KR20030048123A - 눈의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

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KR20030048123A
KR20030048123A KR10-2003-7006214A KR20037006214A KR20030048123A KR 20030048123 A KR20030048123 A KR 20030048123A KR 20037006214 A KR20037006214 A KR 20037006214A KR 20030048123 A KR20030048123 A KR 20030048123A
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Abstract

냉각매체(1) 내에 있는 유연한 호스들(2) 내부의 물(3)이 눈 및/또는 얼음 결정들로 변환되는 눈 제조방법 및 장치. 호스들(2)은 주기적으로 팽창 및 수축되어 결정들이 호스들(2)의 내부 벽면으로부터 제거되도록 한다. 호스들(2)이 결정들로 가득 차면, 결정들은 펌핑 또는 송풍에 의해 배출될 수 있다.

Description

눈의 제조방법 및 제조장치{SNOW MAKING METHOD AND APPARATUS}
미국특허 제5,297,731호(뷰케리 알피오; Bucceri Alfio)에는 다수의 호스 내에서 얼음 결정들이 형성되고 상기 호스 위로 롤러장치를 통과시킴으로써 얼음 결정들이 배출되는 눈의 제조기술 및 장치가 개시되어 있다. 상기 기계장치는 부피가 크고 여기저기 이동시키기가 어려워서 특정 분야의 눈 생산에만 한정되는 것이었다. 또한, 상기 기계는 그 기계의 사용에 대하여 대비(對備)되지 않은, 즉 거친 지면에서는 용이하게 사용할 수 없었다. 냉각제(coolant)에 대한 요구조건이 까다로와서 한 번만 새면 큰 비용을 들여 교체해야 할 수도 있었다. 상기 기계는 기계의 생산에 많은 공수(工數; man-hour)를 필요로 하기 때문에 대량으로 경제적으로 생산될 수도 없었다. 얼음 결정을 배출하는 방법은 기계의 가동 휴지(休止)시간을 유발할 수도 있는데, 이는 하나의 롤러장치가 다수의 호스를 대상으로 작동하였기때문이다. 따라서, 하나의 호스에서 문제가 생기면, 수리를 하는 동안에는 다른 모든 호스들에서도 얼음 결정을 생산하지 못하였다. 게다가, 때로는 최종제품이 즉시 사용하기에는 너무 젖어 있어 추가적인 배수(排水)를 필요로 하였으며, 기계장치가 복잡하여 호스들은 길이가 짧은 것들로 한정되었다.
국제출원 PCT/AU99/00312 (국제공개번호 WO 99/56067) (뷰케리 알피오)에는 물 공급원에 연결된 내부 호스와 냉각장치로부터 냉각제를 받아들이는 외부 재킷이 구비된 유연한 호스 조립체를 적어도 하나 가지는 눈 제조기계가 개시되어 있다. 내부 호스에서 형성된 얼음 또는 눈은 외부 재킷에 있는 짓누름 호스를 팽창시킴으로써 배출되며, 일 라인(line)을 통해 내부 호스로 공급되는 압축공기가 건조한 눈 결정들을 호스 조립체의 단부까지 운송하는 것을 보조할 수 있다. 일 실시예에서는, 레일들을 따라 일체로 이동하는 한 쌍의 롤러의 사용에 의해 호스 조립체들이 변형됨으로써 내부 호스의 벽면에 형성된 얼음을 떼어내게 된다.
국제출원 PCT/AU99/00312 의 방법 및 장치의 단점 중에는 외부 재킷 내에 세 개까지의 호스, 즉 내부 호스, 짓누름 호스 및 압축공기 호스를 포함하여야 한다는 것이 있다. 또한, 내부 호스 및 외부 재킷 양쪽의 벽 두께가 롤러 조립체에 의한 변형을 견딜 수 있도록 비교적 두꺼워야 하는데, 특히 내부 호스의 두께는 외부 재킷의 냉각제로부터 내부 호스의 물로의 열전달율을 감소시킨다는 단점이 있다.
