JPH11236295A - 単結晶製造方法、単結晶氷の製造方法、単結晶氷の結晶方位の制御方法、単結晶氷の製造装置と単結晶氷を用いたスケートリンク製氷技術 - Google Patents
単結晶製造方法、単結晶氷の製造方法、単結晶氷の結晶方位の制御方法、単結晶氷の製造装置と単結晶氷を用いたスケートリンク製氷技術Info
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- JPH11236295A JPH11236295A JP10039945A JP3994598A JPH11236295A JP H11236295 A JPH11236295 A JP H11236295A JP 10039945 A JP10039945 A JP 10039945A JP 3994598 A JP3994598 A JP 3994598A JP H11236295 A JPH11236295 A JP H11236295A
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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
- F25C3/00—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow
- F25C3/02—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow for ice rinks
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- F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
- F25C1/00—Producing ice
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単結晶の氷を製造する方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 密閉冷凍空間の冷凍温度分布を上部を高
温に底部を低温となる温度環境を造り出し、高温部に水
を導き、前記水を低温部に滴下させて単結晶氷を製造す
る単結晶氷の製造方法とした。
目的とする。 【解決手段】 密閉冷凍空間の冷凍温度分布を上部を高
温に底部を低温となる温度環境を造り出し、高温部に水
を導き、前記水を低温部に滴下させて単結晶氷を製造す
る単結晶氷の製造方法とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶製造方法、
単結晶氷の製造方法、単結晶氷の結晶方位の制御方法、
単結晶氷の製造装置と単結晶氷を用いたスケートリンク
製氷技術に関するものである。
単結晶氷の製造方法、単結晶氷の結晶方位の制御方法、
単結晶氷の製造装置と単結晶氷を用いたスケートリンク
製氷技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、黒部川水系上流などの限られ
た場所で、天然に氷筍（氷のたけのこ）として条件によ
り単結晶氷が育成することが知られている。
た場所で、天然に氷筍（氷のたけのこ）として条件によ
り単結晶氷が育成することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】単結晶氷は、単結晶
で、透明性があり、氷解しにくいなどの特性があり、こ
の特性に着目し、本発明は単結晶氷を人工的に製氷しよ
うとするものである。本発明は、単結晶氷を人工的に製
氷するために、製氷に使用する水を導水管で引水し、厳
重に温度管理した密閉冷凍空間内において、水滴落下装
置により、単結晶性、透明性、氷解しにくいなどの特性
を実現するための最適な水滴量および落下間隔で落下さ
せ、地盤面より筍風に上方に氷塊を成長させ、併せて結
晶方位も制御可能な製氷技術および水以外の流動物質を
滴下することによる単結晶物質を開発することを目的と
している。
で、透明性があり、氷解しにくいなどの特性があり、こ
の特性に着目し、本発明は単結晶氷を人工的に製氷しよ
うとするものである。本発明は、単結晶氷を人工的に製
氷するために、製氷に使用する水を導水管で引水し、厳
重に温度管理した密閉冷凍空間内において、水滴落下装
置により、単結晶性、透明性、氷解しにくいなどの特性
を実現するための最適な水滴量および落下間隔で落下さ
せ、地盤面より筍風に上方に氷塊を成長させ、併せて結
晶方位も制御可能な製氷技術および水以外の流動物質を
滴下することによる単結晶物質を開発することを目的と
している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
の事情に鑑み、単結晶物質を提供すべく、上部を高温、
底部を低温となる温度環境を造り出す密閉冷凍空間で、
高温部より流動物質を低温部に滴下させて単結晶物質を
製造する単結晶製造方法とした。また、本発明は、単結
晶氷を製造すべく、密閉冷凍空間の冷凍温度分布を上部
を高温に底部を低温となる温度環境を造り出し、高温部
に水を導き、前記水を低温部に滴下させて単結晶氷を製
造する単結晶氷の製造方法とした。
の事情に鑑み、単結晶物質を提供すべく、上部を高温、
