JP5776131B2 - 粉粒体の供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体の供給装置に関し、より詳細には、上方から投入される粉粒化すべき材料を破砕して粉粒体として下方に送る際、装置内部での粉粒体の付着および吹き上がりを防止することが可能な粉粒体の供給装置に関する。

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、フレーク状の氷を製造する製氷機と、製造されたフレーク状の氷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圧送配管と、圧送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。

従来、このような砕氷機としては、たとえば特許文献１に開示されているように、上部に投入口、下部に排出口を有するケ−シング内において、一対の破砕ドラムを上方、ロータリーフィーダーを下方に配置して、投入口からケーシング内に投入されるフレーク状の氷を一対の破砕ドラムにより破砕して、氷粒化するとともに下方に送り、ロータリーフィーダーにより氷粒を分量化して回転式に送り、排出口から排出した氷粒を圧送配管により空気圧送して、吹き出す吹き出しノズルから吹雪として吹き出すようにしていた。
しかしながら、このような砕氷機には、以下のような技術的問題が存する。
第１に、破砕により粒化された氷が破砕機の内面に付着し、所望量の氷粒の搬送が困難となる点である。より詳細には、ケ−シング内において、一対の破砕ドラムを収納する上部ハウジング部と、ロータリーフィーダーを収納する下部ハウジング部との間には、中間ハウジングが設けられ、この中間ハウジングの内部が氷粒の搬送路を構成するところ、氷粒が搬送路の内面に付着し、場合により搬送路を閉塞し、ロータリーフィーダーにより氷粒を送るのが困難となることがある。
第２に、特に圧送において、粒化された氷を気流を利用して圧送する場合に、気流が搬送路内を逆流して吹き上がり、同様にケ−シング内での所望量の氷粒の搬送が困難となったり、気流による圧送が間欠的となり、氷粒の連続的な搬送が困難となる点である。より詳細には、圧送配管内の気流は、ケーシング内より通常高圧であることから、排出口を通じて上方に逆流し、それにより氷粒の吹き上がりが生じたり、あるいは排出口を通じての氷粒の圧送配管への供給が間欠的となり、吹き出しノズルからの連続的な吹雪の供給が困難となる。これにより、雪環境試験において、精確な試験データを得るのが困難となる。
このような分配量のばらつきに関する技術的課題は、環境試験に用いる人工雪を生成するために氷を破砕して粒化する際、多数の氷粒が搬送路の内面に付着する場合に限られず、配合飼料、食品製造、医薬品製造あるいは鉱業等の諸分野において、粉粒体の調合や配合が必要となる際、粒化あるいは粉化すべき材料を上方から下方に搬送しながら、その途中で破砕して粒化あるいは粉化する場合に広く一般的に起こり得る技術的問題である。
特開２００３−１６０１０８号公報

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、上方から投入される粉粒化すべき材料を破砕して粉粒体として下方に送る際、装置内部での粉粒体の付着および吹き上がりを防止することが可能な粉粒体の供給装置を提供する。
本発明の目的は、雪環境試験において吹雪を模擬する際、上方から投入される氷を破砕して氷粒として下方に送り、空気圧送して吹雪として吹き出す際、装置内部での氷粒の付着および吹き上がりを防止しつつ、氷粉の連続的な空気圧送を可能にする粉粒体の供給装置を提供する。

上記課題を達成するために、本発明の粉粒体の供給装置は、
ロータリーシャフトが水平に配置され、上方から投入される粉粒化すべき材料を分量化して回転式に下方に供給するロータリーフィーダーと、
それぞれのドラム軸線が水平かつ互いに平行となるように、互いの外周面を対向させて所定の間隔を隔てて配置され、それぞれ上方から最狭部に向かう向きに回転可能である一対の破砕ドラムであって、該一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より上のスペースに、前記ロータリーフィーダーから供給される粉粒化すべき材料を受けることが可能なように、前記ロータリーフィーダーの下方に配置された一対の破砕ドラムと、
前記ロータリーフィーダーと前記一対の破砕ドラムとを内部に設けたケーシングとを有し、
該ケーシングは、前記ロータリーフィーダーの外周面との間に所定環状隙間を形成するように、前記ロータリーフィーダーを収納する上部ハウジング部と、前記一対の破砕ドラムそれぞれの前記最狭部と反対側の外周面との間に所定隙間を形成するように、前記一対の破砕ドラムを収納する下部ハウジング部とを有し、該上部ハウジング部の上部には、粉粒化すべき材料を投入する流入開口が設けられ、該下部ハウジング部の下部には、粉粒体を流出する流出開口が設けられ、
前記一対の破砕ドラムにより破砕された後の粉粒化された材料が、前記流出開口から前記ケーシング内に逆流しないように、前記ケーシング内において、前記ロータリフィーダーと前記一対の破砕ドラムとの間のスペースの圧力を前記下部ハウジング内の圧力より同圧以上とする、構成としている。

