KR20120129862A

KR20120129862A - 인공눈 제조 장치

Info

Publication number: KR20120129862A
Application number: KR1020127005548A
Authority: KR
Inventors: 올레크 코로보쉬킨
Original assignee: 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-11-28
Also published as: EP2467654B1; WO2011072344A8; ES2436454T3; BE1019114A3; NZ600645A; CN102667373A; WO2011072344A3; JP2013514511A; RU2012126949A; EP2467654B8; EP2467654A2; US20120286060A1; DK2467654T3; CA2771690A1; SI2467654T1; WO2011072344A2; RU2505759C1

Abstract

본 발명은, 물이 압축 공기에 의해 분무되는 스노우 캐논(6)에 의한 인공눈 제조 장치(1)로서, 압축 공기는 공기를 공급하기 위한 입구(4) 및 압축 공기를 스노우 캐논(6)으로 전달하기 위한 출구(5)를 갖는 압축기 영역(2) 내의 압축기(9)에 의해 공급되고, 압축 공기는 열 교환기(12)의 제1 부분을 통해 안내되고, 열 교환기(12)의 제2 부분은 냉각재가 구동 장치(19)에 의해 구동되는 압축기 요소(18)에 의해 순환되는 폐쇄 냉각 회로(17)의 증발기(16)의 일부분을 형성하고, 제어 장치(24)가 제1 부분의 출구(14)에서 목표 온도 또는 압축 이슬점을 달성하기 위해 제공되는, 인공눈 제조 장치(1)에 관한 것이다.

Description

인공눈 제조 장치{DEVICE FOR MAKING ARTIFICIAL SNOW}

본 발명은 인공눈 제조 장치에 관한 것이다.

물이 압축 가스에 의해 분무되고 분무된 물은 공기 팽창의 냉각 효과에 의해 결빙되는, 물과 압축 공기를 사용하여 인공눈을 제조하는, 인공눈 제조 장치가 이미 공지되어 있다.

압축기가 공지된 장치에서 압축 가스를 공급하는데 사용된다.

대체로 공기로 이루어진 압축 가스는 압축기의 출구에서 매우 높은 온도를 가지며, 또한 습상태(moist)일 수 있다는 것이 공지되어 있다.

또한, 공지된 장치는, 압축 공기의 습기가 냉각으로 인해 응축되고 수분 분리기 또는 유사 장치를 이용하여 응축액으로서 분리될 수 있도록, 압축된 공기를 냉각시키기 위한 하나 이상의 애프터 쿨러를 또한 포함한다.

애프터 쿨러는, 고온의 유입 압축 공기가 사전 냉각된 압축 공기에 의해 냉각되는, 공대공(air-air) 축열식 열교환기의 형태로 통상 구성된다.

공지된 장치는 압축기가 수용되는 상당한 치수의 구조체에 통합되며, 압축기의 입구는 압축될 공기를 흡입하기 위해 외부 공기에 연결되지만, 압축기 장치의 출구는 압축 공기를 공급하기 위해 스노우 건에 연결된다.

상술된 연결을 달성하기 위해 제공되는 파이프는, 압축 공기로부터 상술된 구조체 내의 공간으로 열을 방출하고 이런 열을 이용하여 흡입된 찬공기를 가열하기 위해 크기가 조정될 수 있다.

이런 장치의 단점은 상당히 대형이며 거의 고정식이라는 것이다.

이런 장치의 다른 단점은 스노우 캐논의 입구에서 압축 가스의 온도를 제어하기가 어렵다는 것이다.

이런 장치의 또 다른 단점은 제조된 눈의 품질이 기상 조건에 달려 있어, 상당히 제한된 신뢰성을 갖는다는 것이다.

유출 압축 가스의 온도를 제어하기 위해 애프터 쿨러 후방에 추가적인 열 교환기를 제공하는 개선된 장치도 또한 공지되어 있다.

이 장치의 단점은 기초적인 온도 제어만이 가능하여, 모든 조건하에서 고품질의 눈을 제조하는 것은 불가능하다는 것이다.

이 장치의 다른 단점은 열 교환기가 애프터 쿨러 내의 습기 응축을 방지할 수 없기 때문에 결빙이 유발된다.

공지된 장치들은 다량의 에너지를 이용한다는 또 다른 추가적인 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상술된 단점들 및/또는 다른 단점들 중 하나 이상의 단점에 대한 해결책을 제공하는 것이다.

