JPH02246996A - 白煙の発生方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低温液化ガスを用いた白煙の発生方法及びそ
の装置に関し、詳しくは、各種舞台装置。

遊戯施設、デイスプレー、映画等の撮影現場、その他の
設備等において、演出効果、装飾効果等を得るために用
いるイベント用の白煙を所望の圧力で発生する方法及び
白煙を容易に発生させることのできる装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来から、各種演劇や宴会等のイベントにおいて、白煙
を用いて演出効果を得ることが行われている。従来のこ
の種の白煙は、ドライアイスを水に浸漬して水と接触さ
せ、ドライアイスを急速に気化させることにより得てい
た。例えば、特開昭５２−１１５７７１号公報や特開昭
５３−５３５８０号公報には、上記白煙の発生及び停止
や白煙の量を制御することのできる白煙発生装置の提案
がなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ドライアイスと水とを接触させる方法で
は、発生する白煙自体が略大気圧状態で生成されるため
、この白煙を用いて、例えば滝を水が流れ落ちるような
ダイナミックな状態を演出しようとすると圧力不足とな
り、別途送風機を用いて白煙を圧送する必要があった。

また、このように大量の白煙を用いる場合には大量のド
ライアイスと大量の水を用意しなければならず、上記送
風機も含めて設備が大掛かりになり、設置面積も大きく
なるため、その費用も多大なものとなる。

さらに、白煙を長時間発生させる場合には、ドライアイ
スの減少に伴い白煙の発生量も減少するため、ドライア
イスを頬繁に補充しなければならず、その補充作業が面
倒であるだけでなく、補充作業中は白煙の発生を中断さ
せる必要があった。

また、上記公報記載の白煙発生装置では、水の温度を制
御したり、水槽を上下させてドライアイスと水との接触
量を調節することにより、白煙の発生量等を制御してい
るが、これらの装置は、両公報の実施例に記載されてい
るごとく、宴会用の大食器やウニディングケーキの受台
等に好適なものであって、大きな舞台装置での使用や大
量の白煙を必要とする場合には、その適用が困難であっ
た。

またドライアイスは、白煙を必要としない待機中も、自
然蒸発により僅かずつ減少するため、無駄が多く利用効
率も低かった。

本発明は、上記各種の問題点を解消して、大量の白煙を
容易にかつ圧力をもって発生させることができ、しかも
白煙の発生源の補給が容易で、白煙の発生、停止及び発
生量の自動制御も容易に行うことのできる白煙の発生方
法及びその装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明の白煙の発生方
法は、低温液化ガス、好ましくは液化炭酸ガス、液化窒
素、液化空気等を、白煙導出口を有する気密性をもった
水槽内に導入し、該水槽内の水に、好ましくは水面の上
方から該水面に向けて噴出させて水に接触させて気化膨
脹させることにより所望圧力のある白煙を得ることを特
徴としている。

また本発明の白煙の発生装置は、低温液化ガスを貯蔵す
る液化ガス容器と、白煙導出口を有して密閉状態に形成
された水槽と、前記液化ガス容器内の低温液化ガスを該
水槽内に噴出させる噴出口を有する液化ガス導出管とを
備え、該液化ガス導出管に、低温液化ガスの噴出量を調
節する導出弁を設けたこと、好ましくは、前記液化ガス
導出管に気液分離機能を有する補助タンクを配設したこ
とを特徴としている。

上記のごとく、本発明の方法は、低温液化ガス、例えば
液化炭酸ガスや液化空気等を気密性をもりた水槽内の水
に接触させるものであって、水と接触した低温液化ガス
は、瞬時に気化して体積が数百倍以上、例えば、約２８
１の液化空気は、約２２゜４ｊの気体空気に、即ち約７
７０倍に膨張するので、この際に多量の水分を同伴する
とともに、導入する低温液化ガスに応じた所望の圧力の
白煙を得ることができる。尚、液化ガス容器内の液化空
気を該容器の容器弁から大気放出すると、大気中の水分
が液化空気の冷気（−１９４℃）によって凝縮し、白煙
として見えるが、本発明方法は、低温液化ガスの冷気を
利用する方法とは異なり、気密性空間内での低温液化ガ
スの膨脹と、膨脹の際の水との接触とによって白煙を得
るものである。

