(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮空気と加圧水を混合させて生成した微粒化流体をさらに細分化させて経済的で効率的な人工雪を降雪させる。【解決手段】圧縮第２空気流路Ｘと加圧第２水流路Ｙの一端を、スノーガン本体１に収容した混合エレメント３の空気流路と水流路にそれぞれ接続し、該空気流路および水流路の下流側に設けた混合流路に形成したチャンバーの下流側に混合された微粒化流体を噴射させる噴出口を設け、該噴出口の外側に前記噴射された微粒化流体、前記圧縮第２空気流路Ｘまたは加圧第２水流路Ｙから分流した圧力流体で再度粉砕・攪拌させて混合した超微粒化流体を噴射させるターボノズル２０を設けてある。【選択図】図１
2009276030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流路（４）と水流路（５）からの圧縮空気及び加圧水を混合させる混合エレメント（３）の下流側に噴出口（９）を設けたスノーガン本体（１）において、
前記圧縮空気と加圧水を攪拌・混合させた微粒化流体（ｍ）に圧力流体（ｓ）を衝突させて再度粉砕して細分化させて生成した超微粒化流体（ｎ）を噴射させるターボノズル（２０）を前記噴出口（９）に設けてなることを特徴とするスノーガン。
【請求項２】
前記混合エレメント（３）は、圧縮空気パイプ（Ｘ）と加圧水パイプ（Ｙ）の一端をスノーガン本体（１）に収容して設け、前記空気流路（４）と水流路（５）の下流側に設けた混合流路（６）に連結したチャンバー（７）の下流側に、前記圧縮空気と加圧水を混合させた微粒化流体（ｍ）を噴射する噴出口（９）を形成してなり、前記圧縮空気パイプ（Ｘ）または加圧水パイプ（Ｙ）のいずれか一方から分流した圧力流体（ｓ）を噴射する過給パイプ（２３）を前記タ−ボノズル（２０）の延伸筒体（２１）に連結し、該延伸筒体の噴射口（２２）から噴射させることを特徴とする請求項１記載のスノーガン。
【請求項３】
前記ターボノズル（２０）は、一端を前記混合エレメント（３）の噴出口（９）の下流側に接続して該噴出口から噴射した微粒化流体（ｍ）を流通させる延伸筒体（２１）と、
前記延伸筒体（２１）内を流通する前記微粒化流体（ｍ）に前記圧縮空気パイプ（Ｘ）または加圧水パイプ（Ｙ）から分流した圧力流体（ｓ）を衝突させる少なくとも１以上の過給パイプ（２３）と、
前記過給パイプ（２３）に一端を連結して他端を前記噴出口（９）に連結した圧縮空気パイプ（Ｘ）または加圧水パイプ（Ｙ）のいずれか一方からの圧力流体（ｓ）を供給する連結パイプ（２６）とからなることを特徴とする請求項１又は２記載のスノーガン。
【請求項４】
前記ターボノズル（２０）を構成する延伸筒体（２１）は、前記過給パイプ（２３）の取付位置と前記混合エレメント（３）の噴出口（９）までの距離（Ａ）および過給パイプ（２３）の取付位置と延伸筒体（２１）の噴射口（２２）までの距離（Ｂ）が過給パイプ（２３）の直径（ｅ）より長く形成し、前記延伸筒体（２１）の内径（ｃ）が前記過給パイプ（２３）の内径（ｆ）より大きく形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載のスノーガン。
【請求項５】
前記ターボノズル（２０）の前記延伸筒体（２１）に連結させる少なくとも１以上の各過給パイプ（２３ａ）は、互いに並列または任意角度に取付けて各過給パイプ（２３ａ）から噴射する圧力流体（ｓ）が互いに衝突しない位置で、前記延伸筒部（２１）の軸心方向に対して直交又は角度を付けて取付けることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１記載のスノーガン。
【請求項６】
第２ターボノズル（４０）は、前記混合エレメント（３）の噴出口に接続する延伸筒体（４１）の軸心方向と直角方向に接続した過給パイプ（４３）に連結する第１噴射ノズル（４５）を前記延伸筒体（４１）に形成し、該第１噴射ノズル（４５）が前記延伸筒体（２１）の上流側に鈍角に傾斜して、または先端を先細のテーパー孔に形成した第２噴射ノズル（４７）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のスノーガン。
【請求項７】
