(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに、ホッパー内の雪が雪供給手段から空気圧送手段によって送られるスノーホースを接続するとともに、水タンクからの水が供給される給水管を接続し、前記スノーホースの先端から噴出された雪に前記水を吹き付けて、ノズルから雪と水又は水溶液との混合物であって、含水率が６０〜２１％のシャーベット雪をノズル内壁に接触させることなく噴出せしめることができるように構成し、前記ノズルは、スノーホースを一端に接続した筒体の他端に、中心部に噴出孔を有するキャップが取り付けられ、筒体のキャップ側端部には水タンクからの水又は水溶液が供給される円環状の水ヘッダ部を内設するとともにヘッダからキャップ側端面に抜ける水又は水溶液の吹出孔を円陣状に設け、キャップの内面は吹出孔よりの吹出水をキャップの軸線部方向へ反射させて水膜を形成するテーパー状に形成し、筒体からキャップ内に供給される雪が前記水膜を通過することによって水又は水溶液と混合してシャーベット雪となり、そのシャーベット雪がキャップの中心噴出孔から噴射される構造のものであるシャーベット雪の製造噴出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホッパーは、下部が大径となるテーパー状のものであるシャーベット雪の製造噴出装置。
【請求項３】
請求項１に記載のホッパー、フィーダ、ブロワ、水タンクが可搬台車に搭載され、スノーホースおよび給水管が可撓性のホースであるシャーベット雪の製造噴出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却用のシャーベット雪を製造噴出せしめるその装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
本明細書においては積雪の定義を、含水率が０％の乾き雪、約１〜２０％の湿り雪、約２１〜９５％のシャーベット雪、約９６％以上の雪水として以下の説明を進めて行くものとする。
乾き雪は風圧でホース内を圧送でき、また、シャーベット雪も含水率が約６１％以上あるものは水により流動性が優れているのでポンプでホース内を圧送してノズルから噴出せしめることは難しくなく、水雪はポンプ等でノズルから噴出せしめることができる。
しかし、含水率が約６０〜２１％と低いシャーベット雪の場合は、ホース内を圧送せしめると、雪と水が分離して、雪が団子状の塊りになったりし、水と雪が均一に混合したシャーベット雪として噴出させることは技術上困難である。
したがって、含水率が約６０〜２１％と低いシャーベット雪をノズルから噴出せしめて物体の冷却テスト用又は冷却用に利用するという発想、技術はこれまでになかった。
【０００３】
【発明の目的】
雪と水とをそれぞれ独立の搬送系統でノズルへ圧送することにより雪、水の圧送を容易ならしめ、圧送された雪と水はノズルで均一に混合されてシャーベット雪となってノズルから噴出されるようにすることによりシャーベット雪を物体の冷却テスト用又は冷却用に利用できるようにした。
【０００４】
【本発明の構成】
本発明に係るシャーベット雪の製造噴出装置は、ノズルに、ホッパー内の雪が雪供給手段から空気圧送手段によって送られるスノーホースを接続するとともに、水タンクからの水が供給される給水管を接続し、前記スノーホースの先端から噴出された雪に前記水を吹き付けて、ノズルから雪と水又は水溶液との混合物であって、含水率が６０〜２１％のシャーベット雪をノズル内壁に接触させることなく噴出せしめることができるように構成し、前記ノズルは、スノーホースを一端に接続した筒体の他端に、中心部に噴出孔を有するキャップが取り付けられ、筒体のキャップ側端部には水タンクからの水又は水溶液が供給される円環状の水ヘッダ部を内設するとともにヘッダからキャップ側端面に抜ける水又は水溶液の吹出孔を円陣状に設け、キャップの内面は吹出孔よりの吹出水をキャップの軸線部方向へ反射させて水膜を形成するテーパー状に形成し、筒体からキャップ内に供給される雪が前記水膜を通過することによって水又は水溶液と混合してシャーベット雪となり、そのシャーベット雪がキャップの中心噴出孔から噴射される構造のものとしてある。
【０００５】
さらに前記ホッパーは、下部が大径となるテーパー状のもので構成してあり、また、ホッパー、フィーダ、ブロワ、水タンクが可搬台車に搭載され、スノーホースおよび給水管が可撓性のホースで構成してある。
【０００６】
【実施例】
以下に本発明を添付図面に示す実施例により説明する。
図１において符号Ａは雪ユニットであり、雪ホッパー１を備え、ホッパーの下部には雪供給手段たるフィーダ２を設けて、フィーダには先端に噴出ノズル３を有する可撓性の雪用のホース４を接続してあり、ホースにはインバータ６により送風量が制御される空気圧送手段たるブロワ５からの風によりフィーダ内の雪が送り込まれる。
