JPH03271673A

JPH03271673A - 人工造雪方法及び装置

Info

Publication number: JPH03271673A
Application number: JP6847590A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yamamoto; 保夫山本
Original assignee: UETSUTO MASTER KK
Current assignee: UETSUTO MASTER KK
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-12-03
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0663686B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、季節を問わす簡便に雪を製造する新規な人
工造雪方法及びコンパクトな人工造雪装置に関する。

（従来の技術）従来、知られている第一の人工造雪方法及び装置として
は、回転するカッターにより氷を削り取って細氷化し、
この細氷化した雪状のものをブロアーや圧縮空気噴射機
により気体と共に吹き飛ばす方法及び装置がある。

また、知られている第二の人工造雪方法及び装置として
は、冷却した人工降雪装置内の造雪室内に、スクリーン
あるいはブラシ状のものを設け、これにスプレーあるい
は超音波霧化器等により霜を付着させ、この霜を掻き落
とす方法及び装置がある。

更には、知られている第三の人工造雪方法及び装置とし
ては、人工造雪室内に人工霧を供給して氷晶を発生させ
、この氷晶を成長させながら人工気流によって造雪室内
に滞空させ、この滞空状態でこれら氷晶を雪化し、氷晶
の雪化によって重量を増やし滞空できないようにして降
雪するようにした方法及び装置がある。

（発明が解決しようとする課題）上記公知の第一の人工造雪方法及び装置では、製造され
た雪が掻き氷状のもので、雪と呼ばれる状態のものとは
ほど遠いものであると言う問題点があった。

また、上記公知の第二の人工造雪方法及び装置では、ス
クリーンあるいはブラシ状のものに霜をイ＝を着させ、
この霜を掻き落とす方式を用いているため、霜の成長に
時間を必要とし、−度霜を掻き落とした後は次の霜の成
長に時間がかかり、連続して雪を製造することができな
いという問題点がある。またこの方法では、霜を掻き落
とすため、霜が固められることになり、自然の雪とほぼ
と遠いものであるという問題点もある。

さらに、第三の人工造雪方法では、微細な氷晶を滞空さ
せ、これを数１１１ｍ単位の雪にまで成長させることは
非常に困難で、特にこの滞空を気流・風量制御によるこ
とは非常に高度な制御か必要になる。そのため、現実に
は気流・風量制御できる氷晶滞空室の高さを一般建築物
の５階程度まで高くしなければ実用化できない。従って
この第三の人工造雪方法を実用化するためには、かなり
大型なものとなるという問題点を有する。またこの方法
では、自然の造雪作用と同じ作用により氷晶から雪状に
なるための時間サイクルか２０〜３０分程度必要で、連
続的に降雪させることは困難であるという問題点もある
。

本発明は、上記公知の人工造雪方法並びに装置の問題点
に鑑み、より自然に近い雪片を短時間にしかも連続して
製造することを目的とし、また装置として小型な人工造
雪装置を提供することを目的としてなしたものである。

（課題を解決するための手段）このために本発明方法では、液噴霧手段と冷凍手段とを
含む氷晶発生手段を用いて無数の氷晶を発生させ、この
氷晶群を超音波浮揚手段によって生する超音波音場内に
導き、多くの氷晶を上記超音波音場内で浮揚させて多く
の雪片を製造することを特徴とするものである。

さらに本発明装置では、液噴霧機構と冷凍機構とを含み
、無数の氷晶を発生させる氷晶発生機構を設け、無数の
氷晶を集める集合室を設ける一方、超音波音場を生ぜし
める超音波浮揚機構を設け、上記集合室に該超音波浮揚
機構に氷晶を導く霧案内部を設けてあることを特徴とす
るものである（作用）本発明方法及び装置によれば、氷晶発生手段あるいは水
晶発生機構によって発生した多くの水晶か、超音波浮揚
手段によって生じる超音波音場内で浮揚し、この浮揚状
態で、周りの氷晶あるいは霧によって発生する水蒸気を
付着して雪状になる（実施例）以下図面に示した好ましい実施例により本発明方法並び
に装置の詳細を説明する。

