CN108474606A - 造雪设施以及用于从造雪设施排放人造雪的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从造雪设施(20)排放人造雪(S)的方法，所述造雪设施(20)包括汽化器容器(1)并且通过以下方式借助于在真空压力下冻结水的技术产生雪：在所述汽化器容器中维持真空压力并且产生从水吸收汽化潜热的水蒸汽，借此水温下降，直到其冻结并且达到对应于现有真空压力的过冷温度为止，其中借助于第一管式螺旋输送器(4)从所述汽化器容器的底部(1A)取出所产生的雪，将所述所取出的雪从所述第一螺旋输送器通过受控的第一阀(6)输送到第二管式螺旋输送器(5)中，并且将雪从所述第二螺旋输送器通过受控的第二阀(7)排放到大气。本发明还提供一种用于产生人造雪的设施以及一种用于控制所产生的人造雪的质量的方法。

Description

造雪设施以及用于从造雪设施排放人造雪的方法

技术领域

本技术大体上涉及一种产生雪的过程，并且更具体地说，涉及一种用于从造雪系统排放并分发雪的方法和设备。

背景技术

造雪技术依赖于关于水的沸点随周围压力而变化的事实的物理定律。基本上，对于造雪过程，对应于水的沸点处于0℃以下的温度的真空压力产生从水吸收汽化潜热的水蒸汽。水温下降，直到其冻结并且达到对应于现有真空压力的过冷温度为止。

已经在不同工业领域中完善在真空压力下冻结水的技术，诸如针对冷却和冷冻干燥应用。然而，目前仅存在两种使用这种技术产生雪的现有商业设施/系统。现有系统产生在环路中抽吸的冰浆。从所述冰浆环路移除水以产生雪。上述系统的主要问题是其在冰浆环路中需要抗冻保护。所使用的抗冻保护通常呈乙二醇或NaCl溶液的形式，其在两种情况下均部分地随雪排放并且从而污染环境。第二个问题是仅能够产生湿雪而几乎不可能控制所产生的雪的质量。

用于使用如上所述的真空技术产生冰粒或雪的基本系统例如在US6038869、WO8203679和WO-2006090387中公开。这些系统产生冰浆，在所述过程中从所述冰浆移除水或者能够稍后从所述冰浆移除水，这取决于所产生的冰浆的既定用途。当移除水时，雪仍然是湿的，类似于具有高密度的“春雪”。使用此类方法来造雪，因此不可能控制雪质量并且还存在对在冰浆环路中进行不利于环保的抗冻保护的上述需要。

相关技术

文献DE917491、SE85551和US1976204公开了用于产生冰的系统。所述系统均使用螺杆来形成冰塞，其用以维持汽化器容器内的真空。如果所述系统改为用于产生雪，则所得雪的机械性质将受破坏并且将不可能控制雪质量，诸如所产生的雪的密度。

发明内容

本发明的一般目的是对上述问题提供改进的解决方案。

明确地说，本发明的目的是提出一种用于产生所需质量(诸如关于机械性质或密度)的雪的改进方法。

明确地说，本发明的另一个目的是提出用于产生所需质量(诸如关于机械性质或密度)的雪的设备。

这些和其它目的由如所附权利要求书所定义的技术满足。

所述技术大体上涉及一种从使用在真空压力下冻结水的已知技术产生的雪提供高质量雪的方法。

在所述技术的基本方面，提供一种从具有汽化器容器的造雪设施排放人造雪的改进方法。通过维持汽化器容器中的真空压力并且产生从水吸收汽化潜热的水蒸汽来借助于在真空压力下冻结水的技术产生雪。从而，致使水温下降，直到其冻结并且达到对应于现有真空压力的过冷温度为止。在基本配置中，所述方法包括借助于第一管式螺旋输送器从汽化器容器的底部取出所产生的雪，将所取出的雪从第一螺旋输送器通过受控的第一阀输送到第二管式螺旋输送器中，并且将所述雪从第二螺旋输送器通过同样受控的第二阀排放到大气。