본 발명은 눈의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
본 발명은 스키 슬로프를 인공 눈으로 덮는 용도로, 실내 스키장용으로, 그리고 얼음이나 가정용 또는 냉각용 필수품의 상업적 출시용으로 사용하기 위한 인공 눈과 얼음 결정을 제조하기 위한 개량된 제조방법 및 제조장치에 특히 관련되는 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 완전하게 이해할 수 있도록, 이하 아래의 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1은 호스들이 내려앉거나 수축되어 있는, 본 발명의 방법을 수행하기 위한 본 발명의 장치의 개략측면도이다.
도 2는 호스들이 확장되거나 팽창되어 있는 본 발명의 장치의 개략측면도이다.
도 1a 및 도 2a는 각각 호스들 중 하나의 내려앉거나 수축된 형상과 확장되거나 팽창된 형상 각각을 나타낸 단부도이다.
도 3은 본 발명의 방법을 수행하는 본 발명의 장치의 제1 실시예의 사시도이며, 명확성을 위해 세부 부품들은 생략되었다.
도 4는 도 3의 장치의 개략측면도이며, 부수적인 장치들은 블록형태로 나타내었다.
도 5는 본 발명의 장치의 제2 실시예의 도 3에 해당하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 장치의 제3 실시예의 유사한 도면이다.
도 7은 제4 실시예용 호스들(또는 튜브들)의 개략사시도이다.
도 8은 호스와 밀봉장치의 개략단부측면도이다.
본 발명의 목적은 국제출원 PCT/AU99/00312 에 개시되어 있는 방법보다 더 간단한 인공 눈 및/또는 얼음 결정을 만드는 개량된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 목적은 낮은 온도 및/또는 낮은 공기 습도를 요건으로 하지 않고 어떤 기후 조건에서도 사용할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 바람직한 목적은 냉각매체로부터 눈 및 얼음 결정들의 원료가 되는 물(또는 물 기반의 혼합물)로의 열전달이 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 목적은 물을 적게 사용함으로써 호스 내로 유입된 모든 물이 훨씬 빠른 속도로 눈 또는 얼음 결정으로 변환될 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 목적은 이동 부품을 없애거나 그 수를 최소화함으로써 호스의 손상이 최소화되는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 목적은 상기 방법을 수행하기 위한 장치로서, 제작 및 조립비용이 크게 감소된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 바람직한 목적들은 아래의 발명의 상세한 설명에서 알 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐서, "호스"라는 용어는 하나 이상의 호스, 파이프, 튜브, 도관 등을 포함하는 의미로 사용되며, 이때 호스는 복원성 있는 유연한 재료를 포함하거나 이러한 재료로 제조되는 외벽을 가지는 것이 바람직하다.
명세서 전체에 걸쳐서, "물"이라는 용어는 물 또는 물/계면활성제 혼합물 등을 의미한다(적절한 계면활성제에는 상표명으로 "SNOWFOAME"와 "FXSnow" 등이 있다).
본 발명의 제1 형태는,
(a) 적어도 부분적으로 내려앉은 상태로 호스들을 냉각매체에 위치시키는 단계;
(b) 호스들을 적어도 부분적으로 물로 채워서 물로부터 냉각매체로의 열전달이 일어날 수 있도록 하여 호스 내에 눈 및/또는 얼음 결정들을 생성하는 단계;
(c) 호스들에 팽창력을 가하여 호스들이 적어도 부분적으로 확장되도록 함으로써 호스들의 내부 벽면으로부터 눈 및/또는 얼음 결정들을 떼어내는 단계;
(d) 팽창력을 감소시켜 호스 내에 눈 및/또는 얼음 결정들이 더 생성되도록 하는 단계;
(e) 적어도 호스들 내의 물의 대략 전부가 눈 및/또는 얼음 결정들로 변환될 때까지 단계 (c) 및 단계 (d)를 반복하는 단계; 및
(f) 호스들로부터 눈 및/또는 얼음 결정들을 배출하여 상기 방법이 반복될 수 있도록 하는 단계를 포함하는 눈 제조방법에 있다.
단계 (c) 및 단계 (d)는 호스들 내의 눈 및/또는 얼음 결정들의 생성 속도에 종속되는 반복 속도로 수행되는 것이 바람직하다.
단계 (c) 및 단계 (d)는 계속적으로 수행되어 호스들 벽면이 연속적으로 움직이도록 하는 것이 바람직하다.
