JP5601552B1 - 吹雪の発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】雪を気流に乗せることにより吹雪を模擬し試験体に向かって吹き出す際、連続的な試験を可能としつつ、試験体の高さ方向に亘って吹雪を均一に分布させることが可能な吹雪の発生装置を提供する。
【解決手段】雪を気流に乗せることより吹雪を模擬する吹雪の発生装置１００であって、雪を気流の進行方向に沿って吹き出す吹き出し口１０２が設けられ、吹き出し口１０２の外であって、気流の進行方向前方の所定位置に吹き出し口１０２に対向する対向面１０４が配置され、それにより、吹き出し口１０２から吹き出され、気流に乗って気流進行方向に沿って発生する吹雪が、対向面１０４に当って偏向され、対向面１０４の四方外方に向かって拡散する。
【選択図】図６

Description

本発明は、吹雪の発生装置に関し、より詳細には、雪を気流に乗せることにより吹雪を模擬する際、所望広範囲に亘って吹雪を分布させることが可能な吹雪の発生装置に関する。

従来から、完成モデルの車両を室内に置き、さまざまな自然環境・気象条件を設定し、車両への負荷をデータとして収集し、分析するための環境試験室が用いられている。
その一例として、環境試験室内で人工雪により吹雪を模擬して、吹雪を車両に向かって吹き出し、エンジンルーム内への雪の混入による不具合問題、足回り部品の凍結等の着氷問題に対処することが行われている。

このため、環境試験室は、車両が配置され、吹雪を車両に向かって吹き出すのに十分なスペースの風洞と、吹雪発生装置とを有する。
吹雪発生装置は、フレーク状の氷片を製造する製氷機と、製造されたフレーク状の氷片を所定粒径の氷粒に砕氷する砕氷機と、砕氷された所定粒径の氷粒により模擬された人工雪を風洞内に搬送する配管と、配管の先端に設置され、車両の前部に向かって吹き出す吹き出しノズルとを有する。
このような環境試験室によれば、吹雪発生装置を利用して、風洞内において、吹雪を車両に向かって吹き出すことにより、自然環境・気象条件を模擬した環境試験を行うことが可能である。

このとき、適正かつ有効な環境試験を行うには、自然状態の吹雪を模擬する必要があり、特に、吹雪の車両への付着性を再現する観点から、吹雪を構成する雪の温度および粒径、さらには試験に必要な雪の量の確保が重要である。
その一方で、車両を配置する風洞内において、車両と気流の吹き出し口との距離が短い（１ないし２メートル程度）という制約があり、この短い距離の間で自然状態の吹雪を模擬して、車両に吹き付ける必要がある。

しかしながら、図８に示すように、単に、吹き出しノズル１７０の背後からの気流Ｆに乗せて吹き出しノズル１７０から車両に向かって吹雪を吹き付けるのでは、そもそも、吹き出す吹雪Ｉは、気流Ｆ内の中央付近（図の略Ａ範囲）に集中してしまい、気流Ｆ内のＢ範囲まで拡散することがなく、自然界に発生する吹雪を再現することが困難であった。
この点、吹雪の発生原理として、水スプレー方式として、低温気流中に水を噴霧して、周囲温度により凍結させ、車両に吹き付けられる直前の空間中で吹雪を発生させるものがあった。
この原理では、試験に必要な雪の量の確保が困難であるとともに、吹雪の付着性を模擬できず、適正かつ有効な環境試験を行うことが困難である。

それに対して、たとえば、特許文献１には、デフレクター方式が開示され、この方式によれば、気流を発生させる先細吹き出しノズル内に開閉デフレクターを配置し、開閉デフレクターにより下流側に向かって流路面積を絞るようにされ、先細吹き出しノズルの天井に設けた雪落とし用シューターからの雪を利用して、先細吹き出しノズル内に発生させた渦巻状の乱流状態により雪が旋回浮遊することにより、吹雪の濃度分布を上下方向に均一にすることが可能である。
しかしながら、この原理によると、以下のような技術的問題点が存する。

第１に、車両と気流の吹き出し口との距離が短い制約下で、吹雪の広がりを所望に調整することが困難な点である。
より詳細には、デフレクター方式の場合、吹雪の広がりは、先細吹き出しノズルの吹き出し口の開口面積により制限されることから、通常は吹き出し口を大口径として、吹雪の広がりを確保せざるを得ず、この場合、吹雪の広がりを調整することは困難である。

第２に、雪が先細吹き出しノズル内に溜り、連続的な試験が困難となる点である。
より詳細には、雪落とし用シューターからの雪は、開閉デフレクターにより偏向されるが、雪が一部、吹雪として先細吹き出しノズルから外部に流出せずにノズルの底部に落下し、時間経過とともに溜り、いったん溜まった雪の山を除去する必要が生じ、試験の継続が困難となる。

