【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雹を模擬した氷球を被試験物に衝突させる試験装置及び方法及び装置に関し、特に太陽電池セルの雹に対する性能を評価するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池セルおよび太陽電池モジュール等の評価として、電気的性能、機械的性能、耐環境特性等の試験が行われている。その中でも、機械的性能を評価する試験として、ヘイルインパクト試験（Ｈａｉｌ Ｔｅｓｔ）と呼ばれる、降雹を模擬した試験が、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｓｉｓｓｉｏｎ）の国際規格ＩＥＣ６１２１５（Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｍｏｄｕｌｅｓ−Ｄｅｓｉｇｎ ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｙｐｅ ａｐｐｒｏｖａｌ）（非特許文献１）やＩＥＣ６１６４６（Ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｍｏｄｕｌｅｓ−Ｄｅｓｉｇｎ ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｔｙｐｅ ａｐｐｒｏｖａｌ）（非特許文献２）として規定されている。
【０００３】
これらの規格では、空気圧により発射筒から氷球を発射する手順や装置の簡単な構成等が記載されている。この構成は、図１４のように発射筒１４０１に取り付けられた電磁弁１４０２により、気体貯蔵槽１４０５に溜められた空気を放出する。空気圧は、圧力調整弁１４０４により調整する。
【０００４】
【非特許文献１】
ＩＥＣ６１２１５（Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｍｏｄｕｌｅｓ−Ｄｅｓｉｇｎ
ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｙｐｅ ａｐｐｒｏｖａｌ）
【非特許文献２】
ＩＥＣ６１６４６（Ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｍｏｄｕｌｅｓ−Ｄｅｓｉｇｎ ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｙｐｅ ａｐｐｒｏｖａｌ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には、上記のように開示された装置の構成により、規定どおりの速度に氷球を一定発射するのは、非常に困難であった。例えば、図１５は従来の発射筒の内部の一例である。従来の構成では、氷球と発射筒内部との間に隙間が生じ、氷球と発射筒の内部の隙間から空気が漏れて、氷球に直接気体の圧力が不安定で、速度が安定しなかった。これは、通常氷球は、発射筒に挿入しやすいように発射筒の内径より若干小さくするために、発射筒内部と氷球との間に隙間が生じるためである。また、発射する氷球は、鉄砲等で使用される弾丸のように一定ではなく、室温状態で溶けることにより、時々刻々変化し、さらに発射筒との隙間が大きくなる。このために、隙間から気体が漏れ、氷球にかかる圧力が一定にならないからである。このような理由で規定の速度が出なかった場合には、再度試験を行う必要があり、時間的にも、サンプル数においても、無駄が生じていた。
【０００６】
そこで、氷球を確実にセットし、このような氷球の特性を考慮した、正確な速度が得られる発射試験装置が求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、以下のような手段を見出した。すなわち、氷球を気体導入管と接触させ、気体導入管との間に隙間ができるだけ生じないようにして、氷球に一定の圧力をかければよい。このために次のような発射試験装置および加速試験方法が最良であることを見出した。
【０００８】
すなわち、気体の圧力により発射筒より氷球を発射するヘイルインパクト試験装置において、開閉弁と気体導入管を有し、気体導入管は発射筒に接続されており、気体導入管の氷球と接する部分の開口部が発射筒の内径より細いことを特徴としている。
【０００９】
また、気体導入管が前記発射筒の底部から、発射口の方向へ突き出すことが好ましい。
【００１０】
また、発射筒に氷球が溶けた水を排出するための孔を設けることが好ましい。
【００１１】
また、発射筒において氷球をセットする部分に氷球固定具が具備していることが好ましい。