이런 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 스노우 캐논을 이용하는 인공눈 제조 장치로서, 물이 스노우 캐논에서 압축 공기에 의해 분무되고, 압축 공기를 공급하기 위한 압축기를 갖고, 압축기는 주변으로부터 공기를 공급하기 위한 입구 및 압축 공기를 파이프를 통해 스노우 캐논으로 전달하기 위한 출구를 갖는 압축기 영역 내에 위치설정되는, 인공눈 제조 장치에 있어서, 상술된 인공눈 제조 장치는 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 열 교환기를 포함하고, 압축기로부터의 압축 공기는 제1 부분을 통해 안내되고, 상술된 제2 부분은, 냉각재가 구동 장치에 의해 구동되는 압축기 요소에 의해 순환되는 폐쇄 냉각 회로의 증발기의 일부분을 형성하고, 상술된 인공눈 제조 장치는, 열 교환기의 제1 부분의 출구에서 목표 온도 또는 압력 이슬점을 달성하기 위해, 상술된 폐쇄 냉각 회로를 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치를 제공한다.

열 교환기의 제1 부분의 출구에서 압축 공기의 온도가 양호하게 제어됨으로써, 제조된 눈이 항상 아주 양호한 품질을 가지며 눈의 품질은 기상 조건에 영향을 받지 않는다는 이점이 있다.

본 발명에 따르면, 냉각 회로는 압축 공기의 목표 온도 및/또는 목표 압력 이슬점이 달성되도록 정확하게 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 이점은 본 발명의 인공눈 제조 장치가 공지된 장치에 비해 비교적 소형이라는 것이다.

본 발명의 또 다른 이점은 본 발명의 인공눈 제조 장치는 설치 비용이 더 저렴할 뿐만 아니라 에너지 소비가 더 적다는 것이다.

가장 실용적인 실시예에서, 본 발명의 장치는 용기에 통합됨으로써 이동식 장치로서 제조될 수 있다.

본 발명의 인공눈 제조 장치의 이런 구성의 이점은, 용기가 용이하게 수송될 수 있기 때문에, 다양한 위치에서 눈 제조를 위한 압축 공기를 전달할 수 있어서, 압축 공기를 공급하는 하나의 중심 배치된 장치에 다양한 스노우 캐논을 연결하는데 있어 비교적 대형인 배관 시스템이 필요하지 않다는 것이다.

본 발명의 실용적인 실시예에서, 냉각 회로는 냉각 회로의 응축기를 형성하는 제2 열 교환기를 포함하고, 제2 열교환기는 냉각 회로에 제공된 압축기 요소의 하류에 그리고 팽창 수단의 상류에 위치된다.

가장 실용적인 실시예에서, 제2 열 교환기를 통해 유동하는 냉각재는 팬에 의해 냉각된다. 양호하게는, 상술된 팬은 제2 열 교환기에 그리고 압축기 영역에 공기를 송풍하도록 배치된다.

이런 배치의 이점은, 팬이 따뜻한 공기를 압축기 영역에 분배하여, 압축기 영역의 온도가 0°보다 높게 유지시킴으로써 결빙을 방지하여, 결빙으로 인한 손상이 완전히 배제된다는 것이다.

본 발명의 또 다른 이점은 열 교환기의 제1 부분의 출구와 스노우 캐논의 입구 사이에 어떤 특대형 파이프도 필요하지 않다는 것이다.

양호하게는, 열 교환기의 제1 부분의 출구에서 압축 공기의 온도는 8 ℃ 미만이고, 양호하게는 약 3 ℃이다.

양호한 품질의 눈송이가 이런 온도 범위에서 제조될 수 있으며 눈을 제조하기 위한 전체 생산 시간이 감소된다는 이점이 있다.

양호하게는, 열 교환기의 제1 부분의 출구에서 압축 공기는 8 bar의 압력 또는 거의 8 bar인 압력을 나타낸다.

양호하게는, 공기는 물 분사식 스크류 압축기와 같은 무급유 압축기에 의해 압축된다.

압축 공기가 오일 입자에 의해 오염될 리가 없기 때문에, 이런 압축 공기는 하나 이상의 필터를 반드시 통과할 필요가 없어서, 장치의 비용 및 크기에 유리한 영향을 미친다는 이점이 있다.