底部を低温となる温度環境を造り出す密閉冷凍空間で、
高温部より流動物質を低温部に滴下させて単結晶物質を
製造する単結晶製造方法とした。また、本発明は、単結
晶氷を製造すべく、密閉冷凍空間の冷凍温度分布を上部
を高温に底部を低温となる温度環境を造り出し、高温部
に水を導き、前記水を低温部に滴下させて単結晶氷を製
造する単結晶氷の製造方法とした。
【０００５】さらに、本発明は、単結晶氷の製造装置を
提供すべく、内面を断熱材で覆った密閉冷凍空間の下部
に冷却管を配置し、密閉冷凍空間の上部に導水管を配置
し、導水管に点滴落下装置を接続し、密閉冷凍空間内の
冷凍温度分布を上部を高温に底部を低温となる温度環境
を造り出し、点滴落下装置より水を点滴し底部に単結晶
氷を製氷する単結晶氷の製造装置とした。
提供すべく、内面を断熱材で覆った密閉冷凍空間の下部
に冷却管を配置し、密閉冷凍空間の上部に導水管を配置
し、導水管に点滴落下装置を接続し、密閉冷凍空間内の
冷凍温度分布を上部を高温に底部を低温となる温度環境
を造り出し、点滴落下装置より水を点滴し底部に単結晶
氷を製氷する単結晶氷の製造装置とした。
【０００６】さらにその上に、本発明は、単結晶氷の結
晶方位を制御すべく、既に育成されている単結晶氷より
種氷を抽出し、単結晶氷製造装置の底部から育成された
氷に張付し、そこに上部より水を供給して単結晶氷を成
長させるようにした結晶方位制御技術とした。また、本
発明は、摩擦抵抗の少ない高速スケートリンクを提供す
べく、単結晶氷を結晶方位に直交する面の同一結晶方位
に切断し、スケートリンクに張付製氷することによるス
ケートリンク製氷技術とした。
晶方位を制御すべく、既に育成されている単結晶氷より
種氷を抽出し、単結晶氷製造装置の底部から育成された
氷に張付し、そこに上部より水を供給して単結晶氷を成
長させるようにした結晶方位制御技術とした。また、本
発明は、摩擦抵抗の少ない高速スケートリンクを提供す
べく、単結晶氷を結晶方位に直交する面の同一結晶方位
に切断し、スケートリンクに張付製氷することによるス
ケートリンク製氷技術とした。
【０００７】
【発明の実施の態様】本発明を、添付する図面に示す具
体的実施例に基づいて以下詳細に説明する。まず、単結
晶の氷と多結晶の氷とを図１および図２に示す。図１で
は単結晶１よりなる氷であり、図２では単結晶１が多数
集合している状態が示されている。単結晶氷の人工製造
設備について人工的に単結晶氷を製氷する製造装置を図
３に示す。
体的実施例に基づいて以下詳細に説明する。まず、単結
晶の氷と多結晶の氷とを図１および図２に示す。図１で
は単結晶１よりなる氷であり、図２では単結晶１が多数
集合している状態が示されている。単結晶氷の人工製造
設備について人工的に単結晶氷を製氷する製造装置を図
３に示す。
【０００８】人工製造装置は、天然氷筍の育成環境を人
工的に造り出せる冷凍装置である。これは比較的温度条
件が安定している地下空間等の恒温箇所に内面を断熱材
１１で覆った密閉冷凍空間１５を造りその密閉冷凍空間
１５の下部に冷却管１２を配置し、密閉冷凍空間１５の
上部に導水管１３を配置し、導水管１３に点滴落下装置
１４を接続し、密閉冷凍空間１５の冷凍温度分布を上部
を高温に底部を低温になる温度環境を造り出し、点滴落
下装置１４より水を点滴し、底部に単結晶氷を製造す
る。
工的に造り出せる冷凍装置である。これは比較的温度条
件が安定している地下空間等の恒温箇所に内面を断熱材
１１で覆った密閉冷凍空間１５を造りその密閉冷凍空間
１５の下部に冷却管１２を配置し、密閉冷凍空間１５の
上部に導水管１３を配置し、導水管１３に点滴落下装置
１４を接続し、密閉冷凍空間１５の冷凍温度分布を上部
を高温に底部を低温になる温度環境を造り出し、点滴落
下装置１４より水を点滴し、底部に単結晶氷を製造す
る。
【０００９】図４に、点滴落下装置１４の詳細を示す。
点滴落下装置１４は導水管１３に垂下状に接続され、点
滴ポリエチレン管２１は枠体２２にガイドされて上下動
するローラー２３により上方に行くに従って水量を減少
させ、上端で水の落下を停止させ、下方に行くに従って
水量を増加させる。点滴ポリエチレン管２１の下端には
水滴の一滴当たりの容量を大きくするため、渦巻き状の
針金２４を嵌着させている。なお、点滴ポリエチレン管
２１を覆うキャップ２５は点滴ポリエチレン管２１内の
水の凍結を防止している。
点滴落下装置１４は導水管１３に垂下状に接続され、点
滴ポリエチレン管２１は枠体２２にガイドされて上下動
するローラー２３により上方に行くに従って水量を減少
させ、上端で水の落下を停止させ、下方に行くに従って
水量を増加させる。点滴ポリエチレン管２１の下端には
水滴の一滴当たりの容量を大きくするため、渦巻き状の
針金２４を嵌着させている。なお、点滴ポリエチレン管
２１を覆うキャップ２５は点滴ポリエチレン管２１内の
水の凍結を防止している。
【００１０】導水管１３では＋４℃前後の水を循環さ
せ、冷却管１２は−１０℃前後とする。この状態で導水
管１３の温熱と冷却１２の冷熱により、密閉冷凍空間１
５内の温度分布が上部を高温に、底部を低温となる温度
環境を造り出し、そこに滴下落下装置１４より水を点滴
し底部に単結晶氷を製氷する。 人工氷製造方法について １．循環水の水温管理 循環水の水温はあまり高いと水滴が落下しても氷になら
なくなり、あまり低いと水滴が滴下せずに凍りついてし