第３に、車両の高さ方向に吹雪の所望の濃度レベル分布を実現するのが困難な点である。
より詳細には、吹き出しノズルから吹き出される氷粒は気流により車両に向かって搬送されるところ、静止車両に対して気流の速度を変えることにより、種々の速度で走行中の車両に対して吹雪が吹き出される状況を模擬している。この場合、気流の速度を変えることにより吹雪の濃度が自ずと変わってしまうのでは、適正な試験とならないので、吹雪の濃度を一定に維持する必要がある。
特に、道路に積もった雪の上を前方の車両が通過することにより吹雪が発生する場合には、車両の高さ方向の吹雪の濃度分布は、道路に近いほど高いことから、このような状況を模擬するとすれば、車両の高さ方向の吹雪の濃度分布を変える必要がある。
また、雪環境試験の対象には、車両に限らず、固定物の家屋、電柱等多種多様であり、その場合、自然界における吹雪の濃度分布は地表に近いほど濃いのが一般的であることから、このような場合にも吹雪の高さ方向の濃度分布を変える必要がある。
特許第２７３９７１６号

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、雪を気流に乗せることにより吹雪を模擬する際、所望広範囲に亘って吹雪を分布させることが可能な吹雪の発生装置を提供することにある。
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、雪を気流に乗せることにより吹雪を模擬し試験体に向かって吹き出す際、連続的な試験を可能としつつ、試験体の高さ方向に亘って吹雪を均一に分布させることが可能な吹雪の発生装置を提供することにある。
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、雪を気流に乗せることにより吹雪を模擬し車両に向かって吹き出す際、連続的な試験を可能としつつ、車両に到達するまでに、短い距離の間で車両の高さ方向に吹雪の所望の濃度分布を実現可能な吹雪の発生装置を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明の吹雪の発生装置は、
雪を気流に乗せることより吹雪を模擬する吹雪の発生装置であって、
雪を気流の進行方向に沿って吹き出す吹き出し口が設けられ、該吹き出し口の外であって、気流の進行方向前方の所定位置に該吹き出し口に対向する対向面が配置され、
それにより、前記吹き出し口から吹き出され、気流に乗って気流進行方向に沿って発生する吹雪が、対向面に当って偏向され、対向面の四方外方に向かって拡散する、構成としている。

以上の構成を有する吹雪の発生装置によれば、吹き出し口から吹き出された雪は気流に乗って、気流の進行方向に沿って吹雪として流れ、吹雪は、吹き出し口の外であって、気流の進行方向前方の所定位置に吹き出し口に対向するように配置された対向面に当り、従来のように、雪が吹き出し口に至るまでに溜り、吹雪の継続的な発生が困難になることなく、吹雪は対向面に沿って四方外方に向かって拡散し、拡散した吹雪は、さらに気流に沿って流れ、対向面の背後の領域にも吹雪が回り込むことになり、その際、気流の速度を調整することにより、吹雪の流れる空間分布を所望に広げることが可能となる。
なお、ここに『雪』とは、自然雪のように雪の結晶が重なり合っている雪片と、氷粒からなる人工雪のような雪粒子との両方を含む広義の意味を有し、『吹雪』とは、降雪による吹雪状態のみならず、このような雪片あるいは雪粒子が風あるいは車の通過等により移動する状況をも意味する広義の意味を有する。

また、吹雪は、試験体に向かって吹き出され、試験体に対して環境試験を行うのに用いられ、
吹雪が試験体に到達する際、吹雪の空間濃度分布がほぼ均一となるように、前記吹き出し口と試験体との間隔、および気流速度に応じて、前記対向面の大きさが定められるのがよい。
さらに、吹雪は、風洞内に配置された静止車両に向かって吹き出され、静止車両に対して環境試験を行うのに用いられ、
前記吹き出し口と車両との間隔が、１ないし３メートルであり、
吹雪が車両に到達する際、吹雪の空間濃度分布がほぼ均一となるように、前記吹き出し口と車両との間隔、および気流速度に応じて、前記対向面の大きさが定められるのがよい。

さらにまた、雪は、製氷された氷片を砕氷して氷粒とする人工雪であるのがよい。
加えて、雪は、所定湿度および所定温度の冷風を利用して生成される人工結晶雪でもよい。
また、雪は、自然雪を利用するのでもよい。
さらに、前記吹き出し口は、車両の高さ全体に亘ってカバーするように高さ方向に間隔を隔てて、複数設けられ、
各々の吹き出し口から吹き出される雪の量を互いに独立に調整可能とし、
車両の高さに応じて、吹雪の濃度分布を調整可能とするのがよい。