냉각매체는 대기(大氣) 또는 액체(예를 들어, 소금물 또는 작동기/글리콜 혼합물)인 것이 바람직하며, 상기 냉각매체는 냉각장치 또는 냉각장치에 연결되어 작동하는 열교환기에 통과시킴으로써 기설정된 온도 또는 그 이하로 유지되는 것이 바람직하다.
단계 (c)는 압축공기를 호스들 내부로 유입시킴으로써 수행하는 것이 바람직하고, 단계 (d)는 상기 압축공기를 호스들로부터 배출시킴으로써 수행하는 것이 바람직하다. 압축공기를 호스 내로 유입시키고 호스로부터 배출시키는 것은 밸브수단에 의해 수행하는 것이 바람직하며, 상기 밸브수단은 컴퓨터로 처리되는 시기조절수단(timing means) 등에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
단계 (f)는 호스들의 일 단부에 사용된 죔수단 또는 밀봉수단을 해제하고 호스들의 다른 일 단부로 압축공기를 유입시킴으로써 수행하는 것이 바람직하며, 상기 압축공기는 눈 및/또는 얼음 결정들을 호스들의 상기 일 단부까지 및 상기 일 단부를 통과하여 운반하는 것을 보조한다.
본 발명의 제2 형태는,
수용 용기 내의 냉각매체;
적어도 부분적으로는 물로 채워진 다수의 호스;
적어도 간헐적으로 또는 주기적으로 호스들에 팽창력을 가하여 호스들이 적어도 부분적으로 팽창되고 수축되도록 하는 수단; 및
호스들 내에서 생성된 눈 및/또는 얼음 결정들을 배출하는 수단을 포함하고,
물로부터 냉각매체로의 열전달이 호스들 내에 눈 및/또는 얼음 결정들을 생성하고, 또한
팽창력에 의한 호스들의 상기 적어도 부분적인 팽창이 눈 및/또는 얼음 결정들을 호스들의 내부 벽면으로부터 떼어내는 눈 제조장치에 있다.
상기 수용 용기는 바람직하게는 단열된 측벽, 단부벽, 바닥 및 선택적인 탈착가능 뚜껑 또는 커버가 구비된 탱크(tank)인 것이 바람직하다.
상기 냉각매체는 공기 또는 액체, 바람직하게는 소금물 또는 물/글리콜 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 호스들은 물을 통과시키지 않고, 유연하며, 팽창가능하고, 또한 저온에서 유연한 상태로 유지될 수 있는 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 호스들은 테프론(TeflonTM), 폴리우레탄, 나일론 또는 이와 유사한 플라스틱 또는 고무 물질과 같은 얼음 형성에 대한 내성이 있는 재료로 구성되는 매끄러운 내장재를 구비하는 것이 바람직하며, 아마인유(linseed oil)와 같은 비점착성(non-stick) 코팅물질로 코팅될 수도 있다.
상기 호스들의 외부 보호층들은 유연한 재료 또는 섬유로 구성되는 것이 바람직하며, 이에는 벽이 얇은 폴리프로필렌, 플라스틱, 직물 또는 금속 섬유가 포함된다(내장재 재료의 선택에 따라, 호스들 내의 물과 냉각매체 사이의 열전달을 향상시키기 위하여 외부 보호층은 생략될 수도 있다).
상기 호스들은 냉각매체 내에서 열전달 접촉을 유지하도록 케이지(cage)나 포개진 탱크들 내부에 보유되는 것이 바람직하다.
적어도 부분적으로 호스들을 팽창시키는 상기 수단은 압축공기 공급원, 액체펌프 또는 진공펌프와, 제어시스템에 연결되어 소정의 주기(cycle)로 호스들이 팽창되고 수축될 수 있도록 하는 밸브수단을 포함하는 것이 바람직하다.
호스들로부터 눈 및/또는 얼음 결정들을 배출하는 상기 수단은 압축공기, 펌프수단 및/또는 중력(重力)을 포함하는 것이 바람직하다.