まう。そこで、循環水の温度管理を行う必要があり、本
発明では流入水温が４℃±１℃程度が望ましいことが判
明した。
せ、冷却管１２は−１０℃前後とする。この状態で導水
管１３の温熱と冷却１２の冷熱により、密閉冷凍空間１
５内の温度分布が上部を高温に、底部を低温となる温度
環境を造り出し、そこに滴下落下装置１４より水を点滴
し底部に単結晶氷を製氷する。 人工氷製造方法について １．循環水の水温管理 循環水の水温はあまり高いと水滴が落下しても氷になら
なくなり、あまり低いと水滴が滴下せずに凍りついてし
まう。そこで、循環水の温度管理を行う必要があり、本
発明では流入水温が４℃±１℃程度が望ましいことが判
明した。
【００１１】この温度管理を実践するため、流入水を一
旦水槽に貯留し、水温調整用のヒータおよびクーラーを
設置し、循環水の温度管理を実施した。なお、本発明で
はトンネル内湧水を使用したため、水温はほぼ４℃前後
で安定しており、調整は不要であった。 ２．密閉冷凍空間の温度管理 密閉冷凍空間１５の温度は、あまり冷えすぎると滴下し
た水が既に育成されている氷表面で瞬時に氷結し、各々
で結晶粒を作製し、単結晶の氷を製氷することが困難と
なる。また、上部の水滴落下位置において、氷結してし
まい水滴が落下しなくなる場合もある。一方、温度が高
いと水滴が氷結しなくなり、氷が作製できなくなる。こ
のため、水滴の温度と密閉冷凍空間１５内上部温度およ
び水滴が着地する場所の温度も重要な要素となる。
旦水槽に貯留し、水温調整用のヒータおよびクーラーを
設置し、循環水の温度管理を実施した。なお、本発明で
はトンネル内湧水を使用したため、水温はほぼ４℃前後
で安定しており、調整は不要であった。 ２．密閉冷凍空間の温度管理 密閉冷凍空間１５の温度は、あまり冷えすぎると滴下し
た水が既に育成されている氷表面で瞬時に氷結し、各々
で結晶粒を作製し、単結晶の氷を製氷することが困難と
なる。また、上部の水滴落下位置において、氷結してし
まい水滴が落下しなくなる場合もある。一方、温度が高
いと水滴が氷結しなくなり、氷が作製できなくなる。こ
のため、水滴の温度と密閉冷凍空間１５内上部温度およ
び水滴が着地する場所の温度も重要な要素となる。
【００１２】密閉冷凍空間１５の温度は、底部で−３℃
±１℃、上部の循環水の通る導水管１３付近でほぼ０℃
が望ましく、密閉冷凍空間１５内温度の調整は下部にセ
ンサーを設け、設定温度になるようにサーモスタットに
より調整を行うこととした。なお、冷凍設備は冷却中に
霜が付着して冷凍能力の低下を引き起こすため、予備の
配管を設置し、霜取り実施中においても密閉冷凍空間１
５内の温度が上昇しないように配慮した。
±１℃、上部の循環水の通る導水管１３付近でほぼ０℃
が望ましく、密閉冷凍空間１５内温度の調整は下部にセ
ンサーを設け、設定温度になるようにサーモスタットに
より調整を行うこととした。なお、冷凍設備は冷却中に
霜が付着して冷凍能力の低下を引き起こすため、予備の
配管を設置し、霜取り実施中においても密閉冷凍空間１
５内の温度が上昇しないように配慮した。
【００１３】３．水滴の滴下間隔（時間）の調整 水滴の滴下間隔はあまり早すぎると、着地したところで
氷結せず、氷筍とならない。また、あまり遅すぎても着
地した所で瞬結乾燥してしまい多結晶の氷を作製した
り、氷中に気泡を巻き込んだ氷ができることとなり、成
長も遅い。氷が一部成長した後に水滴の補給が無くなれ
ば、氷柱自身が冷えすぎて次に水滴を補給しても新たな
結晶粒となる可能性が高くなる。これらの事から、水滴
の補給はできるだけ連続して長時間実施することが望ま
しく、氷筍の成長度合いに応じて水滴の量を増加させる
必要がある。水滴の増加は滴下間隔を短くすることによ
り調整した。
氷結せず、氷筍とならない。また、あまり遅すぎても着
地した所で瞬結乾燥してしまい多結晶の氷を作製した
り、氷中に気泡を巻き込んだ氷ができることとなり、成
長も遅い。氷が一部成長した後に水滴の補給が無くなれ
ば、氷柱自身が冷えすぎて次に水滴を補給しても新たな
結晶粒となる可能性が高くなる。これらの事から、水滴
の補給はできるだけ連続して長時間実施することが望ま
しく、氷筍の成長度合いに応じて水滴の量を増加させる
必要がある。水滴の増加は滴下間隔を短くすることによ
り調整した。
【００１４】現地での滴下間隔は、氷ができるまで約２
０〜３０秒／滴程度で氷筍がある程度成長した時点（約
１５ｃｍ）で約８〜１５秒／滴が最適であることが判明
した。滴下間隔を早めすぎると頂部が融解し穴が開く状
態となり、また、遅すぎると上部の水滴落下位置におい
て氷結するものが多く発生する。また、滴下間隔を調整
にあたっては氷の出来形により判断することも可能であ
り、茶筒状の氷が出来る場合は滴下間隔を短くする必要
がある。同様に氷中に気泡を巻き込んだ物が出来る場合
も滴下間隔を短くする必要がある。一方、水滴落下位置
に穴や凹みが見受けられる場合は滴下間隔を長くする必
要がある。
０〜３０秒／滴程度で氷筍がある程度成長した時点（約
１５ｃｍ）で約８〜１５秒／滴が最適であることが判明
した。滴下間隔を早めすぎると頂部が融解し穴が開く状
態となり、また、遅すぎると上部の水滴落下位置におい
て氷結するものが多く発生する。また、滴下間隔を調整
にあたっては氷の出来形により判断することも可能であ
り、茶筒状の氷が出来る場合は滴下間隔を短くする必要
