JP3049326B2 - Method and apparatus for generating taut ice, especially for model experiments with ships and offshore structures - Google Patents

Method and apparatus for generating taut ice, especially for model experiments with ships and offshore structures

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JP3049326B2
JP3049326B2 JP4504143A JP50414392A JP3049326B2 JP 3049326 B2 JP3049326 B2 JP 3049326B2 JP 4504143 A JP4504143 A JP 4504143A JP 50414392 A JP50414392 A JP 50414392A JP 3049326 B2 JP3049326 B2 JP 3049326B2
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ループ・カール−ハインツ
エーファース・カール−ウルリッヒ
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ハムブルギッシェ・シーフバウ−フェルズーフスアンシュタルト・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
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    • 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
    • F25C1/00Producing ice
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B71/00Designing vessels; Predicting their performance
    • B63B71/20Designing vessels; Predicting their performance using towing tanks or model basins for designing

Description

【発明の詳細な説明】 利用分野 本発明は、特に船舶や海上建造物によるモデル実験の
ための張りつめた氷を水部分の水表面に発生するための
方法およびこの方法を実施するための装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for generating taut ice on the surface of a water part, especially for model experiments with ships and offshore structures, and to an apparatus for carrying out this method. .

技術水準 企画段階で、砕氷船の砕氷状態または海上建造物に対
する氷の負荷について述べることができるようにするた
めに、この船舶または海上建造物のモデルが氷タンク内
で実験される。氷タンクは、氷が水の上に存在する場
合、液圧式モデル試験のための冷却可能なモデルタンク
である。その際、モデル氷と呼ばれる氷タンク内の氷
は、海または内陸水域の自然の氷の物理学的なモデルと
して機能する。モデル氷の特性、特に機械学的特性は、
モデル縮尺に相応して等級分けをしなければならない。
State of the art During the planning phase, a model of this ship or offshore structure is tested in an ice tank in order to be able to state the icebreaking conditions of the icebreaker or the load of ice on the offshore structure. The ice tank is a coolable model tank for hydraulic model testing when ice is present on the water. The ice in the ice tank, called model ice, then functions as a physical model of natural ice in the sea or inland waters. The properties of the model ice, especially the mechanical properties,
They must be classified according to the model scale.

自然の氷は、その強度が大きすぎるために、氷タンク
でのモデル試験には、通常は適していない。従って、モ
デル氷を作るためにいろいろな方法が開発された。例え
ばモデル氷を作る水に、露点を低下させる化学製品、例
えば食塩、尿素、またはグリコールを混合するかあるい
は冷凍水に、特性の変化する他の添加剤、例えば砂糖ま
たは洗剤を加えることが知られている。ドーピングされ
た水から従来の方法で表面の熱を奪い取りことにより凍
結した張りつめた氷は、それが所望の厚さにほぼ達する
や否や、温度調整プロセスを行う。この温度調整プロセ
スは、モデル縮尺通りの必要な機械的特性を調節して得
るために役立つ。更に、従来の方法で凍ったモデル氷の
密度を、次のようにして調節することが知られている。
すなわち、凍結プロセスの間、微細な穴のあいたホース
によって連続的または周期的に小さな気泡を水部分に吹
き込むことにより、モデル氷の密度を調節することが知
られている。気泡は上昇し、そのときの氷下面に溜ま
り、氷の成長が進むにつれて氷によって閉じ込められる
(1990年のEspooの氷シンポジウム、Spencer D.S.、G.
W.Timco、Proc.IAHR 第II巻 745〜755)。
Natural ice is usually not suitable for model testing in ice tanks because its strength is too great. Accordingly, various methods have been developed for making model ice. For example, it is known to mix dew point lowering chemicals, e.g., salt, urea, or glycol, with the water that makes the model ice, or to add other additives that change properties, such as sugar or detergents, to the frozen water. ing. The taut ice, frozen by removing surface heat in a conventional manner from the doped water, undergoes a temperature regulation process as soon as it has almost reached the desired thickness. This temperature adjustment process serves to adjust and obtain the required mechanical properties on the model scale. Further, it is known to adjust the density of model ice frozen by a conventional method as follows.
That is, it is known to adjust the density of model ice by continuously or periodically blowing small bubbles into the water portion through a finely perforated hose during the freezing process. Bubbles rise and collect on the lower surface of the ice at that time and become trapped by the ice as it grows (Espoo's Ice Symposium, Spencer DS, G., 1990).
W. Timco, Proc. IAHR Vol. II 745-755).

更に、ほぼ凍結水の密度を有する小さな合成樹脂粒子
を水部分に入れることが知られている。合成樹脂粒子は
形成される氷によって閉じ込められる。合成樹脂粒子は
氷内で外乱個所を形成し、それによって出来上がったモ
デル氷は脆くなる。
Furthermore, it is known to put small synthetic resin particles having a density of frozen water in the water part. The synthetic resin particles are trapped by the ice formed. The synthetic resin particles form disturbance points in the ice, and the resulting model ice becomes brittle.

更に、噴霧過程によるモデル氷の発生が知られてい
る。ドイツ連邦共和国特許出願公開第3345648号明細書
には、噴霧過程によって、特に船舶モデル試験のための
張りつめた氷を水表面に発生するための方法が記載され
ている。この方法では、空気内で凍結した水の小滴を、
水表面に噴霧することにより、あるいは従来の方法で凍
結することによって水表面に発生したきわめて薄い張り
つめた氷上に噴霧することにより、張りつめた氷が発生
する。この場合、この過程は、張りつめた氷の厚さ全部
または少なくとも大部分が得られるまで、続けられる。
噴霧は低い室内雰囲気で行われるので、張りつめた氷は
上側に形成される。
Further, generation of model ice by a spraying process is known. DE-A 33 45 648 describes a method for generating tight ice on the surface of water by a spraying process, in particular for testing ship models. In this method, a droplet of water frozen in air is
Tensioned ice is generated by spraying on the surface of water or by spraying on extremely thin tensioned ice that has formed on the surface of water by freezing in a conventional manner. In this case, the process is continued until all or at least a majority of the tight ice thickness is obtained.
Since the spraying takes place in a low indoor atmosphere, the taut ice forms on the upper side.

従来の方法で凍結させ熱を奪い取ることによって表面
に作られた張りつめたモデル氷は、実質的に柱状に粒構
造を有する(図2)。このような張りつめたモデル氷凍
結プロセスは通常は、氷を全く含んでおらず凍結の準備
ができた氷タンクの水の上方で、微細な水の霧が冷たい
空気に噴霧される。霧小滴は空気内で凍結し、微細な氷
結晶として水表面上に下降する。そこで、霧小滴は自然
発生的にきわめて薄い氷膜を形成する。この氷膜の氷結
晶のc軸は調節されずに配向されている。c軸は氷の六
角形の結晶格子構造の主異方性軸である。c軸に対して
垂直方向の氷結晶の成長速度が最大であるので、自然発
生的に形成された氷膜の、ほぼ水平なc軸を有する結晶
が、不所望に配向された他の結晶よりも早く成長する。
なぜなら、その最高成長速度の方向が熱流れの方向と平
行であるからである。その結果、所望の方向に配向され
た結晶粒が水部分の中に迅速に柱状に成長し、長くなる
につれて隣接する不所望に配向された結晶粒を押しのけ
る。それによって、水平断面において深さが深くなるに
つれて結晶粒の数が減少し、この結晶粒の直径が増大す
る。
The taut model ice created on the surface by freezing and removing heat in a conventional manner has a substantially columnar grain structure (FIG. 2). Such a taut model ice freezing process typically involves spraying a fine water mist into cold air above the water in an ice tank that is free of any ice and is ready for freezing. The fog droplets freeze in the air and fall on the water surface as fine ice crystals. Thus, the fog droplets spontaneously form an extremely thin ice film. The c-axis of the ice crystals of this ice film is oriented without adjustment. The c-axis is the main anisotropy axis of the hexagonal crystal lattice structure of ice. Since the growth rate of ice crystals in the direction perpendicular to the c-axis is the highest, the spontaneously formed ice film has a substantially horizontal c-axis than other undesirably oriented crystals. Grows faster.
This is because the direction of the highest growth rate is parallel to the direction of the heat flow. As a result, the grains oriented in the desired direction quickly grow into columns in the water portion and displace away the adjacent undesired grains as they become longer. Thereby, as the depth increases in the horizontal section, the number of grains decreases and the diameter of the grains increases.

ドーピングされた凍結水の場合には、凍結した霧によ
って形成された氷膜の下に、先ず最初に薄い氷表層が形
成される。この氷表層は、比較的に小さく、柱状でない
かまたはほとんど柱状でない氷結晶粒からなっている
(図3)。この微細結晶の表層の厚さは水の添加や凍結
速度に応じて約1cmまでになるが、厚くならないことが
ある。上記の柱状結晶粒はこの表層の下面で開始され、
それが存在すると、所望に配向された隣の結晶粒によっ
て押しのけられない限り、張りつめた全体の氷の下面ま
で達する。柱状に成長したモデル氷の機械的な特性は平
面等方性である。柱状に成長し張りつめたモデル氷が曲
げ負荷、すなわち船舶による砕氷時の代表的な種類の負
荷を受けると、割れ目が好ましくは柱状結晶粒の粒境界
に沿って形成される(図4)。すなわち、割れ目に対し
て横方向の、張りつめた氷の垂直断面において、この割
れ目は氷厚さの全体にわたってほぼ鉛直にかつ直線的に
延びる。圧力負荷の下で、氷が強い圧力で押しつぶされ
るときに、海上建造物との相互作用の際の氷の代表的な
形状は、粒状の割れ目を発生する。しかし、モデル氷内
の個々の氷結晶粒が自然の氷からなるので、すなわち自
然の氷の強度を有するので、モデル氷内に粒状の割れ目
を発生するために必要な力が非常に大きい。
In the case of doped frozen water, a thin ice layer is first formed under the ice film formed by the frozen fog. The ice surface is relatively small and is composed of non-columnar or almost columnar ice grains (FIG. 3). The thickness of the surface layer of the fine crystals can be up to about 1 cm depending on the addition of water and the freezing rate, but may not be large. The columnar grains start on the lower surface of this surface layer,
When present, it will reach the underside of the entire taut ice, unless displaced by adjacent grains oriented in the desired manner. The mechanical properties of model ice grown in a columnar shape are planar isotropic. When the columnar-grown and stretched model ice is subjected to a bending load, that is, a load of a typical type during ice breaking by a ship, cracks are preferably formed along grain boundaries of the columnar grains (FIG. 4). That is, in a vertical section of tight ice, transverse to the fracture, the fracture extends substantially vertically and linearly throughout the ice thickness. The typical shape of the ice upon interaction with offshore structures, when the ice is crushed under high pressure under pressure load, produces granular cracks. However, since the individual ice grains in the model ice are made of natural ice, i.e., have the strength of natural ice, the force required to generate granular cracks in the model ice is very large.