【００１２】
また、前記発射筒の氷球の導入口は、発射口と兼ねることが好ましい。
【００１３】
また、前記発射筒は氷球の導入口を具備し、該導入口より気体導入管側の内径は、氷球よりも小さくすることが好ましい。
【００１４】
また、前記発射筒は気体導入管と脱着可能であることが好ましい。
【００１５】
さらに、気体の圧力により発射筒より氷球を発射するヘイルインパクト試験方法において、発射筒内部に、氷球を導入する第一の工程と、発射筒内部に設けられた気体導入管の出口に接触するように氷球をセットする第二の工程と、開閉弁を開にして気体の圧力を発射筒内部にかけ、発射筒から氷球を発射する第三の工程を有することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る発射試験装置および発射試験方法の好適な実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［装置の構成］
図１は本発明に係る発射試験装置の一例を示す図である。図示されたように、この発射試験装置は、発射筒１０１、開閉弁１０２、気体導入管１０３、圧力調整弁１０４、気体貯蔵槽１０５、発射筒支持装置１０６、速度計測装置１０７から構成されており、この図に従って各構成要素について説明する。
【００１８】
（発射筒）
発射筒１０１は、氷球の進行方向を定める空洞の筒であり、氷球がセットされた状態で、気体の圧力が加わっても破壊しないもので、目標位置に発射でき、加圧された気体が極力漏れないものならば、何でもよい。材料としては、ガラス、金属、セラミック、プラスチック等が挙げられるが、氷球から水分が出るので、さびないものがよい。形状としては、通常円筒のものが用いられる。材料の入手のしやすさから、ステンレスやアルミ製のパイプが好適である。内部は、スムーズに発射することができるように、できるだけ摩擦の少ないものがよい。筒の片方は、開放状態にしておき、もう一方には、直接もしくは空気導入管を介して開閉弁が取り付けられる。
【００１９】
また、氷球が正しい位置にセットされたか確認するために、内部にセンサを設けてもよい。このセンサは、光やレーザーを検知するものや、マイクロスイッチ、水の導電性を検知するものなど、氷球を検知できるものならば何でもよい。このセンサは、外部に設け、氷球までの距離を測るようなもので代用してもよい。
また、氷からの水を排出する穴を設けると本発明の効果がより高い。
【００２０】
さらに、発射筒は、導入口より下方の少なくとも一部が、準備する氷球の径より若干細くなっていて、かつ氷球と気体導入管の出口が氷球と接することができれば、効果がさらに高くなる。
【００２１】
（開閉弁）
開閉弁１０２は、氷球と開閉弁の間の空間に圧力を瞬間的にかけるために、気体の流路を開閉するものであればよいが、電磁弁が好適である。電磁弁は、押しボタンスイッチ等による入力信号により、流路を瞬時に開放することができる。
【００２２】
（気体導入管）
気体導入管１０３は、氷球と開閉弁の間の空間に気体を導入する管である。気体が漏れたり、吸着したりしない材料がよく、通常、金属や樹脂製、ゴム製の管が用いられる。必要に応じて、フレキシブルな管を用いてもよい。気体導入管は、発射筒と一体形成してもよい。図８から図１２にその例を示す。なお、この場合は、氷球と開閉弁との間で気体が流れる部分が気体導入管であり、それ以外の部分が発射筒となる。さらに、氷球の径を変えて使用できるように、図９や図１３のように、発射筒や気体導入管はネジ等で、その他の共用部分と脱着可能にして交換できるようにしておいてもよい。
【００２３】
また、気体導入管が徐々に広がっていても、本発明では、気体導入管の内径の一部が、発射筒の内径よりも小さくしてあり、氷球が気体導入管に接する構造であることが必要であり、気体導入管は、氷球より小さい径を持つ必要がある。
【００２４】
（圧力調整弁）
圧力調整弁１０４は、氷球と開閉弁の間の空間に気体の圧力を調整する弁であり、レギュレータとも呼ばれている。供給されている気体の圧力を、ツマミをまわしたり、外部から信号を送ったりして、圧力を変化させ、所望の圧力に設定することができる。
【００２５】
（気体貯蔵槽）
気体貯蔵槽１０５は、氷球と開閉弁の間の空間に気体を安定して送るために設けられ、気体の漏れが無く、圧力により破損しないものならばよい。通常、金属製や樹脂製の容器が用いられる。
【００２６】
（発射筒支持装置）
発射筒支持装置１０６は、発射筒を支持されるために設けられる。発射筒を支持する方向は、どちらでもよいが、上向き支持しておくと、氷球を発射口に置くと、氷球の自重で発射筒の中に導入され、発射筒に氷球をセットしやすい。また、発射筒の角度は変えられるように回転部材を取り付けておき、氷球の導入時と発射時とで、角度が異なってもよい。材料としては、一般的な構造材料を使用でき、通常は、鉄製やアルミ製のフレームが用いられる。
