JP5885042B2 - 氷片の破砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、氷片の破砕装置に関し、より詳細には、破砕により生成される氷粒の粒径のばらつきを防止することが可能な氷片の破砕装置に関する。

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。

従来、砕氷機は、たとえば特許文献１に開示されているように、氷片を内部に投入する開口部を有するケーシングと、ケーシング内で、互いに平行に外周面を対向させて所定の間隔を隔てて配置され、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とを有し、一対の破砕ドラムは、一対の破砕ドラムの間の最狭部より上のスペースに、投入される氷片を受けることが可能なように配置され、それにより、開口部を通じてケーシング内部に投入された氷片は、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、上方から最狭部の向きに回転する一対の破砕ドラムにより、最狭部に向かって送られ、最狭部において、最狭部の間隔に応じて所定粒径に破砕され、下方に送られるようにしている。
しかしながら、従来の砕氷機には、一対の破砕ドラムのドラム軸がそれぞれ、ケーシングの対向する内表面によって回転可能に支持されることから、一対の破砕ドラムのドラム軸方向の端面とケーシングの内面との間に隙間が存在することに起因して、以下のような技術的問題が存する。
すなわち、砕氷機による破砕後の氷粒の粒径にばらつきが生じ、雪環境下の環境試験を行う場合に、環境試験の試験精度の低下を招き、あるいは効率的な試験の実施が困難となる点である。
より詳細には、破砕中、ケーシング内に投入された氷片は、一対の破砕ドラムの間において最狭部から上方に溜り、ドラム軸方向に移動して、破砕されずに一対の破砕ドラムの端面とケーシングの内表面との隙間から最狭部をバイパスしようとする。このため、砕氷機による破砕された所定粒径の氷粒に、破砕されない氷片が混入し、氷粒の粒径にばらつきが生じる。氷粒の粒径のばらつきは、人工雪の性質に影響を与えるため、環境試験の試験精度の低下を招き、このようなバイパスを防止するために、たとえばケーシング内に所定量の氷片をバッチ的に投入するとすれば、効率的な試験の実施が困難となる。
特開２００３−６５６４４号公報

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、破砕により生成される氷粒の粒径のばらつきを防止することが可能な氷片の破砕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、破砕により生成される氷粒を利用して、雪環境下の環境試験を行う場合に、環境試験の試験精度の低下を防止しつつ効率的な試験の実施を可能とする氷片の破砕装置を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明の氷片の破砕装置は、
氷片を内部に投入する投入開口部を有するケーシングと、
該ケーシング内で、互いに平行に外周面を対向させて所定の間隔を隔てて配置され、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、投入される氷片を受けることが可能なように配置された一対の破砕ドラムと、を有し、
該一対の破砕ドラムのドラム軸はそれぞれ、前記ケーシングの対向する内表面によって回転可能に支持され、
前記一対の破砕ドラムのドラム軸方向の各端部には、前記ケーシングの内表面と前記一対の破砕ドラムの対応する端面との間の隙間を塞ぐように、前記一対の破砕ドラムの間の前記最狭部まわりに配置されたバイパス防止板材が設けられ、
前記バイパス防止板材は、前記一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より下方に及ぶように、前記ケーシングの内表面と前記一対の破砕ドラムの対応する端面との間に挟み込まれるように配置され、
前記バイパス防止板材のドラム軸方向に直交する向きの長さは、前記ケーシングの下部に設けられる排出開口部のドラム軸方向に直交する向きの長さより、少なくとも長く設定され、
前記ケーシングの外部には、前記排出開口部に連通する、破砕した氷片を搬送するための搬送管が設けられる、構成としている。

本発明の氷片の破砕装置によれば、投入開口部を通じてケーシング内部に投入された氷片は、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、上方から最狭部の向きに回転する一対の破砕ドラムにより、最狭部に向かって送られ、最狭部において、所定粒径に破砕される。
破砕中、投入された氷片は、一対の破砕ドラムの間において最狭部から上方に溜るところ、一対の破砕ドラムのドラム軸はそれぞれ、ケーシングの対向する内表面によって回転可能に支持されることから、その一部が、ドラム軸方向に移動して、破砕されずに一対の破砕ドラムの端面とケーシングの内表面との隙間から最狭部をバイパスしようとするが、一対の破砕ドラムのドラム軸方向の各端部には、一対の破砕ドラムの端面それぞれとケーシングの対応する内表面との間の隙間を塞ぐように配置されたバイパス防止板材が設けられることから、このような氷片のバイパスを有効に防止し、以て、破砕されない氷片が混入することなしに氷粒径のばらつきの小さい人工雪を製造することが可能である。