噴霧法によって形成される張りつめたモデル氷内の氷
結晶粒(図5)は全く微細粒状であり、制御せずに配向
されている。このような氷の組織は“粒状”と呼ばれ
る。粒状氷の機械的な特性はほぼ等方性である。負荷を
受けて形成される割れ目はこの場合にも粒の境界に追従
する。しかし、結晶粒がほぼ球状でありかつ互いに密に
詰めらているので、割れ目は、曲げ負荷時に発生するよ
うな平らでない表面を有する。割れ目に対して横方向の
張りつめた氷の垂直断面において、割れ目はほぼ垂直に
配向されたジグザグ線として生ずる。微細粒状のモデル
氷を圧力負荷下で押しつぶすためには、多数の小さな結
晶粒と多数の粒境界が存在することにより、粒状の割れ
目を発生させる必要はない。従って、噴霧法によって作
られたモデル氷の場合には、氷を押しつぶすために必要
な力はほぼ正しく等級分け可能である。
The ice crystal grains in the tight model ice formed by the spraying method (FIG. 5) are quite fine-grained and oriented without control. Such ice texture is called "granular". The mechanical properties of granular ice are nearly isotropic. The cracks formed under load follow the grain boundaries in this case as well. However, because the grains are substantially spherical and tightly packed together, the fracture has a non-planar surface such as occurs during bending loads. In a vertical cross section of ice stretched transverse to the fracture, the fracture occurs as a zigzag line oriented substantially perpendicularly. In order to crush the fine-grained model ice under a pressure load, it is not necessary to generate a granular crack due to the existence of many small crystal grains and many grain boundaries. Thus, in the case of model ice made by the spray method, the force required to crush the ice can be almost correctly graded.

海上または穏やかな内陸水域での張りつめた氷の成長
は(図6)ほとんどが、従来の方法で凍結した柱状モデ
ル氷のように行われる。この場合にも、通常は氷の結晶
格子構造が柱状組織に対応して形成される。更に、特に
海の氷の場合に、約5〜30cmの厚さの、粒状氷の表層が
しばしば生ずる。この表層の発生は氷表面のべとべとの
雪が一緒に凍る結果であるかあるいは張りつめた氷の成
長を開始するために柱状氷成長を妨害する結果である。
その原因は例えば風、波または潮流である。自然の張り
つめた氷の柱状の組織の下側範囲に長く延びた結晶粒
は、いろいろな外乱によって、通常は氷表面(または粒
状表層の下面)から氷下面まで延びる。この結晶粒の長
さは稀に20〜30cm以上になる。特に極地の水域の何年に
もわたる氷の場合にはしばしば、柱状水の中に中間層を
形成する多少の厚さの粒状氷の層が生ずる。柱状組織に
よる氷の平面等方性はこれらすべてによって弱められ
る。しかし、粒境界の有利な垂直方向配向により、曲げ
負荷で生じた、自然の氷内の割れ目は氷の厚さ全体をほ
ぼ真っ直ぐに延びる。
Tense ice growth in the sea or in calm inland waters (Figure 6) mostly occurs like traditional model frozen columnar ice. Also in this case, usually, the crystal lattice structure of ice is formed corresponding to the columnar structure. In addition, a surface layer of granular ice, often about 5-30 cm thick, often occurs, especially in the case of sea ice. This surface development may be the result of freezing snow on the ice surface together or interfering with columnar ice growth to initiate the growth of tight ice.
The cause is, for example, wind, waves or tides. Grains that extend long into the lower area of the natural tense ice columnar structure typically extend from the ice surface (or the lower surface of the granular surface) to the lower surface of the ice due to various disturbances. The length of the crystal grains is rarely 20 to 30 cm or more. Many years of ice, especially in polar waters, often result in a layer of granular ice of some thickness forming an intermediate layer in the columnar water. The planar isotropy of the ice due to the columnar structure is weakened by all of these. However, due to the advantageous vertical orientation of the grain boundaries, the cracks in natural ice caused by bending loads extend almost straight through the ice thickness.

圧力負荷の下では、自然の氷はしばしば多少微細な粒
に押しつぶされる。自然の氷は通常はきわめて脆い破壊
状態を示す。
Under pressure load, natural ice is often crushed into somewhat fine grains. Natural ice usually exhibits a very brittle fracture state.

公知の方法によって作られ張りつめたモデル氷は、自
然で見られるような物理的に正しく等級分けられた張り
つけた氷のモデルを供給するとう課題を充分に満たさな
い。製造方法に応じて、個々の部分範囲が良好で、これ
に対して他の範囲は不充分に形成される。例えば、従来
の方法による凍結によって発生した張りつめた柱状組織
のモデル氷は自然の氷の異方性を形成し、そして曲げ負
荷下での滑らかな割れ目を良好に形成する。圧力負荷の
下での氷の押しつぶしは好ましくない。なぜなら、この
ような破壊の場合、粒状の割れ目を柱状結晶粒によって
生じなければならないからである。個々の結晶粒は、温
度調節プロセスの後でも、自然の氷結晶の強度をほぼ有
する。すなわち、その強度はモデルに従って等級分けす
ることができない。更に、このようなモデル氷の柱状結
晶粒は大きすぎる。従来の方法で凍結されそしてモデル
に適合した強度を得るために温度調節される柱状組織の
張りつめた結晶氷の破壊状態は可延性である。
Stretched model ice made by known methods does not adequately satisfy the task of providing a physically correctly graded model of stuck ice as found in nature. Depending on the production method, the individual subranges are good, whereas the other ranges are poorly formed. For example, a model ice of taut columnar texture generated by freezing according to conventional methods forms a natural ice anisotropy and well forms a smooth fracture under bending load. Crushing of the ice under a pressure load is not preferred. This is because, in the case of such a fracture, granular cracks must be generated by columnar crystal grains. The individual grains have almost the strength of natural ice crystals, even after the temperature control process. That is, its strength cannot be graded according to the model. Further, the columnar grains of such model ice are too large. The fracture state of columnar tense crystal ice frozen in a conventional manner and temperature-controlled to obtain model-fit strength is ductile.

更に、破壊された氷の塊の浮遊状態にとって重要なモ
デル氷の密度は非常に大きすぎる。多孔性ホースを用い
てガラスを水部分に吹き込むことによって生ずる氷への
気泡(図7)の閉じ込めは、従来の方法で連結された柱
状モデル氷の場合に、自然に似た密度を生じることを可
能にする。
Furthermore, the density of model ice, which is important for the suspended state of a broken ice mass, is too large. The confinement of air bubbles (FIG. 7) in ice caused by blowing glass into the water portion using a porous hose has been shown to produce a density similar to nature in the case of columnar model ice connected in a conventional manner. to enable.

氷内に閉じ込められたガスは更に、それを支持する横
断面積を小さくする。それによって、モデル氷の弱体化
が達成される。さもなければこの弱体化は温度調節プロ
セスの一部によって達成される。温度調節を弱めると、
氷が脆い破壊状態となる。多孔性ホースを用いてガスを
水部分に吹き込むことによって生じるガス充填穴は直径
が約1mmであるので、有効な応力集中部材としての働き
ができるようにするためには、大きすぎる。
The gas trapped in the ice further reduces the cross-sectional area supporting it. Thereby, weakening of the model ice is achieved. Otherwise this weakening is achieved by part of the temperature regulation process. If you weaken the temperature control,
The ice breaks into a brittle state. The gas filling holes created by blowing gas into the water portion using a porous hose are about 1 mm in diameter and are too large to be able to act as effective stress concentrators.

モデル氷の組織は気泡の閉じ込めによってあまり影響
を受けない。同じことが、合成樹脂粒子を氷内に凍結さ
せる場合にも当てはまる。従来は熱を奪い取ることによ
って氷の表面に凍結させた柱状のモデル氷の微細な粒状
表層の厚さは、ドーピングの選択およびその都度の氷タ
ンクの所与によって決まる。粒状表層の厚さは実際には
影響を受けない。
Model ice tissue is not significantly affected by air bubble entrapment. The same applies when the synthetic resin particles are frozen in ice. The thickness of the fine-grained surface layer of columnar model ice, conventionally frozen on the ice surface by removing heat, depends on the choice of doping and the provision of the respective ice tank. The thickness of the granular surface is not actually affected.

噴霧過程によって発生し張りつめたモデル氷は、圧力
負荷下で氷を良好に押し潰す。このモデル氷は自然に似
た脆さを有する。噴霧過程によって多少小さな気泡が氷
内に閉じ込められる。それによって、このようなモデル
氷からの破壊された塊の浮遊状態は、ガスを閉じ込めな
い従来の柱状のモデル氷の浮遊状態よりも自然に似てい
る。しかし、密度は制御できない。噴霧過程によって発
生したモデル氷内の結晶粒は小さい。しかし、結晶粒が
調整しないで配向されているので、このようなモデル氷
の機械的特性は等方性である。自然の張りつめた氷の代
表的な異方性は示されない。曲げ負荷によって生じる割
れ目は自然と似たジグザグ状の平らでない表面を有す
る。
The model ice generated and stretched by the spray process crushes the ice well under pressure load. This model ice has a fragility similar to nature. Some small air bubbles are trapped in the ice during the spraying process. Thereby, the suspended state of the broken mass from such model ice is more similar to the suspended state of the conventional columnar model ice which does not confine gas. However, the density cannot be controlled. The crystal grains in the model ice generated by the spraying process are small. However, the mechanical properties of such model ice are isotropic because the grains are oriented without adjustment. The typical anisotropy of natural taut ice is not shown. The fracture caused by the bending load has a zigzag uneven surface resembling nature.

張りつめたモデル氷を作るための公知の方法の場合に
は、充分に微細で、同時に自然の氷の異方性と組織を示
す組織を発生することができる。ガス挿入を制御するこ
とによる密度の調節は今までは、熱を奪い取ることによ
って、従来の方法の凍結で表面に発生する柱状組織の張
りつめたモデル氷の場合にのみ可能である。しかし、こ
の氷は大きすぎる結晶粒を有する。
Known methods for making taut model ice can produce a tissue that is sufficiently fine and at the same time exhibits natural ice anisotropy and texture. Adjustment of the density by controlling the gas insertion has hitherto only been possible in the case of a tight model ice with columnar structures, generated on the surface by freezing in a conventional manner, by removing heat. However, this ice has grains that are too large.

