特許 6118737 環境試験装置、並びに、降雪用噴霧ノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6118737

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】環境試験装置、並びに、降雪用噴霧ノズル

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/00 20060101AFI20170410BHJP

【ＦＩ】

   G01N17/00

【請求項の数】12

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-14175(P2014-14175)

(22)【出願日】2014年1月29日

(65)【公開番号】特開2015-141112(P2015-141112A)

(43)【公開日】2015年8月3日

【審査請求日】2015年9月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000108797

【氏名又は名称】エスペック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100480

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 隆

(72)【発明者】

【氏名】船上 誠

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 政彦

【審査官】 山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６１−１１９７４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−２９６６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７６０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０３４２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５７９１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １７／００ − １７／０４

Ｆ２５Ｃ ３／００ − ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、
前記降雪用噴霧ノズルは、水を噴霧するノズル本体と、ノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、
試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、
試験室内の空気を循環させる送風機を有し、当該送風機の空気吐出口からの空気が試験室内に導入されるものであり、降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気についても試験室内に導入され、前記降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、少なくとも送風機の空気吐出口の流速よりも遅いことを特徴とする環境試験装置。

【請求項2】

氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、
前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材は開口端が試験室内に開き、
試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を置換することができる程度の遅い速度で空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであることを特徴とする環境試験装置。

【請求項3】

氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、
前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材は開口端が試験室内に開き、
試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、
前記空気流路から吐出される空気の流速が０．８ｍ／ｓｅｃ乃至１．２ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする環境試験装置。

【請求項4】

氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、
前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、
試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、
前記試験室は温度調整された空気が空気供給口から導入されるものであり、降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気についても試験室内に導入され、前記降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、前記空気供給口から試験室内に導入される空気の流速と同等か遅いことを特徴とする環境試験装置。

【請求項5】

氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、
前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズルであって先端に水を拡散して噴霧する噴霧開口を有し水だけが供給されて水を微細な水滴にして噴霧開口から吐出して拡散させるノズル本体と、前記一流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材は開口端が試験室内に開き、
試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が噴霧される水の温度よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、
前記噴霧開口の位置は、外装部材の実質的な開口端の位置よりも内側の位置にあることを特徴とする環境試験装置。

【請求項6】

試験室内の空気を循環させる送風機を有し、当該送風機の空気吐出口から空気が吐出され、所定の空気経路を経て試験室内に空気が導入されるものであり、降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気についても試験室内に導入され、前記降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、少なくとも送風機の空気吐出口の流速よりも遅いことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の環境試験装置。

【請求項7】

外装部材は開口端が試験室内に開いていて、ノズル本体は、水を噴霧する噴霧開口を有し、前記噴霧開口の位置は、外装部材の実質的な開口端の位置またはこれよりも内側の位置にあることを特徴とする請求項１、２、３、４、６のいずれかに記載の環境試験装置。

【請求項8】

外装部材は開口端が試験室内に開いていて、ノズル本体は、水を所定の拡散角度をもって噴霧するものであり、外装部材の開口端の位置は拡散された水が当たらない場所にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の環境試験装置。

【請求項9】

少なくともノズル本体は、直接的にあるいは他の部材を介し、試験室の外側から一時締結要素によって試験室に固定されており、一時締結要素を取り外すことによって少なくともノズル本体を試験室の外側に抜き出すことが可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の環境試験装置。

【請求項10】

外装部材は一部または全部を取り外すかあるいは開くことが可能であり、少なくともノズル本体を、試験室内に露出させることが可能であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の環境試験装置。

【請求項11】

氷点下に維持された空間に水を噴霧し、水滴を氷結して疑似的な降雪現象を発生させる降雪用噴霧ノズルにおいて、
一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材はノズル本体の噴霧開口と同じ方向に開口し、
降雪現象を発生させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に、氷点よりも温度が高く試験室内の空気よりも低い露点の空気を当該空気流路内の空気を置換することができる程度の遅い速度で通過させて空気流路内の空気を置換し、且つ噴霧開口を含むノズル本体の先端近傍を空気流路を通過する空気雰囲気とすることができることを特徴とする降雪用噴霧ノズル。

【請求項12】

氷点下に維持された空間に水を噴霧し、水滴を氷結して疑似的な降雪現象を発生させる降雪用噴霧ノズルにおいて、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材はノズル本体の噴霧開口と同じ方向に開口し、
降雪現象を発生させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に、氷点よりも温度が高く試験室内の空気よりも低い露点の空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、且つ噴霧開口を含むノズル本体の先端近傍を空気流路を通過する空気雰囲気とし、
前記空気流路から吐出される空気の流速が０．８ｍ／ｓｅｃ乃至１．２ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする降雪用噴霧ノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人工的に降雪状態を作り、建築部材や電線等の被試験物に積雪させることができる環境試験装置に関するものである。また本発明は、試験室等の所定空間に模擬的に降雪状態をつくる際の降雪用噴霧ノズルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

環境試験装置の一つに、人工気候室と称される装置がある。人工気候室は、自然環境に近い環境を人工的に作り出す装置であり、例えば極寒の北海道や、シベリアの環境を再現して、被試験物の性能や強度等を調べる。
人工気候室の一つに、人工的に積雪環境を作り出すものがある。この種の人工気候室は、例えば家屋の屋根材や車両等を試験室内に配置し、その上に疑似雪を積もらせることができる。

【0003】

人工的に積雪環境をつくり出す方法には、大きく分けて氷塊を削って雪状のものを作り、これを天井から落下させる方法と、低温環境下において水を噴霧し、噴霧した水を落下途中で氷結させる方法がある。
試験に要するコストを比較すると、後者の水を噴霧して氷結させる方法が有利である。そのため擬似的に降雪させる環境試験装置は、天井に噴霧ノズルを設けた構造であって、、試験室を氷点下の温度に保ち、ノズルから水を噴霧する構造のものが多い。噴霧された水は、試験室を浮遊中に氷結し、擬似雪が生成され、落下して積雪する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５８−７５６７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、水を噴霧して氷結させる方法は、水を噴霧するノズルが凍りついて詰まることがあるという問題がある。
即ちノズルから噴霧される水は、液体状態でなければならない。しかしながらノズルは、氷点下の環境に水を噴霧するものであるから、低温の空気に晒されることとなり、ノズル内の水が凍結してノズルが詰まったり、ノズルから噴霧した水がノズルそのものに凍結したりして、噴霧に支障が生じることがある。

【0006】

この対策として、ノズルの側部にヒータを巻き付け、さらにヒータの周囲を保温材で覆う方法が考えられる。
即ちノズルの凍結を防止するためにノズルの側部にヒータを巻き付ける。そしてヒータから発生する熱が試験室の環境に影響を及ぼすことを避けるため、ヒータの周囲を保温材で覆う。
ノズルの側部にヒータを巻き付ける場合には、前記した様に試験室の環境を乱すことを防ぐ必要から断熱材が必須である。そのため、ノズルはヒータと断熱材によって覆われた状態となる。

【0007】

ところで人工的に降雪させるたるめに行う噴霧は、細かい水滴を噴霧するものであることが必要であるから、ノズルの噴霧開口（噴霧孔）は小さい孔である。そのためノズルの噴霧開口に異物が詰まりやすく、そのつど取り替えや清掃を行う必要がある。