떼어낼 수 있는 밀봉수단으로 작동가능하게 호스들의 일 단부를 폐쇄하는 것이 바람직하다. 상기 밀봉수단은 호스의 외부와 맞물릴 수 있는 신축가능 실린더 상의 죔수단, 차단밸브, 또는 호스 내부의 팽창된 바람주머니수단(bladder means)을 포함하는 것이 바람직하다.
도 1, 도 1a, 도 2 및 도 2a를 참조하여 이하 본 발명의 작동을 개괄적으로 설명한다.
예컨대 소금물과 같은 액체 냉각매체(또는 공기)(1)가 적당한 수용 용기, 예를 들어 상부가 개방된 탱크 내에 보유된다. 냉각매체(1)는 빙점 이하의 대기온도, 열펌프, 냉각장치 등에 의해 만들어지는데, 냉각매체(1)는 냉각장치에 의해 냉각된 열교환기에 통과시킬 수도 있다.
물(3)은 적어도 부분적으로 호스들(2)을 채우며, 호스들(2)은 행렬 형태로 배열되어 호스들(2)의 외부 표면들과 냉각매체(1) 사이에 밀접한 접촉이 이루어질 수 있도록 되는 것이 바람직하다.
호스들(2)은 물을 통과시키지 않고, 유연하며, 팽창가능하고, 또한 저온에서 유연한 상태로 유지될 수 있는 재료로 구성된다.
눈은 호스들(2) 내의 물(3)로부터 냉각매체(1)로의 열전달에 의해 형성된다. 호스들에 대한 기계적인 조작과 냉각매체(1)의 빙점 이하의 온도 때문에 얼음 결정들은 호스들(2)의 내부 벽면 및/또는 물(3)에서 형성되기 시작한다.
호스들(2)에 대한 기계적 조작은 호스들(2)의 내부 벽면 상의 얼음 결정들이 반복적으로 배출되게 하며, 이러한 기계적인 조작은 호스들(2) 내의 압력을 주기적으로 증가 및 감소시킴으로써 수행된다. 상기 기계적인 조작은 호스들(2)의 벽이계속적으로 움직이도록 하며, 이것이 호스들(2) 내부 벽면의 비점착성과 결합되면 수백만개의 균일한 눈 결정들을 생성하거나 형성할 수 있다.
기계적 조작수단(4)은 호스들 내부의 압력을 바꾸기 위하여 어떤 방법도 사용가능하며,
일 주기로 작동하여 호스들을 팽창 및 수축시키는 압축공기 공급원;
일 주기로 작동하여 계속적으로 호스들을 채우고 또한 배수시키는 펌프, 바람직하게는 비복귀(non-return) 밸브가 없는 격막(diaphragm) 펌프;
일 주기로 작동하여 끊임없이 유체라인 위쪽의 기압을 감소 및 증가시키는 진공펌프; 또는
호스들 벽의 끊임없는 움직임 및 변형을 유발하는 간헐적으로 사용가능한 송풍기 또는 이와 유사한 수력기계가 이에 포함될 수 있다.
도 1a 및 도 2a는 호스들의 개략단부도이며, 수축되었을 때와 팽창되었을 때 각각의 형상의 예를 도시한다.
호스들(2)은 벽에 얼음이 형성되는 것에 대하여 복원성이 있는 유연한 테프론(TeflonTM), 폴리우레탄, 나일론과 같은 재료 또는 이와 유사한 플라스틱 또는 고무 재료로 만들어지는 내부 층들을 구비하는 것이 바람직하다. 내부 벽면들은 비점착성 코팅으로 처리될 수 있는데, 이때 비점착성 코팅물질은 아마인유이다. 호스들(2)의 외부 층(들)은 높은 열전달이 가능하고 7 psi/210 ㎪을 견딜 수 있는 어떤 유연한 재료 또는 섬유도 될 수 있는데, 호스들(2)의 외부 층들에 적합한 구성물질은 벽이 얇은 폴리프로필렌, 플라스틱, 고무 또는 금속 섬유를 포함한다.
다른 방법으로는, 편평 호스와 같은 특허된 재료가 사용될 수도 있다.
설정된 시간 후에, 호스들(2) 내의 모든 물은 얼음 결정들로 변환될 것이다. 상기 시간은 일정하지 않으며 물의 유입온도, 냉각매체(1)의 종류 및 온도, 사용된 기계적 조작의 종류, 호스의 내장재와 외부 층의 재료 등에 따라 달라진다.
