特許 7610390 着氷装置及び着氷方法

(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】

(24)【登録日】2024-12-24

(45)【発行日】2025-01-08

(54)【発明の名称】着氷装置及び着氷方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 9/06 20060101AFI20241225BHJP

   F25C 1/00 20060101ALI20241225BHJP

   F25C 3/00 20060101ALI20241225BHJP

【ＦＩ】

G01M9/06

F25C1/00 A

F25C3/00

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020175836

(22)【出願日】2020-10-20

(65)【公開番号】P2022067232

(43)【公開日】2022-05-06

【審査請求日】2023-03-09

(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】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100137143

【弁理士】

【氏名又は名称】玉串 幸久

(72)【発明者】

【氏名】吉崎 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】大浦 修一

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１９０４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７８１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８７５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４３９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４６３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１６１８４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０４１４２６７８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ９／００ － ９／０８

Ｇ０１Ｎ １７／００

Ｆ２５Ｃ １／００ － ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

氷点下の低温環境に調整可能な室内において、外部から前記室内に持ち込まれて配置された供試体に氷層を形成する着氷装置であって、
前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧ユニットと、
前記供試体の温度を検出する供試体温度検出部と、
前記室内の温度を調整する空調部と、を備え、
前記空調部は、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記供試体温度検出部による前記供試体の温度の検出結果に基づいて、前記供試体の温度が０℃以下の所定の温度範囲内の目標温度に維持されて前記供試体に着氷するように、前記室内の温度を調整するように構成されている、着氷装置。

【請求項2】

氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成する着氷装置であって、
前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧ユニットと、
前記供試体の温度を検出する供試体温度検出部と、
前記室内の温度を調整する空調部と、を備え、
前記空調部は、
前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記供試体温度検出部の検出結果に基づいて、前記供試体の温度が０℃以下の所定の温度範囲内の目標温度に維持されて前記供試体に着氷するように、前記室内の温度を調整するように構成されており、
前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射前において、前記供試体の温度が、前記目標温度よりも低い温度になるように、前記室内の温度を調整するように構成されている、着氷装置。

【請求項3】

前記温度範囲は、－１℃以上０℃以下の範囲である、請求項１又は２に記載の着氷装置。

【請求項4】

前記噴霧ユニットは、前記水粒子として平均粒径が所定値未満の水粒子を噴射する、請求項１～３のいずれか１項に記載の着氷装置。

【請求項5】

前記平均粒径が、１２μｍ以上２５μｍ以下である、請求項４に記載の着氷装置。

【請求項6】

前記噴霧ユニットに加圧した水を供給することにより、前記噴霧ユニットから前記水粒子を噴射させる加圧ポンプを備え、
前記加圧ポンプは、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記水粒子の噴射水圧が一定に保持されるように、前記噴霧ユニットに加圧した水を供給する、請求項１～５のいずれか１項に記載の着氷装置。

【請求項7】

氷点下の低温環境に調整可能な室内において、外部から前記室内に持ち込まれて配置された供試体に氷層を形成する着氷方法であって、
供試体温度検出部により前記供試体の温度を検出しつつ、噴霧ユニットにより前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧工程を含み、
前記噴霧工程では、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記供試体温度検出部による前記供試体の温度の検出結果に基づいて、前記供試体の温度が０℃以下の所定の温度範囲内の目標温度に維持されて前記供試体に着氷するように、前記室内の温度を調整する、着氷方法。

【請求項8】

氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成する着氷方法であって、
供試体温度検出部により前記供試体の温度を検出しつつ、噴霧ユニットにより前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧工程を含み、
前記噴霧工程では、
前記供試体温度検出部の検出結果に基づいて、前記供試体の温度が所定の温度範囲内の目標温度に維持されるように、前記噴霧ユニットの位置を調整し、
前記検出結果が前記目標温度よりも高い場合には、前記噴霧ユニットの位置を前記供試体から遠ざかるように調整し、
前記検出結果が前記目標温度よりも低い場合には、前記噴霧ユニットの位置を前記供試体に近づくように調整する、着氷方法。

【請求項9】

氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成する着氷方法であって、
供試体温度検出部により前記供試体の温度を検出しつつ、噴霧ユニットにより前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧工程を含み、
前記噴霧工程では、
前記供試体温度検出部の検出結果に基づいて、前記供試体の温度が所定の温度範囲内の目標温度に維持されるように、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量を調整し、
前記検出結果が前記目標温度よりも高い場合には、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量を少なくなるように調整し、
前記検出結果が前記目標温度よりも低い場合には、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量を多くなるように調整する、着氷方法。

【請求項10】

氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成する着氷方法であって、
供試体温度検出部により前記供試体の温度を検出しつつ、噴霧ユニットにより前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧工程を含み、
前記噴霧工程では、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記供試体温度検出部の検出結果に基づいて、前記供試体の温度が０℃以下の所定の温度範囲内の目標温度に維持されて前記供試体に着氷するように、前記室内の温度を調整し、
前記噴霧工程の前工程として、前記供試体の温度が、前記噴霧工程における前記供試体の前記目標温度よりも低い温度になるように、前記室内の温度を調整する予備冷却工程を含む、着氷方法。

【請求項11】

前記温度範囲は、－１℃以上０℃以下の範囲である、請求項７～１０のいずれか１項に記載の着氷方法。

【請求項12】

前記噴霧工程では、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記供試体の温度が当該供試体における氷層形成部位に応じた目標温度に維持されるように、前記噴霧ユニットの位置、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量、及び前記室内の温度の少なくともいずれかを調整する、請求項８又は９に記載の着氷方法。

【請求項13】

前記噴霧工程では、前記水粒子として平均粒径が所定値未満の水粒子を前記噴霧ユニットにより噴射する、請求項７～１２のいずれか１項に記載の着氷方法。

【請求項14】

前記平均粒径が、１２μｍ以上２５μｍ以下である、請求項１３に記載の着氷方法。

【請求項15】

前記噴霧工程では、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射水圧を一定に保持する、請求項７～１４のいずれか１項に記載の着氷方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成する着氷装置及び着氷方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、氷点下の低温環境に調整した室内に配置された着氷対象物に氷層を形成する着氷装置が知られている。この種の着氷装置が特許文献１及び特許文献２に開示されている。

