JPS58193066A - 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】 商業的スキー区域における人工雪に製造は、スキー区域
の有効シーズンを延長するばかりでなく、かつまた主シ
ーズンの間の表面の品質および均一性を改良する手段と
して、広〈実施されている。典型的には、人−Ｆニ雪の
製造において、雪製造区域に圧縮空気および加圧した水
を供給する０通常、これらは型製造装置を適当な位置に
おいて接続する設備を設けている。永久的に分布した設
備の形である。米国特許第２，６７６．４７１号（Ｐｉ
ｅｒｃｅ、Ｊｒ）は、このような設備の代１ 表側である。

人工雪を製造する共通の技術１つは簡単な排出ガン、た
とえば、米国特許第３，７１６，１９０号（Ｌｉｎｄｌ
ｏｆ）に示されている型を介して水と圧縮空気を混合し
排出することである。水は高圧の圧縮空気と混合される
とき、ガン内で部分てきに噴霧化され、モして水／圧縮
空気混合物の高速度の排出は噴霧を完結し、次いで噴霧
化された水の粒子を排出ノズルから適当な距離において
連ぶ役目をする。この型の雪製造ガンは簡単でありかつ
信頼性があるが、型製造方法の高価な構成要素である、
圧縮空気の実質的な消費を要するという欠点を受ける。

型製造装置の他の通常の型は、エンジン駆動ファン含み
、前記ファンは拘束されたシュラウドを通して、外に型
製造区域の上に外方へ比較的高い速度の空気流を向ける
。複数の水噴霧ノズルは、シュラウドの周辺のまわりに
分布されており、噴霧された水の流れを角度をもって、
前方に、ファンで駆動される空気流の中に排出する。

典型的には、少量の圧縮空気を、噴霧ノズルから排出す
る直前において水流の中に射出し、噴霧過程を促進する
。この技術は、スキー区域にわたって圧縮空気の分布シ
ステムの要件を除くか、あるいは大きく減少するが、装
置が非常に高価であり、かつ操作が不便であるという欠
点に悩まされる。典型的には、このような装置は作りっ
けの内燃機関を組込んでいる。従って、各雪製造装置は
、実質的な資本投下を必要とする。そのうえ、装置は大
きく、（く、雪製造場所の周りを容易に動かすのが困難
である。内燃機関の一定した保守ならびに燃料の一定の
供給などを提供しなければならないという付加的な不便
がある。従って、エンジンで駆動されるファンを有する
雪製造装置はある重要な利点をもつが、それはまた重要
な相殺する欠点を有している０作りつけのエンジンで駆
動されるファンを利用する雪製造装置は、米国特許第４
．０８３，４９２号（ｏｅｗｅｙ）に例示されている。

各雪製造装置に内燃機関を設けるという不便および資本
投下を回避する努力において、商業的に入手できるファ
ン聖霊製造装置のいくつかは、ファンに動力をテえるた
めの電動機を用いて来た。これは作りつけの内燃機関の
使用に比べである便利さをもつが、全スキー区域に■り
大型の電気供給施設の設置および保守を必要とし、また
ある種の保守および安全の問題を生ずる。したがって、
明らかな利点にもかかわらず、電気的に駆動されるファ
ンの使用は商業的にとくに有効であることが証明されな
かった。電気的に駆動されるファンを利用する雪製造装
置は、米国特許第３゜７６０．５９８号（Ｊａｋｏｂ、
等、）、米国特許第４，００４，７３２号（Ｈａｎｓｏ
ｎ）および米国特許第４，１０５，１６１号（Ｋｉｒｃ
ｈｅｒ等）に例示されている。

従来、たとえば、米国特許第３，９４５，５６７号（Ｒ
ａｍｂａｃｈ）において、−次圧縮空気供給源からの圧
縮空気を利用して原動力をファン聖霊製造装置に供給す
ることも提案された。しかしながら、出願人が知るかぎ
りにおいて、このような技術はいかなる程度の商業的な
成功をも決して達成しなかった。その理由は、多分、圧
縮空気を駆動媒体として使用することにより、システム
の操作に制限が付与されることにある。これに関して、
最適な結果を得るための、噴霧過程における空気対水の
関係は温度および湿度、とくに温度の可変関数である。