以上の構成を有する粉粒体の供給装置によれば、流入開口から投入された粉粒化すべき材料は、まずロータリーフィーダーにより分量化して回転式に下方に供給され、中間ハウジング部を介して、ロータリーフィーダーの下方に配置された一対の破砕ドラムの間の最狭部より上のスペースに、受けられ、一対の破砕ドラムの最狭部を通過する際、破砕されて粉粒化されるとともに、下方に送られ、流出開口より流出するようにしている。
このとき、ロータリーフィーダーを収納するケーシングの上部ハウジング部とロータリーフィーダーの外周面との間には、所定環状隙間が形成され、一方一対の破砕ドラムを収納するケーシングの下部ハウジング部と、一対の破砕ドラムそれぞれの最狭部と反対側の外周面との間には、所定隙間が形成されており、ロータリーフィーダーおよび一対の破砕ドラムをケーシング内で回転可能にしつつ、ロータリーフィーダーおよび一対の破砕ドラムそれぞれの回転により、粉粒化すべき材料あるいは粉粒体が上方へ戻るのを抑制している。
それとともに、ケーシング内で一対の破砕ドラムをロータリーフィーダーの下方に配置し、ケーシング内において、ロータリフィーダーと一対の破砕ドラムとの間のスペースの圧力を下部ハウジング内の圧力より同圧以上とすることにより、ケーシング内で材料が粉粒化されているケーシング内の領域を一対の破砕ドラムから流出開口に至る部分に制限するとともに、圧送管内の気流が流出開口からケーシング内に逆流しないようにすることが可能となり、粉粒化すべき材料を上方から下方に向けて送り、破砕して粉粒化する際、たとえば、ケーシング内で一対の破砕ドラムとロータリーフィーダーとの間の流路が閉塞されて、搬送不能となったり、粉粒体の流出開口から上方への逆流、あるいは流路が閉塞されないとしても、所望量の粉粒体の搬送が困難となったりするのを未然に防止することが可能である。

また、前記流出開口に連通するように、前記一対の破砕ドラムの下方に配置される圧送管がさらに設けられ、該圧送管内において、粉粒体が気流により圧送されるようにしているのでもよい。
さらにまた、前記圧送管の前記流出開口より上流側部位と前記スペースとを連通可能に接続する分岐管をさらに有し、前記分岐管には、昇圧ポンプが設けられ、それにより前記分岐管により前記スペース内に送られる気流を前記圧送管内を流れる気流より高圧とするのでもよい。
加えて、前記分岐管は、昇圧された気流が前記スペース内において下方に向くように、前記スペースに相当する前記ケーシングの部分に接続されるのでもよい。

また、粉粒化すべき材料は、氷であり、前記一対の破砕ドラムにより破砕されて氷粒状の人工雪とされ、該圧送管の下流側端部には、吹雪の吹き出しノズルが設けられるのでもよい。
さらに、粉粒化すべき材料は、前記流入開口から連続的に投入され、粉粒体は前記圧送管により連続的に圧送され、前記吹き出しノズルより吹雪が連続的に吹き出されるのでもよい。
さらにまた、前記一対の破砕ドラムは、高速回転の破砕ドラムと、低速回転の送りドラムとを有するのでもよい。
加えて、前記一対の破砕ドラムの間において、前記最狭部の上方にスパイラル式振り分けローラーがさらに設けられるのでもよい。