【００２７】
（速度計測装置）
速度計測装置１０７は、発射した氷球の速度を計測するために用いられる。通常光センサ等により、あらかじめ定めた距離をもつ２点を通過する時間差を測定することにより、速度を算出する。
【００２８】
［実施例］
以下、上述の構成を有した装置およびサンプルを試験する具体的な実施形態を、限定的なものとしてではなく、例示として説明する。
【００２９】
（第１の実施例）
図２は本実施例の発射試験装置の一例を示す概略構成図であり、発射口が導入口を兼ねている場合である。発射筒２０１として、内径２５．５ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ２００ｍｍのステンレスのパイプを使用した。図３のように、この発射筒３０１の一方に発射筒より内径が小さい気体導入管３０２（ａ）を金属部材の溶接等で形成し、さらに先端に樹脂製の気体導入管３０２（ｂ）（２０３）を延長して取り付け、開閉弁２０２と接続した。開閉弁は、１００Ｖの電源のＯＮ／ＯＦＦで開閉する電磁バルブを使用した。開閉弁の発射筒を接続した方と反対側には、圧力メータを備えた圧力を調整できるレギュレータ２０４を接続し、このレギュレータの空気導入側には、０．６ＭＰａの圧縮空気を供給できるようにした。発射筒と開閉弁とレギュレータは、発射筒の開放した口が上に向くよう発射筒支持部材２０６に固定した。レギュレータの設定は０．１９ＭＰａである。
【００３０】
この構成において、市販の環境試験機等で−１０℃の環境でφ２５ｍｍの氷球を作製し、作製した氷球を一旦、−４℃の環境下で保管した後、発射口兼導入口から導入した。
【００３１】
発射口兼導入口から導入した氷球３０４は、落下し、気体導入管の上にセットされる。このあと、スイッチ２０７により電磁バルブを開き、氷球に空気圧をかけ、発射する。
【００３２】
表１は、本実施形態と従来の構成とで発射速度を比較の結果である。規格では、２３．０ｍ／ｓ±０．５％を要求されているが、本実施形態の方が、速度が安定し、本発明の効果が高いことが分かった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
本発明では、氷球と気体導入管が接することで、氷球に安定して気体の圧力がかかることにより発射されるため、安定した速度で発射できる。
【００３５】
なお、発射筒の内径は、氷球の大きさに応じて複数の種類を用意しておき、気体の漏れないようなジョイント部材により脱着可能にしておくので、発射筒および気体導入管を交換するだけで、氷球の大きさを変えて試験することができる。
【００３６】
（第２の実施例）
図４は本実施例の発射試験装置の一例を示す概略構成図であり、導入口が発射口とは別に設けられている場合である。発射筒４０１として、内径２５．５ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ２００ｍｍのステンレスのパイプを使用した。図５のように、この発射筒５０１の一方にネジを切り、金属製の気体導入管５０２を取り付けた。発射筒には氷球を導入するための導入口５０４と発射する時に閉じるための蓋５０５を設けた金属製の気体導入管の先端に樹脂製の気体導入管４０３を延長して取り付け、開閉弁４０２と接続した。開閉弁は、１００Ｖの電源のＯＮ／ＯＦＦで開閉する電磁バルブを使用した。開閉弁の発射筒を接続した方と反対側には、金属製の気体貯蔵槽４０５を設け、これに圧力メータを備えた圧力を調整できるレギュレータ４０４を接続し、このレギュレータの空気導入側には、圧縮空気を供給できるようにした。発射筒と開閉弁、気体貯蔵槽、レギュレータは、発射筒は、発射筒支持部材４０６に固定した。また、発射筒の前に、光ファイバセンサ４０７を２ヵ所設け、センサ出力をオシロスコープにつないで、信号を計測し、その間通過する時間を測定し、速度を求めることができる構成とした。
【００３７】
この構成において、市販の環境試験機等で−１０℃の環境でφ２５ｍｍの氷球を作製し、作製した氷球を一旦、−４℃の環境下で保管した後、発射筒に入れた。
【００３８】
この後、電磁バルブを開き、氷球に空気圧をかけ、固定ホルダに固定したバッキングプレートが金属である太陽電池モジュールへ発射する。太陽電池モジュールのへこみは、発射筒の延長線上であり、ねらいどおりの位置に規格内の速度で、あてることができた。
【００３９】