がある。同様に氷中に気泡を巻き込んだ物が出来る場合
も滴下間隔を短くする必要がある。一方、水滴落下位置
に穴や凹みが見受けられる場合は滴下間隔を長くする必
要がある。
【００１５】４．水滴大きさの調整 水滴の大きさについては、渦巻き状針金２４で水滴を大
きくしているが、氷の成長に合わせて水滴を大きくする
ほうが効果的と考えられる。これは水滴が落下し、氷柱
の周辺に水が行き渡ることが氷柱の径を太くすることと
なるため必要である。理想的には水が氷柱の根本まで到
達することが必要であり、成長の度合いに応じて変更す
ることが望ましいことが判明した。
きくしているが、氷の成長に合わせて水滴を大きくする
ほうが効果的と考えられる。これは水滴が落下し、氷柱
の周辺に水が行き渡ることが氷柱の径を太くすることと
なるため必要である。理想的には水が氷柱の根本まで到
達することが必要であり、成長の度合いに応じて変更す
ることが望ましいことが判明した。
【００１６】５．床氷の品質と設置 床氷は氷筍を早期に成長させるために必要であり、２つ
の効果を目的とする。 床を氷で覆うことにより密閉冷凍空間１５の冷気が床
から逃げることを防止する。
の効果を目的とする。 床を氷で覆うことにより密閉冷凍空間１５の冷気が床
から逃げることを防止する。
【００１７】半球状の氷を設置することにより、上部
から落下してくる水滴が氷結しやすくし氷筍の成長を促
す。この目的のため設置するものであるが、の氷を張
るのは非常に手間がかかるため、本発明では床全体に水
を薄く張り、床氷を作製した。以後は、一旦作製した氷
筍の頭部を残しておき、これを水滴落下位置に敷くこと
によりの目的も達成できる。なお、氷筍の氷は単結晶
となっている可能性が高いため、種氷としても兼用でき
る。
から落下してくる水滴が氷結しやすくし氷筍の成長を促
す。この目的のため設置するものであるが、の氷を張
るのは非常に手間がかかるため、本発明では床全体に水
を薄く張り、床氷を作製した。以後は、一旦作製した氷
筍の頭部を残しておき、これを水滴落下位置に敷くこと
によりの目的も達成できる。なお、氷筍の氷は単結晶
となっている可能性が高いため、種氷としても兼用でき
る。
【００１８】６．単結晶氷の結晶方位制御技術 種氷は氷筍の結晶方位を調整するため設置するものであ
り、スケートリンクに設置するような結晶方位を合わせ
る必要のある場合に必要となる。結晶方位の合わせる必
要のない氷（例えばオンザロックの氷や氷中花等）では
設置する必要はない。
り、スケートリンクに設置するような結晶方位を合わせ
る必要のある場合に必要となる。結晶方位の合わせる必
要のない氷（例えばオンザロックの氷や氷中花等）では
設置する必要はない。
【００１９】種氷設置により、その上部に単結晶ができ
ない場合があるので、以下の点に注意し設置する必要が
ある。 種氷から単結晶氷が成長しない理由 種氷が氷点下以下に冷えていて表面層に異物の結晶が
発生しているものを張った場合。
ない場合があるので、以下の点に注意し設置する必要が
ある。 種氷から単結晶氷が成長しない理由 種氷が氷点下以下に冷えていて表面層に異物の結晶が
発生しているものを張った場合。
【００２０】種氷の切り出し、移動の過程で表面の薄い
層が変質し（融けて再結晶した場合、水が凍って薄い層
を形成した場合）他の結晶があった場合は、種氷の結晶
面が露出していないため単結晶の氷が成長できない。 種氷の結晶面が露出していたが、種氷が氷点下以下に
冷え込んでいる所へ最初の水滴が滴下した場合。
層が変質し（融けて再結晶した場合、水が凍って薄い層
を形成した場合）他の結晶があった場合は、種氷の結晶
面が露出していないため単結晶の氷が成長できない。 種氷の結晶面が露出していたが、種氷が氷点下以下に
冷え込んでいる所へ最初の水滴が滴下した場合。
【００２１】この場合は、種氷に衝突した水滴は薄く広
がりながら瞬時に凍結し、異物結晶粒を形成する。上記
、の解決方法としては、種氷を設置する母氷筍と種
氷を十分に濡らした状態で設置するものとし、設置した
種氷の表面に熱板（平滑な金属板をお湯で温めたもの）
を押し当てて表面が平滑になるように溶かす。ただし、
その間水滴は通常通り滴下を続ける必要がある。
がりながら瞬時に凍結し、異物結晶粒を形成する。上記
、の解決方法としては、種氷を設置する母氷筍と種
氷を十分に濡らした状態で設置するものとし、設置した
種氷の表面に熱板（平滑な金属板をお湯で温めたもの）
を押し当てて表面が平滑になるように溶かす。ただし、
その間水滴は通常通り滴下を続ける必要がある。
【００２２】種氷の面積が大きい場合は、周辺部をさら
に溶かし丸みを付けること。これは、水滴が氷筍の根本
まで行き渡るように流れやすくするためである。図５は
結晶方位の説明図である。左側の図は単結晶氷は一つの
結晶からできているが、その方位はあらゆる方位（上
向、横向、斜向）を示す。中央の図は、結晶方位と直交
する面で切断した種氷を、地盤面と平行になるように張
り付けた状態を示し、右側の図は種氷の結晶方位と同じ
方向に単結晶の氷が成長する状態を示している。
に溶かし丸みを付けること。これは、水滴が氷筍の根本
まで行き渡るように流れやすくするためである。図５は
結晶方位の説明図である。左側の図は単結晶氷は一つの
結晶からできているが、その方位はあらゆる方位（上
向、横向、斜向）を示す。中央の図は、結晶方位と直交