さらにまた、前記対向面は、平面状の点対称形状であり、気流の進行方向にほぼ直交する向きに配置され、その対称中心が前記吹き出し口の中心と重なるように配置されるのがよい。
加えて、前記対向面は、円形であるのがよい。
さらに、前記吹き出し口は、吹き出しノズルの先端に設けられ、前記対向面は、前記吹き出し口との間隔が調整可能に前記吹き出しノズルに取り付けられるのでもよい。

さらにまた、静止車両に向かって、所定風速の気流を吹き出すことにより、所定車速の走行車両を模擬する際、
所定速度の気流に対して、車両の前部において、車両の高さ方向に所望の吹雪濃度が達成されるように、前記各々の吹き出し口に対応する前記対向面を配置するのでもよい。

加えて、車両の高さ方向に下方ほど高濃度となるように、前記各々の吹き出し口に対応する前記対向面を配置するのがよい。
さらに、気流を吹き出す送風口が設けられ、該送風口から吹き出される気流の進行方向前方において、前記吹き出しノズルは、気流の進行方向に沿って配置され、前記送風口から吹き出される気流の帯域内に前記吹き出し口が設置されるのでもよい。

本発明の吹雪の発生装置により吹雪を模擬して、雪環境試験に利用する場合を例として、本発明の吹雪の発生装置を以下に詳細に説明する。
まず、雪環境試験システムについて説明すれば、図１に示すように、雪環境試験システム１０は、氷粒からなる人工雪を利用し、人工雪をその背後からの気流に乗せて吹雪を模擬して、試験供試体である車両Vに向かって吹き付けるように構成され、そのために、吹雪供給システム１２と、気流供給システム１４とを有する。
特に、氷粒の粒径および水分含有率が主な影響因子である所定の雪質を具備する吹雪を必要量用いて、車両Vに向かって連続的に吹き付ける際、車両Vの高さ全体に拡散し、場合により車両Vの高さ方向に所望の吹雪濃度分布を実現できるようにするために、所定の温度および湿度管理のもとで、人工雪として利用する氷粒群を試験直前に製造して迅速に供給することが要求される。

より具体的には、雪環境試験システム１０は、試験対象である車両Vを配置する風洞１６と、風洞１６の上部に配置された低温室１８、および低温室１８の上部に配置された製氷室２０とを有し、製氷室２０内には、製氷機２２が配置され、低温室１８内には、氷温安定化コンベア２４、砕氷機２６、ブロアー２８、冷却器３０、および人工雪の分配装置３４が配置され、風洞１６内には、湿雪装置３２、人工雪の吹き出しノズル３６、および吹雪捕集装置３８が配置され、概略的には、製氷室２０で製氷された氷片を低温室１８で砕氷して、氷粒化することにより人工雪を製造し、人工雪を風洞１６に向けて圧送して、風洞１６内において、湿雪化した人工雪を分配して、低温気流に乗せて吹雪化して、車両Vに向けて吹き付けるように構成している。

風洞１６は、開放タイプの回流型であり、測定対象である車両を設置する（開放型）測定室２００と、第１〜第４の４つの屈曲胴３０２、３０４、３０６、３０８（屈曲部）とを備えて平面視略長方形に形成されている。送風機２５で発生した気流は、第２拡散胴３１０、第３屈曲胴３０６、第４屈曲胴３０８、整流胴３１２(図２参照)、縮流胴３１４(図２参照)を経て、測定室３００に開口する吹出し口３１６(図２参照)から測定室に流入し、第１屈曲胴３０２、第２屈曲胴３０４の順に流れるようになっている。
送風機２５によって送風された気流は、いったん気流全体としての風速（動圧）を低下させて中間胴部における圧力（静圧）を上昇させた後、縮流胴３１４を通過させることで、測定するのに必要十分な風量（風速）の気流を吹出し口３１６から測定室３００に吹き出すことができるようにしている。

これにより、後に説明するように、製氷工程、砕氷工程、分離工程、湿雪工程を経て空気搬送される氷粒が、測定室３００内において、その背後からの気流に乗って車両に向かって吹雪として吹き付けられ、送風機２５により気流の風速を調整することにより、静止車両でありながら走行車両を模擬できるようにしている。
また、吹雪試験用の回流型風洞１６の場合、試験後の雪を分離回収するために、車両Ｖの下流に、別途雪補修装置３８を設けているが、いずれにせよ、雪の重力落下あるいは慣性効果により雪を分離させるのに、車両Ｖの下流に、敢えて気流を整流させない領域を設けている。

吹雪供給システム１２は、３系統設けられ、各系統において、砕氷機２６と吹き出しノズル３６とを接続する雪供給管４０、および風洞１６内の吸引口４２と砕氷機２６とを接続する空気ダクト４４が設けられ、雪供給管４０においては、砕氷機２６と吹き出しノズル３６との間に、人工雪の分配装置３４および湿雪装置３２がこの順に接続され、一方空気ダクト４４においては、風洞１６内の吸引口４２と砕氷機２６との間に、ブロワ２８、冷却器３０が接続される。
人工雪の分配装置３４を湿雪装置３２の上流側に設置するのは、人工雪の分配装置３４を下流側に設置すると、湿雪化した雪が分配装置３４に送られて、分配装置３４内に付着して、詰まりを生じることがあり、それを防止するためである。