상기 시간이 경과되었을 때, 호스들 내부에 형성된 눈은 압축공기(6)에 의해 불어내어지거나 펌프(또는 중력 하의 유동)에 의해 호스들로부터 흡입되어 사용 또는 저장지점으로 보내진다.
그리고 나서 호스들(2)은 펌프(7)에 의해 물(3)로 다시 채워지고 원하는 양만큼의 눈이 생산될 때까지 상기 공정이 반복된다.
눈 제조공정 전체는 사용하는 시스템의 작동 전체를 감시하는 DDC 또는 프로그래머블 로직 컨트롤러(programmable logic controller)에 의해 제어될 수있다.
이하에서는 상술한 바와 같이 작동하는 36개의 눈 호스들(2)을 구비한 눈 제조 기계를 도시하는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 눈 제조방법을 보다 상세하게 설명하겠다. 눈 호스들(2)은 어떤 크기로도 사전에 제작가능하며 각 층마다 상술한 바와 같이 구성된 12개의 호스씩 3개 층으로 배열된다. 본 실시예에서는 호스들(2)의 조작을 위해 압축공기를 채택한다.
냉각 매체(1)는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 아연도금 철 또는 기타 물을 보유하기에 적합한 재료로 만들어진 상부가 개방된 탱크(10) 내에 수용되며, 탱크의 벽들, 탈착가능 뚜껑(들) 및 바닥은 단열되는 것이 바람직하다. 직사각형케이지(2A)는 스테인레스 스틸로 된 36개의 직사각형 구획으로 이루어지는데, 이들은 또한 정사각형 또는 타원형 형상일 수도 있다. 구획들(2A)은 호스들(2)을 제 위치에 유지시킬 수 있고 또한 냉각매체(1)의 수위 아래로 유지할 수 있으며, 냉각매체(1)는 계속 저온으로 유지되고 탱크(10)를 통하여 재순환된다.
냉각매체는 물과 부동액의 혼합물(예를 들어, 소금물 또는 물/글리콜)이며, 펌프(111)에 의해 탱크(10)로 퍼올려진다. 냉각매체(1)는 자연대기상태를 이용하는 열교환기 또는 기계적인 열펌프(110)에 의하여 빙점 이하의 온도로 냉각된다. 냉각매체(1)는 유입구(8)를 통하여 탱크(10)로 퍼올려지고 유출구(9)를 통하여 탱크에서 나오며, 냉각매체의 수위는 호스들(2)이 3개 층으로 위치되어 있는 케이지(2A)의 맨 윗부분을 덮을 수 있도록 유지된다.
승강 실린더들(12)이 승강돌기들에 의해 케이지(2A)에 연결된다. 케이지(2A)에 보유되는 호스들(2)은 유지보수를 위해서 또는 시스템을 사용하지 않을 때 승강 실린더들(12)에 의해 탱크(10)로부터 냉각매체 위쪽으로 들어올려질 수 있다.
탱크(10)의 일 단부에 있는 신축가능 실린더(13)는 하방 압력에 의해 호스들(2)의 일 단부를 밀봉하도록 작동하여, 솔레노이드(17)를 개방하는 것에 의해 공기가 호스들(2) 내부로 주입될 수 있으며, 솔레노이드(17)는 얼음 결정들을 만들기 위하여 호스들(2)을 팽창 및 수축시키는데 사용되는 압축공기의 저장용기(20)에 연결된다. 신축가능 실린더(13)가 호스들(2)로부터 후퇴되고 솔레노이드 밸브(17)가 닫히면 압축공기는 빠져나가고 호스들(2)은 평소의 (수축된) 타원형 위치(도 1a 참조)로 복귀된다.
매니폴드 조립체(15)는 각 호스(2)를 위한 세 개의 매니폴드와 세 개의 솔레노이드 밸브로 구성된다. 솔레노이드 밸브(17)는 전기적으로 작동될 수 있으며 시스템을 작동하도록 프로그램된 PLC 제어기(18)에 연결된다. 솔레노이드 밸브(17)는 매니폴드에 연결되고, 매니폴드는 다시 압축공기 저장용기(20)와 물 공급원에 연결된 물 펌프(19)에 연결된다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 얼음 결정들을 만들기 위하여 압축공기와 물의 호스들(2) 내로의 유입이 제어된다.