課題、解決策、効果 従って、本発明の課題は、特に船舶や海上建造物によ
るモデル実験のための次のような張りつめた氷を発生す
ることである。すなわち、少なくともほぼ自然の張りつ
めた氷の組織に一致する組織を有し、自然の張りつめた
氷で観察されるように、その変形状態と破壊状態が充分
に寸法通りに模造される張りつめた氷を発生することで
ある。この模造はいろいろな負荷の下で発生するような
割れ目の表面形状や破壊形状についても当てはまる。
Problems, Solutions, and Effects Accordingly, an object of the present invention is to generate the following taut ice, especially for model experiments using ships and marine structures. That is, a strained ice that has a texture that at least substantially matches the texture of the natural strained ice, and whose deformation and destruction states are sufficiently sized to be sized, as observed with natural strained ice. Is to happen. This imitation also applies to the surface shapes and fracture shapes of the cracks that occur under various loads.

この課題は請求の範囲第1項、第2項および第3項に
記載された方法手段によって解決される。
This object is achieved by the method according to claims 1, 2 and 3.

第1の本発明による方法は、張りつめた氷全体にわた
ってあるいは一つまたは複数の層において微細粒状の氷
が得られるように、微細粒状氷成長基を水部分に入れる
ことによって氷の柱状の成長を妨害することにより、張
りつめた氷を水表面に発生することにある。張りつめた
氷は、好ましくは自然の張りつめた氷の組織に似た、任
意で所望の組織を有する。
The first method according to the invention provides for the growth of columnar ice by placing a fine-grained ice growth base in the water portion so that fine-grained ice is obtained over the taut ice or in one or more layers. Interference is the formation of tight ice on the surface of the water. The taut ice preferably has any desired texture, similar to natural taut ice tissue.

更に、本発明は課題を解決するために、水表面に張り
つめた氷を発生させるための第2の方法を提供する。こ
の方法によれば、張りつめた氷全体にわたってあるいは
一つまたは複数の層において微細粒状の氷が得られるよ
うに、張りつめた氷の下面から微細粒状の氷成長基を剥
がすことによって、張りつめた氷の柱状の成長を妨害す
ることにより、張りつめた氷が発生する。
Further, the present invention provides a second method for generating ice that is stuck on the surface of water to solve the problem. According to this method, the fine-grained ice growth groups are peeled off from the underside of the taut ice so that the fine-grained ice is obtained over the whole taut ice or in one or more layers. Tight ice is generated by interfering with columnar growth.

第3の方法は、氷の厚さ全体にわたってあるいは一つ
または複数の層において微細粒状の氷が得られるよう
に、水部分内に設けられた低温発生器の表面に形成され
た氷の機械的処理によって、装置を用いて除去される微
細粒状の氷成長基を発生することにより、氷の柱状の成
長が妨害されることによって、張りつめた氷が発生す
る。
A third method is to mechanically remove the ice formed on the surface of the cold generator provided in the water portion so as to obtain fine-grained ice throughout the thickness of the ice or in one or more layers. The process produces fine-grained ice growth groups that are removed using the apparatus, thereby hindering the columnar growth of ice and producing tight ice.

本発明による方法によれば、組織制御した氷が発生す
る。組織が自然の張りつめた氷の組織に一致するかまた
は類似する氷が得られる。特に、この方法では、異なる
組織の張りつめた氷が自然に類似するよう適切に模造可
能である。この方法では更に、柱状氷結晶の長さと直径
が、不所望であるときには、制限可能である。一方の極
端である“氷の厚さのほぼ全体に達する長い氷結晶を有
する柱状の組織”(図2,3)−これは従来の妨害されな
い成長によって発生する−と、他方の極端である“充分
に制御なしに配向されたほぼ球状の微細な氷結晶を有す
る氷の厚さのほぼ全体に達する顆粒状の組織”(図5と
似ている)−これは柱状成長を連続的にまたは短時間周
期的に妨害することによって発生する−との間で、任意
の所望の組織を発生させることが可能である。顆粒状氷
と柱状氷の層を、同じ厚さまたは異なる厚さに交互に形
成し、組織化された柱状層内の柱状結晶粒の大きさが、
氷成長基の非常に薄い一つまたは複数の層を中間に入れ
ることによって制限可能である。本方法によって発生し
張りつめた氷は、自然の張りつめた氷の組織を良好に模
造する。
According to the method according to the invention, ice with controlled texture is generated. Ice is obtained whose texture matches or resembles that of natural taut ice. In particular, in this way, the taut ice of different tissues can be properly modeled to be naturally similar. In this way, the length and diameter of the columnar ice crystals can also be limited when they are not desired. One extreme, "a columnar structure with long ice crystals reaching almost the entire thickness of the ice" (Figs. 2, 3)-which is caused by conventional unhindered growth-and the other extreme " Granular texture that reaches almost the entire thickness of the ice, with nearly spherical fine ice crystals oriented without sufficient control "(similar to FIG. 5)-this can continuously or shortly grow columnar growth. It is possible to generate any desired tissue between and-generated by interfering with time. The layers of granular ice and columnar ice are alternately formed to the same thickness or different thickness, and the size of the columnar grains in the organized columnar layer is
It can be limited by interposing a very thin layer or layers of ice growing groups. The ice generated and tensioned by this method satisfactorily mimics the texture of natural tensioned ice.

柱状成長基の妨害は、一つの方法によれば、微細な氷
成長基、例えば微細な氷顆粒等が、張りつめた氷の下の
水部分内に搬入され、その際、張りつめた氷全体の面積
にわたってまたは一部面積にわたって氷下面にほぼ均一
に堆積するように分配される。氷成長基は好ましくは、
それを入れた水によって氷の板の水部分に搬入される。
その際、成長基は水部分の外側に供給されるかあるいは
適当な装置、例えば冷却装置によって、そこで発生した
氷の機械的破砕と共に水部分内で発生する。
According to one method, the obstruction of the columnar growth base is such that fine ice growth bases, for example fine ice granules, are carried into the water area below the taut ice, with the area of the taut ice as a whole. Over the ice surface or over a partial area. The ice growing group is preferably
It is carried into the water part of the ice plate by the water containing it.
In this case, the growth groups are fed to the outside of the water part or are generated in the water part by a suitable device, for example a cooling device, together with the mechanical breaking of the ice generated there.

他の方法の場合には、柱状成長の妨害は次のようにし
て行われる。すなわち、張りつめた氷の材料から微細の
氷粒子が剥離されるかまたは除去されるよう、適当な手
段によって張りつめた氷の下面を処理し、そして氷の粒
子が新しい氷成長基として氷下面に堆積することにより
行われる。氷下面の処理は好ましくは機械的加工、例え
ばブラシや削り器具のような適当な工具を用いた切削加
工手段によって行われる。
In another method, the obstruction of columnar growth is performed as follows. That is, the underside of the taut ice is treated by appropriate means so that the fine ice particles are detached or removed from the taut ice material, and the ice particles are deposited on the underside of the ice as new ice growth bases. It is done by doing. The treatment of the ice surface is preferably carried out by mechanical processing, for example by means of cutting using a suitable tool such as a brush or sharpener.

氷下面から氷結晶を機械的に掻取るために、一つまた
は複数の削り器具、特に氷に接触するエッジに鋸歯状の
形状部分を有する削り器具が使用されると有利である。
補足的にあるいはその代わりに、一つまたは複数のブラ
シを使用することができる。このブラシは氷下面に対し
て平行に動くか、およびまたは回転駆動される。加工工
具を氷下面に押しつける押圧力は、張りつめた氷の損傷
が避けられるように、適当な装置によって調節または制
限される。加工工具は好ましくは浮動体に取付けられて
いる。この浮動体は浸漬状態で、流体静力学的な持ち上
げ装置によって、均一に分布した一定の押圧力を供給す
る。押圧力は浮動体のバラスト調整によって調節可能で
ある。加工工具は更に、浮動体に弾性的に枢着可能であ
る。浮動体は索具のような適切な装置によって、張りつ
めた氷の下を移動可能である。張りつめた氷の下を移動
する水中車両によって、加工工具を移動およびまたは案
内することができる。更に、ばね機構を介して加工工具
を水中車両に取付けることができる。ばね機構の代わり
に、あるいはそれに関連して、力調節式押圧装置を使用
することができる。押圧力の発生は更に、流動動力学的
持ち上げ装置によって行うことができる。
To mechanically scrape the ice crystals from the underside of the ice, it is advantageous if one or more shaving tools are used, in particular a shaving tool having a saw-tooth-shaped part at the edge which comes into contact with the ice.
Additionally or alternatively, one or more brushes can be used. The brush moves parallel to the ice surface and / or is rotationally driven. The pressing force pressing the working tool against the underside of the ice is adjusted or limited by suitable devices so as to avoid damage to the taut ice. The working tool is preferably mounted on the floating body. In the immersion state, the floating body provides a uniform and constant pressing force by means of a hydrostatic lifting device. The pressing force can be adjusted by ballast adjustment of the floating body. The working tool is further resiliently pivotable on the floating body. The floating body can be moved under the taut ice by a suitable device such as a rigging. The working tool can be moved and / or guided by an underwater vehicle moving under the taut ice. Further, the working tool can be attached to the underwater vehicle via the spring mechanism. Instead of or in connection with the spring mechanism, a force-adjustable pressing device can be used. The generation of the pressing force can furthermore be effected by means of a hydrodynamic lifting device.