する面で切断した種氷を、地盤面と平行になるように張
り付けた状態を示し、右側の図は種氷の結晶方位と同じ
方向に単結晶の氷が成長する状態を示している。
【００２３】なお、種氷は、人工製氷された氷筍のう
ち、多結晶部を取り除き、結晶方位を確認し、厚さ７ｍ
ｍ程度にスライスする。また、種氷に水を供給すると単
結晶が右側の図のように垂直状に成長する。 ７．単結晶氷を用いたスケートリンク製氷技術 図８により、スケートリンク製氷技術（製氷手順）を説
明する。
ち、多結晶部を取り除き、結晶方位を確認し、厚さ７ｍ
ｍ程度にスライスする。また、種氷に水を供給すると単
結晶が右側の図のように垂直状に成長する。 ７．単結晶氷を用いたスケートリンク製氷技術 図８により、スケートリンク製氷技術（製氷手順）を説
明する。
【００２４】従来のスケートリンクでは、図示のよう
に、あらゆる結晶方位でスケートリンクは製氷されてい
る。あらゆる結晶方位で製氷されているので、それで、
結晶方位に直交し、摩擦係数が最も小さいベーサル面が
所々に出ている。この従来のスケートリンクの氷の厚さ
をＡとする。次に、氷の厚さがＡであった従来のスケー
トリンクの上面を切削して、氷の厚さをＢになるまで切
削する。その上面は切削後、仕上げる。
に、あらゆる結晶方位でスケートリンクは製氷されてい
る。あらゆる結晶方位で製氷されているので、それで、
結晶方位に直交し、摩擦係数が最も小さいベーサル面が
所々に出ている。この従来のスケートリンクの氷の厚さ
をＡとする。次に、氷の厚さがＡであった従来のスケー
トリンクの上面を切削して、氷の厚さをＢになるまで切
削する。その上面は切削後、仕上げる。
【００２５】続いて、人工氷筍（種氷）の張付けを行
う。摩擦係数を最も小さくするために、種氷は、常にベ
ーサル面がでる結晶方位に加工する。人工氷筍（種氷）
の厚さは５ｍｍ〜１０ｍｍである。その後、じょうろ等
で種氷１ｍｍほど覆われる程度に製氷水を散水する。製
氷水は、−３℃前後で製氷されると、種氷と同方向の結
晶方位で上方へ成長する。仕上げ厚さが前記のＡになる
まで散水、製氷を繰り返す。
う。摩擦係数を最も小さくするために、種氷は、常にベ
ーサル面がでる結晶方位に加工する。人工氷筍（種氷）
の厚さは５ｍｍ〜１０ｍｍである。その後、じょうろ等
で種氷１ｍｍほど覆われる程度に製氷水を散水する。製
氷水は、−３℃前後で製氷されると、種氷と同方向の結
晶方位で上方へ成長する。仕上げ厚さが前記のＡになる
まで散水、製氷を繰り返す。
【００２６】なお、製氷はスケートリンク底部の冷却装
置で冷熱され、上方へ成長する。このようにしてできた
スケートリンクは摩擦係数が約３０％減少する。あるス
ケートリンクにおいて、既設の高品質スケートリンク氷
と本発明の氷筍を結晶方位に直交する面で切断した氷筍
張付リンクとで、摩擦係数測定および走行実施試験を行
った。
置で冷熱され、上方へ成長する。このようにしてできた
スケートリンクは摩擦係数が約３０％減少する。あるス
ケートリンクにおいて、既設の高品質スケートリンク氷
と本発明の氷筍を結晶方位に直交する面で切断した氷筍
張付リンクとで、摩擦係数測定および走行実施試験を行
った。
【００２７】この成果は、下記のとおり、摩擦係数が２
２％削減でき、高速スピードスケートリンク化が図れ
る。 実証試験（摩擦係数測定試験、走行試験）結果 摩擦係数測定試験の概要 摩擦係数測定試験は、人工氷筍氷面と一般表面とで、走
行方向で各５回、逆走行方向で各５回、計各１０回の測
定を行った（全２０回）。
２％削減でき、高速スピードスケートリンク化が図れ
る。 実証試験（摩擦係数測定試験、走行試験）結果 摩擦係数測定試験の概要 摩擦係数測定試験は、人工氷筍氷面と一般表面とで、走
行方向で各５回、逆走行方向で各５回、計各１０回の測
定を行った（全２０回）。
【００２８】測定方法は、発射装置により図６に示す移
動ブレード（２８．８ｋｇ）を発射させ、スピード測定
マーカー間（２ｍ）の通過時間をビデオカメラにより計
測する。また、移動距離はスピード測定区間の中心から
の移動距離を測定した。各発射装置および測定方法は、
札幌冬季オリンピックで採用された方法である。測定方
法を図７に示す（○内数字は測定順序を示す）。
動ブレード（２８．８ｋｇ）を発射させ、スピード測定
マーカー間（２ｍ）の通過時間をビデオカメラにより計
測する。また、移動距離はスピード測定区間の中心から
の移動距離を測定した。各発射装置および測定方法は、
札幌冬季オリンピックで採用された方法である。測定方
法を図７に示す（○内数字は測定順序を示す）。
【００２９】摩擦係数測定結果
【００３０】
【表１】
【００３１】以上のとおり摩擦係数は２２％減少され
た。 （０．００６４／０．００８２）＝０．７８ 走行試験は、有名コーチに走行試験を依頼した。試験
は、従来の一般氷と本発明の人工氷筍リンクでの走行性
の違いを、コーチの技術的見地より評価して頂いた。 （評価） ・高速感が明らかに体験できた。
た。 （０．００６４／０．００８２）＝０．７８ 走行試験は、有名コーチに走行試験を依頼した。試験
は、従来の一般氷と本発明の人工氷筍リンクでの走行性
の違いを、コーチの技術的見地より評価して頂いた。 （評価） ・高速感が明らかに体験できた。
【００３２】・反発力や弾力があり、足で蹴った力が逃
げない。 ・一般氷面より人工氷筍に入った瞬間、エスカレーター
