JPH0660774B2 - 造雪方法及び装置 - Google Patents

造雪方法及び装置

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JPH0660774B2
JPH0660774B2 JP2593790A JP2593790A JPH0660774B2 JP H0660774 B2 JPH0660774 B2 JP H0660774B2 JP 2593790 A JP2593790 A JP 2593790A JP 2593790 A JP2593790 A JP 2593790A JP H0660774 B2 JPH0660774 B2 JP H0660774B2
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refrigerant
heat insulating
water
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insulating space
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稔 二階堂
勝矢 太田
和信 阿部
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Kajima Corp
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Kajima Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C3/00Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow
    • F25C3/04Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow for sledging or ski trails; Producing artificial snow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C2303/00Special arrangements or features for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Special arrangements or features for producing artificial snow
    • F25C2303/048Snow making by using means for spraying water

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は造雪方法及び装置に関し、とくに屋内人工スキ
ー場等のレジャー施設や催し場の雪及びコンクリートの
プレクーリング用等の冷熱源としての雪を造るのに敵し
た造雪方法及び装置に関する。
【従来の技術】 人工スキー場等のレジャー施設の開発と産業施設におけ
る冷熱源の需要増に伴い、人工雪の必要性が増大してい
る。従来の人工造雪方法としては、気温が0℃以下の屋
外自然環境下での造雪や大規模な冷凍機で冷却した大き
な建屋内での造雪が行なわれている。また、コンクリー
トのプレクーリングでは、冷凍ドラムと称される0℃以
下の円筒の表面に散水し、ドラム表面に生成した氷をナ
イフで掻き落とすことによってスライス状の氷を得、こ
れを冷熱源として使用している。 さらに特開昭63-161377号公報は、人工雪発生室に液噴
霧手段と液化ガス噴霧ノズルを設け、噴霧直後の液化ガ
スが液噴霧手段から外れるように配置し、液噴霧手段か
ら噴出される液のミストを液化ガス噴射ノズルから噴射
される液化ガスに接触させて雪を生成させる人工雪製造
装置を開示している。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法では種々の欠点が避けられなかっ
た。即ち、屋外自然環境下の造雪の場合には気温が氷点
以上の時に造雪不能であり、大きな建屋での造雪の場合
には大空間(例えば高さ10m、幅10m、奥行30m)と大規
模冷凍機とが必要であって施設の大型化と高コスト化が
避けられず、スライス状氷の場合にも設備の大型化と高
コスト化の傾向があった。 特開昭63-161377号公報の人工雪製造装置には、凝結水
が人工雪発生室の壁面に付着して雪生成の効率を低下さ
せる欠点があった。 従って、本発明の目的は四季を通じて小規模に実施でき
しかも高効率の造雪方法及び装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
第1図から第6図までの実施例を参照するに、本発明の
造雪方法によれば、一辺Hの正方形水平断面の断熱空間
2の頂部において、送水装置7からの水を前記一辺Hよ
り短い直径Dの円形水平断面の下降水滴流10となるよう
に噴霧し、冷媒供給装置9からの液相冷媒を前記断熱空
間2の四隅から水平頂角が直角の円錐状に前記断熱空間
