CN104011486A - 尤其用于造雪的方法以及实现所述方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法、尤其由水造雪的方法，采用具有泵装置的低压液压装置(2)，清洁装置(2.1)连接至所述泵装置；并且采用具有至少一个高压泵的分配装置，具有雪炮(3.3)和/或不同的造雪装置的高压装置(3)连接至所述高压泵。为了更改处理水的水结构中的水分子的结合键以及改善造雪，根本本发明，至少一些所使用的水在交流电磁场的同步作用下暴露于电离和/或极化场，从而获得超分子水结构中的水分子的更弱化的结合键，改善热量的吸收和传播。本发明还涉及实现所述方法的装置。

Description

尤其用于造雪的方法以及实现所述方法的装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所限定的尤其用于造雪的方法以及实现所述方法的装置。
本发明涉及尤其用于造人工雪或冰或者用于类似技术过程的新颖的方法以及液压、电子以及气动装置。
背景技术
当前的尤其用于造雪或冰的方法和装置已经被各种不同地设计，所述设计取决于它们所用水源的类型、例如天然湖泊、人工湖泊、河水、蓄水池、泉水等。这些水源具有优点，但也具有缺点。在人工湖泊形成时，人工湖泊限制使用时间以及体积。人造雪的实际制造通过造雪装置（雪炮或其它造雪装置）上合适设置的水和空气喷嘴的组合来实现的。冷却或者化学处理用于造雪的水或者借助于微物质使得水化学增稠的制造方法也是已知的。在披覆水后雪和冰块更快地形成。雪炮或其它造雪装置的多种示意性实施例是存在的，但是它们具有的共同特点是沿水平和竖直方向可调性。至少一个运动可以自动地被控制。雪炮或其它造雪装置具有多个喷嘴，所述多个喷嘴是固定的或者可以旋转的并且优选在定向运输室内的气流源上游布置。
这些用于造雪或造冰的已知的装置的不足之处在于，这些装置特别依赖温度和湿度以及用于造雪的工业水的温度和品质。以低于冰点的温度并且以0℃制造的雪是湿的，并且所述雪无法通过现有的技术手段例如以更高的温度制造、采用更少的水、改变压力或者冷却水来改进。在这些状况下，人造雪的制造必须停止或者造雪必须在对造雪状况更加有利的夜晚实现。
在专利公开文献WO2007/045467中描述了一种装置，在所述装置中，媒介被循环并且媒介的温度在该过程中增加。这导致了增加的能耗。
发明内容
本发明的目的在于开发一种造雪方法，其中在所用的水的超分子水结构中水分子的结合键（bond）得到改变并且因此改进了造雪。
该目的由权利要求1的特征来实现。
新颖的方法的本质在于用于造雪的水被暴露于电离和/或极化场，同时受到交流电磁场的作用。由此所实现的是，所使用的水的超分子水结构中的水分子的力-能量结合键发生变化；即减弱。在该过程中，媒介（液体和/或气体）流经装置而不会有显著温度增加。另一个优点在于装置中的媒介的流量可以被调节。
由从属权利要求可知用于实现所述方法的装置的有利实施例。
液压回路的低压和/或高压部分具有主激励装置和/或压力激励装置，它们直接地、固定地或者间接地（在回路中借助于分支部）相连，并且使用激励装置，液体的流动被中断。主激励装置优选在清洁装置下游安置。该主激励装置也可以没有显著优势地安装在液压线路的任何点处或者泵装置上游的水源处。压力激励装置优选在雪炮和/或某种其它造雪装置上游连接至高压装置。
主激励装置包括具有第二受控打开与关闭机构的液压输入分支部，其在受控的主打开与关闭机构附近通到具有至少一个温度计和/或至少一个压力计的分配分支部中。在液压输入与输出分支部之间，激励装置被固定地和/或能够拆卸地安设。液压输出分支部通到中间分支部中，所述中间分支部在第三受控的打开与关闭机构与主打开与关闭机构之间安置。
压力激励装置包括共用室，在所述共用室中，至少一个控制电极固定地、能够拆卸地和/或柔软地安设在入口处。至少一个极化电极沿流方向在共用室的本体出口处固定地且柔软地安设。共用室的本体出口由固定的和/或柔软的护套（膜）形成。
在激励装置的情况中，在主激励装置上，共用本体主要包括护套（膜），在其周围至少部分地具有涂层。