根据所述技术的另一方面，提供一种用于排放人造雪并且包括汽化器容器的造雪设施，真空生成装置连接到所述汽化器容器以用于在其中产生并维持真空压力并且连接到冷凝器。提供水供应器以用于通过供水管线和至少一个喷水嘴在汽化器容器中分发水，并且还提供用于从其排放在汽化器容器中产生的雪的装置。在基本配置中，所述设施包括：第一管式螺旋输送器，所述第一管式螺旋输送器与汽化器容器的下部连通以从其接收雪；第二管式螺旋输送器，所述第二管式螺旋输送器通过受控的第一阀与第一管式螺旋输送器的出口端连通以选择性地在操作第一管式螺旋输送器时从其接收雪；以及受控的第二阀，所述受控的第二阀使第二管式螺旋输送器的出口端与周围大气连通以选择性地在操作第二管式输送器时从其排放所产生的雪。

根据所述技术的另一方面，提出一种用于控制从借助于在真空压力下冻结水的技术产生雪的造雪设施排放的人造雪的质量的改进方法。在真空容器中维持所述真空压力，并且产生从水吸收汽化潜热的水蒸汽，使得水温下降，直到其冻结并且达到对应于现有真空压力的过冷温度为止。在基本配置中，根据汽化器容器中的真空压力控制进入汽化器容器的水流量，或者另选地，根据进入汽化器容器的水流量控制汽化器容器中的真空压力，以便产生部分地冻结的水滴，从而得到较高密度，或者完全地冻结的水滴，从而得到较低密度。

本技术的基本想法的优选进一步发展以及其实施例在附属子权利要求项中指出。

将在阅读以下对所述技术的实施例的详细描述后容易明白除了上述优点之外的本技术所提供的优点。

附图说明

将结合附图参考以下描述来最好地理解本发明以及其另外目的和优点，在附图中：

图1是根据目前提出的技术的造雪设施的实施例的示意图；以及

图2是从图1的造雪设施排放人造雪的方法的示意性流程图。

具体实施方式

现将参考附图中所示的造雪设施和从造雪设施排放人造雪的方法的例示实施例解释所述技术。所述实施例用以例示所述技术的原理在用于尤其是针对滑雪应用制造人造雪的应用中的使用。但应当强调，所述图示起到描述所述技术的实施例的作用并且不希望将所述技术限于细节或者其任何特定应用领域。

如介绍中所指示，几十年前就已经知道在真空压力下冻结水的一般技术，并且其已经主要用于产生冰或一般冷却目的。不久前，在相同一般技术的开发中，已经开发出用于尤其是针对滑雪应用(诸如越野滑雪和高山滑雪)产生人造雪的设备。这种现有技术造雪设备的主要问题是其仅产生湿的高密度质量的雪，其可被称为春雪，具有在600至700kg/m³的范围内的密度。

为了克服在这个技术领域内遇到以及还在介绍中简要提及的此类缺点和问题，本技术现在提出一种用于优化所产生的人造雪的质量的新颖方法。所提议的方法和设施的独特特征提供优于现有技术的核心优点。所述方法使得能够产生质量比之前高得多的人造雪，尤其是关于所产生的雪的密度。这又提供诸如连续地控制所产生的雪的质量的改进可能性等另外优点。

现将参考在附图1至2中所示的所述技术的例示实施例解释本技术。图1非常示意性地示出用于本技术的基本造雪设施20的示例性实施例。所述设施20是基于所提及的在真空压力(明确地说，对应于水的沸点处于0℃以下的温度的真空压力)下冻结水以用于产生或制造人造雪S的现有技术。所述设施包括汽化器容器1，真空生成装置2(诸如真空泵)在一端处连接到汽化器容器以用于在其中产生并维持真空压力并且在另一相反端处连接到冷凝器3。提供水供应器12以用于通过供水管线11和至少一个喷水嘴10向汽化器容器1供应水并且在其中分发水。还必须提供用于从其排放在汽化器容器1中产生的雪的装置。至此，所描述的设施是基于已知技术。