【0003】

特許文献１及び特許文献２に開示される装置は、いずれも、氷点下の所定温度に調整された室内（特許文献１ではチャンバ内、特許文献２では風洞室内）に水粒子を噴射し、当該水粒子を着氷対象物上で凍結させて氷層を形成するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１９－５１６９９５号公報

【文献】実開平０２－１０３２４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、着氷対象物に氷層を形成する際に、氷の成長の制御が必要な場合がある。例えば、着氷対象物に透明な氷層を形成する場合には、氷層の透明性を阻害する空気などが氷層の中に閉じ込められることがないように、氷の成長を制御する必要がある。特許文献１，２に開示される技術のように、着氷対象物が配置される室内の温度を所定温度に調整するだけでは、着氷対象物に氷層を形成する際の氷の成長を精度よく制御することができないという課題がある。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、供試体に氷層を形成する際の氷の成長を精度よく制御することが可能な着氷装置及び着氷方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一の局面に係る着氷装置は、氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成する装置である。この着氷装置は、前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧ユニットと、前記供試体の温度を検出する供試体温度検出部と、を備える。そして、前記噴霧ユニットの位置、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量、及び前記室内の温度の少なくともいずれかは、前記供試体温度検出部の検出結果に基づいて、調整可能である。

【0008】

この着氷装置によれば、噴霧ユニットは、供試体が配置された室内に霧状の水粒子を噴射する。氷点下の低温環境に室内が調整された状態において、噴霧ユニットから噴射された水粒子は、氷点下の低温環境に調整された室内を浮遊して供試体上で凍結する。このような供試体上での水粒子の凍結によって、供試体に氷層が形成される。

【0009】

着氷装置では、供試体に氷層を形成する際において、供試体温度検出部による供試体温度の検出結果に基づいて、噴霧ユニットの位置、噴霧ユニットによる水粒子の噴射量、及び室内の温度の少なくともいずれかの調整が可能である。噴霧ユニットの位置及び室内の温度は、室内を浮遊して供試体に到達したときの水粒子の温度に影響を及ぼす。また、噴霧ユニットによる水粒子の噴射量は、供試体に到達する水粒子の量に影響を及ぼす。これらの影響因子を、供試体温度の検出結果に基づいて調整することにより、供試体の温度を精密に制御することが可能となる。供試体の温度は、供試体に氷層を形成する際の氷の成長に影響を及ぼす氷成長影響因子であるので、この供試体の温度の精密な制御によって、供試体における氷の成長を精度よく制御することができる。

【0010】

上記の着氷装置は、前記室内の温度を調整する空調部を備える構成であってもよい。そして、前記空調部は、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射前において、前記供試体の温度が、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中における前記供試体の目標温度よりも低い温度になるように、前記室内の温度を調整する。

【0011】

この態様では、噴霧ユニットからの水粒子の噴射前に、供試体の温度が目標温度よりも低い温度に調整される。これにより、噴霧ユニットによる水粒子の噴射が開始されて供試体に氷層が形成される初期段階において、供試体上での水粒子の凍結を促進することができる。

【0012】

上記の着氷装置において、前記噴霧ユニットの位置、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量、及び前記室内の温度の少なくともいずれかは、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記供試体の温度が－１℃以上０℃以下の温度範囲内に維持されるように調整可能である。

【0013】

この態様では、噴霧ユニットからの水粒子の噴射中において、供試体の温度が－１℃以上０℃以下の温度範囲内に維持されるように、噴霧ユニットの位置、噴霧ユニットによる水粒子の噴射量、及び室内の温度の少なくともいずれかの影響因子が調整される。このような影響因子の調整は、供試体に透明な氷層を形成する場合に特に有効である。供試体の温度が－１℃以上０℃以下に調整されることにより、氷層の透明性を阻害する空気などが氷層の中に閉じ込められることを抑制可能である。このため、透明且つ均質な氷層を供試体に形成することができる。

【0014】

上記の着氷装置において、前記噴霧ユニットの位置、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量、及び前記室内の温度の少なくともいずれかは、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記供試体の温度が当該供試体における氷層形成部位に応じて設定される目標温度に維持されるように調整可能である。

【0015】

供試体においては、例えば、上方を向く上面と下方を向く下面とでは、氷層を形成する際の氷の成長速度が異なる。供試体の上面に氷層を形成する場合、当該上面に到達した水粒子が垂れ落ちる現象が生じ難い。一方、供試体の下面に氷層を形成する場合、当該下面に到達した水粒子が垂れ落ちる現象が生じ易い。このため、供試体において上面よりも下面の方が、氷の成長速度が遅くなる。このような供試体における氷層形成部位によって氷の成長速度が異なることを考慮して、供試体の温度が氷層形成部位に応じた目標温度に維持されるように、噴霧ユニットの位置、噴霧ユニットによる水粒子の噴射量、及び室内の温度の少なくともいずれかの影響因子を調整する。これにより、供試体における氷層形成部位に応じて、氷層を形成する際の氷の成長を精度よく制御することができる。

【0016】

上記の着氷装置において、前記噴霧ユニットは、前記水粒子として平均粒径が所定値未満の水粒子を噴射するように構成されている。

【0017】

この態様では、供試体に氷層を形成する際に、噴霧ユニットから平均粒径が所定値未満の超微細な水粒子が噴射される。このため、室内において水粒子を容易に浮遊させることができるとともに、水粒子を過冷却状態に近づけることが容易となる。したがって、供試体上での均質な氷層の形成に寄与する。

【0018】

上記の着氷装置は、前記噴霧ユニットに加圧した水を供給することにより、前記噴霧ユニットから前記水粒子を噴射させる加圧ポンプを備える構成であってもよい。そして、前記加圧ポンプは、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射中において、前記水粒子の噴射水圧が一定に保持されるように、前記噴霧ユニットに加圧した水を供給する。

【0019】

この態様では、噴霧ユニットから水粒子を噴射するときの噴射水圧が一定に保持されるので、平均粒径が略一定の水粒子を噴射することができる。これにより、噴霧ユニットからの水粒子の噴射中において、室内を浮遊して供試体に到達したときの水粒子の温度の安定化を図ることができる。したがって、供試体上での均質な氷層の形成に寄与する。