両方法の場合には、原理的に知られている方法で微細
な気泡を氷の下の水部分に入れることにより、氷の密度
と氷の多孔性を調節することができる。微細な気泡は上
昇し、氷下面に堆積し、氷の成長と共に氷内で凍結す
る。これは公知の方法では、微細な孔を有するホースに
よって空気を吹き込むことによって達成可能である。し
かし、本発明では好ましくは、圧力下でガスを過飽和し
た水が氷の下の水部分に押し込まれることによって、気
泡が発生する。圧力を加えた水は膨張の際にガスを出
し、その際きわめて微細な気泡を形成する。このように
して発生した気泡は、それが氷に閉じ込められるとき
に、有効な応力集中部材としての働きをすることができ
るように小さく、それによって出来上がったモデル氷の
脆さが望ましい状態になる。しかし、ガス挿入するため
に、例えば重炭酸アンモニウムのようなガスを生じる化
学製品を水部分に入れることができる。
In both cases, the density and porosity of the ice can be adjusted by introducing fine bubbles into the water below the ice in a manner known in principle. The fine bubbles rise, accumulate on the lower surface of the ice, and freeze in the ice as the ice grows. This can be achieved in a known manner by blowing air through a hose having fine holes. However, in the present invention, bubbles are preferably generated by pushing water supersaturated with gas under pressure into the water portion under the ice. The water under pressure releases gas upon expansion, forming very fine bubbles. The bubbles generated in this way are small enough to be able to act as effective stress concentrators when they are confined in ice, thereby making the resulting model ice brittle. However, a gas-producing chemical such as, for example, ammonium bicarbonate can be introduced into the water portion for gas insertion.

方法の場合には更に、公知のごとく、氷成長基として
作用しない、水に浮遊するかまたは浮動可能な固体粒
子、例えば微細な合成樹脂顆粒が、水部分に注入され、
それによってこの粒子が氷内に妨害個所として中間層を
形成し、それによって氷の機械的な特性に対して良好な
影響を与えることができる。
In the case of the method, further, as is known, solid particles, which do not act as ice-growing groups, are suspended or floatable in water, for example fine synthetic resin granules, are injected into the water part,
As a result, the particles form an intermediate layer in the ice as an obstruction point, which can have a good influence on the mechanical properties of the ice.

本発明の有利な実施形は請求の範囲の従属項に記載し
てある。
Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

図面の簡単な説明 図に示した実施例に基づいて、本発明による方法を説
明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The method according to the invention will be described based on the exemplary embodiment shown in the figures.

図1は、本方法に従って作られた氷層の垂直断面図で
ある。この氷層は閉じたガス充填穴と、ほぼ平らに延び
る曲げ割れ目を備えている。
FIG. 1 is a vertical sectional view of an ice layer made according to the present method. The ice layer has closed gas-filled holes and bent bends that extend almost flat.

図2〜7は公知の方法に従って作られた氷と、模造す
べき自然の氷を説明するための図である。
2 to 7 are diagrams for explaining ice made according to a known method and natural ice to be imitated.

図2は従来の冷凍装置で作られた柱状組織の氷層の垂
直断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of an ice layer having a columnar structure made by a conventional refrigeration apparatus.

図3はドーピングした水から従来の冷凍装置で作られ
た、微細粒状表層を有する柱状組織の氷層の垂直断面図
である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a columnar ice layer having a fine-grained surface layer made from doped water in a conventional refrigerator.

図4は滑らかな曲げ割れ目を備えた柱状組織の氷層の
垂直断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of an ice layer having a columnar structure with smooth bending fractures.

図5は噴霧法によって作られた、平らでない曲げ割れ
目を有する粒状組織の氷層の垂直断面図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of an ice layer of granular structure having uneven bending fractures produced by spraying.

図6は自然の代表的な張りつめた氷の垂直断面図であ
り、この氷は微細粒状の表層と、制限された長さの柱状
組織の結晶粒と、微細粒状水の中間層と、滑らかな曲げ
割れ目を備えている。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a typical tense ice of nature, which has a fine-grained surface layer, a columnar grain of limited length, an intermediate layer of fine-grained water, It has bending cracks.

図7は従来の冷凍装置によって作られた柱状組織の氷
層の垂直断面図であり、この氷層は、氷の下の水部分に
ガスを直接吹き込むことによって生じる閉じ込められた
ガス気泡を有する。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a columnar ice layer created by a conventional refrigeration system, the ice layer having trapped gas bubbles created by blowing gas directly into the water below the ice.

図8は、従来の方法で成長した氷層と組織制御した氷
層とから容器内の水部分の表面に得られる張りつめた氷
を製造するために、氷成長基を氷の下の水部分に入れる
ための分配装置を示す図である。
FIG. 8 shows that an ice growth base was added to the water portion under ice to produce taut ice obtained on the surface of the water portion in the container from the ice layer grown by the conventional method and the texture-controlled ice layer. FIG. 4 shows a dispensing device for placing.

図9は氷層を発生するための装置の側面図である。こ
の場合、氷層の下面はシェービング工具によって機械的
に加工され、押圧力が流体静力学的駆動装置によって発
生する。
FIG. 9 is a side view of an apparatus for generating an ice layer. In this case, the lower surface of the ice layer is mechanically worked by a shaving tool, and a pressing force is generated by a hydrostatic drive.

図10は図9による装置の正面図である。 FIG. 10 is a front view of the device according to FIG.

図11は装置と、氷層を発生するための制御ブロック回
路図を示す図である。この場合、氷層の下面は回転する
ブラシによって機械的に加工される。押圧力は力を制御
して一定に保持される。
FIG. 11 is a diagram showing a device and a control block circuit diagram for generating an ice layer. In this case, the lower surface of the ice layer is mechanically processed by a rotating brush. The pressing force is kept constant by controlling the force.

図12は氷層を発生させるための装置の側面図である。
この場合、氷成長基は氷層の下面を案内され、そこで発
生する。この場合、ガス充填した穴を氷内に発生するた
めに、圧力下でガス過飽和した水によって、微細な気泡
が氷の下の水部分に入れられる。
FIG. 12 is a side view of an apparatus for generating an ice layer.
In this case, the ice growing groups are guided on the lower surface of the ice layer and occur there. In this case, fine bubbles are introduced into the water portion under the ice by gas supersaturated water under pressure to create a gas-filled hole in the ice.

図13は氷層を発生するための装置の側面図である。こ
の場合、氷成長基は氷の下の水部分内で発生する。
FIG. 13 is a side view of an apparatus for generating an ice layer. In this case, the ice growing groups occur in the water portion below the ice.

本発明と本発明を実施するための最良の態様の詳細な説
明 図2〜7は、技術水準と、自然界で模造形成される氷
との説明図である。この場合、図2において110は非常
に薄い氷膜を、130は方向性結晶粒を示し、図3におい
て210は氷膜を、220は薄い氷表層を、230は柱状結晶粒
を示し、図4において330は柱状結晶粒を、340は張りつ
めた氷の割れ目を示し、図5において410は氷結晶粒
を、440はジグザグ状に延びる割れ目を示し、図6にお
いて520は顆粒状氷からなる表層を、530は柱状集合組
織、540は割れ目、560は粒状氷からなる槽を示してい
る。Wはすべての図におい水部分である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION AND BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIGS. 2 to 7 are illustrations of the state of the art and ice imitated in nature. In this case, in FIG. 2, 110 indicates a very thin ice film, 130 indicates a directional crystal grain, and in FIG. 3, 210 indicates an ice film, 220 indicates a thin ice surface layer, 230 indicates a columnar crystal grain, and FIG. In FIG. 5, 330 indicates columnar crystal grains, 340 indicates cracks in tight ice, 410 indicates ice crystal grains, 440 indicates cracks extending in a zigzag shape, and 520 in FIG. 6 indicates a surface layer made of granular ice. , 530 indicates a columnar texture, 540 indicates a fracture, and 560 indicates a tank made of granular ice. W is the water portion in all figures.

特に船舶または海上建造物によるモデル実験用の張り
つめた氷を形成するため、先ず最初に図1と図8〜13に
おいてWで示した水部分の表面に、公知の冷凍装置によ
り、氷槽734,834,934,1034,1134,1234,1334が凍結形成
される。氷の成長は好ましくは、公知のごとく、微細な
水の霧733,833,933,1033,1133,1233,1333が氷を含んで
いない凍結準備された水の上で冷たい空気に噴霧される
ことにより開始される。霧の小滴が空気内で凍り、氷を
含んでいない水表面上に沈み、そこに自然に非常に薄く
て微細結晶状の氷膜を形成する。この氷膜の下方には、
凍結水をドーピングした場合、ほとんど柱状の組織を有
していない微細結晶状の氷表層1220が形成される。この
氷表層の厚さはドーピングの種類や当該の氷容器の凍結
条件に依存し、ほとんどは0〜5mmである。微細結晶状
の表層1220の下側1221では、あるいは、この表層が存在
しない場合には氷膜1210の下側1211では、氷表層の冷却
が進むときに、柱状の氷結晶1232の成長が開始される。
In particular, in order to form tight ice for model experiments with ships or marine structures, the ice tanks 734, 834, 934, are first placed on the surface of the water portion indicated by W in FIGS. 1 and 8 to 13 by a known refrigerator. 1034,1134,1234,1334 are frozen formed. Ice growth is preferably initiated, as is known, by spraying a fine water mist 733,833,933,1033,1133,1233,1333 into cold air over ice-free frozen prepared water. . The fog droplets freeze in the air and sink on the ice-free water surface, where they naturally form a very thin, finely crystalline ice film. Below this ice film,
When doping with frozen water, a fine crystalline ice surface layer 1220 having almost no columnar structure is formed. The thickness of this ice surface layer depends on the type of doping and the freezing conditions of the ice container concerned, and is almost 0 to 5 mm. On the lower side 1221 of the fine crystalline surface layer 1220, or on the lower side 1211 of the ice film 1210 when this surface layer is not present, the growth of the columnar ice crystals 1232 is started when the cooling of the ice surface layer proceeds. You.