【０００７】
Ｂは水ユニットで、水タンク７を備えており、タンク内の水がポンプ８によって給水管９から前記噴出ノズル３に供給されるようになっている。
給水管には流量計１０を設け、ノズル３への水の供給量はポンプ８を制御して調節する。
【０００８】
図２は水の圧送をポンプではなく、圧縮空気で行なう例を示し、密閉水タンク７の気相部へ圧縮機１１から圧力空気を供給して水をノズルに送るようにしてあり、水の供給量調節は圧送用空気の圧力を調節して行なう。
【０００９】
なお、各ユニットＡ、Ｂは台車１２ａ、１２ｂに搭載してあり、各台車は車輪１３を有する可搬式としてあり、両ユニットＡ、Ｂを共通の台車に搭載する場合もある。
【００１０】
ノズル３は要するに雪と水を均一に混合せしめ、先端から所要の含水率のシャーベット雪１４として噴出せしめるが、その具体例を以下に挙げる。
【００１１】
図４、５はその一例で、筒体３ａよりなる本体の先端にキャップ３ｂを設けてあり、キャップには中心部に噴出孔３ｃをあけてある。
筒体３ａの先端部近くには円環状の水ヘッダ部３ｄを内設してあり、また、筒体の端面には水ヘッダ部内に吹出孔３ｅをあけてある。
【００１２】
したがって、円管内に供給された水は吹出孔３ｅからキャップ３ｂ内へ噴出され、筒体からキャップ内に吹き込まれた雪と混合し、シャーベット雪となってキャップの噴出孔３ｃから噴出される。
【００１３】
このようにキャップ３ｂ内は雪と水との混合室となっており、キャップの内面３ｆは噴出孔３ｃ方向に小径となるテーパー状のリフレクタ面に形成することにより、吹出孔３ｅからの吹出水をキャップの内面でキャップ内の中心部（軸線部）方向に反射させ、直線状の吹出水流を平面膜状にして全体として円環水膜状となし、雪と混合させてシャーベット雪として空気圧により噴出せしめる。
【００１４】
図６、７は、図４、５に示したノズルと類似の機能を持つノズルの他の例を示す。この例では先端にリフレクタ板３ｇを有する適数個の水吹出管３ｈを筒体の外周に設け、筒体からの雪にリフレクタ板からの反射噴射水を吹きつけてシャーベット雪１４として噴出せしめる。
【００１５】
図８はノズルの他の例で、リフレクタのない適数個の水吹出管３ｉを、筒体軸線の延長線上に向けて筒体の外周に設け、筒体からの雪に噴射水を吹きつけてシャーベット雪として噴出せしめる。
他にノズルの例は各種あるが、それらについての説明は省略する。
【００１６】
雪フィーダには各種のものがあるが、その一例として図９にロータリフィーダを挙げる。
ロータリフィーダの場合、ブリッジ現象によって羽根車２ａ上方のハウジング内に空隙が生じ、雪の円滑な供給が阻害されことがある。
【００１７】
これを阻止するためには、例えば図９のようにホッパーに重い落とし蓋１５を設けて中の雪を常に上から押圧するとか、図１０のようにホッパー１は密閉型とし、中の気相部を均圧管１６によってブロア５の吐出管側と連通せしめて雪に上からの空気圧を常に掛けることにより羽根車２ａの上方に空隙が生じないようにする。
【００１８】
あるいは図１１のようにホッパー１それ自体を下部が大径となるものに構成し、自重による雪の降下が阻害されないようにする。
【００１９】
また、ロータリフィーダの場合、ブロワからの空気の圧力によってフィーダ２内からホッパー１内に空気が逆流するいわゆる吹上げ現象を起こし、この吹上げ現象によって羽根車による雪の供給効率が低下することがある。
【００２０】
これを防止するためには、図１２のようにフィーダ２のハウジング２ｂにおける羽根車２ａの上り側（同図１２では右側）と、ホッパー１のハウジング１ａ内との間を均圧管１７により連通せしめたり、図１３のようにホッパー１のハウジング１ａ内における羽根車２ａの上がり側に逆流空気の逃がし空気通路１８を形成する。
【００２１】
あるいは図１４(a) のように雪供給手段をエゼクタ１９付きのロータリフィーダとし、フィーダ２の下部における静圧を下げてホッパー１内への空気の逆流を防止し、雪の供給率低下を防止する。
なお、エゼクターへの空気の供給はエアコンプレッサで行なう。
また、エゼクタを使用する場合には図１４(b) のようにロータリフィーダを省く場合もある。
【００２２】
また、雪フィーダには上述したロータリフィーダの他にも図１５に示すようなスクリュフィーダ２０を使用する場合もあるし、あるいは図示は省略したがテーブルフィーダ等の他のフィーダを使用する場合もある。
【００２３】
＜本装置の応用例＞
本発明の装置は各種の物の冷却テスト用及び冷却用に使用できるが、その数例を示す。
【００２４】
(1) 車両等の耐雪テスト用