従って、圧縮空気のファンの原動力としての利用は、圧
縮空気のシステムへの泣れに制限を付与する傾向があり
、圧縮された水はこ方法のコントロールの一次変数とし
ての役目をすることを必要とする。これにより、全体の
操作はかなり非能率的となり、且つ重要なことは装置の
限界条件の下での雪を製造する能力を制限する。

本発明の重要な面の１つによれば、雪製造ノズルを通し
て水を排出する前に、高圧の給水からファンを駆動する
原動力を誘導する、新規な改良された高い効率のファン
聖霊製造装置が提供される。高圧水供給源により動力を
受けるこのタービンの利用は、前述の先行技術の雪製造
装置に関連する困難を減少または除く、独特なかつ有利
な結果をもたらす。

本発明の別の有利な特徴によれば、雪製造ノズルは原理
的には、ファンを使用しない、従来の雪製造ガンに類似
する、圧縮空気−水型である。この面において、圧縮空
気はノズル排出の北流で供給水内に導入され、ノズルの
先端からの排出前に、混合および部分的噴霧化を可能に
する。本発明１つの形式において、噴霧化された混合物
はファンで駆動された分布空気流の中に直接排出される
。

ノズル配置を組み合わせるとき、有利な高圧供給水から
の原動力の使用は、−次源からの高圧圧縮空気の消費に
より顕著な効率をもって、高品質の雪の製造および効果
的な広い分布を提供する。

もちろん、供給水からのエネルギー利用は存在するが、
これは、型製造装置の最も高価な構成要素である、圧縮
空気の消費要件の重大な減少により更により以−ヒ相殺
される。

本発明の１つの形式において、圧縮空気−水噴霧化ノズ
ルのすべては、ファン誘導空気流の中に直接、好ましく
は、ファンを取り巻くシュラウドの境界内に配置される
。この特定の実施態様において、噴霧化された空気／水
の混合物は、噴霧化および雪粒子形成のため１分布空気
流の中に直接排出される。この特徴が提供されるとき、
分布空気流の中の噴霧化ノズルの絶えざる浴洗はノズル
を清浄に保つのに役立ち、且つそうでなければノズルの
噴霧化の効率および効果に悪影響を及ぼしうる、氷の蓄
積をなくすのに役立つ。

本発明の前述および他の特徴並びに利点がより完全に理
解されるように１本発明の好ましい実施態様を、図面を
参照しながら詳しく説明する。

図面を参照すると、参照数字１０は全体的に型製造装置
の支持構造物をボしており、これは、典型的には、手動
で、あるいは商業的スキー区域で通常利用する普通の雪
キャット（ｃａｔ）装置により、使用のため所定位置に
引かれるのに適当なスキッドであることができる。支持
構造物１０は、有利には、参照数字１２で全体的に示さ
れている、１発生機の回転連動に適合している、スイベ
ル装置ｌｌを含むことができる。支持フレーム１３は、
スイベル装置ｌｌ上に取り付けられており、ピボット支
持体１４により角度位置を調整できる、ようになってい
て、１発生機を地面に関して所望の角度に配置すること
ができる。

ｒ流端すなわち排出端１６および上流端すなわち取入端
１７をもう、全体的に円筒形の金属シュラウド１５が、
支持フレーム１３．）Ｈに取り付けられている。望まし
くは、取入れ口は外向に開いたカラー１８を備えており
、シュラウドを通る空気の比較的効率のよい流れを受は
入れる。