に乗った瞬間のグラッとしたような感じがあった。
げない。 ・一般氷面より人工氷筍に入った瞬間、エスカレーター
に乗った瞬間のグラッとしたような感じがあった。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、上述のように、密閉冷凍空間
の冷凍温度分布を上部を高温に底部を低温となる温度環
境を造り出し、高温部より流動物質を、低温部に滴下さ
せて単結晶物質を製造する単結晶製造方法であるので、
単結晶物質を提供できる。また、本発明は、密閉冷凍空
間の冷凍温度分布を上部を高温に底部を低温となる温度
環境を造り出し、高温部に水を導き、前記水を低温部に
滴下させて単結晶氷を製造する単結晶氷の製造方法であ
るので、単結晶氷を製造できる。
の冷凍温度分布を上部を高温に底部を低温となる温度環
境を造り出し、高温部より流動物質を、低温部に滴下さ
せて単結晶物質を製造する単結晶製造方法であるので、
単結晶物質を提供できる。また、本発明は、密閉冷凍空
間の冷凍温度分布を上部を高温に底部を低温となる温度
環境を造り出し、高温部に水を導き、前記水を低温部に
滴下させて単結晶氷を製造する単結晶氷の製造方法であ
るので、単結晶氷を製造できる。
【００３４】さらに、本発明は、単結晶氷の結晶方位に
直交する面で切断した単結晶氷の種氷に水を供給して単
結晶を成長させることができる。さらにその上に、本発
明は、内面を断熱材で覆った密閉冷凍空間の下部に冷却
管を配置し、密閉冷凍空間の上部に導水管を配置し、導
水管に点滴落下装置を接続し、密閉冷凍空間内の冷凍温
度分布を上部を高温に底部を低温となる温度環境を造り
出し、点滴落下装置より水を点滴し底部に単結晶氷を製
氷する単結晶氷の製造装置としたので、単結晶氷の製造
ができる。
直交する面で切断した単結晶氷の種氷に水を供給して単
結晶を成長させることができる。さらにその上に、本発
明は、内面を断熱材で覆った密閉冷凍空間の下部に冷却
管を配置し、密閉冷凍空間の上部に導水管を配置し、導
水管に点滴落下装置を接続し、密閉冷凍空間内の冷凍温
度分布を上部を高温に底部を低温となる温度環境を造り
出し、点滴落下装置より水を点滴し底部に単結晶氷を製
氷する単結晶氷の製造装置としたので、単結晶氷の製造
ができる。
【００３５】また、本発明は、結晶方位を意図する方向
に向けた単結晶氷を用いたスケートリンクの製氷技術を
提供できるので、摩擦抵抗の少ないあるは摩擦抵抗の大
きいスケートリンクの提供ができる。上記の他、本発明
は、本発明の氷筍の特徴である「単結晶氷」、「透明
感」、「氷解しにくい」、「曲がる氷」であることか
ら、オンザロック等に使用するロックアイス化、製氷ア
ートとしての使用（彫刻氷、氷柱花の製造）、色付氷、
ビタミン剤添加による栄養氷、生鮮食料品用の皿製氷に
も応用できる。
に向けた単結晶氷を用いたスケートリンクの製氷技術を
提供できるので、摩擦抵抗の少ないあるは摩擦抵抗の大
きいスケートリンクの提供ができる。上記の他、本発明
は、本発明の氷筍の特徴である「単結晶氷」、「透明
感」、「氷解しにくい」、「曲がる氷」であることか
ら、オンザロック等に使用するロックアイス化、製氷ア
ートとしての使用（彫刻氷、氷柱花の製造）、色付氷、
ビタミン剤添加による栄養氷、生鮮食料品用の皿製氷に
も応用できる。
【図１】単結晶よりなる氷筍の縦断面図である。
【図２】単結晶が多数集合している状態を示す縦断面図
である。
である。
【図３】人工氷筍製造装置の縦断面図である。
【図４】点滴落下装置を説明する図である。
【図５】氷筍の結晶方位の制御を説明する図である。
【図６】移動ブレードの概略を示す正面図である。
【図７】摩擦係数測定方法を説明する図である。
【図８】スケートリンク製氷技術（製氷手順）を示す図
である。
である。
１…結晶 １１…断熱材 １２…冷却管 １３…導水管 １４…点滴落下装置 １５…密閉冷凍空間 ２１…点滴ポリエチレン管 ２２…枠体 ２３…ローラ ２４…渦巻き針金 ２５…キャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 浩 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 小久保 鉄也 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 岩崎 実 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 木内 敏裕 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 今村 善二 大阪市北区本庄東二丁目９番18号 関電興 業株式会社内 (72)発明者 岡本 昭二 大阪市北区本庄東二丁目９番18号 関電興 業株式会社内 (72)発明者 対馬 勝年 富山市寺町けや木台146
Claims (5)
- 【請求項１】 密閉冷凍空間の冷凍温度分布を上部を高
温に底部を低温となる温度環境を造り出し、高温部より
流動物質を、低温部に滴下させて単結晶物質を製造する
単結晶製造方法。 - 【請求項２】 密閉冷凍空間の冷凍温度分布を上部を高
温に底部を低温となる温度環境を造り出し、高温部に水
を導き、前記水を低温部に滴下させて単結晶氷を製造す
