JP7152980B2 - 人工気象装置及び人工気象方法 - Google Patents

Description

本発明は、人工気象装置及び人工気象方法に関する。

下記特許文献１に記載されているように、吹雪発生器からの雪を送風ダクトを介して、供試体が置かれた環境試験室内に導入させるように構成された人工気象装置が知られている。特許文献１に記載された人工気象装置には、図９に示すように、環境試験室１０１の床面１０２の下側に雪捕集室１０３が設けられている。雪捕集室１０３は雪捕集器１０４を備えており、雪捕集器１０４は、吹雪試験を行う際に雪を捕集する。雪捕集器１０４によって捕集された雪は、雪捕集室１０３の下に配置された溜槽１０５に溜められる。溜槽１０５にはヒータ等の融雪装置１０６が設けられている。

特許第５１４３８８４号公報

特許文献１に記載された人工気象装置では、雪捕集器１０４で雪を捕集して溜槽１０５に溜め、この溜槽１０５に溜められた雪をヒータ等の融雪装置１０６で融かす。このため、融雪のための構成が複雑であり、しかも、環境試験室１０１の床面１０２又は供試体に積もった雪については融かすことができない。

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、床面に積もった雪又は供試体に積もった雪を効率的に融かすことができるようにすることにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係る人工気象装置は、上面が床面となる床部と、空気流路及び水流路が形成された二流体ノズルを有し、水を降らせる降水部と、前記降水部に水及び空気を供給する供給機構と、雪を降らせる降雪運転と、前記降雪運転の終了後において、前記床面又は供試体に積もった雪を融かすための水を前記降水部から降りかける融雪運転と、を行う運転制御部と、を備え、前記降水部は、前記降雪運転において雪を降らせるのにも用いられるものであり、前記運転制御部は、前記降雪運転において、前記二流体ノズルの前記空気流路に空気が供給されるとともに前記二流体ノズルの前記水流路に水が供給されて、前記二流体ノズルから水と空気との二流体が噴射されるように、前記供給機構を制御し、前記融雪運転において、前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方に水が供給されて、前記空気流路からの水と前記水流路からの水とが前記二流体ノズルから噴射されるように、前記供給機構を制御する。

ここで、融雪運転で降りかけられる水は、積もった雪を融かせる程度の温度であればよい。すなわち、降水部に供給される水が、雪を融かせる程度の温度の水であってよく、常温の水でも、熱湯のような温度の高い水であってもよい。また、降水部に供給される水の温度が雪を融かすのに不十分な温度等である場合には、降水部から降水された水を、雪を融かせる程度の温度以上に上昇させた後、当該水を積もった雪に到達させる構成であってもよい。

本発明では、降雪運転で床面又は供試体に積もった雪を効率的に融かすことができる。すなわち、床面を暖めることによって積もった雪を融かす構成では、床面を介した雪の加熱になるため、床面を加熱する熱量が必要になる。このため、床面が温まるまでに時間がかかり効率的に雪を融かすことができない。これに対し、積もった雪に水（特に温度が高い水）を直接降りかける構成では、雪を直接的に加熱することができ、しかも、温風に比べて熱容量も大きいため、雪を効率的に融かすことができる。よって、融雪運転に必要な時間を短縮することができるため、融雪運転後に再度、降雪運転を行うような場合においては、次の降雪運転を早く始めることが可能になる。

また、雪を降らせるのに用いられる降水部を使って雪を融かすための水を降らす。言い換えると、ノズル等の降雪用の部材と、融雪用の部材とを兼用することができる。したがって、元々降雪用として用いられるノズル等の部材を利用すればよく、新たにノズル等の部材を追加する必要がない。したがって、構成部材が増えるのを抑制することができる。

また、降水部が二流体ノズルを有しているので、降雪運転時において微細な水滴を降らせることができ、雪を生成しやすくなる。一方、融雪運転時には、二流体ノズルから微細な水滴からなる水を噴射することになる。このような水であっても雪を融かすことができる。

また、融雪運転時には、二流体ノズルから水のみを噴射するため、二流体ノズルに繋がる空気用の流路の一部を利用し、水用の流路を流れる水を空気用の流路を通過させた上で二流体ノズルに供給する。そうすることにより、二流体ノズルから噴射できる水の量を増大させることができる。
前記供給機構は、前記空気流路に連通する空気用の配管と、前記水流路に連通する水用の配管と、前記空気用の配管と前記水用の配管とを接続し且つ開閉バルブが設けられた接続配管と、を有してもよく、この場合、前記運転制御部は、前記融雪運転において前記開閉バルブを開けてもよい。

前記人工気象装置は、空気を加熱する加熱器を備えてもよい。この場合、前記運転制御部は、前記融雪運転において、前記床部を有する人工気象室内に温風が導入されるように前記加熱器を制御してもよい。この態様では、水による融雪に加え、温風による融雪も可能になる。したがって、融雪運転に必要な時間をより短縮することができる。

前記人工気象装置において、前記運転制御部は、前記融雪運転を終えた後、前記床部を有する人工気象室内を乾燥させる乾燥運転を行ってもよい。この態様では、融雪運転によって雪が融けることによって生じた水分や、降水部によって降りかけられて人工気象室内に残る水分を乾燥させることができる。

