(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内に設置される人工降雪装置であって、
冷媒により内周面が冷却される竪型ドラムと、前記竪型ドラムの中心軸上に配置されて回転する回転軸と、前記回転軸と共に回転し、前記竪型ドラムの内周面に向けて霧状の水を噴射するスプレーノズルと、中心部を前記回転軸が貫通し、前記回転軸と共に回転するアームと、前記アームの先端部に装着され、前記竪型ドラムの内周面に形成された氷膜をすくい取るブレードと、前記竪型ドラムの下面に設けられ、前記ブレードによってすくい取られた雪を排出する排出口とを備え、
前記回転軸の回転速度が１０〜１５ｒｐｍ、前記スプレーノズルから噴射される水量が０．５〜０．８Ｌ／ｍｉｎ、前記ブレードの先端部と前記竪型ドラムの内周面との間隙は０．１〜０．２ｍｍであることを特徴とする人工降雪装置。
【請求項２】
請求項１記載の人工降雪装置において、前記ブレードの先端部が該ブレードの回転方向に向けて折れ曲がっていることを特徴とする人工降雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内に設置される人工降雪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製氷機で生成したフレーク状の氷を冷凍庫で過冷却した後、コンベアで砕氷機に搬送し、砕氷機で１ｍｍ以下の氷にして高所から落下させる降雪システムが従来より知られている。
しかし、従来の降雪システムは２４時間運転ができないだけでなく、砕氷機が頻繁に詰まるため自動運転が難しいという難点がある。また、複数の装置を組み合わせているので大掛かりとなり、コストが掛かるという課題がある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１では、二流体ノズルから噴霧する微小水滴を低温域で凍らせて微小氷塊を生成し、これを回転ブラシと逆回転ブラシの上部に溜め、各ブラシの回転により、その外周部に多数備える毛の間で微小氷塊を圧縮凝結させ、粒子径の大きくなった雪を各ブラシの下方から連続的に降雪室内に放出させる人工降雪装置の発明が開示されている。
また、特許文献２では、所定の温度に冷却し且つ氷飽和以上の雰囲気に調整した空気を、造雪室に設けられている通気部材を介して循環させ、通気部材に付着する霜を成長させて雪を造る降雪装置の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２９６６６号公報
【特許文献２】特開２００８−２９８３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載されている降雪装置はいずれも実用化されていない。
特許文献１記載の人工降雪装置の場合、微小水滴に低温空気を吹き付けても瞬時に雪にならないという問題がある。
また、特許文献２記載の降雪装置の場合、湿った空気を冷却して霜を発生させることは可能だが、通気部材に霜が付着して成長することにより空気の通路が閉塞するため、１５分程度しか運転できないと考えられる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来に比べてコンパクトでしかも造雪能力が高く、低コストな人工降雪装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、屋内に設置される人工降雪装置であって、
冷媒により内周面が冷却される竪型ドラムと、前記竪型ドラムの中心軸上に配置されて回転する回転軸と、前記回転軸と共に回転し、前記竪型ドラムの内周面に向けて霧状の水を噴射するスプレーノズルと、中心部を前記回転軸が貫通し、前記回転軸と共に回転するアームと、前記アームの先端部に装着され、前記竪型ドラムの内周面に形成された氷膜をすくい取るブレードと、前記竪型ドラムの下面に設けられ、前記ブレードによってすくい取られた雪を排出する排出口とを備え、
前記回転軸の回転速度が１０〜１５ｒｐｍ、前記スプレーノズルから噴射される水量が０．５〜０．８Ｌ／ｍｉｎ、前記ブレードの先端部と前記竪型ドラムの内周面との間隙は０．１〜０．２ｍｍであることを特徴としている。