なお、発射筒の内径は、氷球の大きさに応じて複数の種類を用意しておき、気体導入管の発射筒をネジにより脱着可能にしておくので、発射筒を交換するだけで、氷球の大きさを変えて試験することができる。
【００４０】
（第３の実施例）
図６は本発明の発射試験装置の一例を示す概略構成図であり、発射筒６０１、気体導入管６０３、開閉弁６０２、気体貯蔵槽６０５、レギュレータ６０４の構成は、第２の実施例とほぼ同様の構成とし、発射筒は上向きにした。また、図７のように、発射筒７０１内部には、氷球が解けた水を排出するための穴７０３があいており、多数の発射を行っても、水がたまらず、安定した試験を行うことができる。また、図７（ｂ）のように、空気圧がかかったときに、穴を閉じるような弁を設けると、より安定して試験を行うことができる。
【００４１】
（第４の実施例）
図１６は本実施例の発射試験装置の一例を示す概略構成図である。発射筒１６０１の内部の気体導入管の前で氷をセットする部分に氷固定具１６０４を設け、その他の構成は、第２の実施例と同様の構成とした。この場合にも、本発明の効果を得ることができ、さらに氷が発射筒内部の気体導入管の前に確実にセットでき、横向きにしても発射筒から出てくることがない。
【００４２】
なお、氷固定具は、図１７のように、例えばピンのような形状で、電磁石や、圧力空気により発射と同時に引っ込んで発射をスムーズにするような機構を設けてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、氷球に直接圧力をかけることができる構造であるので、規定どおりの速度に氷球を一定に発射することができ、試験の能率が上がり、時間的にも、サンプル数においても、無駄がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘイルインパクト試験装置を示す図である。
【図２】第１の実施例のヘイルインパクト試験装置の構成を示す図である。
【図３】第１の実施例の発射筒の断面を示す図である。
【図４】第２の実施例のヘイルインパクト試験装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施例の発射筒の断面を示す図である。
【図６】第３の実施例のヘイルインパクト試験装置の構成を示す図である。
【図７】第３の実施例の発射筒の断面を示す図である。
【図８】本発明の発射筒の例の断面を示す図である。
【図９】本発明の発射筒の例の断面を示す図である。
【図１０】本発明の発射筒の例の断面を示す図である。
【図１１】本発明の発射筒の例の断面を示す図である。
【図１２】本発明の発射筒の例の断面を示す図である。
【図１３】本発明の発射筒の例の断面を示す図である。
【図１４】従来の構成の一例を示す図である。
【図１５】従来の構成における発射筒の例を示す図である。（ａ）断面（ｂ）正面
【図１６】第４の実施例の発射筒の断面を示す図である。
【図１７】第４の実施例の別の発射筒の断面を示す図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１、１３０１、１４０１、１５０１、１６０１、１７０１ 発射筒
１０２、２０２、４０２、６０２、７０２、１４０２ 開閉弁
１０３、２０３、３０２、４０３、５０２、６０３、７０２、８０２、９０２、１００２、１１０２、１２０２、１３０２、１６０２、１７０２ 気体導入管
１０４、２０４、４０４、６０４、１４０４ 圧力調整弁
１０５、４０５、６０５、１４０５ 気体貯蔵槽
１０６、２０６、４０６、６０６ 発射支持装置
１０７、４０７、６０７、１４０７ 速度計測装置
２０７ 開閉弁用スイッチ
３０３ ジョイント部材
３０４、５０３、１２０３、１５０３、１６０３、１７０３ 氷球
４０９、６０８、１４０９ 試験サンプル支持装置
４０８、６０９、１４０８ 試験サンプル
４１０ 仰角調整機構
５０４、１６０６ 導入口
４１１、５０５、１６０７ 導入口蓋
５０６、１６０８ 蓋ガイド
７０３ 排水用穴
７０４ 弁
１５０２、１６０４、１７０４ 氷固定具
１７０５ 氷固定具操作機構
１４０３ 圧力メーター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a test apparatus and method and apparatus for causing an ice ball simulating a kite to collide with a test object, and more particularly to an apparatus and method for evaluating the performance of a photovoltaic cell against kites.