前記人工気象装置において、前記床部は、前記床面を有する上床部と、前記床部の下方に配置された下床部とを有する二重床構造であってもよい。この場合、前記上床部は、融けた雪を前記上床部と前記下床部との間の空間に排水可能に構成されていてもよい。この態様では、融けた雪が上床部の下側に排出されるため、融雪運転後の排水作業の負担を軽減することができる。

前記人工気象装置は、前記上床部と前記下床部との間の空間に温風を吹き込むための温風器、又は前記上床部を加熱するためのヒータを備えてもよい。この場合、前記運転制御部は、前記融雪運転時に前記温風器又は前記ヒータを作動させてもよい。この態様では、温水による融雪に加え、温風又はヒータによる融雪も可能になる。したがって、融雪運転に必要な時間をより短縮することができる。

前記人工気象装置において、前記上床部は、積雪する部位の少なくとも一部が通水性のある部材によって構成されていてもよい。この態様では、上床部における積雪する部位の少なくとも一部が通水性のある部材によって構成されているので、融けた雪を、そのまま上床部の下方に排出することができる。

前記人工気象装置において、前記上床部は、積雪する部位の外側の部位の少なくとも一部が通水性のある部材によって構成されていてもよい。この態様では、上床部の上で融けた雪が板材の上に残るが、この融けた雪を通水性のある部材のところに移動させることにより、融けた雪を上床部の下方に排出することができる。

前記人工気象装置は、前記通水性のある部材の上の少なくとも一部に敷かれ、積もった雪を通さない通水性のあるシート材を備えていてもよい。この態様では、降雪運転時においては、シート材上に雪が積もることを許容する一方で、融雪運転においては、融けた雪をシート材及び上床部を通して上床部の下方に排出することができる。

前記人工気象装置は、前記上床部と前記下床部との間の空間を陰圧にする陰圧機構を備えてもよい。この場合、前記運転制御部は、少なくとも前記融雪運転時において前記陰圧機構を作動させてもよい。この態様では、融雪運転時に上床部と下床部との間の空間が陰圧即ち周囲の空気圧よりも低圧の状態になるため、上床部に積もって融けかかっている雪が上床部の下方に流れ落ちるように促すことができる。

本発明に係る人工気象方法は、降水部が有する二流体ノズルの空気流路に空気を供給するとともに前記二流体ノズルの水流路に水を供給し、前記二流体ノズルから水と空気との二流体を噴射して、人工気象室内において雪を降らせる降雪運転を行い、前記降雪運転の終了後に、前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方に水を供給し、前記人工気象室の床面又は供試体に積もった雪を融かすための水を前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方を通して降りかける融雪運転を行う。
前記人工気象方法において、前記空気流路に連通する空気用の配管と、前記水流路に連通するとともに水供給源に接続された水用の配管と、前記空気用の配管と前記水用の配管とを接続し且つ開閉バルブが設けられた接続配管と、が設けられている場合には、前記融雪運転において、前記開閉バルブを開けて、前記水供給源からの水を前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方に供給してもよい。

前記人工気象方法において、前記融雪運転を終えた後、前記人工気象室内を乾燥させる乾燥運転を行ってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、床面に積もった雪又は供試体に積もった雪を効率的に融かすことができる。

第１実施形態に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 第２実施形態に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 第２実施形態の変形例に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 第２実施形態の変形例に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 第２実施形態の変形例に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 第３実施形態に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 第４実施形態に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 第５実施形態に係る人工気象装置を概略的に示す図である。 従来の人工気象装置を概略的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る人工気象装置１は、人工気象室１０内において降雪環境を作り出して、人工気象室１０内に配置された供試体を降雪環境に曝す試験を行う装置である。また人工気象装置１は、降雪環境を作り出す降雪運転だけでなく、降雪運転で積もった雪ＳＳを融かすための融雪運転、さらには融雪運転後の乾燥運転をも行う。

図１に示すように、人工気象装置１は、人工気象室１０と、空調室２０と、供給機構３０と、ノズル機構５０と、制御部７０と、を主に備えている。なお、図１は、人工気象装置１における主要な構成要素のみを示しており、人工気象装置１は、これらの図に現れていない他の構成要素もさらに備え得る。

人工気象室１０は、図略の供試体を降雪環境に曝すための試験空間Ｓ１を区画する。人工気象室１０は、例えば直方体形状を有しており、供試体が置かれる床部１１と、床部１１の端部から上方に立ち上がった前壁１２、後壁１３及び左右の側壁（図示しない）と、前壁１２、後壁１３、側壁に架け渡される天井部１４と、を有している。

床部１１は、第１実施形態では、ステンレススチール等の剛性のある板材又は断熱パネルによって構成されている。なお、床部１１はコンクリート製であってもよい。床部１１には、自動車等の供試体を設置することができる。すなわち、床部１１の上面は供試体が置かれる床面１１ａとなっている。床部１１には、融雪運転によって融けた雪を外部に排出するための排水溝（図示省略）が設けられている。