【0020】

本発明の他の局面に係る着氷方法は、氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成する方法である。この着氷方法は、供試体温度検出部により前記供試体の温度を検出しつつ、噴霧ユニットにより前記室内に霧状の水粒子を噴射する噴霧工程を含み、前記噴霧工程では、前記供試体温度検出部の検出結果に基づいて、前記噴霧ユニットの位置、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量、及び前記室内の温度の少なくともいずれかを調整する。

【0021】

この着氷方法によれば、噴霧工程において、供試体が配置された室内に噴霧ユニットにより霧状の水粒子を噴射する。これにより、供試体上での水粒子の凍結によって、供試体に氷層が形成される。更に、噴霧工程では、供試体温度検出部による供試体温度の検出結果に基づいて、噴霧ユニットの位置、噴霧ユニットによる水粒子の噴射量、及び室内の温度の少なくともいずれかを調整する。これにより、供試体に氷層を形成する際の氷の成長に影響を及ぼす氷成長影響因子である供試体の温度を精密に制御することが可能となる。このような供試体の温度の精密な制御によって、供試体における氷の成長を精度よく制御することができる。

【0022】

上記の着氷方法は、前記噴霧工程の前工程として、前記供試体の温度が、前記噴霧工程における前記供試体の目標温度よりも低い温度になるように、前記室内の温度を調整する予備冷却工程を含んでもよい。

【0023】

この態様では、噴霧工程の前工程としての予備冷却工程において、供試体の温度が目標温度よりも低い温度に調整される。これにより、噴霧ユニットによる水粒子の噴射が開始されて供試体に氷層が形成される初期段階において、供試体上での水粒子の凍結を促進することができる。

【0024】

上記の着氷方法において、前記噴霧工程では、前記供試体の温度が－１℃以上０℃以下の温度範囲内に維持されるように、前記噴霧ユニットの位置、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量、及び前記室内の温度の少なくともいずれかを調整する。

【0025】

この態様では、噴霧工程において、供試体の温度が－１℃以上０℃以下に調整されることにより、氷層の透明性を阻害する空気などが氷層の中に閉じ込められることを抑制可能である。このため、透明且つ均質な氷層を供試体に形成することができる。

【0026】

上記の着氷方法において、前記噴霧工程では、前記供試体の温度が当該供試体における氷層形成部位に応じた目標温度に維持されるように、前記噴霧ユニットの位置、前記噴霧ユニットによる前記水粒子の噴射量、及び前記室内の温度の少なくともいずれかを調整する。

【0027】

この態様では、供試体における氷層形成部位によって氷の成長速度が異なることを考慮して、供試体の温度が氷層形成部位に応じた目標温度に維持されるように、噴霧ユニットの位置、噴霧ユニットによる水粒子の噴射量、及び室内の温度の少なくともいずれかを調整する。これにより、供試体における氷層形成部位に応じて、氷層を形成する際の氷の成長を精度よく制御することができる。

【0028】

上記の着氷方法において、前記噴霧工程では、前記水粒子として平均粒径が所定値未満の水粒子を前記噴霧ユニットにより噴射する。

【0029】

この態様では、噴霧工程において、噴霧ユニットから平均粒径が所定値未満の超微細な水粒子が噴射される。このため、室内において水粒子を容易に浮遊させることができるとともに、水粒子を過冷却状態に近づけることが容易となる。したがって、供試体上での均質な氷層の形成に寄与する。

【0030】

上記の着氷方法において、前記噴霧工程では、前記噴霧ユニットからの前記水粒子の噴射水圧を一定に保持する。

【0031】

この態様では、噴霧ユニットから水粒子を噴射するときの噴射水圧が一定に保持されるので、平均粒径が略一定の水粒子を噴射することができる。これにより、噴霧ユニットからの水粒子の噴射中において、室内を浮遊して供試体に到達したときの水粒子の温度の安定化を図ることができる。したがって、供試体上での均質な氷層の形成に寄与する。

【発明の効果】

【0032】

以上説明したように、本発明によれば、供試体に氷層を形成する際の氷の成長を精度よく制御することが可能な着氷装置及び着氷方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の一実施形態に係る着氷装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】着氷装置に備えられるユニット支持体の構成を示す斜視図である。

【図3】着氷装置を用いて実施される着氷方法を示すフローチャートである。

【図4】着氷装置の変形例の要部を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本実施形態に係る着氷装置及び着氷方法について、図面に基づいて説明する。

【0035】

本実施形態に係る着氷装置及び着氷方法は、氷点下の低温環境に調整可能な室内において、供試体に氷層を形成して試験を行う試験装置及び試験方法に適用可能である。このような試験としては、航空機搭載機器を供試体とする着氷試験や、航空機の構造体への氷の形成を防止する疎水性コーティング剤の有効性を評価するための着氷試験、自動車等の車両の構造体への氷の形成に対する耐性を評価するための着氷試験、送電線などの送電設備への氷の形成に対する耐性を評価するための着氷試験などが挙げられる。航空機搭載機器の着氷試験は、ＲＴＣＡ／ＤＯ－１６０Ｇのセクション２４カテゴリーＣに規定されている。この着氷試験では、試験対象の供試体に透明な氷層を形成することが要求されている。また、供試体としては、航空機の機体に装備される主翼や尾翼、航空機の機体を地上で支持するための降着装置、対気速度の計測に用いられるピトー管などが挙げられる。以下では、本実施形態に係る着氷装置及び着氷方法について、航空機搭載機器を供試体とする場合を例に挙げて説明することとする。

【0036】

［着氷装置について］
図１に示される着氷装置１は、試験室７内で供試体ＳＰに氷層を形成するための装置である。試験室７は、供試体ＳＰに着氷させる環境に調整された部屋の一例である。

【0037】

図１に示されるように、試験対象の供試体ＳＰが配置される試験室７の側方には、試験室７とは仕切壁７１で隔てられた空調室８が設けられている。仕切壁７１には、吹出口７１１と吸込口７１２とが設けられている。

