JPH03501404A - 雪製造装置 - Google Patents

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】 …■ 本発明は、屋内雪製造装置に関するものである。

スキーその他の冬期スポーツ活動のため、天然の積雪が不十分であるかまたは積 雪がないときに、その様なスポーツ活動をするための表面を提供するために、人 工的な手段によって本当の雪を製造することが提案されている。然しながら、屋 外では上首尾に積雪を製造できる装置も、囲繞されたスペース即ち屋内で試みら れると、雪の製造が満足すべきものでないことが判明した。成るケースでは、雪 が屋内でも形成されるが、それは短時間の間だけであり、スキーなどのための層 を作るのには不十分である。

米国特許３２５０５３０号で、年中スキーのできる施設にするために人工の雪を 敷くトンネルをつくることが提案されている。この目的のために、空調及び温度 制御装置が提案されている。然しながら、この特許の教示は、長期に亘る雪の製 造を可能にするには不十分である。

本発明の目的は、限られたまたは囲繞さられたスペースで遭遇するかかる問題点 を克服する雪製造装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、限られた密室内の空気中で雪を製造する方法が提供さ れ、そこでは、その密室内の空気は、水の凍結点より低い温度に冷却され、且つ 、選択された温度で１００％未満の湿度に維持されており、また１、水滴は有意 の期間に亘って該密室内で雪を製造する様に空気の流れの中で該密室内に放出さ れる。

本発明の他の態様によれば、水の凝固点よりも低い温度の冷たい環境へ水と空気 との流れを送り出すための噴霧生成手段と、空気乾燥手段と、空気冷却手段と、 密閉室内に該環境の本体を画成するための手段とから成り、空気乾燥手段及び空 気冷却手段は、少なくとも噴霧生成手段の操作中密閉室内の空気を乾燥及び冷却 して、密閉室内の空気を＠凝固点よりも低く且つ該生成手段からの水を有意の時 間該環境で雪に変えることができる十分低い湿度に維持し、それによって該生成 手段からの水を該冷環境で雪に変えることを特徴とする雪製造装置が提供される 。

好適には、環境は雪を製造する間−２℃以下の温度に維持され、その温度での空 気は１００％未満の湿度に維持される。

雪製造操作の間、著しい量の潜熱が放出され、そして、−２℃以下の温度を維持 し及び１００％未満の湿度を維持するため、密室内の空気に十分な冷却効果を与 える高い冷凍要件が必要である。空気冷却及び乾燥手段からの冷たい乾燥した空 気が、この目的のため及び必要な乾燥状態を維持するために、密室内に導入され る。その様な空気は、密室内から空気冷却及び乾燥手段へ再循環することができ 、または、空気冷却及び乾燥手段を密室内に適宜位置させることができる。

雪製造の間、空気冷却手段に供給する冷凍手段の容量を減少する目的で、熱貯蔵 手段が設けられ、斯くして、熱貯蔵手段の貯蔵容量を利用して、密室内の空気の 冷却率を冷凍手段の公称容量よりも有意に大にすることができる。

空気冷却手段は、密室内を雪製造の合間、凝固点より低く維持するためにも設け ることができる。

熱貯蔵手段は、どの様な好都合な形態をもとることができる。好適には、冷凍手 段は、熱交換器冷凍サイクルで冷却される例えばメチレンクロライドの様な第２ の冷却剤を用い、その冷却剤は、比較的に比熱及び伝導性の高い材料塊状体を冷 却するのに使用される。

或いは、熱貯蔵手段として働く比較的多量の冷却剤が使用される。

熱貯蔵手段が材料塊状体を使用するときには、材料は冷却剤によって冷却され、 そして、材料は、雪の層を受ける基部を形成することができる。従って、その基 部は、スキー用などの雪を受けるための表面を提供する様に水平に対して傾斜す ることができる。該材料塊状体は、固い基部を提供する様に氷で固められた、ま たはセメントの様な他の個体の中に入れられた粒状のアルミナであり得る。