各壁及び天井部１４は、断熱壁により構成されている。前壁１２には、人工気象室１０内への入口（図示しない）と、当該入口を開閉する扉（図示しない）と、がそれぞれ設けられている。

空調室２０は、後壁１３に隣接するように配置されている。空調室２０は、後壁１３との間に空調空間Ｓ２を形成するように人工気象室１０に固定されている。なお、空調室２０は、空調空間Ｓ２が試験空間Ｓ１から離れた位置に形成されるように構成されていてもよい。この場合、図略のダクトを用いて、試験空間Ｓ１と空調空間Ｓ２とを連通させる構成となる。

後壁１３には、試験空間Ｓ１から空調空間Ｓ２に空気を吸い込むための吸込口１３ａと、空調空間Ｓ２から試験空間Ｓ１に空調空気Ａ１を吹き出すための吹出口１３ｂと、が設けられている。なお、本実施形態では、吸込口１３ａが後壁１３の下部に設けられており、吹出口１３ｂが後壁１３の上部に設けられているが、これらの位置は特に限定されない。

空調室２０には、冷却器２１、加熱器２３及び送風機２４が配置されている。

冷却器２１は、試験空間Ｓ１内の空気を降雪環境の再現に適した温度に冷却するためのものであり、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷凍機２６の蒸発器によって構成されている。冷凍機２６は、冷媒が循環する冷媒回路２７と、当該冷媒回路２７に配置された冷却器２１（蒸発器）、圧縮機、凝縮器及び膨張弁と、を有している。図１では、圧縮機、凝縮器及び膨張弁を、符号２８で示す四角によって模式的に示している。

冷却器２１は、空調空間Ｓ２において吸込口１３ａよりも上方（吹出口１３ｂ側）に配置されている。試験空間Ｓ１から吸込口１３ａを通じて空調空間Ｓ２の下部に吸い込まれた空気は、吹出口１３ｂに向かって上方に流れつつ、冷却器２１において冷媒と熱交換することにより冷却される。

加熱器２３は、空調空間Ｓ２内の空気を、融雪運転後の乾燥運転に適した温度になるように、空気を加熱する。また、加熱器２３は、融雪運転時において、人工気象室１０内を加温するのにも利用される。すなわち、加熱器２３は、後述する二流体ノズル５１とともに人工気象室１０内の雪を融かすのにも用いられる。なお、加熱器２３は、乾燥運転や融雪運転にのみ用いられるものではなく、試験実行時の温調にも利用されてよい。また、乾燥運転と融雪運転の双方で空気を加温するものに限られず、乾燥運転でのみ空気を加温するようにしてもよいし、融雪運転でのみ空気を加温するようにしてもよい。

加熱器２３は、冷却器２１の上方に配置されていてもよく、あるいは冷却器２１の下方に配置されていてもよい。乾燥運転を省略できる場合には、加熱器２３を省略することもできる。また、加熱器２３は、空調室２０内ではなく、人工気象室１０内に配置されてもよく、あるいは人工気象室１０の外側に配置されて、人工気象室１０の外側から人工気象室１０内に温風を導入するように構成されていてもよい。なお、加熱器２３は、省略されてもよい。

送風機２４は、冷却器２１及び加熱器２３を通過した空調空気Ａ１を試験空間Ｓ１に吹き出させるとともに試験空間Ｓ１内の空気を空調空間Ｓ２に引き込むように、空気の流れを形成する。送風機２４は、空調空間Ｓ２における冷却器２１及び加熱器２３よりも上方の位置で吹出口１３ｂに臨むように配置されている。送風機２４の作動により、空調空気Ａ１が試験空間Ｓ１に吹き出され、その一方で、試験空間Ｓ１内の空気は、送風機２４の吸引圧により空調空間Ｓ２に吸い込まれる。

供給機構３０は、水及び空気をノズル機構５０に供給するものであり、水供給機構３１と、空気供給機構３２と、接続配管３３と、を有している。

水供給機構３１は、ノズル機構５０に水を供給するものであり、貯水タンク３５に接続された水供給配管３６と、水供給配管３６に設けられた送水ポンプ３７と、水供給配管３６を流れる水を加熱する水加熱器３８と、水供給配管３６に設けられた出口バルブ３９と、を有している。水供給機構３１では、送水ポンプ３７が作動すると、貯水タンク３５に貯留された水が水供給配管３６を通してノズル機構５０に供給される。このとき、水加熱器３８が作動していれば温水をノズル機構５０に供給することができる。

空気供給機構３２は、ノズル機構５０に空気を供給するものであり、エアーコンプレッサ４２に接続された空気供給配管４３と、空気供給配管４３に設けられた出口バルブ４４と、を有している。

接続配管３３は、一端部が水供給配管３６に接続され、他端部が空気供給配管４３に接続されている。接続配管３３の一端部は、水供給配管３６における出口バルブ３９よりも下流側の部位に接続されている。接続配管３３の他端部は、空気供給配管４３における出口バルブ４４よりも下流側に接続されている。接続配管３３には、開閉バルブ４６が設置されている。空気供給配管４３の出口バルブ４４が閉じられた状態で開閉バルブ４６が開放されると、水供給配管３６を流れる水を、空気供給配管４３を通過させた上で二流体ノズル５１に供給することができる。