第工図に本発明方法を実施する基本的装置の概略図を示
しである。

図中１か液噴霧手段をなす液噴霧機構で、超音波式霧化
器が最も好ましいが、他の実施例として高圧ポンプ及び
ノズルを用いたものでもよいし、蒸気発生器を用いても
よく、要は霧を発生出来るものであればよい。

次に図中２が冷凍手段をなす冷凍機構で、冷凍室３を有
する。

上記液噴霧手段をなす液噴霧機構１と、冷凍手段をなす
冷凍機構２とを少なくとも含むことによって、無数の氷
晶を発生させる氷晶発生手段としての氷晶発生機構４を
構成する。

氷晶は、氷晶核を有する場合に概略零下５度以下の環境
で発生するが、氷晶核のない場合でも、霧の状態だけで
零下４０度の環境で発生することが明らかとなっている
。従って零下４０度以下の環境を構成できる冷凍機構２
と液噴霧機構１とによって無数の氷晶を発生できる氷晶
発生機構４とすることが出来る。

しかし、氷晶核発生手段をなす氷晶核発生機構を、氷晶
発生手段をなす氷晶発生機構４内に含めることによって
、比較的低温である零下５度以下の環境をなす冷凍機構
２によって氷晶を発生することが出来る。この氷晶核発
生手段をなす氷晶核発生機構５は、ヨウ化銀コロイド溶
液と水の混合液を噴霧する機構としたものが好ましいが
、ヨウ化銀コロイド溶液を液噴霧機構１内の液中に混合
してもよい。又氷晶核発生手段として公知の氷核細菌を
用いることも出来る。

また、氷晶を発生させるために冷凍室３内に部分的に零
下４０度の環境を形成するようにしてもよく、その例と
してベルチェ素子を用いてもよいし、ドライアイスを用
いてもよい。さらには高圧流体（気体）吐出による断熱
膨張を利用するようにしでもよい。

第１図中６が、無数の氷晶を集める集合室で、液噴霧機
構ｌによって発生した霧を導霧管７によって集めるよう
にしてあり、冷凍機構２によっての低温環境により無数
の霧中に氷晶を発生するようにしである。氷晶核発生機
構５を有する場合には、集合室６内の環境を零下５度以
下にしておけばよいが、氷晶核発生機構５を有しない場
合には、集合室６内の環境を零下４０度程度にするか、
集合室６の入口位置に部分的に零下４０度程度の環境を
構成する手段を必要とする。

図中８は、後述する超音波浮揚機構によって生ずる超音
波音場に無数の霧並びに氷晶を導く導霧チャンバーで、
集合室６の超音波浮揚機構に臨む位置に設けである。

図中９が、超音波浮揚手段をなす超音波浮揚機構で、超
音波振動体１０と反射板１１とによって構成されている
。第２図にこの超音波浮揚機構９の基本的な構成を示し
てあり、超音波振動体１０が超音波振動子１２と円柱型
金属ホーン１３とによって構成されており、該円柱型金
属ホーン１３に対向させて反射板１１を設けである。こ
の構成によって円柱型金属ホーン１３と反射板１１との
間に超音波音場か形成され、この超音波音場に氷晶が浮
揚するようにしてあり、この超音波音場の温度環境を零
下１５度程度にしておくことが望まし７い。この円柱型
金属ホーン１３と反射板１１の夫々対向面を窪んだ円錐
形にすることによって強い超音波音場を直線的に構成し
、第２図に示すように氷晶を直線的に浮揚するようにす
ることが出来る。また上記反射板１１の位置を可調整に
しておくことが望ましい。

第３図に本発明方法を利用したより具体的な装置の実施
例を示してあり、図上第１図と同一の符号を以て示した
部分は同一の部分を示すものである。そしてこの実施例
では氷晶核発生手段としてヨウ化銀コロイド溶液を液噴
霧機構１内の水中に混合したものを使用している。これ
により氷晶核発生機構としての特別のスペースを必要と
せず、液噴霧機構１に混合溶液補充口１４を設けるだけ
でよい。

