JP3306697B2

JP3306697B2 - 人工雪の製造装置及び方法

Info

Publication number: JP3306697B2
Application number: JP02223896A
Authority: JP
Inventors: 章司関原; 信次金; 誠鳥海; 俊康鈴木
Original assignee: JFE Engineering Corp; Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp; Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 2002-07-24
Anticipated expiration: 2016-02-08
Also published as: JPH09210526A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工雪の製造装置
及び方法に関し、詳しくは、各種イベントやアトラクシ
ョンに使用する雪として好適な滞空時間の長い人工雪を
製造するための装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、スキー場が雪不足の時や屋内
スキー場の滑走用床面に堆積させることを目的とした人
工雪の製造技術の開発が種々行われている。このような
人工雪製造技術としては、氷点下雰囲気（大気）中に、
圧縮空気と共に水を微細な水滴として噴霧し、この水滴
を冷気と熱交換させて凍結させることにより人工雪を製
造する方法や、例えば特公平４−２７４７４号公報に記
載されるように、人工雪発生室内に低温液化ガスを噴射
するとともに水を噴霧して人工雪を製造する装置が知ら
れている。

【０００３】これらの従来の人工雪の製造技術は、屋
内、屋外にかかわらず、スキー滑走面等に堆積させるの
に適した雪質の人工雪を、より大量に製造することを主
目的としている。例えば、噴霧した水を、低温液化ガス
である液体窒素で急激に凍結させて人工雪を製造した場
合、得られる雪は、ざらざらとした氷粒状のものであ
り、滞空時間が短いものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、各種イベントや
アトラクションで演出効果により雪を降らせる場合は、
視覚的に訴えられるように、できるだけ滞空時間が長い
ことが望ましく、ひらひらと舞い落ちるような雪質の人
工雪が望まれている。

【０００５】しかし、従来の人工雪の製造技術では、上
述のひらひらと舞い落ちるような雪質の人工雪を得るこ
とができなかったため、例えばシャボン玉を雪の代用品
とすることも行われていた。

【０００６】そこで本発明は、観賞用に適した人工雪、
すなわち、スキー滑走面等に堆積させるための従来の人
工雪とは本質的に異なり、滞空時間の長い薄片状のひら
ひらと舞い落ちるような人工雪を効率よく得ることがで
きる人工雪の製造装置及び方法を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の人工雪の製造装置は、一端に開口部を有す
る筒体と、該筒体内に水を噴霧する水噴霧手段及び液化
炭酸ガスを噴出する液化炭酸ガス噴出手段とを備え、噴
霧した水を凍結させた人工雪を前記筒体の開口部から噴
出する人工雪の製造装置であって、液化炭酸ガス供給源
と前記液化炭酸ガス噴出手段との間に気液分離器を設け
るとともに、該気液分離器で分離した低温炭酸ガスと、
前記水噴霧手段に供給する水とを熱交換させて水を冷却
する熱交換手段を設け、前記水噴霧手段として、水と共
に圧縮ガスを噴出する二流体ノズルを使用し、前記筒体
の胴部外側面に打撃式振動器を備え、前記筒体の外部
に、前記開口部付近に送風する送風手段を設けたことを
特徴としている。

【０００８】本発明装置の前記送風手段は、前記筒体の
外周に同心状に送風口を備えてもよい。また、前記打撃
式振動器は、圧縮ガスを駆動源とすることができ、該駆
動源の圧縮ガスの供給源と前記二流体ノズルから噴霧す
る水を圧送する圧縮ガスと二流体ノズルから噴出する圧
縮ガスの供給源とが共通にすることができる。

