JPH09329380A - 人工結晶雪製造装置 - Google Patents
人工結晶雪製造装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
- F25C2303/00—Special arrangements or features for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Special arrangements or features for producing artificial snow
- F25C2303/042—Snow making by using solid ice, e.g. ice crushing
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
し、降らせる。 【解決手段】所定氷点下の温度をつくる冷却器2、その
冷風を循環させる送風装置3、氷飽和以上の飽和雰囲気
をつくり出す加湿装置4、膜体12が細かいメッシュの
織物状で、所定間隔で設置された多数の回転通気膜装置
10、その膜体12の一端に設けた霜除去装置13を備
える構造。
Description
は、人工雪を利用して各種機械部品の試験(環境試験)
をする分野、自然の降雪情景を利用するイベント、展示
館、体験ドームなどの降雪体験用などに利用する。
ものにする方法は、噴霧水滴を利用することやその微粒
子を集合させて効率的に降雪させる方法などがある(例
えば、特願平1ー277182号、実開昭58−162
478号、特開平3−236575号等)。微粒子は基
本的に雪結晶と違うためその挙動に違いがあり、環境試
験により評価が異なることが考えられる。
る方法が各種提示されているが(例えば実開昭61−4
0652号、特開平2−103360号、実開平3−1
18483号等)、その結晶性の如何に関わらず、水蒸
気を多量に供給できる状態にないため、その成長量に制
限がある。また、冷却板のため温度勾配が生じ、温度分
布の違いによる結晶形状を異にし、大量に単一結晶をつ
くるには問題がある。
に霜を成長させる担体を設け、その担体に所定の温度と
水蒸気を供給して霜を成長させる方法がある(例えば、
実開平2−28057号、特開平2−230074号
等)。
方法であるが、水蒸気は非常に希薄なため、大量に設置
しても霜はそれほど成長しない。また、霜の成長と剥離
を間欠的に実施しなければならず、したがって連続的に
大量の造雪はできない。
法もある(例えば、特開昭61−165566号、特開
昭62−255770号等)。この方法は上昇気流中に
水蒸気を供給し、浮遊状態で霜を成長をさせ、次いで降
雪させる。
蒸気の供給法としての風速に制約があり、霜の大量成長
は望めない。また、上昇気流を均一につくるには風洞が
必要で、ために大量に広域の降雪ができない。
ため、捕捉体に氷晶を捕捉して、捕捉体上で霜を成長を
させる方法もある(例えば特開平3−152368
号)。この方法では装置はコンパクトにはなるが、氷晶
は捕捉体上で重なる確率が高く、霜の安定した大量成長
は望み得ず、また広域の降雪もできない。
題点を解決するため、単一結晶の結晶雪を連続的に広域
に大量に造雪し、降らせることである。
に、本発明の人工結晶雪製造装置は、所定氷点下の温度
をつくる冷却器、その冷風を循環させる送風装置、氷飽
和以上の飽和雰囲気をつくり出す加湿装置、膜体が細か
いメッシュの織物状で、所定間隔で設置された多数の回
転通気膜装置、その膜体の一端に設けた霜除去装置を備
えるとともに加湿装置が低水温の蒸発による低温加湿パ
ンを多段に配設したものとし、加湿パンは蒸発面以外を
断熱した流水式とした構造のものとしてある。
成長させることができ、また、水蒸気の供給量を気流中
の場合のように制約されることはなく、かなり速い気流
速度を設定でき、大量の水蒸気を送れて大量の造雪がで
きる。
気流の水蒸気を供給して大量に霜を成長させるため、常
に成長状態にある霜に大量に良好な水蒸気を供給でき
る。
し、下端に成長した霜の除去手段を設けたため、膜体か
ら除去された霜を雪として広域に亙り連続的に安定して
降らせることができる。
する。図1の人工降雪装置は、断熱された造雪機械室1
内に設置された冷却器2により、所定温度に冷却された
空気を送風機3により加湿装置4に送る。
きるように氷飽和以上の空気湿度にするために水蒸気の
供給を行う。この条件に最も適している加湿装置は加湿
パンで、特に水温を通常の空調に利用するような沸騰型
の加湿ではなく、低温度の水温、特に40℃以下の水温
設定をした低温加湿パンである。
ためには、流路全体に少しずつ加湿するよう図4のよう
に加湿パン5を多段に設け、タンク7の水をポンプPに
て送りヘッダ6aから各加湿パンへ給水し、加湿パンか
らの水は戻りヘッダ6bよりタンク7に戻されるように
する。
とである。加湿水温は空気の顕熱上昇にもなるため、水
温を一定にしておかないと、空気温度にも分布むらがで
きて温度の違う条件の霜が成長してしまうからである。
そのため加湿器は、図4のシステムに示すように流水型
の加湿パン5とし、加湿水温の制御はタンク7に配した
ヒータ8により行う。なお、加湿器の加湿面以外の面も
空気の顕熱負荷になるため、その面も断熱することが必
要である。
以上の条件をつくることができれば採用できる。例えば
超音波加湿器である。超音波加湿器においても、上記に
示したように流路に均一に加湿するように配置すること