尤其用于造雪的该装置的优点在于，能够在0℃产生高品质的雪。所产生的雪是干燥的，并且由于装置具有多次涂层，所以水不会从装置跑出。因此，雪的品质得到维持，即使出于其它目的需要用机器将雪打散。这些机器挤压雪层，但并不会将水挤出。因而，不会形成冰层。类似地，没有以泉水制造所谓雪粒的先决条件。所产生的人造雪融化缓慢，从而不必频繁地进行造雪。这导致了对于操作雪炮而言降低的成本、尤其电成本，这是因为无需增加已经大量的雪产量。同时，所使用的水量得到降低，这具有正面的环境效应。因此，雪季可以被延长或者转移到更低的区域，而更高品质的人造雪产生。这得以实现是因为根据本发明的处理，在所述处理中，所使用的水或其它媒介在热量/冷消耗以及输出方面需要无法预见的、不期望能够的以及新发现的特性。这也是物理记录在案的。
附图说明
将结合附图详细说明本发明。在各附图中：
图1是装置的流体、电子和气动框图；
图2示出了具有用于造雪的主激励装置的具体示意性实施例的流体装置的示意性实施例，其具有合适控制的主打开与关闭机构；
图3示出了位于主激励装置上的激励装置，示出了高功率源，所述高功率源在其自己的控制装置中支承，并且在等同的示意性实施例中与激励装置直接相连；
图4示出了压力激励装置，所述压力激励装置的一部分具有位于入口与出口之间的柔性护套；
图5示出了压力激励装置或其等价物的具体示意性实施例，所述装置依次包括两个装置，它们在空气室内隔热地支承，所述空气室具有位于流体部分的内部中和/或位于空气室内的受控加热元件；
图6示出了用于媒介的温度和/或运动控制的简化实施例；并且
图7示出了电磁信号的改型。
具体实施方式
尤其用于造雪的方法和装置包括流体分配装置（液压分配装置）2.4，其具有至少一个高压泵。高压装置3包括压力管线3.1，所述压力管线具有多个示意性实施例。所述压力管线可以是固定的和/或柔软的，并且可以由钢、聚乙烯、聚丙烯、织物或橡胶制成，具有分配装置3.2。雪炮3.3和/或其它造雪装置3.4可以按需与高压装置3相连，从而在高压装置的上游，具有至少一个压力激励装置3.51的压力激励模组3.5连接至压力管线3.1。雪炮3.3具有分配装置3.31，所述分配装置与位于空隙中或其端部上的、优选内部中的喷嘴装置3.32流体（液压）连通。喷嘴装置3.32沿空气模块3.33的气流流出方向设置。分配装置3.31连接至压力、温度、流和水分传感器等，每个所述传感器本身具有物理变量的控制模块和算法。
类似地，杆式造雪模组3.4具有第二工艺（技术）分配装置3.41，其连接至第二喷嘴装置3.42。雪炮3.3和杆式造雪模组3.4以针对地形类型合适的方式安置。
液压装置1的低压装置2包括泵装置，清洁装置与所述泵装置相连并且与主激励装置2.3固定地或可拆卸地相连。分配装置2.4在主激励装置2.3的下游连接，所述分配装置2.4的至少一个高压泵23将低压泵2与高压装置3隔开。
泵装置2.1包括存储器2.11，所述存储器可以是泉水、河流、湖泊或者具有引到泵装置的抽吸管线的存储器。在抽吸装置的下游，过滤器2.13安置在泵2.12的上游。泵装置2.1包括多个示意性实施例，具有用于测量入流、温度、压力、水位等的测量器械，所述测量器械优选像泵2.12那样电连接至主激励装置9。
清洁装置2.2包括工艺分支部，第一打开与关闭机构2.21在所述分支部上安置，过滤器2.22优选在所述第一打开与关闭机构下游连接。在过滤器2.22下游设有第二打开与关闭机构2.23。连接分支部包括第三打开与关闭机构2.24。工艺分支部在泵装置2.12的下游并在第二打开与关闭机构2.23的下游与连接分支部连通。在工艺分支部的下游是第一受控的打开与关闭机构4，并且在第一受控的打开与关闭机构的下游是连接分支部，所述连接分支部在通到分配装置2.4的入口的上游包括压力计5、通气装置6以及流量计7。
在流体输入分支部处，主激励装置2.3具有第二受控的打开与关闭机构2.31，其通到具有至少一个温度计2.32和至少一个压力计2.33的分配分支部中。该分配分支部位于主打开与关闭机构2.34的上游。在该分配分支部与输出流体分支部之间，至少一个激励装置2.35被固定地或可拆卸地安设。流体输入分支部通到中间分支部中，所述中间分支部将第三打开与关闭机构2.34连接至主打开与关闭机构2.36，并且在所述中间分支部上优选安置输出压力计2.37。有利的是至少一个通气激励装置6.1连接至流体输出分支部。