【0008】

またノズルの噴霧開口そのものや、噴霧開口の近傍にはヒータを取り付けることができない。そのためノズルの噴霧開口の近傍につらら状の氷塊ができ、これが成長してノズルの噴霧開口を塞いでしまうことがある。また噴霧開口を封鎖するまでには至らないにしても、噴霧パターンを変えてしまう懸念がある。
またノズルから水が勢い良く噴霧されている場合には噴霧開口が凍結することは少ないが、噴霧を停止したり中断した際にノズルから垂れた水が凍結したり、ノズルに残った水が凍結する場合がある。そしてこの氷塊が成長し、ノズルの噴霧開口を塞いでしまうことがある。
即ち試験条件によっては、間欠的に降雪させる場合があり、試験中にノズルからの噴霧を中断する場合がある。この様な場合には、中断中にノズルから水が垂れ下がり、つららができてしまうことがある。

【0009】

この様にノズルの噴霧開口に異物が詰まったり、ノズルの噴霧開口が凍結して目詰まりし、噴霧できなくなると、作業者が試験室内に入り、噴射孔の目詰まりを解消するメンテナンス作業を実施しなければならない。
ここで長時間に渡って連続的に試験を行っている際に、ノズルの目詰まりが生じた場合、目詰まり解消作業は、非常に厄介なものとなる。

【0010】

即ち長時間に渡って連続的に試験を行っている場合は、試験の継続性を確保する必要があるから、環境試験装置を停止することができない。そのため作業者は、極寒の環境下でノズルの交換や清掃等を行わなければならない。
また前記した様に、ノズルはヒータと断熱材によって覆われているから、周囲の断熱材を外し、さらにヒータを外した上でノズルのメンテナンスを実施しなければならない。そのためノズルのメンテナンスは、細かい手作業を強いられ、面倒な作業である。

【0011】

さらに、ノズルのメンテナンスは高所作業である。
即ち人工的に降雪を行わしめるためには、噴霧された水が、落下中に氷結して擬似雪が形成されなければならない。そのため試験室は、相当の落下しろを確保する必要があり、現実の試験室の天井は、床面から４〜５メートルの高さがある。前述のノズルのメンテナンス作業は、この様な高所で実施しなければならず、危険を伴う。

【0012】

この様に、ノズルのメンテナンス作業は、積雪が溶けない様に氷点下に保たれた状態で行う必要があるため低温環境下の作業であり、且つ高所作業であり、且つ細かい手作業である。そのためノズルをメンテナンスする作業者の作業環境は非常に厳しく、且つ面倒な作業である。

【0013】

そこで本発明は、着氷を防止する機能を備えた降雪用噴霧ノズルを開発することを課題とするものである。またかかる降雪用噴霧ノズルを備えた環境試験装置を開発することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、前記降雪用噴霧ノズルは、水を噴霧するノズル本体と、ノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、試験室内の空気を循環させる送風機を有し、当該送風機の空気吐出口からの空気が試験室内に導入されるものであり、降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気についても試験室内に導入され、前記降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、少なくとも送風機の空気吐出口の流速よりも遅いことを特徴とする環境試験装置である。

【0015】

請求項１に記載の発明では、降雪用噴霧ノズルが、水を噴霧するノズル本体と、ノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有するので、ノズル本体の周囲に環状の空気層を形成することができる。
また、試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を低速で通過させて空気流路内の空気を置換するので、ノズル本体の周囲の空気が入れ替わっている。
そして通過させる空気の温度が噴霧される水の温度よりも高いので、降雪用噴霧ノズルの水の噴射部位が凍結しにくい。
なお通過させる空気の露点を試験室内の空気の露点よりも低くすれば、通過する空気は絶対湿度が低く、結露しにくい。そのためノズル本体に着氷しにくい。
「露点は試験室内の空気の露点よりも低い（空気）」という要件は、乾燥空気や窒素等であることを要しない。
通常のコンプレッサで圧縮された空気は、大気中の水蒸気がある程度凝縮してドレン水となって排除されているから、「露点は試験室内の空気の露点よりも低い」ことが多い。そのためこの様な場合にはコンプレッサで圧縮された空気を減圧して使用することが可能である。ただし試験室内の空気の絶対湿度が低い場合には、除湿装置を通過させた空気や窒素を使用し、この空気（窒素）を空気流路に供給する必要がある。
空気流路を通過する空気の流速は、外装部材から空気が冷やされて空気流路内の温度がマイナス温度にならない程度に空気流路内の空気を置換し得る速度であり、低いほうが望ましい。

【0016】

請求項１に記載の発明は、試験室内の空気を循環させる送風機を有し、当該送風機の空気吐出口から空気が吐出され、所定の空気経路を経て試験室内に空気が導入されるものであり、降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気についても試験室内に導入され、前記降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、少なくとも送風機の空気吐出口の流速よりも遅いことも特徴とする。

【0017】

請求項１に記載の発明では、試験室内の空気を循環させる送風機を有し、当該送風機の空気吐出口から空気が吐出され、所定の空気経路を経て試験室内に空気が導入されるので、試験室内の空気が所定の空気経路を経て循環しながら入れ替わる。
本発明は、空気流路を流れる空気の流速について、基準の一つを示すものである。本発明では、降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、少なくとも送風機の空気吐出口の流速よりも遅いので、降雪用噴霧ノズルから噴霧された水滴の拡散を阻害しにくい。そのため、降雪用噴霧ノズルから噴霧された水滴は、試験室内で氷結して擬似雪となり、直下に落下し易い。よって、本発明によると、試験室内に均等に積雪させることができる。

【0018】

請求項２に記載の発明は、氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材は開口端が試験室内に開き、試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を置換することができる程度の遅い速度で空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであることを特徴とする環境試験装置である。

【0019】

請求項３に記載の発明は、氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材は開口端が試験室内に開き、試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、前記空気流路から吐出される空気の流速が０．８ｍ／ｓｅｃ乃至１．２ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする環境試験装置である。

【0020】

請求項４に記載の発明は、氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が氷点よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、前記試験室は温度調整された空気が空気供給口から導入されるものであり、降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気についても試験室内に導入され、前記降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、前記空気供給口から試験室内に導入される空気の流速と同等か遅いことを特徴とする環境試験装置である。

【0021】

請求項５に記載の発明は、氷点下の環境を作り出すことが可能な試験室と、降雪用噴霧ノズルとを有し、試験室内の気温を氷点下に維持した状態で降雪用噴霧ノズルから試験室内に水を噴霧し、試験室内で水滴を氷結して試験室内に疑似的に降雪させる環境試験装置において、前記降雪用噴霧ノズルは、一流体ノズルであって先端に水を拡散して噴霧する噴霧開口を有し水だけが供給されて水を微細な水滴にして噴霧開口から吐出して拡散させるノズル本体と、前記一流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材は開口端が試験室内に開き、試験室内に降雪させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、当該通過させる空気は、その温度が噴霧される水の温度よりも高く、その露点は試験室内の空気の露点よりも低いものであり、前記噴霧開口の位置は、外装部材の実質的な開口端の位置よりも内側の位置にあることを特徴とする環境試験装置である。