【0038】

着氷装置１は、空調室８内を流れる空気を空調する空調部６を備えている。空調部６は、空調室８内の空気を加熱又は冷却することにより、空調室８内の空気の温度を調整する。空調部６によって温度調整された空気は、吹出口７１１から試験室７内へ吹き出される。これにより、試験室７内に温度調整された空気が供給される。空調室８から試験室７内に空気が吹き出されることによって、試験室７内の空気は、吸込口７１２から空調室８内に吸い込まれる。このように、空調室８と試験室７との間での空気の循環を繰り返すことで、試験室７内の空気の温度が調整される。つまり、空調部６は、温度調整された空気を試験室７内に供給することにより、試験室７内の温度を調整することができる。

【0039】

試験室７内の温度は、室温検出部７２によって検出される。室温検出部７２は、例えば温度センサによって構成される。室温検出部７２は、試験室７内における吹出口７１１の近傍に設けられ、吹出口７１１の近傍の空気の温度を検出する。試験室７内の温度は、氷点下の温度、例えば－１０℃以上－１℃以下に調整される。

【0040】

着氷装置１は、氷点下の低温環境に調整可能な試験室７内において、供試体ＳＰに氷層が形成される環境を提供する。着氷装置１は、噴霧機２と、供試体温度検出部３と、ユニット支持体４と、送風機５と、を備えている。

【0041】

噴霧機２は、試験室７内に霧状の水粒子を噴射するための機構である。噴霧機２の設置台数は、試験室７の広さや供試体ＳＰの大きさ、あるいは、供試体ＳＰにおける氷層形成部位の位置に応じて決定され、１台であってもよいし、２台以上の複数台であってもよい。噴霧機２は、噴霧ユニット２１と、加圧ポンプ２２と、フィルタ２３と、供給配管２４と、タンク２５と、水温調整器２６と、を備えている。

【0042】

噴霧ユニット２１は、試験室７内に配置されている。噴霧ユニット２１は、１又は２以上の複数の噴霧ノズル２１１を有している。噴霧ユニット２１は、噴霧ノズル２１１から霧状の水粒子を噴射する。本実施形態では、噴霧ユニット２１は、複数の噴霧ノズル２１１を有している。

【0043】

噴霧ユニット２１から噴射された水粒子は、氷点下の低温環境に調整された試験室７内を浮遊することで、過冷却の状態又は過冷却に近い状態にまで冷却される。試験室７内を浮遊する水粒子は、供試体ＳＰに到達したときに当該供試体ＳＰ上で凍結する。このような供試体ＳＰ上での水粒子の凍結によって、供試体ＳＰに氷層が形成される。

【0044】

タンク２５及び水温調整器２６は、試験室７外に配置されている。タンク２５は、水を貯留するものであり、当該水が噴霧ユニット２１に供給される。水温調整器２６は、タンク２５内の水の温度を調整する。つまり、水温調整器２６がタンク２５内の水の温度を調整することにより、噴霧ユニット２１から噴射される水粒子の温度を調整することができる。タンク２５内の水の温度は、例えば、０℃以上４０℃以下に調整される。なお、水温調整器２６を省略して、噴霧ユニット２１から常温（２５℃）の水粒子を噴射してもよい。

【0045】

加圧ポンプ２２は、試験室７外に配置されている。加圧ポンプ２２は、噴霧ユニット２１における複数の噴霧ノズル２１１の各々に対応して、複数設けられる。つまり、加圧ポンプ２２の設置数は、噴霧ユニット２１における噴霧ノズル２１１の数と同じである。各加圧ポンプ２２は、タンク２５内の水を加圧して噴霧ユニット２１の各噴霧ノズル２１１に供給する。

【0046】

各加圧ポンプ２２と噴霧ユニット２１における各噴霧ノズル２１１とは、供給配管２４によって接続されている。各加圧ポンプ２２によって加圧された水は、供給配管２４を流通して各噴霧ノズル２１１に供給される。供給配管２４は、少なくとも試験室７内に配索される部分が断熱材によって覆われている。これにより、供給配管２４を流通する水が凍るのを防止することができる。

【0047】

フィルタ２３は、試験室７外に配置されている。フィルタ２３は、供給配管２４を流通する水に含まれる異物を捕集する。これにより、異物を含む水が噴霧ユニット２１における噴霧ノズル２１１に供給されることを抑制できる。

【0048】

噴霧ユニット２１は、各加圧ポンプ２２から加圧された水が供給されることにより、各噴霧ノズル２１１から水粒子を噴射する。複数の噴霧ノズル２１１の各々に対応して加圧ポンプ２２を設けた構成では、加圧ポンプ２２の作動数を調整することにより、水粒子を噴射させる噴霧ノズル２１１の数を調整することができる。このように、加圧ポンプ２２の作動数に応じて水粒子を噴射させる噴霧ノズル２１１の数を調整することにより、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量を調整することができる。

【0049】

なお、上記の例では、複数の噴霧ノズル２１１の各々に対応して加圧ポンプ２２を複数設ける構成について説明したが、この構成に限定されない。例えば、加圧ポンプ２２を１台とし、この加圧ポンプ２２と噴霧ユニット２１における各噴霧ノズル２１１とを、開閉弁を設けた供給配管２４によって接続するようにしてもよい。この場合、加圧ポンプ２２を作動させた状態で、開放する開閉弁の数に応じて水粒子を噴射させる噴霧ノズル２１１の数を調整することにより、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量を調整することができる。

【0050】

噴霧ユニット２１から噴射される水粒子の噴射水圧は、加圧ポンプ２２による噴霧ノズル２１１に対する水の供給水圧によって調整される。噴霧ユニット２１から水粒子を噴射するときの噴射水圧は、水粒子の平均粒径に影響を及ぼす。つまり、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射水圧が高くなるに従って、水粒子の平均粒径が小さくなる。噴霧ユニット２１から噴射される水粒子の平均粒径は、例えば、１２μｍ以上２５μｍ以下に設定される。

【0051】

噴霧ユニット２１は、平均粒径が所定値（例えば１６μｍ）未満の水粒子（所謂「ドライミスト」）を噴霧ノズル２１１から噴射するように構成されていることが望ましい。この水粒子は、平均粒径が所定値未満の超微細な水粒子であるので、水粒子を試験室７内で容易に浮遊させることができるとともに、過冷却の状態に近づけることが容易となる。このため、供試体ＳＰ上での均質な氷層の形成に寄与する。