図中１５は、液噴霧機構１に内蔵したファンで、液噴霧
機構１によって発生した霧を、導霧管７を通して集合室
６に送り込むようにしである。この実施例に示した集合
室６内には、導霧管７の接続入口部の近傍位置にベルチ
ェ素子２３を設け、部分的に過冷却するようにしである
。

また、この実施例に示す超音波浮揚機構９には、第４図
に示すように、超音波振動体１０を構成する超音波振動
子１２と金属ホーンの内、金属ホーンに円環型金属ホー
ン１６を用いてあり、この円環型金属ホーン１６内に超
音波音場を形成するようにしである。したがって、該円
環型金属ホーン１６内に氷晶が浮揚し、円環１６内の面
で氷晶が周りの氷晶あるいは霧を付着して雪状化するよ
うにしである。図示した実施例では、円環型金属ホーン
１６はジュラルミン５６Ｓを使用し、円環の高さを３５
■、内径を５０ｍｍ、外径を５８ｍｍにしてあり、超音
波の周波数は２８ＫＨｚとした。

この外筒３図中１７は、円環型金属ホーン１６の直下に
設けたデイスプレー用の家で、その屋根の上に降雪する
ようにしである。また、この実施例の専務チャンバー８
は二重の円筒により形成してあり、チャンバーの長さを
調節できるようにしである。また、図中２４は風量を制
御するバルブで霧の流れを調節できるようにしである。

第６図に、集合室６に装着した専務チャンバー８を蛇腹
状にした構成した実施例が示してあり、蛇腹により出口
の位置を調節できるようにしである。

第７図には、超音波振動子１２が円環型振動子によって
構成された実施例が示してあり、この超音波振動子１２
だけで超音波浮揚機構を構成するものである。

第５図には、また別の実施例が示してあり、冷凍室３の
壁を透明な素材によって構成し、超音波発生器１８によ
って発生した超音波によって、円環型金属ホーン１６内
に超音波音場を形成するだけでなく、冷凍室３の透明な
壁と円環型金属ホーン１６との間にも超音波音場を発生
させ、円環型金属ホーン１６の中だけでなく、外側でも
造雪機能を働かせるようにしたものである。

第８図には、上記した円環型金属ホーン１６の外側にも
別の拡張収縮可能な円環状反射環１９を設けたもので、
円環型金属ホーン１６の内側たけでなく、外側にも造雪
作用を働かせるようにしたものである。

同様にして第９図には、円環型金属ホーン１６の上にド
ーム状の透明な反射体２０を設けたものであり、第１０
図には球状の超音波振動体１０の周囲に中空球状の透明
反射体２１を設けて多くの雪片２２を製造するようにし
たものである。

上記の通りの造雪方法並びに造雪装置によっての雪片２
２の製造作用につき、第１図の基本図により以下説明す
る。

先ず冷凍手段をなす冷凍機構２によって冷凍室３内を冷
却しておき、特に集合室６内を充分冷却しておく。この
場合氷晶核発生手段をなす氷晶核発生機構５を有する場
合には、集合室６内の温度は零下５度以下でよいが、氷
晶核発生機構５を有しない場合には、冷凍室内を零下４
０度程度にしておくか、集合室内の一部を零下４０度程
度にするために過冷却用の機構例えばペルチェ素子２３
を設けておけばよい。

次に液噴霧機構１により液を霧状にして集合室６内に送
り込む。好ましくはこの液に着色水あるいはワイン等色
のついた液を用いると、製造された雪片２２が着色され
ていて効果的である。集合室６内に送り込まれた霧は、
その一部が集合室６内で無数の氷晶に変化し、霧と共に
専務チャンバー８から送り出される。この送り出された
氷晶及び霧は、自然落下し、超音波浮揚機構９の超音波
音場内に導かれ、この超音波音場内で浮揚する。