【0022】

請求項６に記載の発明は、試験室内の空気を循環させる送風機を有し、当該送風機の空気吐出口から空気が吐出され、所定の空気経路を経て試験室内に空気が導入されるものであり、降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気についても試験室内に導入され、前記降雪用噴霧ノズルの空気流路から試験室内に導入される空気の流速は、少なくとも送風機の空気吐出口の流速よりも遅いことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の環境試験装置である。

【0023】

請求項７に記載の発明は、外装部材は開口端が試験室内に開いていて、ノズル本体は、水を噴霧する噴霧開口を有し、前記噴霧開口の位置は、外装部材の実質的な開口端の位置またはこれよりも内側の位置にあることを特徴とする請求項１、２、３、４、６のいずれかに記載の環境試験装置である。

【0024】

請求項７に記載の発明では、外装部材は開口端が試験室内に開いていて降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気が試験室内に導入されるので、空気流路内の空気は、円滑に置換される。
また、ノズル本体は、水を噴霧する噴霧開口を有し、この噴霧開口から水を噴霧することができる。前記噴霧開口の位置は、外装部材の実質的な開口端の位置またはこれよりも内側の位置にあるので、噴霧開口が、空気流路内を通過する空気で包まれ易い。この空気流路内を通過する空気は、ノズルから噴霧される水よりも温度が高いので、噴霧開口の温度低下を阻止することができる。そのため、ノズルの噴霧開口が氷結するのを防止することができる。

【0025】

請求項８に記載の発明は、外装部材は開口端が試験室内に開いていて、ノズル本体は、水を所定の拡散角度をもって噴霧するものであり、外装部材の開口端の位置は拡散された水が当たらない場所にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の環境試験装置である。

【0026】

請求項８に記載の発明では、外装部材は開口端が試験室内に開いていて降雪用噴霧ノズルの空気流路を通過した空気が試験室内に導入されるので、空気流路内の空気は、円滑に置換される。
またノズル本体は、水を所定の拡散角度をもって噴霧するものであり、外装部材の開口端の位置は拡散された水が当たらない場所にあるので、拡散された水の進路が変更されず、試験室内に円滑に導入される。

【0027】

請求項９に記載の発明は、少なくともノズル本体は、直接的にあるいは他の部材を介し、試験室の外側から一時締結要素によって試験室に固定されており、一時締結要素を取り外すことによって少なくともノズル本体を試験室の外側に抜き出すことが可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の環境試験装置である。

【0028】

ここで「一時締結要素」とは、被締結物を取り外すことができる様に結合する機械構成要素の総称であり、ネジ、クランプ、ピン等を含む。またシャコ万力等の装置も本発明の「一時締結要素」に含まれる。
請求項９に記載の発明では、少なくともノズル本体は、直接的にあるいは他の部材を介し、試験室の外側から一時締結要素によって試験室に固定されており、一時締結要素を取り外すことによって少なくともノズル本体を試験室の外側に抜き出すことが可能であるので、試験室の外側からノズル本体を容易に着脱することができる。
よって、ノズル本体のメンテナンスを容易に実施することができる。

【0029】

請求項１０に記載の発明は、外装部材は一部または全部を取り外すかあるいは開くことが可能であり、少なくともノズル本体を、試験室内に露出させることが可能であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の環境試験装置である。

【0030】

請求項１０に記載の発明では、外装部材は一部または全部を取り外すかあるいは開くことが可能であり、少なくともノズル本体を、試験室内に露出させることが可能であるので、露出したノズル本体のメンテナンスを実施し易い。

【0031】

請求項１１に記載の発明は、氷点下に維持された空間に水を噴霧し、水滴を氷結して疑似的な降雪現象を発生させる降雪用噴霧ノズルにおいて、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材はノズル本体の噴霧開口と同じ方向に開口し、降雪現象を発生させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に、氷点よりも温度が高く試験室内の空気よりも低い露点の空気を当該空気流路内の空気を置換することができる程度の遅い速度で通過させて空気流路内の空気を置換し、且つ噴霧開口を含むノズル本体の先端近傍を空気流路を通過する空気雰囲気とすることができることを特徴とする降雪用噴霧ノズルである。

【0032】

請求項１２に記載の発明は、氷点下に維持された空間に水を噴霧し、水滴を氷結して疑似的な降雪現象を発生させる降雪用噴霧ノズルにおいて、一流体ノズル又は二流体ノズルであって水を拡散して噴霧するノズル本体と、前記一流体ノズル又は二流体ノズルたるノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有し、当該外装部材はノズル本体の噴霧開口と同じ方向に開口し、降雪現象を発生させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に、氷点よりも温度が高く試験室内の空気よりも低い露点の空気を通過させて空気流路内の空気を置換し、且つ噴霧開口を含むノズル本体の先端近傍を空気流路を通過する空気雰囲気とし、前記空気流路から吐出される空気の流速が０．８ｍ／ｓｅｃ乃至１．２ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする降雪用噴霧ノズルである。

【0033】

請求項１１，１２に記載の発明では、水を噴霧するノズル本体と、ノズル本体の周囲を覆いノズル本体との間に空気流路を構成する外装部材とを有するので、ノズル本体の周囲に環状の空気層を形成することができる。
また降雪現象を発生させる際には、ノズル本体から水を噴霧すると共に、前記空気流路に、噴霧される水の温度よりも温度が高く外気の露点よりも低い露点の空気を低速で通過させて空気流路内の空気を置換するので、ノズル本体から噴霧された水の移動を妨げることがなく、噴霧された水が良好に氷結して落下し、均等に蓄積される。
さらに、ノズル本体の凍結を防止することが可能であるので、安定的にノズル本体から水を噴霧し続けることができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明の降雪用噴霧ノズルは、ノズル本体の周囲の空気流路の空気が、低速で通過して置換されるので、ノズル本体の周囲には比較的高温の空気が存在し、ノズル本体は着氷しにくい。そのため、本発明の降雪用噴霧ノズルは、長時間に渡って安定して噴霧を続行することができる。
本発明の環境試験装置は、降雪用噴霧ノズルによって噴霧された水を氷結させて擬似雪を生成することができる。また、ノズル本体の周囲の空気流路の空気が、低速で通過するので、ノズル本体から噴射される水の拡散に影響を及ぼしにくく、試験室内に広範囲に渡ってほぼ均等に積雪させることができる。さらに、ノズル本体の周囲の空気流路の空気の露点を試験室内の気体の露点よりも低くすることにより、空気流路を流れる空気に起因する着氷が起こりにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施形態の環境試験装置を模式的に描写した概念図であり、試験室及び配管系統の概略を示す。

【図2】本発明の実施形態の環境試験装置の実体斜視図である。

【図3】図１，図２の環境試験装置で採用する降雪用噴霧ノズルの斜視図である。

【図4】図３の降雪用噴霧ノズルの一部断面正面図である。

【図5】図３の降雪用噴霧ノズルの分解斜視図である。

【図6】環境試験装置に設置された状態のノズルの斜視図であり、（ａ）は、分解前の状態を示し、（ｂ）は、降雪用噴霧ノズルのノズル本体を環境試験装置の上方から取り外した状態を示し、（ｃ）は、降雪用噴霧ノズルの先端だけを取り外した状態を示す。

