KR20010111877A - 눈 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 스키장의 바닥면에 뿌려지는 눈을 제조하기 위하여 물을 물공급부에서 1,2차 냉각한 후 그를 미세하게 분쇄하여 노즐로 공급하고, 또 가스를 가스공급부에서 1,2차 냉각하여 노즐에 공급함으로써 상기 미세하게 분쇄된 냉각된 물과 냉각된 가스가 노즐에서 만다 눈이 제조되면서 스키장의 바닥에 뿌려지게 한 눈 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 1차 냉각수단이 마련된 물공급탱크의 일측에는 물공급관이 설치되고 그 물공급관의 내부에는 2차 냉각수단과 물분쇄수단이 마련된 물공급부; 내부에 1차 냉각수단이 마련된 가스공급탱크에는 가스공급관이 설치되고 그 가스공급관의 내부에는 2차 냉각수단이 마련된 가스공급부; 상기 물공급관 및 가스공급관의 선단부와 연결 설치되고 외주연에는 링 형태의 가스분사구가 마련된 노즐; 상기 선단부에 노즐이 설치된 물공급관 및 가스공급관을 탑재한 탑차;를 포함하는 구성으로 되어있다.

Description

눈 제조방법 및 그 장치{Snow manufacturing method and the system thereof}

본 발명은 눈 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스키장(돔 형태의 인공스키장)의 바닥면(Floor)에 뿌려지는 눈을 제조하기 위하여 물을 물공급부에서 1,2차 냉각한 후 그를 미세하게 분쇄하여 노즐로 공급하고, 또 가스를 가스공급부에서 1,2차 냉각하여 노즐에 공급함으로써 상기 미세하게 분쇄된 냉각된 물과 냉각된 가스가 노즐에서 만다 눈이 제조되면서 스키장의 바닥에 뿌려지게 한 것이다.

종래의 눈 제조방법은 1) 고수분흡수수지(수분흡수중합체)를 스키장 바닥면 상의 브라인 파이프에 분산시켜서 수지를 그위에 존재하게 하여 상기 브라인 파이프로 수지를 응결시키므로써 눈을 제조하기 위한 방법이 있다.

그러나 상기의 방법은 브라인 파이프로 물을 흡수하는 중합체를 응결시켜 눈을 제조하는 방법이므로, 제조된 인공눈은 셔벳(sherbet) 상태의 얼음이 되기 쉽다. 따라서 상기 방법을 이용하여 천연눈과 같은 콤팩트한 눈 및 분말형 눈을 제조하는 것이 불가능하다.

또한 물을 흡수하는 중합체의 성질 때문에 중합체를 사용하여 제조된 눈위에서 활주하기가 매우 어렵고, 중합체를 사용하여 제조된 눈이 용해될 때, 눈은 겔상태의 접착성물질로 전환되어서 의복에 달라붙는 문제점이 발생한은 물론, 스키의 금속부 및 스키장설비의 금속물질들을 부식시키는 문제점이 있다.

2) 눈을 제조하기 위하여 먼저 얼음덩어리를 만든 다음 그 얼음덩어리를 작은 조각으로 깨뜨리고 상기 작은 조각으로 깨뜨려진 얼음을 스키장의 바닥면에 분산시켜서 상기 작은 조각의 얼름이 스키장의 바닥면상에 놓이게 하므로써 눈을 제조하는 방법이다.

상기의 방법은 얼음덩어리를 깨뜨리므로써 얻어진 얼음의 작은 조각이 스키장의 바닥면에 분산되기 때문에 제조된 인공눈은 입상슈가의 형태를 가진다. 따라서 상기 방법을 이용하여 천연눈과 같은 콤팩트한 눈 및 분말형눈을 제조하는 것이 불가능하다. 또한 얼음을 제조하고 그 제조된 얼음을 깨뜨린 후 얼음을 분산시키는 세가지 단계로 인해 장비비 및 가동비가 증가함은 물론, 작업상의 번거로운 문제점이 있었다.

3) 다수의 분사노즐이 장착된 팬과 인접한 위치에 팬형 눈제조기를 이용하거나 또는 노즐로부터 압축공기와 함께 물을 분사하는 쌍유체노즐을 구비하는 건형 눈제조기의 이용과 함께 천연찬공기를 이용하여 눈을 제조하는 방법이다.

