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与流程

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：
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。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。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。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。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。然而，由于准备风雪的方法，会引起以下的技术问题。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。专利文献1：日本发明专利公开公报特开平11-183002号专利文献2：日本发明专利公开公报特开2003-65644号专利文献3：日本发明专利公开公报特开2001-83038号

技术实现要素：
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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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...