[0002]
[Prior art]
As evaluation of solar cells, solar cell modules, etc., tests such as electrical performance, mechanical performance, and environmental resistance characteristics are performed. Among them, as a test for evaluating mechanical performance, a test called a hail impact test (Hail Test), which simulates a fall, is an international standard of IEC (International Electrotechnical Commission) IEC61215 (Crystalline silicon terrestrial phosphorous volvarian PV). qualification and type application (Non-patent Document 1) and IEC 61646 (Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules-Design qualification and)
(type approval) (Non-Patent Document 2).
[0003]
These standards describe a procedure for launching ice balls from a launch tube by air pressure, a simple configuration of the apparatus, and the like. In this configuration, the air stored in the gas storage tank 1405 is released by the electromagnetic valve 1402 attached to the launch tube 1401 as shown in FIG. The air pressure is adjusted by a pressure adjustment valve 1404.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
IEC61215 (Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules-Design
qualification and type approve)
[Non-Patent Document 2]
IEC 61646 (Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules-Design qualification and type approval)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in practice, it was very difficult to constantly fire the ice ball at a prescribed speed by the configuration of the device disclosed as described above. For example, FIG. 15 is an example of the interior of a conventional launch tube. In the conventional configuration, there is a gap between the ice ball and the inside of the launch tube, air leaks from the gap between the ice ball and the launch tube, the gas pressure is unstable directly on the ice ball, and the speed is stable. There wasn't. This is because the ice ball is usually made slightly smaller than the inner diameter of the launch tube so that it can be easily inserted into the launch tube, so that a gap is formed between the inside of the launch tube and the ice ball. In addition, the ice ball to be fired is not constant like a bullet used in a gun or the like, but changes from moment to moment as it melts at room temperature, and the gap with the launcher becomes larger. This is because gas leaks from the gap and the pressure applied to the ice sphere is not constant. If the prescribed speed is not obtained for such a reason, it is necessary to perform the test again, and waste is generated in terms of time and the number of samples.
[0006]
Therefore, there has been a demand for a launch test apparatus that can accurately set the ice sphere and obtain an accurate speed in consideration of such characteristics of the ice sphere.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found the following means. That is, the ice sphere is brought into contact with the gas introduction tube, and a constant pressure may be applied to the ice sphere so that a gap is not generated between the ice sphere and the gas introduction tube as much as possible. For this purpose, it has been found that the following launch test apparatus and acceleration test method are the best.
[0008]
That is, in a hail impact test apparatus that launches ice balls from a launch tube by gas pressure, it has an on-off valve and a gas introduction tube, and the gas introduction tube is connected to the launch tube and contacts the ice balls of the gas introduction tube The opening of the part is characterized by being narrower than the inner diameter of the launch tube.
[0009]
Moreover, it is preferable that the gas introduction tube protrudes from the bottom of the launch tube toward the launch port.
[0010]
Moreover, it is preferable to provide a hole for discharging water in which the ice ball is melted in the launch tube.
[0011]
Moreover, it is preferable that the ice ball fixing tool is provided in a portion where the ice ball is set in the launch tube.
[0012]
Moreover, it is preferable that the ice ball introduction port of the launch tube also serves as the launch port.