2の中央へ向け及び前記下降水滴流10の中央から円錐状
に上向きに噴霧して前記下降水滴流10の水滴8を凝結さ
せて雪を造る。 本発明の造雪装置は、一辺Hの正方形水平断面の断熱空
間2、前記断熱空間2の上端中央部に斜下向き放射状に
設けられた複数の周囲噴霧ノズル4aと前記放射状の中心
から下向きに設けられた中心噴霧ノズル4bとを有する噴
霧ノズル装置3、噴霧ノズル装置3に接続された送水装
置7、噴霧ノズル装置3と所定距離を隔てて対向する断
熱空間中心線上の位置に上向きに配置された中央冷媒ノ
ズル5a、前記断熱空間2の四隅に配置され前記断熱空間
2の中央へ向けられた複数の周囲冷媒ノズル5b、並びに
中央冷媒ノズル5aと周囲冷媒ノズル5bとに接続された液
相冷媒送出装置9を備えてなる構成を用いる。前記噴霧
ノズル装置3は前記一辺Hより短い直径Dの円形水平断
面の下降水滴流10となるように送水装置7からの水を噴
霧する。前記中央冷媒ノズル5aは、液相冷媒送出装置9
からの冷媒を前記下降水滴流10中へその下降に抗して上
向きに円錐状に噴出し、前記周囲冷媒ノズル5bは、水平
頂角が直角の円錐状に前記断熱空間2の中央へ向け液相
冷媒送出装置9からの冷媒を噴出する。
【作用】
第1図において冷媒供給装置9の冷媒を液体窒素又は液
体空気とした例について、作用を説明する。断熱空間2
の内部の外周内側部に開口する中央冷媒ノズル5a及び周
囲冷媒ノズル5bを介して液体窒素又は液体空気からなる
液相冷媒を噴霧すると、氷点下の温度にある液相冷媒の
進入による冷媒効果と液相冷媒が噴霧されて気化する時
の潜熱吸収効果とが生ずるので、断熱空間2内の温度が
氷点下に降下する。送水装置7からの水を、こうして冷
却された断熱空間2へその空間の上端中部に開口する噴
霧ノズル装置3を介して噴霧すれば、噴霧された水滴は
凝結して雪6となり、所期の造雪が行なわれる。 本発明で使われる噴霧ノズル装置3は、放射状に配置さ
れた複数の斜下向き周囲噴霧ノズル4aと放射状配置の中
央の下向き中心噴霧ノズル4bとを有する。それらの噴霧
ノズル4a,4bの形状及び配置を適当にし、噴霧ノズル装
置3から所定の距離Lだけ隔たった位置では、噴霧ノズ
ル装置3から噴出された水滴8が、断熱空間2の一辺H
より短い直径Dの円形水平断面を持った下降水滴流10と
なるようにする。このような下降水滴流10を形成するの
で、噴霧ノズル装置3からの水滴8が断熱空間2の壁面
に付着することが防止され、造雪の効率が向上する。 好ましくは噴霧ノズル装置3に、比較的流量の少ない6
個の周囲噴霧ノズル4aと、1個の比較的流量の多い中心
噴霧ノズル4bとを設け、水滴径が200μm以下の条件で
上記の水滴8及び下降水滴流10を形成する。 中央冷媒ノズル5aから上向きに噴出される液相冷媒は、
上記下降水滴流10内の水滴8の滞空時間を長くし、噴霧
された水滴8の凝結を促進し、造雪効率をさらに向上す
る。周囲冷媒ノズル5bから水平頂角が直角の円錐状に前
記断熱空間2の中央へ向けて噴出される冷媒は、下降水
滴流10の水平断面の全面にわたって広がり、全ての水滴
8に対する冷却を確保しその凝結即ち造雪の効率向上を
図る。好ましくは、周囲冷媒ノズル5bを上下2段に設け
下降水滴流10に対する冷却をさらに確実にする。 本発明者は、断熱空間2が例えば縦1m、横1m、高さ2m程
度の比較的狭い空間であっても上記態様で雪6を造るこ
とができるのを実験的に確認した。 好ましくは、送水装置7から噴霧ノズル3へ送られる水
を予め氷点に近い低温、例えば2℃程度まで冷却してお
く。 こうして、本発明の目的である「四季を通じて小規模に
実施できしかも高効率の造雪方法及び装置の提供」が実
現される。
【実施例】
本発明の一実施例に用いた機器の接続を第1図に示し、
その配置の概要を第2図の斜視図に示す。断熱空間2は
断熱容器1の内部に形成され、その頂部に取付けられた
噴霧ノズル装置3は給水管19を介して送水装置7に結合
され、造雪原料である水の供給を受ける。断熱容器1の
中央部及び四隅に配置された中央及び周囲冷媒ノズル5
a,5bは冷媒送給装置9に冷媒供給管31を介して接続さ
れ、液相冷媒の供給を受ける。 図示例の断熱容器1は、内側寸法が縦1.1m、横1.1m、高
さ2.2mの木製直方体で、その周壁に設けた厚さ100mmの
断熱材により容器1の内部に断熱空間2を形成する。断
熱容器1の天井壁を介して断熱空間2の上端中央部まで
送水管19を導き、その断熱空間側先端に水を噴霧するた
めの噴霧ノズル装置3を取付ける。断熱容器1の側壁部
を介して断熱空間2の外周内側隅部及び中央部まで冷媒
供給管31を導き、断熱空間2の中央部及び外周内側隅部
における冷媒供給管31の端末に冷媒噴霧用の冷媒ノズル
5a,5bを取付ける。 断熱容器1の天井隅部には排気管11を設け、噴霧後に気
化した冷媒の排出を図る。さらに、側壁の適当な部位に
造雪状況を見るための観察窓13を設け、下部には雪6を
取り出すための扉14を取り付ける。断熱空間2内の温度
を監視するため温度計25を適宜設置する。 送水装置7はこの場合、水槽15、ポンプ17、送水管19、