この柱状の氷結晶1232の成長は、氷の下側を案内され
る氷成長基1202、例えば微細粒状の氷粒等によって妨害
される。ここで、氷成長基をもたらすことは既存の氷層
の材料からこの氷成長基を発生させることを含んでい
る。この氷成長基1202から、粒状組織を有する微細粒状
氷1260の薄い層が形成される。この薄い層から、柱状結
晶粒1230が新たに成長を開始する。この柱状結晶粒1230
の長さは、成長前面を形成する氷下側に、氷成長基1202
を新たにもたらすことにより制限される。氷成長基1202
の案内が連続的にあるいは短期間周期的に続くと、微細
粒状の氷1262の層が任意の所望の厚さで得られる。氷表
面の冷却が続けられる場合、氷成長基1202の案内が中断
されるや否や、柱状氷結晶1231の成長が再び始まる。氷
下側への氷成長基1202の案内を任意の長さだけ続いて、
任意の長さだけ中断することができるので、氷の厚さ全
体にわたって、所望の組織の氷層、いわゆる組織を制御
した氷735,835,935,1035,1135,1235,1335が得られる。
このようにして得られた氷層で曲げ付加によって発生す
るような割れ目1240は、氷厚さ全体をほぼ平らに延び
る。粒状氷1261の厚い範囲において、この割れ目1240a
は平らでなくてもよい。
The growth of the columnar ice crystals 1232 is hindered by an ice growth base 1202 guided under the ice, for example, fine-grained ice particles. Here, providing the ice growing group includes generating the ice growing group from the material of the existing ice layer. From this ice growth base 1202, a thin layer of fine grain ice 1260 having a grain structure is formed. From this thin layer, columnar crystal grains 1230 start to grow anew. This columnar crystal grain 1230
The length of the ice growth base 1202 is below the ice forming the growth front.
Is newly limited. Ice growth base 1202
Continually or periodically for a short period of time, a layer of fine-grained ice 1262 is obtained at any desired thickness. If the cooling of the ice surface is continued, the growth of the columnar ice crystals 1231 starts again as soon as the guidance of the ice growth base 1202 is interrupted. Following the guidance of the ice growth base 1202 to the lower side of the ice by an arbitrary length,
The length of interruption can be any length, so that an ice layer of the desired tissue, the so-called tissue controlled ice 735,835,935,1035,1135,1235,1335, is obtained over the entire thickness of the ice.
Fractures 1240, such as those caused by bending in the ice layer obtained in this way, extend almost flat over the entire ice thickness. In the thick range of granular ice 1261, this crack 1240a
Need not be flat.

氷層1234の表面の妨害されずに成長した氷を含む組織
制御した氷1235の厚さは、公知のごとく、氷の下の水部
分での氷成長の間、気泡741,841,941,1041,1141,1241,1
341を入れることによって調節可能である。気泡は氷層
の任意の水平位置でガス充填した穴1270として氷内に閉
じ込められる。ガスを含む穴1270は直径が約1mmよりも
明らかに小さいときには、支持横断面積の減少のほか
に、有効な応力集中部材として働きをする。この応力集
中部材により、ガス穴を通過した氷が一層脆く確認され
ることになるので有利である。
As is known, the thickness of the textured ice 1235, including unhindered grown ice on the surface of the ice layer 1234, is increased by the formation of bubbles 741,841,941,1041,1141,1241 during ice growth in the water area below the ice. , 1
Adjustable by inserting 341. Bubbles are trapped in the ice as gas filled holes 1270 at any horizontal location in the ice layer. When the gas containing hole 1270 is significantly smaller than about 1 mm in diameter, it acts as an effective stress concentrator, as well as a reduced support cross section. This stress concentrating member is advantageous because the ice that has passed through the gas holes is confirmed to be more brittle.

図8に示した方法の場合には、従来の方法で成長した
氷層734と組織を制御した氷層735とからなる張りつめた
氷が、容器701内の水部分Wの表面に、次のようにして
得られる。すなわち、組織制御した氷735の成長の過程
で、氷成長基702が適当な分配装置703によって氷の下の
水部分Wに入れられることによって得られる。分配装置
703が氷の下で動くことができるので、張りつめた氷の
全面積にわたってあるいはその一部にわたって、氷成長
基702の均一な分配またはほぼ均一な分配が生じる。氷
成長基は粒子を含む流れの種類に応じて水中に懸濁され
て、ポンプ704によって貯蔵容器706から分配装置703へ
搬送される。貯蔵容器706には氷成長基を発生するため
の装置が統合可能である。氷成長基を分配装置703まで
運ぶ水は、ポンプ705によって水部分Wから容器701に取
り出して貯蔵容器706に送出される。この方法の場合に
は、凍った霧733による従来の氷層734の初期の発生を省
略することができ、その代わりに氷成長基が次のように
して導入される。すなわち、氷の表面から解放された水
部分W内に氷成長基702が入れられ、表面の方へ上昇
し、そして図1において1260,1261で示す氷層の種類に
応じて微細粒状の氷層を形成するように導入される。こ
の場合、形成されて張りつめた氷はその厚さ全体にわた
って組織制御した氷735からなっている。
In the case of the method shown in FIG. 8, the taut ice composed of the ice layer 734 grown by the conventional method and the ice layer 735 whose texture is controlled is placed on the surface of the water portion W in the container 701 as follows. Is obtained. That is, the ice growth base 702 is obtained by putting the ice growth base 702 into the water portion W under the ice by a suitable distributing device 703 in the course of the growth of the ice 735 with controlled organization. Dispensing device
Because the 703 can move under the ice, a uniform or nearly uniform distribution of the ice growth base 702 occurs over the entire area of the taut ice or over a portion thereof. The ice growing medium is suspended in water according to the type of the stream containing the particles, and is conveyed from the storage container 706 to the distribution device 703 by the pump 704. The storage vessel 706 can be integrated with a device for generating ice growth groups. The water that carries the ice growing groups to the distribution device 703 is taken out of the water portion W into the container 701 by the pump 705 and sent out to the storage container 706. With this method, the initial generation of the conventional ice layer 734 due to the frozen fog 733 can be omitted, and instead the ice growing groups are introduced as follows. That is, the ice growth base 702 is put in the water portion W released from the surface of the ice, rises toward the surface, and according to the type of the ice layer indicated by 1260 and 1261 in FIG. Are introduced to form In this case, the formed and taut ice consists of ice 735 texture controlled throughout its thickness.

図9,10に示した方法の場合には、従来の方法で成長し
た氷層834,934と組織制御した氷層835,935の層とからな
る張りつめた氷が、水部分Wの表面に次のようにして得
られる。すなわち、組織制御した氷835,935の成長の過
程で、シェービング工具811,911を用いて、氷成長基802
として氷下面に堆積している、張りつめた氷の下面から
微細な氷結晶を削り取ることによって得られる。加工プ
ロセスの際に氷下面の凸凹をならすことができるように
するために、および、加工した面にわたって充分に均一
に氷成長基802を発生するために、シェービング工具81
1,911を短い区間に分割し、追従するように連結すると
有利である。その際、シェービング工具811,911の区間
を回転可能に軸承されたレバー機構812,912に取りつけ
ることが有利である。この場合、可撓性はばね813,913
によって生じる。更に、氷に接触するシェービング工具
811,911の縁部811a,911aを、歯付へら等のように鋸歯状
に形成すると有利である。更に、氷下面を加工するため
に必要な押圧力を、持ち上げ体814,914によって加える
と有利である。それにより、充分に一定で均一に分配さ
れた押圧力が得られる。おもりや適当な他の手段によっ
て持ち上げ体814,914にバラストを加えることにより、
押圧力を零に減少し、要求に適合させることができる。
持ち上げ体に反作用する力Pによって、シェービング工
具811,911は張りつめた氷から離すことができる。シェ
ービングプロセスによって発生し持ち上げ体に作用する
傾動モーメントを受け止めるために、潜水運動を妨害し
ない軸承部、例えばパンタグラフ機構816,916等によっ
て、持ち上げ体を水中車両817,917に枢着すると合目的
である。この水中車両は例えば側方に設けたレール818,
918上を走行する。水中車両817には力Fを作用させるこ
とができる。この力は張りつめた氷の下で装置を一方ま
たは他方へ動かすために必要である。この力は例えば索
具機構等によって、あるいは水中車両の固有の駆動装置
によって発生させることができる。
In the case of the method shown in FIGS. 9 and 10, taut ice composed of the ice layers 834 and 934 grown by the conventional method and the ice layers 835 and 935 whose texture is controlled is applied to the surface of the water portion W as follows. can get. That is, in the course of the growth of the ice 835, 935 with the controlled structure, the ice growth
It is obtained by scraping fine ice crystals from the underside of the taut ice which is deposited on the underside of the ice. In order to be able to smooth out the unevenness of the ice lower surface during the processing process and to generate the ice growth base 802 sufficiently uniformly over the processed surface, the shaving tool 81
It is advantageous to divide 1,911 into short sections and connect them so that they follow. At this time, it is advantageous to attach the section of the shaving tools 811, 911 to the rotatable lever mechanisms 812, 912. In this case, the flexibility is spring 813,913
Caused by In addition, shaving tools that come into contact with ice
Advantageously, the edges 811a, 911a of 811, 911 are formed in a sawtooth like a toothed spatula or the like. In addition, it is advantageous if the pressing force required to machine the lower surface of the ice is applied by lifting bodies 814,914. Thereby, a sufficiently constant and evenly distributed pressing force is obtained. By adding ballast to the lifting bodies 814,914 by weights or other appropriate means,
The pressing force can be reduced to zero and adapted to the requirements.
The shaving tools 811 and 911 can be separated from the taut ice by the force P acting on the lifting body. It is expedient for the lifting body to be pivotally connected to the underwater vehicle 817, 917 by means of bearings, such as pantograph mechanisms 816, 916, which do not hinder the dive movement, in order to receive the tilting moments generated by the shaving process and acting on the lifting body. This underwater vehicle is, for example, a rail 818 provided on the side,
Drive on the 918. A force F can be applied to the underwater vehicle 817. This force is necessary to move the device to one or the other under taut ice. This force can be generated, for example, by a rigging mechanism or the like, or by a specific drive of the underwater vehicle.