[0013]
Further, it is preferable that the launch tube is provided with an inlet for ice spheres, and the inner diameter of the gas inlet tube side from the inlet is smaller than that of the ice spheres.
[0014]
Further, it is preferable that the launch tube is detachable from the gas introduction tube.
[0015]
Furthermore, in the hail impact test method in which the ice ball is launched from the launch tube by the gas pressure, the first step of introducing the ice ball into the launch tube and the outlet of the gas introduction pipe provided inside the launch tube are contacted The second step is to set the ice sphere, and the third step is to open the on-off valve to apply gas pressure to the inside of the launch tube and to fire the ice ball from the launch tube.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of a launch test apparatus and launch test method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
[Device configuration]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a firing test apparatus according to the present invention. As shown in the figure, this firing test apparatus comprises a launch tube 101, an on-off valve 102, a gas introduction pipe 103, a pressure regulating valve 104, a gas storage tank 105, a launch tube support device 106, and a speed measurement device 107. Each component will be described with reference to FIG.
[0018]
(Launch tube)
The launch tube 101 is a hollow tube that determines the traveling direction of the ice sphere. The launch tube 101 does not break even when a gas pressure is applied in a state where the ice sphere is set. Anything can be used as long as it does not leak as much as possible. Examples of the material include glass, metal, ceramic, plastic, and the like. A cylindrical shape is usually used. Stainless steel or aluminum pipes are preferred because of the availability of materials. The inside should have as little friction as possible so that it can fire smoothly. One of the cylinders is left open, and the other is provided with an on-off valve directly or via an air introduction pipe.
[0019]
Further, in order to confirm whether the ice ball is set at a correct position, a sensor may be provided inside. This sensor may be anything that can detect an ice ball, such as a sensor that detects light or laser, a micro switch, or a sensor that detects the conductivity of water. This sensor may be provided outside and may be replaced with a sensor that measures the distance to the ice ball.
Moreover, if the hole which discharges the water from ice is provided, the effect of this invention will be higher.
[0020]
Furthermore, if the launch tube is at least partially below the diameter of the ice ball to be prepared and is slightly thinner than the diameter of the ice ball to be prepared, and the ice ball and the outlet of the gas introduction tube can contact the ice ball, the effect is further improved. Get higher.
[0021]
(Open / close valve)
The on-off valve 102 may be anything that opens and closes a gas flow path in order to instantaneously apply pressure to the space between the ice ball and the on-off valve, but an electromagnetic valve is preferable. The solenoid valve can open the flow path instantaneously by an input signal from a push button switch or the like.
[0022]
(Gas introduction pipe)
The gas introduction pipe 103 is a pipe that introduces gas into the space between the ice ball and the on-off valve. A material that does not leak or adsorb gas is good, and usually a metal, resin, or rubber tube is used. If necessary, a flexible tube may be used. The gas introduction tube may be formed integrally with the launch tube. Examples thereof are shown in FIGS. In this case, the portion where the gas flows between the ice ball and the on-off valve is the gas introduction tube, and the other portion is the launch tube. Furthermore, in order to be able to use the ice ball with a different diameter, the launch tube and the gas introduction tube are detachable from other common parts and can be exchanged with screws, as shown in FIGS. Also good.
[0023]
Further, even if the gas introduction pipe is gradually expanded, in the present invention, a part of the inner diameter of the gas introduction pipe is smaller than the inner diameter of the launch tube, and the ice ball is in contact with the gas introduction pipe. And the gas inlet tube must have a smaller diameter than the ice sphere.
[0024]
(Pressure adjustment valve)
The pressure regulating valve 104 is a valve that regulates the gas pressure in the space between the ice ball and the on-off valve, and is also called a regulator. The pressure of the supplied gas can be set to a desired pressure by turning a knob or sending a signal from the outside to change the pressure.
[0025]
(Gas storage tank)
The gas storage tank 105 may be provided as long as it is provided for stably sending gas to the space between the ice ball and the on-off valve, does not leak gas, and is not damaged by pressure. Usually, a metal or resin container is used.
