JP6459095B2 - 吹雪用吹き出しノズル - Google Patents

Description

本発明は、湿雪の生成方法、湿雪の生成装置、および吹雪用吹き出しノズルに関し、より詳細には、流路を利用して気流に乗せて乾雪を搬送する際、乾雪それぞれを、流路の内面に付着させることなく、効率的に所望の含水率の湿雪として流路から流出させることを可能とする湿雪の生成方法、湿雪の生成装置、および吹雪用吹き出しノズルに関する。

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とともに、雪質として、水分含有率を調整することにより、所望の湿雪を生成することが重要である。
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。

この点、従来の吹雪発生装置は、特許文献１に開示されているように、吹雪を車両に向かって吹き出すまでに人工雪が装置内部に付着するのを防止する観点から、ドライ状の乾雪を吹き出し、車両に達するまでに装置外部で湿雪化していた。
より詳細には、図８に示すように、風洞内の送風口１２０の前方に設置する吹き出し口１２２と、車両との間に、水を噴射する水噴射ノズル１２４を設け、吹き出し口１２２から吹き出され、送風口１２０からの低温気流１２１により模擬されるドライ状態の吹雪１２３に対して、水噴射ノズル１２４から水を噴射して、湿雪化していた。

しかしながら、このような湿雪化技術には、以下のような技術的問題点が存する。
第１に、吹雪全体の水分含有率は、自然状態の湿雪と同等であるとしても、吹雪を構成する乾雪の中には、濡れ過ぎのもの、濡れ不足のもの様々であり、個々の乾雪自体が湿雪化されているわけでない。
第２に、吹雪を構成する乾雪は、その表面が噴射された水により濡れるだけであり、自然状態の湿雪とは、その性質が異なる。
以上から、従来の湿雪化技術では、自然状態の湿雪を模擬できないので、湿雪状吹雪による車両への付着性を評価する場合等に、適正かつ精確な環境試験を行うのは困難である。

この点、特許文献２は、湿雪化技術として、流路内で所定速度以上の搬送気流に乗せて乾雪を流出開口に向けて搬送する段階と、流出開口の上流側で、流路の外周面のまわりから、流路内に所定温度以上のホットエアを供給する段階と、流路内で、搬送気流および乾雪と、ホットエアとを均一に混合することにより、流路内に乾雪を溶かすに十分な均一温度の雰囲気を形成する段階と、それにより、乾雪それぞれを搬送気流に乗せて搬送しつつ、溶かして湿雪化して、湿雪を流出開口から吹き出す点を開示している。

このような湿雪化技術によれば、流路内で雪自体を溶かすことから、特許文献１に比して、上記第１および第２の問題点をある程度解消することは可能である。
しかしながら、搬送気流および乾雪と、ホットエアとを均一に混合してから、流出開口から吹き出すまでに、搬送気流および乾雪と、ホットエアとの間で熱交換を行って、乾雪を湿雪化するまでの熱交換領域あるいは熱交換時間、総じて熱交換のための熟成エリア（エージングスペース）が確保されていない。
搬送気流の搬送速度が高い場合には、乾雪が流路の内面に付着しにくくなる反面、熱交換時間を確保することが困難となり、乾雪の湿雪化が不十分となる一方、 搬送気流の搬送速度が低い場合には、熱交換時間の十分な確保により、乾雪の湿雪化が確保可能である反面、乾雪が流路の内面に付着しやすくなって、場合により、流路が閉塞されて、雪の搬送自体が困難となる。
以上のように、乾雪の十分な湿雪化を確保しつつ、湿雪の管路の内面への付着を防止することが重要な課題である。
特開２０００−６５６９０号 特開昭６３−２１７１７２号

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、流路を利用して気流に乗せて乾雪を搬送する際、乾雪それぞれを、流路の内面に付着させることなく、効率的に所望の含水率の湿雪として流路から流出させることを可能とする湿雪の生成方法および湿雪の生成装置を提供する。