【０００９】さらに、前記筒体の内面に、鏡面加工処
理，樹脂コーティング処理あるいはニッケル−リン−フ
ッ素樹脂系の複合メッキ処理を施してもよい。

【００１０】本発明の人工雪の製造方法は、一端が開口
した筒体内に水噴霧手段により水を噴霧するとともに、
液化炭酸ガス噴出手段により液化炭酸ガスを噴出させ、
噴出した液化炭酸ガスから生成するドライアイスと噴霧
した水とを接触させて水を凍結させ、かつ、該凍結水と
ドライアイスとを付着させて前記筒体の開口部から噴出
させる人工雪の製造方法であって、前記液化炭酸ガス噴
出手段へ供給する液化炭酸ガスを気液分離器に導入して
気液分離し、分離した液化炭酸ガスを液化炭酸ガス噴出
手段に供給するとともに、分離した低温炭酸ガスを熱交
換手段に導入して前記水噴霧手段に供給する水を冷却
し、前記水噴霧手段として二流体ノズルを使用して水と
共に圧縮ガスを噴出し、前記筒体の胴部外側面に備えた
打撃式振動器により、筒体内面に付着した雪を強制的に
剥離し、前記筒体の開口部近傍に向けて筒体外部から送
風して、開口部から噴出する人工雪を飛散させるととも
に、高湿度時等に開口部付近に発生する白煙を除去する
ことを特徴としている。

【００１１】本発明の方法において、前記筒体外部から
の送風に代えて、前記筒体の外周に備えた同心状の送風
口から送風するようにしてもよい。また、前記打撃式振
動器を、圧縮ガスにより間欠的に駆動するようにしても
よく、さらには、前記二流体ノズルから噴霧する水を圧
送する圧縮ガス及び二流体ノズルから噴出する圧縮ガス
の供給源から供給される圧縮ガスにより、前記打撃式振
動器を間欠的に駆動することができ、さらにまた、前記
筒体は、その内面に、鏡面加工処理，樹脂コーティング
処理あるいはニッケル−リン−フッ素樹脂系の複合メッ
キ処理が施したものを使用してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
さらに詳細に説明する。まず、図１乃至図４は、本発明
の人工雪製造装置の第１形態例を示すものであって、図
１は人工雪製造装置の系統図、図２は筒体の正面図、図
３は筒体の設置例を示す斜視図、図４は人工雪製造装置
の使用例を示す説明図である。

【００１３】まず、図１において、この人工雪製造装置
は、人工雪を生成する一端が開口した筒体１と、該筒体
１の端板部に設けられた水噴霧手段２及び液化炭酸ガス
噴出手段３と、水噴霧手段２に水と圧縮ガスとをそれぞ
れ供給する水供給経路４及び圧縮ガス供給経路５と、液
化炭酸ガス噴出手段３に液化炭酸ガスを供給する液化炭
酸ガス供給経路６と、供給する液化炭酸ガス中の蒸発分
（炭酸ガス）を分離する気液分離器７と、供給する水を
冷却するための熱交換器８と、筒体１の開口部近傍に送
風する送風器９とを備えている。

【００１４】前記筒体１は、一端が閉塞され、他端が開
口した有底円筒体を、軸線を垂直にして開口が下向きに
なるようにして配設したものであって、筒体１の胴部側
面には、該筒体１を振動させるための打撃式振動器１１
が設けられている。この打撃式振動器１１には、駆動源
となる圧縮ガスが、圧縮ガス供給源Ｇから減圧弁１２を
備えた駆動経路１３を介して供給されており、圧縮ガス
を間欠的に作用させることにより、例えば１秒間隔で筒
体１を振動させることができる。

【００１５】なお、筒体１の形状，径，長さ，肉厚は、
所要の人工雪製造能力や設置位置等に応じて適宜に設定
することが可能であり、開口側が拡開したラッパ状に形
成することもでき、水噴霧手段２及び液化炭酸ガス噴出
手段３の設置個数や設置位置も適当に選定することがで
きる。

【００１６】また、筒体１の内面には、筒体１内で生成
した雪や氷等が付着することを防止するために、鏡面加
工処理や樹脂コーティング処理あるいはニッケル−リン
−フッ素樹脂系の複合メッキ処理を施しておくことが望
ましい。特に、生成した氷雪が高速で飛散する場合に
は、潤滑性を長時間維持することができるニッケル−リ
ン−フッ素樹脂（例えば、四弗化エチレン：ＴＰＦＥ；
商品名テフロン）系の複合メッキ処理を施しておくこと
が好ましい。このニッケル−リン−フッ素樹脂系の複合
メッキ層は、摩耗してもフッ素樹脂が略均一に存在して
いるため、潤滑性が失われることがほとんどなく、雪の
付着を長期にわたって防止することができる。