材料塊状体は、斯くして、雪が融けるのを防止するのに役立つ雪のための冷たい 基部を形成する。

基部は、代わりにまたは追加の形で、雪が融けるのを防止するのに役立つ絶縁材 料で作られる。

密室内の空気を冷却及び乾燥するほか、密室内の所望の空調の維持を助けるため 、噴霧発生手段から送られる空気を冷却し及び随意に乾燥することが好ましいこ ともある。

熱貯蔵手段は、冷却手段の冷却容量を雪製造についての冷却要求（この操作の量 大である。）と合致する大きさに構成されている。

実際には、冷却手段の冷却容量は最大冷却要求の１７８〜１／２０台であり得る ことが判った。

好適には、冷凍手段からの冷却剤は、熱貯蔵手段の材料塊状体と熱交換関係にお いて送られる。

雪生成手段は、空気放出及び水放出ノズルの形をとることができ、水は、微細な 水滴で空気流の中へ放出され、または、空気と水とを一緒に同じノズルを通って 放出することもできる。

好適には、空気は、水の放出の間、冷却され乾燥された空気を密室内へ放出する ことによって、−２℃以下の温度に保たれる。好都合には、空気は、密室へ戻し 放出する前に、密室から且つ冷却手段上を再循環させられる。或いは、冷却手段 は、空気が冷却及び乾燥手段上を通る様にファンを設けて、密室内に収容される ことができる。

冷却手段は、好適には、−５℃〜−３０℃の範囲好ましくは一２０℃の冷たい温 度に維持された熱貯蔵手段を含むが、熱貯蔵手段の温度は、雪製造操作の間上昇 する。それは、熱貯蔵手段を冷却する冷凍手段が、雪製造を行っている時の空気 の冷却の間の装置の要求よりも低い冷凍容量をもっているからである。

本発明の更に特徴とするところは、例示的に且つ図面を参照してなされる本発明 の一実施例についての以下の記述から明らかになるであろう。図中、 第１図は、室内での雪製造のための雪製造装置の概略平面図である。

第２図は、第１図の装置の側断面図である。

第３図は、第１図及び第２図の装置の一変形の概略図である。

図面を参照すると、中で雪を製造する空気の密室を形成する建物に設置された雪 製造装置が図示されている。建物は、如何なる好都合な大きさ及び形態でもよく 、図示された構成では、建物は、１０で示され、絶縁されており且つ平面視及び 断面視で概ね矩形状をしている。雪で覆われるべき表面は、１２で示されており 、且つその表面は、その上端１２Ａから下端１２Ｂへ下傾し、それぞれ上の高台 １３の端部及び下の流出域（ｒｕｎ　ｏｆｆ　ａｒｅａ）　１４の端部で終わっ ている。流出域１４の一端には、溶けた雪のための排水溝領域１６がある。

表面１２は、適当に支持されており且つ後述する如く熱貯蔵部を繰み込んでいる 構築物１５によって、その傾斜部分に亘って形成されている。表面１２の上の建 物の体積Ｖは、空気の密室を構成する。

図示されている様に、雪製造機１７が流出域１４上に置かれて、雪を製造し且つ 雪が製造されるとそれを表面１２の上へ送る様に配置されており、そして、この 目的のために、機械１７は移動式である。或いは、機械１７は、表面１２°の上 方に移動式または固定式で建物上に取り付けられて、雪を表面１２へ落とすよう にしてもよい。

その様な機械以上のものを設けることもできる。

或いは、表面１２は、地形が適当に傾斜している時には、地面に設けることもで きる。

雪製造機械１７には、水及び乾燥することのできる冷たい空気が供給される０機 械は、ノズル（図示せず、）からポンプ３９によって供給される冷たい水と、フ ァンまたは空気コンプレフサ２４　（第３図、）からの空気とを既知の方法で送 って、表面１２上へ堆積するだめの雪となる羽毛のようにふわふわした空気とそ れに運ばれる小水滴とを生成する水及び空気のあるパターンをつくり出す。