シュラウドの内部に支持管１９があり、この支持管１９
は、シュラウド内に複数の半径方向のフィン２０により
同心的に配置されている。支持管１９は内部にしっかり
取り付けられた軸受プラットフォーム２１を有し、これ
に１対の間隔を置いて位置する軸受ブロック２２．２３
がボルト１Ｆめされている。軸受ブロックは軸２４を軸
支し、軸２４はシュラウド１５の上流端内にちょうど位
置し、軸方向ファン２５を支持する。例示された構造に
おいて、軸−２４はそのＬ流末端において滑車２６、駆
動滑車２９およびたわみヘルド３０を支持する。滑車２
６は、タービンモーター２７からその出力軸２８を介し
て駆動される。　４本発明の実際の実施態様において、
軸方向ファンは、はぼ１馬力の人力により、はぼ３５０
０　ｒｐｍにおいて、はぼ２４００ｃｍｆ　（約６８ｍ
３／ｍ）の空気を動かすように設計された１２インチ（
３０，５ｃｍ）のＶａｎｅａｘｉａｌファン（Ｈａｒｔ
ｚｅｌｌ　　ＰｒｏｐＨｅｒ　　ＦａｎＣｏ、、Ｐｉｑ
ｕａ　　０ｈｉｏ）であることができる。

この動力のレベルは、はぼ１４０ｐｓｉ（約９．５ｋｇ
／ｃｍ２）の圧力降下で、はぼ３３ガロン（約１２４１
１）／分の水の貫流を有する多段式タービン２７から容
易に誘導される。試作機の装置において、タービン２７
は、タービンモーターとして多少変更された、Ｇｏｕ　
ｌ　ｄ多段式ポンプであった。望ましくは、１発生機へ
の水流のすへてはタービン２７の取入れ日へ導かれた管
路３１を経て供給される。水タービン２７の使用は、人
［雪の効率よい製造において最も有利であることか立証
された。タービンの排出出口３２はシュラウド１５の背
後に取り付けられている円形マニホルド３３へ接続され
ており、そして、後述する方法で、複数の水噴霧化ノズ
ルへ接続されている。

雪受生機の例示された形式においては、シュラウド１５
の前端において、全体的に円形の列で配置された、１連
の９つ（たとえば）の噴霧ノズル３４が存在し、そして
本発明の例示された形式において、前記噴霜ノズルはシ
ュラウドの内壁のわずかに内側に存在する。この目的の
ため、出て行く空気／水の混合物のための排水ライン３
５はシュラウドの壁を、その排出端付近において通過す
ることができる。本発明のこの特定の形式において、排
出ノズルは、シュラウドの境界の莞全に内側に位置され
るか、あるいは、たとえば、第３図にポされている如く
、その端のわずか前方に、位置することができる。

有利には、水噴冑装置は、各排出ノズルのための細長い
混合管３６を含み、前記混合管３６はシュラウド１５の
外側に沿って取り付けられており、水マニホルド３３か
ら軸方向前方に延びる。

各混合管は、それから導かれる排出管路よりも比較的大
きい直径（たとえば、１．５インチ（約３．８ｃｍ））
であり、そしてその上流端において、制限オリフィスを
備え、短い排出管３７を経て水マニホルド３３へ接続さ
れている。また、圧縮空気を連びかつノズルまたはオリ
フィス３９を通して排出する空気ノズル３８が、混合管
３６の１−原端に入る。混合管内に、木と圧縮空気との
高度の乱流が存在し、次いでこれは混合管から排出ノズ
ル３４へ導かれる排出管路３５を経て出る。

典型的には、また望ましくは、排出ノズル３４は複数（
たとえば、７つ）の排出オリフィスを有し、これらのオ
リフィスから、圧縮空気により比較的高速度で推進され
た、高度に噴霧化された水粒子と混合された、複数の空
気の流れが出る。

雪製造設備を有する典型的なスキー区域の装置において
、弁付き水供給管４０および弁付き空気供給管４１（第
５図）は雪製造区域に隣接して設置されており、雪製造
装置との連結のための急速取はずし式継手４２．４３に
より配置されている。典型的な作動システムにおいて、
雪製造装置の水入口システムは入口圧力計４４．ｔＩｔ
着計４５、絞り弁４６．タービン入ロ圧力計４７および
タービン出口圧力計４８を含む。タービン２７のＦ流に
おいて、供給水は分割し、そしていくつかへのノズルへ
の最高の均一な水分布のため反対端からマニホルド３３
へ入る。第５図を再び参照すると、入って来る供給水の
すべては、例示された装置においては、タービン２７を
通して導かれる。