【０００８】
フレーク状の氷を製造する製氷機は、冷却された金属面に上方から水を流すことで氷膜を形成する。そのため、氷膜が形成されるまでに２０〜３０秒程度かかる。一方、本発明に係る人工降雪装置では、冷却された金属面に霧状の水を噴射するので、金属面に付着した水粒子は瞬時に凍結して氷膜を形成する。これをブレードですくい取ることで容易に造雪することができる。
【００１０】
本発明では、回転軸の回転速度とスプレーノズルから噴射される水量を調整することで、雪質を変化させることができる。
回転軸の回転速度及び／又はスプレーノズルから噴射される水量が上記上限値を超えると、雪にならずに、みぞれ状態となるため好ましくない。一方、スプレーノズルから噴射される水量が上記下限値未満であると、造雪効率が悪くなり、回転軸の回転速度が上記下限値未満であると、ブレードが振動することがあるため、いずれも好ましくない。
【００１１】
また、本発明に係る人工降雪装置では、前記ブレードの先端部が該ブレードの回転方向に向けて折れ曲がっていることを好適とする。これにより、竪型ドラムの内周面に形成された氷膜をスムーズにすくい取ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る人工降雪装置では、冷却された金属面に霧状の水を噴射するので、金属面に付着した水粒子は瞬時に凍結して氷膜を形成する。これをブレードですくい取ることで容易に造雪することができる。これにより、従来に比べてコンパクトでしかも造雪能力が高く、低コストな人工降雪装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る人工降雪装置の部分断面斜視図である。
【図２】吊り下げ架台にセットされた同人工降雪装置の斜視図である。
【図３】吊り下げ架台にセットされた同人工降雪装置を下方から見た底面図である。
【図４】同人工降雪装置の縦断面図である。
【図５】回転軸に装着されたアーム、ブレード、及びスプレーノズルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
【００１５】
本発明の一実施の形態に係る人工降雪装置１０は、冷媒により内周面が冷却される竪型ドラム１１を備え、ギヤードモータ２０により回転する回転軸１２が竪型ドラム１１の中心軸上に配置されている（図１参照）。回転軸１２には、回転軸１２と共に回転し、竪型ドラム１１の内周面に向けて霧状の水を噴射する一対のスプレーノズル１３と、中心部を回転軸１２が貫通し、回転軸１２と共に回転するアーム１４が取り付けられている。アーム１４の両先端部には、竪型ドラム１１の内周面に形成された氷膜をすくい取るブレード１５が装着されている。
【００１６】
人工降雪装置１０は、図２に示すように、箱形フレームからなる吊り下げ架台３０内に固定され、吊り下げ架台３０を介して建物の天井部（屋内）に設置される。図３に示すように、吊り下げ架台３０の下面は開口部とされ、人工降雪装置１０によって造られた雪は当該開口部から室内に落下する。
【００１７】
竪型ドラム１１は、内表面に氷膜が形成される内筒２２と、内筒２２を囲繞する外筒２３とを有している（図４参照）。内筒２２及び外筒２３は鋼製とされ、内筒２２と外筒２３の間にはクリアランスが設けられている。クリアランスには、配管２５を介して冷凍機（図示省略）から冷媒が供給される（図２参照）。
なお、竪型ドラム１１の外周面は円筒状の保護カバー１９で覆われている。
【００１８】
竪型ドラム１１の上面は、円板状の上部軸受部材１７で封止されている。上部軸受部材１７の中心部には、回転軸１２の上部を支持するブッシュ２８が嵌装されている。
一方、竪型ドラム１１の下面には、製造された雪を排出する排出口１６を有する下部軸受部材１８が設置されている。下部軸受部材１８は、回転軸１２の下端部を支持する円筒状の軸受部１８ａと、軸受部１８ａと竪型ドラム１１とを連結する３本の連結材１８ｂとから構成されている。連結材１８ｂは、軸受部１８ａを中心として放射状に配置され、連結材１８ｂと連結材１８ｂの間の空間が排出口１６とされている。
【００１９】
