JPH07196391A - 白煙リング発生装置及び白煙リング形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分に目視可能な白煙濃度を有する白煙リン
グを容易に作製することのできる装置の提供を目的とし
ている。 【構成】 液体窒素8をパルス的に供給可能な液体窒素
供給手段2と、水又は温水供給手段3と、液体窒素噴霧ノ
ズル4及び水又は温水噴霧ノズル5とが配設された接触槽
6と、該接触槽に接続され、接触槽の空間断面積よりも
小さい空間断面積を有する円筒状の白煙リング形成ノズ
ル7とを備えたことを特徴とする白煙リング発生装置1で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温液化ガスと水（熱
水）とを接触させて白煙を形成する白煙発生装置で得ら
れる白煙をリング状にして放出する白煙リング発生装置
に関する。白煙リングは各種のショーやイベント、或い
は映像製作等において演出効果を高めるために利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種のショーやイベント、或
いは映像製作等において、白煙（スモーク）を舞台等に
流すことによって演出効果を高めることが行われてい
る。従来の白煙の形成方法は、低温物質（ドライアイス
や液化ガスなど）を温水と接触させ、生じた白煙をホー
スで導き、これを放出するものであり、白煙は整流状態
でホースから放出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した各種のショー
やイベント、映像製作等においては、常に新しい演出効
果を創作することが求められている。そして、従来の整
流状態で放出される白煙に加え、面白味のある形状、例
えばリング状の白煙を形成するための装置の提供が求め
られているが、現段階では、十分に目視可能な白煙濃度
を有する白煙リングを形成する技術は提供されていな
い。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、十分に
目視可能な白煙濃度を有する白煙リングを容易に作製す
ることのできる装置の提供を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液体
窒素等の低温液化ガスをパルス的に供給可能な低温液化
ガス供給手段と、水又は温水供給手段と、低温液化ガス
供給手段に接続された液化ガス噴霧ノズル及び水又は温
水供給手段に接続された水噴霧ノズルとが配設された接
触槽と、該接触槽に接続され、接触槽の空間断面積より
も小さい空間断面積を有する円筒状の白煙リング形成ノ
ズルとを備えたことを特徴とする白煙リング発生装置で
ある。また、請求項２の発明は、上記白煙リング発生装
置において、接触槽の空間断面積（Ｘ）と白煙リング形
成ノズルの空間断面積（Ｙ）との比を、Ｙ／Ｘ＝０.１
〜０.６としたものである。また、請求項３の発明は、
上記白煙リング発生装置において、低温液化ガス供給手
段が、低温液化ガス貯槽と、該貯槽から供給される低温
液化ガスの気相を分離する気液分離器と、該気液分離器
と接触槽内に配設された液化ガス噴霧ノズルとをつなぐ
管路に介在された電磁弁とを備えたことを特徴としてい
る。さらに、請求項４の発明は、液体窒素等の低温液化
ガスと水又は温水とを接触槽内で接触させて形成した白
煙を、該接触槽の空間断面積よりも小さい空間断面積を
有する円筒状の白煙リングノズルから噴出する際に、低
温液化ガスの供給を０.０２〜０.５秒／１回として行う
ことにより、得られる膨張圧によって該槽内に充満した
白煙を白煙リング形成ノズル先端からリング状に放出さ
せることを特徴とする白煙リング形成方法である。

【０００５】

【作用】本発明に係る白煙リング発生装置は、液体窒素
等の低温液化ガスをパルス的に供給可能な低温液化ガス
供給手段と、接触槽の空間断面積よりも小さい空間断面
積を有する白煙リング形成ノズルとを備えたことによ
り、接触槽内に低温液化ガスを瞬時に注入した時に得ら
れる膨張圧によって接触槽及び白煙リング形成ノズル内
に充満した白煙を、白煙リング形成ノズル先端からリン
グ状に放出することができる。このように形成したリン
グ状の白煙は、十分に目視可能な白煙濃度を有してい
る。また、低温液化ガス供給手段を、低温液化ガス貯槽
と、該貯槽から供給される低温液化ガスの気相を分離す
る気液分離器と、該気液分離器と接触槽内に配設された
液化ガス噴霧ノズルとをつなぐ管路に介在された電磁弁
とを備えた構成とすることによって、液化ガス噴霧ノズ
ルから噴射される低温液化ガス中に気相が混入して低温
液化ガス（液相）が減量することが防止でき、極く短時
間の液化ガス注入においても確実に所定量の液化ガスを
接触槽内に注入することができる。また、本発明に係る
白煙リング形成方法は、低温液化ガスの供給を０.０２
〜０.５秒／１回として行うことにより、得られる膨張
圧によって該槽及び白煙リング形成ノズル内に充満した
白煙を白煙リング形成ノズル先端からリング状に放出さ
せるようにしたことにより、十分に目視が可能な白煙濃
度を有する白煙リングを確実に形成することができる。
白煙リング形成ノズルは垂直方向のみならずノズルをエ
ルボ等で水平方向に向けることにより水平方向へも出す
ことができる。また白煙リング形成ノズルは、先端を複
数に分岐させても白煙リングを形成可能であり、例えば
ノズル先端を３つに分岐すれば、同時に３つの白煙リン
グを発生させることが可能である。