ノズル機構５０は、供給機構３０から供給された水及び空気を試験空間Ｓ１に噴出するものであり、本実施形態では二流体ノズル５１を備えている。ノズル機構５０は、人工気象室１０の天井部１４において噴射口を下方に向けた状態で設置されている。なお、ノズル機構５０は、１つの二流体ノズル５１のみを有する構成でも、複数の二流体ノズル５１を有する構成であってもよい。

図示省略するが、二流体ノズル５１には、水供給配管３６に連通する水流路と、空気供給配管４３に連通する空気流路と、水流路と空気流路が合流する混合部と、混合部に繋がる噴射口と、が形成されている。

融雪運転時には、水供給機構３１からノズル機構５０に温水が供給されるため、二流体ノズル５１は、人工気象室１０内において温水を降らせる降水部として機能する。このとき、水供給配管３６を流れる温水の一部は、空気供給配管４３を経由するため、二流体ノズル５１の混合部では、水流路に導入された温水と空気流路に導入された温水とが合流する。

本実施形態では、ノズル機構５０に温水が供給される構成としたが、ノズル機構５０に供給する水は、雪を融かせる程度の温度の水であればよく、常温の水でも、熱湯のような温度の高い水であってもよい。また、ノズル機構５０に供給される水の温度が雪を融かすのに不十分な温度である場合に、人工気象室１０内の空気によって雪を融かせる程度の温度以上に水の温度が上昇された後、温度上昇した水が供試体や人工気象室１０内の床に到達する構成としてもよい。

また、温水を供給する場合であっても、元々の水の温度が高いときは、水加熱器３８で水を加熱しなくてもよい。したがって、水加熱器３８を省略することも可能である。

一方、降雪運転時には、水供給機構３１から貯水タンク３５の水がノズル機構５０に供給されるとともに空気供給機構３２から空気がノズル機構５０に供給される。すなわち、二流体ノズル５１の混合部においては、水流路に導入された水と空気流路に導入された空気とが合流する。二流体ノズル５１は、混合部において混合された空気及び水の二流体を人工気象室１０内に向けて噴出する。この降雪運転時においては、水が凍結して人工雪となる。このため、二流体ノズル５１は、人工気象室１０内において雪を降らせる降雪部としても用いられる。

制御部７０は、人工気象装置１の各動作を制御するコントローラであり、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により構成されている。制御部７０は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより、運転制御部として動作する。

制御部７０は、人工気象室１０内に雪を降らせる降雪運転が行なわれるように、冷却器２１及び供給機構３０を制御する。具体的に、制御部７０は、図外の操作部から降雪運転のための指令を受けると、冷凍機２６及び送風機２４を駆動する。冷凍機２６の作動により、試験空間Ｓ１内の空気が降雪環境の再現に適した温度になるように、空調空間Ｓ２内の空気が冷却器２１によって冷却され、また送風機２４の作動により、冷却器２１によって冷却された空気が試験空間Ｓ１に吹き出される。また、制御部７０は、試験空間Ｓ１内の空気が降雪環境の再現に適した温度になると、水供給配管３６の出口バルブ３９及び空気供給配管４３の出口バルブ４４を開くとともに、送水ポンプ３７及びエアーコンプレッサ４２を駆動する。このとき、接続配管３３の開閉バルブ４６は閉じたままに維持される。

制御部７０は、降雪運転を終えるときには、冷凍機２６、送風機２４、送水ポンプ３７及びエアーコンプレッサ４２を停止するとともに、出口バルブ３９，４４を閉じる。

制御部７０は、降雪運転によって床面１１ａ又は供試体に積もった雪ＳＳに温水を降りかける融雪運転が行われるように、加熱器２３、送風機２４及び供給機構３０を制御する。具体的に、制御部７０は、降雪運転が終わった後に、図外の操作部から融雪運転のための指令を受けると、加熱器２３及び送風機２４を駆動するとともに、水供給機構３１の送水ポンプ３７及び水加熱器３８を駆動し、また水供給配管３６の出口バルブ３９及び接続配管３３の開閉バルブ４６を開ける。このとき、空気供給配管４３の出口バルブ４４は閉じたままに維持される。なお、制御部７０は、融雪運転時に加熱器２３及び送風機２４を駆動しないようにしてもよい。

制御部７０は、融雪運転を終えるときには、加熱器２３、送風機２４、送水ポンプ３７及び水加熱器３８を停止するとともに、出口バルブ３９及び開閉バルブ４６を閉じる。

制御部７０は、融雪運転を終えた後に人工気象室内を乾燥させる乾燥運転を行なうべく、加熱器２３及び送風機２４を駆動する。加熱器２３が作動すると空調空間Ｓ２内の空気が加熱され、この加熱された空気は、送風機２４の作動によって試験空間Ｓ１に吹き出される。

ここで、本実施形態に係る人工気象装置１によって実施される人工気象方法について説明する。人工気象方法では、雪を降らせる降雪運転と、積もった雪ＳＳを融かす融雪運転と、人工気象室内の水分を乾燥させる乾燥運転とが、この順番に行われる。

