JPH0827113B2 - 人工降雪装置の自動運転システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスキー場のゲレンデ等の
所定の降雪範囲に設置される人工降雪装置の自動運転シ
ステムに関するものである。

【０００２】従来、スキー場のゲレンデに人工降雪装置
により降雪する作業は、氷点下の夜間に屋外で行う非常
に過酷な自然環境下でおこなわれる作業であった。そし
てその作業は、先ず作業者が勘や経験から降雪できる気
象条件であるか否をゲレンデで判断し、降雪できると判
断するとポンプ室で、取水・送水設備を運転し、次に予
め設置しておいた人工降雪機を各台毎に運転を開始す
る。また、運転後は１時間或いは２時間おきというよう
に、所定時間毎に気象状況の変化や各機器の運転状態を
各人工降雪機の設置場所まで監視に行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常ゲレンデにおける
人工降雪機の設置間隔は数十メートルであるから、人工
降雪機が多数台設置されている場合は、その操作及び監
視が広範囲におよぶ上、時々刻々変化する気象という自
然条件を相手にしなければならないことから、その作業
には非常に多くの労力を必要としていた。特に、今日の
深刻な人手不足はスキー場においても同じであり、人工
降雪装置を設置したゲレンデの降雪状態を最良の状態に
維持管理する必要があるが、この人工降雪装置を操作及
び監視する作業員を確保するのが極めて困難であるとい
うのが現状である。

【０００４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記課題を解決するため人工降雪装置を気象条件等
に応じて自動的に運転できる人工降雪装置の自動運転シ
ステムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、人工降雪機、該人工降雪機に降雪用水を加圧
供給する圧水設備及び該降雪用水を取水する取水設備等
を具備する人工降雪装置において、人工降雪機、圧水設
備及び取水設備を監視操作する中央監視制御装置を設け
ると共に、各種気象条件を検出する気象条件検出手段を
設け、人工降雪機、圧水設備及び取水設備を気象条件検
出手段で検出した各種気象条件に応じて中央監視制御装
置で自動的に運転し、該運転中も気象条件検出手段で検
出した気象条件に応じて前記人工降雪機、圧水設備及び
取水設備の運転条件及び状態を監視・操作することを特
徴とする。

【０００６】また、人工降雪機を所定の降雪範囲に複数
台設け、各種気象条件に応じて自動運転する際、一括運
転しても使用上問題ない範囲の複数台の人工降雪機を１
ブロックとして扱い、代表する気象条件を１つの気象条
件検出手段で検出し、ブロックを中央監視制御装置で一
括運転制御することを特徴とする。

【０００７】また、人工降雪機は送風機からの送風中に
ノズルから水を吹き出す方式の人工降雪機、所謂スノー
マシンであり、自動運転中、外気温湿度に応じて最適水
量となるようノズルから吹き出す水量を調整する手段を
設けたことを特徴とする。

【０００８】また、前記人工降雪機は首振り機構を具備
し、１つの自動運転システムで運転中、自然風の風向風
速に応じた最適首振り角度となるよう自動調整する手段
を具備することを特徴とする。

【０００９】

【作用】人工降雪装置の自動運転システムを上記の通り
構成することにより、気象条件検出手段で検出した気象
条件データを基に、中央監視制御装置のコンピュータが
取水設備、圧水設備及び人工降雪機の操作条件を自動的
に判断し、この判断に基づいて取水設備、圧水設備及び
人工降雪機の操作監視を自動的に行なうから、人工降雪
装置の操作監視に従来のような過酷な自然環境下での人
手による作業が必要なくなると共に、従来のように作業
者の勘や経験に頼ることとは異なり、個人差による降雪
状態の変動がなく、常に良好な降雪状態を維持できる。
なお、人工降雪機がガンタイプの人工降雪機の場合は、
中央監視制御装置による人工降雪機の運転条件及び状態
の監視・操作には、該人工降雪機に圧縮空気を供給する
圧空設備の運転条件及び状態の監視・操作も含むものと
する。

【００１０】また、複数台の人工降雪機を１ブロックと
して扱い、代表する気象条件を１つの気象条件検出手段
で検出し、ブロックを中央監視制御装置で一括運転制御
することにより、装置の簡素化が達成できる。