물 분사식 압축기를 사용함으로써, 공기 자체를 오염시키는 위험성이 더욱 완전히 배제된다.

도 1은 본 발명의 인공눈 제조 장치의 개략도이다.

본 발명의 특징을 더 잘 나타내기 위해, 양호한 실시예들은 인공눈을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치를 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 예로서 이후에 기술되지만, 본 발명에 따른 장치의 범주를 제한하려는 것은 아니다.

인공눈 제조 장치(1)는, 환경으로부터 공기를 공급하기 위한 입구(4) 및 공기와 같은 압축 가스를 제거하기 위한 출구(5)를 갖는 하우징(3)을 갖춘 압축기 영역(2)을 기본적으로 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 하우징(3)은 이동식일 수 있는 용기에 의해 형성되거나, 구조체 또는 유사체에 의해 형성된다.

예컨대, 하우징(3)의 치수는, 12 m의 길이 및 폭의 치수를 갖는 구조체가 사용되는 종래의 장치와는 대조적으로, 6 m × 6 m의 평면 구성으로 한정될 수 있다.

입구(4)를 형성하는 그리드가 하우징(3)의 벽에 제공되는데, 주변 공기는 화살표(L) 방향을 따라 입구(4)를 통해 견인된다.

상술된 출구(5)가 하우징(3)에 제공되며, 스노우 캐논(6)은 파이프(7)를 통해 압축 공기를 공급받을 수 있다.

또한, 스노우 캐논(6)은 급수관(8)을 가지며, 물이 스노우 캐논(6)의 출구에서 공지된 방식으로 압축 공기에 의해 분무되어, 스노우 캐논(6)의 머즐(muzzle)로부터 분산되는 눈 결정이 형성된다.

압축 공기의 생성을 위해, 공기를 흡입하기 위한 입구 및 압축 공기를 제거하기 위한 출구(11)를 갖는 압축기(9)가 압축기 영역(2)에 제공된다.

상술된 압축기(9)는 예컨대, 전기 모터와 같은 구동 장치(10)에 의해 공지된 방식으로 구동되는데, 반드시 전기 모터일 필요는 없다.

상술된 압축기(9)는 도면에 도시된 바와 같이 단일 압축기 요소로 구성될 수 있지만, 공기가 복수의 연속 압축기 요소에 의해 압축되는 다단계 압축기로서 또한 구성될 수 있다.

임의의 실시예에서, 압축기(9)는 물 분사식 압축기 요소만을 포함하고, 인터쿨러가 연속적인 압력 스테이지 사이에 또한 배치될 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 유형의 무급유 압축기 또는 적절한 공기 필터링을 갖춘 급유식 압축기도 또한 사용될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 압축기(9)는 8 bar 내지 9 bar 사이의 최대 가용 압력(service pressure), 양호하게는 8.5 bar 또는 거의 8.5 bar의 최대 가용 압력으로 설정된다.

본 발명에 따르면, 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 압축 공기를 냉각시키기 위한 열 교환기(12)가 압축기 영역(2)에 제공되며, 제1 부분의 입구(13)는 압축기(9)의 출구(11)에 연결된다.

양호하게는, 열 교환기(12)는 제1 부분을 통과하는 압축 공기의 압력 강하가 0.2 bar 미만, 양호하게는 0.1 bar 미만, 보다 양호하게는 0.05 bar 미만이도록 설계된다.

온도를 감소시킴으로써 압축 공기의 습기가 응축된다는 사실이 공지되어 있다.

양호하게는, 응축수를 제거할 수 있는 액체 분리기(15)가 열 교환기(12)의 제1 부분의 출구(14)에 제공된다.

본 발명에 따르면, 상술된 열 교환기(12)의 제2 부분은 냉각재 또는 냉각 유체로 충전된 폐쇄 냉각 회로(17)의 증발기(16)를 형성한다.

공지된 바와 같이, 냉각재는 폐쇄 냉각 회로(17)의 압축기 요소(18)에 의해 순환되고, 냉각 요소(18)는 구동 장치(19)에 의해 구동된다.

또한, 예컨대 팽창 밸브(21)의 형태인 팽창 수단 및 응축기(20)가 압축기 요소(18)의 출구와 열 교환기(12)의 제2 부분 사이의 폐쇄 냉각 회로(17)에 연속적으로 제공된다.