降雪運転は、図外の操作部からの降雪運転のための指令を受けることにより開始される。制御部７０が当該指令を受けると、冷凍機２６及び送風機２４が駆動される。冷凍機２６の作動により、試験空間Ｓ１内の空気の温度が降雪環境の再現に適した温度になるように、空調空間Ｓ２内の空気が冷却される。また送風機２４の作動により、冷却器２１によって冷却された空気が試験空間Ｓ１に吹き出される。

そして、試験空間Ｓ１内の温度が降雪に適した温度になると、水供給配管３６の出口バルブ３９及び空気供給配管４３の出口バルブ４４が開かれるとともに、送水ポンプ３７及びエアーコンプレッサ４２が駆動される。このとき、接続配管３３の開閉バルブ４６は閉じられている。これにより、水供給配管３６の水及び空気供給配管４３の空気がノズル機構５０に供給される。空気及び水は二流体ノズル５１の混合部において合流する。空気及び水は、混合された状態で噴射口に到達し、噴射口から噴射されるときに、水が粉砕されて微細な水滴となる。したがって、二流体ノズル５１から、微細な水滴が試験空間Ｓ１に向けて噴射される。試験空間Ｓ１内は降雪に適した温度に調整されているので、噴射された微細な水滴は凍結し、人工雪となって試験空間Ｓ１内を降下する。雪は、床部１１上に設置された供試体及び床面１１ａに積もる。

所定時間の降雪運転が行われると、制御部７０は、冷凍機２６、送風機２４、送水ポンプ３７及びエアーコンプレッサ４２を停止するとともに、出口バルブ３９，４４を閉じる。これにより、降雪試験が終了する。

降雪運転を終了した後、床面１１ａ又は供試体に積もった雪ＳＳに温水を降りかける融雪運転が行われる。融雪運転は、降雪運転が終わった後、図外の操作部から融雪運転のための指令を受けることにより開始される。

融雪運転では、加熱器２３及び送風機２４が駆動されるとともに、水供給機構３１の送水ポンプ３７及び水加熱器３８が駆動される。また、水供給配管３６の出口バルブ３９及び接続配管３３の開閉バルブ４６が開けられる。このとき、空気供給配管４３の出口バルブ４４は閉じられている。

融雪運転においては、加熱器２３によって加熱された空気が温風となって試験空間Ｓ１に吹き出される。これにより、試験空間Ｓ１内の空気が暖められ、床面１１ａ及び供試体に積もった雪ＳＳの一部が融ける。また、供給機構３０においては、貯水タンク３５内の水が水供給配管３６を流れ、この水は水加熱器３８によって加熱されて温水となる。温水は、水供給配管３６を流れてノズル機構５０に導入されるものと、水供給配管３６から接続配管３３を通して空気供給配管４３のうち出口バルブ４４の下流側部位を流れた後、ノズル機構５０に導入されるものとに分かれる。これらの温水は、ノズル機構５０の二流体ノズル５１の混合部で合流して、二流体ノズル５１から噴出される。つまり、融雪運転において、二流体ノズル５１には、空気用の配管である空気供給配管４３と水用の配管である水供給配管３６とから温水が供給される。二流体ノズル５１から噴射された温水は、床面１１ａ及び供試体に積もった雪ＳＳに降りかかり、雪ＳＳを融かす。融けた雪は、床部１１に設けられた排水溝を通して外部に排出される。

融雪運転を終えるときには、制御部７０は、加熱器２３、送風機２４、送水ポンプ３７及び水加熱器３８を停止するとともに、出口バルブ３９及び開閉バルブ４６を閉じる。これにより、融雪運転が終了する。なお、融雪運転の終了時において、加熱器２３及び送風機２４の作動は継続しておいてもよい。

融雪運転を終えた後、人工気象室１０内を乾燥させる乾燥運転が行なわれる。乾燥運転は、図外の操作部からの指令により開始される。制御部７０が当該指令を受けると、加熱器２３及び送風機２４が駆動される。加熱器２３が作動すると、空調空間Ｓ２内の空気が加熱され、この加熱空気は、送風機２４の作動によって試験空間Ｓ１に吹き出される。これにより、人工気象室１０内に残った水分が乾燥する。

以上説明したように、本実施形態では、床面１１ａ又は供試体に積もった雪ＳＳに温水が降りかけられるため、降雪運転で床面１１ａ又は供試体に積もった雪ＳＳを効率的に融かすことができる。すなわち、床面を暖めることによって積もった雪を融かす構成では、床面を介した雪の加熱になるため、床面を加熱する熱量が必要になる。このため、床面が温まるまでに時間がかかり効率的に雪を融かすことができない。これに対し、本実施形態では、積もった雪ＳＳに温水が直接降りかけられるため、雪ＳＳを直接的に加熱することができる。しかも、温水は温風に比べて熱容量が大きいため、雪ＳＳを効率的に融かすことができる。よって、融雪運転に必要な時間を短縮することができるため、融雪運転後に再度、降雪運転を行うような場合においては、次の降雪運転を早く始めることが可能になる。