【0052】

供試体温度検出部３は、供試体ＳＰの温度を検出する。供試体温度検出部３は、例えば熱電対などの温度センサによって構成される。供試体温度検出部３は、供試体ＳＰの表面に取り付けられ、供試体ＳＰの表面温度を検出する。なお、供試体温度検出部３は、赤外線などを利用して非接触で供試体ＳＰの表面温度を検出するように構成されてもよい。

【0053】

送風機５は、試験室７内に配置されている。送風機５は、所定の風速の風を生成する。送風機５が生成した風により、噴霧ユニット２１から噴射されて試験室７内を浮遊する水粒子を供試体ＳＰに向けて移動させることができる。なお、送風機５の設置を省略しても構わない。

【0054】

ユニット支持体４は、試験室７内において噴霧ユニット２１を支持するように構成されている。更に、ユニット支持体４は、供試体ＳＰに対する噴霧ユニット２１の相対位置を調整できるように構成されている。図２に示されるように、ユニット支持体４は、ユニット支持部４１と、レール４２と、４本の支柱部材４３と、第１支持フレーム４４と、２本の第２支持フレーム４５と、を備えている。

【0055】

４本の支柱部材４３は、上下方向に延びるように試験室７の床面に立設される部材である。第１支持フレーム４４は、矩形枠状に形成される部材であり、水平姿勢で４本の支柱部材４３の上端に固定されている。２本の第２支持フレーム４５は、第１水平方向Ｈ１に延びる部材であり、第１水平方向Ｈ１に直交する第２水平方向Ｈ２に互いに対向するように、２本の支柱部材４３における上下方向の中間部にそれぞれ接続されている。

【0056】

レール４２は、第２水平方向Ｈ２に延びる部材であり、第１支持フレーム４４又は２本の第２支持フレーム４５に支持される。レール４２は、第１支持フレーム４４又は２本の第２支持フレーム４５に沿って第１水平方向Ｈ１に移動可能である。ユニット支持部４１は、噴霧ユニット２１を支持する部材であり、噴霧ユニット２１を支持した状態でレール４２に取り付けられる。ユニット支持部４１は、レール４２に沿って第２水平方向Ｈ２に移動可能である。

【0057】

ユニット支持体４では、レール４２が第１支持フレーム４４又は２本の第２支持フレーム４５に沿って第１水平方向Ｈ１に移動され、噴霧ユニット２１を支持したユニット支持部４１がレール４２に沿って第２水平方向Ｈ２に移動される。これにより、供試体ＳＰに対する噴霧ユニット２１の相対位置を水平方向に調整することができる。更に、第１支持フレーム４４と第２支持フレーム４５との間でレール４２の支持を変更することにより、供試体ＳＰに対する噴霧ユニット２１の相対位置を上下方向に調整することができる。なお、ユニット支持体４において第２支持フレーム４５を省略し、レール４２を支持する第１支持フレーム４４が４本の支柱部材４３に沿って上下方向に移動するようにしてもよい。この場合、第１支持フレーム４４の上下方向への移動によって、供試体ＳＰに対する噴霧ユニット２１の相対位置を上下方向に調整することができる。

【0058】

なお、ユニット支持体４の構成は、噴霧ユニット２１を支持し、且つ、供試体ＳＰに対する噴霧ユニット２１の相対位置を上下方向及び水平方向に調整することが可能であれば、上記の構成に限定されるものではない。

【0059】

着氷装置１では、供試体ＳＰに氷層を形成する際において、供試体温度検出部３による供試体ＳＰの温度の検出結果に基づいて、噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び、試験室７内の温度の少なくともいずれかの調整が可能である。具体的には、着氷装置１においては、供試体ＳＰに対する噴霧ユニット２１の相対位置がユニット支持体４によって調整される。また、加圧ポンプ２２の作動数に応じて水粒子を噴射させる噴霧ノズル２１１の数を調整することにより、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量が調整される。更に、空調部６により温度調整された空気の試験室７内への供給に応じて、試験室７内の温度が調整される。

【0060】

噴霧ユニット２１の位置及び試験室７内の温度は、試験室７内を浮遊して供試体ＳＰに到達したときの水粒子の温度に影響を及ぼす。また、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量は、供試体ＳＰに到達する水粒子の量に影響を及ぼす。これらの影響因子を、供試体温度検出部３による供試体ＳＰの温度の検出結果に基づいて調整することにより、供試体ＳＰの温度を精密に制御することが可能となる。供試体ＳＰの温度は、供試体ＳＰに氷層を形成する際の氷の成長に影響を及ぼす氷成長影響因子であるので、この供試体ＳＰの温度の精密な制御によって、供試体ＳＰにおける氷の成長を精度よく制御することができる。

【0061】

噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び試験室７内の温度はいずれも、供試体ＳＰの温度に影響を及ぼす影響因子となる。以下の説明では、噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び試験室７内の温度の少なくともいずれかを「供試体温度影響因子」と総称することがある。

【0062】

着氷装置１では、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、水粒子の噴射水圧は一定に保持されることが望ましい。既述の通り、水粒子の噴射水圧は、加圧ポンプ２２による噴霧ノズル２１１に対する水の供給水圧によって調整される。噴霧ユニット２１から水粒子を噴射するときの噴射水圧が一定に保持されることにより、平均粒径が略一定の水粒子を噴射することができる。これにより、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、試験室７内を浮遊して供試体ＳＰに到達したときの水粒子の温度の安定化を図ることができる。このため、供試体ＳＰ上での均質な氷層の形成に寄与する。

【0063】

また、着氷装置１においては、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、供試体ＳＰの温度が－１℃以上０℃以下の温度範囲内の所定の目標温度に維持されるように、供試体温度影響因子が調整される。この際、まず、ユニット支持体４による噴霧ユニット２１の位置調整、及び、水粒子を噴射させる噴霧ノズル２１１の数に応じた噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整の少なくともいずれかの調整が行われる。これらの調整によって供試体ＳＰの温度が目標温度で維持されない場合に、空調部６による試験室７内の温度の調整が行われる。供試体温度影響因子の調整のうち、噴霧ユニット２１の位置調整及び噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整については、水粒子の噴射前に行い、試験室７内の温度の調整については水粒子の噴射中に行う。あるいは、噴霧ユニット２１の位置調整については水粒子の噴射前に行い、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整及び試験室７内の温度の調整については、水粒子の噴射中に行ってもよい。また、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整については水粒子の噴射前に行い、噴霧ユニット２１の位置調整及び試験室７内の温度の調整については、水粒子の噴射中に行ってもよい。また、噴霧ユニット２１の位置調整、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整及び試験室７内の温度の調整を、水粒子の噴射中に行ってもよい。