【００１１】また、外気温湿度に応じて最適水量となる
ようノズルから吹き出す水量を調整することにより、効
率よい雪造が可能となる。

【００１２】自然風の風向風速に応じた最適首振り角度
となるようノズルの吹き出し方向を自動調整するので、
自然風の風向きと人工降雪機の首振り方向が一致せず人
工降雪機から出たばかりの湿雪が舞い戻り、人工降雪機
自身が埋もれたり、氷着のため運転に支障をきたす等の
問題が無くなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の人工降雪装置のシステム構成を示
す図である。スキー場のゲレンデに１号人工降雪機ＳＭ
１，２号人工降雪機ＳＭ２，３号人工降雪機ＳＭ３，・
・・・・というように多数の人工降雪機が設置されてい
る。そして所定の位置には気象条件を観測するための気
象観測装置１０が設置されている。各人工降雪機ＳＭの
近傍にはストレーナボックス１１、電動給水栓１２及び
人工降雪機側盤１３が配設されている。また、気象観測
装置１０はゲレンデの各地点の標高差及び地形等を考慮
して複数箇所に設置するのが望ましい。気象観測装置１
０は風向風速計１０−１、温湿度計１０−２、気象観測
盤１０−３等の気象条件を観測するための機器が配置さ
れている。なお、人工降雪機ＳＭは、ノズルから噴霧し
た水滴を送風機からの送風により吹き飛ばして造雪する
所謂スノーマシンタイプでも、送風機を用いないスノー
ガンタイプでもよい。

【００１４】１５は取水ポンプ、１６は冷却塔、１７は
貯水槽、１８はポンプ室、２１はポンプ室１８と各人工
降雪機配管ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＭ３・・・・・を結ぶ埋
設配管、２２は中央監視制御装置、２３は該中央監視制
御装置２２と各部を接続する埋設配線である。貯水槽１
７内の水位及び水温は水位計１９及び水温計２０で測定
されており、その出力はポンプ機側盤１８−３を通して
中央監視制御装置２２に接続されている。中央監視制御
装置２２は水位計１９及び水温計の出力により、貯水槽
１７の水位及び温度が所定の範囲になるようにポンプ機
側盤１８−３を通して取水ポンプ１５及び冷却塔１６を
運転制御する。

【００１５】ポンプ室１８には、加圧ポンプ１８−１、
電動バルブ１８−２、ポンプ機側盤１８−３が配設され
ている。加圧ポンプ１８−１の駆動により、貯水槽１７
の低温水は電磁バルブ１８−２及び埋設配管２１を通し
て、更に各電動給水栓１２及びストレーナボックス１１
を通して各人工雪機ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＭ３・・・・・
に供給される。また、ストレーナボックス１１は電動給
水栓１２と人工降雪機ＳＭの間に設置され、ストレー
ナ、水圧検出器及び電動排水弁を具備している。

【００１６】中央監視制御装置２２はＣＲＴ２２−１、
各種操作ボタンやランプ２２−２、プリンター２２−
３、図示しないコンピュータ等を具備している。コンピ
ュータは気象観測装置１０からの観測データ等の各箇所
から送られてくるデータや記憶装置に格納している各種
のデータを参照しながら各機器の操作制御及び監視を行
う。即ち、取水ポンプ１５の運転停止制御、加圧ポンプ
１８−１の運転停止制御、冷却塔１６の運転停止制御、
電動給水栓１２の開閉制御、各人工降雪機ＳＭ１，ＳＭ
２，・・・・・・の運転停止制御を行う。

【００１７】なお、立地条件上、取水ポンプ１５で取水
する水の温度が低い場合もある。この場合は冷却塔１６
を用いないこともある。また、同じく立地条件上、貯水
槽や池が既設の場合、既設の取水ポンプ、水位計、水温
計を用い、これらを中央監視制御装置２２の制御対象か
ら外すことができる。