雪製造装置の圧縮空気システムは、入り圧力計４９、流
醗計５０、絞り弁５１および、絞り弁の一ド流側のマニ
ホルド圧力計５２を含む。木マニホルド３３に類似する
円形マニホルドであることができる、空気マニホルド５
３は、入ってくる圧縮空気をいくつかの注入ノズル３８
へ均一に分配するように配置されている。

新規なシステムの例示された実Ｍｋ態様の典型的な作動
において、はぼ３３ガロン（約１２５１／分の水をター
ビン２７の入口に２５０ｐｓｉ（約１７ｋｇ／Ｃｍ）程
度の圧力で排出される。

試作機の装置において、ファンを約３２００　ｒ　ｐｍ
で駆動するためタービンを経て約１４０ｐｓｉ（約９．
５ｋｇ／ｃｍ２）　／！された。次いで１００ｐｓｉ　
　（約６．８に、ｇ／ｃｍ２）程度の圧力で、排出水は
水マニホルドへ導かれ、そして混合室３６へ排出され、
ここから空気／噴霧化水混合物はノズル３４から排出さ
れる０本発明の例示されていた形式において、混合物は
周囲空気の分布流の中へ直接排出される。

よく知られかつ認識されているように、雪製造力法にお
いて水と混合するために要する圧縮空気の百分率は、温
度および湿度の両者の関数として、より大きく変化可能
である。温度および／または相対湿度が高くなればなる
ほど、水粒子から水の結晶を形成するために要する空気
の比率は大きくなる。しかしながら、すべての場合にお
いて、本発明の装置を用いて必要とする水の単位当りの
圧縮空気の酸は、従来の空気／水噴盲化ガンを対応する
条件下に用いたときより、かなり低い、たとえば、比較
的好ましい雪製造条件下において、本発明の例示された
実施態様の装置を用いると、はぼ３３ガロン（約１２５
Ｊｌ）／分の水に対して９０ｃｆｍ　（約２．５ｍ３／
ｍ）程度に少ない空気、すなわち、きわめて好都合な比
、を利用して大酸の品質のよい雪を製造することが可能
である。きわめて不都合な雪製造条件ｔ゛において、は
ぼ１８０ｃｆｍ（約５　、　Ｉｎ”　７ｍ）　ｃ７）空
気をほぼ３３ガロン（約１２５１）／分の水とともに使
用する。圧縮空気は、８５〜１１０ｐｓ＋（約５．８〜
７．５ｋｇ／ｃｍ２）の範囲の圧力で雪受生機へ供給さ
れる。

望ましくは、タービン装置２７の出力のいくらかはたと
えば、小型の支流発電機５５を駆動する如き他の機能に
利用できる。この支流発電機の出力は、−面におおうべ
き区域にわたって雪をより広く分布させるため、雪受生
機の電気制御を提供しおよび／または振動を行うため利
用することができる。これに関して、高性能タービン装
置は３３ガロン（約１２Ｆｌ）／分において１００ｐｓ
ｉ　（約６．８ｋｇ／ｃｍ２）より低い圧力降下を経て
ほぼ１馬力を容易に出すことができ、従ってこのシステ
ムは支流発電機５５を使用するための最小酸のエネルギ
ーの抽出に容易に適応できる。

本発明のシステムの有利な見地の１つは、このシステム
がすべての条件下において雪の生成を最大とすることが
できるということである。これに関して、本発明の例示
された実施態様の１つの特徴は、雪受生機への水の出入
りを一定ｆ−において重大とすることができ、そしてこ
の方法の一次変数は空気の供給量である。これは、も・
ちるん、周囲条件が許すていどに低いレベルに調整でき
る。