压力激励装置3.5包括具有共用室3.42的至少一个压力激励装置3.51，所述共用室在输入开口3.45附近具有至少一个控制电极3.43并且在输出开口3.46附近具有极化电极3.44。控制电极3.43在保持件3.40中柔软地和/或固定地、并且以防水的方式地被支承。该保持件3.40以防水的方式连接至输入护套（膜）3.490。输入护套3.490包括输入开口3.45。极化电极3.44在保持件3.40中柔软地和/或固定地并且以防水的方式地被支承。该保持件3.40以防水的方式连接至输出护套（膜）3.491并且包括输出开口3.46。有利的是输入护套（膜）3.490和输出护套（膜）3.491经由柔软的、可弯折的压力材料制成的变形护套（膜）3.47彼此相连。这种连接的具体示意性实施例提供了联接件3.48。例如，该联接件是由合成橡胶制成的液压软管。合成橡胶对磨损以及环境因素具有高耐性。有利的是共用室3.42的至少一部分包括具有负电化学电势（negative electrochemical potential）的材料和/或在变形护套（膜）3.47外设置。控制电极3.43具有形式为试验管的护套3.41，其是一种由硅酸盐、陶瓷等材料制成的管，在其中安置杆形和/或螺旋形天线3.432。极化电极3.44被类似地设置，但是在其内部所述极化电极具有固态的、液态的或气态的极化材料3.441。控制电极3.43的护套3.41和极化电极3.44的护套具有多种版本，这取决于所使用的激励水（媒介）的负载和类型。对于最低的负载而言，护套包括以SiO2为主要成分的技术玻璃。这是一种均质的、非结晶的、各向同性的、固体的且易碎的物质，其在亚稳态的状态中具有30MPa的拉伸强度以及大约2.53g cm-3的密度。这是一种具有介电特性的绝缘材料，其具有极化能力。具有Al2O3含量至少99.7%的氧化烧结陶瓷或者具有拉伸弹性模量380～400GPa、至少300MPa的断裂强度以及3.8g cm-3的密度的氧的微结构的陶瓷是合适的。最佳的是一种复合陶瓷C/SiC，其是在无毒技术陶瓷的类别中并且具有短碳纤维，所述短碳纤维改善了K/SiC的优异力学和热学特性。其密度是2.65g cm-3；弹性模量是250～350GPa，并且抗弯强度至少是160～200MPa。复合陶瓷C/SiC包括具有3～6mm长度以及12k（1k=10丝）的Rovince厚度的短碳纤维，其可以被容积上地且随意地定向，由此材料具有各向同性的特性。在极化电极3.44或控制电极3.43上出现极端载荷的情况下，短碳纤维可以优选以目标化的方式被定向，例如与轴线垂直，由此材料获得各向异性的特性。螺旋形或杆形天线3.432可拆卸地或固定地连接至高功率源8，所述高功率源连接至电源8.1。如果激励装置位于水中的话，则高功率源8将100～500MHz且强度0.1～0.2W的交流电磁信号供到杆形和/或螺旋形天线3.432中。电源8.1理解为是230V电源，其转换成12V（24V等）。电源也可以是技术等价物，例如电池、太阳能电池或光电元件或类似材料。在替代的实施例中，高功率源8也可以在压力激励装置3.51外安置。
与弹性激励装置3.51对应的激励装置2.35在主激励装置2.3上安置并且具有共用室3.42，在所述共用室内，至少一个控制电极以防水的方式、固定地或可拆卸地安设在输入开口2.45附近。在输出开口2.46附近，极化电极2.44固定地或可拆卸地并且以防水的方式被安设。在共用室2.42的周边或者在其周边的至少一部分上，取决于水（或媒介）的成分，设有由正电化学材料（C、Cu等）或负电化学材料（Al、Fe等）制成的涂层、膜或护套2.421。在所描述的示意性实施例中，存储壳体2.47由非导电塑料（介电）绝缘材料制成。在具体的示意性实施例中，这种材料是聚丙烯。控制电极2.43和极化电极2.44在保持件2.40内支承。控制电极2.43具有筒形的封闭的护套2.431，在所述护套内安置杆形或螺旋形天线2.432。极化电极2.44被类似地设置，并且在其内部，极化电极具有固态、液体或气态内含物2.441，其具有正和/或负电化学电势。