また、前記バイパス防止板材は、前記一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より上に配置され、
前記バイパス防止板材は、前記隙間以上の板厚を有し、その側面部は、前記最狭部に向かって延びる逆三角形の形状を有し、
前記バイパス防止板材の上部に位置する底辺は、前記隙間の延び方向に沿う前記投入開口部の長さより長く設定されるのがよい。
さらに、前記バイパス防止板材は、前記一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より上で、前記ケーシングの対応する内表面に取り付けられるのでもよい。
さらにまた、前記バイパス防止板材の高さは、前記ケーシングの内部に投入される氷片の量と、前記一対の破砕ドラムの破砕処理量に応じて、決定されるのがよい。
加えて、前記バイパス防止板材の最上部のレベルは、前記一対の破砕ドラムの最上部のレベル以上に設定されるのがよい。

さらにまた、前記バイパス防止板材は、前記ケーシングの内表面と前記一対の破砕ドラムの対応する端面との間隔以上の厚みを有するポリウレタンエラストマー製であり、それにより、前記一対の破砕ドラムの回転とともに、前記バイパス防止板材の厚みが前記間隔に適合するようにされるのがよい。

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がよい。
加えて、氷片は前記投入開口部より連続的に前記ケーシング内に投入され、前記氷片の破砕装置により所定粒径に破砕された氷粒は、人工雪を模擬した環境試験に利用されるのでもよい。

本発明に係る氷片の破砕装置を用いて、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片の破砕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１参照)、縮流胴３１４(図１参照)を経て、測定室３００に開口する吹出し口３１６(図１参照)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。

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、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。

図２に示すように、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４６と、下部に配置された一対の破砕ドラム１０６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４６により分量化して一対の破砕ドラム１０６に供給し、一対の破砕ドラム１０６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。
氷片の破砕装置２６は、氷片を内部に投入する開口部１０２を有するケーシング１０４と、ケーシング１０４内に配置される一対の破砕ドラム１０６とを有する。

ロータリーフィーダー４６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（図示せず）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４６は、複数枚の回転羽根（図示せず）を放射状に配設したロータがケーシング１０４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、下側の排出口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、複数の回転羽根を、ケーシング１０４を介して支持されたロータリーシャフトを中心に放射状に配設し、隣設する回転羽根の間に粉粒体を詰めるためのロータポケットを形成しており、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を駆動するようしている。

図３および図４に示すように、一対の破砕ドラム１０６は、ケーシング１０４内で、互いに平行に外周面１０８を対向させて所定の間隔を隔てて配置され、上方から最狭部１１０に向かう向きに回転可能なように、ケーシング１０４の内表面１１６に対して非接触形態で支持される。
このために、図４に示すように、一対の破砕ドラム１０６の水平投影上の外輪郭とケーシング１０４の内表面１１６との間には、必然的に隙間が形成され、氷片が一対の破砕ドラム１０６に供給される際、氷片には最狭部１１０を通らずにこの隙間を介してバイパスしようとするものがある。特に、一対の破砕ドラム１０６の間において、最狭部１１０の上方にスパイラル式振り分けローラー（図示せず）が設けられる場合には、それにより、一対の破砕ドラム１０６の間の最狭部１１０より上のスペースに受けられる氷片は、一対の破砕ドラム１０６のドラム軸線方向に振り分けられるようにしている。このため、最狭部１１０より上のスペースに溜まる氷片は、ドラム軸線方向に均されるものの、一対の破砕ドラム１０６それぞれのドラム軸線方向の端面１１８とケーシング１０４の内表面１１６との間からよりバイパスしやすくなる。
一対の破砕ドラム１０６は、一対の破砕ドラム１０６の間の最狭部１１０より上のスペースに、投入される氷片を受けることが可能なように配置される。最狭部１１０の間隔は、氷片を破砕して氷粒にするのに必要な粒径がどれぐらいであるかにより決定される。