然而，与此类已知技术明显不同，目前提出的设施包括用于将在汽化器容器1中产生的雪S从其排放到周围大气中而不损害所产生的雪S的质量的装置4至7的独特配置。所述雪排放装置包括第一管式螺旋输送器4，所述第一管式螺旋输送器4与汽化器容器1的下部1A连通以从其接收所产生的雪S。将理解，第一管式螺旋输送器4通过所述容器1的底部中的适当尺寸的开口(未详细示出)与汽化器容器1连通。所述管式螺旋输送器选择性地由马达17激活，所述马达17驱动性地连接到螺旋桨叶4B，所述螺旋桨叶4B可旋转地轴颈支承在圆柱管型输送器壳体4C中。

第一管式螺旋输送器4的出口端4A通过受控的第一阀6与第二管式螺旋输送器5连通。第一阀6为任何适当类型，诸如滑动阀或闸板阀，用于控制在两个管式螺旋输送器4、5之间馈送所产生的雪S。可分别以任何适当方式控制第一阀6以及稍后描述的第二阀7和第三阀8，优选地借助于可与基于PLC的控制系统耦接的电动型阀控件来远程地控制。将理解，第二管式螺旋输送器5选择性地在操作第一管式螺旋输送器4并且打开第一阀6时从所述第一管式螺旋输送器4接收所产生的雪S。

第二管式螺旋输送器5同样选择性地由马达18激活，所述马达18驱动性地连接到螺旋桨叶5B，所述螺旋桨叶5B可旋转地轴颈支承在圆柱管型输送器壳体5C中。在出口端5D处，第二管式螺旋输送器5与受控的第二阀7连通，所述第二阀7优选地为与第一阀6相同的类型。通过第二阀7，第二管式螺旋输送器5与周围大气连通以选择性地在操作第二管式输送器5时从其排放所产生的雪S。

造雪设施20可优选地还具备来自第二管式螺旋输送器5的分支9。经由所述分支9，第二管式螺旋输送器5通过第三受控阀8连接到汽化器容器1，从而选择性地将与汽化器容器1中的真空压力相似的真空压力至少传送到第二管式螺旋输送器5。这将准许尽可能好地维持所产生的雪S的质量(主要是密度)，直到其从设施20排放。

汽化器容器1被配置为保持深真空，并且容器1可由许多不同材料中的任一者制成，如从各种领域内的真空压力应用众所周知，只要所述容器达成所需要的真空压力水平。为了针对设施20提供最佳效果，汽化器容器1的高度应当优选地根据在其中产生的真空压力以及通过从所述至少一个喷水嘴10喷射来进入汽化器容器的水滴15的大小和温度来确定。这是为了确保液滴15在到达容器1的底部1A之前冻结。此外，汽化器容器1应当优选地具备绝缘层13以用于使环境温度的升温效应最小化，所述环境温度原本可能使容器1的内部升温，其中所述雪在所述容器1的内部处产生并且在从汽化器容器1分发出去之前短时间储存在该处。

在下文中将描述所提出的从造雪设施20排放人造雪S的方法或过程，所述造雪设施20如图1中示意性指示并且因此包括汽化器容器1，其中借助于在真空压力下冻结水的技术产生雪。在汽化器容器1中维持真空压力，并且产生从水吸收汽化潜热的水蒸汽，借此水温下降，直到其冻结并且达到对应于现有真空压力的过冷温度为止。将参考图2的示意性流程图逐步地笼统描述所述方法/过程。在序列步骤S1中，启动真空泵或等效装置2，并且当已经在汽化器容器1中获得恰当真空压力水平时，通过一个或多个喷嘴10激活水喷射。在步骤S2中，在汽化器容器1中达到特定水平的雪之前，并且在能够开始从汽化器容器1分发出雪之前，关闭第一阀和第二阀6、7。另一方面，打开第三阀8以选择性地在至少第二管式螺旋输送器5中创建与在汽化器容器1中相似或基本上相同的真空压力水平。当在汽化器容器1中和在第二管式螺旋输送器5中达到所述相等真空压力水平时，可在步骤S3中再次关闭第三阀8。