有利的是，就像在进一步示意性实施例中，极化电极具有可打开和可关闭的通气和去泥开口。形成用于造雪或冰的新颖装置的一些元件和单元与主控制装置9和气动装置11电连接。这些元件和单元例如是泵2.12、高压泵23、流量计7、温度与压力计、以及用于其它物理变量的测量器械。主激励单元2.3具有其自己的控制装置10以及气动装置11，二者连接至第一受控打开与关闭机构4、第二受控打开与关闭机构2.31、受控主打开与关闭机构2.34以及第三打开与关闭机构2.36。控制装置10本身连接至温度计2.32、压力计2.33以及出口压力计2.37或连接至外部温度计（在图中未示出）。有利的是低压液压装置2在激励装置下游具有至少一个通气单元15；或者主激励装置23具有其自己的通气装置6.1。术语“具有正或负电化学电势的材料”理解为意味着电极电势E0。构件的仅仅由限定的电极以及比较电极所产生的电动势被测量。标准比较电极具有等于零的电极电势，E0=0，其等价于以标准方式制备的铂电极。标准电极电势的值范围从从-3.04V（锂）至+1.52V（金）。由银制成的极化电极实现了特别好的结果，即使室护套完全地或者仅仅部分地由不锈钢制成。该过程通过根据的斯洛伐克专利公开文献279 429的装置被连续地分析。对于Po的方法，备案且证实的是在激励装置中制备的水分子与未处理的水相比更加弱化地得以键合。该方法可以限定为在交流电磁信号的影响下使得液体媒介、水或液体媒介的体积的至少一部分经过极化和/或电离室。因此，媒介的分子（超分子结构中的水分子）具有更弱的结合键。分子的和超分子的水结构中结合键的力能量发生变化，但是仅达到这样的程度，即结合键的力能量的流动性发生变化；但是，液体特性得到保留（聚集状态未发生变化）。
图5的示意性实施例包括护套16，在所述护套上，绝热体17安置在外侧或内侧。压力激励装置3.511和第二压力激励装置3.512或者多个彼此流体连通的激励装置位于护套16内。每个激励装置具有其自己的高功率源8，所述高功率源连接至其自己的或共用的电源8.1。在液压装置的内部中，设有至少一个加热元件18，所述加热元件连接至用于媒介的温度控制器20和/或运动控制器。在另一具体示意性实施例中，控制装置20位于护套16内。控制装置20包括传感器21，所述传感器连接至评价单元22（例如恒温器），其连接至开关元件23。加热元件18由电阻丝、杆形电线或者螺旋电线形成。如果加热元件18位于内部中，则其也可以是激光束或者感应加热元件18、以及可选地、合适功率的等离子体加热元件。这对于避免冰冻以及接踵而来的损害或者使得这种情况逆转是必须的。主激励装置2.3也可以不与受控打开与关闭机构（2.34；2.36；2.31和4）相连、具体地不与形式为旁支部的手动控制器相连。

Claims (13)

1.一种方法、尤其由水造雪的方法，采用具有泵装置（2.1）的低压液压装置（2），清洁装置（2.2）连接至所述泵装置；并且采用具有至少一个高压泵的分配装置，具有雪炮（3.3）和/或附加的其它造雪装置（3.4）的高压装置（3）连接至所述高压泵，
其特征在于
至少一些所使用的水在交流电磁场的同步作用下暴露于电离和/或极化场，从而获得超分子水结构中的水分子的更弱化的结合键，改善热量的吸收和传播。
2.一种用于实现权利要求1的方法、尤其用于实现权利要求1的造雪方法的装置，其特征在于
低压装置（2）和/或高压装置（3）具有泵装置（2.3）和/或压力激励装置（3.5），并且主激励装置（2.3）优选在清洁装置（2.2）的下游安置或者在泵装置（2.1）处安置并且在低压装置（2）的存储器（2.11）处或其上游安置；并且
压力激励装置（3.5）优选在所述高压装置（3）上安置在雪炮（3.3）和/或附加的其它造雪装置（3.4）上游。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于
所述主激励装置（2.3）具有液压输入分支部，所述液压输入分支部具有第二受控的打开与关闭机构（2.31），所述液压输入分支部通到具有至少一个温度计（2.32）和/或至少一个压力计（2.33）的分配分支部中；并且