호스들(2)은 호스 클램프들에 의해 눈이 방출되는 매니폴드(21) 상의 일련의 호스 끝자락에 연결된다.
도 5의 다른 실시예에서는, 본 발명의 기계장치는 알루미늄, 강철 또는 플라스틱으로 제작된 서로의 윗면에 깔끔하게 맞도록 만들어진 일련의 탱크들로 이루어진다. 이들은 높이에 한계가 없는 눈 제조기계를 만들 수 있도록 서로의 윗면에 놓여진다.
탱크들(22)은 유사한 크기로 만들어지며 눈 제조 호스들(2)을 분리시키고 보유하는 직사각형 구획들의 1개 층을 각기 보유한다. 서로의 윗면에 몇 개의 탱크라도 놓여질 수 있다. 탱크들은 빙점 이하의 냉각매체(1)가 가장 낮은 탱크에서 모일 때까지 화살표(23)에 의해 지시되는 유로를 따라 바로 아래의 탱크 내로 단계적으로 떨어질 수 있도록 설계된다. 빙점 이하의 냉각매체가 맨아래 탱크에 있을 때, 냉각매체는 유출구(24)로부터 냉각장치로 퍼올려져 다시 냉각되고 눈 제조기계의 맨 위에 위치한 유입구(25)를 통하여 눈 제조기계를 통하여 재순환된다. 눈은상술한 바와 동일한 구성요소들과 동일한 작동방법을 이용하여 만들어진다. 냉각매체(1)로부터 대기로의 손실을 최소화하도록 눈 제조기계의 외부는 단열재로 덮이는 것이 바람직하다.
도 6은 단일 유닛으로, 필요한 구성요소가 완비되고, 길이가 가변적인, 내장된 호스 밀봉 장치가 구비된 눈 제조기계 형태인 본 발명의 제3 실시예를 도시한다. 상기 기계는 단열재로 덮일 수 있는 고밀도 플라스틱 또는 금속 재료로 만들어진 하나의 외부 직사각형 금속부를 포함한다. 하나 이상의 눈 제조 호스들(28)이 금속제 외부 배관부(26)의 일 구간에 보유된다. 상기 눈 제조 호스들은 눈 호스들 단부에 위치한 신규한 내장 팽창가능 고무 호스밀봉장치(27)를 구비하여 눈 호스들의 단부의 밀봉을 가능하게 한다. 눈 호스 및 밀봉장치의 일 예가 도 8에 보다 자세하게 나타나 있다.
이와 다른 확장가능 고무 또는 플라스틱 재료들이 호스들을 밀봉하는데 사용될 수 있다. 밀봉장치(27)는 PLC제어되는 벤츄리형 진공/공기 밸브(29)에 피팅(fitting)(28)에 의해 연결되며, 상기 진공/공기 밸브(29)는 진공에 의해 호스(28)를 수축시키고 압축공기 유입에 의해 호스(28)를 팽창시킬 압축공기 공급원(30)에 연결된다. 눈 호스(28)의 공급 단부는 호스 끝자락(31) 및 피팅(32)에 의해 솔레노이드 밸브(33)에 연결되며, 솔레노이드 밸브(33)는 호스(28)의 조작과 눈의 배출 모두를 위해 압축공기를 유입시키기 위한 압축공기 공급원(34)에 연결된다. 눈 호스(28)의 공급 단부는 또한 눈 제조용 물을 유입시키기 위한 물 펌프(36)에 연결된 솔레노이드 밸브(35)에도 연결된다. 본 장치의 양 단부 모두눈 호스 개구부(37)를 제외하고는 밀봉되며, 빙점 이하의 냉각매체(1)는 유입구(38)를 통해 유입되고, 플라스틱 또는 금속으로 만들어진 내부 튜브(39)에 의해 대각선 위치의 보다 높은 수위에서 연결된다. 눈을 만들기 위하여 시스템에 의하여 퍼올려진 빙점 이하의 냉각매체(1)는 튜브(29)를 통해 유출구(40)를 거쳐 빼내어지고 이송되어 펌프(42)에 의해 냉각장치(41)를 통해 재순환된다.