図11に示した方法の場合には、従来の方法で成長した
氷層1034と組織制御した氷1035の層とからなる張りつめ
た氷が、水部分Wの表面で次のようにして得られる。す
なち、組織制御した氷1035の成長の過程で、ブラシ状の
工具を用いて張りつめた氷の下面から微細な氷結晶を剥
がすことにより得られる。この微細な氷結晶は氷成長基
1002として氷下面に堆積している。そのための工具とし
て、回転駆動されるブラシ1003を使用すると有利であ
る。このブラシは押圧機構1010に設けられている。この
押圧機構は、氷結晶を剥がすために必要な押圧力を供給
する。図9,10に示した、流体静力学的持ち上げ機構によ
る押圧力発生の代わりとして、図11にはレバー機構が例
示されている。このレバー機構の場合には、力を調節し
て押圧力が一定に保持される。回転するブラシ1003−こ
のブラシは複数であってもよい−は軸受1006に回転可能
に支持されたレバー1005の一端に支承されている。レバ
ー1005の自由端1005aには調節可能な力発生器1007がば
ね1008を介して作用する。この力発生器は所望の押圧力
のために反力を供給する。ブラシ1003を氷下面に押しつ
ける押圧力は、力測定部材1004によって測定される。こ
の力測定部材はここではレバー1005に統合して示してあ
る。軸受1006と力発生器1007は水中車両1017に支持され
ている。この水中車両は例えば側方に設けられたレール
1018上を走行する。水中車両1017には、張りつめた氷の
下で装置を一方または他方へ動かすために必要な力Fを
作用させることができる。この力は例えば索具機構等に
よって、あるいは水中車両の固有の駆動装置によって発
生させることができる。力測定部材1004で測定したその
ときの押圧力は、力実際値として制御装置1022に供給さ
れる。制御装置はこの値を、目標値検出部材1021から供
給された目標値と比較し、差に応じて制御信号を出力部
材1023に与える。出力部材1023は例えばサーボ液圧装置
等である。出力部材は力発生器1007を作動させる。すな
わち、サーボ液圧装置の例の場合には液圧ピストンを摺
動させる。簡単な実施形では、力測定部材1004、目標値
検出部材1021、制御装置1022、出力部材1023および力発
生器1007からなる力制御回路が省略され、押圧力は、装
置の形状装置、ばね1008のばね特性およびその瞬時的な
撓みによってのみ決定される。
In the case of the method shown in FIG. 11, taut ice composed of an ice layer 1034 grown by a conventional method and a layer of ice 1035 whose texture is controlled is obtained on the surface of the water portion W as follows. In other words, it can be obtained by removing fine ice crystals from the lower surface of the stretched ice using a brush-like tool in the process of growing the ice 1035 whose texture is controlled. These fine ice crystals are
It is deposited on the lower surface of ice as 1002. It is advantageous to use a rotationally driven brush 1003 as a tool therefor. This brush is provided in the pressing mechanism 1010. This pressing mechanism supplies a pressing force necessary for peeling ice crystals. As an alternative to the generation of the pressing force by the hydrostatic lifting mechanism shown in FIGS. 9 and 10, a lever mechanism is illustrated in FIG. In the case of this lever mechanism, the pressing force is kept constant by adjusting the force. A rotating brush 1003, which may be a plurality of brushes, is supported at one end of a lever 1005 rotatably supported by a bearing 1006. An adjustable force generator 1007 acts on the free end 1005a of the lever 1005 via a spring 1008. This force generator provides the reaction force for the desired pressing force. The pressing force for pressing the brush 1003 against the lower surface of the ice is measured by the force measuring member 1004. This force measuring member is shown here integrated with the lever 1005. The bearing 1006 and the force generator 1007 are supported by the underwater vehicle 1017. This underwater vehicle is, for example, a rail provided on the side
Travel on the 1018. The underwater vehicle 1017 can be subjected to the force F required to move the device to one or the other under tight ice. This force can be generated, for example, by a rigging mechanism or the like, or by a specific drive of the underwater vehicle. The pressing force at that time measured by the force measuring member 1004 is supplied to the control device 1022 as an actual force value. The control device compares this value with the target value supplied from the target value detection member 1021, and provides a control signal to the output member 1023 according to the difference. The output member 1023 is, for example, a servo hydraulic device or the like. The output member activates the force generator 1007. That is, in the case of the servo hydraulic device, the hydraulic piston is slid. In a simple embodiment, the force control circuit including the force measuring member 1004, the target value detecting member 1021, the control device 1022, the output member 1023, and the force generator 1007 is omitted, and the pressing force is controlled by the shape device of the device, the spring 1008. It is determined only by the spring characteristics and its instantaneous deflection.

図13に示した方法の場合には、従来の方法で成長した
氷層1334と組織制御した氷1335からなる張りつめた氷
が、水部分Wの表面に次のようにして得られる。すなわ
ち、組織制御した氷1335の成長の過程で、氷の下におい
て水部分W内に、氷成長基1303を発生することによって
得られる。そのために、低温発生器1303、例えば冷媒を
充填した熱交換器等が、水部分W内に入れられる。低温
発生器1303の表面には氷1304が形成される。この氷か
ら、適切な装置1305による機械的な処理、例えば回転ブ
ラシ等によるシェービングまたはブラシ削り、あるいは
振動によって、微細な氷結晶が剥がされる。この氷結晶
は氷成長基1302としての働きをする。低温発生器1303
と、形成された氷1303から氷結晶を剥がすための装置13
05とを、共通の水中車両1317に取付けると有利である。
この水中車両はレール1318上を走行し、張りつめた氷の
下を往復運動可能である。この方法の場合にも、連結し
た霧1333による従来の氷層1334の最初の発生を省略する
ことができ、その代わりに、表面のところで氷が解放さ
れた水部分W内に、氷成長基1302を入れることにより、
氷の成長が開始される。この氷成長基は表面の方へ上昇
し、そこで図1において1260と1261で示した氷層のよう
な微細粒状の氷層を形成する。この場合、発生し張りつ
めた氷は同様に、その厚さ全体にわたって組織を制御し
た氷1335からなっている。
In the case of the method shown in FIG. 13, taut ice consisting of an ice layer 1334 grown by a conventional method and ice 1335 whose texture is controlled is obtained on the surface of the water portion W as follows. That is, it is obtained by generating an ice growth group 1303 in the water portion W under the ice in the process of growing the ice 1335 whose texture is controlled. For this purpose, a low-temperature generator 1303, for example, a heat exchanger filled with a refrigerant, is placed in the water portion W. Ice 1304 is formed on the surface of the low temperature generator 1303. Fine ice crystals are peeled from the ice by mechanical treatment using a suitable device 1305, for example, shaving or brush shaving with a rotating brush or the like, or vibration. The ice crystal serves as an ice growing base 1302. Low temperature generator 1303
And an apparatus 13 for removing ice crystals from the formed ice 1303
Advantageously, 05 and 05 are mounted on a common underwater vehicle 1317.
The underwater vehicle runs on rails 1318 and can reciprocate under the tight ice. In this case, too, the first generation of the conventional ice layer 1334 by the connected fog 1333 can be omitted, and instead, the ice growing base 1302 in the water portion W where the ice has been released at the surface. By putting
Ice growth begins. The ice growing groups rise toward the surface, where they form a fine-grained ice layer, such as the ice layers shown at 1260 and 1261 in FIG. In this case, the evolved and taut ice also consists of tissue-controlled ice 1335 throughout its thickness.

図8〜13において、741,841,941,1041,1141,1241また
は1341は、水部分内を上昇する気泡を示している。この
気泡は、氷本体内で凍結するときに、氷の厚さを調節す
るため、あるいは氷を弱くするために役立つ。できるだ
け小さな泡のために、圧力下でガス過飽和した水のガス
放出の途中でこの泡を発生させると有利である。その
際、水部分に気泡を入れるための装置と、組織制御した
氷を作るための装置を連結すると有利である。図12はこ
のような装置を例示的に示している。場合によっては従
来の方法で凍った氷層1134と組織制御した氷1135とから
なる張りつめた氷の下の水部分W内には、方法の一つに
従って氷成長基を発生するための装置1103が、場合によ
ってはレール1118上を走行する水中車両1117上に設けら
れている。同じ水中車両1117には、ガス過飽和の水1142
のための排出装置、例えば多孔性管等が取付けられてい
る。ガス過飽和の水は装置1143から発生する。この装置
では、水部分Wからポンプ1145によって取り出された水
が、圧力下でガスを過飽和される。圧縮ガスは圧縮ガス
発生器1144、例えば空気圧縮機、圧縮ガス容器等から取
り出され、過飽和装置1143に押し込まれる。ガス過飽和
した水を発生するための装置は全部または一部が水中車
両1117上に配置可能である。
8 to 13, 741, 841, 941, 1041, 1141, 1241 or 1341 indicate bubbles rising in the water portion. The air bubbles, when frozen in the ice body, serve to adjust the thickness of the ice or to weaken the ice. For bubbles as small as possible, it is advantageous to generate these bubbles in the course of the outgassing of gas supersaturated water under pressure. In this case, it is advantageous to connect a device for introducing air bubbles into the water portion and a device for producing ice with controlled tissue. FIG. 12 exemplarily shows such a device. In some cases, in the water portion W below the taut ice consisting of the ice layer 1134 frozen in a conventional manner and the texture-controlled ice 1135, an apparatus 1103 for generating ice growing groups according to one of the methods is provided. In some cases, it is provided on an underwater vehicle 1117 running on a rail 1118. The same underwater vehicle 1117 contains gas supersaturated water 1142
A discharge device, such as a porous tube, is attached. Gas supersaturated water is generated from device 1143. In this device, water removed by a pump 1145 from a water portion W is supersaturated with gas under pressure. The compressed gas is extracted from a compressed gas generator 1144, for example, an air compressor, a compressed gas container, or the like, and pushed into a supersaturation device 1143. The device for generating gas supersaturated water may be wholly or partially located on the underwater vehicle 1117.

本発明は前述の実施形および請求の範囲に記載の実施
形に制限されるものではない。上記方法手段または装置
の組み合わせの他の態様は、その都度均等手段や方策の
使用と同様に、本発明の範囲に含まれる。この均等手段
や方策は例えば、押圧力を発生するための流体動力学的
持ち上げ装置を使用すること、例えば運動させた水によ
ってあるいは振動によってあるいは熱で発生した応力割
れ目によって、氷下面から氷結晶を剥がすための切削加
工方法と異なる方法、または水内に気泡を発生するため
の切削加工方法と異なる方法、例えばガスを発生する化
学製品を使用すること、あるいは水に溶けたガスを泡状
に排出する振動を使用することである。
The invention is not limited to the embodiments described above and those described in the claims. Other embodiments of the combination of the above method means or device, as well as the use of equivalent means or measures in each case, are within the scope of the present invention. This equalizing means or strategy may use, for example, a hydrodynamic lifting device to generate a pressing force, for example, by removing ice crystals from the underside of the ice by moving water or by stress cracks generated by vibration or by heat. A method different from the cutting method for peeling, or a method different from the cutting method for generating air bubbles in water, for example, using a chemical product that generates gas, or discharging gas dissolved in water in a foamy form Is to use a vibrating vibration.