[0026]
(Launch tube support device)
The launcher support device 106 is provided to support the launcher. The launch tube can be supported in either direction, but if it is supported upward, the ice ball is placed in the launch tube when the ice ball is placed in the launch port, and the ice ball is set in the launch tube. Cheap. Further, a rotating member may be attached so that the angle of the launch tube can be changed, and the angle may be different between when the ice ball is introduced and when it is launched. As a material, a general structural material can be used, and an iron or aluminum frame is usually used.
[0027]
(Speed measuring device)
The speed measuring device 107 is used for measuring the speed of the fired ice ball. The speed is calculated by measuring the time difference passing through two points having a predetermined distance with a normal light sensor or the like.
[0028]
[Example]
In the following, specific embodiments of testing devices and samples having the above-described configurations will be described by way of illustration and not limitation.
[0029]
(First embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a launch test apparatus according to the present embodiment, in which the launch port also serves as an introduction port. As the launch tube 201, a stainless steel pipe having an inner diameter of 25.5 mm, a thickness of 5 mm, and a length of 200 mm was used. As shown in FIG. 3, a gas introduction pipe 302 (a) having an inner diameter smaller than that of the launch cylinder is formed on one of the launch cylinders 301 by welding a metal member or the like, and a resin gas introduction pipe 302 (b) ( 203) was extended and connected to the on-off valve 202. As the on-off valve, an electromagnetic valve that opens and closes by turning ON / OFF the power supply of 100 V was used. A regulator 204 that can adjust the pressure provided with a pressure meter is connected to the opposite side of the opening / closing valve to which the firing cylinder is connected, and 0.6 MPa of compressed air can be supplied to the air introduction side of the regulator. did. The launcher, the on-off valve, and the regulator were fixed to the launcher support member 206 so that the opening of the launcher faced upward. The regulator setting is 0.19 MPa.
[0030]
In this configuration, a φ25 mm ice sphere is produced in a −10 ° C. environment with a commercially available environmental testing machine, etc., and the produced ice sphere is temporarily stored in a −4 ° C. environment and then introduced from the launch and introduction port. did.
[0031]
The ice ball 304 introduced from the launch / introduction port falls and is set on the gas introduction tube. Thereafter, the electromagnetic valve is opened by the switch 207, air pressure is applied to the ice ball, and then fired.
[0032]
Table 1 shows the results of comparison of the firing speed between the present embodiment and the conventional configuration. The standard requires 23.0 m / s ± 0.5%, but it was found that the speed of the present embodiment is more stable and the effect of the present invention is higher.
[0033]
[Table 1]
[0034]
In the present invention, since the ice sphere is in contact with the gas introduction tube, the ice sphere is fired when the gas pressure is stably applied to the ice sphere, so that it can be fired at a stable speed.
[0035]
In addition, since the inner diameter of the launch tube is prepared in a plurality of types according to the size of the ice ball and is made detachable by a joint member that does not leak gas, the launch tube and the gas introduction tube are replaced. Just by changing the size of the ice ball, you can test it.
[0036]
(Second embodiment)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of the firing test apparatus of the present embodiment, in which the introduction port is provided separately from the launch port. As the launch tube 401, a stainless steel pipe having an inner diameter of 25.5 mm, a thickness of 5 mm, and a length of 200 mm was used. As shown in FIG. 5, a screw was cut on one side of the launch tube 501 and a metal gas introduction tube 502 was attached. A resin gas introduction tube 403 is extended and attached to the tip of a metal gas introduction tube provided with an inlet 504 for introducing ice spheres and a lid 505 for closing when firing, and an opening / closing valve. 402. As the on-off valve, an electromagnetic valve that opens and closes by turning ON / OFF the power supply of 100 V was used. A metal gas storage tank 405 is provided on the opposite side of the on / off valve from which the firing tube is connected, and a regulator 404 having a pressure meter is connected to the metal gas storage tank 405. Compressed air can be supplied. The launcher, the on-off valve, the gas storage tank, and the regulator were fixed to the launcher support member 406. In addition, two optical fiber sensors 407 are provided in front of the launch tube, the sensor output is connected to an oscilloscope, signals are measured, and the passing time is measured to determine the speed.