【００１７】さらに、筒体１に打撃式振動器１１を付設
することにより、筒体１の内面に付着した雪を強制的に
剥離することができるので、雪の付着により人工雪の製
造に支障を来すことがなくなる。なお、打撃式振動器１
１の駆動源は、前記圧縮ガスに限らず、前記気液分離器
７で分離した低温炭酸ガスや、他の供給源からの圧縮ガ
スを駆動源としてもよく、電動機や電磁石等を用いるこ
ともできる。

【００１８】前記水噴霧手段２及び液化炭酸ガス噴出手
段３は、図２に示すように、筒体１の端板の中央部に水
噴霧手段２が、その周囲に等間隔で４個の液化炭酸ガス
噴出手段３が、それぞれ配置されており、水噴霧手段２
には、例えば、一流体スプレーノズルや二流体スプレー
ノズル等の水をミスト状にして噴霧可能なものが用いら
れている。

【００１９】前記水供給経路４は、水貯蔵タンク４１，
流量指示調節器４２等を備えており、所定流量，所定圧
力の水を水噴霧手段２に供給する。また、水貯蔵タンク
４１には、供給する水の圧力を所定圧力に高めるための
圧縮ガスが、圧縮ガス供給源Ｇから減圧弁４３を備えた
加圧経路４４を介して導入されている。さらに、水貯蔵
タンク４１には、温度計（ＴＩ）４５が設けられるとと
もに、給水管や水位計等（図示せず）が設けられる。こ
の水供給経路４から水噴霧手段２に供給される水は、前
記熱交換器８で前記気液分離器７で分離した低温炭酸ガ
スにより冷却された後、水噴霧手段２に供給される。

【００２０】このように水を冷却してから水噴霧手段２
に供給することにより、雰囲気温度が高い場合でも人工
雪を発生させることが可能となり、ホテル，デパート，
劇場等の常温の室内でも滞空時間の長い薄片状の観賞用
人工雪を提供することができる。

【００２１】また、水噴霧手段２から噴霧される水に塗
料等を添加して着色しておくことにより、様々な色彩の
人工雪を発生させることができ、特に、蛍光塗料を用い
るとともに発生した人工雪にブラックライトを照射する
ことにより、独特の幻想的な演出効果を得ることができ
る。

【００２２】なお、水道水等、適当な圧力を有する水が
得られる場合には、水貯蔵タンク４１や加圧経路４４を
省略することができ、流量指示調節器４２や温度計４５
を設置するだけでもよい。

【００２３】前記圧縮ガス供給経路５は、減圧弁５１，
流量指示調節器５２，圧力計（ＰＩ）５３等を備えてお
り、圧縮ガス供給源Ｇからの圧縮ガスを、所定流量，所
定圧力で水噴霧手段２に供給する。圧縮ガスとしては、
圧縮機で昇圧した圧縮空気を用いることもできるが、圧
縮機の設置場所や騒音等を考慮して高圧ボンベに充填さ
れた窒素ガス等を用いることもできる。

【００２４】なお、前記水供給経路４の流量指示調節器
４２や加圧経路４４の減圧弁４３、圧縮ガス供給経路５
の減圧弁５１、流量指示調節器５２等の操作機器類は、
操作性を向上させるため、一つの制御盤１４の中にまと
めて収納しておくことができる。

【００２５】前記減圧弁４３，５１や流量指示調節器４
２，５２によって水や圧縮ガスの圧力調節及び流量調節
を行うことにより、水噴霧手段２から筒体１内に噴出す
る水の粒径を調整することができ、人工雪の発生量や形
態を変化させることができる。