이는 실내스키장에서 사용되도록 눈을 제조하는 데에 적절하지만 많은 양의 물과 압축공기의 사용을 필요로 하고 단위당 물을 얼음으로 전환시키기 위해 필요로 하는 칼로리가 증가한다. 따라서 냉동기에 관한 장비비 및 가동비는 증가한다. 또한 건형눈제조장치의 이용과 함께 물을 분무함으로써 얻어진 물방울 크기가 200㎛ ∼ 400㎛ 이므로 주변 찬공기와 물방울과의 열교환이 좋지 않다. 그 결과 물방울은 실내에서 눈으로 전환키가 어렵다.

4) 쌍유체노즐을 사용하여 압축공기와 함께 물을 실내공간으로 분사시키고,워터미스트를 발생시키며 미스트를 찬공기에 의해 시일링상에 장착된 격자에 부착되게 하며, 미스트가 전환되어 격자에 부착되어 있는 눈얼음을 스크데이핑하며 눈얼음을 스키장의 바닥면상에 떨어지게 하여 눈얼음을 상기 스키장의 바닥면상에 놓이게 하므로써 눈을 제조하기 위한 방법이다.

상기의 방법은 시일링에 부착된 눈얼음이 상기 방법을 이용하여 스크레이프 되어 스키장의 바닥면에 떨어지도록 만들어지기 때문에 시일링으로 부터의 눈얼음을 스크레이핑하기 위한 장비가 요구된다. 따라서 장비비 및 가동비가 증가한다.

또한 눈얼음이 시일링에 부착할 수 있도록 다소 젖어 있는 상태를 필요로 하기 때문에 눈얼음이 분말형눈 콤팩트한 눈 또는 셔벳 상태의 얼음으로 될 수 있도록 눈의 성질을 조절하고 분말형 눈을 제조하는 것이 불가능하다. 그리고 실내온도는 분사수에 의해 발생된 미스트 및 시일링에 부착된 압축공기를 가지도록 상당히 낮아져야만 한다 그 때문에 상당한 양의 칼로리가 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로써, 그 목적은 물공급부의 물공급탱크와 물공급관에 각각의 냉각수단과 물분쇄수단을 마련하고, 가스공급부의 가스공급탱크와 가스공급관에 각각의 냉각수단을 마련하여 물과 가스를 눈이 제조되기 좋은 온도로 냉각시켜 그를 노즐에 공급함으로써 그 노즐에서 양질의 눈이 제조되도록 한 눈 제조방법 및 제조장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 눈 제조장치를 개략적으로 나타낸 상태도

도 2는 본 발명의 눈 제조장치 중 물공급부 단면도

도 3은 본 발명의 눈 제조장치 중 가스공급부 단면도

도 4는 본 발명의 눈 제조장치 중 노즐 사시도

도 5는 본 발명의 눈 제조장치 중 노즐 단면도

도 6은 본 발명의 눈 제조장치가 탑차에 탑재된 상태도.

※ 도면의주요부분에 대한 부호 설명 ※

10 : 물공급부 10a,20a : 펌프

11 : 물탱크 12,22 : 1차 냉각수단

12a,14a,22a,24a : 도관 13 : 물공급관

14,24 : 2차 냉각수단 15 : 물분쇄수단

15a : 스크린망체 16,16a : 냉각장치

20 : 가스공급부 21 : 가스공급탱크

23 : 가스공급관 30 : 노즐

31 : 가스분사구 40 : 탑차

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 눈 제조방법에 대한 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 스키장의 내부 인공대기 환경을 0℃ ∼ -15℃로 유지시키는 단계; 1차 냉각수단에 의해 저온으로 냉각된 물공급탱크의 물을 물공급관으로 스프레이하고 그 스프레이된 물을 상기 물공급관에 마련된 2차 냉각수단에 의해 빙점직전의 온도까지 냉각시키며 상기 냉각된 물을 물분쇄수단에 의해 미립자로 분쇄하여 노즐로 공급하는 단계; 1차 냉각수단에 의해 저온으로 냉각된 가스공급탱크의 가스를 가스공급관으로 공급하고 그 공급되는 가스를 가스공급관에 마련된 2차 냉각수단에 의해 빙점이하로 냉각시키며 상기 냉각된 가스를 노즐의 출측에 공급하는 단계; 상기 빙점 직전의 온도로 냉각된 물과 빙점 이하의 온도로 냉각된 가스에 의해 노즐내에서 눈이 제조되고 그 노즐내에서 제조되지 못하고 분출되는 나머지 물은 인공대기에서 제조되게 한 것이다.