この白煙生成のプロセスの相違により、低温液化ガス単
体での白煙が短時間で消失するのに対し、本発明方法に
よる有圧白煙は、水分を多量に含むので、濃厚かつ多量
の白煙状態を長時間保持させることができる。そして、
通常、低温液化ガスは、高圧で液化ガス容器（ボンベ等
）に貯蔵されて市場に流通しているので、入手が容易で
、また、複数の液化ガス容器を適宜な配管で接続し、切
換え使用するように構成することにより、長時間に亙っ
て連続的に白煙を発生させることができる。さらに、低
温液化ガスの噴出量は、弁等の簡単な手段で調節するこ
とができるから、白煙の発生量の調節も容易であり、間
欠的あるいは瞬間的に白煙を発生させることも容易に行
うことができ、所定のプログラムにより自動的に白煙を
発生させたり、その量を増減させたりすることもできる
。また、待機中には、液化ガス容器の弁あるいは上記噴
出量を調節する弁等を閉じておけば、自然蒸発による減
少を防止することができ、低温液化ガスの使用効率も高
くできる。

本発明の方法に用いる低温液化ガスとしては、水素や酸
素、その他の危険なガスや有毒なガスを除いて、通常用
いられている低温液化ガスのほとんどを用いることが可
能であり、液化炭酸ガス。

液化空気、液化窒素、液化アルゴン、液化ヘリウム等任
意の低温液化ガスを使用することができる。

特に、液化炭酸ガスを用いた場合には、これを用いてド
ライアイスを得、更にこのドライアイスを用いて白煙を
発生させていた従来法に比べ、液化炭酸ガスの利用効率
を高め、従来より遥かに安価に白煙を発生することがで
きる。

また、液化窒素を用いた場合には、液化窒素は市場価格
が安価なので安価な白煙が得られるだけでなく、液化窒
素が気化した窒素ガスは空気とほぼ同一の比重なので、
液化窒素による白煙を水平方向に流した場合、略平行状
態を維持して流れ、ドライアイスまたは液化炭酸ガスの
気化による炭酸ガスの白煙が短時間で床面上に垂れ下が
るのとは対象的である。従って、液化窒素による白煙が
床面から所定の高さを維持する特性を利用して、例えば
床面から所定高さに舞台用の飛行機を配置して、雲の中
を飛行機で飛ぶ状況等、従来にない新たな演出に用いる
ことができる。

さ、らに、液化空気を用いた場合には、液化窒素と同様
の比重の白煙が得られるだけでなく、気化すれば大気に
戻るので、狭い室内で用いる場合、多量の白煙を使う演
出を行なう場合に安全性が高く、特別な換器装置を設備
することなく白煙を発生使用でき極めて有益である。

次に、この低温液化ガスを水と接触させる際には、様々
な手段により行うことができるが、通常は、適宜形状の
噴出口から水槽内の水に低温液化ガスを噴出して行う。

低温液化ガスの噴出位置は、水中あるいは水面上いずれ
でも白煙を発生させることができる。水中で低温液化ガ
スを噴出させて水をバブリングした場合は、低温液化ガ
スに多量の水分を同伴させ、多量の白煙を発生できるが
、水滴も同伴され易く、白煙の使用場所に水が出てくる
慮があるので、噴出圧力や水槽の大きさ等を適宜設計し
たり、白煙使用場所に配慮する。