る単結晶氷の製造方法。 - 【請求項３】 単結晶氷の結晶方位に直交する面で切断
した単結晶氷の種氷に水を供給して単結晶を成長させる
ようにした単結晶氷の結晶方位制御方法。 - 【請求項４】 内面を断熱材で覆った密閉冷凍空間の下
部に冷却管を配置し、密閉冷凍空間の上部に導水管を配
置し、導水管に点滴落下装置を接続し、密閉冷凍空間内
の冷凍温度分布を上部を高温に底部を低温となる温度環
境を造り出し、点滴落下装置より水を点滴し底部に単結
晶氷を製氷する単結晶氷の製造装置。 - 【請求項５】 結晶方位を意図する方向に向けた単結晶
氷を用いたスケートリンク製氷技術。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10039945A JPH11236295A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 単結晶製造方法、単結晶氷の製造方法、単結晶氷の結晶方位の制御方法、単結晶氷の製造装置と単結晶氷を用いたスケートリンク製氷技術 |
| NO990390A NO309742B1 (no) | 1998-02-23 | 1999-01-28 | Anordning for framstilling av iskrystaller |
| US09/247,078 US6158228A (en) | 1998-02-23 | 1999-02-09 | Method and apparatus for manufacturing single crystal method for controlling crystal orientation of single crystal ice |
| CA002262239A CA2262239A1 (en) | 1998-02-23 | 1999-02-18 | Method for manufacturing single crystal, method for manufacturing single crystal ice, method for controlling crystal orientation of single crystal ice, apparatus for manufacturingsingle crystal ice, and technique for making ice for a skate-rink using single crystal ice |
| KR1019990005921A KR19990072849A (ko) | 1998-02-23 | 1999-02-23 | 단결정제조방법,단결정얼음제조방법,단결정얼음의결정방향제어방법,단결정얼음제조장치및단결정얼음을사용한스케이트링크제빙기술 |
| NL1011369A NL1011369C2 (nl) | 1998-02-23 | 1999-02-23 | Werkwijze voor het bereiden van monokristal, werkwijze voor het bereiden van monokristallijn ijs, werkwijze voor het beheersen van de oriÙntatie van monokristallijn ijs, inrichting voor het bereiden van monokristallijn ijs, en techniek voor het maken van ijs voor een schaatsbaan met behulp van monokristallijn ijs. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10039945A JPH11236295A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 単結晶製造方法、単結晶氷の製造方法、単結晶氷の結晶方位の制御方法、単結晶氷の製造装置と単結晶氷を用いたスケートリンク製氷技術 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236295A true JPH11236295A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12567105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10039945A Pending JPH11236295A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 単結晶製造方法、単結晶氷の製造方法、単結晶氷の結晶方位の制御方法、単結晶氷の製造装置と単結晶氷を用いたスケートリンク製氷技術 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6158228A (ja) |
| JP (1) | JPH11236295A (ja) |
| KR (1) | KR19990072849A (ja) |
| CA (1) | CA2262239A1 (ja) |
| NL (1) | NL1011369C2 (ja) |