さらに、前記上部ハウジングは、水平方向に延びる円筒状であり、前記下部ハウジングは、それぞれ水平方向に延びる円筒が、互いの中心間距離をそれぞれの半径の和よりも小さい状態で連結されることにより構成されるのでもよい。

本発明に係る氷粒の供給装置を用いて、人工雪を生成し、それを用いて車両を対象に雪環境試験を行う場合を例に、以下に図面を参照して氷粒の供給装置の実施形態を詳細に説明する。
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３００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３００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。
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。

粉粒体の供給装置を構成する破砕装置２６について説明すれば、粉粒体の供給装置２６は、ロータリーフィーダー１０２と、ロータリーフィーダー１０２の下方に配置された一対の破砕ドラム１０４と、ロータリーフィーダー１０２と一対の破砕ドラム１０４とを内部に設けたケーシング１０６と、一対の破砕ドラム１０４の下方に配置される圧送管１０７とから概略構成されており、圧送管１０７は、雪供給管４０に連通接続されている。

ロータリーフィーダー１０２は、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、ロータリーシャフト１０８が水平に配置され、上方から投入される粉粒化すべき材料を分量化して回転式に下方に供給するように構成される。
より詳細には、ロータリーフィーダー１０２は、複数枚の回転羽根１１０を放射状に配設したロータがケーシング１０６内で回転する際、ホッパー等から落下する粉粒体を隣設する羽根間にためて回転し、下側の流出開口１１３から落とすようにしている。より具体的には、ロータにおいて、複数の回転羽根１１０を、ケーシング１０６を介して支持されたロータリーシャフト１０８を中心に放射状に配設し、隣設する回転羽根１１０の間に粉粒体を詰めるためのロータポケット１１１を形成しており、たとえば、駆動モータ（図示せず）によりロータリーシャフト１０８を駆動するようしている。

一対の破砕ドラム１０４は、高速回転の破砕ドラム１０４Ａと、低速回転の送りドラム１０４Ｂとを有し、それぞれのドラム軸線が水平かつ互いに平行となるように、互いの外周面を対向させて所定の間隔を隔てて配置され、それぞれ上方から最狭部１１２に向かう向きに回転可能であるようにしている。一対の破砕ドラム１０４は、一対の破砕ドラム１０４の間の最狭部１１２より上のスペースに、ロータリーフィーダー１０２から供給される粉粒化すべき材料を受けることが可能なように、ロータリーフィーダー１０２の下方に配置される。
さらに、一対の破砕ドラム１０４の間において、最狭部１１２の上方にスパイラル式振り分けローラー（図示せず）が設けられ、それにより、一対の破砕ドラム１０４の間の最狭部１１２より上のスペースに受けられる氷は、一対の破砕ドラム１０４のドラム軸線方向に振り分けられるようにしている。

砕氷機は、従来既知のタイプであり、両ドラムで氷をクラッシュして人工雪とするようにしてあり、砕氷機のケーシング内に設けた一対のドラムについて、各ドラムの外周には、三角錐状の突歯が円周方向に形成された突歯列をドラムの回転軸線方向全体に亘って複数列形成してある。各ドラムは、たとえば、駆動モータ（図示せず）によって反対方向に回転させられ、ドラム間に落下させられた氷を最狭部において破砕して人工雪を形成するようにしている。
突歯は、三角錐の底面が二等辺三角形をなし、長辺からなる二等辺がドラム円周方向に、短辺がドラムの円周方向と直角をなすように、ドラムの外周面上に形成されている。特に、短辺と三角錐の頂点が形成する三角形状の切削面は、回転方向に対して例えば６°程度後退させてドラムの外周面に形成されるのが好ましい。
これらの三角錐形状の突歯が、ドラムの外周面上で連設されて突歯列を形成し、一方の破砕ドラムにおいて、突歯列は、ドラムの回転軸線方向に互いに数ｍｍの間隔を開けて複数列形成され、同様の構造をした送りドラムとで一対をなし、互いに反対方向に同期回転することでフレーク状氷を砕氷化し、人工雪を生成する。なお、人工雪の大きさ、すなわち砕氷して形成される氷粒の大きさは、両ドラム間のクリアランスαを調節することにより調整する。