【００１８】中央監視制御装置２２のＣＲＴ２２−１に
は各種遠方表示データ、即ち各測定点の温度、湿度、風
向及び風速、各人工降雪機ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＭ３・・
・・・の水圧、首振り方向、水量、貯水槽の水温、水
位、故障内容等のデータが表示される。また、プリンタ
ー２２−３では各種の記録データ、即ち各測定点の温
度、湿度、風向及び風速、各人工降雪機ＳＭ１，ＳＭ
２，ＳＭ３・・・・・の水圧、首振り方向、水量、貯水
槽の水温、水位、故障内容等のデータをプリントアウト
とする。

【００１９】本自動運転システムは、この人工降雪機Ｓ
Ｍを数台と、１台の気象観測装置１０とを１ブロックと
して扱い、その数ブロックと取水・送水設備を１台の中
央監視制御装置２２で監視・操作ができるようになって
いる。気象観測装置１０で得られた温度、湿度、風向及
び風速のデータは、多重伝送装置（図示せず）を通し
て、常時中央監視制御装置２２に送られる。中央監視制
御装置２２では設定された温湿度条件または風向風速条
件に入っているかを一定時間ごとに判断し、取水・送水
設備（取水ポンプ１５、冷却塔１６、貯水槽１７及びポ
ンプ室１８等）の運転停止、各ブロックの人工降雪機の
運転停止、水量調整、首振りを決める。

【００２０】上記のブロックとしてまとめられる条件は
下記のようになる。（ａ）各人工降雪機の湿温度が略同
一とみなせること（例えば、設置が略同一高度にあるこ
と）。（ｂ）各人工降雪機の風向風速が略同一とみなせ
ること（例えば直線的なゲレンデの片側に一定間隔毎に
設置する場合）。（ｃ）一箇所の気象観測装置１０から
の観測データが各人工降雪機の設置場所で観測データと
同一とみなせる場合。（ｄ）各人工降雪機の運転停止を
同時に行っても支障がない場合（例えば、人工降雪機Ｓ
Ｍ１はシーズン中常時使用するが、人工降雪機ＳＭ２は
シーズン初期又はシーズン終了直前のみ使用するという
のでは、別ブロックとしたほうがよい。この場合各ブロ
ックの中でも除外して動かすことも可能ではあるが使い
勝手等の点から別ブロックとしたほうがよい）。

【００２１】人工降雪機がノズルから噴霧した水滴を送
風機の送風により吹き飛ばして造雪する所謂スノーマシ
ンの場合は、運転指令を受けたマシンは、ヒータ、コン
プレッサ、ファン等の機器を順次起動し、最後にストレ
ーナボックス１１の水圧検出器により測定される水圧の
値が予め設定された水圧になるように電動給水栓１２が
開く。運転立上り後も中央監視制御装置２２のコンピュ
ータは、気象観測装置１０で得られたデータを監視し、
自動的に水量調整や首振り制御を行う。

【００２２】気象観測装置１０で検出した温度、湿度、
風向及び風速が予め設定された気象条件から外れた場合
には人工降雪機ＳＭの各機器を順次停止し、電動給水栓
１２を全閉とした後ホース内に排水する。また、全ての
人工降雪機ＳＭが停止した場合は送水設備を停止する。
気象状況、設備、人工降雪機ＳＭの運転状況、運転時間
及び使用水量等は上記のように常時中央監視制御装置２
２のＣＲＴ２２−１４上に表示されるため作業者は降雪
中もＣＲＴ２２−１４を監視していればよい。以下、気
象条件に応じて自動的に運転する方法を詳細に説明す
る。

【００２３】湿球温度予め設定された、湿球温度Ｔｗ
（ｓｖ１）（例えば−３℃ｗＢ）と、気象観測装置１０
の温湿度計１０−２により連続的に測定されている湿球
温度Ｔｗ（ｐｖ）を中央監視制御装置２２のコンピュー
タで制御周期である、ある一定時間毎に比較する。も
し、Ｔｗ（ｐｖ）≦Ｔｗ（ｓｖ１）であり、且つ傾向か
ら見て比較的短時間（例えば１５分）の後にＴｗ（ｐ
ｖ）＞Ｔｗ（ｓｖ１）になる可能性がないと判断される
ときは、人工降雪の気象条件の１つである湿球温度は満
たされたとみなす。ここで、湿球温度のかわりに乾球温
度を使用してもよいが、造雪は乾球温度よりもむしろ湿
球温度に影響をうけるから、湿球温度を用いることが望
ましい。