【００２６】液化炭酸ガス供給経路６は、液化炭酸ガス
導出弁６１及び蒸発ガス（低温炭酸ガス）導出弁６２を
備えた液化炭酸ガス貯槽６３からなるもので、装置の運
転開始に先立って蒸発ガス導出弁６２を開き、低温炭酸
ガスで液化炭酸ガス供給経路６を加圧し、配管内でのド
ライアイス生成による閉塞を防止した後、液化炭酸ガス
導出弁６１を開いて液化炭酸ガスの導出を開始する。液
化炭酸ガス導出弁６１から導出された液化炭酸ガスは、
前記気液分離器７に導入されて気液分離され、分離した
液化炭酸ガスが前記液化炭酸ガス噴出手段３に供給さ
れ、分離した低温炭酸ガスは、前記熱交換器８に導入さ
れて水の冷却源となった後、排気管６４から排気され
る。すなわち、熱交換器８では、前記水供給経路４の水
と気液分離器７で分離した低温炭酸ガスとが熱交換を行
い、水が、例えば０℃程度にまで冷却される。

【００２７】このとき、熱交換器８内で水が凍結して流
路を閉塞することを防止するため、適当な箇所の温度を
測定して熱交換時間や低温炭酸ガスの流量等を調節する
ようにしてもよい。

【００２８】前記送風器９は、筒体１の開口部付近に適
当な風速，風量の風を送風するためのもので、開口部付
近の雰囲気湿度や液化炭酸ガスの供給圧力や供給量等の
条件変化によって発生する白煙を霧散させて消滅させ、
白煙による視界の悪化や見映えの低下を防止するととも
に、噴出した人工雪を広範囲に飛散させる作用も有して
いる。

【００２９】また、送風器９は、図１に示すように、適
当な支持部材１５で支持するようにしてもよいが、図３
に示すように、人工雪噴出用の開口１６ａを有するケー
シング１６内に筒体１と共に収納するようにしてもよ
い。

【００３０】上述のような構成の人工雪製造装置は、例
えば、図４に示すように、屋内スキー場の壁面上部に、
筒体１や送風器９を備えたケーシング１６を設置すると
ともに、各種操作機器や計器類を収めた制御盤１４を壁
面下部や別室に設置して使用することができる。

【００３１】上記構成の人工雪製造装置において、筒体
１に全長１ｍ，内径２０ｃｍのストレートタイプのもの
を使用し、これを地上から３ｍの位置に開口を下向きに
して設置するとともに、筒体１の開口から水平距離で
１．２ｍの位置に送風器９を設置して人工雪製造試験を
行った。水供給経路４からの水は、圧力１．７ｋｇｆ／
ｃｍ²で毎分１リットルの水を熱交換器８で低温炭酸ガ
スにより０℃に冷却して水噴霧手段２である二流体ノズ
ルに供給し、圧縮ガス供給経路５からの圧縮ガスは、窒
素ガスを３ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力に調節して前記二流体
ノズルに供給した。また、液化炭酸ガス供給経路６から
は、圧力２０ｋｇｆ／ｃｍ²の液化炭酸ガスを毎分１
６．８ｋｇで液化炭酸ガス噴出手段３であるノズルに供
給した。

【００３２】その結果、筒体１内で凍結した氷にドライ
アイスが付着した薄片状ではあるが比較的大きい結晶の
雪が得られた。この雪は、滞空時間が長く、ひらひらと
舞い落ちるような状態であり、アトラクション等に好適
な滞空時間の長い観賞用人工雪を得ることができた。

【００３３】このとき、温度と湿度との関係で、例えば
湿度が７０％以上になると筒体１の開口からの白煙の噴
出が顕著になるが、液化炭酸ガスの供給圧力を２０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²から７〜８ｋｇｆ／ｃｍ²に低下させること
により、白煙の発生をある程度は防止することができ
た。しかし、液化炭酸ガスの供給圧力を低下させただけ
では完全に白煙を消滅させることはできなかった。

【００３４】一方、白煙が発生するような条件下でも、
送風器９から適当な風速の風、例えば、毎秒７．０ｍ程
度の風速で送風することにより、液化炭酸ガスの供給圧
力を下げることなく白煙を略完全に消滅させることがで
き、また、降雪範囲も拡大することができた。