上記課題を達成するために、本発明の湿雪の生成方法は、
流路内で所定速度以上の搬送気流に乗せて乾雪を流出開口に向けて搬送する段階と、流出開口の上流側で、流路の外周面のまわりから、搬送気流の流れ方向と交差する向きに、流路内に所定温度および所定湿度のホットエアを供給する段階と、流路内で、搬送気流および乾雪と、ホットエアとを均一に混合することにより、流路内に乾雪を溶かすに十分な均一温度の雰囲気を形成する段階と、前記流路において、前記ホットエアの供給部から前記流出開口までの間に、搬送方向に所定長さのエージングスペースを設けることにより、該雰囲気内で、流出開口に至るまで、搬送気流および乾雪と、ホットエアとの間で熱交換を行う段階とを、を有し、それにより、乾雪それぞれを搬送気流に乗せて搬送しつつ、溶かして湿雪化して、湿雪を流出開口から吹き出し、流出開口から吹き出された湿雪を流出開口から吹き出し方向下流側に設置された供試体に向かって供給することにより、供試体への吹雪を利用した試験を行う段階をさらに有し、前記搬送段階において、乾雪あるいは湿雪が前記流路の内面に付着しないようにしつつ、前記熱交換段階において、乾雪を湿雪化するに十分な熱交換時間を確保することが可能なように、搬送気流の速度を選定する、構成としている。

上記課題を達成するために、本発明の湿雪の生成方法は、
流路内で所定速度以上の搬送気流に乗せて乾雪を流出開口に向けて搬送する段階と、流出開口の上流側で、流路の外周面のまわりから、搬送気流の流れ方向と交差する向きに、流路内に所定温度および所定湿度のホットエアを供給する段階と、流路内で、搬送気流および乾雪と、ホットエアとを均一に混合することにより、流路内に乾雪を溶かすに十分な均一温度の雰囲気を形成する段階と、前記流路において、前記ホットエアの供給部から前記流出開口までの間に、搬送方向に所定長さのエージングスペースを設けることにより、該雰囲気内で、流出開口に至るまで、搬送気流および乾雪と、ホットエアとの間で熱交換を行う段階とを、を有し、それにより、乾雪それぞれを搬送気流に乗せて搬送しつつ、溶かして湿雪化して、湿雪を流出開口から吹き出し、流出開口から吹き出された湿雪を流出開口から吹き出し方向下流側に設置された供試体に向かって供給することにより、供試体への吹雪を利用した試験を行う段階をさらに有し、前記搬送段階において、乾雪あるいは湿雪が前記流路の内面に付着しないようにしつつ、前記熱交換段階において、乾雪を湿雪化するに十分な熱交換時間を確保することが可能なように、搬送気流および乾雪とホットエアとの混合領域から流出開口までの前記流路の長さを選定する、構成としている。

上記課題を達成するために、本発明の湿雪の生成装置は、
内部で搬送気流により乾雪を搬送し、流出開口より雪を吹き出す送雪管と、流出開口の上流側で、前記送雪管に連通するホットエア供給管とを有し、該ホットエア供給管は、その下流側端部に、前記送雪管の延び方向の所定長さに亘って前記送雪管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を有し、該環状スペースに覆われる前記送雪管の外周面には、ホットエアの流入開口が均等に複数設けられ、それにより、乾雪を湿雪化するに十分な熱交換時間を確保することが可能なように、搬送気流および乾雪と、搬送気流の流れ方向と交差する向きに流入するホットエアとの混合領域から流出開口までの管路の長さが選定されるとともに、前記送雪管の前記ホットエア流入部が付設される部位の下流側において、前記送雪管内に搬送方向に所定長さのエージングスペースが形成され、流出開口から吹き出された湿雪を流出開口から吹き出し方向下流側に設置された供試体に向かって供給することにより、供試体への吹雪を利用した試験を行う、構成としている。