一対の破砕ドラム１０６は、高速回転の破砕ドラム１１１と、低速回転の送りドラム１１２とを有する。砕氷機は、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、両ドラムで氷片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１０４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片を最狭部１１０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１１１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１１２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片を砕氷化し、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を調節することにより調整する。

一対の破砕ドラム１０６により破砕された氷粒は、ケーシング１０４内に設けられた搬送管１７０により分配装置３４に向かって搬送されるようにしてある。
より詳細には、搬送管１７０は、ケーシング１０４内において、一対の破砕ドラム１０６の最狭部１１０の下方に、ドラム軸方向に延びる向きに形成され（図３において、表裏方向）、ケーシング１０４のドラム軸を回転可能に支持する両側面にはそれぞれ、搬送管１７０を密封可能に貫通する開口１７２が設けられる。
図４に示すように、搬送管１７０は、一対の破砕ドラム１０６それぞれの最狭部１１０より下方レベルの外周面１０８がその内壁面の一部を形成するように設けられる。より具体的には、搬送管１７０は、一対の破砕ドラム１０６の最狭部１１０に向かって、最狭部１１０より下方レベルの外周面１０８を覆うように下方から設けられる細長プレート１５０により、形成される。

細長プレート１５０は、断面が湾曲形状、たとえば半円状であり、搬送管１７０の閉断面は、細長プレート１５０が一対の破砕ドラム１０６それぞれの外周面を覆うことにより形成されるようにしている。
このように、一対の破砕ドラム１０６の外周面１０８を利用して、搬送管１７０を形成することにより、搬送管１７０を一対の破砕ドラム１０６の直下方に設けることが可能であり、それにより、ケーシング１０４内において、破砕された氷粒の及ぶ領域を制限することが可能であり、ケーシング１０４内での氷粒の付着のリスクを低減することができる。

図４ないし図５に示すように、一対の破砕ドラム１０６のドラム軸方向の各端部には、ケーシング１０４の内表面１１６と一対の破砕ドラム１０６の対応する端面１１８との間の隙間Ｃを塞ぐように、一対の破砕ドラム１０６の間の最狭部１１０より下に配置されたバイパス防止板材１２０が最狭部１１０まわりに設けられる。
両バイパス防止板材１２０は、その構造は同じであるので、一方について、以下説明する。

より詳細には、バイパス防止板材１２０は、線対称のプレート状であり、一対の破砕ドラム１０６の間の最狭部１１０より下方に及ぶように、プレート平面がケーシング１０４の内表面１１６および一対の破砕ドラム１０６の対応する端面１１８と当接する態様で、ケーシング１０４の内表面１１６と一対の破砕ドラム１０６の対応する端面１１８との間に挟み込まれるように配置される。

バイパス防止板材１２０は、ケーシング１０４の内表面１１６と一対の破砕ドラム１０６の対応する端面１１８との間隔以上の厚みを有する樹脂製、たとえばポリウレタンエラストマー製、あるいはフッ素樹脂であり、それにより、一対の破砕ドラム１０６の回転とともに、バイパス防止板材１２０の厚みが間隔に適合するようにされる。より詳細には、一対の破砕ドラム１０６の回転を通じて、時間経過とともに、端面１１８に当接するバイパス防止板材１２０の面が摩耗して、バイパス防止板材１２０の厚みがケーシング１０４の内表面１１６と一対の破砕ドラム１０６の対応する端面１１８との間隔と同じになり、これにより、バイパス防止板材１２０により隙間を完全に塞ぐことが可能である。
バイパス防止板材１２０は、開口部１６０を有し、開口部１６０が搬送管１７０に連通するように配置される。

より詳細には、図４に示すように、開口部１６０は、搬送管１７０の断面形状と一致するように、最狭部１１０に向かって上方に先細に形成され、これにより、一対の破砕ドラム１０６の最狭部１１０において破砕された氷粒は、そのまま下方に落下して、搬送管１７０内に受け入れられ、バイパス防止板材１２０の開口部１６０を介して、砕氷機２６の外部に搬送されるようにしている。