임의의 실시예에서, 상술된 응축기(20)는 제2 열 교환기에 의해 형성되고, 제2 열 교환기는, 응축기(20)에 공기를 송풍하고 압축기 영역(2)에도 또한 공기를 송풍하는 팬(22)에 의해 냉각된다.

본 발명의 가장 실용적인 실시예에서, 상술된 팬(22)의 속도는 응축기(20)의 출구에서 냉각재의 온도를 제어하기 위해 조절될 수 있다. 이를 위해, 예컨대 상술된 팬은, 응축기의 출구에서 상술된 온도를 측정하기 위한 측정 수단이 예컨대 팽창 밸브(21)와 응축기(20) 사이의 파이프 섹션 내에 온도 센서의 형태로 또한 연결되는, 제어 유닛에 연결되는 속도 제어식 모터에 의해 구동될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 팽창 밸브(21)는 자동 온도 조절 밸브 또는 전자 밸브로서 구성될 수 있으며, 팽창 밸브(21)는 제1 회로의 출구(14)에 위치설정되는 온도 센서(23)에 연결된다.

본 발명에 따르면, 인공눈 제조 장치는 냉각재의 유동을 제어하기 위한 제어 장치(24)를 갖추고 있으며, 상술된 제어 장치(24)는 열 교환기(12)의 제1 부분의 출구(14)에서 목표 온도 또는 압력 이슬점을 달성할 수 있다.

따라서, 제어 장치(24)는 구동 장치(19)의 속도를 제어할 수 있으며, 구동 장치는 예컨대 주파수 제어식 모터의 형태로 사용된다.

또한, 제어 장치(24)는 팬(22)의 모터를 제어하고 그리고/또는 팽창 밸브(21)를 제어하는데 사용될 수 있으며, 또한 필요시 압축기(9)의 구동 장치(10)를 구동시키는데 사용될 수 있다.

온도 또는 압력 이슬점을 제어하기 위해, 압축기(9)의 구동 장치(10)를 제어하는 것은 여러 가능성 중 하나이며, 다른 장치 배열도 또한 가능하다.

양호하게는, 애프터 쿨러(25) 및 제2 수분 분리기가 압축기(9)의 출구(11)와 열 교환기(12)의 제1 부분의 입구(13) 사이에 제공된다.

본 발명에 따른 인공눈 제조 장치(1)로 인공눈을 제조하는 방법은 아주 단순하며 다음과 같다.

공기와 같은 가스가 압축기 영역(2)에 흡입되어 압축기(9)에 의해 압축된다. 고온 압축 공기는 애프터 쿨러(25) 및 제2 수분 분리기(26)를 맨 먼저 통과하고, 그 후 사전에 부분 냉각된 이런 가스는 열 교환기(12)의 제1 부분을 통해 안내됨으로써, 제1 부분의 출구(14)에서 압축 공기는 더 낮은 온도를 갖게 된다.

애프터 쿨러(25) 및 열 교환기(12)에서 형성된 응축물이 각각의 액체 분리기(26, 15)에서 분리된 다음, 덜 습한 찬공기가 파이프(7)를 통해 스노우 캐논(6)으로 이송된다. 스노우 캐논(6)에서, 물이 냉각된 압축 공기에 의해 분무되어 눈 결정이 형성될 것이다.

열 교환기(12)의 제1 부분 내의 압축 공기의 냉각은 냉각재를 열 교환기(12)의 제2 부분을 통과시킴으로써 달성된다. 양호하게는, 냉각재는 열 교환기의 제1 부분을 통해 유동하는 공기에 대향하는 방향으로 유동한다.

제2 부분을 통과함으로써, 상술된 냉각재는 가열된 다음, 응축기(20)에 의해 냉각되는데, 이런 경우 응축기(20)는 폐쇄 냉각 회로(17)의 압축기 요소(18) 바로 하류에 배치된다.

따라서, 냉각재의 온도는, 팬(22)이 응축기(20)에 공기를 송풍할 때 응축기(20)를 통해 유동함으로써, 하강할 것이다.

팬(22)에 의해 응축기(20)에 송풍된 공기는 가열된다.

이런 따뜻한 공기는 전체 압축기(20)를 통해 확산되기 때문에, 압축기 영역(2)의 온도는 빙점보다 높게 항상 유지될 것이다.