【0064】

具体的には、供試体温度検出部３による供試体ＳＰの温度の検出結果が目標温度よりも高い場合、噴霧ユニット２１の位置は、噴霧ユニット２１が供試体ＳＰから遠ざかるように、ユニット支持体４によって調整される。これにより、噴霧ユニット２１から噴射された水粒子が供試体ＳＰに到達するまでに浮遊する距離が長くなるから、供試体ＳＰに到達したときの水粒子の温度が低くなる。このため、供試体ＳＰの温度を目標温度に近づけることができる。また、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量については、当該噴射量が少なくなるように調整される。これにより、目標温度よりも高い温度の水粒子の供試体ＳＰに到達する量が少なくなる。このため、供試体ＳＰの温度を目標温度に近づけることができる。また、試験室７内の温度については、当該温度が低くなるように空調部６によって調整される。これにより、試験室７内を浮遊する水粒子の温度が低くなる。このため、供試体ＳＰに到達したときの水粒子の温度も低くなるので、供試体ＳＰの温度を目標温度に近づけることができる。

【0065】

一方、供試体温度検出部３による供試体ＳＰの温度の検出結果が目標温度よりも低い場合、噴霧ユニット２１の位置は、噴霧ユニット２１が供試体ＳＰに近づくように、ユニット支持体４によって調整される。これにより、噴霧ユニット２１から噴射された水粒子が供試体ＳＰに到達するまでに浮遊する距離が短くなるから、供試体ＳＰに到達したときの水粒子の温度が高くなる。このため、供試体ＳＰの温度を目標温度に近づけることができる。また、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量については、当該噴射量が多くなるように調整される。これにより、目標温度よりも高い温度の水粒子の供試体ＳＰに到達する量が多くなる。このため、供試体ＳＰの温度を目標温度に近づけることができる。また、試験室７内の温度については、当該温度が高くなるように空調部６によって調整される。これにより、試験室７内を浮遊する水粒子の温度が高くなる。このため、供試体ＳＰに到達したときの水粒子の温度も高くなるので、供試体ＳＰの温度を目標温度に近づけることができる。

【0066】

供試体ＳＰの温度が－１℃以上０℃以下の目標温度に維持されるような供試体温度影響因子の調整は、供試体ＳＰに透明な氷層を形成する場合に特に有効である。供試体ＳＰの温度が－１℃以上０℃以下に調整されることにより、氷層の透明性を阻害する空気などが氷層の中に閉じ込められることを抑制可能である。このため、透明且つ均質な氷層を供試体ＳＰに形成することができる。

【0067】

供試体ＳＰにおいては、例えば、上方を向く上面と下方を向く下面とでは、氷層を形成する際の氷の成長速度が異なる。供試体ＳＰの上面に氷層を形成する場合、当該上面に到達した水粒子が垂れ落ちる現象が生じ難い。一方、供試体ＳＰの下面に氷層を形成する場合、当該下面に到達した水粒子が垂れ落ちる現象が生じ易い。このため、供試体ＳＰにおいて上面よりも下面の方が、氷の成長速度が遅くなる。

【0068】

着氷装置１は、供試体ＳＰにおける氷層形成部位によって氷の成長速度が異なることを考慮した構成であることが望ましい。つまり、着氷装置１においては、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、供試体ＳＰの温度が当該供試体ＳＰにおける氷層形成部位に応じて設定される目標温度に維持されるように、噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び試験室７内の温度の少なくともいずれかの供試体温度影響因子が調整される。この場合の供試体温度影響因子の調整についても、噴霧ユニット２１の位置調整及び噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整については、水粒子の噴射前に行い、試験室７内の温度の調整については水粒子の噴射中に行う。あるいは、噴霧ユニット２１の位置調整については水粒子の噴射前に行い、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整及び試験室７内の温度の調整については、水粒子の噴射中に行ってもよい。また、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整については水粒子の噴射前に行い、噴霧ユニット２１の位置調整及び試験室７内の温度の調整については、水粒子の噴射中に行ってもよい。また、噴霧ユニット２１の位置調整、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整及び試験室７内の温度の調整を、水粒子の噴射中に行ってもよい。

【0069】

供試体ＳＰにおける下面を氷層形成の対象としない場合の目標温度を「第１目標温度」とし、供試体ＳＰにおける下面を氷層形成の対象として含む場合の目標温度を「第２目標温度」とする。この場合、第２目標温度は、第１目標温度よりも低い値に設定される。つまり、着氷装置１においては、供試体ＳＰにおける下面を氷層形成の対象としない場合、供試体ＳＰの温度が第１目標温度に維持されるように、供試体温度影響因子が調整される。一方、供試体ＳＰにおける下面を氷層形成の対象として含み、供試体ＳＰの全面を氷層形成の対象とする場合には、供試体ＳＰの少なくとも下面の温度が第１目標温度よりも低い第２目標温度に維持されるように、供試体温度影響因子が調整される。これにより、供試体ＳＰにおける氷層形成部位に応じて、氷層を形成する際の氷の成長を精度よく制御することができる。なお、供試体温度検出部３は、供試体ＳＰにおける下面以外の面の温度を検出するように構成されていてもよいし、供試体ＳＰにおける下面の温度を検出するように構成されていてもよい。また、供試体温度検出部３は、供試体ＳＰの氷層形成部位に応じて、供試体ＳＰにおける温度の検出対象位置を変更するように構成されていてもよい。例えば、供試体ＳＰにおける下面を氷層形成の対象としない場合には、供試体温度検出部３は、供試体ＳＰにおける下面以外の面の温度を検出する。一方、供試体ＳＰの全面を氷層形成の対象とする場合には、供試体温度検出部３は、供試体ＳＰにおける下面の温度を検出する。