当已经在汽化器容器1中产生适当并且预定量的雪S从而聚集在容器1的底部1A中以及位于容器的底部开口(未示出)下方的第一管式螺旋输送器4中时，在步骤S4中打开第一阀6。接着，在随后序列步骤S5中，激活第一和第二管式螺旋输送器以按基本上相同的每分钟转数进行操作。该激活用以首先借助于第一管式螺旋输送器4从汽化器容器1的所述底部1A取出所产生的雪S。接着将所取出的雪从第一管式螺旋输送器4通过受控的第一阀6输送到第二管式螺旋输送器5中，所述第二管式螺旋输送器5又将所产生的雪S朝向其出口端5A输送。

接着，在序列步骤S6中，当所产生的雪S到达所述出口端5A和第二阀7时停止两个管式螺旋输送器4和5。在步骤S7中，接着关闭第一阀6并打开第二阀7，并且最终，在步骤S8中，再次启动第二管式螺旋输送器5以执行将所述雪通过所述第二阀7从第二管式螺旋输送器6排放到大气。接着在步骤S9中通过解除激活/停止现已变空的第二管式螺旋输送器6并且通过关闭第二阀7来完成序列。接着，所述过程准备好从步骤S2开始新序列。为了连续地维持真空压力和雪产生，根据如不同相关序列步骤所表示的确定程序操作两个管式螺旋输送器4和5以及两个阀6和7。

在另一方面，所述技术还涉及一种控制人造雪的质量的方法。雪质量(密度)是在进入汽化器容器1时呈具有特定大小的液滴的形式的水流量、汽化器容器1的高度和真空压力的函数。通过控制水流量和真空压力，所述水滴将部分地冻结，从而得到较高密度，或完全地冻结，从而得到较低密度。当真空生成装置2以特定固定速度运行时，其可产生以吨/h计的特定质量的雪/冰或者在给定密度下以m3/h计的特定体积的雪/冰。当在真空生成装置2以固定速度工作的情况下增大通过喷水嘴10进入汽化器容器1的水流量以用于产生给定密度的雪时，真空生成装置2不能够压缩并排空汽化器容器1中的所有水蒸汽。真空压力将接着随进入汽化器容器1的水流量的比率增大而升高(朝向大气压力)，并且进入容器的水滴将仅部分地冻结。增大水流量因此导致水滴内的较少冻结，直到其根本不冻结为止。通过所提出的方法，将因此有可能控制从水滴根本不冻结到水滴在到达汽化器容器1底部之前完全冻结的过程。还可从在具有固定水流量的情况下朝向大气压力升高真空压力的意义上颠倒密度的控制。换句话说，这通过根据汽化器容器中的真空压力控制进入汽化器容器1的水流量或另选地通过根据进入汽化器容器的水流量控制汽化器容器中的真空压力来进行，以便产生部分地冻结的水滴，从而得到较高密度，或完全地冻结的水滴，从而得到较低密度。该后者另选方式将提供相同结果，不同之处只是关于以m³/h计的所产生的体积的性能将减小。

上文已经特定参考目前提出的实际实施例来描述了所提出的新技术。然而，应当注意，所述技术决不限于所述实施例，而是可同样非常适合于预期用于涉及特殊条件的特定应用的另选实施例。以相同方式，还有可能使用除此处特别提及之外的其它类型的输送器、阀和真空生成器。还应当强调，虽然已经参考用于针对滑雪应用产生雪的应用描述和示出了所述技术，但其决不限于此类特定应用。本发明的基本原理可应用于其它类型的造雪应用以及造雪设施。

已经结合将被视为其示例性实例的实施例来描述了本技术。本领域的技术人员将理解，本技术不限于所公开的实施例，而是预期涵盖各种修改和等效布置。本技术同样涵盖本文所描述和示出的特征的任何可行组合。本技术的范围由所附权利要求书界定。

Claims (7)