ケーシング１０６は、上部ハウジング部１１６、下部ハウジング部１１８および両ハウジング部を接続する中間ハウジング部１２０を有する。上部ハウジング部１１６は、水平方向に延びる円筒状であり、下部ハウジング部１１８は、それぞれ水平方向に延びる円筒が、互いの中心間距離をそれぞれの半径の和よりも小さい状態で連結されることにより構成され、中間ハウジング部１２０は、上部ハウジング部１１６の円筒部の下開口と、下部ハウジング部１１８の双子状の円筒部の上開口との間を上下方向に延びる。
上部ハウジング部１１６は、ロータリーフィーダー１０２の外周面との間に所定環状隙間１２２を形成するように、ロータリーフィーダー１０２を収納し、下部ハウジング部１１８は、一対の破砕ドラム１０４それぞれの最狭部１１２と反対側の外周面との間に所定隙間を形成するように、一対の破砕ドラム１０４を収納し、中間ハウジング部１２０は、上部ハウジング部１１６と下部ハウジング部１１８との間に、ロータリーフィーダー１０２より供給された粉粒化すべき材料を下方に案内するようにしている。

上部ハウジング部１１６の上部には、粉粒化すべき材料を投入する流入開口１１５が設けられ、下部ハウジング部１１８の下部には、粉粒体を流出する流出開口１１３が設けられる。
圧送管１０７は、流出開口１１３に連通するように、一対の破砕ドラム１０４の下方に配置され、圧送管１０７内において、粉粒体が気流により圧送されるようにしている。
粉粒化すべき材料は、氷であり、一対の破砕ドラム１０４により破砕されて氷粒状の人工雪とされ、圧送管１０７の下流側端部には、吹雪の吹き出しノズル３６が設けられ、粉粒化すべき氷は、流入開口１１５から連続的に投入され、粉粒体である氷粒は圧送管１０７により連続的に圧送され、分配装置３４により分配され、分配された氷粒は、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より吹雪が連続的に吹き出されるようにしている。
圧送管１０７内の気流が流出開口１１３からケーシング１０６内に逆流することにより、破砕後の氷粒が上方に逆流しないように、中間ハウジング部１２０内の圧力を下部ハウジング部１１８内の圧力より高圧とするようにしている。そのための構成としては、圧送管１０７の流出開口１１３より上流側部位と中間ハウジング部１２０とを連通可能に接続する分岐管１２２をさらに有し、分岐管１２２には、昇圧ポンプ１２４が設けられ、それにより分岐管１２２により中間ハウジング部１２０内に送られる気流を圧送管１０７内を流れる気流より高圧としている。
図２において、Ｂ方向に流れる気流Ｐ２は、高圧気体流入口１３１がある中間ハウジング部１２０からロータリーフィーダ１０２を通過して流入開口１１５より逆流しようとするが、気流中に砕氷機によって形成された人工雪を含まないので、逆流しても不具合を生じさせるものでない。このようなＢ方向の流れをなるべく生じさせず、主流をＡ方向の下方の流れとする場合には、昇圧された気流が中間ハウジング部１２０内において下方に向くように、分岐管１２２を中間ハウジング部１２０に対して接続すればよい。
なお、破砕後の氷粒の上方への逆流を防止する観点からは、中間ハウジング部１２０内の圧力を下部ハウジング部１１８内の圧力より同圧以上とすれば十分であり、必ずしも昇圧ポンプ１２４を設ける必要はない。

以上の構成を有する粉粒体の供給装置１００による作用を以下に説明する。
まず、各系統において、製氷機１２２によって製氷された氷は、氷温安定化コンベア２４により供給装置２６の流入開口１１５まで搬送される。
次いで、流入開口１１５から投入された粉粒化すべき材料である氷は、まずロータリーフィーダー１０２により分量化して回転式に下方に供給され、中間ハウジング部１２０を介して、ロータリーフィーダー１０２の下方に配置された一対の破砕ドラム１０４の間の最狭部１１２より上のスペースに、受けられ、一対の破砕ドラム１０４の最狭部１１２を通過する際、破砕されて粉粒化されて氷粒となるとともに、下方に送られ、流出開口１１３より流出するようにしている。
このとき、ロータリーフィーダー１０２を収納するケーシング１０６の上部ハウジング部１１６とロータリーフィーダー１０２の外周面との間には、所定環状隙間１２２が形成され、一方一対の破砕ドラム１０４を収納するケーシング１０６の下部ハウジング部１１８と、一対の破砕ドラム１０４それぞれの最狭部１１２と反対側の外周面との間には、所定隙間が形成されており、ロータリーフィーダー１０２および一対の破砕ドラム１０４をケーシング１０６内で回転可能にしつつ、ロータリーフィーダー１０２および一対の破砕ドラム１０４それぞれの回転により、粉粒化すべき材料あるいは粉粒体が上方へ戻るのを抑制している。