【0070】

供試体ＳＰの全面を氷層形成の対象とする場合における供試体温度影響因子の調整では、供試体ＳＰの各面における氷の成長速度を考慮して、供試体ＳＰに対する水粒子の到達量が下面よりも上面が少なくなるように、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量を調整してもよい。これにより、供試体ＳＰの全面で厚みが均一な氷層を形成することができる。

【0071】

また、着氷装置１においては、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射前において、供試体ＳＰの温度が、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中における供試体ＳＰの目標温度になるように、空調部６によって試験室７内の温度が調整されてもよい。これにより、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射が開始されて供試体ＳＰに氷層が形成される初期段階において、供試体ＳＰ上での水粒子の凍結を促進することができる。あるいは、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射前において、供試体ＳＰの温度が、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中における供試体ＳＰの目標温度よりも低い温度（予備冷却温度）になるように、空調部６によって試験室７内の温度が調整されてもよい。これにより、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射が開始されて供試体ＳＰに氷層が形成される初期段階において、供試体ＳＰ上での水粒子の凍結をより促進することができる。

【0072】

［着氷方法について］
次に、氷点下の低温環境に調整可能な試験室７内の供試体ＳＰに氷層を形成する着氷方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。この着氷方法の各工程は、上記の着氷装置１を用いて実施される。

【0073】

試験室７内に供試体ＳＰを配置し、当該供試体ＳＰに供試体温度検出部３を取り付けるとともに、噴霧ユニット２１が供試体ＳＰから所定距離離間するように、噴霧ユニット２１を支持したユニット支持体４を所定位置に配置する。また、供試体ＳＰの予備冷却温度、及び、供試体ＳＰにおける氷層形成部位に応じた目標温度を設定する。

【0074】

また、噴霧機２の動作条件についても予め設定する。具体的には、所望の平均粒径の水粒子を噴霧ユニット２１から噴射するための噴射水圧、すなわち、加圧ポンプ２２から噴霧ノズル２１１への水の供給水圧を予め設定する。この際、平均粒径が所定値（例えば１６μｍ）未満の水粒子を噴霧ユニット２１から噴射する場合には、噴霧ユニット２１から噴射される水粒子の温度が例えば常温（２５℃）となるように、水温調整器２６がタンク２５内の水の温度を調整する。既述の通り、平均粒径が所定値未満の水粒子（ドライミスト）は、試験室７内を容易に浮遊し、且つ過冷却の状態に容易に近づくような水粒子である。このため、噴霧ユニット２１から噴射される水粒子の温度を０℃付近の低温にする必要はなく、例えば２５℃の常温に調整すればよい。

【0075】

なお、試験室７内の温度は、空調部６によって、氷点下の温度、例えば－１０℃以上－１℃以下に調整される。このような空調部６による試験室７内の温度調整は、試験室７内への供試体ＳＰの配置前にされてもよいし、供試体ＳＰの配置後にされてもよい。

【0076】

噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射前に、供試体ＳＰの温度が予備冷却温度になるように、空調部６によって試験室７内の温度が調整される（ステップＳ１、予備冷却工程）。このような試験室７の温度の調整中において、供試体温度検出部３の検出結果に基づいて、供試体ＳＰの温度が予備冷却温度に到達したか否かが判断される（ステップＳ２）。

【0077】

供試体ＳＰの温度が予備冷却温度に到達した場合（ステップＳ２でＹＥＳの場合）には、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射を開始する（ステップＳ３）。噴霧ユニット２１による水粒子の噴射が開始されて供試体ＳＰに氷層が形成される初期段階においては、供試体ＳＰの温度が予備冷却温度になっているので、供試体ＳＰ上での水粒子の凍結が促進される。

【0078】

また、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、水粒子の噴射水圧は一定に保持される。これにより、平均粒径が略一定の水粒子が噴霧ユニット２１から噴射される。このため、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、試験室７内を浮遊して供試体ＳＰに到達したときの水粒子の温度の安定化が図られる。噴霧ユニット２１から噴射された水粒子は、氷点下の低温環境に調整された試験室７内を浮遊することで、過冷却の状態又は過冷却に近い状態にまで冷却される。

【0079】

噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、供試体ＳＰの温度が－１℃以上０℃以下の温度範囲内の所定の目標温度に維持されるように、供試体温度検出部３の検出結果に基づいて、噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び、試験室７内の温度の少なくともいずれかの供試体温度影響因子を調整する（ステップＳ４）。この際、供試体ＳＰの温度が当該供試体ＳＰにおける氷層形成部位に応じて設定される目標温度に維持されるように、供試体温度影響因子を調整する。これにより、氷層の透明性を阻害する空気などが氷層の中に閉じ込められることを抑制可能である。このため、透明且つ均質な氷層を供試体ＳＰに形成することができる。

【0080】

なお、供試体温度影響因子の調整のうち、噴霧ユニット２１の位置調整及び噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整については、水粒子の噴射前に行い、試験室７内の温度の調整については水粒子の噴射中に行う。あるいは、噴霧ユニット２１の位置調整については水粒子の噴射前に行い、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整及び試験室７内の温度の調整については、水粒子の噴射中に行ってもよい。また、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整については水粒子の噴射前に行い、噴霧ユニット２１の位置調整及び試験室７内の温度の調整については、水粒子の噴射中に行ってもよい。また、噴霧ユニット２１の位置調整、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量の調整及び試験室７内の温度の調整を、水粒子の噴射中に行ってもよい。

【0081】

噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、目標噴射時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ５）。目標噴射時間が経過した場合（ステップＳ５でＹＥＳの場合）には、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射を停止する（ステップＳ６）。なお、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射を開始するステップＳ３から、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射を停止するステップＳ６までの間が、噴霧工程に相当する。

【0082】

噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射が停止されると、供試体ＳＰ上に形成された氷層の厚みを厚み測定器によって測定する。この厚み測定器としては、例えば、超音波厚み測定器を用いることができる。超音波厚み測定器は、氷層の表面に接触された探触子から出力された超音波が供試体ＳＰで反射して戻ってくるときの伝搬時間を測定することで、氷層の厚みを算出するように構成されている。超音波厚み測定器では、供試体ＳＰ上の氷層の厚みを非破壊で測定することができる。