【図7】降雪用噴霧ノズルの先端部分の拡大断面図である。

【図8】降雪用噴霧ノズル及び降雪用噴霧ノズル周辺の部材の一部断面正面図である。

【図9】試験室に取り付けられた降雪用噴霧ノズルから室内側外装部材を取り外して試験室内にノズル本体を露出させた状態を示す一部断面正面図である。

【図10】本発明の他の実施形態の降雪用噴霧ノズルの先端部分の断面図であり、（ａ）は室内側外装部材が取り付けられた状態を示し、（ｂ）は室内側外装部材が取り外された状態を示す。

【図11】本発明の他の実施形態の降雪用噴霧ノズルの先端部分の斜視図であり、（ａ）は室内側外装部材が閉じられた状態を示し、（ｂ）は室内側外装部材が開かれた状態を示す。

【図12】本発明の他の実施形態の降雪用噴霧ノズルの一部断面正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の本実施形態に係る環境試験装置について説明する。
本実施形態の環境試験装置１を概念的に表示すると図１の様であり、試験室２（人工気候室）を中心とし、これに空調設備３と、降雪用噴霧ノズル１１が設けられ、さらに降雪用噴霧ノズル１１に空気を供給する空気供給系統５２と、降雪用噴霧ノズル１１に水を供給する水供給系統５３を有している。

【0037】

試験室２は図１、図２の様に、断熱素材からなる層を有する側壁５、天井６、床面７によって略密閉された空間である。床面７から天井６までの高さは、例えば３〜６ｍ程度である。また、図２に示す側壁５の水平長さは、例えば４〜１０ｍ程度である。即ち試験室２は、縦横の長さが４〜１０ｍ程度であり、高さが３〜６ｍ程度の試験空間である。

【0038】

環境試験装置１には、試験室２内の空気を空調設備３を経由して循環させる経路があり、試験室２には、図１に示す様に空気吸入口８と空気供給口９が設けられている。図１に示す様に、空気吸入口８は側壁５の下部にあり、空気供給口９は側壁５の上部にある。
空気吸入口８及び空気供給口９は、側壁５に設けられた孔である。空気供給口９は、実際には、図２に示す様に四方の側壁５の上部の複数箇所に分散させて設けられている。また空気供給口９は、実際には小孔の集合であると言え、各孔から導入される空気の流速は低い。

【0039】

図１に示す様に、試験室２の天井６には、複数のノズル取付け孔１０が設けられている。各ノズル取付け孔１０は、等間隔に設けられており、例えば１ｍ² （平方メートル）あたりに１〜４個の割合で配置されている。
後記する様に、天井６に設けられたノズル取付け孔１０には、降雪用噴霧ノズル１１が装着される。
ノズル取付け孔１０の周囲には、複数のねじ穴１０ａ（図４）が設けられている。ねじ穴１０ａは、天井６の上面側に設けられている。ねじ穴１０ａは、ノズル取付け孔１０の周囲に等間隔に設けられている。

【0040】

床面７には、必要に応じて、様々な試験対象の装置、物品等が配置されるが、図１、図２では、その描写は省略している。

【0041】

環境試験装置１の空調設備３は、図１、図２に示す様に、空調機１２、ダクト１３及び送風機２８を有している。
空調機１２は、試験室２内を所定の温度、湿度に調整する機能を有する装置である。即ち空調機１２は、図示しない冷却器、加熱器、除湿器、加湿器を有する。

【0042】

図１に示す様に、ダクト１３は、供給側ダクト１３ａと吸入側ダクト１３ｂとで構成されている。吸入側ダクト１３ｂは、試験室２の空気吸入口８と空調機１２とを接続する空気流路を形成する。供給側ダクト１３ａは、空調機１２と試験室２の空気供給口９とを接続する空気流路を形成する。即ち、試験室２と空調機１２は、供給側ダクト１３ａ、吸入側ダクト１３ｂを介して環状に接続されている。
供給側ダクト１３ａは、実際には図２に示す様に試験室２の側壁５の上部に沿ってのびる帯状の空間を形成し、この帯状の空間と、各供給口（小孔）９とが連通している。

【0043】

図１に示す様に、供給側ダクト１３ａに送風機２８が設けられている。送風機２８を駆動すると、試験室２内の空気が、空気吸入口８から吸入側ダクト１３ｂを経由して空調機１２に送られ、空調機１２内で所定温度（例えば摂氏マイナス２０度〜マイナス４０度）に調整される。調整された空気は、送風機２８の吐出口２８ａから吐出され、供給側ダクト１３ａ及び空気供給口９を介して試験室２内に戻る。即ち、空調機１２で所定の温度に調整された空気は、送風機２８によって供給側ダクト１３ａを介して各空気供給口９から試験室２内に供給される。

【0044】

送風機２８の吐出口２８ａにおける風速は早い。これに対して試験室２内には、四方の複数箇所の各空気供給口９から空気が供給されるので、各空気供給口９から試験室２内に流入する空気の流入速度は比較的遅く、１ｍ／ｓｅｃ〜２ｍ／ｓｅｃ程度であり、降雪用噴霧ノズル１１からの水が各空気供給口９から流入する空気によってかき乱されることはない。

【0045】

次に降雪用噴霧ノズル１１について説明する。降雪用噴霧ノズル１１は、図１、図３，４，５に示す様に二重管構造となっており、図４の様に、外郭管６０と、芯管６１によって構成されている。なお外郭管６０は外装部材として機能する。
芯管６１は、外郭管６０の内部に挿入される部材であり、ノズル本体１７と液体供給管１８によって構成されている。
また外側を構成する外郭管（外装部材）６０は、室外側外装部材２６、挿入筒４６、室内側外装部材２７によって構成されている。

【0046】

芯管６１を構成するノズル本体１７は、公知の一流体ノズルであり、先端に水を噴霧する噴霧開口１７ａを有している。即ちノズル本体１７には液体だけが供給され、噴霧開口１７ａから吐出する際に微細な水滴となって拡散する。
本実施形態で採用するノズル本体１７では、供給された水が噴霧開口１７ａから所定角度範囲（例えば、７０〜１００度）で噴霧される。
また本実施形態で採用するノズル本体１７は、ねじ込み式のノズルであり、ノズル本体１７の噴霧開口１７ａとは反対側の端部にはねじ部１７ｃが設けられている。ねじ部１７ｃは管用ネジである。

【0047】

芯管６１を構成する液体供給管１８は直管である。液体供給管１８の一端には、先端側ねじ部１８ａが設けられており、液体供給管１８他端には基端側ねじ部１８ｂが設けられている。先端側ねじ部１８ａ及び基端側ねじ部１８ｂは、いずれも管用ネジである。
先端側ねじ部１８ａには、前記したノズル本体１７が取り付けられている。ノズル本体１７は、管用ネジによって液体供給管１８に取り付けられているから、所定のレンチを使用することによって、液体供給管１８から取り外すことができる。
液体供給管１８の基端側ねじ部１８ｂ寄りの位置には、外向きのフランジ部２９が設けられている。フランジ部２９は、液体供給管１８の側壁に一体固着されている。フランジ部２９には、等間隔に複数の孔２９ａが設けられている。
この様に芯管６１（図４）は、直線状の管体の先端にノズル本体１７が管用ネジで固定され、管体の外側にフランジ部２９が設けられた構造をしている。