【０００６】

【実施例】図１は本発明に係る白煙リング発生装置の一
実施例を示すものであり、この白煙リング発生装置１
は、液体窒素供給手段２と、温水供給手段３と、液体窒
素噴霧ノズル４及び温水噴霧ノズル５を配設した接触槽
６と、該接触槽６の上部に接続された円筒状の白煙リン
グ形成ノズル７とを備えて構成されている。

【０００７】液体窒素供給手段２は、液体窒素８を収容
した液体窒素貯槽９と該貯槽９から供給される液体窒素
８の気相を分離する気液分離器１０と、この気液分離器
１０と接触槽６内に配設された液化ガス噴霧ノズル４と
をつなぐ管路１１に介在された電磁弁１２とを備えて構
成されている。液体窒素貯槽９と気液分離器１０とを結
ぶ管路１３には、液体窒素８の流れを制御する電磁弁１
４が設けられ、管路１３から分岐した管路１８には、液
体窒素を気化させる蒸発器１９と気化したガス窒素の流
れを制御する電磁弁２０が設けられている。また、気液
分離器１０には内圧を一定に保持するために保圧弁が設
けられており、気液分離器１０内には、液体窒素８の液
位が所定のレベル内にあることを検知する液位センサー
１５が設けられ、この液位センサー１５は液量制御装置
１６に接続されている。この液量制御装置１６は、液位
センサー１５によって気液分離器１０内の液体窒素８の
液位が所定の液位の上限に達したことを検知すると、液
体窒素貯槽９と気液分離器１０とを結ぶ管路１３に介在
された電磁弁１４を閉じて気液分離器１０への液体窒素
８の供給を停止し、気液分離器１０内の液体窒素８の液
位が所定の液位の下限に達したことを検知すると、電磁
弁１４を開けて、気液分離器１０内に液体窒素８を供給
するようになっている。なお、液体窒素８が減じる時、
気液分離器１０の内圧が低下するのを防ぐために電磁弁
１４が閉止状態のとき、電磁弁２０を開いてガス窒素を
気液分離器の気相部に供給するようになっている。

【０００８】上記温水供給手段３は、接触槽６の底部に
一端を配し、該接触槽６内に配置された複数の温水噴霧
ノズル５に接続された温水管路２２と、この温水管路２
２に介在されたポンプ２３とを有している。この温水供
給手段３は、ポンプ２３を駆動することにより、接触槽
６内で好ましくは４０〜６０℃程度に加熱された温水２
４を、接触槽６底部から温水管路２２を通して温水噴霧
ノズル５に供給し、該ノズル５から温水を噴出するよう
になっている。

【０００９】上記接触槽６には、槽内に低い液位で収容
された温水２４を加熱するためのヒータ２５が設けられ
ている。また、接触槽６には、槽内の温水２４を補給す
るための給水管２６が付設されている。この接触槽６の
上部には、接触槽６の空間断面積よりも小さい空間断面
積を有する円筒状の白煙リング形成ノズル７が接続され
ている。接触槽６の空間断面積（Ｘ）と白煙リング形成
ノズル７の空間断面積（Ｙ）との比は、Ｙ／Ｘ＝０.１
〜０.６となるように設定するのが好ましい。Ｙ／Ｘの
値が上記範囲以外であると、白煙リング２７が形成され
難くなり、また白煙リング２７が生じてもリング形状の
継続時間が短くなるなどの不都合が生じる。この白煙リ
ング形成ノズル７は、合成樹脂管のようなフレキシブル
チューブを用いて構成することも可能である。又、この
白煙リング形成ノズル７は垂直方向のみならずノズルを
エルボ等で水平方向に向けることにより水平方向へも出
すことができる。またこのノズルは、先端を複数に分岐
させても白煙リング２７を形成可能であり、例えばノズ
ル先端を３つに分岐すれば、同時に３つの白煙リング２
７を発生させることが可能である。

【００１０】このように構成された白煙リング発生装置
１を用い、白煙リング２７を形成するには、ヒータ２６
によって接触槽６内の温水の温度を好ましくは４０〜６
０℃程度とし、温水供給手段３のポンプ２３を駆動し
て、接触槽６内に配置した複数の温水噴霧ノズル５から
噴出する。そして、液体窒素供給手段２の電磁弁１２
を、好ましくは０.０２秒〜０.５秒開放し、管路１１を
通して気液分離器１０内の液体窒素８を接触槽６内に配
設した液体窒素噴霧ノズル４からパルス的に噴出させ
る。