도 7은 16-호스 이동식 눈 제조기계를 개략적으로 도시한 것이며, 상기 기계는 도 8에서 설명된 직사각형 튜브 16개가 서로의 위에 겹겹이 쌓여져 가정에서 사용가능한 작은 기계를 형성한다. 거꾸로 말하면, 튜브의 길이는 길이 100 미터까지, 그리고 행과 층들의 다중 배열로 겹겹이 쌓여져 매우 큰 눈 제조기계를 형성할 수 있다.
도 8을 참조하여, 눈 호스(28)와 압축공기 공급원에 의하여 눈 호스(28)를 차단 및 폐쇄할 수 있는 눈 호스(28)에 내장된 밀봉장치(27)를 이하에서 보다 상세하게 설명하겠다.
눈 호스(28)는 호스를 형성하는 비점착성 내장재(44) 및 내압성 외장재(45)와 함께 도시되어 있다. 적절한 피팅이 구비된 호스 끝자락(46)은 호스의 양단 모두에 끼워질 수 있다. 팽창가능한 밀봉 바람주머니 또는 튜브(27)는 호스(28) 내에서 완전히 팽창되었을 때 호스(28)보다 직경이 약간 더 크다. 수축되었을 때에는, 밀봉 바람주머니(27)는 호스의 위쪽 벽 안으로 수축하여 어떠한 방해도 발생하지 않도록 보장한다. 밀봉 바람주머니는 내장재(44)에 접착하거나 접합함으로써 호스의 벽 안으로 미리 제작될 수 있으며 또는 양 튜브 모두를 내부 금속링(50)에확실히 고정하는 호스 클램프들(49)에 의해 상기 위치에 클램프될 수 있다. 이와 달리, 밀봉 바람주머니(27)는 호스 끝자락(46)에 내장되어 사용하는 눈 제조 호스(28)의 단부에 연결될 수도 있다. 밀봉 바람주머니(27)는 제 위치에 확실히 고정되어 있는 밸브(51)를 구비하고, 눈 제조공정에서 필요한 바와 같이 바람주머니(27)를 수축시키는 압축공기 피팅에 배관에 의해 연결된다.
당업자라면 본 발명의 방법 및 장치에 의해 폭넓은 응용분야에 적합한 효율적이고 경제적인 눈 및/또는 얼음 결정들의 제조가 가능해짐을 쉽게 알 것이다. 호스들의 기계적 조작은 얼음 결정들이 호스들의 내부 벽면으로부터 배출되는 것을 보장하고, 눈 및 얼음 결정들은 호스들 내의 모든 물이 결정들로 변환되었을 때 호스들로부터 배출될 수 있다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 설명되고 도시된 실시예들에 대하여 다양한 변경 및 수정이 행해질 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. (a) 적어도 부분적으로 내려앉은 상태로 호스들을 냉각매체에 위치시키는 단계;
    (b) 호스들을 적어도 부분적으로 물로 채워서 물로부터 냉각매체로의 열전달이 일어날 수 있도록 하여 호스 내에 눈 및/또는 얼음 결정들을 생성하는 단계;
    (c) 호스들에 팽창력을 가하여 호스들이 적어도 부분적으로 확장되도록 함으로써 호스들의 내부 벽면으로부터 눈 및/또는 얼음 결정들을 떼어내는 단계;
    (d) 팽창력을 감소시켜 호스 내에 눈 및/또는 얼음 결정들이 더 생성되도록 하는 단계;
    (e) 적어도 호스들 내의 물의 대략 전부가 눈 및/또는 얼음 결정들로 변환될 때까지 단계 (c) 및 단계 (d)를 반복하는 단계; 및
    (f) 호스들로부터 눈 및/또는 얼음 결정들을 배출하여 상기 방법이 반복될 수 있도록 하는 단계를 포함하는 눈 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (c) 및 단계 (d)는 호스들 내의 눈 및/또는 얼음 결정들의 생성 속도에 종속되는 반복 속도로 수행되는 눈 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 단계 (c) 및 단계 (d)는 계속적으로 수행되어 호스들 벽면이 연속적으로 움직이도록 하는 눈 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각매체는 대기(大氣) 또는 액체이며, 냉각매체는 냉각장치 또는 냉각장치에 연결되어 작동하는 열교환기에 통과시킴으로써 기설정된 온도 또는 그 이하로 유지되는 눈 제조방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (c)는 압축공기를 호스들 내부로 유입시킴으로써 수행되고, 단계 (d)는 