前述の方法および装置により、モデル実験用の所定の
結晶構造を有する組織制御された氷が得られる。この氷
は自然の氷の構造に一致している。これは割れ目表面の
形や破壊形状にも当てはまる。
The above-described method and apparatus provide controlled-texture ice having a predetermined crystal structure for model experiments. This ice conforms to the structure of natural ice. This also applies to the shape and fracture shape of the fracture surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ループ・カール−ハインツ ドイツ連邦共和国、デー−2000 ハムブ ルク 71、シュトックローゼンヴェー ク、79 (72)発明者 エーファース・カール−ウルリッヒ ドイツ連邦共和国、デー−2000 ハムブ ルク 65、ゾムマープファド、2 (72)発明者 ホイスラー・フランツ・ウルリッヒ ドイツ連邦共和国、デー−2071 ジー ク、グロースブレッケン、8 (56)参考文献 特開 昭62−169977(JP,A) 特開 昭62−145132(JP,A) 特開 昭61−243265(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 10/00 F25C 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing the front page (72) Inventor Lup Karl-Heinz, Germany, Day 2000-Hambrk 71, Stockrosenweg, 79 (72) Inventor Ephers Carl-Ulrich, Germany, Day -2000 Hambruck 65, Zomemapfado, 2 (72) Inventor Heusler Franz Ulrich, Germany-2071 Sieg, Grossbrecken, 8 (56) References JP 62-169977 (JP, A) JP-A-62-145132 (JP, A) JP-A-61-243265 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 10/00 F25C 1/00