また本実施形態では、雪を降らせるのに用いられる二流体ノズル５１を使って温水を降らす。言い換えると、降雪用の部材と、温水降りかけ用の部材とを兼用することができる。したがって、元々降雪用として用いられる二流体ノズル５１を利用すればよく、新たにノズル等の部材を追加する必要がない。したがって、構成部材が増えるのを抑制することができる。

また本実施形態では、降雪運転時において、二流体ノズル５１によって微細な水滴を降らせることができるため、雪を生成しやすくなる。一方、融雪運転時には、二流体ノズル５１から微細な水滴からなる温水を噴射することになる。このような温水であっても積もった雪ＳＳを融かすことができる。

また本実施形態では、二流体ノズル５１に繋がる空気供給配管４３の一部を利用し、水供給配管３６を流れる温水を空気供給配管４３を通過させた上で二流体ノズル５１に供給している。これにより、二流体ノズル５１から噴射できる温水の量を増大させることができる。

また本実施形態では、温水による融雪に加え、温風による融雪も行っている。したがって、融雪運転に必要な時間をより短縮することができる。

また本実施形態では、融雪運転後に乾燥運転が行われるため、融雪運転によって雪ＳＳが融けることによって生じた水分や、二流体ノズル５１によって降りかけられて人工気象室１０内に残った水分を乾燥させることができる。

（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態を示す。なお、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第１実施形態では、床部１１が通水性を有しない構成であり、融けた雪が排水溝を流れて排出される構成である。この点に関し、第２実施形態では、床部１１が通水性を有する構成となっている。具体的には、床部１１は、上床部１１ｂと、上床部１１ｂとの間に空間（床下空間Ｓ１１）を形成するように上床部１１ｂの下方に配置された下床部１１ｃと、を有する二重床構造である。

上床部１１ｂの上面は、供試体が置かれる床面１１ａとなる。上床部１１ｂは、例えば鋼材を格子状又は網目状に組んだ構成であり、融けた雪すなわち水を通過させることができるように多数の孔が形成されている。上床部１１ｂの孔は、降雪運転時に次第に雪ＳＳが積もる程度の大きさに形成されている。一方、融雪運転時には、融けた雪が上床部１１ｂの孔を通して流れ落ち、上床部１１ｂと下床部１１ｃとの間の床下空間Ｓ１１に排水された後、人工気象室１０の外部に排出される。

第２実施形態では、床部１１が融けた雪を排水可能な二重床構造となっているので、融けた雪が上床部１１ｂの下側に排出される。このため、融雪運転後の排水作業の負担を軽減することができる。

融雪運転時において、床下空間Ｓ１１又は上床部１１ｂを加熱するようにしてもよい。例えば、図３に示すように、床下空間Ｓ１１に温風を吹き込むように温風器７２が設けられていてもよい。温風器７２は送風機７２ａ及びヒータ７２ｂを有しており、ヒータ７２ｂによって加熱された空気を送風機７２ａによって床下空間Ｓ１１内に吹き込むように配置されている。

制御部７０は、融雪運転時に温風器７２を作動させる。これにより、上床部１１ｂ及び床下空間Ｓ１１が加温されるとともに、温風が上床部１１ｂの孔を通して試験空間Ｓ１内に吹き出す。したがって、上床部１１ｂに積もった雪ＳＳを下からも加熱でき、より効率的に雪ＳＳを融かすことができる。よって、融雪運転に必要な時間をより短縮することができる。なお、温風器７２は、後述する第３実施形態及び第４実施形態に採用されても良い。

図４に示すように、上床部１１ｂにヒータ７３を設置することにより、上床部１１ｂを加熱してもよい。ヒータ７３は例えば上床部１１ｂの下面に沿って設置される。制御部７０は融雪運転時にヒータ７３を作動させる。この構成でも、上床部１１ｂに積もった雪ＳＳを下からも加熱でき、より効率的に雪を融かすことができる。よって、融雪運転に必要な時間をより短縮することができる。なお、ヒータ７３は、第１実施形態、後述する第３実施形態、第４実施形態及び第５実施形態に採用されても良い。

図５に示すように、床下空間Ｓ１１内の空気を吸引して、床下空間Ｓ１１を陰圧にする陰圧機構７５を備えていてもよい。陰圧機構７５は、例えば、送風機によって構成され、吸引口が床下空間Ｓ１１に開口するように配置される。制御部７０は、融雪運転時に陰圧機構７５を作動させる。陰圧機構７３は、乾燥運転時に作動させてもよい。

この構成では、融雪運転時に床下空間Ｓ１１が陰圧即ち周囲の空気圧よりも低圧の状態になるため、上床部１１ｂに積もって融けかかっている雪ＳＳが上床部１１ｂの下方に流れ落ちるように促すことができる。なお、陰圧機構７５は、後述する第３実施形態及び第４実施形態に採用されても良い。

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、前記第１実施形態の説明を第２実施形態に援用することができる。