상기 압축공기를 호스들로부터 배출시킴으로써 수행되는 눈 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 압축공기를 호스 내로 유입시키고 호스로부터 배출시키는 것은 밸브수단에 의해 수행되며, 상기 밸브수단은 컴퓨터로 처리되는 시기조절수단(timing means) 등에 의해 제어되는 눈 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (f)는 호스들의 일 단부에 사용된 죔수단 또는 밀봉수단을 해제하고 호스들의 다른 일 단부로 압축공기를 유입시킴으로써 수행되며, 상기 압축공기는 눈 및/또는 얼음 결정들을 호스들의 상기 일 단부까지 및 상기 일 단부를 통과하여 운반하는 것을 보조하는 눈 제조방법.
  8. 수용 용기 내의 냉각매체;
    적어도 부분적으로는 물로 채워진 다수의 호스;
    적어도 간헐적으로 또는 주기적으로 호스들에 팽창력을 가하여 호스들이 적어도 부분적으로 팽창되고 수축되도록 하는 수단; 및
    호스들 내에서 생성된 눈 및/또는 얼음 결정들을 배출하는 수단을 포함하고,
    물로부터 냉각매체로의 열전달이 호스들 내에 눈 및/또는 얼음 결정들을 생성하고, 또한
    팽창력에 의한 호스들의 상기 적어도 부분적인 팽창이 눈 및/또는 얼음 결정들을 호스들의 내부 벽면으로부터 떼어내는 눈 제조장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수용 용기는 단열된 측벽, 단부벽, 바닥 및 선택적인 탈착가능 뚜껑 또는 커버가 구비된 탱크(tank)인 눈 제조장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 냉각매체는 공기 또는 액체, 바람직하게는 소금물 또는 물/글리콜 혼합물인 눈 제조장치.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호스들은 물을 통과시키지 않고, 유연하며, 팽창가능하고, 또한 저온에서 유연한 상태로 유지될 수 있는 재료로 구성되는 눈 제조장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 호스들은 테프론(TeflonTM), 폴리우레탄, 나일론 또는 이와 유사한 플라스틱 또는 고무 물질과 같은 얼음 형성에 대한 내성이 있는 재료로 구성되는 매끄러운 내장재를 구비하며, 선택적으로 아마인유(linseed oil)와 같은 비점착성(non-stick) 코팅물질로 코팅되는 눈 제조장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 호스들의 외부 층들은 벽이 얇은 폴리프로필렌, 플라스틱, 직물 또는 금속 섬유를 포함하는 유연한 재료 또는 섬유로 구성되는 눈 제조장치.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호스들은 냉각매체 내에서 열전달 접촉을 유지하도록 케이지(cage)나 포개진 탱크들 내부에 보유되는 눈 제조장치.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 부분적으로 호스들을 팽창시키는 상기 수단은:
    압축공기 공급원, 액체펌프 또는 진공펌프; 및
    제어시스템에 연결되어 소정의 주기(cycle)로 호스들이 팽창되고 수축될 수 있도록 하는 밸브수단을 포함하는 눈 제조장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호스들로부터 눈 및/또는 얼음 결정들을 배출하는 상기 수단은 압축공기, 펌프수단 및/또는 중력(重力)을 포함하는 눈 제조장치.
  17. 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 떼어낼 수 있는 밀봉수단이 작동가능하게 호스들의 일 단부를 폐쇄하며, 상기 밀봉수단은 호스의 외부와 맞물릴 수 있는 신축가능 실린더 상의 죔수단, 차단밸브, 또는 호스 내부의 팽창된 바람주머니수단(bladder means)을 포함하는 눈 제조장치.
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