製氷機２２は、フレーク状の氷片を製造するいわゆるリーマ式の製氷機２２であり、雪環境試験に用いる人工雪の全体必要量に応じて、クラック状氷片を製造する複数の製氷機２２のうちから任意台数を選択して、環境試験に用いる人工雪の必要量の変化に応じて、選択した製氷機２２により製氷することにより、製氷量を粗調整するとともに、環境試験に用いる人工雪の必要量の変化に対して、人工雪の必要量と粗調整された製氷量との差分に応じて、選択した製氷機２２それぞれにおいて、蒸発温度および／または水温および／またはリーマの回転数を調整することにより、製氷量を微調整する制御装置（図示せず）とを有する。

砕氷機２６は、主に、上部に配置されたロータリーフィーダー（図示せず）と、下部に配置された一対の破砕ドラム（図示せず）とからなり、氷温安定化コンベア２４により供給された氷片をロータリーフィーダーにより分量化して一対の破砕ドラムに供給し、一対の破砕ドラムにより破砕して、所定粒径の氷粒として雪供給管４０に供給するようにしている。

人工雪の分配装置３４は、雪供給管４０により搬送される人工雪を複数の分岐管（図示せず）に分配するのに用いられ、より具体的には、同じレベルの吹き出しノズル３６が車両Vの幅方向に複数設けられるように、各系統における雪供給管４０は、車両Vの幅方向に複数の分岐管に分岐され、各分岐管ごとに湿雪装置３２が設けられ、各分岐管の先端に、吹き出しノズル３６が設けられる。

人工雪の分配装置３４は、上流側端面および下流側端面それぞれが雪供給管４０の下流側端面および複数の分岐管それぞれの上流側端面と平行に配置された回転体（図示せず）と、回転体をその軸線方向を中心に所定回転速度で回転させる回転駆動部（図示せず）とを有し、回転体はその内部に、回転体を軸線方向に貫通する圧送流路（図示せず）を有し、圧送流路は、上流側端面に、雪供給管４０の下流側端面に設けられる流出開口（図示せず）に近接対向して非接触式に配置される取り入れ口（図示せず）を備え、下流側端面に、複数の分岐管それぞれの上流側端面に設けられる流入開口（図示せず）に近接対向して非接触式に配置される排出口（図示せず）とを備え、排出口は、回転体の回転による排出口の通過軌跡上に複数の分岐管それぞれの流入開口が位置するように設けられる。

湿雪装置３２は、雪供給管４０に連通するホットエア供給管（図示せず）を有し、ホットエア供給管は、その下流側端部に、雪供給管４０の延び方向の所定長さに亘って雪供給管４０の外周面全体を覆う環状スペースを形成するホットエア流入部（図示せず）を有し、環状スペースに覆われる雪供給管４０の外周面には、ホットエアの流入開口（図示せず）が均等に複数設けられ、それにより、雪供給管４０のホットエア流入部が付設される部位の下流側において、雪供給管４０内にエージングスペース（熱交換熟成領域）が形成され、そこにおいて湿雪化されるようにしている。

気流供給システム１４について、風洞１６は、循環スペースの一部に形成され、車両Vの前方から後方に向かって一方向に車両Vの車高に亘って吹雪を吹き付けるように構成される。具体的には、循環スペース内に設置された送風機２５により車両Vの前方から後方に向かって一方向に所定風速の気流を発生し、車両Vを通過して気流は冷却器３０により所定温度に冷却されて、送風機２５に戻され、再度気流を発生し、これを繰り返すようにしている。

吹雪の発生装置に関し、吹き出しノズル３６について、車両Vの前方所定距離の位置に、車両Vの車高に亘って高さ方向に所定間隔を隔てて、３機の吹雪の吹き出しノズル３６が配置され、各吹き出しノズル３６ごとに、供給する吹雪の濃度を調整可能にしている。車両Vの後方所定距離の位置には、雪捕集装置３８が配置され、雪捕集装置３８を通過した吹雪は、風洞１６内の吸引口４２を介して低温室１８内に配置されたブロアー２８により引かれ、冷却器３０により冷却され、砕氷機２６に戻され、製氷機２２により製氷され氷温安定化コンベア２４により砕氷機２６に供給され砕氷される氷粒と混合され、再び雪供給管４０を介して吹き出しノズル３６から吹雪を吹き出すのに利用されるようにしている。吹き出しノズル３６は、気流の進行方向に沿って配置され、送風機２５から吹き出される気流の帯域内に吹き出し口１０２が設置される。
この点、吹雪は、ブロアー２８による圧送空気により各吹き出しノズル３６から吹き出される雪が、送風機２５から吹き出される気流に乗って車両Vに向かって吹き付けられるところ、圧送空気の圧送速度は、雪供給管４０内での雪の詰まりを生じない限り、なるべく低速であるのが好ましく、吹雪の速度は、送風機２５から吹き出される気流により模擬するのが好ましい。
より詳細には、吹雪が拡散プレート７４（後に説明）により拡散されて車両Vに向かって吹き付けられる際、圧送空気の圧送速度が高いと、吹き出しノズル３６の部分の吹雪のみ吹雪の速度が高くなり、自然の吹雪から逸脱する一方、送風機２５から吹き出される気流の速度を変えることにより、拡散される吹雪全体の速度を一様に変動させることが可能であり、特に静止車両Ｖにより、走行車両を模擬する場合に、送風機２５から吹き出される気流の速度を変動させるのが有利である。