Claims (41)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】特に船舶または海上建造物によるモデル実
験用の張りつめた氷を水部分の水表面に発生するための
方法において、氷の厚さ全体にわたってあるいは一つま
たは複数の層において微細粒状の氷が得られるように、
微細粒状氷成長基を水部分に入れることによって氷の柱
状の成長を妨害することにより、張りつめた氷を発生す
ることを特徴とする方法。
1. A method for generating taut ice on a water surface of a water part, particularly for model experiments with ships or offshore structures, the method comprising the steps of providing fine-grained ice over the entire thickness of the ice or in one or more layers. So that you can get ice,
A method of producing tight ice by interfering with ice columnar growth by placing fine-grained ice growth bases in a water portion.
【請求項2】特に船舶または海上建造物によるモデル実
験用の張りつめた氷を水部分の水表面に発生するための
方法において、張りつめた氷全体にわたってあるいは一
つまたは複数の層内に微細粒状の氷が得られるように、
微細粒状氷成長基を張りつめた氷の下面から剥がすこと
によって氷の柱状成長を妨害することにより、張りつめ
た氷が発生することを特徴とする方法。
2. A method for generating taut ice on a surface of a water part, particularly for model experiments with ships or offshore structures, comprising the steps of providing fine-grained ice over the taut ice or in one or more layers. So that you can get ice,
A method of producing a tight ice by peeling off a fine-grained ice growth base from the lower surface of the tight ice, thereby hindering the columnar growth of ice.
【請求項3】特に船舶または海上建造物によるモデル実
験用の張りつめた氷を水部分の水表面に発生するための
方法において、張りつめた氷全体にわたってあるいは一
つまたは複数の層内に微細粒状の氷が得られるように、
微細粒状の氷成長基を発生することによって氷の柱状成
長を妨害することにより、張りつめた氷が発生し、氷成
長基が水部分内に設けられた低温発生器の表面に形成さ
れた氷を装置で機械的に処理することによって剥がされ
ることを特徴とする方法。
3. A method for generating taut ice on a water surface of a water portion, particularly for model experiments with ships or offshore structures, the method comprising the steps of providing fine-grained ice over the taut ice or in one or more layers. So that you can get ice,
Tight ice is generated by interfering with the columnar growth of ice by generating fine-grained ice growth bases, and ice growth bases dissolve ice formed on the surface of the low-temperature generator provided in the water part. A method characterized in that it is peeled off by mechanical processing in an apparatus.
【請求項4】微細粒状の氷顆粒の形をした氷成長基が、
氷の下で水部分に入れられることを特徴とする請求の範
囲第1項の方法。
4. An ice growing group in the form of fine-grained ice granules,
2. The method of claim 1, wherein the method is placed in a water portion under ice.
【請求項5】氷成長基が流れる水によって水部分に入れ
られることを特徴とする請求の範囲第1項から第4項ま
でのいずれか一つの方法。
5. The method as claimed in claim 1, wherein the ice-growing substrate is introduced into the water portion by flowing water.
【請求項6】水部分に入れられる氷成長基が氷の下の水
部分で発生することを特徴とする請求の範囲第1項から
第5項までのいずれか一つの方法。
6. A method as claimed in claim 1, wherein the ice-growing groups contained in the water portion are generated in a water portion below the ice.
【請求項7】水部分に入れられる氷成長基が、一つの低
温発生器によってあるいは複数の低温発生器によって氷
の下の水部分内で凍結される氷から得られることを特徴
とする請求の範囲第1項から第6項までのいずれか一つ
の方法。
7. The method of claim 1, wherein the ice growing group placed in the water portion is obtained from ice frozen in the water portion below the ice by one or more cold generators. The method of any one of paragraphs 1 to 6.
【請求項8】氷下面の処理が機械的な加工形態で行われ
ることを特徴とする請求の範囲第2項の方法。
8. The method according to claim 2, wherein the processing of the lower surface of the ice is performed in a mechanical working form.
【請求項9】氷下面の処理が、削り器具またはブラシの
ような切削加工手段や工具によって行われることを特徴
とする請求の範囲第2項と第8項のどちらか一つの方
法。
9. The method according to claim 2, wherein the processing of the lower surface of the ice is performed by a cutting means or a tool such as a shaving tool or a brush.
【請求項10】氷下面の処理が、運動させられる水、例
えば一つまたは複数の水噴射流によって行われることを
特徴とする請求の範囲第2項および第8〜9項のいずれ
か一つの方法。
10. The method according to claim 2, wherein the treatment of the lower surface of the ice is performed by moving water, for example, one or more water jets. Method.
【請求項11】氷下面の処理が振動によって行われるこ
とを特徴とする請求の範囲第2項および第8〜10項のい
ずれか一つの方法。
11. A method according to claim 2, wherein the processing of the lower surface of the ice is performed by vibration.
【請求項12】氷下面の処理のための必要な押圧力が、
流体静力学な持ち上げ装置、例えば持ち上げ体によって
発生することを特徴とする請求の範囲第2項および第8
〜11項のいずれか一つの方法。
12. The pressing force required for processing the lower surface of ice is as follows:
Claims 2 and 8 characterized in that they are generated by a hydrostatic lifting device, such as a lifting body.
The method of any one of ~ 11.
【請求項13】液圧静力学的持ち上げ装置によって得ら
れる押圧力が、例えばバラストおもりまたは充填された
液体によるバラスト調整によって調整可能であることを
特徴とする請求の範囲第2項および第8〜12項のいずれ
か一つの方法。
13. The method according to claim 2, wherein the pressing force obtained by the hydrostatic lifting device can be adjusted, for example, by ballast adjustment with a ballast weight or a filled liquid. 12. Any one of the methods of paragraph 12.
【請求項14】氷下面の処理のための必要な押圧力がレ
バー機構によって得られることを特徴とする請求の範囲
第2項および第8〜13項のいずれか一つの方法。
14. The method according to claim 2, wherein a pressing force required for processing the lower surface of the ice is obtained by a lever mechanism.
【請求項15】氷下面の処理のための必要な押圧力がば
ね機構によって得られることを特徴とする請求の範囲第
2項および第8〜14項のいずれか一つの方法。
15. The method according to claim 2, wherein the pressing force required for treating the lower surface of the ice is obtained by a spring mechanism.
【請求項16】氷下面の処理のための必要な押圧力が流
体動力学的持ち上げ装置によって得られることを特徴と
する請求の範囲第2項および第8〜15項のいずれか一つ
の方法。
16. The method as claimed in claim 2, wherein the required pressing force for the treatment of the lower surface of the ice is obtained by means of a hydrodynamic lifting device.
【請求項17】氷下面の処理のために必要な押圧力が、
例えば液体シリンダ、空気圧シリンダ、往復スピンドル
のような一つまたは複数の力発生器によって得られるこ
とを特徴とする請求の範囲第2項および第8〜16項のい
ずれか一つの方法。
17. The pressing force required for processing the lower surface of ice is as follows:
17. A method according to any one of claims 2 and 8 to 16, characterized in that it is obtained by one or more force generators, such as a liquid cylinder, a pneumatic cylinder, a reciprocating spindle.
【請求項18】一つまたは複数の力発生器によって得ら
れる、氷下面の処理のために必要な押圧力が、力調整回
路によって充分に自由に調整可能であることを特徴とす
る請求の範囲第2項および第8〜17項のいずれか一つの
方法。
18. The pressing force required for treating the lower surface of the ice, obtained by one or more force generators, can be adjusted sufficiently freely by a force adjusting circuit. Clause 2 and any one of clauses 8-17.
【請求項19】気泡が水部分に取り込まれることを特徴
とする請求の範囲第1〜18項のいずれか一つの方法。
19. The method according to claim 1, wherein bubbles are taken into the water portion.
【請求項20】水部分への気泡の取り込みが圧力下で過
飽和された水によって行われることを特徴とする請求の
範囲第19項の方法。
20. The method according to claim 19, wherein the incorporation of bubbles into the water portion is effected by supersaturated water under pressure.
【請求項21】水部分への気泡の取り込みが、ガスを発
生する化学製品を水部分に取り込むことによって行われ
ることを特徴とする請求の範囲第19項の方法。
21. The method according to claim 19, wherein the incorporation of gas bubbles into the water portion is performed by incorporating a gas generating chemical into the water portion.
【請求項22】水内発生した、衝撃波や音のような圧力
変動によって、水に溶解したガスが泡状に排出されるこ
とによって、気泡の取り込みが行われることを特徴とす
る請求の範囲第19項の方法。
22. The method according to claim 19, wherein the bubbles dissolved in the water are discharged in the form of bubbles by pressure fluctuations such as shock waves and sounds generated in the water. Item 19.
【請求項23】浮くことができる固体粒子または水にほ
ぼ浮遊する固体粒子が水部分に取り込まれることを特徴
とする請求の範囲第1〜22項のいずれか一つの方法。
23. The method according to claim 1, wherein floating solid particles or solid particles substantially floating in water are incorporated in the water portion.
【請求項24】従来の方法で成長した氷層(734)と、
組織制御した氷層(735)からなる張りつめた氷を、容
器(701)内の水部分(W)の表面に発生する方法のた
めの装置において、装置が氷成長基(702)を氷の下の
水部分(W)に入れるための分配装置(703)と、氷成
長基(702)を分配装置(703)に供給するためのポンプ
(704)を有する貯蔵容器(706)とを備え(図8)、こ
の氷が容器(701)内の水部分(W)の表面で、従来の
方法で成長した氷層(734)と、組織制御した水層(73
5)からなることを特徴とする装置。
24. An ice layer (734) grown in a conventional manner;
Apparatus for a method of generating taut ice consisting of a texture-controlled ice layer (735) on the surface of a water portion (W) in a container (701), wherein the apparatus places an ice growing medium (702) under the ice. And a storage container (706) having a pump (704) for supplying the ice growth base (702) to the distribution device (703) (FIG. 2). 8) This ice is formed on the surface of the water portion (W) in the container (701) by the ice layer (734) grown by the conventional method and the water layer (73) whose tissue is controlled.
5) A device characterized by comprising:
【請求項25】貯蔵容器(706)内に、氷成長基を発生
するための装置が設けられていることを特徴とする請求
の範囲第24項の装置。
25. Apparatus according to claim 24, wherein an apparatus for generating ice growth groups is provided in the storage container (706).
【請求項26】張りつめた氷の下面から微細な氷結晶を
剥がすめに、シェービング工具(811,911)からなる装
置が、水部分を含む容器内に設けられていることを特徴
とする請求の範囲第2項の張りつめた氷を発生する方法
のための装置(図9と図10)。
26. An apparatus comprising a shaving tool (811, 911) provided in a container containing a water portion for peeling fine ice crystals from the lower surface of the taut ice. Apparatus for the method of generating the taut ice of item 2 (FIGS. 9 and 10).
【請求項27】シェービング工具(811,911)が短い区
間に分割され、この区間が張りつめた氷の下方を移動可
能な少なくとも一つの水中車両(817,917)に撓むよう
に枢着されていることを特徴とする請求の範囲第26項の
装置。
27. The shaving tool (811,911) is divided into short sections, and this section is pivotally attached to at least one underwater vehicle (817,917) movable below the taut ice. 27. The device of claim 26.
【請求項28】シェービング工具(811,911)の区間が
回転可能に軸承されたレバー機構(812,912)に設けら
れ、可撓性のためにばね(813,913)が設けられている
ことを特徴とする請求の範囲第27項の装置。
28. A section of a shaving tool (811, 911) provided on a rotatably mounted lever mechanism (812, 912) and a spring (813, 913) provided for flexibility. The device of range 27.
【請求項29】氷上にあるシェービング工具(811,91
1)のエッジ(811a,911a)が、歯付へらのようにあるい
は鋸歯状に形成されていることを特徴とする請求の範囲
第26〜28項のいずれか一つの装置。
29. A shaving tool (811,91) on ice.
Device according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the edges (811a, 911a) of 1) are formed like toothed spatula or in a sawtooth shape.
【請求項30】張りつめた氷下面に対するシェービング
工具(811,911)の押圧力を得るために、持ち上げ体(8
14,914)が走行可能な水中車両(817,917)に設けられ
ていることを特徴とする請求の範囲第27〜29項のいずれ
か一つの装置。
30. In order to obtain a pressing force of the shaving tool (811, 911) against the tight ice lower surface, a lifting body (8) is provided.
The apparatus according to any one of claims 27 to 29, wherein the underwater vehicle (817,917) is provided on a movable underwater vehicle (817,917).
【請求項31】持ち上げ体(814,914)がおもり(915)
によってバラストを加えられていることを特徴とする請
求の範囲第30項の装置。
31. A lifting body (814,914) having a weight (915).
31. The device of claim 30, wherein the ballast has been added.
【請求項32】シェービングプロセスの間持ち上げ体
(814,914)に作用する傾動モーメントを受け止めるた
めに、持ち上げ体(814,914)が潜水運動を妨害しな
い、例えばパンタグラフ機構(816,916)のような支承
部によって、走行可能な水中車両(817,917)に枢着さ
れていることを特徴とする請求の範囲第30項と第31項の
どちらか一方の装置。
32. In order to receive a tilting moment acting on the lifting body (814, 914) during the shaving process, the lifting body (814, 914) does not impede diving movement, for example by means of a support such as a pantograph mechanism (816, 916). Apparatus according to any one of claims 30 and 31, characterized in that it is pivotally attached to a possible underwater vehicle (817,917).
【請求項33】水中車両(817,917)が底側に敷設され
たレール(818,918)上を走行することを特徴とする請
求の範囲第30項と第32項のどちらか一方の装置。
33. Apparatus according to claim 30, wherein the underwater vehicle (817,917) runs on a rail (818,918) laid on the bottom side.
【請求項34】請求の範囲第2項の張りつめた氷を発生
する方法のための装置において、張りつめた氷の下面か
ら微細な氷結晶を剥がすめに、ブラシ状工具が設けら
れ、この工具が回転駆動されるブラシ(1003)として形
成され、かつ押圧機構(1010)に設けられ、この押圧機
構が氷結晶を剥がすために必要な押圧力を供給すること
を特徴とする装置(図11)。
34. Apparatus for the method of generating taut ice according to claim 2, wherein a brush-like tool is provided for peeling fine ice crystals from the underside of the taut ice. An apparatus characterized in that it is formed as a rotatably driven brush (1003) and is provided on a pressing mechanism (1010), the pressing mechanism supplying a pressing force necessary for peeling ice crystals (FIG. 11).
【請求項35】一つまたは複数の回転するブラシ(100
3)が双腕状レバー(1005)の一端に設けられ、この双
腕状レバーが軸受(1006)に回転可能に支持され、レバ
ー(1005)の自由端部(1005a)にばね(1008)が作用
し、このばねが調節可能な力発生器(1007)に作用連結
され、ブラシ(1003)を氷下面に押しつける押圧力が、
力測定部材(1004)によって測定可能であり、この力測
定部材がレバー(1005)に統合され、支承部(1006)と
力発生器(1007)が、張りつめた氷の下方を移動可能な
少なくとも一つの水中車両(1017)に支持され、この水
中車両が底側に設けられたレール(1018)上を走行可能
であることを特徴とする請求の範囲第34項の装置。
35. One or more rotating brushes (100
3) is provided at one end of a double-armed lever (1005), this double-armed lever is rotatably supported by a bearing (1006), and a spring (1008) is attached to the free end (1005a) of the lever (1005). Acting, this spring is operatively connected to the adjustable force generator (1007), the pressing force pressing the brush (1003) against the ice surface,
It can be measured by a force measuring member (1004), which is integrated with the lever (1005) and the bearing (1006) and the force generator (1007) are at least one movable below the taut ice. 35. Apparatus according to claim 34, supported by two underwater vehicles (1017), said underwater vehicles being able to run on rails (1018) provided on the bottom side.
【請求項36】力実際値としてのそのときの押圧力を測
定するための力測定部材(1004)が制御装置(1022)と
協働し、制御装置が目標値検出装置(1021)および出力
部材(1023)に連結され、出力部材(1023)が例えばサ
ーボ液圧装置として形成されていることを特徴とする請
求の範囲第35項の装置。
36. A force measuring member (1004) for measuring a current pressing force as an actual force value cooperates with a control device (1022), and the control device comprises a target value detecting device (1021) and an output member. 36. The device according to claim 35, wherein the device is connected to (1023) and the output member (1023) is formed, for example, as a servo hydraulic device.
【請求項37】請求の範囲第3項の張りつめた氷を発生
する方法のための装置において、組織制御された氷(13
35)の成長の過程で氷の下に氷成長基(1302)を発生す
るために、低温発生器(1303)が水部分(W)内に設け
られ、低温発生器(1303)の表面に形成された氷を機械
的に処理するために、装置(1305)が設けられているこ
とを特徴とする装置。
37. An apparatus for a method of producing taut ice according to claim 3, wherein the tissue controlled ice (13) is provided.
In order to generate an ice growth base (1302) under the ice during the growth of 35), a low-temperature generator (1303) is provided in the water part (W) and forms on the surface of the low-temperature generator (1303) An apparatus (1305) for mechanically processing the collected ice.
【請求項38】装置(1305)が少なくとも一つの回転ブ
ラシからなっていることを特徴とする請求の範囲第43項
の装置。
38. Apparatus according to claim 43, wherein the apparatus (1305) comprises at least one rotating brush.
【請求項39】低温発生器(1303)の表面に形成された
氷(1304)から微細な氷結晶を剥離するために、装置が
振動装置を含んでいることを特徴とする請求の範囲第37
項の装置。
39. The apparatus according to claim 37, wherein the apparatus includes a vibrating device for separating fine ice crystals from ice (1304) formed on the surface of the low-temperature generator (1303).
Equipment of the term.
【請求項40】低温発生基(1303)と、形成された氷
(1303)から氷結晶を剥がすための装置(1305)が、走
行可能な水中車両(1317)に設けられ、この水中車両が
水部分(W)の容器内の底側に設けられたレール(131
8)上を走行可能であることを特徴とする請求の範囲第3
7〜39項のいずれか一つの装置。
40. A low-temperature generating base (1303) and a device (1305) for removing ice crystals from the formed ice (1303) are provided on a movable underwater vehicle (1317), and the underwater vehicle is provided with a water-based vehicle. Rail (131) provided on the bottom side of the container in the part (W)
8) Claim 3 characterized by being able to run on
The apparatus according to any one of paragraphs 7 to 39.
【請求項41】気泡を水部分に入れるための装置が、組
織制御した氷を作るための装置に連結され、氷成長基を
発生するための装置(1103)が、張りつめた氷の下方の
水部分(W)内で、移動可能な水中車両(1117)上に設
けられ、水中車両(1117)が、多孔性管のようなガス過
飽和水用の排出装置(1142)を備え、ガス過飽和の水を
作るための装置(1143)が設けられ、この装置が、水を
水部分(W)から取り出すためのポンプ(1145)に連結
され、圧縮ガス発生器(1144)、空気圧縮機または圧縮
ガスを取り出すための圧力容器と過飽和装置(1143)が
設けられていることを特徴とする請求の範囲第24〜40項
のいずれか一つの装置。
41. A device for entraining air bubbles into the water portion is connected to a device for making tissue-controlled ice, and the device for generating ice growing groups (1103) is provided with a device for producing water under the taut ice. In a section (W) mounted on a mobile underwater vehicle (1117), the underwater vehicle (1117) comprises a discharge device (1142) for gas supersaturated water, such as a porous tube, and comprises gas supersaturated water. Equipment (1143) is provided, which is connected to a pump (1145) for removing water from the water portion (W) and provides a compressed gas generator (1144), an air compressor or a compressed gas. Apparatus according to any one of claims 24 to 40, characterized in that a pressure vessel for taking out and a supersaturation device (1143) are provided.
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