以上の構成を有する氷片の砕氷機２６の作用について、以下に説明する。
まず、各系統において、製氷機２２において製氷された氷片は、氷温安定化コンベア２４により搬送されて、氷片の砕氷機２６に送られる。
開口部１０２を通じてケーシング１０４内部に投入された氷片は、ロータリーフィーダー４６により分量化して受け入れられて、一対の破砕ドラム１０６に送られ、一対の破砕ドラム１０６の間の最狭部１１０より上のスペースに受けられ、上方から最狭部１１０の向きに回転する一対の破砕ドラム１０６により、最狭部１１０に向かって送られ、最狭部１１０において、所定粒径に破砕される。

破砕中、投入された氷片は、一対の破砕ドラム１０６の間において最狭部１１０から上方に溜り、スパイラル式振り分けローラーによりドラム軸方向に移動して、破砕されずに一対の破砕ドラム１０６の端面１１８とケーシング１０４の内表面１１６との隙間Ｃから最狭部１１０をバイパスしようとする。
しかしながら、一対の破砕ドラム１０６のドラム軸方向の各端部には、ケーシング１０４の内表面１１６と一対の破砕ドラム１０６の端面１１８との間の隙間Ｃを塞ぐように配置されたバイパス防止板材１２０が設けられることから、このような氷片のバイパスを有効に防止し、以て、破砕されない氷片が混入することなしに氷粒径のばらつきの小さい人工雪を製造することが可能である。

以上のようにして、氷片は、開口部１０２より連続的にケーシング１０４内に投入され、ロータリーフィーダー４６により分量化して受け入れられ、破砕ドラム１０６により所定粒径に破砕された氷粒は、最狭部１１０の直下方の搬送管１７０に受け入れられ、バイパス防止板材１２０の開口部１６０およびケーシング１０４の開口１７２を経て、砕氷機２６の外部に至り、圧送空気により雪供給管４０を介して搬送され、分配装置３４により複数の分岐管５８に分配され、各分岐管５８を通じてそれぞれの湿雪装置３２に送られ、そこで湿雪化され、さらに、車両の幅方向に間隔を隔てて配置された吹き出しノズル３６から吹雪を模擬して車両に向かって吹き付けられ、人工雪を模擬した環境試験に利用される。
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８に示すように、単一系統として、それに応じて、氷片の砕氷機２６を１機設けるのでもよい。

以上、本発明の氷片の砕氷機２６によれば、投入開口部１０２を通じてケーシング１０４内部に投入された氷片は、一対の破砕ドラム１０６の間の最狭部１１０より上のスペースに受けられ、上方から最狭部１１０の向きに回転する一対の破砕ドラム１０６により、最狭部１１０に向かって送られ、最狭部１１０において、所定粒径に破砕される。
破砕中、投入された氷片は、一対の破砕ドラム１０６の間において最狭部１１０から上方に溜るところ、一対の破砕ドラム１０６のドラム軸はそれぞれ、ケーシング１０４の対向する内表面１１６によって回転可能に支持されることから、その一部が、ドラム軸方向に移動して、破砕されずに一対の破砕ドラム１０６の端面１１８とケーシング１０４の内表面１１６との隙間から最狭部１１０をバイパスしようとするが、一対の破砕ドラム１０６のドラム軸方向の各端部には、一対の破砕ドラム１０６の端面１１８それぞれとケーシング１０４の対応する内表面１１６との間の隙間を塞ぐように配置されたバイパス防止板材１２０が設けられることから、このような氷片のバイパスを有効に防止し、以て、破砕されない氷片が混入することなしに氷粒径のばらつきの小さい人工雪を製造することが可能である。

変形例として、破砕した氷粒を砕氷機２６の外部に設ける搬送管１７０を介して搬送する場合には、図６に示すように、バイパス防止板材１２０の開口部１６０を設ける代わりに、ケーシング１０４の下部に排出開口部１７４を設ける必要がある。
この場合、バイパス防止板材１２０の形状は、たとえば矩形状でもよく、その幅、すなわち、バイパス防止板材１２０のドラム軸方向に直交する向きの長さＬ３は、ケーシング１０４の下部に設けられる排出開口部１７４のドラム軸方向に直交する向きＬ４の長さより、少なくとも長く設定する必要がある。