本発明の吹雪用吹き出しノズルは、
気流に乗せられた雪により模擬される吹雪用吹き出しノズルであって、
雪を気流の進行方向に沿って吹き出す吹き出し口を有し、
前記吹き出し口は、内部に気流が流れる風洞の出口近傍に設けられる縮流胴と整流胴との境界位置より気流進行方向上流側に設置され、
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、風洞の出口では、略平行流を形成する、
構成としている。

さらに、前記吹雪用吹き出しノズルは、吹雪の拡散用プレートを有し、
前記拡散用プレートは、前記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拡散面を有し、
前記拡散面は、内部に気流が流れる風洞の出口近傍に設けられる縮流胴と整流胴との境界位置より気流進行方向上流側に設置され、
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、前記拡散面に沿って案内され、前記拡散面の四方外方に向かって拡散しつつ、風洞の出口では、略平行流を形成する、のがよい。

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。

図９に示すように、人工雪の分配装置３４は、上流側端面１０５および下流側端面１０７それぞれが雪供給管４０の下流側端面１０６および複数の分岐管５８それぞれの上流側端面１０４と平行に配置された回転体１１０と、回転体１１０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１１０はその内部に、回転体１１０を軸線方向に貫通する圧送流路１１４を有し、圧送流路１１４は、上流側端面に、雪供給管４０の下流側端面１０６に設けられる流出開口１１６に近接対向して非接触式に配置される取り入れ口１１８を備え、下流側端面に、複数の分岐管５８それぞれの上流側端面に設けられる流入開口１２０に近接対向して非接触式に配置される排出口１２２とを備え、排出口１２２は、回転体１１０の回転による排出口１２２の通過軌跡上に複数の分岐管５８それぞれの流入開口１２０が位置するように設けられる。
以上のように、雪供給管４０内を圧送される雪は、人工雪の分配装置３４の回転体１１０を介して、複数の分岐管５８に分配されるようにしている。

湿雪装置３２は、分岐管５８に連通するホットエア供給管５０を有し、ホットエア供給管５０は、その下流側端部に、分岐管５８の延び方向の所定長さに亘って分岐管５８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５４を有し、環状スペースに覆われる分岐管５８の外周面には、ホットエアの流入開口５６が均等に複数設けられ、それにより、分岐管５８のホットエア流入部５４が付設される部位の下流側において、分岐管５８内にエージングスペース１１６（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、再び分岐管５８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および分岐管５８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、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。

図２に示すように、各系統において、湿雪装置３２は、それぞれの分岐管５８において、分配装置３４の下流側に設けられるが、それぞれの湿雪装置３２は、同一構造であるので、その１つを説明する。
湿雪装置３２には、分岐管５８のまわりにホットエア流入部５４が設けられ、分岐管５８は、ホットエア流入部５４の下流側に吹き出しノズル３６まで延び、ホットエア流入部５４において湿雪化された氷粒Ｐを分岐管５８内の気流により圧送して、吹き出しノズル３６から吹き出すようにしている。
より詳細には、図３に示すように、湿雪装置３２は、分配装置３４の下流側において、分岐管５８に連通するホットエア供給管５０を有し、ホットエア供給管５０は、その下流側端部に、分岐管５８の延び方向の所定長さに亘って分岐管５８の外周面全体を覆う環状スペース５２を形成するホットエア流入部５４を有する。

ホットエア供給管５０は、既知の加熱手段（図示せず）により所定温度に加熱したホットエアを、たとえば、ブロワによりホットエア流入部５４に向けて搬送するようにしてもよく、分岐管５８内を流れる低温気流による自然吸引を利用して、ホットエア流入部５４に供給してもよい。
ホットエア流入部５４は、分岐管５８と同心状の円筒状であり、その外周面５３にホットエア供給管５０が接続され、ホットエア供給管５０からホットエア流入部５４内に流入するホットエアは、環状スペース５２を介して分岐管５８の外周面に亘って一様に分岐管５８内に流入するようにしてある。