それとともに、ケーシング１０６内で一対の破砕ドラム１０４をロータリーフィーダー１０２の下方に配置し、ケーシング１０６内において、ロータリフィーダー１０２と一対の破砕ドラム１０４との間のスペースの圧力を下部ハウジング内の圧力より同圧以上とすることにより、ケーシング１０６内で材料が粉粒化されているケーシング１０６内の領域を一対の破砕ドラム１０４から流出開口１１３に至る部分に制限するとともに、圧送管１０７の気流が流出開口１１３からケーシング１０６内に逆流しないようにすることが可能となり、粉粒化すべき材料を上方から下方に向けて中間ハウジング部１２０を介して送り、破砕して粉粒化する際、中間ハウジング部１２０を通過する材料は未だ粉粒化されていないので、中間ハウジング部１２０の内面に対する粉粒体の付着を防止することが可能であり、それにより粉粒体の付着に起因して中間ハウジング部１２０内の流路が閉塞されて、粉粒体の搬送不能となったり、あるいは流路が閉塞されないとしても、所望量の粉粒体の搬送が困難となったりするのを未然に防止することが可能である。
以上のように、各系統において、製氷機１２２によって製氷された氷が砕氷機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により分配された後、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、さらに雪供給管４０により、試験体である車両Ｖに向けて気流により圧送される。
より具体的には、各系統において、それぞれの分岐管５８の先端の吹き出しノズル３６から分配された湿雪が吹き出され、吹き出しノズル３６の背後からの送風に乗せて車両に向かって吹雪として吹き付けられる。
このように、雪環境試験において吹雪を模擬する際、上方から投入される氷を破砕して氷粒として下方に送り、空気圧送して吹雪として吹き出す際、供給装置内部での氷粒の付着および吹き上がりを防止しつつ、氷粉の連続的な空気圧送が可能となる。
なお、変形例として、図１に示すように、吹雪供給システム１２を３系統設けずに、図３に示すように、単一系統として、それに応じて、粉粒体の供給装置１００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、上部ハウジング部と下部ハウジング部との間に、ロータリーフィーダーより供給された粉粒化すべき材料を一対の破砕ドラムの間の最狭部より上のスペースに向けて下方に案内する中間ハウジング部を有するものとして説明したが、それに限定されることなく、ケーシング内で、ロータリーフィーダーを上方、一対の破砕ドラムを下方に配置するとともに、ロータリーフィーダーと一対の破砕ドラムとの間のスペース内の圧力が下部ハウジング内の圧力より同圧以上として、ケーシング内で破砕あるいは粉粒化した領域を制限するとともに、下部ハウジングの流出開口から逆流を防止することが可能である限り、このような中間ハウジング部を省略してもよい。
たとえば、本実施形態において、粉体の供給装置により破砕した氷粒を搬送空気を利用して圧送する場合として説明したが、それに限定されることなく、上方から投入される粉粒化すべき材料を破砕して粉粒体として下方に送る際、ケーシング内で、ロータリーフィーダーを上方、一対の破砕ドラムを下方に配置することにより、搬送空気を利用して圧送せずに、そのまま重力落下により搬送してもよい。
たとえば、本実施形態において、粉粒化すべき材料として氷を対象として、氷を破砕して氷粒として圧送し、環境試験システムにおいて吹雪を模擬するのに利用する場合として説明したが、それに限定されることなく、材料を粉粒化する際、粉粒体の供給によりハウジング内の目詰まりを生じ得る限り、どのような材料でもよい。