特定の例示された実施態様に存在するこの特徴はこれら
の特定の周囲条件が存在するとき、最も有利である。一
般に、供給すべき必要な圧縮空気の体積は、同様な容酸
の従来の空気／水ガンへ供給する体積よりもかなり少な
い。

例示された実施態様において、ファン２５から出る分布
空気流内に噴霧ノズルを内接配置することは、システム
全体の効率よい操作も増大するのに役ゲつ。ノズルはシ
ュラウドを通る比較的高速の空気の中で連続的に浴洗（
ｂａｔｈ）されるので、ノズルは清浄なままであり、ノ
ズルの性能の重大な実質的な低下である氷の蓄積がなく
なる。

本発明の雪受生機のむしろ驚くべき特性は、作動がきわ
めて静かであるということである。典型的には、空気／
水の雪製造ガンは、かなり大きい、甲高い、うるさい、
騒音を伴う。本発明の雪受生機の運転において、多分使
用圧縮空気要求破の減少により装置運転時の騒音レベル
は、排出ノズルのすぐ近くの場所においてさえ、充分に
低く　不快でなど、かつ悩ましいもではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を組み込んだ型の雪製造装置の
簡素化した側面図である。 第２図は、第１図の装置の噴霧化および排出装置の前面
図である。 第３図は、第２図の一般に線２−２に沿って取った縦断
面図である。 第４図は、第１図の装置の簡素化した平面図である。 第５図は１本発明の装置の簡素化した流れ図である。 ｌＯ支持構造物 １１　　スイベル装置 １２　雪受生機 １３　支持フレーム １４　ピボット支持体 １５　シュラウド １６　排出端 １７　取入端 ｌ８　カラー １９　支持管 ２０　フィン ２１　軸受プラットフォーム ２２　軸受ブロック ２３　軸受ブロック ２４軸 ２５　ファン ２６　滑車 ２７　タービンモーター ２８　出力軸 ２９　駆動滑車 ３０　たわみベルト ３１　管路 ３２　排出出口 ３３　マニホルド ３４　噴霧ノズル ３５　排出管路 ３６　混合管 ３７　送出し管 ３８　空気ノズル ３９　ノズルまたはオリフィス ４０　弁付き水供給管 ４１　弁付き空気供給管 ４２　急速数はすし式継手 ４３　急速数はずし式継手 ４４　人口圧力計 ４５　流績計 ４６　絞り弁 ４７　タービン入口圧力計 ４８　タービン出口圧力計 ４９　入り圧力計 ５０　流門計 ５１　絞り弁 ５２　マニホルド圧力計 ５３　空気マニホルド ５５　同期発電機 手続補正書（自発） 昭和５８年５　月１７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　　　殿 １事件の表示 符顧昭５８−４６１３２号 ２、発明の名称 ゛彊製逍装僚 ３　補正をする名 事件きめ関係　　特許出願人 名　　竹、　　　ファイグ−エル１アルバーンンン（氏
　名） ４代　理　人〒１（Ｊ７ ７補正の内容 図面のｃ−１１曹（内在に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）変更自由なシュラウドと、　（ｂ）前記シュ
   ラウドを通り、且つそれから空気流を導くためのファン
   と、（Ｃ）前記シュラウドのまわりに配置され、かつ噴
   霧された水と圧縮空気を前記空気流中に排出するように
   配置された、複数の空気／水噴東ノズルと、　（ｄ）前
   記ファンを駆動する水で駆動されるタービンと、（ｅ）
   水を前記噴霧ノズルへ供給し、前記タービンを直列に含
   む水排出手段と、（ｆ）前記噴霧ノズルのＩ−ｍに前記
   水排出手段を形成する圧縮空気排出手段と、および（ｇ
   ）前記水排出手段による排出供給水に対して前記空気排
   出手段により供給される圧縮空気の流速を、変更するた
   めの手段とを特徴とする空気／水噴霧ノズル型の雪製造