【００３５】図５は、白煙防止を図るために、液化炭酸
ガス供給経路６の液化炭酸ガス噴出手段３の手前に圧力
指示調節計（ＰＩＣ）６５及び制御弁６６を設け、液化
炭酸ガス噴出手段３から噴出する液化炭酸ガスの圧力を
任意に設定可能にした例を示すものである。

【００３６】例えば、屋内のイベントやアトラクション
等で、人工雪製造装置の筒体１を天井部に設置し、開口
を下方に向けて特定の場所に雪を降らせようとする場合
は、水平方向に送風することができず、また、下方に向
けて送風すると、風が雪を落下させる方向に作用するの
で、雪がひらひらと舞い落ちる雰囲気が損なわれる。し
たがって、このようなときには、上述のように液化炭酸
ガス供給経路６に圧力指示調節計６５及び制御弁６６を
設け、人工雪発生場所の条件に応じて前記圧力指示調節
計６５に適当な圧力を設定することにより、白煙の発生
を防止しながら人工雪を発生させることができる。

【００３７】図６は、筒体１の外周に同心状に送風口９
１を設けた例を示している。この送風口９１は、前記人
工雪製造装置の筒体１の外周に、一端に開口を有する大
径筒体９２を適宜なスペーサーを介して同心状に一体的
に配設し、該大径筒体９２の開口を筒体１の開口と同方
向に向けたものであって、大径筒体９２の他端部には、
送風器９に連通する配管９３が接続されている。

【００３８】このように人工雪製造装置の筒体１の外周
に送風口９１を設けることにより、白煙の発生を防止し
ながら人工雪を発生させることができるとともに、適宜
な支持手段で首振り可能に支持することにより、人工雪
の噴出方向を変化させることができ、各種イベント等で
効果的な人工雪を降らせることができる。

【００３９】また、図７に示すように、筒体１に設ける
水噴霧手段２として、適当な圧力を有する水のみを噴霧
するノズル（一流体ノズル）を設け、該ノズルから水の
みを筒体１内に噴霧するとともに、液化炭酸ガス噴出手
段３から液化炭酸ガスを噴出させるようにしても、上記
同様の人工雪を発生させることが可能である。このと
き、水を加圧する手段としては、図７に示すように適当
な加圧ポンプＰを用いてもよく、図１と同様の水貯蔵タ
ンクを用いた圧縮ガスによる加圧を採用することができ
る。さらに、水として適度な温度の水が得られる場合
は、熱交換器８を省略することもできる。

【００４０】なお、図５乃至図７においては、前記図１
に示した装置と実質的に同一の要素には同一符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の人工雪の
製造装置及び方法によれば、観賞用に適した滞空時間の
長い薄片状のひらひらと舞い落ちるような人工雪を効率
よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の人工雪製造装置の一例を示す系統図
である。