図２に示すように、各吹き出しノズル３６の前方には、拡散プレート７４が設けられ、吹き出しノズル３６から送風機からの低温気流に乗って車両Vに向かって吹き出される吹雪は、図３に示すように、拡散プレート７４に当って四方外方に拡散し、３機の吹雪の吹き出しノズル３６が互いに協働して、車両Vの前部において、車両Vの高さ方向に亘って、吹雪が分布するようにしている。
この点で、風洞１６は、いわゆる空力風洞１６でなく、簡易的な風洞１６とすることから、吹き出しノズル３６と車両Vの前部との距離は、約１メートルないし３メートルであるところ、この短い距離の間で、吹き出しノズル３６より吹き出す吹雪が、車両Vの前部において高さ全体に亘って拡散するようにしている。
なお、拡散プレート７４は、風速８０km/h以上、もしくは吹き出しノズル３６と車両Vの前部との距離は、約１メートルないし３メートルの場合に設ければよい。
吹き出し口１０２は、車両Ｖの高さ全体に亘ってカバーするように高さ方向に間隔を隔てて、複数設けられ、各々の吹き出し口１０２から吹き出される雪の量を互いに独立に調整可能とし、車両Ｖの高さに応じて、吹雪の濃度分布を調整可能とした。

拡散プレート７４の吹き出し口１０２に向く側には、対向面１０４が設けられ、対向面１０４は、吹き出し口１０２の外であって、気流の進行方向前方の所定位置に配置され、それにより、吹き出し口１０２から吹き出され、気流に乗って気流進行方向に沿って発生する吹雪が、対向面１０４に当って偏向され、対向面１０４の四方外方に向かって拡散するようにしてある。
吹雪は、風洞内に配置された静止車両に向かって吹き出され、静止車両に対して環境試験を行うのに用いられ、吹き出し口１０２と車両Ｖとの間隔Ｄが、１ないし３メートルであり、吹雪が車両Ｖに到達する際、吹雪の空間濃度分布がほぼ均一となるように、吹き出し口１０２と車両Ｖとの間隔Ｄ、および吹き出し口１０２背後からの気流速度に応じて、対向面１０４の大きさが定められる。

対向面１０４は、平面状の点対称形状であり、気流の進行方向にほぼ直交する向きに配置され、その対称中心が吹き出し口１０２の中心と重なるように配置される。
対向面１０４は、たとえば、円形であり、その径は、吹き出し口１０２の径と同じに設定している。

吹き出し口１０２は、吹き出しノズル３６の先端に設けられ、対向面１０４は、吹き出し口１０２との間隔ｄが調整可能に吹き出しノズル３６に取り付けられる。
より詳細には、図３（Ｂ）に示すように、拡散プレート７４は、取り付けの便宜から、吹き出しノズル３６まわりの雪供給管４０にＬ字部材１０８を介して取り付けている。より詳細には、Ｌ字部材１０８の一方の部分１０８Ａが吹き出しノズル３６まわりの雪供給管４０の鉛直部の側周面から前方に延び、かつＬ字部材１０８の他方の部分１０８Ｂが下方に延びるように鉛直部の側周面に固定し、Ｌ字部材１０８の他方の部分１０８Ｂの先端に、吹き出しノズル３６に対向するように拡散プレート７４を取り付けている。後に説明するように、吹き出しノズル３６と拡散プレート７４との間隔Ｄは、吹き出しノズル３６から吹き出された吹雪が拡散プレート７４に当って拡散する場合において、吹雪の拡散範囲に影響を与え得る。

より具体的には、ｄが大きいほど、吹雪の拡散範囲は狭く、ｄが小さいほど吹雪の拡散範囲は広い傾向にある。この点、拡散プレート７４により拡散される吹雪が、試験供試体である車両Ｖに達する際に、車両Ｖの高さ方向および幅方向全体に亘って広がっている必要があるところ、吹雪の拡散範囲は、吹き出しノズル３６の背後からの気流速度によっても影響を受ける。走行車両を模擬するために気流速度を変動させる際、それに応じて、同じ拡散プレート７４を用いて所望の拡散範囲を実現するために、間隔ｄを可変とすべく、Ｌ字部材１０８の一方の部分を伸縮自在とするのが好ましい。