【００２４】人工降雪機、特にスノーマシンにおいて
は、風向が変化した場合、風向に合わせて人工降雪機の
首振り角度を設定しなおしていた。その理由は、特に風
速が速い場合は自然風の風向と人工降雪機の首振り方向
が一致していない場合は、人工降雪機のノズルから出た
ばかりの湿雪が舞い戻り、人工降雪機自身が雪に埋もれ
たり、また、吸込金網や羽根車が氷着し運転に支障を起
こすおそれがあったからである。そこで本発明では自然
風の風速段階と風向範囲を予め設定し、その設定値と実
測値の比較をコンピュータで行い最適な首振りモードを
自動選択するようにした。以下具体的に説明する。

【００２５】自然風の風向がゲレンデ方向を基準に図２
に示すように＋ｘ°〜−ｙ°にある場合（図２）をＡゾ
ーンとする。また、風速は設定値をＢｍ／ｓ（例えば２
ｍ／ｓ）とする。

【００２６】（１）一定時間の平均風速がＢｍ／ｓ以下
の場合は、自然風の風向がどこであろうとも、Ａゾーン
の範囲内で人工降雪機ＳＭは自動往復首振りする。つま
り、一定速度で＋ｘ°〜−ｙ°の間をいったりきたりす
る。この目的は、風速がＢｍ／ｓ以下という低い値の場
合は、首振り方向を一定とすると、略同じ位置に着雪す
るため、首振り範囲を広くとりできるだけ広範囲にわた
り一様に着雪させるためである。

【００２７】（２）自然風の方向がＡゾーン内にあり、
且つ平均風速がＢｍ／ｓ以上の場合は、一定時間毎（例
えば３分周期毎）に自然風の風向を追尾して人工降雪機
ＳＭの首振り方向を決める。この目的は上記（１）の自
動往復首振りとすると、短時間であるが人工降雪機の首
振り方向と重なり異なった方向から自然風から吹くこと
があり、その間にも吸込金網や羽根車に氷着することが
あるからである。また、例え人工降雪機ＳＭの首振り角
度を自然風の風向と違う方向にしても、風速が速けれ
ば、結局は自然風の風向によって着雪点が左右されてし
まうからである。

【００２８】（３）平均風速がＢｍ／ｓ以上で且つ自然
風の風向がＡゾーン以外にある時は、人工降雪機ＳＭの
運転を停止する。その目的は自然風の風向に追尾させ
て、ゲレンデと逆方向に降雪しても意味がないからであ
る。

【００２９】以上の判断を中央監視制御装置２２のコン
ピュータにより自動的に行い各人工降雪機ＳＭに指令を
与える。また、この判断は一定時間毎に行い、（１），
（２），（３）の各条件が変化した場合は、それぞれに
見合ったモードに移行する。

【００３０】予め風速の設定値Ｖｓｖ（例えば２ｍ／ｓ
のような低い値）と風向の範囲を決めておく。風向につ
いては、通常人工降雪機は図３に示すように、ゲレンデ
の右側又は左側に設置するから、例えば図示のようにに
範囲を設定する人工降雪機ＳＭ１では降雪範囲として必
要なゲレンデ方向＋ｘ°〜−ｙ°の範囲とする。気象観
測装置１０の風向風速計１０−１で測定された風向が＋
ｚ°で、風速がＶｐｖの時、Ｖｐｖ≦Ｖｓｖか又は−ｙ
°≦＋ｚ°≦＋ｘ°且つＶｓｖ＜Ｖｐｖである場合、人
工降雪機ＳＭ１について、風向風速条件は満たされたと
みなす。なぜなら、−ｙ°≦＋ｚ°≦＋ｘ°且つＶｓｖ
＜Ｖｐｖの場合は風速が比較的速くしても順風であるか
ら、造られて雪が人工降雪機のところに舞い戻り当該人
工降雪機が雪に埋まってしまったり、あるいは氷着する
ことがないからである。また、Ｖｐｖ≦Ｖｓｖの場合
は、風速が低いため、風向がたとえ逆風であろうとも造
雪に何等支障はないからである。