以下に、本発明の第２実施形態について、図７を参照しながら説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本実施形態の特徴部分は、バイパス防止板材１２０の一対の破砕ドラム１０６に対する上下位置関係にあり、第１実施形態においては、バイパス防止板材１２０は、一対の破砕ドラム１０６の最狭部１１０の下方に位置したが、本実施形態においては、バイパス防止板材１２０は、一対の破砕ドラム１０６の最狭部１１０の上方に位置するものとしている。
より詳細には、バイパス防止板材１２０は、隙間Ｃ以上の板厚を有し、その側面部１２２は、最狭部１１０に向かって延びる逆三角形の形状を有する。

より具体的には、逆三角形の形状は、下向きの略二等辺三角形状であり、２つの等辺は、破砕ドラム１０６の外周面１０８に倣う湾曲形状に形成してあるとともに、破砕ドラム１０６の外周面１０８と所定隙間で近接対峙するようにしてあり、逆三角形の下端部は、破砕ドラム１０６の最狭部１１０に向かうように配置されている。２つの等辺それぞれと対応する破砕ドラム１０６の外周面１０８との所定隙間は、破砕ドラム１０６の回転に支障のないように非接触が確保される限度で、なるべく狭いのが好ましい。
なお、バイパス防止板材１２０の下端部は、ほぼ水平にカットした形状に構成する場合もあるし、アールを付する場合もあり、必ずしも最狭部１１０の直前まで延ばす必要はない。

バイパス防止板材１２０の上部に位置する底辺１２４は、一対の破砕ドラム１０６それぞれの中心間距離Ｄより、長く設定され、より好ましくは、投入開口部１０２の幅より長く設定される。これにより、最狭部１１０より上のスペースに溜まる氷片が、一対の破砕ドラム１０６のドラム軸線と直交する向きに広がる領域は、一対の破砕ドラム１０６それぞれの中心間距離Ｄ以下であることから、一対の破砕ドラム１０６それぞれのドラム軸線方向の端面１１８とケーシング１０４の内表面１１６との間から氷片がバイパスするのを有効に防止することが可能である。
バイパス防止板材１２０の高さは、ケーシング１０４の内部に投入される氷片の量と、一対の破砕ドラム１０６の破砕処理量に応じて、決定されるが、図７に示すように、バイパス防止板材１２０の最上部のレベルは、一対の破砕ドラム１０６の最上部のレベル以上に設定されるのが好ましい。なお、バイパス防止板材１２０は、氷片のバイパスを防止できる限り、その材質に制約はなく、金属製、樹脂製でもよい。

以上のように、バイパス防止板材１２０は、隙間Ｃ以上の板厚を有し、その側面部１２２は、最狭部１１０に向かって延びる逆三角形の形状を有することから、このような氷片のバイパスを有効に防止し、以て、破砕されない氷片が混入することなしに氷粒径のばらつきの小さい人工雪を製造することが可能である。

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、第１実施形態において、一対の破砕ドラム１０６は、ケーシング１０４の開口部１０２から投入される氷片をロータリーフィーダー４６が受け入れるものとして説明したが、それに限定されることなく、パイパス防止部材１２０により氷片のバイパス防止が有効に作用する限り、一対の破砕ドラム１０６の下方にロータリーフィーダー４６を配置してもよい。
また、たとえば、第２実施形態において、バイパス防止板材１２０を別体のものとして説明したが、それに限定されることなく、氷片のバイパスを有効に防止可能である限り、バイパス防止板材１２０は、一対の破砕ドラム１０６の間の最狭部１１０より上で、ケーシング１０４の対応する内表面１１６に対して、たとえば内表面１１６から一対の破砕ドラム１０６の対応する端面１１８に向かって突出する盛り上がり部として形成するのでもよい。