また水面上から水中に向かって低温液化ガスを注入する
ように噴出させると、噴出される水面が凹状面になり、
該・凹状面から水中に注入された低温液化ガスが適度に
水をバブリングして水分を同伴するとともに、水面に向
けて噴出された低温液化ガスの一部が気化して水面に圧
力をかけるので水滴の同伴は抑えられ、より良好な白煙
を形成することかできる。尚、このように水面上から低
温液化ガスを噴出する場合には、低温液化ガスの種類や
噴出口の形状、噴出圧力等に応じて適当な距離、方向に
設定することが好ましい。特に、低温液化ガスとして液
化炭酸ガスを用いる場合、水面から離れた位置から単に
液化炭酸ガスを噴出すると、噴出された液化炭酸ガスが
粉雪状の固体、いわゆるスノウとぬることがあり、この
スノウが水面上に浮かんで熱交換が緩慢になり、気化し
て白煙が発生するまでに時間が掛ったり、液化炭酸ガス
の噴出を停止しても水面上のスノウが徐々に水と反応し
て白煙を形成することがある。従って、液化炭酸ガスを
用いる場合には、噴出口がら噴出された液化炭酸ガスが
スノウを形成する前に水と接触できるような距離、及び
噴出圧力に設定する必要がある。例えば、液化炭酸ガス
の圧力が２０ｋｇ　／　ｃシのときは、水面と噴出口と
の距離を１５０−厘以下とすることが好ましい。

また、水槽内の水は、低温液化ガスが低温で導入される
ので、低温液化ガスとの接触により水温が低下して水が
凍結したり、低温液化ガスの気化能力を低下させること
のないよう、必要に応じて加熱したり、または、外部に
別置した貯水槽との間で水を循環させる等を行ない、水
温を所定以上、好ましくは３０℃以上に保持する。この
ように、水温を保持することにより、凍結や気化能力の
低下を防止して大量の白煙を連続して発生させることが
可能である。

〔実施例〕

次に、本発明の白煙の発生装置の一実施例を図面に基づ
いて説明する。

この白煙発生装置１は、低温液化ガスＧを貯蔵する液化
ガス容器２と、該液化ガス容器２に液化ガス導入管３を
介して接続する本体部４とから構成されている。この本
体部４には、貯水部５と水切り部６とを有して気密に形
成された水槽７と、気液分離機能を有する補助タンク８
と、制御電源部９とが収納されており、補助タンク８と
水槽７との間には、導出弁１０を有する液化ガス導出管
１１が設けられ、底部には移動用の車輪１２．１２が取
付けられている。

上記水槽７の下部に配置される貯水部５には、水温を保
持するためのヒータ１３と水温計１４、及び水量を保持
するための給水管１５と液面計１６とが設けられており
、その上方、水切り部６の頂部には白煙導出口１９が設
けられている。この水切り部６の下方に挿入された前記
液化ガス導出管１１の先端には、下方水面方向を向いた
噴出口１７が設けられている。

また水切り部６は、上記貯水部５の表面から発生する白
煙中に含まれる余剰の水分、水滴を捕捉して白煙中に同
伴されるのを防止するもので、その内部には適当な間隔
で複数の邪魔板１８．１８が配置されている。尚、水切
り部６には前記邪魔板１８のほか、多数の小孔を有する
多孔板を交互に配設するなどを行なっても良い。

上記補助タンク８は、液化ガス容器２から供給される低
温液化ガスＧを気相部にと液相部りとに分離して、所定
量の液相部りを貯留するもので、頭部には前記液化ガス
導入管３と内圧を制御する減圧管２０とが設けられると
ともに、底部には液化ガス導出管１１が設けられ、さら
にその内部には液相部りの液面を検出するフロート式液
面計２１が設けられている。

また、上記制御電源部９は、各部に必要な電力を供給す
るとともに、白煙Ｓの発生開始あるいは停止の信号、及
び白煙の発生に伴う補助タンク８と貯水部５内の液面の
変化に基づいて各種の制御を行う回路を組み込んだもの
である。