한편 상기 1차 냉각수단에 의해 저온으로 냉각된 물공급부의 온도는 1℃ ∼ 10℃이고, 상기 물공급관에 마련된 2차 냉각수단에 의해 물이 냉각되는 온도는 1℃ ∼ 0℃이며, 상기 물분쇄수단에 의해 미립자로 분쇄된 입자의 크기는 200㎛ ∼ 20㎛으로 하여서 된 것이다.

또 본 발명의 눈 제조장치에 대한 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 내부에 1차 냉각수단이 마련된 물공급탱크의 일측에는 물공급관이설치되고 그 물공급관의 내부에는 2차 냉각수단과 물분쇄수단이 마련된 물공급부; 내부에 1차 냉각수단이 마련된 가스공급탱크에는 가스공급관이 설치되고 그 가스공급관의 내부에는 2차 냉각수단이 마련된 가스공급부; 상기 물공급관 및 가스공급관의 선단부와 연결 설치되고 외주연에는 링 형태의 가스분사구가 마련된 노즐; 상기 선단부에 노즐이 설치된 물공급관 및 가스공급관을 탑재한 탑차;를 포함하는 구성으로 되어있다.

한편 상기 물공급부와 가스공급부의 1차 냉각수단 및 2차 냉각수단은 냉매가 순환되는 각각의 도관이 배열되고, 상기 물공급부에 마련된 물분쇄수단은 스크린망체이고 그 스크린망체의 구멍 크기는 200㎛ ∼ 20㎛이며, 상기 노즐에 마련된 링 형태의 가스분사구 설치위치는 노즐의 출측에 설치하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 눈 제조방법 및 제조장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 눈 제조장치를 개략적으로 나타낸 상태도이고, 도 2는 본 발명의 눈 제조장치 중 물공급부 단면도이며, 도 3은 본 발명의 눈 제조장치 중 가스공급부 단면도이고, 도 4는 본 발명의 눈 제조장치 중 노즐 사시도이며, 도 5는 본 발명의 눈 제조장치 중 노즐 단면도이고, 도 6은 본 발명의 눈 제조장치가 탑차에 탑재된 상태도로써,

본 발명은 도 1에 나타낸 바와 같이 빙점 직전의 온도인 1℃ ∼ 0℃까지 냉각된 물을 공급하는 물공급부(10)와 -2℃ ∼ -15℃까지 냉각된 가스를 공급하는 가스공급부(20) 및 상기 냉각된 물과 냉각된 가스를 공급받아 눈을 형성시키는 노즐(30)과 상기 물공급부(10)와 가스공급부(20)를 탑재하여 위치이동할 수 있도록 하는 탑차(40)가 마련되어 있다.

이와 같이 마련된 본 발명의 눈 제조장치 중 물공급부(10)은 도 2에 나타낸 바와 같이 물공급탱크(11)의 내부에는 냉매가스가 순환되는 도관(12a)이 배열된 1차 냉각수단(12)이 마련되어 있고 상기 물공급탱크(11)의 저부 일측에는 물공급관(13)이 설치되는데, 그 물공급관(13)의 내부에는 냉매가스가 순환되는 도관(14a)이 배열된 2차 냉각수단(14)과 물을 분쇄하는 스크린망체(15a)가 설치된 물분쇄수단(15)이 순차적으로 마련되어 있다.

상기 물공급탱크(11)로부터 물공급관(13)으로 물은 공급시키는 방법은 물공급탱크(11)의 일측에 설치된 펌프(10a)에 의해 고압으로 스프레이 되고, 상기 1차 냉각수단(12) 및 2차 냉각수단(14)은 냉매가스를 발생시키는 각각의 냉각장치(공조기)(16,16a)와 연결 설치되어 있다.

그리고 상기 본 발명의 눈 제조장치 중 가스공급(20)은 도 3에 나타낸 바와 같이 가스공급탱크(20)의 내부에는 냉매가스가 순환되는 도관(22a)이 배열된 1차 냉각수단(22)이 마련되어 있고 상기 가스공급탱크(21)의 저부 일측에는 가스공급관(23)이 설치되는데, 그 가스공급관(13)의 내부에는 냉매가스가 순환되는 도관(24a)이 배열된 2차 냉각수단(24)이 설치되어 있다.