流量計21、圧力計23、及び温度計25からなる。給水管19
には開閉弁32を設け、矢印Aで示されるように断熱容器
1へ向け送水する。ポンプ17の吐出圧と噴霧ノズル3の
構造を適当に選定し、粒径100μm前後の水滴を断熱空
間2内全域に均等にしかも直接に側壁に当らないように
噴霧する。また、開閉弁33付の送水管により、矢印Bで
示されるように水を循環し、水槽15内の水を予冷する際
にその凍結を防止する。 第1図及び第2図の冷媒送給装置9は高圧冷媒容器27に
収容した液相冷媒を用いる。冷媒は液体窒素又は液体空
気以外にも、例えば液化炭酸ガス等を使うことが可能で
あり、断熱空間2に噴霧後に期待となるものが好まし
い。冷媒送給装置9はさらに圧力計23、電磁弁29、冷媒
供給管31、流量計(図示せず)を有する。図示例の電磁
弁29は、断熱空間2内の温度計25の出力により制御され
る。冷媒供給管31と電磁弁29又は手動弁34とにより、液
相冷媒を矢印Cで示され方向に適当な流量で送出し、断
熱容器1の断熱空間2内温度を氷点下に保つ。高圧冷媒
容器27の低温液相冷媒を、冷却用弁35付の配管を介して
水槽15へ送り水槽内の水を予冷してもよい。 本発明者らは、図示構造の造雪装置を試作し、断熱空間
2内の温度を−20℃程度に冷却した後、水槽15内の水を
ポンプ17で加圧し水用の噴霧ノズル装置3を介して約2
リットル/分の速度で噴霧すると共に、冷媒供給量を電
磁弁29によって調整することにより断熱空間2内を氷点
下の温度に保った。 こうして得られた雪6の雪片は粒径が100μm前後、密
度が0.3g/cm3程度であり、天然雪に近い人工雪を造るこ
とができた。造雪速度は、約120kg/hであり、供給され
た水の殆ど全てを雪とすることができた。断熱容器1の
容積、即ち断熱空間2の容積の増大及び/又は断熱容器
1の数の増加により造雪速度を高め得ることは当業者に
は明らかである。
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の造雪方法及び装置
は、液相冷媒を噴霧を気化させることにより氷点下に冷
却した正方形断面の断熱空間の頂部から、断熱空間の壁
面に接触しない円形断面の下降水滴流として水を噴霧し
凝結させて雪とするので、次の効果を奏する。 (イ)断熱空間の壁面への水の付着が防止され、造雪効
率が向上する。 (ロ)下降水滴流に対向して冷媒を噴出し水滴の下降速
度を押え、水滴の滞留時間即ち冷却時間を長くするので
造雪効率を一層高めることができる。 (ハ)大規模な建屋や冷凍機を用いずに造雪することが
できる。 (ニ)移動が容易な造雪装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す説明図、第2図は一実施例
の配置を示す説明図、第3図は噴霧ノズル装置の説明
図、第4図及び第5図は下降水滴流の説明図、第6図は
断熱空間の断面図である。 1…断熱容器、2…断熱空間、3…噴霧ノズル装置、4a
…周囲噴霧ノズル、4b…中心噴霧ノズル、5a…中央冷媒
ノズル、5b…周囲冷媒ノズル、6…雪、7…送水装置、
8…水滴、9…冷媒送給装置、10…下降水滴流、11…排
気管、13…観察窓、14…扉、15…水槽、17…ポンプ、19
…給水管、21…流量計、23…圧力計、25…温度計、27…
高圧冷媒容器、29…電磁弁、31…冷媒供給管、32、33、34
…開閉弁、35…冷却用弁。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一辺Hの正方形水平断面の断熱空間の頂部
    から水を、前記一辺Hより短い直径Dの円形水平断面の
    下降水滴流となるように噴霧し、液化冷媒を前記断熱空
    間の四隅から水平頂角が直角の円錐状に前記断熱空間の
    中央へ向け及び前記下降水滴流の中央から円錐状に上向
    きに噴霧して前記下降水滴流の水滴を凝結させてなる造
    雪方法。
  2. 【請求項2】一辺Hの正方形水平断面の断熱空間、前記
    断熱空間の上端中央部に斜下向き放射状に設けられた複
    数の周囲噴霧ノズルと前記放射状の中心から下向きに設
    けられた中心噴霧ノズルとを有する噴霧ノズル装置、噴
    霧ノズル装置に接続された送水装置、前記噴霧ノズル装
    置と所定距離を隔てて対向する前記断熱空間中心線上の
    位置に上向きに配置された中央冷媒ノズル、前記断熱空
    間の四隅に配置され前記断熱空間の中央へ向けられた複
    数の周囲冷媒ノズル、並びに前記中央冷媒ノズルと周囲
    冷媒ノズルとに接続された液相冷媒送出装置を備え、前
    記噴霧ノズル装置から直径Dが前記一辺Hより短い円形
    水平断面の下降水滴流状に水を噴霧し、前記中央冷媒ノ
    ズルから円錐状液相冷媒噴流を上向きに噴出すると共に
    周囲冷媒ノズルから水平頂角が直角の円錐状に前記断熱
    空間中央へ向き液相冷媒を噴出してなる造雪装置。
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