【図２】筒体の正面図である。

【図３】筒体の設置例を示す斜視図である。

【図４】人工雪製造装置の使用例を示す説明図であ
る。

【図５】人工雪製造装置の他の形態例を示す要部の系
統図である。

【図６】人工雪製造装置のさらに他の形態例を示す要
部の系統図である。

【図７】人工雪製造装置のさらに他の形態例を示す要
部の系統図である。

【符号の説明】

１…筒体、２…水噴霧手段、３…液化炭酸ガス噴出手
段、４…水供給経路、５…圧縮ガス供給経路、６…液化
炭酸ガス供給経路、７…気液分離器、８…熱交換器、９
…送風器、１１…打撃式振動器、４１…水貯蔵タンク、
４２…流量指示調節器、５１…減圧弁、５２…流量指示
調節器、５３…圧力計、６３…液化炭酸ガス貯槽、６５
…圧力指示調節計、６６…制御弁、９１…送風口、９２
…大径筒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鳥海誠東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者鈴木俊康東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開平３−233270（ＪＰ，Ａ) 特開平２−101360（ＪＰ，Ａ) 特開平２−183783（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−56232（ＪＰ，Ａ) 実開平２−128072（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−36273（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25C 3/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に開口部を有する筒体と、該筒体内
に水を噴霧する水噴霧手段及び液化炭酸ガスを噴出する
液化炭酸ガス噴出手段とを備え、噴霧した水を凍結させ
た人工雪を前記筒体の開口部から噴出する人工雪の製造
装置であって、液化炭酸ガス供給源と前記液化炭酸ガス
噴出手段との間に気液分離器を設けるとともに、該気液
分離器で分離した低温炭酸ガスと、前記水噴霧手段に供
給する水とを熱交換させて水を冷却する熱交換手段を設
け、前記水噴霧手段として、水と共に圧縮ガスを噴出す
る二流体ノズルを使用し、前記筒体の胴部外側面に打撃
式振動器を備え、前記筒体の外部に、前記開口部付近に
送風する送風手段を設けたことを特徴とする人工雪の製
造装置。
【請求項２】前記送風手段は、前記筒体の外周に同心
状に送風口を備えていることを特徴とする請求項１記載
の人工雪の製造装置。
【請求項３】前記打撃式振動器は、圧縮ガスを駆動源
とすることを特徴とする請求項１項又は第２項記載の人
工雪の製造装置。
【請求項４】前記駆動源の圧縮ガスの供給源と前記二
流体ノズルから噴霧する水を圧送する圧縮ガスと二流体
ノズルから噴出する圧縮ガスの供給源とが共通であるこ
とを特徴とする請求項１項乃至第３項のいずれかに記載
の人工雪の製造装置。
【請求項５】前記筒体は、その内面に、鏡面加工処
理，樹脂コーティング処理あるいはニッケル−リン−フ
ッ素樹脂系の複合メッキ処理が施されていることを特徴
とする請求項１項乃至第４項のいずれかに記載の人工雪
の製造装置。
【請求項６】一端が開口した筒体内に水噴霧手段によ
り水を噴霧するとともに、液化炭酸ガス噴出手段により
液化炭酸ガスを噴出させ、噴出した液化炭酸ガスから生
成するドライアイスと噴霧した水とを接触させて水を凍
結させ、かつ、該凍結水とドライアイスとを付着させて
前記筒体の開口部から噴出させる人工雪の製造方法であ
って、前記液化炭酸ガス噴出手段へ供給する液化炭酸ガ
スを気液分離器に導入して気液分離し、分離した液化炭
酸ガスを液化炭酸ガス噴出手段に供給するとともに、分
離した低温炭酸ガスを熱交換手段に導入して前記水噴霧
手段に供給する水を冷却し、前記水噴霧手段として二流
体ノズルを使用して水と共に圧縮ガスを噴出し、前記筒
体の胴部外側面に備えた打撃式振動器により、筒体内面
に付着した雪を強制的に剥離し、前記筒体の開口部近傍
に向けて筒体外部から送風して、開口部から噴出する人
工雪を飛散させるとともに、高湿度時等に開口部付近に
発生する白煙を除去することを特徴とする人工雪の製造
方法。
【請求項７】前記筒体外部からの送風に代えて、前記
筒体の外周に備えた同心状の送風口から送風するように
したことを特徴とする請求項６記載の人工雪の製造方
法。
【請求項８】前記打撃式振動器を、圧縮ガスにより間
欠的に駆動するようにしたことを特徴とする請求項６項
又は第７項記載の人工雪の製造方法。
【請求項９】前記二流体ノズルから噴霧する水を圧送
する圧縮ガス及び二流体ノズルから噴出する圧縮ガスの
供給源から供給される圧縮ガスにより、前記打撃式振動
器を間欠的に駆動することを特徴とする請求項６項乃至
第８項のいずれかに記載の人工雪の製造方法。
【請求項１０】前記筒体として、その内面に、鏡面加
工処理，樹脂コーティング処理あるいはニッケル−リン
−フッ素樹脂系の複合メッキ処理が施したものを使用し
たことを特徴とする請求項６項乃至第９項のいずれかに
記載の人工雪の製造方法。