第２混合エレメント（３３）は、加圧水を送水する第２水流路（３４）を中央、また、圧縮空気を送気する第２空気流路（３５）を外側に配して二重に形成し、圧縮空気と加圧水が合流する付近の第２空気流路（３５）の端部に第２水流路（３４）の出口付近まで狭めた絞り部（３６）を形成し、該絞り部の下流側に加圧水と圧縮空気を混合させた微粒化流体（ｍ）を噴射する噴出口（３７）を設け、前記第２空気流路（３５）または第２水流路（３５）から分流して前記微粒化流体（ｍ）に衝突して細分化して生成した超微粒化流体（ｎ）を噴射させるターボノズル（２０）を前記噴出口（３７）に設けたことを特徴とする請求項１記載のスノーガン。
【請求項８】
前記第２混合エレメント（３３）の噴出口（３７）に取付けた第３ターボノズル（５０）は、一端を前記混合エレメント（３３）の噴出口（３７）に接続して微粒化流体（ｍ）を流通させる延伸筒体（５１）と該延伸筒体に設けた圧力流体（ｓ）を供給する横流路（５４）と第１縦流路（５５）を連結してなる過給流路（５３）を設けたことを特徴とする請求項７記載のスノーガン。
【請求項９】
前記第３ターボノズル（５０）の過給流路（５３）は、圧力流体（ｓ）を供給する横流路（５４）と前記延伸筒体（４１）の軸心方向に対して傾斜して形成した第２縦流路（５６）または先端を先細のテーパー孔に形成した第３縦流路（５７）を介して連結したことを特徴とする請求項７記載のスノーガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気と加圧水を混合させて形成した微粒化流体にさらに圧縮流体を衝突させて細分化した超微粒化流体をターボノズルから噴霧させる噴霧ガス、特に、人工雪を効率よく生成するスノーガンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工雪を生成する人工降雪器には多種多様なものがあり、比較的外気温度が高くても（２℃程度）降雪が可能なスノーガン方式の降雪器が普及している。スノーガン方式の降雪器は、圧縮空気と加圧水をスノーガンの先端に設けた混合エレメントで混合させることにより生成した微粒化流体を噴射ノズルから大気中に噴霧すると、該微粒化流体に含まれる圧縮空気の断熱膨張によりノズル出口付近に低温域が形成され、該低温域を微粒化流体に含まれる霧状の水分が冷却されて飛ばされることにより人工雪を生成している。
【０００３】
しかし、実際には噴射ノズルから噴射される水分子は断熱膨張により形成した低温域を一瞬で通過するため、噴射ノズルから噴射される水分子の多くを断熱膨張で凍結させることは不可能である。そのため、水滴の多くは噴霧後に微小な氷粒の核となって付近に存在する同時に噴射された水滴を付着させながら氷粒に成長して降雪させるものであるためシャーベット状に近い雪になりやすかった。そのため、自然雪に近い人工雪を得るためには、混合エレメントの改良や圧縮空気の使用量を増加させて低温域を広げるなどして水分子をさらに細分化して凍結率を向上させることが行われている。
【０００４】
前記スノーガンに取付ける混合エレメントは、圧縮空気と加圧水を混合させるパイプを二重に形成した二流体ノズル型と、圧縮空気と加圧水を内部に設けた混合室で瞬間混合させて微粒化流体を生成するスタティックミキサー型などが広く知られている。前者の二流体ノズル型は、中央に加圧水を送水する内パイプを配し、該内パイプの外側に圧縮空気を圧送する外パイプを設け、外パイプの出口を内パイプの出口径近くまで絞って流出口を狭め、圧縮空気の圧力を高めて中央の水流に圧縮空気を外側から衝突攪拌させて噴出口から微粒化流体を噴射している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−１９８２３８号
【０００５】
この二流体ノズル型は、内パイプ内の水流柱に対し周囲から圧縮空気を噴射させたとき、該圧縮空気が水流柱の断面中心部分に至るに従って圧縮空気の圧力が弱くなって到達時間が遅れたり、部分的に届きにくくなるなど微粒化流体が不均一となってむらができやすく、均一な微粒化流体を形成することが困難であった。さらに、前記噴出口から噴霧される微粒化流体の不均一を無くすため、圧縮空気の圧力をさらに上げて水流の中心部分にまで圧縮空気を到達させて攪拌することにより、均一な微粒化流体を形成することが行われている。しかし、圧縮空気の圧力を上げるには大型のコンプレッサーを必要とするなどの問題点を有していた。
【０００６】