水と空気とが放出中に雪になることを可能にする条件をつくり出すために、ある 特性が支配し且つ建物間に維持されるべきである。

斯くして、建物内の空気は、雪製造の間０℃未満、好ましくは一２℃と一１０℃ との間に保たれるべきである。これは、冷却剤ダクト２１を通って各ファン２０ へ供給される冷却剤と熱交換関係において空気を密室内から送るファン２０を設 けることによって達成される０通常は雪の放出が止んだ後に、建物内の空気は、 −１℃位より高くない温度に上昇することが許容される。

雪製造機械１７のための空気は、空気乾燥袋２２３を有することができるコンプ レフサ２４から供給される。

冷凍は、第２の冷却剤を冷却する建物内に配置された熱交換器とコンプレフサ２ ８と屋外に配置された凝縮装置２７とを有する蒸発器装置２６から成る冷凍器に より達成される。蒸発器装置２６は、入口導管２９を通って冷却剤を受け取り、 そして冷却剤は出口３０を通って出て行く０例えば−３０℃の冷たい冷却剤は、 ポンプ３１によって構造１５の熱貯蔵装置３２ヘポンピングされる。装置３２に は、横部分３４によって相互連結されている長いまたは母管部分３３を有するパ イプのアレイがある。戻り母管３３Ｂは、冷却剤ダクト２１を通ってファン２０ へ冷却剤を運ぶ管３５と制御弁４３（第３図）を通って導管２９に連結する管３ ７とに連結している。

ファン２０は、蒸発器２６からの冷却剤により、凝縮器２７からの冷凍剤の直接 膨張により、または別途冷たい空気の供給によって冷却することのできるコイル 上の空間Ｖがら空気を送り、そして、これらのコイルからの空気は、密室内の空 気本体の湿度を１００％未満に維持するために適度の乾燥状態が得られる様に少 し再加熱される。

熱貯蔵装置では、パイプ３３及び３４が、例えばポリスチレンのスラブの絶縁表 面上に配されている、比較的に高い熱伝導度と比熱とを有する適当な材料３６、 例えば粒子活性化アルミナ（酸化アルミニウム）または水中に埋め込まれている 。操作においては、雪は、冷却剤によって冷たく維持されている活性化アルミナ またはその他材料上に敷かれる。アルミナ層は、その熱伝導度が維持される様に 水中に埋め込まれてもよく、または、セメント或いはコンクリートで接着されて もよい、熱貯蔵装置２２内の冷却剤は、低い凝固点と低い粘性とを有するメチレ ンクロライドまたは他の流体でよく、そして、装置内には、雪製造の間冷翅目的 で適切な貯蔵を可能にする十分な量の冷却剤とアルミナとが用意されている。斯 くして、冷凍手段２６．２７は、これらの操作の間の全冷凍要求の１／８〜１／ ２０ぐらいを供給すればよく、残りは、熱貯蔵装置により供給される。この構成 においては、表面１２のある部分に雪の層をつくるために、雪の製造を例えば２ 時間以上の長い時間に亘って連続的に行うことができるものと考えられる。その 後、熱貯蔵手段を再冷却した後に、全表面に亘る層が累進的に作られ且つ長い間 に亘つて維持し得る様に、表面１２の他の部分に亘る雪の層が供給され、従って 、雪の綺麗な表面層をまかなうためには、随時雪の層を作りさえすればよい。

雪製造機１７のための水は、主供給源からタンク３８を通りポンプ３９へ、次い で機械１７へ供給され、そして、機械１７への水の供給率は、所定の雪製造率に 従って制御することができる。タンク内の水は、好適には、追加の冷凍圧縮器４ １及び凝縮器４２　（第３図、）によって冷却される。

雪製造操作が完了した後は、空気本体の低い温度を融雪防止と両立できる様に維 持しさえすれば足りるから、密室の冷却要求は減少する。雪製造の間は、雪の生 成中に生じる潜熱はより大であり、斯（して、熱貯蔵部を設けることは、比較的 低容量の冷凍装置が長時間に亘り雪製造を維持するための十分な冷却効果を奏す ることを可能にする。