以下、上記白煙発生装置１の使用状態に基づいて、本発
明の方法及び装置をさらに詳細に説明する。

まず、使用にあたっては、水槽７の白煙導出口１９に適
宜な白煙案内管２２を接続し、制御電源部９を作動させ
るとともに、補助タンク８の減圧管２０に設けた排気弁
２８を開け、減圧弁２３を液化ガス容器２の圧力より低
い所定の圧力にセットし、給水管１５の元栓（図示せず
）と液化ガス容器２のバルブ２５を開放する。

これにより、貯水部５内には液面計１６からの信号によ
り給水管１５の給水弁２６が開いて所定量の水が導入さ
れ、また補助タンク８内にはフロート式液面計２１から
の信号により液化ガス導入管３のガス導入弁２７が開い
て液相部りが所定の液位になるまで低温液化ガスＧが導
入される。また、貯水部５内の水Ｗは、水温が低い場合
には、水温計１４からの信号によりヒータ１３が加熱状
態となり所定の温度に加熱される。尚、補助タンク８内
への低温液化ガスＧの導入に伴う気化ガスは、排気弁２
８及び減圧弁２３を通して前記水切り部６の上部に排気
されるので、補助タンク８と液化ガス容器２との圧力差
は維持され安定して低温液化ガスＧが導入される。

白煙Ｓを発生させる際には、前記液化ガス導出管１１に
設けた導出弁１０を開いて低温液化ガスを補助タンク８
から導出し、液化ガス導出管１１先端の噴出口１７から
貯水部５内の水Ｗに向けて噴出させる。これにより、前
述のごとく白煙が形成され、水切り部６を上昇し、邪魔
板１８．１８により水滴等が分離された後に白煙導出口
１つから外部に導出され、白煙案内管２２から白煙Ｓと
して噴出する。

この白煙Ｓは、前述のごとく低温液化ガスＧの気化膨脹
の際の圧力を伴うため、様々な流れを形成することが可
能であり、送風機等を用いずにダイナミックな演出効果
を得ることができる。また導出弁１０の開閉や開度を制
御することにより、白煙Ｓの発生及び停止とともに、白
煙の量と圧力を任意に調節することができる。

この導出弁１０の制御は、あらかじめ上記制御電源部９
にプログラムを組み込んでおくことにより、例えば舞台
の進行や変化等に応じて自動的に行うことが可能であり
、繰返し所定量の白煙を発生させることもできる。

上記白煙Ｓの発生に伴う補助タンク８内の液面及び貯水
部５内の水面と水温は、前記の如く自動的に保たれる。

尚、６弁の操作やヒータの作動は、手動により行うこと
もでき、水槽の大きさ、または使用場所によっては水切
り部を省略することもできる。また、補助タンク８に設
ける液面計としては、上記フロート式のほか、液位を静
電容量により検知する静電容量式液面計、または、液位
を圧力差で検知する差圧式液面計等公知の液面計を用い
ることができる。さらに、補助タンク８を設けずに液化
ガス容器から直接低温液化ガスを水槽内に導入しても白
煙を形成することができ、さらには前記導出弁１０を設
けずに液化ガス容器２のバルブ２５を用いて良好な白煙
を得ることもできる。

尚、低温液化ガスは、液化ガス容器から水槽内に導入さ
れる間に、初期の段階では気化する。この気化ガスは、
高圧の液化ガス容器がら流れるので圧力を有し、かつ、
水と接触して水分を取り込むので圧力を有する白煙とな
るが、この白煙は低温液化ガスによる白煙より量的には
少ない。従って、前記実施例の如き補助タンクを用いな
い場合、白煙の発生は次第に増加してくるので、大量の
白煙を瞬時に用いるイベント等では前記補助タンクを用
いる。

次に、この白煙発生装置１を用いるとともに、低温液化
ガスとして液化炭酸ガスを用いて白煙を発生させる実験
を行い、参考として液化炭酸ガスをそのまま気化させて
白煙を発生させ、両者を目視により比較した。実験項目
は、白煙の大きさと白煙の保持時間である。尚、白煙の
保持時間は、生成された白煙が白煙として目視できる時
間を計測した。

