利用由人造雪形成的风雪进行试验的环境试验方法以及环境试验装置 |
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| 申请号 | CN201480022185.4 | 申请日 | 2014-04-25 | 公开(公告)号 | CN105358922B | 公开(公告)日 | 2017-10-03 |
| 申请人 | 三菱重工冷热株式会社; | 发明人 | 远藤浩司; 关光雄; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种环境试验方法及环境试验装置，其不会改变 冰 质且能够在需要时利用需要量的人造 雪 进行适当的试验。利用由人造雪形成的 风 雪的环境试验方法包括：能够制冰状态的准备阶段，根据环境试验所使用的人造雪的整体需要量，从一台或多台制造薄片状片冰的铰刀式 制冰机 (22)中选择任意台数的制冰机，在环境试验开始之前，就使所选择的制冰机分别处于能够制冰状态；制冰量调整阶段，通过利用所准备的铰刀式制冰机(22)制冰，从而根据环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，来调整制冰量；碎冰阶段，对由所选择的铰刀式制冰机(22)制造的薄片状片冰进行碎冰，从而得到冰粒；风雪形成阶段，利用冰粒状的人造雪形成风雪。所述能够制冰状态的准备阶段包括如下阶段：使所述铰刀式制冰机(22)在环境试验开始的时刻，就已经在该制冰机的薄冰形成面上形成有薄冰层。所述制冰阶段包括如下阶段：由铰刀(108)对形成在薄冰形成面上的薄冰层施加外 力 ，从而得到薄片状片冰。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种环境试验方法，是利用由人造雪形成的风雪进行环境试验的方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 利用由人造雪形成的风雪进行试验的环境试验方法以及环境试验装置 技术领域[0001] 本发明涉及一种利用人造雪进行试验的环境试验方法以及环境试验装置，具体而言，涉及一种不会导致冰质改变且能够在需要时利用需要量的人造雪来适当进行试验的、利用人造雪的环境试验方法以及环境试验装置。 背景技术[0002] 现有技术中，人们利用环境试验室，将完成生产的车型的车辆放置于该试验室内，之后设定各种各样的自然环境、气象条件，以收集、分析该自然环境、气象条件对车辆产生的影响的数据。 [0003] 作为一个例子，例如在环境试验室内利用人造雪模拟风雪，使该风雪吹向车辆，从而对由于引擎室内混入雪而导致的故障问题、脚部周围部件的冻结等结冰问题进行处理。 [0004] 因此，环境试验室具有风洞和风雪形成装置，其中，风洞具有用于配置车辆并使风雪吹向车辆的充足的空间。 [0005] 风雪形成装置例如具有：制冰机，其制造片冰；碎冰机，其将制冰机制造出的片冰破碎成规定粒径的冰粒；配管，其用于将通过破碎制得的具有规定粒径的冰粒作为人造雪输送到风洞内；吹送喷嘴，其设置于配管的顶端，用于向车辆的前部吹送人造雪。 [0006] 采用这样的环境试验室，利用风雪形成装置，通过在风洞内向车辆吹送风雪，能够进行模拟自然环境及气象条件的环境试验。 [0007] 然而，由于准备风雪的方法，会引起以下的技术问题。 [0008] 第一，现有技术中，由于在进行环境试验之前，预先制造环境试验所需量的用于形成风雪的人造雪，并存储这些人造雪，因而，例如， 若将破碎制得的冰粒作为人造雪进行存储，则人造雪的冰质(人造雪的状态)会发生改变，导致无法实施适当的试验，或者，有时还会无法实施试验。 [0009] 详细而言，在储存人造雪的过程中，有时冰粒之间由于表面的化水而粘结在一起，导致冰粒变成冰块，会导致无法模拟实际的风雪而无法进行适当的试验，或者在输送过程中冰粒在配管内发生阻塞，难以输送冰粒。利用人造的湿雪形成风雪时，尤其容易发生这种问题。 [0010] 另外，在进行试验之前制造需要量的人造雪时，制造人造雪的过程不得不在环境试验室内进行，而制造人造雪需要较长的时间，由于长时间的占用环境试验室，会导致无法有效地利用通用的环境试验室。 [0011] 第二，难以在进行环境试验的过程中，对用于形成风雪的人造雪的需要量进行实时调整。 [0012] 尤其是，从吹送喷嘴中吹送出的冰粒随着气流被向车辆输送时，通过改变气流的相对于静止车辆的速度，来模拟对正以各种速度行驶的车辆吹送风雪时的状况。此时，由于气流速度的改变使得风雪的浓度自主发生变化，而导致无法进行适当的试验，因而，为了使风雪的浓度维持在一定水平，需要根据气流速度的变化而实时改变风雪的吹送量。 [0013] 而且，由于前方车辆在道路上的积雪上通过，使得道路上的积雪飞溅而形成风雪时，车辆的高度方向上的风雪的浓度分布在距离道路越近时浓度越高，因此，若要模拟这样的状况，就需要改变车辆的高度方向上的风雪的浓度分布，从而需要进一步对风雪的吹送量进行细微的调整。另外，环境试验的对象不局限于车辆，还可以是作为固定物体的房屋、电线杆等各种各样的物体，此时，一般而言，自然界的风雪的浓度分布在距离地表越近时浓度越高，在这种情况下也需要改变风雪的在高度方向上的浓度分布。 [0014] 对此，专利文献1中公开了一种对滑雪场的练习场撒布人造雪的技术。详细而言，通过将生成于制冰桶的外周面上的冰剥离下来，来 生成人造雪，利用压缩空气通过输送管将人造雪撒布到练习场。然而，由于需要一次撒布大量的人造雪，因而，专利文献1中，是事先制造并储存大量的冰(人造雪)，而并非在需要时现场制造人造雪。 [0015] 与此相对，专利文献2中公开了一种人工造雪装置，由制冰机制造薄片状薄片冰，在该制冰机的薄片冰排出口的下方设有料斗，在该料斗的下方设有碎冰机，该碎冰机将薄片冰破碎或粉碎从而制造人造雪，在该碎冰机的下方设有气动输送带，该气动输送带用于将来自碎冰机的人造雪输送到练习场等用雪场所。在专利文献2中，在需要大量的人造雪时，设置多台制冰机以及与各制冰机相对应的料斗，使各料斗中的薄片冰落到输送带(例如螺旋输送带)上，使薄片冰聚集在一起落到1台碎冰机中形成人造雪，之后用气动输送带将来自给料器的人造雪输送到练习场，适当地撒布人造雪。 [0016] 然而，该人工造雪装置是用于对滑雪场的练习场等供应人造雪的装置，在专利文献2中未公开不会导致冰质改变且能够在需要时制造需要量的人造雪从而能够进行适当且高效的试验的、利用人造雪的环境试验方法以及环境试验装置。 [0017] 另外，专利文献3中公开了如下一种技术：利用粉状物体来模拟雪，以缩小比例的房屋模型为对象，进行有关积雪负载的环境试验。详细而言，沿高度方向配置多个管路，多个管路相互隔开间隔，且相互间用于吹送雪的开口面积不同，从该管路向风洞内吹送用于模拟雪的粉状物体，通过使该粉状物体随着风洞内的气流流动，来接近自然状态地再现降雪以及地面积雪飞溅所形成的风雪的状况，通过结构上(开口面积)的设计，实现风雪的浓度分布。然而，若在该技术中利用自然雪或人造雪，则不得不根据比例尺来形成非常细小的风雪粒子，因此，难以采用该技术实现利用自然雪或人造雪的仿真试验，或者，即便是能够实现仿真试验，风雪粒子附着在管路内的情况也较为严重，容易使管路阻塞，难以持续进行环境试验。 [0018] 对此，现有技术中已知的铰刀(reamer)式制冰机具有：制冰筒，其大致呈圆筒状，以内周面为制冰面；撒水部，其向制冰筒的内周面 撒水，以供应用于形成冰的水；存储部，其设置在制冰筒的下侧，接收并存储没有冻结在制冰筒上而流下来的水；铰刀，其沿着制冰筒的内周面移动，以使形成在该内周面上的冰破裂。在该制冰机中，在制冰面上形成厚度为数毫米的圆筒状薄冰层，通过由铰刀的公转对形成在制冰面上的薄冰层施加外力，使薄冰层破裂，能够得到薄片状片冰，在制冰时可以对冷却介质的蒸发温度及/或水温及/或铰刀的转速进行调整，然而却存在如下问题。 [0019] 即，1台铰刀式制冰机能够预先制造的制冰量是有限度的，当需要利用大量的人造雪进行环境试验时，需要使用多台铰刀式制冰机，另外，若在进行试验之前，由铰刀使制造的薄冰层破裂后作为片冰存储于制冰室内，与作为碎冰后的冰粒进行存储的情况相比，引起冰质变化的可能性较小，但由于片冰可能会粘结在一起，因而在开始进行环境试验之前，需要对粘结在一起的片冰进行分离以能够进行碎冰，因而较为麻烦。 [0020] 专利文献1：日本发明专利公开公报特开平11-183002号 [0021] 专利文献2：日本发明专利公开公报特开2003-65644号 [0022] 专利文献3：日本发明专利公开公报特开2001-83038号 发明内容[0023] 鉴于上述技术问题，提出了本发明，本发明的目的在于提供一种环境试验方法及环境试验装置，其不会导致冰质的改变且能够在需要时制造需要量的人造雪，从而进行适当且高效的试验。 [0024] 为达成上述目的，本发明涉及一种环境试验方法，是利用由人造雪形成的风雪进行环境试验的方法，分别包括：能够制冰状态的准备阶段，根据环境试验所使用的人造雪的整体需要量，从一台或多台制造薄片状片冰的铰刀式制冰机中选择任意台数的制冰机，在环境试验开始之前，就使所选择的各制冰机分别处于能够制冰状态；制冰及制冰量调整阶段，由完成准备的铰刀式制冰机制冰，并根据环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，来调整制冰量；碎冰阶段，对由所 选择的铰刀式制冰机制造的薄片状片冰进行碎冰，从而得到冰粒；风雪形成阶段，利用冰粒状的人造雪形成风雪。其中，所述能够制冰状态的准备阶段包括如下阶段：使所述铰刀式制冰机在环境试验开始的时刻，就已经在该制冰机的薄冰形成面上形成有薄冰层。所述制冰阶段包括如下阶段：由铰刀对形成在薄冰形成面上的薄冰层施加外力，从而得到薄片状片冰。 [0025] 为达成上述目的，本发明涉及一种环境试验方法，是利用由人造雪形成的风雪进行环境试验的方法，分别包括：能够制冰状态的准备阶段，根据环境试验所使用的人造雪的整体需要量，从多台制造薄片状片冰的铰刀式制冰机中选择任意台数的制冰机，在环境试验开始之前，就使所选择的制冰机分别处于能够制冰状态；制冰及制冰量粗略调整阶段，由完成准备的铰刀式制冰机制冰，并根据环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，来对制冰量进行粗略调整；制冰量细微调整阶段，针对环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，根据人造雪的需要量与粗略调整后的制冰量之间的差值，通过调整所选择的铰刀式制冰机中的冷却介质的蒸发温度及/或水温及/或铰刀转速，来对制冰量进行细微调整；碎冰阶段，对由所选择的铰刀式制冰机制造的薄片状片冰进行碎冰，从而得到冰粒；风雪形成阶段，利用冰粒状的人造雪形成风雪。其中，所述能够制冰状态的准备阶段包括如下阶段：使所述铰刀式制冰机在环境试验开始的时刻，就已经在该制冰机的薄冰形成面上形成有薄冰层；所述制冰阶段包括如下阶段：由铰刀对形成在薄冰形成面上的薄冰层施加外力，从而得到薄片状片冰。 [0026] 采用具有上述结构的环境试验方法，准备多台铰刀式制冰机，在环境试验即将开始之前，根据环境试验所使用的人造雪的需要量，从制造薄片状片冰的多台制冰机中选择任意台数的制冰机，事先使所选择的铰刀式制冰机的薄冰形成面上形成薄冰层，以使所选择的铰刀式制冰机在环境试验开始时刻就已经处于能够制冰状态，在进行环境试验时，由铰刀对准备好的铰刀式制冰机的薄冰形成面上所形成的薄冰层施加外力，从而以获取薄片状片冰的方式进行制冰，从而对制冰量 进行粗略调整，并针对环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，根据人造雪的需要量和粗略调整后的制冰量之间的差值，通过调整所选择的铰刀式制冰机中的冷却介质的蒸发温度及/或水温及/或铰刀的转速，来细微调整制冰量，之后，对所选择的铰刀式制冰机制造的薄片状片冰进行碎冰而得到冰粒，利用冰粒状的人造雪形成风雪，因而，例如无需将制冰机制成的片冰碎冰后以冰粒状态进行存储，从而能够避免由此引起的冰质的改变，另外，通过调整铰刀式制冰机来对制冰量进行粗略调整及细微调整，在需要时制造需要量的人造雪，从而能够通过实时调整制冰量，来利用由人造雪形成的风雪进行适当的试验。 [0027] 另外，这里的“雪”采用广义的定义，包括像自然雪那样的由雪的结晶重叠在一起构成的雪花以及像由冰粒构成的人造雪那样的雪颗粒。“风雪”也采用广义的定义，不仅指降雪时的风雪状态，还指由于风或车辆通过等引起雪花或者雪颗粒移动的状况。 [0028] 另外，人造雪的需要量可以随着时间的经过而呈线性变化，所述多台铰刀式制冰机分别具有相同的制冰容量。 [0029] 或者，人造雪的需要量也可以随着时间的经过而呈非线性变化，所述多台铰刀式制冰机所分别具有的制冰容量可以不同。 [0030] 人造雪的需要量也可以随着时间的经过而呈非线性变化，所述多台铰刀式制冰机所分别具有的制冰容量相同，该容量可以对应于该非线性变化而确定。 [0031] 此外，所述风雪形成阶段包括如下阶段：通过使风雪随着来自其背后的规定速度的气流吹向静止的车辆，来模拟吹向正在行驶的车辆的风雪状态。 [0032] 再者，从设置在车辆前方的吹送喷嘴向车辆吹送风雪，该吹送喷嘴在车辆的高度方向上隔开间隔设有多个，风雪供应系统设有多个。 [0033] 另外，在进行环境试验的过程中，多个风雪供应系统间可以共用所述多台铰刀式制冰机。 [0034] 此外，在所述碎冰阶段，通过使薄片状的冰片在一对碎冰桶之间 通过，来进行碎冰，从而得到冰粒。 [0035] 在实施环境试验的过程中人造雪的需要量会发生变化，可以根据该变化对制冰量进行所述粗略调整及/或所述细微调整。 [0036] 所述环境试验方法还可以包括如下阶段：将在制冰量的所述粗略调整阶段及所述细微调整阶段制造的冰向环境试验的测试对象输送；湿雪化阶段，在所述碎冰阶段之后，通过压力输送冰粒，通过在热空气中使其融化，来使冰粒状的人造雪变成湿雪；扩散阶段，使湿雪随着来自其背后的气流一起流向测试对象，并且，通过使风雪的流向发生偏转，来使风雪在测试对象的宽度方向及/或高度方向上扩散。 [0037] 另外所述环境试验方法还可以包括：分配阶段，在所述碎冰阶段后，且在所述湿雪阶段前，在环境试验的测试对象的宽度方向及/或高度方向上对冰粒状的雪进行分配。 [0038] 此外，可以通过调整所述热空气的温度，来调整冰粒的含水率。 [0039] 可以根据所选择的铰刀式制冰机的制冰速度，调整对所述薄片状片冰进行碎冰的速度，并且，调整流向测试对象的气流的速度。 [0040] 另外，可以分别针对分配后的湿雪，调整单位时间内吹向测试对象的风雪的量，从而实现所希望的在测试对象的宽度方向上及/或高度方向上的风雪的浓度分布。 [0041] 为了达成上述目的，本发明涉及一种环境试验装置，其具有风洞和风雪形成装置，其中，风洞用于配置车辆，其具有向车辆吹送风雪所需要的充足的空间，风雪形成装置具有：多台铰刀式制冰机，其分别制造薄片状片冰；碎冰机，其对铰刀式制冰机所制造的薄片状片冰进行碎冰，得到规定粒径的冰粒；配管，其用于将由碎冰后得到的规定粒径的冰粒作为人造雪输送到风洞内；吹送喷嘴，其设置于配管顶端，向车辆的前部吹送人造雪；控制装置，其根据环境试验所使用的人造雪的整体需要量，从多台制造薄片状片冰的铰刀式制冰机中选择任意台数的制冰机，根据环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，使所选择的铰刀式制冰机制冰，来对制冰量进行粗略调整，并且，针对环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，根据人造雪的需要量与 粗略调整后的制冰量之间的差值，通过调整所选择的铰刀式制冰机中的冷却介质的蒸发温度及/或水温及/或铰刀转速，来对制冰量进行细微调整。 [0042] 另外，所述控制装置中可以存储有如下表格数据：表示与环境试验所使用的人造雪的整体需要量相对应的制冰机的需要台数的表格数据；以及，表示环境试验所使用的人造雪的需要量的变化的表格数据。附图说明 [0043] 图1是表示本发明的实施方式所涉及的环境试验系统的整体结构的示意图。 [0044] 图2是表示本发明的实施方式所涉及的环境试验系统中的制冰机的内部结构的立体图。 [0045] 图3是表示在本发明的实施方式所涉及的环境试验系统中于风洞内生成风雪的状况的原理图。 [0046] 图4是表示在本发明的实施方式所涉及的环境试验系统中对人造雪的制冰量进行粗略调整的图表。 [0047] 图5是表示在本发明的实施方式所涉及的环境试验系统中对人造雪的制冰量进行细微调整的图表。 [0048] 图6是表示对图2所示的各制冰机的制冰量进行调整的图表。 具体实施方式[0049] 下面，参照附图对本发明所涉及的环境试验方法及环境试验装置的实施方式进行详细说明。 [0050] 首先，对雪环境试验系统进行说明。如图1所示，雪环境试验系统10中，利用作为人造雪的冰粒，通过使该人造雪随着来自其背后的气流一起流动来模拟风雪，使该风雪吹向作为试验的测试对象的车辆V。因此，该雪环境试验系统10具有风雪供应系统12和气流供应系统14。 [0051] 尤其是，影响雪质的主要因素为冰粒的粒径和水分含有率，为了在向车辆V连续吹送需要量的规定雪质的风雪时，能够使风雪在车辆V的整个高度范围内扩散，并根据情况在车辆V的高度方向上实现所期望的风雪浓度分布，需要在进行规定温度及湿度的管理的基础之上，在试验即将开始之前迅速地制造并供应作为人造雪使用的冰粒群。 [0052] 尤其是，影响雪质的主要因素为冰粒的粒径和水分含有率，为了在向车辆V连续吹送需要量的规定雪质的风雪时，能够使风雪在车辆V的整个高度范围内扩散，并根据情况在车辆V的高度方向上实现所期望的风雪浓度分布，需要在进行规定温度及湿度的管理的基础之上，在试验即将开始之前迅速地制造并供应作为人造雪使用的冰粒群。 [0053] 风洞16为开放式回流型空间，俯视时呈大致长方形，具有(开放型)测定室300和第1～4的4个弯曲躯部302、304、306、308(弯曲部)，其中，测定室300用于设置作为测定对象的车辆。由送风机25发生的气流经由第2扩散躯部310、第3弯曲躯部306、第4弯曲躯部308、整流躯部312(参照图2)、节流躯部314(参照图2)，从向测定室300开口的吹出口316(参照图2)流入测定室300，之后依次流经第1弯曲躯部302、第2弯曲躯部304。 [0054] 通过暂时使由送风机25产生的气流整体的风速(动压)降低，从而使中间躯部处的压力(静压)上升之后，再使该气流通过节流躯部314，能够从吹出口316向测定室300吹送具有进行测定所需要的充足风量(风速)的气流。 [0055] 由此，如后述那样，经过制冰工序、碎冰工序、分离工序、湿雪工序后，利用气力输送的冰粒在测定室300内，随着从其背后流过来的气流一起流动，作为风雪被吹送至车辆，通过调整送风机25所产生的气流的风速，能够以静止的车辆来模拟正在行驶的车辆的情况。 [0056] 另外，在风雪试验用的回流型风洞16中，为了对试验后的雪进行分离回收，在车辆V的下游设有风雪捕集装置38，而且，为了通过雪的重力落下或者惯性作用而使雪分离，还在车辆V的下游设置了不对气流进行整流的区域。 [0057] 风雪供应系统12设有3个，各系统中设有连接碎冰机26和吹送喷嘴36的雪供应管40、连接风洞16内的吸引口42和碎冰机26的通气管44，雪供应管40于碎冰机26和吹送喷嘴 36之间，依次连接人造雪分配装置34和湿雪装置32，另外，通气管44于风洞16内的吸引口42和碎冰机26之间，连接风机28和冷却器30。 [0058] 人造雪的分配装置34设置于湿雪装置32上游的理由在于，若将人造雪的分配装置设置于湿雪装置32下游，则湿雪化后的雪被输送给分配装置34后有可能会附着在分配装置34内，导致发生阻塞，因而，为了防止这种情况的发生，将分配装置34设置于湿雪装置32上游。 [0059] 各系统中，铰刀式制冰机22为所谓的铰刀式的制冰机，其制造薄片状片冰，各系统中具有控制装置(未图示)，该控制装置根据雪环境试验所使用的人造雪的整体需要量，从多台制造薄片状片冰的铰刀式制冰机22中选择使用任意台数的该铰刀式制冰机22，根据环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，通过使所选择的铰刀式制冰机22制冰来粗略调整制冰量，并且，该控制装置针对环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，算出人造雪的需要量与粗略调整后的制冰量之间的差值，根据该差值，通过分别在所选择的铰刀式制冰机22中调整蒸发温度及/或水温及/或铰刀的转速，来对制冰量进行细微调整(微调)。