그 다음, 응축기(20)를 이탈하는 냉각재는 팽창 밸브(21)를 통해 안내된 다음, 열 교환기(12)의 제2 부분의 입구로 다시 안내된다.

열 교환기(12)와, 제어 장치(24)와 함께 열 교환기(12)에 연결된 폐쇄 냉각 회로(17)를 위해, 종래의 냉 건조기(cool dryer)가 필요에 따라 사용될 수 있지만, 이런 냉 건조기에 통상 사용되는 공대공 관류식 열 교환기는 배제된다.

상용으로 입수할 수 있는 적절한 냉 건조기에 연결되는 압축기를 사용하여 장치를 용이하게 제조할 있다는 이점이 있다.

본 발명은 예로서 기술된 그리고 도면에 도시된 실시예에 결코 제한되지 않으며, 본 발명에 따른 인공눈 제조 장치(1)는 본 발명의 범주 내에서 다양한 변형예로 실현될 수 있다.

1 : 인공눈 제조 장치 2 : 압축기 영역
3 : 하우징 6 : 스노우 캐논
7 : 파이프 8 : 급수관
9 : 압축기 12 : 열 교환기
15, 26 : 액체 분리기 17 : 폐쇄 냉각 회로
20 : 응축기 22 : 팬
24 : 제어 장치 25 : 애프터 쿨러

Claims

스노우 캐논(6)을 이용하는 인공눈 제조 장치로서, 물이 스노우 캐논(6)에서 압축 공기에 의해 분무되고, 압축 공기를 공급하기 위한 압축기(9)를 갖고, 압축기(9)는 주변으로부터 공기를 공급하기 위한 입구(4) 및 압축 공기를 파이프(7)를 통해 스노우 캐논(6)으로 전달하기 위한 출구(5)를 갖는 압축기 영역(2) 내에 위치설정되는, 인공눈 제조 장치에 있어서,
상기 인공눈 제조 장치(1)는 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 열 교환기(12)를 포함하고,
압축기(9)로부터의 압축 공기는 제1 부분을 통해 안내되고,
상기 제2 부분은, 냉각재가 구동 장치(19)에 의해 구동되는 압축기 요소(18)에 의해 순환되는 폐쇄 냉각 회로(17)의 증발기(16)의 일부분을 형성하고,
상기 인공눈 제조 장치는, 열 교환기(12)의 제1 부분의 출구(14)에서 목표 온도 또는 압력 이슬점을 달성하기 위해, 상기 폐쇄 냉각 회로를 제어하기 위한 제어 장치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항에 있어서, 응축수를 제거하기 위한 액체 분리기(15)가 열 교환기(12)의 제1 부분의 출구(14)에 제공되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 폐쇄 냉각 회로(17)는 압축기 요소(18) 하류에 열 교환기(20)를 포함하고, 열 교환기(20)는 폐쇄 냉각 회로(17)의 응축기를 형성하고, 상기 열 교환기(20)는 압축기 영역(2)의 열 교환기(20)에 공기를 송풍하는 팬에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압축기(9)는 압축기 영역(2)으로부터 흡입되는 공기를 압축하는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(24)는 제1 부분의 출구(14)에서의 온도가 3 ℃ 내지 8 ℃, 양호하게는 3 ℃ 내지 5 ℃이도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(24)는 제1 부분의 출구(14)에서의 온도가 3 ℃ 또는 약 3 ℃이도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(24)는 3 ℃정도 크기의 압력 이슬점이 달성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 압축기(9)는 8.5 bar의 최대 작동 압력으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 열 교환기(12)는 제1 부분을 가로지르는 압축 공기의 압력 강하가 0.2 bar 미만, 양호하게는 0.1 bar 미만, 보다 양호하게는 0.05 bar 미만이도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 인공눈 제조 장치(1)는 이동식이고 용기 내에 수용되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 인공눈 제조 장치(1)는 관류식 열 교환기 없이 종래의 냉 건조기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 애프터 쿨러(25)가 상기 압축기(9)의 출구(11)와 열 교환기(12)의 상기 제1 부분의 입구(13) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.
제12항에 있어서, 제2 액체 분리기(26)가 애프터 쿨러(25) 바로 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는, 인공눈 제조 장치.