静止車両Ｖに向かって、所定風速の気流を吹き出すことにより、所定車速の走行車両Ｖを模擬する際、所定速度の気流に対して、車両Ｖの前部において、車両Ｖの高さ方向に所望の吹雪濃度が達成されるように、各々の吹き出し口１０２に対応する対向面１０４を配置する。車両Ｖの高さ方向に下方ほど高濃度となるように、各々の吹き出し口１０２に対応する対向面１０４を配置してもよい。
また、雪量を上から下に向かって小、中、大に調整して噴射すれば、図４に示している自然界における吹雪中の雪密度とほぼ同じ雪密度の吹雪を再現可能である。

以上の構成を有する吹雪の発生装置１００について、その作用を以下に説明する。
まず、各系統において、製氷機２２によって製氷された氷片が砕氷機２６によって砕氷され、所定粒径の氷粒となり、雪供給管４０により気流により圧送され、分配装置３４により、複数の分岐管に分岐され、各分岐管において、湿雪装置３２によって所定の水分含有率を有する湿雪とされ、吹き出しノズル３６まで達する。
この場合、吹き出しノズル３６は、系統ごとに、車両の高さ方向に間隔を隔てて配置され、同じ系統の複数の吹き出しノズル３６は、車両Ｖの幅方向に間隔を隔てて配置されている。
一方、送風機２５から発生した気流は、第２拡散胴３１０、第３屈曲胴３０６、第４屈曲胴３０８、整流胴３１２、縮流胴３１４を経て、吹き出し口３１６から車両Ｖに向かって流れ、第１屈曲胴３０２および第２屈曲胴３０４を経て、送風機２５に戻され、回流するようにしている。
それぞれの吹き出しノズル３６において、吹き出し口１０２から吹き出された雪は気流に乗って、気流の進行方向に沿って吹雪として流れ、吹雪は、吹き出し口１０２の外であって、気流の進行方向前方の所定位置に吹き出し口１０２に対向するように配置された対向面１０４に当り、従来のように、雪が吹き出し口１０２に至るまでに溜り、吹雪の継続的な発生が困難になることなく、吹雪は対向面１０４に沿って四方外方に向かって拡散し、拡散した吹雪は、さらに気流に沿って流れ、対向面１０４の背後の領域にも吹雪が回り込むことになり、その際、気流の速度を調整することにより、吹雪の流れる空間分布を所望に広げることが可能となる。

以下に、吹き出しノズル３６から吹き出される吹雪が、試験体である車両の前部に到達するまでに、本願発明の拡散プレート７４によりどのように拡散するかについて、図を参照して説明する。
図５は、吹き出しノズル３６から吹き出される吹雪の拡散状態および濃度分布(もしくは吹雪強度分布)が、吹き出しノズル３６からの距離に応じてどのように変化するかを示す概念図である。

図５に示すように、吹き出しノズル３６から吹き出される吹雪が拡散プレート７４に当った直後は、吹雪の主流は、拡散プレート７４の斜め前方の円周方向に拡散する。なお、主流の向きは、本来吹き出しノズル３６だけの場合は、鉛直の円周方向への拡散となるが、風洞吹出風(車風速再現風速)の影響により、気流ベクトル的に斜め前方の円周方向への拡散となっている。そして、その拡散主流間の拡散プレート７４の背後の領域は、負圧気味となり、いずれの主流に対しても渦流れＶを生じ、その結果、吹き出しノズル３６からの距離が離れるにつれて、吹雪の主流が回り込んでいく。一方、吹雪の鉛直方向の濃度分布(もしくは吹雪強度分布)は、吹き出しノズル３６から吹き出される吹雪が拡散プレート７４に当った直後は、拡散プレート７４の斜め前方の円周方向において特に高く、吹き出しノズル３６からの距離が離れるにつれて、次第に鉛直方向に一様となっていく。

吹き出しノズル３６の背後から車風速を再現した低温気流が、走行車両を模擬すべく毎時２０ないし１００kmの場合、吹き出しノズル３６から１m 程度前方位置に車両を配置し、その位置において、自然界の吹雪の再現、すなわち雪の濃度（もしくは吹雪強度）を鉛直方向に一様に５０ないし５００ｋｇ／ｍ２ｈとするためには、一つの吹き出しノズル３６が示す吹雪状態範囲を考えて、全体の吹雪再現する面積に、適切に複数の吹き出しノズル３６を配設して全体としての吹雪状態を再現させる。