【００３１】上記風向風速の判断も湿球温度の場合と同
じく制御周期である一定時間毎に行う。また、湿球温
度、風向風速の場合とも、運転開始は制御周期毎に判断
するものの、条件をはずれた場合の運転停止は、即刻行
うのが良い。次の制御周期がくるまでの間、運転を続行
するとスキーに適さない程重い雪の造雪となったり、運
転に支障を生じることがあるからである。

【００３２】人工降雪機ＳＭとして、図４に示すようよ
うに主ノズルＭ、水量増加ノズルＡ、水量増加ノズル
Ｂ、水量増加ノズルＣを具備する人工降雪機を用いた場
合の湿球温度に応じた水量自動調整について説明する。
設定された湿球温度Ｔｗ（ｓｖ２）（例えば、−５℃ｗ
Ｂ）、Ｔｗ（ｓｖ３）（例えば、−７℃ｗＢ）、Ｔｗ
（ｓｖ４）（例えば、−９℃ｗＢ）とし、気象観測装置
１０の温湿度計１０−２で測定された湿球温度の測定値
Ｔｗ（ｐｖ）とした場合、中央監視制御装置２２のコン
ピュータで比較判断し、Ｔｗ（ｓｖ３）＜Ｔｗ（ｐｖ）
≦Ｔｗ（ｓｖ２）となった場合、水量増加バルブＶＡを
自動的に開き、主ノズルＭの他水量増加ノズルＡにも水
を供給し、大量の雪を造る。

【００３３】更に、湿球温度が下がり、Ｔｗ（ｓｖ４）
＜Ｔｗ（ｐｖ）≦Ｔｗ（ｓｖ３）となった場合、水量増
加バルブＶＡの他水量増加バルブＶＢも開き、主ノズル
Ｍ、増加ノズルＡ、増加ノズルＢに水を供給し、一層大
量の雪を造る。同様にＴｗ（ｐｖ）≦Ｔｗ（ｓｖ４）と
なった場合は、水量増加バルブＶＡ、水量増加バルブＶ
Ｂ及び水量増加バルブＶＣも開き、主ノズルＭ、増加ノ
ズルＡ、増加ノズルＢ及び増加ノズルＣに水を供給し、
最大量の造雪を行うことができる。また、逆に湿球温度
が上昇した場合には、順次水量増加バルブＶＣ，ＶＢ，
ＶＡを閉じていき、雪質の良くない雪を造ることを避け
る。即ちこれにより絶えず気象条件に適した最大量の造
雪を行うことができる。

【００３４】なお、水量増加バルブＶＡ，ＶＢ，ＶＣを
開くのは、降雪を開始する場合と同様に制御周期になっ
た時であるが、逆に湿球温度上昇により閉じる場合は、
降雪停止の場合とは異なり、予め設定された湿球温度Ｔ
ｗ（ｓｖ４）、Ｔｗ（ｓｖ３）、Ｔｗ（ｓｖ２）を上ま
わった時、即刻でなくとも良い。なぜなら水量増加バル
ブＶＡ，ＶＢ，ＶＣを閉じた後も必ず主ノズルＭを使用
して、造雪を行っているのであり、多少水分の多い雪が
次の制御周期まで吹いたとしても、主ノズルＭによる造
雪によりそれをカバーできる。即ち、水分の多い重い雪
の上を主ノズルＭによる造雪が覆いスキーに適したゲレ
ンデとなる。

【００３５】また、水圧変動に対しては、電動給水栓１
２の下流側の抵抗に変動があっても、絶えず一定水圧と
なるように、図３に示すようにストレーナボックス１１
の水圧検出器１１−１の出力を差圧指示調節計３１が受
け、一定圧力となるよう電動駆動機３２を介して、電動
給水栓１２の開閉度を調節する。なお、水圧検出器１１
−１の水圧は中央監視制御装置２２のコンピュータでも
監視されているから、電動駆動機３２をこのコンピュー
タで制御するようにすることも可能である。