【００１１】液体窒素噴霧ノズル４から噴出した液体窒
素８は瞬間的に膨張して周囲温度を低下させて窒素ガス
となり、接触槽６に充満していた水蒸気が凝結し白煙と
なって窒素ガスとともに接触槽６の上部開口から白煙リ
ング形成ノズル７を通って外部に噴出する。この時、液
体窒素８の供給を０.０２〜０.５秒／１回の短い間で行
うこと、及び接触槽６の空間断面積よりも小さい空間断
面積を有する円筒状の白煙リング形成ノズル７を設けた
ことにより、接触槽６内にパルス的に供給された液体窒
素８が気化する際にパルス的な膨張圧が発生し、このパ
ルス的な膨張圧によって接触槽６及びノズル７内に充満
した白煙がリング状となって白煙リング形成ノズル７先
端から放出され、白煙リング２７が形成される。温水噴
霧ノズル５から温水２４を継続的に噴出しつつ、電磁弁
１２をパルス的に開放（０.０２〜０.５秒／１回）する
ことにより、白煙リング２７を次々に形成することがで
きる。また、電磁弁１２の開放時間を調整することによ
り、白煙リング２７の吐出速度を０.１〜２５ｍ／秒程
度の範囲で調整することができる。さらに、白煙リング
２７の外径は白煙リング形成ノズル７の内径によって決
まり、内径寸法の異なる複数のノズル７を交換使用する
ことによって異なる大きさの白煙リング２２を形成する
ことが可能であり、ノズル７を水平方向に向けることに
より白煙リング２７を水平に出すことも可能である。こ
の場合、曲げてから水平方向に１〜２ｍの余長を設ける
ことが望ましい。

【００１２】液体窒素８の使用に従い、気液分離器１０
内の液体窒素８の液位が低下し、気液分離器１０内の液
位センサ１５が液位の下限を検知し、液量制御装置１６
が作動して管路１３に設けられた調整弁１４を開とし、
液体窒素貯槽８から液体窒素８が気液分離器１０に供給
され、気液分離器１０内の液位が所定レベルの上限とな
ると電磁弁１４を閉とすることで、気液分離器１０内の
液位は所定の範囲内に保たれ、液体窒素８が供給、保留
された気液分離器１０では、保圧弁１７の設定圧力以上
の場合、窒素ガス（Ｎ₂）を分離器上部から排気し、一
定圧力に保ち、管路１１を経て送られる液体窒素８中へ
の窒素ガスの混入を防止する構成としている。これによ
り、管路１１と電磁弁１２を経て液体窒素噴霧ノズル４
から接触槽６内に噴出する液体窒素８の目減りを防止
し、電磁弁１２の開放時間に見合った量の液体窒素８を
供給することができ、短い供給時間（電磁弁14の開放時
間）でも確実に液体窒素８をノズル４から噴出すること
が可能となる。

【００１３】なお上記の例では、温水１９と液体窒素８
とを噴霧状態で接触される場合を示したが、このような
方法に限定されるものではなく、単に接触せしめるだけ
でも十分な白煙が形成されることは勿論である。また、
温水噴霧ノズル５と液体窒素噴霧ノズル４とのそれぞれ
の開口の配置は特に限定されることなく、例えばそれぞ
れの開口を対向して配置したり、温水１９と液体窒素８
とを並流としたり、或いは一方の噴霧流中に他方の噴霧
流を角度をもって合流させるように各ノズル４，５を配
置してもよい。さらに、上記の例では低温液化ガスとし
て液体窒素８を使用した例で説明したが、液体窒素に限
定されることなく、液化炭酸ガス、液化アルゴン、液体
空気等、低温液化ガスであるならば使用し得る。