[0037]
In this configuration, an ice ball having a diameter of 25 mm was produced in a -10 ° C. environment using a commercially available environment tester or the like, and the produced ice sphere was temporarily stored in a −4 ° C. environment and then placed in a launch tube.
[0038]
Thereafter, the electromagnetic valve is opened, air pressure is applied to the ice ball, and the backing plate fixed to the fixed holder is launched to the solar cell module that is metal. The dent of the solar cell module was on the extension line of the launch tube, and was able to be applied to the intended position at a speed within the standard.
[0039]
In addition, since the inner diameter of the launch tube is prepared in several types according to the size of the ice sphere, and the launch tube of the gas introduction tube is detachable with a screw, the ice tube can be replaced by simply replacing the launch tube. It is possible to test by changing the size of the sphere.
[0040]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of the firing test apparatus of the present invention. The configurations of the launch tube 601, the gas introduction tube 603, the on-off valve 602, the gas storage tank 605, and the regulator 604 are substantially the same as those of the second embodiment. The structure was the same, and the launcher was facing upward. In addition, as shown in FIG. 7, the launch tube 701 has a hole 703 for discharging water from which the ice ball has melted. It can be carried out. Further, as shown in FIG. 7B, when a valve that closes the hole when air pressure is applied is provided, the test can be performed more stably.
[0041]
(Fourth embodiment)
FIG. 16 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a launch test apparatus according to the present embodiment. An ice fixture 1604 is provided in a portion where ice is set in front of the gas introduction pipe inside the launch tube 1601, and other configurations are the same as those in the second embodiment. Also in this case, the effect of the present invention can be obtained, and further, ice can be reliably set in front of the gas introduction pipe inside the launcher, and even if it is turned sideways, it does not come out of the launcher.
[0042]
As shown in FIG. 17, the ice fixture may have a pin-like shape, for example, and may be provided with an electromagnet or a mechanism that makes the launch smooth by being retracted simultaneously with the launch with pressurized air.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the structure can directly apply pressure to the ice ball, the ice ball can be constantly fired at a prescribed speed, the efficiency of the test is increased, and the time is increased. Moreover, there is no waste in the number of samples.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a hail impact test apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a hail impact test apparatus according to a first embodiment.
FIG. 3 is a view showing a cross section of the launch tube of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a hail impact test apparatus according to a second embodiment.
FIG. 5 is a view showing a cross section of a launch tube of a second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a hail impact test apparatus according to a third embodiment.
FIG. 7 is a view showing a cross section of a launch tube of a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a cross section of an example of a launch tube of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an example of a launch tube of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of a launch tube of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a cross section of an example of a launch tube of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an example of a launch tube of the present invention.
FIG. 13 is a view showing a cross section of an example of a launch tube of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a conventional configuration.
FIG. 15 is a diagram showing an example of a launch tube in a conventional configuration. (A) Section (b) Front FIG. 16 is a view showing a section of a launch tube of a fourth embodiment.
FIG. 17 is a cross-sectional view of another launcher of the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701 Launch tube 102, 202, 402, 602, 702, 1402 On-off valve 103, 203, 302, 403, 502, 603, 702, 802, 902, 1002, 1102, 1202, 1302, 1602, 1702 Gas inlet pipe 104, 204, 404, 604, 1404 Pressure regulating valve 105, 405, 605, 1405 Gas Storage tank 106, 206, 406, 606 Launch support device 107, 407, 607, 1407 Speed measurement device 207 Open / close valve switch 303 Joint member 304, 503, 1203, 1503, 1603, 1703 Ice ball 409, 608, 1409 Pull support device 408, 609, 1408 Test sample 410 Elevation angle adjustment mechanism 504, 1606 Introduction port 411, 505, 1607 Introduction port lid 506, 1608 Cover guide 703 Drain hole 704 Valve 1502, 1604, 1704 Ice fixture operation 1705 Ice fixture operation Mechanism 1403 Pressure meter