実験は、温度２０℃、湿度５０％で無風の実験室内にて
行った。実験に供した白煙発生装置１の水槽７は、−辺
が４０ｃｍ’、高さが１００（至）の直方体で、この中
に水を４０ｃｍの水位（水量としては６０））にして使
用した。

また、白煙導出口１９には、フレキシブルバイブを介し
て内径１００龍の塩化ビニール製のバイブ３０を接続し
、このバイブ３０を鉛直方向に向け、白煙Ｓを該バイブ
３０の開口端から下向きに噴出させた。また第２図及び
第３図に示すように、バイブ３０の下方には、噴出する
白煙を鮮明に目視することができるように、黒地のプラ
スチック板に白色の等間隔の目盛り用罫線を引いた１ｍ
角の目視板３１を配置した。

実験は、上記白煙発生装置１の補助タンク８に所定量の
液化炭酸ガスを貯液し、導出弁１ｏを開いた時に、直ち
に液化炭酸ガスが水槽７内に導入されるようにした。ま
た液化炭酸ガスの圧力は２０　ｋｇ　／　ｃｊ　、水面
と噴出口との距離は１００ｍ１とした。さらに、本発明
方法の実験を行う際には、貯水部５内の水をヒータ１３
で５０’Ｃに加温し、液化炭酸ガスを水と接触させない
場合、即ち、液化炭酸ガス単体の場合には、貯水部５内
の水を排除して貯水部５内を空にし、ヒータ１３を作動
して水槽７内を５０℃にした。

そして、導出弁１０を５秒間隔で数回繰り返して開閉し
、間欠的に白煙を発生させて目視によりその状態を観察
した。尚、白煙発生時の水槽７内の最大圧力は、いずれ
の場合も０．５ｋｇ／ｃ／たった。

その結果、液化炭酸ガス単体の場合の白煙は、導出弁１
ｏを開けると直ちに形成され、約１秒後には安定した白
煙になった。このときの白煙の状態を第２図に示す。こ
の液化炭酸ガス単体による白煙は、白煙が噴出した当初
から白煙中に小さな粒状のスノウを含み、このスノウは
床面に達した後、僅かであるが白煙を形成した。また、
白煙噴出回数が増加するに従い白煙の大きさは次第に小
さくなり、導出弁１０を閉止した後も白煙は僅かに出て
きて白煙の切れが悪かった。実験終了後、水槽７の内部
を観察したところ、底部にスノウが形成されており、ゆ
っくりと白煙が立ち上っていた。このことから、ヒータ
を作動させて水槽７内の雰囲気を加温しても、完全に気
化できずイベント用としては実用的でないことが判る。

次に、本発明の方法で得られる白煙は、上記と同様に導
出弁１０を開いた後、直ちに形成され、短時間で安定し
た白煙になった。このときの白煙の状態を第３図に示す
。この本発明の白煙は、白煙中にスノウを全く含まず、
また、白煙の導出回数によらず常に安定した白煙が維持
された。また、白煙の大きさは、第２図及び第３図から
明らかなとおり、液化炭酸ガス単体の白煙より大きく形
成された。また、本発明の白煙は、液化炭酸ガス単体の
白煙より濃く形成された。さらに、導出弁１０を閉止す
ると直ちに白煙の噴出は止まった。実験終了後の水槽７
内を観察したが、スノウは全く観察されなかった。この
ことから、本発明の白煙では、導入した液化炭酸ガスが
全て気化して効率よく白煙を形成していることが判る。

さらに、液化炭酸ガスの供給を停止した後も黒色の目視
板上に白煙が目視できるので、この時間を計測して保持
時間とし、白煙の寸法（噴出長さ及び幅）とともに下表
に示す。