【００１４】（実験例）図１に示す白煙リング発生装置
を試作し、白煙リングの発生条件を調べた。その条件は
下記の通りであった。 ・液体窒素注入圧力……３〜１０ｋｇｆ／ｃｍ² ・水温……３０〜８０℃ ・電磁弁開時間……０.０２〜０.５秒間／１回 ・接触槽の空間断面積と長さ……８００ｃｍ²、７００
ｍｍ ・白煙リング形成ノズルの空間断面積と長さ……８０〜
４８０ｃｍ²、５００〜２０００ｍｍ ・液体窒素注入量……１０ｇ〜５０ｇ／１回。 この条件内であれば、十分に目視可能な白煙濃度を有す
る白煙リングが形成可能であった。なお、白煙リング形
成ノズルの空間断面積（Ｙ）は、使用する接触槽の空間
断面積（Ｘ）に対し、Ｙ／Ｘ＝０.１〜０.６の範囲であ
れば白煙リングが形成可能であり、接触槽の空間断面積
を変更した場合であっても、白煙リング形成ノズルの空
間断面積が上記関係を満たしていれば、白煙リングの形
成が可能であった。特に良好に白煙リングを形成させる
ための条件は次の通りであった。 ・液体窒素注入圧力……５〜８ｋｇｆ／ｃｍ² ・水温……４０〜６０℃ ・電磁弁開時間……０.０５〜０.１秒間／１回 ・液体窒素注入量……２０ｇ〜４０ｇ／１回 ・白煙リング形成ノズルの空間断面積と長さ……８０〜
３１４ｃｍ²、1000〜2000ｍｍ。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る白煙
リング発生装置は、液体窒素等の低温液化ガスをパルス
的に供給可能な低温液化ガス供給手段と、接触槽の空間
断面積よりも小さい空間断面積を有する白煙リング形成
ノズルとを備えたことにより、接触槽内に低温液化ガス
を瞬時に注入した時に得られる膨張圧によって接触槽及
び白煙リング形成ノズル内に充満した白煙を、白煙リン
グ形成ノズル先端からリング状に放出することができ
る。このように形成したリング状の白煙は、十分に目視
可能な白煙濃度を有しており、従来に無い新規な演出効
果を得ることができる。また、低温液化ガス供給手段
を、低温液化ガス貯槽と、該貯槽から供給される低温液
化ガスの気相を分離する気液分離器と、該気液分離器と
接触槽内に配設された液化ガス噴霧ノズルとをつなぐ管
路に介在された電磁弁とを備えた構成とすることによっ
て、液化ガス噴霧ノズルから噴射される低温液化ガス中
に気相が混入して低温液化ガス（液相）が減量すること
が防止でき、極く短時間の液化ガス注入においても確実
に所定量の液化ガスを接触槽内に注入することができ
る。また、本発明に係る白煙リング形成方法では、低温
液化ガスの供給を０.０２〜０.５秒／１回として行うこ
とにより、この液体窒素が接触槽内に供給され瞬時に膨
張して得られる膨張圧によって、該槽内に充満した白煙
を白煙リング形成ノズル先端からリング状に放出させる
ようにしたことにより、十分に目視が可能な白煙濃度を
有する白煙リングを確実に形成することができ、しかも
多数の白煙リングを連続して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による白煙リング発生装置の一実施例を
示す構成図である。

【符号の説明】

１……白煙リング発生装置、２……液体窒素供給手段、
３……温水供給手段、４……液体窒素噴霧ノズル、５…
…温水噴霧ノズル、６……接触槽、７……白煙リング形
成ノズル、８……液体窒素、９……液体窒素貯槽、１０
……気液分離器、１１……管路、１２……電磁弁、１３
……管路、１４……電磁弁、１５……液位センサ、１６
……液量制御装置、２２……温水管路、２３……ポン
プ、２４……温水、２５……ヒータ、２６……給水管、
２７……白煙リング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米倉 正浩 神奈川県川崎市幸区塚越４−320 日本酸 素株式会社塚越事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体窒素等の低温液化ガスをパルス的に
   供給可能な低温液化ガス供給手段と、水又は温水供給手
   段と、低温液化ガス供給手段に接続された液化ガス噴霧
   ノズル及び水又は温水供給手段に接続された水噴霧ノズ
   ルとが配設された接触槽と、該接触槽に接続され、接触
   槽の空間断面積よりも小さい空間断面積を有する円筒状
   の白煙リング形成ノズルとを備えたことを特徴とする白
   煙リング発生装置。
2. 【請求項２】 接触槽の空間断面積（Ｘ）と白煙リング
   形成ノズルの空間断面積（Ｙ）との比を、Ｙ／Ｘ＝０.
   １〜０.６としたことを特徴とする請求項１記載の白煙
   リング発生装置。
3. 【請求項３】 低温液化ガス供給手段が、低温液化ガス
   貯槽と、該貯槽から供給される低温液化ガスの気相を分
   離する気液分離器と、該気液分離器と接触槽内に配設さ
   れた液化ガス噴霧ノズルとをつなぐ管路に介在された電
   磁弁とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の
   白煙リング発生装置。
4. 【請求項４】 液体窒素等の低温液化ガスと水又は温水
   とを接触槽内で接触させて形成した白煙を、該接触槽の
   空間断面積よりも小さい空間断面積を有する円筒状の白
   煙リングノズルから噴出する際に、低温液化ガスの供給
   を０.０２〜０.５秒／１回として行うことにより、得ら
   れる膨張圧によって該接触槽内に充満した白煙を白煙リ
   ング形成ノズル先端からリング状に放出させることを特
   徴とする白煙リング形成方法。