なお、吹雪の濃度分布が鉛直方向で異なる自然界のような場合（地表面が最も濃度が高く、高さ方向に段々と濃度が低下していく）には、各配設する吹き出しノズル３６への供給雪量を変えることと、配設する吹き出しノズル３６の適切な配置により、容易に雪の濃度（もしくは吹雪強度）の変化を再現させることができるのは言うまでもない。

吹き出しノズル３６を構成する考え方を以下に明記する。
吹き出しノズル３６内の気流速度は搬送する吹雪粒子がノズル内に雪の付着性で詰まらないように、１５m/s以上の風速で搬送することが重要である。また、吹き出しノズル３６出口部分の拡散プレート７４部分における風速も同様になるように拡散プレート７４と吹き出しノズル３６との間隔ｄを確保するようにしておく。そうしないと、拡散プレート７４に衝突した雪粒子が付着堆積して、鉛直方向への搬出ができなくなる。
なお、拡散プレート７４と吹き出しノズル３６との間隔ｄの考え方であるが、車風速（20〜100km/h）を再現した吹出口に設置する場合には、拡散プレート７４を出た主流気流は鉛直方向へ吹き出すように間隔ｄを設定する。そうすると、前記したように車風速気流と相まって、適当な前方方向への吹雪濃度の拡散を示すことになる。そのとき、拡散の程度を微調整するためには、拡散プレート７４と吹き出しノズル３６との間隔ｄを適当に変化させることも、吹き出しノズル３６の搬送風量を変化させることと共に可能な方法である。

吹き出しノズル３６の設置環境として、車風速ほどの早い風速環境ではない場合、吹き出しノズル３６の特性としてノズル内風速が１５m/s以上の早い風速があるため、拡散プレート７４直後の主流が鉛直方向に吹き出すことは拡散しすぎてしまい問題がある。その場合は、拡散プレート７４と吹き出しノズル３６との間隔ｄを極端に広くするようにすることにより、吹出後の吹雪濃度範囲を調節することができる。

また、吹雪の拡散範囲と吹雪の吹き出しまでの雪供給管４０内での雪粒子の付着とを考慮した場合、雪粒子と搬送空気との混合比が重要である。より詳細には、雪粒子の混合比が小さい場合には、雪供給管４０内での付着は起こりにくく、吹雪の拡散範囲は広がりやすく、一方雪粒子の混合比が大きい場合には、吹雪の拡散範囲は広がりにくく、雪供給管４０内での付着が起こりやすくなる傾向にある。
よって、湿雪化の程度（雪粒子に対する水分含有率）も考慮して、雪供給管４０内での雪粒子の付着が起こりにくい状態で、所望の吹雪の拡散範囲を得るように、混合比を設定することも考えられる。

以上のように、雪を気流に乗せることにより吹雪を模擬し車両に向かって吹き出す際、連続的な試験を可能としつつ、車両に到達するまでに、短い距離の間で車両の高さ方向に吹雪の所望の濃度分布を実現可能である。
なお、変形例として、図６および図７に示すように、吹雪供給システム１２を３系統設けずに、図７に示すように、単一系統として、それに応じて、拡散プレート７４を１機設けるのでもよい。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態において、図２および図３に示すように、吹き出し口１０２を風洞１６の縮流胴２１４の吹き出し口２１６の外部の車両Ｖ側に設置したが、それに限定されることなく、吹雪が対向面１０４に沿って四方外方に向かって拡散し、拡散した吹雪が、さらに気流に沿って流れ、対向面１０４の背後の領域にも吹雪が回り込むことにより、気流の速度調整を介して、吹雪の流れる空間分布を所望に広げることが可能である限り、風洞１６の縮流胴２１４内に設置してもよい。
たとえば、本実施形態において、雪は、製氷された氷片を砕氷して氷粒とする人工雪であるものとして、説明したが、それに限定されることなく、雪は、所定湿度および所定温度の冷風を利用して生成される人工結晶雪であってもよいし、自然雪であってもよい。

さらに、本実施形態において、拡散プレート７４の対称中心は、吹き出しノズル３６の中心と重なるように配置されるものとして説明したが、それに限定されることなく、たとえば、吹き出しノズル３６の設置レベルに応じて、拡散範囲を偏らせる必要がある場合には、対称中心を吹き出しノズル３６の中心からオフセット配置してもよい。
さらにまた、本実施形態において、吹雪の拡散用部材として、板状の拡散プレート７４として説明したが、それに限定されることなく、吹き出しノズル３６に対向する拡散面を具備する限り、板状でなくてもよい。