分岐管５８において、ホットエア流入部５４を形成する分配装置３４の下流側の位置は、適宜定めればよい。環状スペース５２の分岐管５８の延び方向の所定長さＬは、ホットエア供給管５０を通じ流入させるホットエアの温度、流量、および分岐管５８内の気流の温度、流量に応じて、氷粒Ｐそれぞれを溶かすに十分な均一温度の雰囲気を分岐管５８内に形成するように、適宜決定すればよい。
ホットエアの湿度、温度および／または流量、および搬送気流の温度および／または流量を調整することにより、分岐管５８内の雰囲気温度の調整を通じて湿雪の水分含有率を調整する。湿雪の水分含有率は、たとえば、車両を供試体とする雪環境試験の場合、１％ないし３０％である。

この場合、分岐管５８内を湿雪化された氷粒Ｐが気流により圧送される間に、分岐管５８の内表面５５に付着して、圧送される氷粒Ｐの流量の経時変動を引き起こしたり、あるいは場合により分岐管５８の閉塞による氷粒Ｐの圧送不能を確実に防止するために、搬送気流の所定速度は、毎秒１５メートル以上であるのが好ましい。より好ましくは、毎秒２０メートル以上である。湿雪の水分含有率が高いほど、分岐管５８の内表面５５への付着性が高まる傾向にあるので、その分搬送気流の速度を上げる必要がある。
ホットエアの温度は、０℃ないし５０℃であるのが好ましく、０℃以下であれば、氷粒Ｐを溶解することができない一方、５０℃を超えると、氷粒Ｐを溶解することは可能であるが、空気は熱伝達率が低く、ホットエアの温度が高くても、氷粒Ｐあるいは圧送用気流との間で熱交換がそれに応じて即座に促進されるわけではなく、一方において一部の氷粒Ｐだけ急激に溶解が進行することもあり得ることから、このような範囲に設定するものである。

環状スペース５２に覆われる分岐管５８の外周面５３には、ホットエアの流入開口５６が均等に複数設けられ、それにより、分岐管５８のホットエア流入部５４が付設される部位の下流側において、分岐管５８内にエージングスペース１１６が形成されるようにしている。ここに、エージングスペース１１６とは、分岐管５８内で圧送される氷粒Ｐそれぞれが、均一な温度雰囲気中で徐々に一様に溶ける熟成領域を意味するものとして用いる。
流入開口５６は、たとえば、筒状のパンチングメタル材の通孔として設けてもよく、流入開口５６の設置数および開口面積は、ホットエア流入部５４における分岐管５８の外周面５３に亘って均一に設けることにより、分岐管５８内に均一な温度の雰囲気が形成することができる限りにおいて、適宜に定めればよい。
環状スペース５２に覆われる供給管４０の部分は、難着雪性のフッ素樹脂製で形成されるのが好ましい。

分岐管５８のエージングスペース１１６は、外管（図示せず）による二重管構成とされ、分岐管５８内と外管との間の環状スペース（図示せず）に温度制御した気流を流す気流供給手段（図示せず）が設けられる。これにより、環状スペース内に冷風を流すことによりエージングスペース１１６内の氷粒Ｐの氷温を維持し、一方、環状スペース内に温風を流すことによりエージングスペース１１６内の詰まりを氷解させることが可能である。
ホットエアが高温で流量が大きく、搬送気流速度が遅い場合には、必要な熱交換時間は短く、その分エージングスペースの長さも短くて済み、ホットエアが低温で流量が小さく、搬送気流速度が速い場合には、必要な熱交換時間は長く、その分エージングスペースの長さも長くなる。

この点において、乾雪あるいは湿雪が分岐管５８内の内面に付着しないようにしつつ、熱交換段階において、乾雪を湿雪化するに十分な熱交換時間を確保することが可能なように、搬送気流の速度、および／または搬送気流および乾雪とホットエアとの混合領域から流出開口までのエージングスペースの長さを選定するのがよい。たとえば、エージングスペースの長さは、３メートル以上である。