（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態を示す。なお、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、上床部１１ｂが全面に亘って通水可能な構成を有しているのに対し、第３実施形態では、上床部１１ｂは、少なくとも積雪範囲ＳＡにおいて通水性を有しない板材１１ｄによって構成され、この板材１１ｄの周囲が、通水可能な部材で構成されている。具体的には、ノズル機構５０から降る雪が積もる積雪範囲ＳＡにおいては、上床部１１ｂは、例えばステンレススチール板、断熱パネル等の剛性のある板材１１ｄによって構成されている。一方、上床部１１ｂは、板材１１ｄの周囲の部位が、例えば鋼材を格子状又は網目状に組んだ構成であり、融けた雪すなわち水を通過させることができるように多数の孔が形成された通水部材１１ｅによって構成されている。つまり、上床部１１ｂは、積雪範囲ＳＡ以外の部位が、通水性のある部材によって構成されている。

この構成では、上床部１１ｂの上で融けた雪が板材１１ｄの上に残るが、この融けた雪を板材１１ｄの周囲の通水部材１１ｅのところに移動させることにより、融けた雪を上床部１１ｂの下方に排出することができる。一方、積雪範囲ＳＡにおいては供試体を設置できる強度を確保しやすくなる。

本実施形態では、積雪範囲ＳＡ全体を通水性を有しない板材１１ｄで構成したが、この構成に限られない。例えば、積雪範囲ＳＡの一部を通水性を有しない板材１１ｄで構成すると共に、積雪範囲ＳＡの残部を通水性のある部材で構成し、融けた雪を積雪範囲ＳＡ内又は／及び積雪範囲ＳＡ外の通水性のある部材のところに移動させて排出するようにしてもよい。

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、前記第１実施形態の説明及び第２実施形態の説明を第３実施形態に援用することができる。

（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態を示す。なお、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態では、上床部１１ｂが、積雪範囲ＳＡ以外において、通水部材１１ｅによって構成されるのに対し、第４実施形態では、上床部１１ｂが、積雪範囲ＳＡにおいて、通水部材１１ｅによって構成される一方で、積雪範囲ＳＡ以外の部位が通水性を有しない板材１１ｄによって構成されている。

上床部１１ｂは、積雪範囲ＳＡを構成する部材が、例えば鋼材を格子状又は網目状に組んだ構成の通水部材１１ｅによって構成され、通水部材１１ｅには、融けた雪すなわち水を通過させることができるように多数の孔が形成されている。この構成では、上床部１１ｂにおける積雪する部位が通水部材１１ｅによって構成されているので、融けた雪を、そのまま上床部１１ｂの下方に排出することができる。

一方、上床部１１ｂは、積雪範囲ＳＡ以外において、例えばステンレススチール板、断熱パネル等の剛性のある板材１１ｄによって構成される。つまり、積雪範囲ＳＡ以外では、通水性を有しない。

本実施形態では、積雪範囲ＳＡ全体を通水部材１１ｅで構成したが、この構成に限られない。例えば、積雪範囲ＳＡの一部を通水部材１１ｅで構成すると共に、積雪範囲ＳＡの残部を通水性を有しない部材で構成してもよい。この構成では、融けた雪は、通水部材１１ｅのある部分からそのまま下方に排出されるか、通水性のない部分から積雪範囲ＳＡ内又は／及び積雪範囲ＳＡ外の通水性のある部材のところに移動されて排出される。

通水部材１１ｅにおいて、雪が積もることなく孔を落下してしまう場合には、通水性のあるシート材７７を上床部１１ｂの上に敷いても良い。シート材７７は雪を通すことはないが、融けた雪を通過させることができる構成のものである。この構成では、降雪運転時においては、シート材７７上に雪が積もることを許容する一方で、融雪運転においては、融けた雪をシート材７７及び上床部１１ｂを通して上床部１１ｂの下方に排出することができる。なお、シート材７７は、第２実施形態及び第３実施形態に採用されても良い。

また、本実施形態では、シート材７７を通水部材１１ｅ全体に敷く構成としたが、シート材７７を通水部材１１ｅの一部にのみ敷く構成としてもよい。

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、前記第１～第３実施形態の説明を第４実施形態に援用することができる。

（第５実施形態）
図８は本発明の第５実施形態を示す。なお、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第１実施形態では、雪を降らせるノズル機構５０によって、融雪運転時に温水を降らせる構成となっている。これに対し、第５実施形態では、温水を降らせる降水部が、ノズル機構５０とは別個に設けられている。具体的には、図外の温水供給源から温水が供給されるノズル（又はシャワーヘッド）７９が天井部１４に設けられており、ノズル７９は、融雪運転時に温水を降らせる。雪を降らせる機構と融雪運転時に水を降らせる機構とを別のものとする場合は、融雪運転時に水を降らせる機構は、天井部１４ではなく他の部分に設けられる構成であってもよい。

雪を降らせるノズル機構５０とは別に融雪用のノズル７９が設けられている場合において、融雪ノズル７９は、融雪用以外に、みぞれを降らせるノズル（融けかかっている雪／雪に水を混ぜて降らせるノズル）としての機能を有してもよく、あるいは降雨用のノズル（雨を降らせるノズル）としての機能を有してもよく、あるいは雪質調整用のノズル（湿雪を作るノズル）としての機能を有してもよい。
なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、前記第１～第４実施形態の説明を第５実施形態に援用することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、二流体ノズル５１は、前記実施形態では、融雪運転時において温水のみを噴射する構成としたが、融雪運転時に温水及び空気を噴射してもよい。