自動車の場合、雪道走行時にホイールやシャシあるいは車輪付近にシャーベット雪が付着し、それが成長して油圧系統やブレーキ系統、操舵系統等に支障を来たすことがある。自動車メーカーではシャーベット雪対策を講じるために冬場、野外の走行試験場で自動車を走行させ、シャーベット雪が例えば駆動輪の近傍（アクスルハウジングの両端部やホイール等）に付着、凍結したところで油圧系統やブレーキ系統等のテストを行なっている。
しかし、それはあくまでも自然現象による場合のテストであり、降雪地であること、冬季であること等の制約を受ける。
【００２５】
それで自動車メーカーとしては自然現象等の制約を受けることなく、人工的に所要の含水率のシャーベット雪を作り、そのシャーベット雪により自動車の耐雪テストを行なえる装置を待望している。
【００２６】
これに応えられるのが本発明の装置で、温度、湿度、風速等を所要に設定できる環境試験室内で図１６に示すようにテスト用自動車の被テスト箇所、例えばアクスルハウジング２１の両端部やホイール２２あるいはシャシ２３の所要箇所等に本装置によりノズル３から人工のシャーベット雪１４を吹き付け、シャーベット雪を成長させ、充分にシャーベット雪が付着、凍結したところで所要の耐雪テストを行なう。
【００２７】
したがって本発明によれば自然現象や場所等の制約を受けることなく、環境試験室内でいつでも自動車のシャーベット雪対策用テストを行なえる。
なお、シャーベット雪の吹付作業は、実際は被検車を油圧ジャッキで作業し易い高さに押し上げ、作業員がホース、ノズルを把持して行なうか、あるいは自動化された装置にて行なう。
また、本装置は自動車に限らず、ブルトーザ、フォークリフト車、あるいは鉄道車両等、車両一般のほかに船舶や建造物のテスト用に利用できる。
【００２８】
(2) 消火装置用
本装置は降雪地での火災消火用にも有効に利用できる。
すなわち、降雪地での火災のときには、付近の積雪をホッパー内へシャベルで投入するか、バキューム装置等の機械的手段で投入し、水は消防水を利用することによりノズルからシャーベット雪を吹き付けて消火用に利用できる。
【００２９】
具体的には、図１７に示すように消防自動車２４に本発明装置の雪ユニットＡおよび水ユニットＢを搭載し、火災現場においてノズル３からシャーベット雪を噴出させる。
この場合は雪は充分にあるので、例えば雪７０％に対し水３０％とする等により水の使用を節約できる利点があり、取水しにくいところでの消火には大いに貢献できる。
【００３０】
(3) 食料品等の冷却用
トロ箱（魚箱）内の鮮魚は通常砕氷で冷却している。しかし砕氷の場合は氷と氷との間に空隙が生じ、氷の魚に対する接触面積が減殺され、氷の充分な冷却効果は期し得ない。
【００３１】
本発明装置によれば図１８に示すようにトロ箱２５内の鮮魚２６にノズル３からシャーベット雪１４を吹き付け、魚に吹き付けられたシャーベット雪は空隙が生じることなく魚と接触し、したがって冷却効率がよく、魚を充分に冷却できる利点がある。
また、冷却後の保冷には含水率の少ないシャーベット雪が好ましいので、水タンクからの水の供給量を少なくして、低含水率のシャーベット雪とすることができ、これにより保冷を効果的に行なえる。
【００３２】
(4) イベント用の雪像又は寒冷地建造物製作用
本装置は雪像又は寒冷地における建造物製作にも有効に利用できる。
すなわち、雪祭りの会場などに、雪や氷を使用して著名な建造物や動物などを模したいわゆる雪像が作成され、雪祭り会場などにおいてたくさんの観客に喜ばれている。
しかしながら、これらの雪像をつくるには木材で枠組みを作り、この枠内に雪を詰め込んで固めたあと、木枠を外し建造物や動物などの細部を忠実に表現するために削り出しや表面仕上げの作業を行なって作成するので、人手の掛かる大掛かりな作業が必要不可欠となっている。
【００３３】
これに対し、本装置を利用すると、
(a) 含水率を種々に設定できるためシャーベット雪を付着させやすい
(b) シャーベット雪を噴出できるので、高い場所にも容易に散布できる
(c) ノズルからシャーベット雪を噴出できるので、複雑な建造物を形成すること
ができる
など、雪像の作成に好適な特徴を備えているので、大幅な作業の削減が可能となる。
図１９に雪像の作成における本装置の応用例を示す。
雪像を作成するには、まず木材などで目的とする雪像の基礎となる外形を形成しておき、この表面上に本装置のノズル３からシャーベット雪を何層にも分けて吹き付けて雪の層を次第に厚く形成していくことにより、目的の雪像２７を作成することができる。
また、同様な方法によって、寒冷地における建造物、例えばかまくら、雪室、イグルー（エスキモー人が住居とする丸屋根式の氷雪利用の建造物）などの製作にも利用できる。
【００３４】
(5) 氷菓用シャーベットの製造用
本装置は氷菓製造工程中のシャーベット製造にも有効に利用できる。