【００３６】人工降雪機を運転して降雪するという観点
から気象条件の重要度を見た場合、温湿度の影響が大で
あるため、必ず温湿度を気象条件の判断パラメータとす
る必要が、風向、風速の比較的安定している地形の場合
には、本自動運転システムの気象条件として温湿度のみ
をを用いることもできる。但し、現実的にはスキー場は
山間部にあり風向風速が安定していることは極めてまれ
である。また、湿球温度でなくとも乾球温度でもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば下記
の優れた効果が得られる。 （１）人工降雪機、圧水設備及び取水設備を気象条件検
出手段で検出した気象条件に応じて中央監視制御装置で
自動的に運転し、運転中も検出した気象条件に応じて人
工降雪機の運転状態を監視・操作するので、人手による
降雪場の過酷な作業は殆ど不要となると共に、人手の確
保等に関係なく連続運転が可能となり、ゲレンデ等の降
雪場を常に最良の雪質状態に維持することができる。

【００３８】（２）また、人工降雪機の運転を作業員の
勘や経験に頼るのではなく、中央監視制御装置で観測し
た気象条件を判断して行うので、作業員の個人差による
変動がなく、且つ経験のない作業員でも常に最良の雪質
状態に維持することができる。

【００３９】（３）一括運転しても使用上問題ない範囲
の複数台の人工降雪機を１ブロックとして扱い、代表す
る気象条件を１つの気象条件検出手段で検出し、ブロッ
クを中央監視制御装置で一括運転制御するのでシステム
の簡素化が可能となる。

【００４０】（４）１つの自動運転システムで運転中、
自然風の風向風速に応じた最適首振り角度となるようノ
ズルの吹き出し方向を自動調整するので、人工降雪機自
身が雪に埋もれたり、また、吸込金網や羽根車が氷着し
運転に支障を起こすおそれがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の人工降雪装置のシステム構成を示す図
である。

【図２】ゲレンデ方向と自然風向の範囲を説明するため
の図である。

【図３】ゲレンデと人工降雪機の配置状態を示す図であ
る。

【図４】人工降雪機の水量調整系統の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

ＳＭ 人工降雪機 １０ 気象観測装置 １１ ストレーナボックス １２ 電動給水栓 １３ 人工降雪機側盤 １５ 取水ポンプ １６ 冷却塔 １７ 貯水槽 １８ ポンプ室 ２１ 埋設配管 ２２ 中央監視制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人工降雪機、該人工降雪機に降雪用水を加
   圧供給する圧水設備及び該降雪用水を取水する取水設備
   等を具備する人工降雪装置において、 前記人工降雪機、圧水設備及び取水設備を監視操作する
   中央監視制御装置を設けると共に、各種気象条件を検出
   する気象条件検出手段を設け、 前記人工降雪機、圧水設備及び取水設備を前記気象条件
   検出手段で検出した各種気象条件に応じて前記中央監視
   制御装置で自動的に運転し、該運転中も前記気象条件検
   出手段で検出した気象条件に応じて前記人工降雪機、圧
   水設備及び取水設備の運転条件及び状態を監視・操作す
   ることを特徴とする人工降雪装置の自動運転システム。
2. 【請求項２】 前記人工降雪機を所定の降雪範囲に複数
   台設け、各種気象条件に応じて自動運転する際、一括運
   転しても使用上問題ない範囲の複数台の前記人工降雪機
   を１ブロックとして扱い、代表する気象条件を１つの気
   象条件検出手段で検出し、前記ブロックを前記中央監視
   制御装置で一括運転制御することを特徴とする請求項１
   記載の人工降雪装置の自動運転システム。
3. 【請求項３】 前記人工降雪機は送風機からの送風中に
   ノズルから水を吹き出す方式の人工降雪機であり、自動
   運転中、外気温湿度に応じて最適水量となるようノズル
   から吹き出す水量を調整する手段を設けたことを特徴と
   する請求項１又は２記載の人工降雪装置の自動運転シス
   テム。
4. 【請求項４】 前記人工降雪機は首振りを機構を具備
   し、１つの自動運転システムで運転中、自然風の風向風
   速に応じた最適首振り角度となるように自動調整する手
   段を具備することを特徴とする請求項１又は２又は３記
   載の人工降雪装置の自動運転システム。