この際、超音波凝集作用により氷晶および霧は、それら
の数個が結合し、雪片２２となる。そしてこの雪片２２
は、さらに周りの氷晶並びに霧を付着し大きくなるが、
超音波定在波の音圧差により超音波音場内の低音圧部に
何処にも接触することなしに浮揚する。そしてさらに雪
片は超音波凝集作用によって大きくなり、数１１ｍ平方
角程度程成長すると重量が増して浮揚できなくなり、自
然落丁する。そしてこの造雪作用のサイクルは、数秒単
位であるから、比較的連続的に造雪でき降雪もできる。

　なお、超音波出力パワーや周波数を調整することによ
り、雪片２２の大きさを多少調整することが可能であり
、また超音波音場の分布を変化させることにより、雪片
の形状を二次面的形状や球等の立体形状に変化するよう
にすることも可能である。

以上では、比較的小型の装置により説明したか、ある程
度に大掛かりなものとする場合には、多くの超音波浮揚
機構を並べるかあるいは、−個の超音波浮揚機構を水平
方向に移動できるようにして比較的多量の雪を製造する
ことができる。

（発明の効果）叙上の如く、本発明造雪方法及び装置によれば、雪片を
製造する位置では雪片をどこにも接触させることなく、
氷晶を超音波音場内で浮揚させて造雪するから、きわめ
て自然の雪に近い人工雪片を人工的に製造できる画期的
効果を有する。しかも上記の通り超音波凝集作用を利用
して造雪するため、造雪サイクルが数秒単位であり、従
ってより自然の雪を短時間でしかも連続的に製造し、降
雪することができるきわめて画期的な効果を有する。ま
た公知の装置のように、一般建築物の５階程度の大きな
設備を必要とすることなく、ごくコンパクトな設備によ
って人工的に造雪することかでき、デイスプレー効果の
ショーウィンド用あるいは建築物耐雪試験用及び理科教
材用あるいは人工ゲレンデ用等に利用することができる
大きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は好ましい実施例を示してあり、第１図は本発明人
工造雪装置の基本的概略図、第２図は超音波浮揚機構の
一実施例を示す斜面図、第３図は本発明の具体的実施例
を示す斜面図、第４図は好ましい超音波浮揚機構の実施
例を示す斜面図、第５図は本発明装置の別の実施例を示
す斜面図、第６図は好ましい霧案内部の実施例を示す斜
面図、第７図は円環状の超音波振動子の実施例を示す斜
面図、第８図乃至第１す斜面図である。１、−１・−液噴霧機構３−冷凍室５−−一氷晶核発生機構７−−−一専務管９、−０超音波浮揚機構１１、−−−一反射板０図は夫々側の反射板を示２・−冷凍機構４°−１氷晶発生機構６・−・−集合室８−−一−−専務チャンパー１０−一超音波振動体１６・−円環型金属ホーン第１図第２図０３２第３図ｌ６第８図２第１０図３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液噴霧手段と冷凍手段とを含む氷晶発生手段を用
いて無数の氷晶を発生させ、この氷晶群を超音波浮揚手
段によって生ずる超音波音場内に導き、多くの氷晶を上
記超音波音場内で浮揚させて多くの雪片を製造すること
を特徴とする人工造雪方法。
（２）上記氷晶発生手段が氷晶核発生手段をも含む特許
請求の範囲（１）記載の人工造雪方法。
（３）液噴霧機構と冷凍機構とを含み、無数の氷晶を発
生させる氷晶発生機構を設け、無数の氷晶を集める集合
室を設ける一方、超音波音場を生ぜしめる超音波浮揚機
構を設け、上記集合室に該超音波浮揚機構に氷晶を導く
霧案内部を設けてあることを特徴とする人工造雪装置。
（４）上記氷晶発生機構が氷晶核発生機構をも含む特許
請求の範囲（３）記載の人工造雪装置。
（５）超音波浮揚機構が、超音波振動体と反射板とによ
って構成されている特許請求の範囲（３）記載の人工造
雪装置。
（６）超音波浮揚機構が、超音波振動体とこれに連結し
た円環型ホーンによって構成されている特許請求の範囲
（３）記載の人工造雪装置。