1.一种从造雪设施(20)排放人造雪(S)的方法，所述造雪设施(20)包括汽化器容器(1)并且通过以下方式借助于在真空压力下冻结水的技术产生雪：在所述汽化器容器中维持对应于水的沸点处于0℃以下的温度的真空压力并且产生从水吸收汽化潜热的水蒸汽，借此水温下降，直到其冻结并且达到对应于现有真空压力的过冷温度为止，特征在于：

-借助于第一管式螺旋输送器(4)从所述汽化器容器的底部(1A)取出所述所产生的雪；

-将所述所取出的雪从所述第一螺旋输送器通过受控的第一阀(6)输送到第二管式螺旋输送器(5)中；以及

-将所述雪通过同样受控的第二阀(7)从所述第二螺旋输送器排放到大气：借此

-通过第三受控阀(8)在至少所述第二管式螺旋输送器(5)中选择性地创建与所述汽化器容器(1)中的真空压力相似的真空压力，所述第三受控阀(8)经由来自所述第二管式螺旋输送器的分支(9)将所述第二管式螺旋输送器连接到所述汽化器容器。

2.根据权利要求1所述的方法，特征在于：

-在所述汽化器容器(1)中达到特定水平的所产生的雪(S)之前，关闭(步骤S2)所述第一阀(6)和第二阀(7)并且打开所述第三阀(8)；

-当在所述汽化器容器(1)中和在所述第二管式螺旋输送器(5)中存在相等压力时，关闭(步骤S3)所述第三阀(8)；

-当已经在所述汽化器容器(1)中产生设定量的雪(S)时，打开(步骤S4)所述第一阀；

-激活(步骤S5)所述第一和第二管式螺旋输送器(4、5)；

-当所产生的雪到达所述第二阀时，停止(步骤S6)两个管式螺旋输送器；

-关闭(步骤S7)所述第一阀并且打开所述第二阀；以及

-启动(步骤S8)所述第二管式螺旋输送器以将所述所产生的雪通过所述第二阀排放到大气。

3.根据权利要求2所述的方法，特征在于当所述第二管式螺旋输送器(5)已经变空时停止(步骤S9)所述第二管式螺旋输送器(5)并且接着关闭所述第二阀(7)。

4.根据权利要求2或3所述的方法，特征在于激活所述第一和第二管式输送器(4、5)使其按相同的每分钟转数进行操作。

5.一种造雪设施(20)，其用于排放人造雪(S)并且包括：汽化器容器(1)；真空生成装置(2)，其连接到所述汽化器容器以用于在其中产生并维持真空压力并且连接到冷凝器(3)；水供应器(12)，其用于通过供水管线(11)和至少一个喷水嘴(10)在所述汽化器容器中分发水；以及用于从其排放在所述汽化器容器中产生的雪的装置(4至7)，特征在于：

-第一管式螺旋输送器(4)，所述第一管式螺旋输送器(4)与所述汽化器容器(1)的下部(1A)连通以从其接收所产生的雪(S)；

-第二管式螺旋输送器(4)，所述第二管式螺旋输送器(4)通过受控的第一阀(6)与所述第一管式螺旋输送器的出口端(4A)连通以选择性地在操作所述第一管式螺旋输送器时从其接收所产生的雪；

-受控的第二阀(7)，其使所述第二管式螺旋输送器的出口端(5A)与周围大气连通以选择性地在操作所述第二管式输送器时从所述第二管式输送器排放所产生的雪；以及

-分支(9)，其通过第三受控阀(8)将所述第二管式螺旋输送器(5)连接到所述汽化器容器(1)以从而选择性地将与所述汽化器容器中的真空压力相似的真空压力至少传送到所述第二管式螺旋输送器(5)。

6.根据权利要求5所述的造雪设施(20)，特征在于所述汽化器容器(1)的高度是其中所产生的真空压力以及从所述至少一个喷水嘴(10)进入所述汽化器容器的水滴(15)的大小和温度的函数。

7.根据权利要求5或6所述的造雪设施(20)，特征在于所述汽化器容器(1)具有绝缘层(13)以用于使环境温度的升温效应最小化。