前記実施形態では、融雪運転後に乾燥運転を行うようにしたが、乾燥運転を省略してもよい。

１ ：人工気象装置
１０ ：人工気象室
１１ ：床部
１１ａ ：床面
１１ｂ ：上床部
１１ｃ ：下床部
１１ｅ ：通水部材
２３ ：加熱器
３１ ：水供給機構
３２ ：空気供給機構
３６ ：水供給配管
４３ ：空気供給配管
５１ ：二流体ノズル
７０ ：制御部
７２ ：温風器
７５ ：陰圧機構
７７ ：シート材
ＳＡ ：積雪範囲
ＳＳ ：雪

Claims (13)

1. 上面が床面となる床部と、
   空気流路及び水流路が形成された二流体ノズルを有し、水を降らせる降水部と、
   前記降水部に水及び空気を供給する供給機構と、
   雪を降らせる降雪運転と、前記降雪運転の終了後において、前記床面又は供試体に積もった雪を融かすための水を前記降水部から降りかける融雪運転と、を行う運転制御部と、を備え、
   前記降水部は、前記降雪運転において雪を降らせるのにも用いられるものであり、
   前記運転制御部は、
   前記降雪運転において、前記二流体ノズルの前記空気流路に空気が供給されるとともに前記二流体ノズルの前記水流路に水が供給されて、前記二流体ノズルから水と空気との二流体が噴射されるように、前記供給機構を制御し、
   前記融雪運転において、前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方に水が供給されて、前記空気流路からの水と前記水流路からの水とが前記二流体ノズルから噴射されるように、前記供給機構を制御する人工気象装置。
2. 請求項１に記載の人工気象装置において、
   前記供給機構は、前記空気流路に連通する空気用の配管と、前記水流路に連通する水用の配管と、前記空気用の配管と前記水用の配管とを接続し且つ開閉バルブが設けられた接続配管と、を有し、
   前記運転制御部は、前記融雪運転において前記開閉バルブを開ける人工気象装置。
3. 請求項１又は２に記載の人工気象装置において、
   空気を加熱する加熱器を備え、
   前記運転制御部は、前記融雪運転において、前記床部を有する人工気象室内に温風が導入されるように前記加熱器を制御する人工気象装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の人工気象装置において、
   前記運転制御部は、前記融雪運転を終えた後、前記床部を有する人工気象室内を乾燥させる乾燥運転を行う人工気象装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の人工気象装置において、
   前記床部は、前記床面を有する上床部と、前記床部の下方に配置された下床部とを有する二重床構造であり、
   前記上床部は、融けた雪を前記上床部と前記下床部との間の空間に排水可能に構成されている人工気象装置。
6. 請求項５に記載の人工気象装置において、
   前記上床部と前記下床部との間の空間に温風を吹き込むための温風器、又は前記上床部を加熱するためのヒータを備え、
   前記運転制御部は、前記融雪運転時に前記温風器又は前記ヒータを作動させる人工気象装置。
7. 請求項５又は６に記載の人工気象装置において、
   前記上床部は、積雪する部位の少なくとも一部が通水性のある部材によって構成されている人工気象装置。
8. 請求項５又は６に記載の人工気象装置において、
   前記上床部は、積雪する部位の外側の部位の少なくとも一部が通水性のある部材によって構成されている人工気象装置。
9. 請求項７又は８に記載の人工気象装置において、
   前記通水性のある部材の上の少なくとも一部に敷かれ、積もった雪を通さない通水性のあるシート材を備えている人工気象装置。
10. 請求項５から９の何れか１項に記載の人工気象装置において、
    前記上床部と前記下床部との間の空間を陰圧にする陰圧機構を備え、
    前記運転制御部は、少なくとも前記融雪運転時において前記陰圧機構を作動させる人工気象装置。
11. 降水部が有する二流体ノズルの空気流路に空気を供給するとともに前記二流体ノズルの水流路に水を供給し、前記二流体ノズルから水と空気との二流体を噴射して、人工気象室内において雪を降らせる降雪運転を行い、
    前記降雪運転の終了後に、前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方に水を供給し、前記人工気象室の床面又は供試体に積もった雪を融かすための水を前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方を通して降りかける融雪運転を行う人工気象方法。
12. 請求項１１に記載の人工気象方法において、
    前記空気流路に連通する空気用の配管と、前記水流路に連通するとともに水供給源に接続された水用の配管と、前記空気用の配管と前記水用の配管とを接続し且つ開閉バルブが設けられた接続配管と、が設けられ、
    前記融雪運転において、前記開閉バルブを開けて、前記水供給源からの水を前記二流体ノズルの前記空気流路及び前記水流路の両方に供給する人工気象方法。
13. 請求項１１又は１２に記載の人工気象方法において、
    前記融雪運転を終えた後、前記人工気象室内を乾燥させる乾燥運転を行う人工気象方法。

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