在液压输入与输出分支部之间固定地和/或能够拆卸地安置至少一个激励装置（2.35），并且所述激励装置通到受控的主打开与关闭机构（2.31）以及主打开与关闭机构（2.36）中。
4.根据权利要求2和3所述的装置，其特征在于，
所述激励装置（2.35）具有共用室（2.42），并且控制电极（2.43）在所述室的输入开口（2.45）附近安置，并且极化电极（2.44）在所述室的输出开口（2.46）附近安置；并且
所述共用室（2.42）的至少一部分、护套（膜）（2.241）以及控制电极（2.43）固定地或能够拆卸地连接至高功率源（8），所述高功率源输出100～500MHz且强度为0.1～100W的交流电磁信号。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于
所述压力激励装置（3.51）具有共用室（2.42），并且控制电极（2.43）在输入护套（膜）（3.490）的输入开口（3.45）附近安置，并且极化电极（3.44）在输出护套（膜）（3.491）的输出开口（3.46）附近安置，所述输入护套（膜）（3.490）和所述输出护套（膜）（3.491）分别经由变形护套（膜）（3.47）彼此相连；并且
所述控制电极（3.43）固定地或能够拆卸地连接至高功率源（8），所述高功率源输出100～500MHz且强度为0.1～100W的交流电磁信号。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于
所述控制电极（3.43）具有壳体，其形式为试验管、硅酸盐、陶瓷等材料制成的管；
杆形天线和/或螺旋形天线（3.42）在所述控制电极（3.43）内安置；
极化电极（3.44）被类似地构造并且在其内部具有固态、液体或气态极化材料（3.44）；并且
控制电极（3.43）的以及极化电极（3.44）的玻璃护套（3.41）具有SiO2的主要成分，其拉伸强度为30MPa并且密度为2.53g cm-3。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于
控制电极（3.43）的以及极化电极（3.44）的护套（3.41）包括Al2O3含量至少99.7%的氧化烧结陶瓷，所述陶瓷具有380～400GPa的拉伸弹性模量、300MPa的抗弯强度以及3.8g cm-3的密度。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于
控制电极（3.43）的以及极化电极（3.44）的护套（3.41）包括复合陶瓷C/SiC，所述复合陶瓷C/SiC具有2.65g cm-3的密度、250～350GPa的弹性模量以及至少160～200MPa的抗弯强度。
9.根据权利要求2至8所述的装置，其特征在于
电源（8.1）具有高功率源（8），其具有转换成12V或24V电压的230V源。
10.根据权利要求2至9所述的装置，其特征在于
弹性压力激励装置（3.51）具有共用室（2.42），或者在至少一部分上具有涂层（2.421），取决于水成分，所述涂层包括正电化学材料（C、Cu）或者负电化学材料（Al、Fe）；
存储壳体（2.47）包括不导电的绝缘材料，例如聚丙烯；
控制电极（2.43）和极化电极（2.44）在保持件（2.40）中支承；并且
控制电极（2.43）和极化电极（2.44）在封闭的护套（2.431）中安置。
11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于
控制电极（2.43、3.43）是铂电极，其具有-3.04V（锂）至+1.52V（金）的电极电势。
12.根据权利要求2所述的装置，其特征在于
压力激励装置（3.511）位于护套（16）内，所述护套在内侧或在外侧设有绝热体（17）。
13.根据权利要求2所述的装置，其特征在于
压力激励装置（3.511）和附加的压力激励装置（3.512）它们彼此液压连通，在一共用护套（16）中安置；并且
每个压力激励装置（3.511、3.512）具有各自的高功率源（8），所述高功率源与各自的电源或共用的电源（8.1）相连。
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