本発明の第１実施形態に係る氷片の砕氷機２６を配設する環境試験システムの全体概要図である。 本発明の第１実施形態に係る氷片の砕氷機２６の構成図である。 本発明の第１実施形態に係る氷片の砕氷機２６の破砕原理を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る氷片の破砕部を下方から見た底面図である。 図４の破砕部における破砕ドラム１０６の支持部まわり拡大した図である。 本発明の変形例に係る氷片の砕氷機２６のパイパス板まわりを示す概略側面図である。 本発明の第２実施形態に係る氷片の砕氷機２６のパイパス板まわりを示す概略側面図である。 本発明の実施形態に係る氷片の砕氷機２６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
４６ ロータリーフィーダー
１０２ 開口部
１０４ ケーシング
１０６ 一対の破砕ドラム
１０８ 外周面
１１０ 最狭部
１１２ 送りドラム
１１６ 内表面
１１８ 端面
１２０ バイパス防止板材
１２２ 側面部
１２１ 等辺
１２４ 底辺
１５０ 細長プレート
１６０ 開口
１７０ 搬送管
１７２ 開口
１７４ 排出開口部
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 (8)

1. 氷片を内部に投入する投入開口部を有するケーシングと、
   該ケーシング内で、互いに平行に外周面を対向させて所定の間隔を隔てて配置され、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、投入される氷片を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受けることが可能なように配置された一対の破砕ドラムと、を有し、
   該一対の破砕ドラムのドラム軸はそれぞれ、前記ケーシングの対向する内表面によって回転可能に支持され、
   前記一対の破砕ドラムのドラム軸方向の各端部には、前記ケーシングの内表面と前記一対の破砕ドラムの対応する端面との間の隙間を塞ぐように、前記一対の破砕ドラムに亘って前記最狭部まわりに配置されたバイパス防止板材が設けられ、
   前記バイパス防止板材は、前記一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より下方に及ぶように、前記ケーシングの内表面と前記一対の破砕ドラムの対応する端面との間に挟み込まれるように配置され、
   前記一対の破砕ドラムにより破砕された氷片を排出する排出開口部が、排出開口部のドラム軸方向の中心線が前記最狭部の真下に位置するように、前記ケーシングの下部に設けられ、
   前記バイパス防止板材のドラム軸方向に直交し、かつ水平方向の長さは、前記排出開口部のドラム軸方向に直交する向きの長さより、少なくとも長く設定され、
   前記ケーシングの外部には、前記排出開口部に連通する、破砕した氷片を搬送するための搬送管が設けられる、
   ことを特徴とする氷片の破砕装置。
2. 前記バイパス防止板材は、前記一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より上に配置され、
   前記バイパス防止板材は、前記隙間以上の板厚を有し、その側面部は、前記最狭部に向か
   って延びる逆三角形の形状を有し、
   前記バイパス防止板材の上部に位置する底辺は、前記隙間の延び方向に沿う前記投入開口
   部の長さより長く設定される、請求項１に記載の氷片の破砕装置。
3. 前記バイパス防止板材は、前記一対の破砕ドラムの間の前記最狭部より上で、前記
   ケーシングの対応する内表面に取り付けられる、請求項２に記載の氷片の破砕装置。
4. 前記バイパス防止板材の高さは、前記ケーシングの内部に投入される氷片の量と、前記一
   対の破砕ドラムの破砕処理量に応じて、決定される、請求項２に記載の氷片の破砕装置。
5. 前記バイパス防止板材の最上部のレベルは、前記一対の破砕ドラムの最上部のレベル以上
   に設定される、請求項４に記載の氷片の破砕装置。
6. 前記バイパス防止板材は、前記ケーシングの内表面と前記一対の破砕ドラムの対応する端
   面との間隔以上の厚みを有するポリウレタンエラストマー製であり、それにより、前記一
   対の破砕ドラムの回転とともに、前記バイパス防止板材の厚みが前記間隔に適合するよう
   にされる、請求項１に記載の氷片の破砕装置。
7. 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に記載の氷片の破砕装置。
8. 氷片は前記投入開口部より連続的に前記ケーシング内に投入され、前記氷片の破砕装置に
   より所定粒径に破砕された氷粒は、人工雪を模擬した環境試験に利用される、請求項１に
   記載の氷片の破砕装置。

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