表から明らかなように、本発明の白煙は液化炭酸ガス単
体の白煙より大きく、また、保持時間も長かった。これ
は、本発明に係る白煙が十分な水分を含んでいるためで
ある。

尚、上記実験例は、液化炭酸ガスを用いた場合であるが
、液化窒素、液化空気等の低温液化ガスを用いて実験条
件を適宜変更して行った結果、上記同様の結果が得られ
た。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の白煙の発生方法は、低温
液化ガスを白煙導出口を有する気密性をもった水槽内に
導入して該水槽内の水に接触させるから、大量で、保持
時間が長くかつ所望の圧力を有する白煙を容易に発生さ
せることができ、特にイベント用として様々な演出効果
を図ることができる。また低温液化ガスとして液化炭酸
ガスを用いることにより低コストで白煙が得られ、また
、液化窒素を用いることにより空気と同比重の軽い白煙
を得て従来にない新たな演出に用いることができ、さら
に液化空気を用いることにより狭い室内でも安全な白煙
を発生させることができ、換気設備の軽減を図ることが
できる。さらに低温液化ガ不を水中に噴出させることで
大量の白煙が得られ、水面より上方から噴出させること
により、余分な水滴を含まない良好な白煙が得られる。

また、本発明の白煙の発生装置は、液化ガス容器と、気
密構造の水槽と、低温液化ガスを噴出させる液化ガス導
出管とを備え、該液化ガス導出管に、低温液化ガスの噴
出量を調節する導出弁を設けたから、上記本発明の方法
を容易に実施できるとともに、導出弁を制御することに
より白煙の発生開始や停止１発生量や発生圧力の調節等
を容易に行うことができる。また、気液分離機能を有す
る補助タンクを配設することにより低温液化ガスを短時
間で水に接触でき、多量の有圧白煙を瞬時に得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は白煙発生装置の一実施例を示す概略図、第２図
及び第３図はそれぞれ実験結果を示すもので、第２図は
液化炭酸ガス単体で生成した白煙の状態を示す図、第３
図は液化炭酸ガスを水と接触させて生成した白煙の状態
を示す図である。 １・・・白煙発生装置　　　２・・・液化ガス容器３・
・・液化ガス導入管　　４・・・本体部　　５・・・貯
水部　　７・・・水槽　　８・・・補助タンク　　１０
・・・導出弁　　１１・・・液化ガス導出管　　１３・
・・ヒータ１７・・・噴出口　　１９・・・白煙導出口
　　Ｇ・・・低温液化ガス　　Ｌ・・・低温液化ガスの
液相部　　Ｓ・・・白煙　　Ｗ・・・水 瑯２日 拵３阿

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低温液化ガスを、白煙導出口を有する気密性をもっ
   た水槽内に導入し、該水槽内の水に接触させて気化膨脹
   させることにより所望圧力のある白煙を得ることを特徴
   とする白煙の発生方法。 ２、前記低温液化ガスが液化炭酸ガスであることを特徴
   とする請求項１記載の白煙の発生方法。 ３、前記低温液化ガスが液化窒素であることを特徴とす
   る請求項１記載の白煙の発生方法。 ４、前記低温液化ガスが液化空気であることを特徴とす
   る請求項１記載の白煙の発生方法。 ５、前記低温液化ガスを水面の上方から該水面に向けて
   噴出させることを特徴とする請求項１記載の白煙の発生
   方法。 ６、低温液化ガスを貯蔵する液化ガス容器と、白煙導出
   口を有して密閉状態に形成された水槽と、前記液化ガス
   容器内の低温液化ガスを該水槽内に噴出させる噴出口を
   有する液化ガス導出管とを備え、該液化ガス導出管に、
   低温液化ガスの噴出量を調節する導出弁を設けたことを
   特徴とする白煙の発生装置。 ７、前記液化ガス導出管に気液分離機能を有する補助タ
   ンクを配設したことを特徴とする請求項６記載の白煙の
   発生装置。