【0048】

次に降雪用噴霧ノズル１１の外郭を構成する外郭管６０について説明する。降雪用噴霧ノズル１１の外側を構成する外郭管６０は、前記した様に室外側外装部材２６、挿入筒４６、室内側外装部材２７によって構成されている。
室外側外装部材２６は、図５の様に筒状の本体部５５を有し、その一端に外向きのフランジ部３５が設けられ、他端側には蓋部材３７が取り付けられたものである。
本体部５５には、分岐管４５が設けられている。分岐管４５は、本体部５５の側面に設けられており、本体部５５の内外を連通するものである。
外向きのフランジ部３５には、等間隔に孔３５ａが設けられている。孔３５ａは、前記した試験室２のノズル取付け孔１０の周囲に設けられたねじ穴１０ａに対応した位置に設けられている。

【0049】

蓋部材３７は、本体部５５に外嵌可能な直径を有する筒状の部材であり、一端に内向きのフランジ部３８を有する。フランジ部３８の内側には小径孔３８ａが形成されている。この小径孔３８ａは、ノズル本体１７及び液体供給管１８が通過可能な大きさ（直径）を有する孔である。また蓋部材３７のフランジ部３８には、円周上に等間隔にねじ孔３９が設けられている。
説明を容易にするため、図５では、蓋部材３７を本体部５５から分離して図示しているが、実際には、蓋部材３７は溶接等の手段によって本体部５５に一体不可分に取り付けられている。
従って室外側外装部材２６は、図１，３，４，５，６の取付け姿勢を基準として、下端側が大きく開口し、上端側は蓋部材３７の内向きのフランジ部３８によって開口が絞られた管であって本体部５５の側面に分岐岐管４５が設けられた部材である。

【0050】

挿入筒４６は、両端が開口した筒状の本体部４７を有し、端部に上端フランジ部４８と、下端フランジ部４２とが設けられたものである。
図５においては説明を容易にするために、下端フランジ部４２を本体部４７から分離して図示しているが、実際には、両者はネジ等によって一体的に結合される。
上端フランジ部４８には、孔４８ａが等間隔に４個設けられている。下端フランジ部４２には、ネジ孔５６が等間隔に４個設けられている。

【0051】

室内側外装部材２７は、両端が開口した筒状の部材であり、一端に外向きのフランジ部４１がある。室内側外装部材２７の内径は、室外側外装部材２６の筒部分の内径と一致しているのが好ましいが、必ずしも一致している必要はない。
室内側外装部材２７のフランジ部４１には、円周上の等間隔に孔４１ａが設けられている。
外郭管６０は、前記した室外側外装部材２６、挿入筒４６、室内側外装部材２７の三者がネジ４９，５０で締結されたものである。
より詳細には室外側外装部材２６のフランジ部３５と、挿入筒４６のフランジ部４８とが合致され、それぞれの孔３５ａ，４８ａにねじ４９が挿通されて室外側外装部材２６のフランジ部３５と挿入筒４６とが一体化されている。
なお、後記する様に挿入筒４６は、試験室２の天井６のノズル取付け孔１０内に挿入されており、フランジ部３５，４８の孔３５ａ，４８ａに挿通されたねじ４９は、天井６のノズル取付け孔１０の周囲に設けられたねじ穴１０ａに係合している。
室外側外装部材２６のフランジ部３５と、挿入筒４６のフランジ部４８との間には、図示しないパッキンやオーリングが介在されていて気密性が確保されている。

【0052】

また挿入筒４６のフランジ部４２と、室内側外装部材２７のフランジ部４１とが合致され、それぞれの孔４１ａとネジ孔５６にねじ５０が挿通されて挿入筒４６と、室内側外装部材２７とが一体化されている。
挿入筒４６のフランジ部４２と、室内側外装部材２７のフランジ部４１との間にも、図示しないパッキンやオーリングが介在されていて気密性が確保されている。

【0053】

降雪用噴霧ノズル１１は、図１，３，４，５，６の取付け姿勢を基準として外郭管６０の上から芯管６１を挿入し、芯管６１のフランジ部２９よりも下側（ノズル本体１７側）の部分を外郭管６０の中に配したものである。
即ち外郭管６０の蓋部材３７の小径孔３８ａから芯管６１のノズル本体１７側を挿通させ、芯管６１のフランジ部２９と外郭管６０のフランジ部３８を合致させ、フランジ部２９の孔２９ａとフランジ部３８のねじ孔３９にねじ４０を連通させてフランジ部３８，２９同士を締結したものである。より詳細には、外郭管６０の上端にあるフランジ部３８の上面に、芯管６１のフランジ部２９を載置し、ねじ４０によってフランジ部３８，２９同士を締結することによって芯管６１が外郭管６０に固定されている。
なおフランジ部３８，２９同士の間には、図示しないパッキンやオーリングが介在されていて気密性が確保されている。

【0054】

一体に組み立てられた降雪用噴霧ノズル１１は、図４の様に二重管構造となっており、外郭管６０の中に芯管６１が挿通されたものである。芯管６１は外郭管６０の中心線上にあり、芯管６１と外郭管６０とは同心状である。外郭管６０の内径は、芯管６１の外径よりも大きく、両者の間に空気流路４３たる空隙が存在する。

【0055】

降雪用噴霧ノズル１１の芯管６１の最先端（ノズル本体１７の噴霧開口１７ａの近傍）は、外郭管６０の端面（室内側外装部材２７の端部２７ａ）と同一の位置にあるか、僅かに奥の位置にある。逆に言えば、ノズル本体１７の噴霧開口１７ａは、外郭管６０から突出しない。

【0056】

本実施形態の降雪用噴霧ノズル１１は、図１，３，４，５，６の取付け姿勢を基準として、芯管６１を外郭管６０から上に引き抜くことができる。
即ち芯管６１は、蓋部材３７の小径孔３８ａから外郭管６０の中に挿入されたものであり、フランジ部２９とフランジ部３８とのフランジ接合によって外郭管６０に取り付けられたものであるから、ねじ４０を外してフランジ部２９，３８を分割することによって芯管６１と外郭管６０の機械的係合が解ける。また外郭管６０の上端にあるフランジ部３８の上面に、芯管６１のフランジ部２９が載置された状態であるから、芯管６１を外郭管６０から引き離す際に障害となる部材は無い。

【0057】

また本実施形態の降雪用噴霧ノズル１１は、図１，３，４，５，６の取付け姿勢を基準として、外郭管６０の室内側外装部材２７を他の部分から取り外し、芯管６１の先端部分を露出させることができる。
即ち室内側外装部材２７は、他の部材に対してフランジ接合されているから、ねじ（一時締結要素）５０を外すことにより、取り外すことができる。

【0058】

環境試験装置１の説明に戻ると、降雪用噴霧ノズル１１は、図４の様に、試験室２の天井６に設けられたノズル取付け孔１０に装着されている。
即ち試験室２に設けられたノズル取付け孔１０に、外郭管６０が挿入されている。より具体的には、外郭管６０の挿入筒４６が、試験室２に設けられたノズル取付け孔１０内にあり、挿入筒４６の両端に設けられた上端フランジ部４８と、下端フランジ部４２との間で試験室２の天井６の壁が挟まれている。
そして挿入筒４６の上端フランジ部４８の孔４８ａ及び室外側外装部材２６のフランジ部３５の孔３５ａとに挿通されたねじ４９によって、挿入筒４６の上端フランジ部４８が試験室２の天井６に固定されている。
試験室２の天井６に取付けられた状態の降雪用噴霧ノズル１１は、中間部たる挿入筒４６が天井６の壁内にあり、降雪用噴霧ノズル１１の室外側外装部材２６は試験室２の外にある。より正確には、降雪用噴霧ノズル１１の室外側外装部材２６は、試験室２の天井裏に相当する位置にある。従って、降雪用噴霧ノズル１１の芯管６１と、外郭管６０とを機械的に接合するフランジ部２９，３８及びねじ４０は、試験室２の外であって、天井裏に相当する位置にある。