以上の構成を有する湿雪装置３２について、その作用を環境試験方法を説明しながら、以下に説明する。
まず、各系統において、製氷機２２により製氷された氷片は、砕氷機２６により所定粒径の氷粒Ｐに破砕され、氷粒Ｐを、分岐管５８により所定速度以上の搬送気流に乗せて吹き出しノズル３６に向けて圧送する。
次いで、氷粒Ｐが分配装置３４により、雪供給管４０から対応する分岐管５８へ分配され、流出開口１０２の上流側で、分岐管分岐管５８のホットエア流入部５４において、外周面５３のまわりから流入開口５６を通じて分岐管５８内に所定温度および所定湿度のホットエアを供給する。この場合、氷粒Ｐに対して設定した所望の水分含有率に基づいて、ホットエアの湿度、温度および／または流量、および搬送気流の温度および／または流量を調整しておく。

より詳細には、ホットエアは、ホットエア流入部５４において、分岐管５８のまわりの環状スペース５２を介して分岐管５８のホットエア流入部５４の外周面５３に亘って均等に設けられた複数の流入開口５６を通じて分岐管５８内に流入する。
次いで、ホットエア流入部５４の分岐管５８内において、搬送気流および氷粒Ｐと、ホットエアとが均一に混合することにより、分岐管５８内に氷粒Ｐを溶かすに十分な均一温度の雰囲気が形成され、それにより、氷粒Ｐそれぞれを搬送気流に乗せて搬送しつつ、溶かして湿雪化して、湿雪を流出開口１０２から吹き出す。

この点、図４および図５に示すように、圧送気流の空気温度が摂氏零℃以下のマイナス域から摂氏零℃方向へ徐々に上昇する。
より詳細には、ホットエア流入部５４より下流側の分岐管５８のエージングスぺース１１６において、均一な温度の雰囲気中において、搬送気流および氷粒Ｐそれぞれと、ホットエアとの間で徐々に熱交換が行われ、それにより搬送気流温度は上昇するとともに、氷粒Ｐそれぞれは、ホットエアに接する外表面から溶け始め、湿雪化し、所望の水分含有率の氷粒Ｐである人工雪を形成する。

この場合、熱伝達率の低い空気の性質を利用して、エージングスぺース１１６内において、分岐管５８内の均一な温度の雰囲気中で、圧送される氷粒Ｐそれぞれが全体として、徐々に加熱されて溶けることが可能であり、たとえば、一部の氷粒Ｐだけが溶けたり、一部の氷粒Ｐだけが急激に溶けるようなことがないようにしている。
次いで、湿雪化する分岐管５８の部位の下流側において、分岐管５８の内表面５５の温度を零度に維持し、氷粒Ｐそれぞれが、吹き出しノズル３６から吹き出されるまでに、これ以上溶けて水分含有率が増大することのないようにする。

次いで、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。
この場合、自然状態の湿雪を模擬することにより、湿雪状吹雪による車両への付着性を評価する場合等に、湿雪化した雪を分岐管５８の内表面５５に付着させることなく、適正かつ精確な環境試験を行うことが可能である。
なお、試験経過とともに、エージングスペース内の氷粒Ｐの氷温が上昇したり、あるいは逆に氷粒Ｐが氷結することによりエージングスペース１１６内に詰まりを生じる場合には、分岐管５８内と外管との間の環状スペース内に冷風を流すことによりエージングスペース内の氷粒Ｐの氷温を維持し、一方、環状スペース内に温風を流すことによりエージングスペース１１６内の詰まりを氷解させてもよい。

以上の構成を有する湿雪の生成方法によれば、流路内で所定速度以上の搬送気流に乗せて乾雪を流出開口１０２に向けて搬送する際、流出開口１０２の上流側で、流路の外周面１１０のまわりから、流路内に所定温度および所定湿度のホットエアを供給して、流路内で、搬送気流および乾雪と、ホットエアとを均一に混合し、流路内に乾雪を溶かすに十分な均一温度の雰囲気を形成し、形成された雰囲気内で、流出開口に至るまで、搬送気流および乾雪と、ホットエアとの間で熱交換を行うことにより、搬送気流および乾雪と、ホットエアとの間で熱交換が行われる結果、流路内に乾雪を溶かすに十分な均一温度の雰囲気を形成することで、乾雪それぞれを溶かして湿雪化しつつ、湿雪化した雪を流路の内面に付着させることなく、効率的に流出開口１０２より吹き出すことが可能である。