雪を製造していない時間内の冷却効果は、別のファンから雪製造の間に供給され る空気へ指し向けられる空気を、例えば第３図の冷凍圧縮機及び凝縮器装置４１ ．４２（この構成においてタンク内の雪まじりの水を冷却することもできる。） を通って冷却することができる別の冷凍源により供給することができる。追加的 な冷凍装置４１．４２はまた、例えば雪を製造していない時間にファン２０の所 要の冷却要求をまかなう様に構成されている。この目的で、この装置は、第３図 に示す様にファン２０の空気供給熱交換装置へ連結されている。

雪製造機械１７は、地上に設ける代わりに、斜面上方に設けられ且つ斜面１２上 方に一定の距離で斜面の線に沿って配置されたガントリー（図示せず、）に担持 されてもよい０機械１７は、保守及び氷の除去を可能にするために密室から取り 出される様に配置することができる。

構造１５は、好適には、その下側及び支持用途にまたは他の付属設備を収容する のに用いられる、構造の下の空間で絶縁されている。

その空間または他の領域は、冷却手段の圧縮器で生成される熱によって熱せられ ることができ、そして、この目的で、生成される熱の全部または一部は必要なと きに使用するため貯蔵することができる。

装置の満足すべき操作及び保守を確実にするために、建物、弁その他の制御手段 における圧力、流量、温度及び湿度のセンサガ、それぞれ作用をモニターし且つ 制御する様に設けられている。

本発明の特定の実施例において、通光な積雪が前取って与えられていると仮定し て、以下の操作サイクルを繰り返し辿ることができることが判明した。

雪製造時間　３時間 利用例えばスキー　１７時間 雪の手入／保守　３時間 雪製造前の密室の空調　１時間 この実施例では、熱貯蔵部を再充填するために２０時間が与えられていることが 判るであろう。

密室から除去された雪は、貯蔵タンク３８内の水を冷却するのに使用することが できる。

熱貯蔵部を使用するので、雪製造間に通常必要とされる例えば１２００ｋｗの冷 却負荷は、６０ｋｗに２０倍だけ減少し、斯くして冷凍容量の資本費用を減少し 、そして、少なくともある程度は、オフビーク電力供給の利用を可能にする。

例示的な実施例においては、雪製造間の空気の温度及び湿度は、相対湿度８５％ で一３℃と、矢張り相対湿度８５％で一６℃との間であり、そして、所望の雪の 種類に依存している。

構造１５中のパイプ３４は心々で１．０ｍであってもよく、そして、表面１２は 、急勾配上に雪を保持し及び表面に亘って均一な温度分配を可能にする様に第３ 図に示す様な包旋状または波形でもよい。