상기 가스공급탱크(21)로부터 가스공급관(23)으로 가스를 공급시키는 방법은 가스공급탱크(21)의 일측에 설치된 펌프(20a)에 의해 고압으로 공급되고, 상기 1차 냉각수단(22) 및 2차 냉각수단(24)은 냉매가스를 발생시키는 냉각장치(16)와 연결설치되어 있다.

또한 본 발명의 눈 제조장치 중 노즐(30)은 도 2와 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 물공급관(13)으로부터 공급되어 들어오는 200㎛ ∼ 20㎛의 입자로 분쇄된 물을 스키장의 인공대기에 공급하고 또 가스공급관(23)을 통하여 공급되는 냉각가스를 가스분사구(31)를 통하여 노즐(30)의 출측에 공급된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 눈 제조장치를 이용한 눈 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 먼저 1차 냉각수단(12)에 의해 1℃ ∼ 10℃로 냉각된 물공 급탱크(11)내의 물을 펌프(10a)를 가동시켜 물공급관(13)으로 스프레이 하면 그 스프레이된 물은 상기 물공급관(13)을 따라 진행하다가 2차 냉각수단(14)을 통과하면서 물이 1℃ ∼ 0℃로 냉각되고 그는 계속 진행하여 스크린망체(15a)로 된 물분쇄수단(15)에 의하여 물입자가 200㎛ ∼ 20㎛되게 미분되어 노즐(30)로 공급된다.

이때 가스공급탱크(21)내의 가스는 1차 냉각수단(12)에 의해 1℃ ∼ 10℃로 냉각되고 그 냉각된 가스는 펌프(20a)의 가동과 동시에 가스공급관(23)으로 공급되면서 그 가스공급관(23)을 따라 진행하다가 2차 냉각수단(24)을 통과하면서 가스가 -2℃ ∼ -15℃로 냉각되고 그는 계속 진행하여 가스분사구(31)를 통하여 노즐(30)의 출측 원주면에서 골고루 분사된다.

이상과 같이하여 상기 200㎛ ∼ 20㎛으로 분쇄된 물과 -2℃ ∼ -15℃로 냉각된 가스가 노즐(30)에서 만나면 상기 물은 급냉되면서 눈으로 변하여 스키장의 인공대기에 분사되게 되는 것이다. 또 상기 노즐(30)에서 미쳐 눈으로 변하지 못한물은 스키장의 인공대기가 빙점 이하를 유지하고 있기 때문에 그 인공대기에서 눈으로 변하게 되는 것이다.

상기 물공급탱크(11)내의 물을 1차 냉각수단(12)에 의해 1℃ ∼ 10℃로 냉각시키는 이유는 1℃ 이하가 되면 물이 얼기시작 함으로 펌프(10a)에 의한 물공급관(13)으로의 물공급이 원할하게 이루어지지 않고, 10℃ 이상이 되면 2차 냉각수단(14)에서의 목표 냉각을 이루지 못하는 문제점이 발생하기 때문이다.

또 상기 물공급탱크(21)에서 스프레이 되어 들어오는 물을 2차 냉각수단(14)에서 1℃ ∼ 0℃로 냉각시키는데, 그 이유는 0℃ 이하가 되면 물어얼어 고체상태가 됨으로 눈이 제조되지 못하고 1℃ 이상이 되면 양질의 눈이 제조되지 못하는 문제가 있기 때문이다.

또 상기 물분쇄수단(15)에서 물의 입자를 200㎛ ∼ 20㎛로 하는데 그 이유는 200㎛ 이하가 되면 눈의 제조완료 후 그 눈의 입자 크기가 너무작아 스키장의 플로어(바닥면) 질을 떨어트리고, 20㎛ 이상이 되면 눈의 제조완료 후 그 눈의 입자 크기가 너무커서 그 역시 스키장의 플로어 질을 떨어트리는 문제점이 있다.

한편 상기 가스공급탱크(21)내의 가스를 1차 냉각수단(22)에 의해 1℃ ∼ 10℃로 냉각시키는 이유는 1℃ 이하가 되면 가스가 얼기시작 함으로 펌프(20a)에 의한 가스공급관(23)으로의 가스공급이 원할하게 이루어지지 않고, 10℃ 이상이 되면 2차 냉각수단(24)에서의 목표 냉각을 이루지 못하는 문제점이 발생하기 때문이다.