优选为，该控制装置具有例如作为数据库的如下表格：表示与环境试验所使用的人造雪的整体需要量相应的制冰机的需要台数的表格；表示环境试验所使用的人造雪的需要量的变化的表格。 [0060] 若如现有技术中那样，在铰刀式制冰机22中，在试验前事先制造冰，并将制造的冰打碎呈冰粒状进行存储，则冰质随着时间的经过而发生改变，难以精确地进行试验，因而不需要像这样在事先制造存储冰，另外，如果用铰刀制造薄片状片冰，由于薄片状片冰之间的互相粘连，对粘连在一起的片冰进行分离较为麻烦，因而，铰刀式制冰机22需要具有如下功能：在开始进行试验的时刻已完成制冰准备，且能够在试验过程中迅速且连续地制冰。 [0061] 因此，在用冷却介质对作为制冰材料的循环水进行冷却时，通常是利用自来水，因而根据试验的开始时间而事先使循环水循环，进行试运转，以使约15℃的自来水变为0℃～数℃的温度稳定的水，从而能够在开始试验的同时，通过调整铰刀的转速来调整剥离周期，连续制冰。 [0062] 另外，作为制冰材料的水的温度可以通过现有技术中已知的方法进行调整。 [0063] 更具体而言，如图2所示，铰刀式制冰机22为现有技术中的机种，具有：制冰筒102，其大致呈圆筒状，其内周面为制冰面；撒水部104，其向制冰筒102的内周面撒水，以供应用于形成冰的水；存储部106，其设置在制冰筒102的下侧，接收并存储没有冻结在制冰筒102上而流下来的水；铰刀108，其沿着制冰筒102的内周面移动，以使形成在该内周面上的冰破裂。 [0064] 制冰筒102为大致圆筒体，具有内壁和外壁的双层结构，其内壁的导热性良好，其外壁处于与外部隔热的状态，在该内壁与该外壁之间内设有制冰用的冷却介质流路110，冷却介质使内壁冷却，冷却后的内壁的内周面为制冰面。在制冰筒102中，被撒在冷却后的内周面上的水附着在该内周面上并冻结，从而能够形成例如厚度为2mm左右的薄冰。 [0065] 导入制冰筒102的冷却介质流路110内的冷却介质是普通的冷却循环所使用的公知的冷却介质，在此省略对其的详细说明。另外，冷却介质的蒸发温度可以通过例如蒸发压力调整阀(未图示)那样的现 有技术中已知的方法进行调整。 [0066] 铰刀108由转轴和固定安装在该转轴周围的多枚刀片112构成，其中，转轴呈大致圆柱形，沿铅直方向延伸，多枚刀片112的刀尖呈螺旋状排列配置在转轴周围，该铰刀108以能够转动的方式支承在从中心轴111突出出来的铰刀支承部上。铰刀108的刀片112和制冰筒102的内周面之间的最小间隔可以设定为，例如比冰的厚度小的0.4～0.5mm的范围内。如此，铰刀108能够在以制冰筒102的中心线为中心公转，同时以中心轴111为中心自转的同时，从制冰面上剥离形成在该制冰面上的薄冰层。另外，由马达103驱动铰刀108以公转轴115为中心公转，该公转的转速决定由铰刀剥离薄片状片冰的剥离周期，可以用现有技术中已知的方法对该转速进行调整。 [0067] 铰刀108的各刀片112的刀片形状为沿着螺旋形曲线的单纯的直刀片形状，通过改变铰刀108的刀片112的数量、调整刀片112与冰之间的接触间隔，能够使冰的大小在粒状到块状之间变化。 [0068] 下面对铰刀式制冰机22的制冰作用进行说明。铰刀式制冰机22中，即使在事前并不需要冰的状况下，也预先对冷却介质流路10供应冷却介质，使制冰筒102的内周面充分冷却到水能够冻结在该内周面上的程度，并且，由撒水部104向制冰面撒水，从而供应用于制冰的水，在制冰面上预先形成圆筒状的薄冰层。更详细而言，铰刀式制冰机22在开始进行试验的时刻已完成制冰准备，能够在试验过程中迅速且连续地制冰。在需要冰的状况来临时，使可动部分转动，并且，从外部向上部的撒水部104导入水。水经由撒水部104的各孔沿着制冰筒102的内周面向下流。与制冰筒102的冷却后的内周面接触后的水中大部分冻结在该内周面上，成为附着在该内周面上的冰的状态。另外，没有冻结的余下的水向下流到制冰筒102的下端，到达存储部106。在该存储部106暂时存留后的水，由泵及配管等送回撒水部 104。 [0069] 如此，在本实施方式所涉及的铰刀式制冰机22中，制冰筒102被冷却并且接收供应的水，从而在其内周面上形成冰，对该制冰筒102配置铰刀108，该铰刀108在制冰筒102的内周面附近移动，由该铰 刀108使该内周面上的冰破裂，以从该内周面上剥离冰，从而无需使用于使冰破裂并剥离冰的铰刀108与制冰筒102的内周面接触，便能够制冰。 [0070] 然后，冰温稳定化输送带24对输送带上输送的薄片状片冰进行气流的强制通风，增大薄片状片冰与空气之间的换热量，从而使薄片状片冰的温度维持在与强制通风的周围空气的温度相近的温度。 [0071] 碎冰机26主要由配置于上部的旋转式给料器(未图示)和配置于下部的一对碎冰桶(未图示)构成，由旋转式给料器将一定数量的、由冰温稳定化输送带24供应的片冰，供应给一对碎冰桶，由一对碎冰桶进行碎冰，将碎冰后的规定粒径的冰粒供应给雪供应管40。 [0072] 人造雪的分配装置34用于将由雪供应管40输送过来的人造雪分配给多个支管(未图示)。具体而言，各系统中的雪供应管40在车辆V的宽度方向上分支，分出多个支管，在各支管中分别设置湿雪装置32，在各支管的顶端设置吹送喷嘴36，从而沿着车辆V的宽度方向设置同样等级的多个吹送喷嘴36。 [0073] 人造雪的分配装置34具有旋转体(未图示)和旋转驱动部(未图示)，其中，旋转体的上游侧端面与雪供应管40的下游侧端面平行，旋转体的下游侧端面与多个支管的上游侧端面分别平行，旋转驱动部驱动旋转体，使旋转体以其轴线方向为中心以规定转速旋转。在分配装置34的旋转体的内部，以贯通轴线方向的方式设有压力输送流路(未图示)，该压力输送流路的导入口(未图示)设置在旋转体的上游侧端面上，该导入口与设置在雪供应管40的下游侧端面上的流出口(未图示)靠近且相向设置，该导入口与该流出口相互不接触，压力输送流路的排出口(未图示)设置在旋转体的下游侧端面上，该排出口分别与设置在多个支管的上游侧端面上的流入口(未图示)靠近且相向设置，该排出口与该流入口相互不接触，多个支管的各流入口位于旋转体旋转时的该排出口的经过轨迹上。 [0074] 湿雪装置32具有与雪供应管40连通的热空气供应管(未图示)，在该热空气供应管的下游侧端部设有热空气流入部，该热空气流入部 形成环形空间，其覆盖雪供应管40的在其延伸方向上的规定长度部分的整个外周面，被该环形空间覆盖的雪供应管40的外周面上等间隔地设有多个热空气流入口(未图示)，由此，在雪供应管40的设有热空气流入部的部位的下游侧，于雪供应管40内形成湿雪化加工区域(换热加工区域)，在该湿雪化加工区域进行湿雪化处理。 [0075] 气流供应系统14中，风洞16构成循环空间的一部分，其从车辆V的前方向后方单向在车辆V的整个车高范围内吹送风雪。具体而言，由设置在循环空间内的送风机25产生一定风速的气流，该气流从车辆V的前方向后方单向流动，该气流经过车辆V之后，由冷却器30冷却至规定温度，之后该气流返回送风机25，然后再次用于由送风机25产生气流，如此反复进行该动作。 [0076] 风雪形成装置中，在车辆V前方的规定距离的位置，在车辆V的整个高度范围隔开规定间隔配置有3组吹送风雪的吹送喷嘴36，并且，能够对各吹送喷嘴36所供应的风雪的浓度分别进行调整。在车辆V后方的规定距离的位置配置有雪捕集装置38，通过雪捕集装置38后的风雪通过风洞16内的吸引口42被配置于低温室18内的风机28吸引，之后由冷却器30对该风雪进行冷却，冷却后的风雪被送回碎冰机26，与通过对冰温稳定化输送带24供应给碎冰机26的、由铰刀式制冰机22制造的冰进行碎冰后得到的冰粒混合在一起，再次通过雪供应管40被供应到吹送喷嘴36，用于从吹送喷嘴36吹送风雪。吹送喷嘴36沿着气流的行进方向配置，其吹送口102设置在送风机25吹送出的气流的区域内。 [0077] 关于这一点，利用风机28的压力输送空气从各吹送喷嘴36吹送出雪，使吹送出的雪随着由送风机25产生的气流被吹向车辆V时，在压力输送空气的压力输送速度不会使雪在雪供应管40内堵塞的前提下，优选该压力输送速度为尽可能低的速度，优选利用由送风机25产生的气流来模拟风雪的速度。 [0078] 更详细而言，由扩散板74(后面详细说明)使风雪扩散后使风雪吹向车辆V，此时，如果压力输送空气的压力输送速度较高的话，则仅吹送喷嘴36处的风雪的风雪速度变高，这与自然的风雪不一样，另外，通过改变送风机25产生的气流的速度，能够使扩散后的风雪的整体速度发生同等变动，特别是在利用静止的车辆V来模拟正在行驶的车辆所遇到的情况时，使送风机25产生的气流速度发生变动是很有利的方法。 [0079] 如图1所示，扩散板74设置于各吹送喷嘴36的前方，随着送风机产生的低温气流而从吹送喷嘴36吹向车辆V的风雪如图3所示，碰到扩散板74而向四方外侧扩散，3组风雪吹送喷嘴36一起动作，使得风雪在车辆V的前部沿着车辆V的整个高度方向分布。 [0080] 关于这一点，由于风洞16不是所谓的空气动力学风洞16，而是简易的风洞16，因而在吹送喷嘴36与车辆V的前部之间的距离约为1～3米时，在该较短的距离区间，吹送喷嘴36吹送出的风雪在车辆V前部在整个高度范围内扩散。 [0081] 吹送口102在高度方向上隔开间隔设有多个，与车辆V的整个高度范围相对应，并且，能够独立地对从各吹送口102吹送出的雪的量进行调整，并能够根据车辆V的高度调整风雪的浓度分布。 [0082] 在扩散板74的朝向吹送口102的一侧设有相向面104，相向面104位于吹送口102外侧，配置于气流的行进方向上的前方的规定位置，由此使得，从吹送口102吹送出并随着气流沿气流行进方向产生的风雪碰到相向面104而发生偏转，向相向面104的四方外侧扩散。 [0083] 相向面104的尺寸可以根据吹送口102与车辆V之间的间隔D以及来自吹送口102背后的气流的速度来确定，从而，在使风雪吹向配置于风洞内的静止的车辆以对静止的车辆进行环境试验的情况下，吹送口102与车辆V之间的间隔D为1～3米时，使风雪到达车辆V时风雪的空间浓度分布大致均等。 [0084] 尤其是，如图3所示，3个系统的吹送喷嘴30在高度方向上隔开规定间隔配置，例如，通过在向试验的测试对象吹送分配到的湿雪时，分别调整单位时间内各吹送喷嘴所吹送出的风雪的量，使越靠下方的喷嘴吹送出的风雪的浓度越高，从而能够模拟如下状况：由于前方车 辆在积存于道路上的雪上通过而使道路上的积雪飞溅，由此形成风雪的情况下，车辆高度方向上的风雪的浓度分布在距离道路越近时浓度越高；或者，自然界中风雪浓度分布在距离地表越近时浓度越高的一般状况。 [0085] 下面，对采用上述结构的雪环境试验系统以及雪环境试验方法的作用进行说明。 [0086] 在雪环境试验方法中，包括在风雪供应系统中于各系统中需要经过的制冰阶段、碎冰阶段、分配阶段、湿雪化阶段、吹送阶段和风雪扩散阶段，另外，还包括在气流供应系统中的气流供应阶段。其中，在制冰阶段，由铰刀式制冰机22制造薄片状片冰；在碎冰阶段，由碎冰机对该薄片状片冰进行碎冰，得到冰粒；在分配阶段，通过压力输送碎冰后得到的冰粒，同时由分配装置对该冰粒进行分配；在湿雪化阶段，由湿雪装置分别对分配后的冰粒进行湿雪化处理；在吹送阶段，从吹送喷嘴36吹送出经湿雪化后的冰粒；在风雪扩散阶段，由扩散板74使风雪扩散；在气流供应阶段，由送风机供应气流，以使从各系统的吹送喷嘴36吹送出的风雪随着来自其背后的气流吹向车辆。 [0087] 在这种情况下，首先，根据雪环境试验系统的试验时间表(计划表)、尤其是需要的制冰量的时间表、高度方向上的风雪的浓度分布以及人造雪的雪质(包括冰粒的粒径、含水率)，在铰刀式制冰机22中设定冷却介质的蒸发温度、水温以及铰刀108的转速(关于这些在后面详细说明)，在碎冰机中设定一对碎冰桶间的最狭窄部分的间隔，在湿雪装置中根据压力输送气流的温度和流量设定热空气的温度、湿度以及流量，在分配装置中设定旋转体的转速，而且，调整扩散板74与吹送喷嘴36之间的间隔。 [0088] 尤其是，在由铰刀式制冰机22制造薄片状片冰的制冰阶段，如图4所示，根据处于工作状态的铰刀式制冰机22的台数，明确可知制冰量的最大值和最小值，从而能够掌握与处于工作状态的铰刀式制冰机22的台数相对应的制冰量的可调范围。另外，在雪环境试验中 预先制定制冰时间表，如图5所示，所需要的制冰量随着时间的经过而增大。 [0089] 即，试验最初(阶段A)只要使2台铰刀式制冰机22处于工作状态即可实现足够的制冰量，随着试验时间的经过，使处于工作状态的铰刀式制冰机22的台数为2台(阶段B)，之后需要使处于工作状态的铰刀式制冰机22增加到4台(阶段C)，最后使处于工作状态的铰刀式制冰机22增加到5台(阶段D)。 [0090] 基于与处于工作状态的铰刀式制冰机22的台数相对应的制冰量的可调范围，考虑到制冰时间表，事先从各系统中包括的多台铰刀式制冰机22中选择5台，如图6所示，分别使这5台铰刀式制冰机22中的冷却介质循环，将用于制造冰的水的水温设定为希望温度，从而预先形成圆筒状的薄冰层，以能够在试验开始的同时由铰刀108剥离该薄冰层而进行制冰。 [0091] 在这种情况下，也可以根据试验条件所要求的冰质来设定蒸发温度，例如，要求硬质的冰时，相应地将冷却介质的蒸发温度设定为较低的温度而进行制冰。 [0092] 首先，在阶段A，在试验开始的同时，在各系统中，2台铰刀式制冰机22中，通过设定铰刀108的铰刀转速，从而由薄冰层生成薄片状片冰。此时，由于试验需要的制冰量小于2台铰刀式制冰机22的最大制冰量，因而，例如将1台铰刀式制冰机22的铰刀108的铰刀转速设为最大，该铰刀转速决定剥离周期，并且，降低另1台铰刀式制冰机22的铰刀108的铰刀转速，以抑制制冰量，从而，通过调整处于工作状态的铰刀式制冰机22的台数对制冰量进行粗略控制(粗调)，并且，通过调整铰刀式制冰机22的制冰参数对制冰量进行细微控制(微调)，能够在需要时在现场立即对所需要的制冰量进行调整而进行制冰。另外，由碎冰机26对制成的薄片状片冰进行碎冰而形成冰粒，利用气流的压力通过雪供应管40将该冰粒输送到分配装置34，之后由分配装置34将该冰粒分配给多个支管58，在由多个支管58的湿雪装置32对该冰粒进行湿雪化处理，然后由设置在各支管 58顶端的吹送喷嘴36吹送出该冰粒，之后该冰粒随着来自吹送喷嘴36背后的低温气流流动而形成风雪，该风雪由于扩散板74的作用而扩散，吹向车辆，从而被用于各种环境试验。另外，在对制冰量进行控制时，可以参照所作成的作为数据库的如下表格进行控制：表示与环境试验所使用的人造雪的整体需要量相应的制冰机的需要台数的表格；表示环境试验所使用的人造雪的需要量的变化的表格。 [0093] 接着，在阶段B，需要2台铰刀式制冰机22处于工作状态，但与阶段A相比，需要的制冰量与2台铰刀式制冰机22的最大制冰量之间的差值增大，因而进一步降低上述另一台铰刀式制冰机22的铰刀108的铰刀转速，从而调整制冰量。 [0094] 接着，在阶段C，需要4台铰刀式制冰机22处于工作状态，其中的3台铰刀式制冰机22处于满负荷工作状态、以最大制冰量制冰，并且，使余下的1台铰刀式制冰机22的铰刀108的铰刀转速较低，以调整制冰量。 [0095] 最后，在阶段D，需要5台铰刀式制冰机22处于工作状态，其中的4台铰刀式制冰机22处于满负荷工作状态、以最大制冰量制冰，并且，降低余下的1台铰刀式制冰机22的铰刀 108的铰刀转速，以调整制冰量。 [0096] 在这种情况下，各系统中，由多个铰刀式制冰机22制造的薄片状片冰混合在一起用于环境试验时，在较为重视冰质的情况下，优选各铰刀式制冰机22的制冰条件、水温、冷却介质的蒸发温度或者铰刀108的铰刀转速相同，以尽量使冰质相同。 [0097] 如上所述，在雪环境试验过程中所需要的制冰量的变动状况已事先确定的情况下，相应地，在试验开始前，使多个铰刀式制冰机22处于制冰准备状态，在需要时，通过调整处于工作状态的铰刀式制冰机22的台数对制冰量进行粗略控制，并且通过调整制冰参数对制冰量进行细微控制，从而，例如不会由于以碎冰后的冰粒状态进行储冰而导致冰质发生变化，而且不会过度地制造冰，而是能够在现场实时且及时地制造所需要的制冰量的冰。由此，通过进行雪环境试验能够 获取到可信性较高的试验数据。 [0098] 另外，在事先确定了所需要的制冰量的变动状况的情况下，有时随着试验的进展在现场所需的制冰量也会发生变动，即使在这种情况下，也能够通过上述那样的粗略控制和细微控制的结合，来灵活地对应。 [0099] 采用具有上述构成的环境试验方法，准备多台铰刀式制冰机22，在开始环境试验之前，根据环境试验所使用的人造雪的需要量，从制造薄片状片冰的多台制冰机中选择(所需的)任意台数的制冰机，事先使所选择的铰刀式制冰机22的薄冰形成面上形成薄冰层，以使所选择的铰刀式制冰机22在环境试验开始时刻已处于能够制冰状态，在进行环境试验时，由铰刀108对准备好的铰刀式制冰机22的薄冰形成面上所形成的薄冰层施加外力，从而以获取薄片状片冰的方式进行制冰，从而对制冰量进行粗略调整，并针对环境试验所使用的人造雪的需要量的变化，根据人造雪的需要量和粗略调整后的制冰量之间的差值，通过调整所选择的铰刀式制冰机22的冷却介质的蒸发温度及/或水温及/或铰刀108的转速，来细微调整制冰量，之后，对所选择的铰刀式制冰机22制造的薄片状片冰进行碎冰而得到冰粒，利用冰粒状的人造雪形成风雪，因而，例如无需将制冰机制成的片冰碎冰后以冰粒状态进行存储，从而能够避免由此引起的冰质的变化，另外，通过调整铰刀式制冰机22来对制冰量进行粗略调整及细微调整，在需要时利用需要量的人造雪，从而能够通过实时调整制冰量，来利用由人造雪形成的风雪进行适当的试验。 [0100] 以上对本发明的实施方式进行了详细说明，其实在不脱离本发明的主旨精神的范围内，本领域的技术人员可以对其进行各种修正或变更。例如，在本实施方式中，对以车辆作为试验对象、用静止的车辆模拟正在行驶的车辆的情况进行了说明，但并不局限于此，本发明也可以适用于以房屋或电线杆等固定物为试验对象的模拟风雪的试验，只要该试验较为重视人造雪的雪质且所使用的人造雪的量较多即可。 [0101] 另外，在本实施方式中，吹送喷嘴在车辆的高度方向上隔开规定 间隔设有3组，在各系统中分别准备了多台铰刀式制冰机22，但并不局限于此，多台铰刀式制冰机22可以由3个系统共用，也可以根据试验条件，在试验对象的高度方向上设置1组吹送喷嘴，在该1个系统中设置该系统专用的多台铰刀式制冰机22。 [0102] 此外，在本实施方式中，在车辆的高度方向上隔开规定间隔设定了3组吹送喷嘴，在各系统中准备了多台铰刀式制冰机22，通过调整铰刀式制冰机22的制冰量来调整从吹送喷嘴吹送出的风雪的浓度，但并不局限于此，可以在改变高度方向上的风雪的浓度时，在高度方向上隔开规定间隔设置3组吹送喷嘴或者3组以上的吹送喷嘴，通过选择吹送风雪的吹送喷嘴的数量来改变风雪的浓度，例如在需要较高浓度的高度部分选择多个喷嘴，在需要较低浓度的高度部分选择较少个数的喷嘴。 [0103] 另外，在本实施方式中，在各系统中，对在各系统中以同样的方法对多台铰刀式制冰机22的制冰量进行粗略调整及细微调整的情况进行了说明，但并不局限于此，也可以在各系统中，独立地对多台铰刀式制冰机22的制冰量进行粗略调整和细微调整。 [0104] 【附图标记说明】 [0105] V：车辆；10：雪环境试验系统；12：风雪供应系统；14：气流供应系统；16：风洞；18：低温室；20：制冰室；22：制冰机；24：冰温稳定化输送带；26：碎冰机；28：风机；30：冷却器； 32：湿雪装置；34：分配装置；36：吹送喷嘴；38：风雪捕集装置；40：雪供应管；42：吸引口；44： 通气管；46：旋转式给料器；48：碎冰桶；50：热空气供应管；52：环形空间；54：热空气流入部； 56：流入口；58：支管；60：旋转体；62：旋转驱动部；64：压力输送流路；66：流出口；68：导入口；70：排出口；72：流入口；102：制冰筒；104：撒水部；106：存储部；108：铰刀；112：刀片； 110：冷却介质流路；111：中心轴；300：测定室；302：第1弯曲躯部；304：第2弯曲躯部；306：第 3弯曲躯部；308：第4弯曲躯部；310：第2扩散躯部；312：整流躯部；314：节流躯部；316：吹出口。 |
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