変形例として、図６に示すように、エージングスペース１１６が形成される分岐管５８の部分は、柔軟性を有する管体で形成してもよく、これにより、たとえば、分岐管５８の内面に付着した雪が、乾雪の搬送による分岐管５８の微振動により、あるいは分岐管５８に曲げあるいはねじり等の変形を加えることにより、内面から剥がれやすいようにしたり、ビニールホースを渦巻状に巻いてしまえば場所を取らずに所望距離のエージングスペースを設けることができる。
さらに、変形例として、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、単一系統として、それに応じて、湿雪装置を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、湿雪化の対象として、氷片を破砕することにより形成され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、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く、あるいは水分含有率の低い自然雪でもよい。

また、本実施形態において、分岐管５８により氷粒Ｐを気流により圧送し始めてから、ホットエア供給管５０を通じてホットエアをホットエア流入部５４に向けて供給するものとして説明したが、それに限定されることなく、圧送される氷粒Ｐそれぞれを均一温度の雰囲気中で溶かして湿雪化可能である限り、気流による氷粒Ｐの圧送より前にホットエアを供給していてもよいし、氷粒Ｐの圧送と、ホットエアの供給とを併行して行ってもよい。
さらに、本実施形態において、氷粒Ｐの水分含有率の調整方法として、ホットエアの湿度、温度および／または流量、および搬送気流の温度および／または流量を調整するものとして説明したが、それに限定されることなく、氷粒Ｐの所望の水分含有率を調整可能である限り、ホットエアの温度および／または流量のみの調整、または搬送気流の温度および／または流量のみの調整でもよい。

本発明の実施形態に係る湿雪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湿雪装置を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る湿雪装置のホットエア供給部まわりを示す部分断面図である。 本発明の実施形態に係る湿雪装置において、雪供給管内における気流温度の変化を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る湿雪装置において、雪供給管内における気流温度、ホットエア、氷粒Ｐ間における熱交換状況を示す概略図である。 本発明の別の実施形態に係る湿雪装置の図２と同様な図である。 本発明の実施形態に係る湿雪装置を配設する別の環境試験システムの全体概要図である。 従来の製雪装置における湿雪の再現状態を示す図である。

Ｖ 車両
Ｐ 氷粒
Ｄ 車両と吹き出しノズルとの距離
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
４８ 破砕ドラム
５０ ホットエア供給管
５２ 環状スペース
５３ 外周面
５４ ホットエア流入部
５５ 内周面
５６ 流入開口
５８ 分岐管
７４ 拡散プレート
１０２ 流出開口
１０４ 上流側端面
１０５ 上流側端面
１０６ 下流側端面
１０７ 下流側端面
１１０ 回転体
１１４ 圧送流路
１１６ 流出開口
１１８ 取り入れ口
１１６ エージングスペース
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 (2)

1. 気流に乗せられた雪により模擬される吹雪用吹き出しノズルであって、
   雪を気流の進行方向に沿って吹き出す吹き出し口を有し、
   前記吹き出し口は、内部に気流が流れる風洞の出口近傍に設けられる縮流胴と整流胴との
   境界位置より気流進行方向上流側に設置され、
   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、風洞の出口では、略平行流を形成する、
   ことを特徴とする吹雪用吹き出しノズル。
2. さらに、前記吹雪用吹き出しノズルは、吹雪の拡散用プレートを有し、
   前記拡散用プレートは、前記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拡散面を有し、
   前記拡散面は、内部に気流が流れる風洞の出口近傍に設けられる縮流胴と整流胴との境界
   位置より気流進行方向上流側に設置され、
   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、前記拡散面に沿って案内され、前記拡散面の四方外方に向かって拡散しつつ、
   風洞の出口では、略平行流を形成する、
   請求項１に記載の吹雪用吹き出しノズル。

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