スタティックミキサー型の混合エレメントで圧縮空気と加圧水を混合させる場合、それぞれ別回路で送流された圧縮空気と加圧水を混合室内で攪拌・混合して微粒化流体を生成し、該微粒化流体を混合室の下流に設けた噴出口から噴霧する。前記スタティックミキサー型の混合エレメントで混合された微粒化流体は、微粒化流体に含まれる水分より圧縮空気の流動性が高いことなどから、噴出口から噴霧された微粒化流体の内、気相部である圧縮空気は瞬間的に噴出口の外側に多く集合して断熱膨張し、水分の少ない又は水分のない空間より多く噴出させつつ噴出口の周囲を急激に冷やすため、圧縮空気の消費量が非常に多くなって人工雪の生成効率が低下するという問題点を有していた。即ち、スタティックミキサーの混合エレメント内において、水分子を微細化したにもかかわらず小口の噴出口に送られるため広域部から狭域部に強制的に押し込まれて水分が再結合してしまうため人工雪の生成効率が低下していた。
【０００７】
前記微粒子流体は、重力の影響を受けて時間の経過と共に水と空気とに分離しやすく、スタティックミキサーで混合された微粒子流体は噴出口付近で上方に軽い圧縮空気が押し上げられ、重い水分子が下側に集まりやすくなるなど、混合された微粒化流体が均一化しないなどの問題点を有している。さらには、スノーガンで広い範囲で遠くまで微粒化流体を飛ばすため、混合エレメントを約４５度から水平方向に近い角度に設置して噴霧しているので、前記のように微粒化流体は重力の影響を受けて均一になりにくくなって人工雪の生成効率が低下するなどの欠点があった。
【０００８】
このスタティックミキサー型の混合エレメントで生成される微粒化流体の不均衡を少なくするために、前記二流体ノズル型と同様、コンプレサーの容量を大きくして圧縮空気の圧力を上げて強制的に攪拌・混合させる必要があるが、コンプレサーの容量を大きくするためには該コンプレサーが高額であり、しかも消費電力が増大するなど大変不経済であると共に騒音が大きくなるなどの問題点を有していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、大型コンプレッサーを使用して圧縮空気の圧力を上げて強制的に攪拌・混合することにより微粒化流体を生成するのではなく、混合エレメントに送気、すなわち供給される圧縮空気または加圧水の一部を再度前記微粒化流体に噴射させて水分子に衝突させて攪拌・混合させることにより、より細分化した水分子からなる超微粒化流体を生成するターボノズルを有したスノーガン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】
【００１０】
本願発明は、空気流路４と水流路５からの圧縮空気及び加圧水を混合させる混合エレメント３の下流側に噴出口９を設けたスノーガン本体１において、前記圧縮空気と加圧水を攪拌・混合させた微粒化流体ｍに圧力流体ｓを衝突させて再度粉砕して細分化させて生成した超微粒化流体ｎを噴射させるターボノズル２０を前記噴出口９に設けてなることを特徴とする。また、前記混合エレメント３は、圧縮空気パイプＸと加圧水パイプＹの一端をスノーガン本体１に収容して設け、前記空気流路４と水流路５の下流側に設けた混合流路６に連結したチャンバー７の下流側に、前記圧縮空気と加圧水を混合させた微粒化流体ｍを噴射する噴出口９を形成してなり、前記圧縮第２空気流路Ｘまたは加圧第２水流路Ｙから分流した圧力流体ｓを噴射する過給パイプ２３を前記タ−ボノズル２０の延伸筒体２１に連結し、該延伸筒体の噴射口２２から噴射させることを特徴とする。さらに、前記ターボノズル２０は、一端を前記混合エレメント３の噴出口９の下流側に接続して該噴出口から噴射した微粒化流体ｍを流通させる延伸筒体２１と、前記延伸筒体２１内を流通する前記微粒化流体ｍに前記圧縮空気パイプＸまたは加圧水パイプＹから分流した圧力流体ｓを衝突させる少なくとも１以上の過給パイプ２３と、前記過給パイプ２３に一端を連結して他端を前記噴出口９に連結した圧縮空気パイプＸまたは加圧水パイプＹのいずれか一方からの圧力流体ｓを供給する連結パイプ２６とからなることを特徴とする。さらにまた、前記ターボノズル２０を構成する延伸筒体２１は、前記過給パイプ２３の取付位置と前記混合エレメント３の噴出口９までの距離Ａおよび過給パイプ２３の取付位置と延伸筒体２１の噴射口２２までの距離Ｂが過給パイプ２３の直径ｅより長く形成し、前記延伸筒体２１の内径ｃが前記過給パイプ２３の内径ｆより大きく形成したことを特徴とする。