…シーディング装置、２…噴流、３…シーダ、５、２３…筒状体、６…オイル受け部（液体受け部）、７…風洞、２０ｃ…トレーサ粒子、２４…開口部、Ｓ…始端、Ｔ…先端。

Claims (4)

1. 液体粒子と気体を含む噴流を噴出するシーダを備え、該液体粒子により形成されるトレーサ粒子を風洞内に供給するシーディング装置であって、
   前記噴流の周りを、該噴流中の液体粒子の一部が内壁に付着するように該噴流の噴出方向に沿って覆う筒状体を備え、
   前記筒状体は、前記噴流を、その中心部の流れを一定方向に維持しながらその先端から導出させることにより、該筒状体の内部で微粒化が進行した前記噴流中の液体粒子をトレーサ粒子として前記風洞内に放出するものであり、
   前記噴流の噴出方向における該噴流の始端から前記筒状体の先端までの距離は、該距離を該始端における該噴流の直径で除した値が５０以上となるように設定されることを特徴とするシーディング装置。
2. 前記筒状体と前記噴流とは、共通の中心軸線上に位置し、
   前記筒状体の内径の値は、前記筒状体の先端位置において、該筒状体が無い場合の前記噴流の中心から、該噴流における剪断応力がその最大値の半分に減少する位置までの距離に等しいことを特徴とする請求項１に記載のシーディング装置。
3. 前記筒状体の基端部に、外気を該筒状体内に導入する開口部が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のシーディング装置。
4. 前記筒状体の長さ方向における前記開口部の位置は、前記噴流の始端又はこれよりも該筒状体の先端方向の位置に設定されることを特徴とする請求項３に記載のシーディング装置。