回転軸１２は、上部軸受部材１７の上に設置されたギヤードモータ２０によって材軸回りに回転する。回転軸１２の上部には、材軸方向に延びる竪穴１２ａが形成され、スプレーノズル１３と竪穴１２ａとを連通する送水チューブ２４が回転軸１２の側面部に取り付けられている（図４参照）。また、回転軸１２の頂部にはロータリージョイント２１が取り付けられている。
造雪に使用される水は、ロータリージョイント２１を介して、回転軸１２に形成された竪穴１２ａに供給され、竪穴１２ａから送水チューブ２４を経由してスプレーノズル１３に送給される。
【００２０】
アーム１４は回転軸１２に関して線対称とされ、両先端部がそれぞれアーム１４の回転方向に向けて折れ曲がっている（図５参照）。アーム１４先端部の折れ曲がり角度は４０°程度とされている。
【００２１】
アーム１４の各先端部に装着されているブレード１５は、竪型ドラム１１の内筒２２とほぼ等しい長さを有するステンレス板からなり、先端部がブレード１５の回転方向に向けて折れ曲がっている。ブレード１５先端部の折れ曲がり角度は２０°程度とされている。
ブレード１５の後端部には、ブレード１５先端部と竪型ドラム１１の内筒２２との間隙を調整するためのブレード調整ボルト２６が取り付けられている。なお、ブレード１５先端部と竪型ドラム１１の内筒２２との間隙は０．１〜０．２ｍｍ程度が好ましい。
【００２２】
各スプレーノズル１３は、近接するブレード１５の回転方向後方に配置されている（図５参照）。スプレーノズル１３の設置高さは、竪型ドラム１１の内筒２２高さのほぼ中間位置とされている（図４参照）。
スプレーノズル１３から霧状の水を噴射する際の水圧としては０．３〜２．０ＭＰａ程度が好ましい。また、スプレーノズル１３には、フラットスプレーノズルなどを使用することができる。
【００２３】
スプレーノズル１３は、板材からなるノズルアジャスター２７によってアーム１４に取り付けられており、ノズルアジャスター２７の取り付け位置を調節することで、スプレーノズル１３から噴射される霧状の水の噴射方向、並びにスプレーノズル１３から内筒２２内周面までの距離を調節することができる。
【００２４】
次に、上記構成を有する人工降雪装置１０の使用方法について説明する。
なお、落下する雪に温風が当たると溶解するため、人工降雪装置１０が設置される室内の温度は２０℃以下、好ましくは１０℃以下を保つ必要がある。また、人工降雪装置１０に供給する水は水道水で良く、水温は５〜２５℃とする。
【００２５】
冷凍機を作動させることで配管２５を介して竪型ドラム１１に冷媒を供給し、竪型ドラム１１の内周面の温度を−１０〜−１２℃にする。
次いで、ギヤードモータ２０を作動させて、回転軸１２を材軸周りに回転させると共に、ロータリージョイント２１を介して回転軸１２内に水道水を供給する。その際、回転軸１２の回転速度を１０〜１５ｒｐｍ、スプレーノズル１３から噴射される水量を０．５〜０．８Ｌ／ｍｉｎとする。
【００２６】
アーム１４と共に反時計回りに回転するスプレーノズル１３から竪型ドラム１１の内周面に向けて噴射された霧状の水は、竪型ドラム１１の内周面に接触すると瞬時に凍結して氷膜となる。竪型ドラム１１の内周面に形成された氷膜は、アーム１４と共に反時計回りに回転するブレード１５によってすくい取られて雪となる。すくい取られた雪は排出口１６から室内に落下する。
【００２７】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【符号の説明】
【００２８】
１０：人工降雪装置、１１：竪型ドラム、１２：回転軸、１２ａ：竪穴、１３：スプレーノズル、１４：アーム、１５：ブレード、１６：排出口、１７：上部軸受部材、１８：下部軸受部材、１８ａ：軸受部、１８ｂ：連結材、１９：保護カバー、２０：ギヤードモータ、２１：ロータリージョイント、２２：内筒、２３：外筒、２４：送水チューブ、２５：配管、２６：ブレード調整ボルト、２７：ノズルアジャスター、２８：ブッシュ、３０：吊り下げ架台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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