本発明の実施形態に係る粉粒体の供給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粉粒体の供給装置の内部を示す図である。 本発明の実施形態に係る粉粒体の供給装置を配設する環境試験システムの別の図である。

Ｖ 車両
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
２６ 砕氷機
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
１００ 粉粒体の供給装置
１０２ ロータリーフィーダー
１０４ 一対の破砕ドラム
１０６ ケーシング
１０７ 圧送管
１０８ ロータリーシャフト
１１２ 最狭部
１１３ 流出開口
１１５ 流入開口
１１６ 上部ハウジング部
１１８ 下部ハウジング部
１２０ 中間ハウジング部
１２２ 環状隙間
１３１ 高圧気体流入口
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 (7)

1. ロータリーシャフトが水平に配置され、上方から投入される粉粒化すべき材料を分量化し
   て回転式に下方に供給するロータリーフィーダーと、
   それぞれのドラム軸線が水平かつ互いに平行となるように、互いの外周面を対向させて所
   定の間隔を隔てて配置され、それぞれ上方から最狭部に向かう向きに回転可能である一対
   の破砕ドラムであって、該一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より上のスペースに、前記
   ロータリーフィーダーから供給される粉粒化すべき材料を受けることが可能なように、前
   記ロータリーフィーダーの下方に配置された一対の破砕ドラムと、
   前記ロータリーフィーダーと前記一対の破砕ドラムとを内部に設けたケーシングとを有し
   、
   該ケーシングは、前記ロータリーフィーダーの外周面との間に所定環状隙間を形成するよ
   うに、前記ロータリーフィーダーを収納する上部ハウジング部と、前記一対の破砕ドラム
   それぞれの前記最狭部と反対側の外周面との間に所定隙間を形成するように、前記一対の
   破砕ドラムを収納する下部ハウジング部とを有し、該上部ハウジング部の上部には、粉粒
   化すべき材料を投入する流入開口が設けられ、該下部ハウジング部の下部には、粉粒体を
   流出する流出開口が設けられ、
   前記一対の破砕ドラムにより破砕された後の粉粒化された材料が、前記流出開口から前記
   ケーシング内に逆流しないように、前記ケーシング内において、前記ロータリフィーダー
   と前記一対の破砕ドラムとの間のスペースの圧力を前記下部ハウジング内の圧力より同圧
   以上とし、
   さらに、前記流出開口に連通するように、前記一対の破砕ドラムの下方に配置される圧送
   管が設けられ、該圧送管内において、粉粒体が気流により圧送されるようにし、
   粉粒化すべき材料は、前記流入開口から連続的に投入され、粉粒体は前記圧送管により連
   続的に圧送される、
   ことを特徴とする粉粒体の供給装置。
2. 前記圧送管の前記流出開口より上流側部位と前記スペースとを連通可能に接続する
   分岐管をさらに有し、前記分岐管には、昇圧ポンプが設けられ、それにより前記分岐管に
   より前記スペース内に送られる気流を前記圧送管内を流れる気流より高圧とする、請求項
   １に記載の粉粒体の供給装置。
3. 前記分岐管は、昇圧された気流が前記スペース内において下方に向くように、前記スペー
   スに相当する前記ケーシングの部分に接続される、請求項２に記載の粉粒体の供給装置。
4. 粉粒化すべき材料は、氷であり、前記一対の破砕ドラムにより破砕されて氷粒状の人工雪
   とされ、該圧送管の下流側端部には、吹雪の吹き出しノズルが設けられる、請求項２また
   は３に記載の粉粒体の供給装置。
5. 前記一対の破砕ドラムは、高速回転の破砕ドラムと、低速回転の送りドラムとを有する請
   求項１に記載の粉粒体の供給装置。
6. さらに、前記一対の破砕ドラムの間において、前記最狭部の上方にスパイラル式振り分け
   ローラーが設けられる、請求項１に記載の粉粒体の供給装置。
7. 前記上部ハウジングは、水平方向に延びる円筒状であり、前記下部ハウジングは、それぞ
   れ水平方向に延びる円筒が、互いの中心間距離をそれぞれの半径の和よりも小さい状態で
   連結されることにより構成される、請求項１に記載の粉粒体の供給装置。

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