   装置。 ２、更に（ａ）細長い混合室が前記噴霧ノズルと直列に
   連結されてお゛す、（ｂ）前記空気排出手段および前記
   水排出手段は、前記混合室の上流部分の中に排出する特
   許請求の範囲第１項記載の雪製造装置。 ３６更に（ａ）水／空気排出管路が前記噴霧ノズルへ導
   かれ、且つそれに取り付けられており、（ｂ）前記排出
   管路は前記シュラウドの外側に、次いでその内側に半径
   方向に延びて、前記ノズルを前記シュラウドの突出した
   エンベロブ内に取り付けられている特許請求の範囲第１
   項記載の雪製造装置。 ４、更に（ａ）前記排出管路は前記シュラウドの前端部
   の近くで前記シュラウドの壁を通過している特許請求の
   範囲第３項記載の雪製造装置。 ５、（ａ）比較的高速度の分布空気流を発生するための
   ファンと、（ｂ）前記ファンを取り囲む略円筒形のシュ
   ラウドと、（Ｃ）分布の空気流中に！Ｉ！Ｊ接に、かつ
   実質的にその動く方向に、噴霧した水及び圧縮空気を排
   出するように配置されている、複数の空気／水噴霧ノズ
   ルと、（ｄ）前記ファンを回転するための水で駆動され
   るモーターと、（ｅ）前記モーターへ加圧水を供給する
   手段と、　（ｆ）前記モーターからの排出流を前記噴盲
   ノズルから排出するため前記噴霧ノズルへ導くための手
   段と、（ｇ）圧縮空気を前記水と前記噴霧ノズルの上流
   点において混合するための圧縮空気供給手段と、モして
   （ｈ）水の流れを比較的一定にかつ最大に維持しながら
   圧縮空気の流速を水の流れに対して変更する手段とを特
   徴とする空気／水型の型製造装置。 ６、更に（ａ）前記ノズルにより前記モーターを経て射
   出すべき水のすべてを送るための手段を、看している特
   許請求の範囲第５項記載の型製造装置。 ７、更に前記ノズルと関連し、かつ水および圧縮空気の
   入口手段を有する混合室手段と。 （ｂ）前記混合室−Ｌ段に対して直径が減少しており、
   水／空気混合物を前記ノズルへ運ぶための出［１手段と
   を含む特許請求の範囲第５項記載の型製造装置。 ８、更に（ａ）別箇の混合室および排出ノズルに関連す
   る出口手段を有していて、（ｂ）前記混合室は前記シュ
   ラウドの外部に設置されており、そして（Ｃ）前記用「
   １手段は前記シュラウドの外方の前記混合室へ連結され
   ていて、且つ前記シュラウド内の半径方向の点まで、又
   は前記シュラウド壁の前方突出部へ延びている別箇の管
   を含んでおり、（ｄ）前記管は前記ファンにより生成さ
   れた空気流内に前記ノズルを直接取付けている特許請求
   の範囲第７項記載の型製造装置。 ９、（ａ）前記管は前記シュラウドの壁を通してその前
   端に隣接して延びている特許請求の範囲第８項記載の型
   製造装置。 １０、（ａ）周囲空気の比較的高速度の流れを発生する
   ためのファンと、（ｂ）前記ファンを作動させるための
   水で駆動されるモーターと、（Ｃ）水を加圧水を源から
   前記水で駆動されるモーターを通して導く手段と、（ｄ
   ）噴霧された水の微細な粒子を排出するための、複数の
   水噴畜ノズルと、（ｅ）前記モーターからの排出を前記
   噴霧ノズルへ接続し、これにより前記ノズルへ排出され
   る加圧された水をまず前記ファンを駆動するために使用
   する手段と、そして（ｆ）圧縮空気を前記水の中へ前記
   モーターと前記ノズルとの間に導入する手段と、を含む
   ことを特徴とする人工雪を形成する装置。 １１、更に（ａ）前記ノズルが前記ファンにより生成さ
   れた周囲空気流内に直接設置されている特許請求の範囲
   第１００項記載装置。