【0059】

また降雪用噴霧ノズル１１の室内側外装部材２７は、試験室２の天井６の面から垂直方向下に垂下されている。
即ち降雪用噴霧ノズル１１の室内側外装部材２７は、試験室２の天井６の面から試験室２内に向かって突出している。
そのため降雪用噴霧ノズル１１のノズル本体１７は、試験室２の中にある。

【0060】

本実施形態の環境試験装置１では、降雪用噴霧ノズル１１に水供給系統５３と、空気供給系統５２とが接続されている。

【0061】

水供給系統５３は、図１に示す様に、水タンク６３等の水源に接続された共通管２０と、分岐管２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有している。各分岐管２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、共通管２０を主管として分岐した配管である。共通管２０には、ポンプ１４と、元栓である開閉弁２２が設けられている。各分岐管２１ａ、２１ｂ、２１ｃには、各々開閉弁２３ａ、２３ｂ、２３ｃが設けられている。また、分岐管２１ａ、２１ｂ、２１ｃの先端（下端）には、管継ぎ手６５が設けられている。そして管継ぎ手６５を介して降雪用噴霧ノズル１１の芯管６１が接続されている。
図１では、３つの分岐管２１ａ、２１ｂ、２１ｃを描写しているが、分岐管の数は、実際には後述の降雪用噴霧ノズル１１の数だけ設けられている。また分岐管２１ａ、２１ｂ、２１ｃの一部または全部は、チューブであってもよい。

【0062】

共通管２０では、水がポンプ１４で加圧され、共通管２０の開閉弁２２及び各分岐管２１ａ〜２１ｃの各開閉弁２３ａ〜２３ｃを開くと、水が、共通管２０、各分岐管２１ａ〜２１ｃを流れる。そして高圧の水は、降雪用噴霧ノズル１１内に導入され、芯管６１を流れてノズル本体１７の噴霧開口１７ａから試験室２内に噴霧される。
降雪用噴霧ノズル１１内に導入される水の温度は、図示しない冷却器によって、凍結する温度に近い温度に調整されている。例えば、液体が水の場合には、摂氏１〜５度（より好ましくは摂氏２〜３度）に調整されている。

【0063】

またノズル本体１７から噴射された水は、所定角度範囲（例えば、７０〜１００度）に拡散されるが、本実施形態では、ノズル本体１７の噴霧開口１７ａは、外郭管６０の端面と同一の位置にあるか、僅かに奥の位置にあるから、噴霧された水が、外郭管６０にかからない。即ち本実施形態では、１８０度未満の角度で水が噴霧され、且つノズル本体１７の噴霧開口１７ａは、外郭管６０の端部と同等の位置にあるから、噴霧された水は外郭管６０にかからない。

【0064】

空気供給系統５２は、図１に示す様に、加圧された空気を降雪用噴霧ノズル１１に供給するものであり、気体供給源たるコンプレッサ６６及び空気タンク６７を基端とするものである。
なお一般の工場や研究所では、屋外に大型のコンプレッサ６６及び空気タンク６７が置かれ、建屋内に配管が設けられていていたるところに空気栓が設置されている。空気供給系統５２の内、気体供給源たるコンプレッサ６６及び空気タンク６７は、降雪用噴霧ノズル１１専用のものではなく、工場や研究室で共用するものである場合が多い。もちろんコンプレッサ６６及び空気タンク６７は、降雪用噴霧ノズル１１専用のものであってもよい。
コンプレッサ６６で加圧された空気は、空気タンク６７に蓄積されるが、この際に圧縮されて温度上昇した空気が自然放冷し、空気中の水蒸気が凝縮してドレン水６８が発生する。そのため空気タンク６７から供給される空気は、外気に比べて露点が低い。

【0065】

空気供給系統５２の内で、図１に示す共通管３０以降は、降雪用噴霧ノズル１１に専用のものである。
本実施形態では、空気供給系統５２には共通管３０と、分岐管３１ａ、３１ｂ、３１ｃとを有している。各分岐管３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、共通管３０が分岐した配管である。
共通管３０は、前記した様に空気タンク６７から空気の供給を受けるものであり、開閉弁３２及び減圧弁４４が設けられている。開閉弁３２は電磁弁である。さらに各分岐管３１ａ、３１ｂ、３１ｃには、各々開閉弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃが設けられている。開閉弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃは手動弁であり、常時開かれている。なお開閉弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃは降雪用噴霧ノズル１１をメンテナンスする際にのみ手動で閉じられる。図１では、３つの分岐管３１ａ、３１ｂ、３１ｃを描写しているが、分岐管の数は、実際には後述の降雪用噴霧ノズル１１の数だけ設けられている。

【0066】

共通管３０の各分岐管３１ａ〜３１ｃの各開閉弁３３ａ〜３３ｃが開かれていることを前提として、電磁弁たる開閉弁３２を開くと、空気タンク６７から供給された空気が、共通管３０、各分岐管３１ａ〜３１ｃを流れる。共通管３０では、減圧弁４４で減圧され、減圧後の空気が各分岐管３１ａ〜３１ｃに供給される。
図１に示す様に各分岐管３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、降雪用噴霧ノズル１１の分岐管４５に接続されている。
空気は、分岐管４５から空気流路４３を流れ、外郭管６０の先端から試験室２内に流れ込む。即ち分岐管４５から降雪用噴霧ノズル１１内に導入された空気は、外郭管６０と芯管６１の間の空気流路４３を流れ、先端から試験室２内に放出される。

【0067】

空気流路４３を流れる空気の温度は、図示しない加熱装置又は冷却装置により、摂氏１２度〜１８度（より好ましくは、摂氏１４度〜１６度）に調整されている。また、気体供給源から供給される空気の露点は、前記した様に外気よりも低い。
空気流路４３を流れる空気の流速は、空気流路４３内の空気を置換することができる程度の速度であり、遅い速度である。

【0068】

本実施形態では、水供給系統５３から加圧された水が、降雪用噴霧ノズル１１内に導入され、ノズル本体１７の噴霧開口１７ａから試験室２内に噴射される。降雪用噴霧ノズル１１内に導入される水は、凍結する直前の温度に冷却されており、且つ試験室２内は、低温環境であるから、噴霧された水は、氷結して雪状となり、降下して積もる。

【0069】

またノズル本体１７から噴射された水は、所定角度範囲（例えば、７０〜１００度）に拡散されるが、本実施形態では、ノズル本体１７の噴霧開口１７ａは、外郭管６０の端面と同一の位置にあるか、僅かに奥の位置にあるから、噴霧された水が、外郭管６０にかからない。即ち本実施形態では、１８０度未満の角度で水が噴霧され、且つノズル本体１７の噴霧開口１７ａは、外郭管６０の端部と同等の位置にあるから、噴霧された水は外郭管６０にかからない。