すなわち、一般に氷菓としてのシャーベットを製造する場合、シロップを加えた水溶液を攪拌しながら連続的に冷却してシャーベットを生成し、これをカップなどの容器に詰めたあと貯蔵のため冷凍している。
しかしながら、上記のシロップを加えた水溶液を攪拌しながら冷却する場合には、水分以外のシロップが加わるため冷却時間が掛かるという欠点がある。
【００３５】
これに対し、本装置を利用して氷菓としてのシャーベットを製造する場合には、予め飲用水分だけを凍らせて氷（人工雪）を製造しておき、これにシロップを混合させるだけでシャーベットが製造できるので、冷却時間を大幅に短縮できる効果が期待できる。
図２０に示すように、本装置を利用した氷菓用のシャーベット製造装置は、コンベア２８に載置されて順次送られてくるカップ等の容器２９に、シロップが混合されたシャーベット雪をノズル３から供給することによって冷却時間の掛からない氷菓用シャーベットの製造が可能となる。
【００３６】
【作用、効果】
以上、本発明の装置は、シャーベット雪を人工的に製造して噴出せしめることができ、しかも雪と水の供給量を制御することにより、所要の含水量のシャーベット雪を製造・噴射して物体の冷却テスト用や冷却用に広く利用できる。
【００３７】
例えば本発明の装置を自動車の耐雪テストに使用する場合には、自然現象の制約を受けることなく、温度、湿度、風速等を所要に設定できる環境試験室内においてテスト用自動車の被テスト箇所等に所要量、かつ所要の含水率のシャーベット雪を吹き付けてテストを行なうことができる。
【００３８】
また、本発明の装置によるシャーベット雪を消火用に使用する場合には火事場付近の雪を利用できて便利であり、あるいは鮮魚等の食品の冷却、保冷用に使用する場合には、砕氷による場合よりも冷却効果を向上でき、また、冷凍焼けによる品質低下を防止できる。
【００３９】
さらに、雪像や雪の建造物の製作時にも表面仕上げの省力化ができ、また、氷菓の製造を効率よく行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の実施例を示す構成図。
【図２】本発明に係る装置の他の実施例を示す構成図。
【図３】本発明に係る装置の実施例を示す正面図。
【図４】ノズルの一部を破断して示す拡大側面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線縦断面図。
【図６】ノズルの他の例を一部破断して示す拡大側面図。
【図７】図６の正面図。
【図８】ノズルのさらに他の例を一部破断して示す拡大側面図。
【図９】雪供給手段の他の例を示す縦断面図。
【図１０】雪供給手段のさらに他の例を示す縦断面図。
【図１１】雪供給手段のさらに他の例を示す縦断面図。
【図１２】雪供給手段のさらに他の例を示す縦断面図。
【図１３】雪供給手段のさらに他の例を示す縦断面図。
【図１４】雪供給手段のさらに他の例を示す縦断面図。
【図１５】フィーダの他の例を示す構成図。
【図１６】自動車の耐雪テストにおける本発明装置の使用状態を示す図。
【図１７】本発明の装置を消防自動車に搭載した状態を示す図。
【図１８】本発明の装置によるシャーベット雪を鮮魚の冷却に用いる例を示す図。
【図１９】本発明の装置を雪像の作成に応用した例を示す図。
【図２０】本発明の装置を氷菓用シャーベットの製造に応用した例を示す図。
【符号の説明】
１  雪ホッパー                ２  フィーダ
３  噴出ノズル              ３ａ  筒体
３ｂ  キャップ                ３ｃ  噴出孔
３ｄ  水ヘッダ部              ３ｅ  吹出孔
４  スノー用ホース
５  ブロワ                    ６  インバータ
７  水タンク                  ８  ポンプ
９  給水管                  １０  流量計
１１  空気圧縮機              １２ａ、１２ｂ  台車
１３  車輪                    １４  シャーベット雪
１５  落とし蓋                １６  均圧管
１７  均圧管                  １８  空気通路
１９  エゼクタ                ２０  スクリュフィーダ
２１  アクスルハウジング      ２２  ホイール
２３  シャシ                  ２４  消防自動車
２５  トロ箱                  ２６  鮮魚
２７  雪像                    ２８  ベルトコンベア
２９  カップ容器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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