| NO (1) | NO309742B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3949917B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2007-07-25 | 関西電力株式会社 | 水中過冷却解除による製氷方法及び製氷装置 |
| US7861551B2 (en) | 2007-11-30 | 2011-01-04 | Whirlpool Corporation | Method and device for producing ice droplets on demand |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2491837A (en) * | 1948-08-31 | 1949-12-20 | Gen Electric | Manufacture of ice |
| FR1186009A (fr) * | 1957-11-13 | 1959-08-12 | Procédé et dispositif de congélation du lait | |
| US4077227A (en) * | 1976-11-12 | 1978-03-07 | Regents Of The University Of Minnesota | Method of freezing liquid material in which agglomeration is inhibited |
| ATE119656T1 (de) * | 1984-07-17 | 1995-03-15 | Sunwell Eng Co Ltd | Wärmepumpe. |
| US4715194A (en) * | 1986-10-23 | 1987-12-29 | Hoshizaki Electric Co., Ltd. | Ice making machine with water distributor |
| US4953360A (en) * | 1989-09-27 | 1990-09-04 | Slick Ice Limited | Additive for treating water used to form ice |
| DE69208279D1 (de) * | 1991-04-11 | 1996-03-28 | Taikisha Kk | Verfahren zur Erzeugung einer Kunstschneedecke |
| US5219383A (en) * | 1991-05-23 | 1993-06-15 | Hoshizaki Denki Kabushiki Kaisha | Ice making machine |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP10039945A patent/JPH11236295A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-28 NO NO990390A patent/NO309742B1/no not_active IP Right Cessation
- 1999-02-09 US US09/247,078 patent/US6158228A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-18 CA CA002262239A patent/CA2262239A1/en not_active Abandoned
- 1999-02-23 KR KR1019990005921A patent/KR19990072849A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-02-23 NL NL1011369A patent/NL1011369C2/nl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990072849A (ko) | 1999-09-27 |
| NO990390L (no) | 1999-08-24 |
| US6158228A (en) | 2000-12-12 |
| NO309742B1 (no) | 2001-03-19 |
| NL1011369A1 (nl) | 1999-08-24 |
| NO990390D0 (no) | 1999-01-28 |
| NL1011369C2 (nl) | 2001-11-26 |
| CA2262239A1 (en) | 1999-08-23 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041208 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050126 |
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| A977 | Report on retrieval |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070524 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070927 |