【0070】

また外郭管６０と芯管６１の間に形成された空気流路４３に空気が流れ、当該空気が、液体供給管１８の一部とノズル本体１７の周囲を流れる。
ここでノズル本体１７の等の周囲を流れる空気の温度は、少なくともノズル本体１７を通過する水の温度よりも高く、且つ氷点よりも高い。そのためノズル本体１７は、周囲を流れる空気から熱を受け、保温される。
また且つノズル本体１７の噴霧開口１７ａは、外郭管６０の端部と同等の位置にあるから、ノズル本体１７の先端近傍についても、比較的高温の雰囲気に包まれる。そのため、ノズル本体１７の凍結が阻止される。
またノズル本体１７の周囲を通過して試験室２に導入される空気は、少量であるから試験室内の環境に与える影響は小さい。また空気の流速が低いので、ノズル本体１７から噴射される水のパターンを乱すこともない。

【0071】

この様に構成された環境試験装置１では、試験室２の内部からノズル本体１７を取り外すことができる。即ち、室内側外装部材２７を取り外すことにより、試験室２内に露出したノズル本体１７が操作可能になる。具体的にはねじ５０を外し、室内側外装部材２７を天井６から取り外す。その結果、図９の様に、ノズル本体１７が試験室２の内部の露出する。
従って、ノズル本体１７に不具合が生じた場合には、試験室２側からノズル本体１７に触れることができ、ノズル本体１７を取り替える等の作業を実施することができる。
即ちノズル本体１７を回転させ、液体供給管１８との螺合を解除することにより、図６（ｃ）に示す様に、ノズル本体１７を取り外すことができる。

【0072】

また、試験室２の外側からノズル本体１７を取り外すこともできる。この場合には、試験室２の天井裏に相当する場所に作業者が移動し、降雪用噴霧ノズル１１の芯管６１と、外郭管６０とを機械的に接合するフランジ部２９，３８のねじ４０を外して、フランジ部２９，３８を分離する。
その結果、芯管６１と外郭管６０の機械的係合が解除され、芯管６１だけを上に引き抜くことができる。即ちねじ４０を外し、蓋部材３７のフランジ部３８と液体供給管１８のフランジ部２９の固定を解除すると共に、分岐管２１ａ（又は２１ｂ、２１ｃ）に対する液体供給管１８の螺合を解除する。その結果、図６（ｂ）に示す様に、芯管６１を上に抜き出すことができ、ノズル本体１７は、液体供給管１８と一体の状態で取り外すことができる。

【0073】

ノズル本体１７を液体供給管１８と共に試験室２の外側から取り外すことができるので、作業者は摂氏マイナス数十度という試験室２内に入る必要がない。また、高さ数メートルの試験室２内の天井６でのノズル本体１７の着脱作業が無用である。即ち、危険を冒してノズル本体１７のみを着脱する必要はなく、試験室２の外側から安全にノズル本体１７を液体供給管１８と共に着脱することができる。

【0074】

次に、環境試験装置１の動作について説明する。

【0075】

本実施形態の環境試験装置１を使用して積雪状態を再現する際には、空調機１２によって試験室２内の温度を、摂氏マイナス２０〜５０度に調整する。即ち、送風機２８を駆動し、空気吸入口８、吸入側ダクト１３ｂを介して試験室２内の空気を吸引し、空調機１２内に導入する。空調機１２内に導入された空気は、所定の温度及び湿度に調整された後、送風機２８の吐出口２８ａから吐出され、供給側ダクト１３ａと複数の空気供給口９を介して試験室２内に供給される。

【0076】

送風機２８の吐出口２８ａから吐出される際の空気の流速は早く、供給側ダクト１３ａ，吸入側ダクト１３ｂ内の流速はそれよりも遅い。そして多数の孔たる空気供給口９から試験室２内への空気の流入速度はさらに遅い。空気供給口９から吐出される空気の流速は、送風機２８の吐出口２８ａから吐出される際の流速よりも遅い１ｍ／ｓｅｃ〜２ｍ／ｓｅｃであり、試験室２内の空気がかき乱されることはない。即ち、供給側ダクト１３ａ，吸入側ダクト１３ｂ内の流路断面積よりも、空気供給口９の流路面積の総和の方がはるかに大きく、試験室２内への空気の流入速度は非常に遅い。そのため、試験室２内の空気がかき乱されることはない。

【0077】

また空調機１２の作動によって、試験室２内の温度が液体凍結温度（氷点下）になる前に、空気供給系統５２から降雪用噴霧ノズル１１の空気流路４３に空気を供給する。即ちコンプレッサ６６が起動しており、開閉弁３３ａ〜３３ｃが開かれていることを前提として、電磁弁たる開閉弁３２を開く。空気供給系統５２から供給される空気は、予め摂氏１２度〜１８度の温度で且つ、露点が試験室２内の空気の露点よりも低くなる様に絶対湿度が調整されている。その結果、温度調整された空気が、気体供給源から共通管３０、分岐管３１ａ〜３１ｃを介して降雪用噴霧ノズル１１の空気流路４３に供給される。

【0078】

よって、摂氏１２度〜１８度に温度調整されていて芯管６１を通過する水よりも温度が高く、且つ露点が低い空気が、ノズル本体１７の周囲に供給されることとなる。そのため、試験室２内が液体凍結温度（氷点下）であっても、試験室２内に突出したノズル本体１７の噴霧開口１７ａは周囲の空気流路４３の空気雰囲気に包まれて保温され、凍結しない。

【0079】

またノズル本体１７の周囲の空気は、空気流路４３に連続的に供給される空気によって、わずかずつ試験室２側に押し出され、置換される。即ち、ノズル本体１７の周囲の空気は、絶えず入れ替わる。そのため、ノズル本体１７の周囲の空気が、試験室２内の低温の空気によって冷却されても、摂氏１２度〜１８度の温度の空気が空気流路４３に連続的に供給されるので、摂氏１２度〜１８度の温度の空気が常時ノズル本体１７（噴霧開口１７ａ）の周囲に存在する。よって、ノズル本体１７（噴霧開口１７ａ）は凍結しない。

【0080】

このときの空気流路４３内を移動する空気の流速は、非常に遅く、ノズル本体１７周辺の吹き出し断面における流速（吹き出し口の風速）は、０．８ｍ／ｓｅｃ〜１．２ｍ／ｓｅｃとすることができ、より好ましくは０．９ｍ／ｓｅｃ〜１．１ｍ／ｓｅｃであり、最適値は１ｍ／ｓｅｃである。本実施形態では、降雪用噴霧ノズル１１から吹き出される空気の速度は、空気供給口９から試験室２内に導入される空気の速度よりも遅い。
本実施形態では、気体供給源から共通管３０に設けられた減圧弁４４によって、供給される空気の圧力が減圧され、空気流路４３に供給される空気の流速が制御される。

【0081】

この空気流路４３内を移動し、降雪用噴霧ノズル１１から吹き出される空気の流速（０．８ｍ／ｓｅｃ〜１．２ｍ／ｓｅｃ）は、多数の空気供給口９から試験室２内に導入される際の流速１ｍ／ｓｅｃ〜２ｍ／ｓｅｃよりも遅い。よって、空気流路４３から試験室２に流入する空気流によって、試験室２内の空気がかき乱されることはない。またノズル本体１７から噴射された水の拡散パターンに与える影響も小さい。