〈 国際調査報告 ｋｌｌｄｌＡｅｍｌｌｌ＠ＭＩ＋ｓ、ｍ≧ＣＴ／Ｇ！ヨ８９１００６１１５国際 調査報告 ＧＢ　８９００６８５ ＳＡ　２９５１０

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．密閉室内の空気を冷却し、水の凝固点よりも低い温度に維持し、選択された 温度で１００％未満の湿度に維持し、水滴を空気の流れの中で密閉室へ放出して 有意の時間に亘って該密閉室の中で雪を製造することを特徴とする、密閉室内で の雪の製造法。
2. ２．冷却され乾燥された空気を水の放出の間、放出することによって、雪製造の 間密閉室内の空気を−２℃以下の温度に維持することを特徴とする、請求の範囲 １に記載の方法。
3. ３．雪製造の間、密閉室内の空気を冷却手段上に循環させて密接室内へ放出する ことを特徴とする、請求の範囲２に記載の方法。
4. ４．前記冷却手段が、雪を製造していない時間は冷凍手段から冷却剤（雪製造中 に必要な冷却容量を有する。）を通すことによって冷却される多量の冷たい材料 を収容する熱貯蔵手段を含み、それによって、雪を製造する時間と雪を製造しな い時間とが周期的に与えられることを特徴とする、請求の範囲３に記載の方法。
5. ５．前記熱貯蔵手段が、−５℃と−３０℃との間の温度に維持されることを特徴 とする、請求の範囲４に記載の方法。
6. ６．前記熱貯蔵手段の熱貯蔵容量が、前記冷凍手段の冷凍容量に関して８〜２０ 倍の範囲の冷凍容量であることを特徴とする、請求の範囲３または４に記載の方 法。
7. ７．水の凝固点よりも低い温度の冷たい環境へ水と空気との流れを送り出すため の噴霧生成手段と、空気乾燥手段と、空気冷却手段と、密閉室内に該環境の本体 を画成するための手段とから成り、空気乾燥手段及び空気冷却手段は、少なくと も噴霧生成手段の操作中密閉室内の空気を乾燥及び冷却して、密閉室内の空気を 該凝固点よりも低く且つ該生成手段からの水を有意の時間該環境で雪に変えるこ とができる十分低い湿度に維持し、それによって該生成手段からの水を該冷環境 で雪に変えることを特徴とする雪製造装置。
8. ８．前記空気冷却手段及び空気乾燥手段が、密閉室内の環境を前記生成手段の雪 製造操作の間−２℃以下且つ１００％未満の湿度に維持する様に構成されている ことを特赦とする、請求の範囲７に記載の製法。
9. ９．冷たい材料塊状体から成る熱貯蔵手段を有し、それによって、冷たい空気が 、密閉室内の空気を有意の時間選択された温度に維持するのに必要な率で密閉室 へ放出されることを特徴とする、請求の範囲７または８に記載の製法。
10. １０．冷却剤を冷凍手段から循環させることによって冷たい材料塊状体を冷却す るための冷凍手段を有することを特徴とする、請求の範囲９に記載の製法。
11. １１．冷たい材料塊状体が、比較的高熱伝導度の材料から成り、冷却剤が熱交換 関係においてその材料を通り、且つ、冷却剤は雪製造の間に熱貯蔵手段を熱シン クとして使用する様に作用することを特徴とする、請求の範囲１０に記載の製法 。
12. １２．前記材料塊状体が、氷・セメントその他の固定材料中に埋めこまれている 粒状の酸化アルミニウムであることを特徴とする、請求の範囲１１に記載の製法 。
13. １３．前記冷凍手段の冷却容量が熱貯蔵手段の冷却容量の１／８〜１／２０であ ることを特徴とする、請求の範囲１０乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
14. １４．前記熱貯蔵手段が、冷たい材料塊状体と熱交換関係にある冷却剤のための 複数の導管から成ることを特徴とする、請求の範囲１１乃至１２のいずれか１項 に記載の装置。
15. １５．前記冷却剤が、空気／冷却剤熱交換手段に通じており、それによって、密 閉室へ放出するための空気が冷却剤により冷却されることを特徴とする、１０乃 至１４のいずれか１項に記載の装置。
16. １６．前記熱貯蔵手段が、密閉室の雪を受ける表面を画定している基部へ繰み込 まれていることを特徴とする、請求の範囲９乃至１５のいずれか１項に記載の装 置。
17. １７．前記空気冷却手段が、密閉室からの空気を熱交換器へ循環させている一以 上のファンを含み、それによって密閉室へ放出する前に空気を冷却することとを 特徴とする、請求の範囲９乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
18. １８．前記噴霧生成手段へ供給される水が冷却手段によって冷却されることを特 徴とする、請求の範囲７乃至１７のいずれか１項に記載の装置。
19. １９．前記噴霧生成手段が移動式であり、且つ、雪を堆積する表面が水平に対し て傾斜していることを特徴とする、請求の範囲７乃至１８のいずれか１項に記載 の装置。
20. ２０．図面に関して記述されたものと実質的に同じである雪製造装置。
21. ２１．図面に関して記述されたものと実質的に同じである空調装置。