그리고 상기 가스 공급수단(21)에서 공급되어 들어오는 가스를 2차냉각수단(24)에서 -2℃ ∼ -15℃로 냉각시키는데, 그 이유는 -2℃ 이상이 되면 물을 순간적으로 얼리지 못하여 눈의 제조가 어렵고 -15℃ 이상이 되면 물을 순간적으로 얼리는 효과는 좋으나 에너지 낭비가 많아 경제성을 상실하게 된다.

또 상기 냉각된 가스를 가스분사구(31)를 통하여 노즐(30)의 출측 원주면에서 골고루 분사하는 이유는 노즐(30)에서 미세입자로 분사되는 물에 상기 냉각된 가스가 골고루 접촉되어 눈의 제조율을 최대로 높이기 위함이다.

이상과 같은 본 발명은 물의 1,2차 냉각수단과 물분쇄수단을 이용하여 물을 눈을 제조하기 위한 최적의 조건으로 만들어 줌과 동시에 가스 역시 1,2차 냉각수단에 의하여 눈을 제조하기 위한 최적의 조건으로 만들어 줌으로써 노즐에서 양질의 눈을 만들어져 스키장에 분사됨으로 스키장 관리를 효율적으로 할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (8)

1. 스키장의 내부 인공대기 환경을 0℃ ∼ -15℃로 유지시키는 단계;

   1차 냉각수단에 의해 저온으로 냉각된 물공급탱크의 물을 물공급관으로 스프레이하고 그 스프레이된 물을 상기 물공급관에 마련된 2차 냉각수단에 의해 빙점직전의 온도까지 냉각시키며 상기 냉각된 물을 물분쇄수단에 의해 미립자로 분쇄하여 노즐로 공급하는 단계;

   1차 냉각수단에 의해 저온으로 냉각된 가스공급탱크의 가스를 가스공급관으로 공급하고 그 공급되는 가스를 가스공급관에 마련된 냉각수단에 의해 빙점이하로 냉각시키며 상기 냉각된 가스를 노즐의 출측에 공급하는 단계;

   상기 빙점 직전의 온도로 냉각된 물과 빙점 이하의 온도로 냉각된 가스에 의해 노즐내에서 눈이 제조되고 그 노즐내에서 제조되지 못하고 분출되는 나머지 물은 인공대기에서 제조되게 함을 특징으로 하는 인공 눈 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 1차 냉각수단에 의해 저온으로 냉각된 물공급부의 온도는 1℃ ∼ 10℃임을 특징으로 하는 인공 눈 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 물공급관에 마련된 2차 냉각수단에 의해 물이 냉각되는 온도는 1℃ ∼ 0℃임을 특징으로 하는 인공 눈 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 물분쇄수단에 의해 미립자로 분쇄된 입자의 크기는 200㎛ ∼ 20㎛임을 특징으로 하는 인공 눈 제조방법.
5. 내부에 1차 냉각수단(12)이 마련된 물공급탱크(11)에는 물공급관(13)이 설치되고 그 물공급관의 내부에는 2차 냉각수단(14)과 물분쇄수단(15)이 마련된 물공급부(10);

   내부에 1차 냉각수단(22)이 마련된 가스공급탱크(21)에는 가스공급관(23)이 설치되고 그 가스공급관의 내부에는 2차 냉각수단(24)이 마련된 가스공급부(20);

   상기 물공급관(13) 및 가스공급관(23)의 선단부와 연결 설치되고 외주연에는 링 형태의 가스분사구(31)가 마련된 노즐(30);

   상기 선단부에 노즐(30)이 설치된 물공급관(13) 및 가스공급관(23)을 탑재한 탑차(40);를 포함하는 구성을 특징으로 하는 눈 제조장치,
6. 제 5항에 있어서, 상기 물공급부와 가스공급부의 1차 냉각수단 및 2차 냉각수단은 냉매가 순환되는 각각의 도관(12a,14a,22a,24a)이 배열 됨을 특징으로 하는 눈 제조장치,
7. 제 5항에 있어서, 상기 물공급부에 마련된 물분쇄수단은 스크린망체(15a)이고 그 스크린망체의 구멍 크기는 200㎛ ∼ 20㎛임을 특징으로 하는 눈 제조장치,
8. 제 5항에 있어서, 상기 노즐에 마련된 링 형태의 가스분사구 설치위치는 노즐의 출측에 설치된 것을 특징으로 하는 눈 제조장치,