【0082】

試験室２内の空気の温度及び湿度が、予め設定された所定の温度及び湿度に達し、擬似降雪のための環境が整うと、各分岐管２１ａ〜２１ｃに設けられた開閉弁２３ａ〜２３ｃが開かれていることを前提として共通管２０の開閉弁２２を開く。またポンプ１４を駆動する。その結果、水供給系統５３の共通管２０、分岐管２１ａ〜２１ｃを介して降雪用噴霧ノズル１１に水が供給される。この水供給系統５３から供給される水は、図示しない冷却器及び加熱器によって、予め凍結温度に近い所定温度に調整されている。具体的には、水の温度は、摂氏１度〜５度（好ましくは摂氏２度〜３度）に調整されている。

【0083】

降雪用噴霧ノズル１１に供給された水は、液体供給管１８を通過し、図７に示す様に、ノズル本体１７の噴霧開口１７ａから試験室２内に噴射される。噴射された水は、所定範囲に拡がって床面７に向かって落下する。凍結温度に近い温度で試験室２内に噴射された霧状の水は、落下中に速やかに凍結して擬似雪を形成する。

【0084】

噴霧開口１７ａからの水の噴射角度は、７０〜１００度とすることができるが、８０度〜９０度であるのが好ましい。即ち、噴射角度が狭すぎると、降雪範囲が狭くなり、広範囲に渡って降雪させるために、多数の降雪用噴霧ノズル１１が必要になり、逆に噴射角度が広すぎると、空気流路４３から流入する空気の影響を受け易くなる。空気流路４３から試験室２内に流入する空気の流速が非常に遅いとはいえ、噴霧角度が広すぎると、空気流路４３から流入する空気の流れによって進路が妨げられる。

【0085】

また、噴霧された水の温度が低過ぎると、水が共通管２０や分岐管２１ａ〜２１ｃ内で凍結する恐れがあり、逆に高過ぎると、試験室２内で擬似雪が形成されるまで温度低下しにくい。即ち、高さ数メートルの天井６から噴射（噴霧）された水滴が、床面７に到達するまでの間に、擬似雪が形成される程度まで温度低下しにくい。
また、噴霧される水の粒子径は、０．５〜１．２ｍｍ程度であるのが好ましい。
即ち、粒子径が大き過ぎると、凍結して擬似雪が形成される前に床面に到達してしまい、逆に水の粒子径が小さ過ぎると、空調機１２による空気の吸入と供給の影響を受けてしまい、たとえ凍結しても空調機１２に吸い込まれ易くなり、適切に床面７に降雪しない。

【0086】

以上説明した実施形態では、一時締結要素の例としてねじ４０，５０を例示したが、これに代わって、クランプやシャコ万力、ピン等を採用することもできる。
また前記した実施形態では、分割するべき部位をフランジ結合したが、ねじ込み方式を採用してもよい。図１０は、挿入筒７０と、室内側外装部材７１との間の結合にねじ込み方式を採用した例を示す。

【0087】

また上記した実施形態の降雪用噴霧ノズル１１は、外郭管６０が３つの部材によって構成され、外郭管６０が、３分割可能な構造である。本構成は、降雪用噴霧ノズル１１の試験室２に対する取付けが簡単であり、推奨される。しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、例えば図１２に示す降雪用噴霧ノズル８０の様に、二つの部材によって構成されたものであってもよい。もちろん３以上の部材によって構成されていてもよい。図１２に示す降雪用噴霧ノズル８０の構造説明は、先の実施形態の降雪用噴霧ノズル１１と同一の部材に同一の番号を付すことによって省略する。

【0088】

また以上説明した実施形態では、室内側外装部材２７，７１が完全に分離可能な構造を採用したが、図１１の様に、ヒンジ７２によって開閉することができる構造のものであってもよい。
以上説明した実施形態では、ノズル本体１７に一流体ノズルを使用したが、二流体ノズルを使用してもよい。
また本発明の環境試験装置１は、降雪用噴霧ノズル１１に断熱材やヒータを設ける必要はないが、断熱材やヒータを設けることを否定するものではない。
以上説明した実施形態では、空気供給系統５２から降雪用噴霧ノズル１１に供給されてノズル本体１７の周囲に至る空気と、水供給系統５３から降雪用噴霧ノズル１１に供給されてノズル本体１７の周囲に至る水の双方を温度調節した。本構成は推奨される構成であるが、空気と水のいずれか一方だけを温度調節してもよい。さらに前記空気の温度が水の温度よりも高いことが明らかであれば、空気と水の双方とも温度調節をしなくてもよい。要するに、現実に空気流路４３を通過する空気の温度が現実に噴霧される水の温度よりも高いものであればよい。

【0089】

前記した実施形態では、試験室２内に降雪させる際に、常時、空気流路４３に空気を低速で通過させて空気流路４３内の空気を常時置換したが、空気置換は間欠的でもよい。即ち空気流路４３内の温度が下がり過ぎない程度に空気置換を間欠運転してもよい。
また、配管内の水を停止時に排水し、水を流す直前に、空気流路４３に空気を流すものでもよい。

【0090】

降雪用噴霧ノズル１１の空気流路４３を流れる空気の流速は、可能な限り低速であることが望ましい。本実施形態では、試験室２内の空気を空調設備３を介して循環させる空調経路があり、降雪用噴霧ノズル１１の空気流路４３を流れる空気の流速は、空調経路のいずれの部位を流れる空気の流速よりも遅い。
この流速設定は、最も推奨されるものではあるが、必須ではない。即ち環境試験装置１は用途が多岐にわたり、空調設備３を介して試験室２内に導入する空気の流速や、試験室２内から空調設備３に至る空気の流速が極端に小さくなる様に設計される場合もある。
この様な場合には、降雪用噴霧ノズル１１の空気流路４３を流れる空気の流速が、空調設備３を介して試験室２内に導入する空気の流速と同等になる場合もある。
常識的に、空調経路における空気の流速は、送風機２８の近傍が最も速い。そのため降雪用噴霧ノズル１１の空気流路４３を流れる空気の流速は、送風機２８の空気吐出口２８ａの流速よりも遅いことが望ましい。
また常識的に、空調経路のダクト内の流速は送風機２８の空気吐出口２８ａの流速に次いで速い。そのため降雪用噴霧ノズル１１の空気流路４３を流れる空気の流速は、ダクト内の流速よりも遅いことが望ましい。

【0091】

前記した実施形態では、ノズル本体１７は、液体供給管１８を介して試験室２に取り付けられているが、例えばノズル本体自体に取付けフランジや取付けネジ孔を設け、試験室２の外側からネジ等の一時締結要素によって試験室２に固定し、一時締結要素を取り外すことによってノズル本体１７を試験室２の外側に抜き出す構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0092】

１ 環境試験装置
２ 試験室（氷点下に維持された空間）
１１，８０ 降雪用噴霧ノズル
１７ ノズル本体
１７ａ 噴霧開口
２７ 室内側外装部材（外装部材）
２７ａ 室内側外装部材の端部（開口端）
２８ 送風機
２８ａ 送風機の吐出口
４０ ねじ（一時締結要素）
４３ 空気流路
５０ ねじ（一時締結要素）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】