が必要であることはいうまでもない。加湿装置からの空
気は送りダクトD1 から造雪ユニット内へ送り込まれ
る。
内に所定間隔に設けられた回転通気膜装置10で構成し
てある。同装置10は、上下一対の回転体11a、11
bへ通気膜体12を掛け渡したものとしてあり、上下い
ずれかの回転体を駆動用とし、他は従動用としてある。
その膜の密度はなるべく細かい方がよい。例えば合成樹
脂繊維の平織り膜で、通気用の網目が5〜300メッシ
ュ程度のものが好ましい。また、膜の回転数は霜の成長
時間にあわせて決められるが、0.2〜5rph位が好
適である。
する装置13を設けてあり、霜Mを膜体から落下させ、
その落下霜が降下雪Sとなる。霜除去装置13には種々
の手段のものがあるので、特に限定はしないが、例えば
スクレーパ、回転ブラシなどの機械的なものでもよく、
あるいはエアを吹き付けて霜を吹き飛ばすものでもよ
い。
した後に成長を始め、膜体12の回転により上方へ移動
し、回転体11aに達し、さらに回転体11bまで下降
する。膜体が回転する間に霜Mは加湿空気から常に氷飽
和以上の水蒸気が供給されて次第に成長し、再下段に達
して最も大きく成長した状態で霜除去装置13により落
下させられる。
移り、水蒸気を与えられて成長を始め、一回転して同様
の操作を繰り返す。回転通気膜装置を通過した空気は戻
りダクトD2 から送風機3により冷却器、加湿装置、送
りダクトD1 を経て造雪ユニットへ再び送り込まれる。
のどの部分でも霜が良好な状態の水蒸気の供給を受ける
ことができる点であり、膜が通気状態でフラット面状態
であることでもある。
場合には、気流の風速が1m/s以下に制限されるが、
本発明の装置では膜面で霜を成長させるので、かなり高
風速(2〜3m/s)の状態で通気ができ、それだけ水
蒸気を大量に送ることができ、したがって大量の霜を成
長させることができる。さらに、膜の後流側の湿度雰囲
気は氷飽和以下の条件になるため、膜後流側の構成部品
に、他の方法の場合のように着霜するというようなこと
はない。また、本発明では気流温度が同一であるから、
結晶習性的に結晶の形状が同じで、単一の結晶の造雪が
でき、科学的に実験研究する分野ではその利用価値が大
きい。
線図で説明する。気流は回転通気膜装置10の前後の膜
体間に入り、膜面を通過した後、前後の膜体間より流出
する流れである。
の空気はのように充分水蒸気を持っている。その水蒸
気は、膜面で霜の成長に使用されると、昇華潜熱によっ
て空気の温度上昇とともに水蒸気レベルが下がり、の
ように氷飽和程度まで水蒸気は低下する。さらに造雪機
械室内では、外部顕熱負荷によりのようにさらに顕熱
上昇し、完全に未飽和雰囲気の状態になる。さらに送風
機での状態まで顕熱上昇し、冷却器にてまで冷却さ
れる。その後、加湿器にてほぼ水飽和まで加湿される。
膜面までであり、霜を成長させる他の方法のように、構
成部各所に霜が成長するというようなことはない。
おける樹枝状結晶の霜の造雪量を示す。造雪量は気流速
度にかなり影響する。気流中に浮遊する結晶の場合は本
発明による0.5m/sの相当する程度であるから、3
00g/m2h程度の造雪量しかない。しかし、本発明の
場合は気流速度を上げられるため、表1のようにかなり
造雪が可能である。例えば気流速度を2.5m/s程度
にすれば、1560g/m2hと5倍以上の造雪が可能に
なる。
難であった単一の結晶雪を大量に広域に、しかも連続的
に造雪することができるようになった。このことによ
り、使用用途も広がり、通常の環境試験用に限らず、雪
の降雪情景を利用する分野であるイベント等にも利用で
きる。また、雪の結晶性を論じられる科学館などの展示
にも有効利用できる。
す縦断面図。
態を示す回転通気膜体下部の拡大縦断面図。
空気線図。
Claims (2)
- 【請求項1】所定氷点下の温度をつくる冷却器と、その
冷風を循環させる送風装置と、氷飽和以上の飽和雰囲気
をつくり出す加湿装置と、膜体が細かいメッシュの織物
状で、所定間隔で設置された多数の回転通気膜装置と、
その膜体の一端に設けた霜除去装置とからなる人工結晶
雪製造装置。 - 【請求項2】加湿装置が低水温の蒸発による低温加湿パ
ンを多段に配設したものとし、加湿パンは蒸発面以外を
断熱した流水式としたことを特徴とする第1項記載の人
工結晶雪製造装置。
Priority Applications (1)
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JP16857996A JP3397582B2 (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 人工結晶雪製造装置 |
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JP16857996A Expired - Lifetime JP3397582B2 (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 人工結晶雪製造装置 |
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- 1996-06-07 JP JP16857996A patent/JP3397582B2/ja not_active Expired - Lifetime
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