【0083】

厚み測定器の測定結果に基づいて、供試体ＳＰ上の氷層の厚みが目標厚みに到達しているか否かが判断される（ステップＳ７）。供試体ＳＰ上の氷層の厚みが目標厚みに到達していない場合（ステップＳ７でＮＯの場合）には、ステップＳ３からステップＳ７までの各処理が繰り返される。

【0084】

供試体ＳＰ上の氷層の厚みが目標厚みに到達した場合（ステップＳ７でＹＥＳの場合）には、供試体ＳＰの温度が所定の氷点下の作動試験温度になるように、空調部６によって試験室７内の温度が調整される（ステップＳ８）。

【0085】

供試体ＳＰの温度が作動試験温度に維持されると、氷層が形成された供試体ＳＰの作動試験を開始する（ステップＳ９）。そして、供試体ＳＰの作動試験が終了したか否かが判断され（ステップＳ１０）、所定の条件が満たされると作動試験を終了する。

【0086】

以上、本発明の実施形態に係る着氷装置及び着氷方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。

【0087】

上記の実施形態では、航空機搭載機器を供試体とし、当該供試体に透明な氷層を形成する着氷試験に適用した場合の着氷装置１及び着氷方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、航空機の構造体への氷の形成を防止する疎水性コーティング剤の有効性を評価するための着氷試験、自動車等の車両の構造体への氷の形成に対する耐性を評価するための着氷試験、送電線などの送電設備への氷の形成に対する耐性を評価するための着氷試験などを行うための氷層形成にも適用される。

【0088】

上記の実施形態では、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射前において、供試体ＳＰの温度を予備冷却温度に調整する構成について説明したが、このような構成に限定されない。着氷装置１は、供試体ＳＰの温度の予備冷却温度への調整を省略し、供試体ＳＰの温度が目標温度に維持された状態で、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射を開始するように構成されていてもよい。

【0089】

上記の実施形態では、平均粒径が所定値（例えば１６μｍ）未満の水粒子（ドライミスト）を噴霧ユニット２１から噴射する構成について説明したが、このような構成に限定されない。噴霧ユニット２１は、試験室７内での浮遊が可能な水粒子であれば、前記所定値以上の平均粒径を有する水粒子を噴射するように構成されていてもよい。

【0090】

上記の実施形態では、噴霧ユニット２１からの水粒子の噴射中において、水粒子の噴射水圧を一定に保持する構成について説明したが、このような構成に限定されない。噴霧ユニット２１は、水粒子の噴射水圧を調整することにより、水粒子の噴射量を調整可能に構成されていてもよい。この場合、水粒子を噴射させる噴霧ノズル２１１の数の調整に代えて、水粒子の噴射水圧の調整によって、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量を調整することができる。

【0091】

上記の実施形態では、噴霧ユニット２１の位置を調整するときに、ユニット支持体４におけるユニット支持部４１の位置を変えることにより噴霧ユニット２１を移動させる構成について説明したが、このような構成に限定されない。これに代えて、又は、これとともに、ユニット支持体４自体を移動させることによって、噴霧ユニット２１の位置を調整してもよい。

【0092】

上記の実施形態では、１つの供試体温度検出部３による供試体ＳＰの温度の検出結果に基づいて、噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び、試験室７内の温度の少なくともいずれかの供試体温度影響因子が調整される構成について説明したが、このような構成に限定されない。例えば、複数の供試体温度検出部３を設けておいて、これらの供試体温度検出部３によって供試体ＳＰの温度を検出するようにしてもよい。この場合、複数の供試体温度検出部３の検出結果における最大値、最小値又は平均値等の代表値に基づいて、噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び、試験室７内の温度の少なくともいずれかの供試体温度影響因子が調整される。あるいは、複数の供試体温度検出部３の各々の検出結果に基づいて、噴霧ユニット２１の位置、噴霧ユニット２１による水粒子の噴射量、及び、試験室７内の温度の少なくともいずれかの供試体温度影響因子が調整されてもよい。

【0093】

上記の実施形態では、１つの噴霧ユニット２１から水粒子を噴射することにより、供試体ＳＰに氷層を形成する構成について説明したが、このような構成に限定されない。例えば、図４に示されるように、着氷装置１は、供試体ＳＰにおける氷層形成部位に応じて、１つの噴霧機２が複数の噴霧ユニット２１Ａ，２１Ｂを備えるとともに、複数の供試体温度検出部３Ａ，３Ｂを備える構成であってもよい。具体的には、着氷装置１は、供試体ＳＰにおける下面以外の面への氷層形成用の第１の噴霧ユニット２１Ａと、供試体ＳＰにおける下面への氷層形成用の第２の噴霧ユニット２１Ｂと、を備える。更に、着氷装置１は、供試体ＳＰにおける下面以外の面の温度を検出する第１の供試体温度検出部３Ａと、供試体ＳＰにおける下面の温度を検出する第２の供試体温度検出部３Ｂと、を備える。

【0094】

上記構成の着氷装置１における、供試体ＳＰの全面を氷層形成の対象とする場合の供試体温度影響因子の調整について説明する。第１の噴霧ユニット２１Ａの位置、及び第１の噴霧ユニット２１Ａによる水粒子の噴射量の少なくともいずれかが、第１の供試体温度検出部３Ａの検出結果に基づいて、供試体ＳＰにおける下面以外の面の温度が第１目標温度に維持されるように調整される。また、第２の噴霧ユニット２１Ｂの位置、及び第２の噴霧ユニット２１Ｂによる水粒子の噴射量の少なくともいずれかが、第２の供試体温度検出部３Ｂの検出結果に基づいて、供試体ＳＰにおける下面の温度が第１目標温度よりも低い第２目標温度に維持されるように調整される。これにより、供試体ＳＰの全面に均質な氷層を形成することができる。

【0095】

上記の実施形態では、着氷装置１が試験室７内に配置される送風機５を備える構成について説明したが、このような構成に限定されない。試験室７内への送風機５の設置を省略しても構わない。

【符号の説明】

【0096】

１ 着氷装置
２ 噴霧機
２１ 噴霧ユニット
２２ 加圧ポンプ
３ 供試体温度検出部
６ 空調部
７ 試験室
ＳＰ 供試体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】