本発明の実施形態に係る吹雪の発生装置を配設する環境試験システムの全体概要図である。 本発明の実施形態に係る吹雪の発生装置の吹き出し部まわりを示す部分側面図である。 本発明の実施形態に係る吹雪の発生装置による吹雪の発生状態を示す図である。 自然界における吹雪中の雪密度の分布を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る吹雪の発生装置の吹き出し部まわりを示す部分側面図である。 本発明の実施形態に係る吹雪の発生装置を配設する環境試験システムの別の図である。 本発明の実施形態に係る吹雪の発生装置による吹雪の進展を示す図である。 従来の吹雪の発生装置による吹雪の発生状態を示す図３と同様な図である。

Ｖ 車両
Ｄ 吹き出し口１０２と車両Ｖとの間隔
ｄ 吹き出し口１０２と対向面１０４との間隔
１０ 雪環境試験システム
１２ 吹雪供給システム
１４ 気流供給システム
１６ 風洞
１８ 低温室
２０ 製氷室
２２ 製氷機
２４ 氷温安定化コンベア
２５ 送風機
２６ 砕氷機
２７
２８ ブロアー
３０ 冷却器
３２ 湿雪装置
３４ 分配装置
３６ 吹き出しノズル
３８ 吹雪捕集装置
４０ 雪供給管
４２ 吸引口
４４ 空気ダクト
７４ 拡散プレート
１００ 吹雪の発生装置
１０２ 吹き出し口
１０４ 対向面
１０８ Ｌ字部材
３００ 測定室
３０２ 第１屈曲胴
３０４ 第２屈曲胴
３０６ 第３屈曲胴
３０８ 第４屈曲胴
３１０ 第２拡散胴
３１２ 整流胴
３１４ 縮流胴
３１６ 吹き出し口

Claims (13)

1. 雪を気流に乗せることより吹雪を模擬する吹雪の発生装置であって、
   雪を気流の進行方向に沿って吹き出す吹き出し口が設けられ、該吹き出し口の外であって、気流の進行方向前方の所定位置に該吹き出し口に対向する対向面が配置され、該対向面には、開口が設けられず、
   それにより、前記吹き出し口から吹き出され、気流に乗って気流進行方向に沿って発生する吹雪が、対向面に当って偏向され、対向面の四方外方に向かって拡散する、ことを特徴とする吹雪の発生装置。
2. 吹雪は、試験体に向かって吹き出され、試験体に対して環境試験を行うのに用いられ、
   吹雪が試験体に到達する際、吹雪の空間濃度分布がほぼ均一となるように、前記吹き出し口と試験体との間隔、および気流速度に応じて、前記対向面の大きさが定められる、請求項１に記載の吹雪の発生装置。
3. 吹雪は、風洞内に配置された静止車両に向かって吹き出され、静止車両に対して環境試験を行うのに用いられ、
   前記吹き出し口と車両との間隔が、１ないし３メートルであり、
   吹雪が車両に到達する際、吹雪の空間濃度分布がほぼ均一となるように、前記吹き出し口と車両との間隔、および気流速度に応じて、前記対向面の大きさが定められる、請求項１に記載の吹雪の発生装置。
4. 雪は、製氷された氷片を砕氷して氷粒とする人工雪である、請求項３に記載の吹雪の発生装置。
5. 雪は、所定湿度および所定温度の冷風を利用して生成される人工結晶雪である、請求項３に記載の吹雪の発生装置。
6. 雪は、自然雪を利用する、請求項３に記載の吹雪の発生装置。
7. 前記吹き出し口は、車両の高さ全体に亘ってカバーするように高さ方向に間隔を隔てて、複数設けられ、
   各々の吹き出し口から吹き出される雪の量を互いに独立に調整可能とし、
   車両の高さに応じて、吹雪の濃度分布を調整可能とした、請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の吹雪の発生装置。
8. 前記対向面は、平面状の点対称形状であり、気流の進行方向にほぼ直交する向きに配置され、その対称中心が前記吹き出し口の中心と重なるように配置される、請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の吹雪の発生装置。
9. 前記対向面は、円形である、請求項８に記載の吹雪の発生装置。
10. 前記吹き出し口は、吹き出しノズルの先端に設けられ、前記対向面は、前記吹き出し口との間隔が調整可能に前記吹き出しノズルに取り付けられる、請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の吹雪の発生装置。
11. 静止車両に向かって、所定風速の気流を吹き出すことにより、所定車速の走行車両を模擬する際、
    所定速度の気流に対して、車両の前部において、車両の高さ方向に所望の吹雪濃度が達成されるように、前記各々の吹き出し口に対応する前記対向面を配置する、請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の吹雪の発生装置。
12. 車両の高さ方向に下方ほど高濃度となるように、前記各々の吹き出し口に対応する前記対向面を配置する、請求項１１に記載の吹雪の発生装置。
13. 気流を吹き出す送風口が設けられ、該送風口から吹き出される気流の進行方向前方において、前記吹き出しノズルは、気流の進行方向に沿って配置され、前記送風口から吹き出される気流の帯域内に前記吹き出し口が設置される、請求項１０に記載の吹雪の発生装置。

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