さらに、前記ターボノズル２０の前記延伸筒体２１に連結させる少なくとも１以上の各過給パイプ２３ａは、互いに並列または任意角度に取付けて各過給パイプ２３ａから噴射する圧力流体ｓが互いに衝突しない位置で、前記延伸筒部２１の軸心方向に対して直交又は角度を付けて取付けることを特徴とする。また、第２ターボノズル４０は、前記混合エレメント３の噴出口に接続する延伸筒体４１の軸心方向と直角方向に接続した過給パイプ４３に連結する第１噴射ノズル４５を前記延伸筒体４１に形成し、該第１噴射ノズル４５が前記延伸筒体２１の上流側に鈍角に傾斜して、または先端を先細のテーパー孔に形成した第２噴射ノズル４７を設けたことを特徴とする。さらにまた、第２混合エレメント３３は、加圧水を送水する第２水流路３４を中央、また、圧縮空気を送気する第２空気流路３５を外側に配して二重に形成し、圧縮空気と加圧水が合流する付近の第２空気流路３５の端部に第２水流路３４の出口付近まで狭めた絞り部３６を形成し、該絞り部の下流側に加圧水と圧縮空気を混合させた微粒化流体ｍを噴射する噴出口３７を設け、前記第２空気流路３５または第２水流路３５から分流して前記微粒化流体ｍに衝突させて細分化して生成した超微粒化流体ｎを噴射させるターボノズル２０を前記噴出口３７に設けたことを特徴とする。さらに、前記第２混合エレメント３３の噴出口３７に取付けた第３ターボノズル５０は、一端を前記混合エレメント３３の噴出口３７に接続して微粒化流体ｍを流通させる延伸筒体５１と該延伸筒体に設けた圧力流体ｓを供給する横流路５４と第１縦流路５５を連結してなる過給流路５３を設けたことを特徴とする。さらにまた、前記第３ターボノズル５０の過給流路５３は、圧力流体ｓを供給する横流路５４と前記延伸筒体４１の軸心方向に対して傾斜して形成した第２縦流路５６または先端を先細のテーパー孔に形成した第３縦流路５７を介して連結したことを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、混合エレメント３、３３の噴出口９、３７にターボノズル２０、４０、５０を取付けることにより、微粒化流体ｍを再度せん断・攪拌・混合することにより、むらのない均一化した超微粒化流体ｎを生成して噴出ノズルから噴霧することにより効率的に人工雪を生成することができ、また、大型コンプレッサーを不要とするため騒音も静かで圧縮空気の使用量も少なく、且つ消費電力が少ないため大変経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態を図面により説明すると、図１は本発明に係るスノーガンの平面図、図２は同側面図、図３は混合エレメントにターボノズルを取付けた使用状態を示す断面図、図４はチャンバーを有した混合エレメントにターボノズルを取付けた使用状態を示す断面図、図５はターボノズルの要部拡大断面図、図６は複数の過給パイプを並列に取付けたターボノズルの断面図、図７は過給パイプを上下方向に取付けたターボノズルの断面図、図８は過給パイプの接続位置を変えて取付けたターボノズルの断面図、図９は過給パイプを上下方向に取付けたターボノズルの一部省略した正面図、図１０は上下の過給パイプを互いに角度を付して取付けたターボノズルの一部省略した正面図、図１１は過給パイプを傾斜して延伸筒体に取付けたターボノズルの断面図、図１２は複数の過給パイプをそれぞれ並列に傾斜して延伸筒体に取付けたターボノズルの断面図、図１３は上下の複数の過給パイプの取付け角度をそれぞれ変えて傾斜して延伸筒体に取付けたターボノズルの断面図、図１４は第１噴射ノズルを有した第２ターボノズルの断面図、図１５は第２噴射ノズルを有した第２ターボノズルの断面図、図１６は第２混合エレメントにターボノズルを取付けた状態の断面図、図１７は第２混合エレメントに第１縦流路を有した第３ターボノズルを取付けた状態の断面図、図１８は第２縦流路を有した第３ターボノズルの断面図、図１９は第３縦流路を有した第３ターボノズルの断面図である。
人工降雪器（図示せず）に取付けたスノーガン本体１は、一端に圧縮空気と加圧水を送るための圧縮第２空気流路Ｘと加圧第２水流路Ｙを連結し内部において圧縮空気と加圧水を攪拌・混合させる混合エレメント３を設け、該混合エレメントの先端に設けた噴出口９にターボノズル２０または第２ターボノズル４０を取付けて形成してある。
【００１３】
第１の実施形態に係る混合エレメント（スタティックミキサー型）３は、図３に示すごとく、圧縮空気が送気される圧縮パイプＸに連結した空気流路４と、他方に加圧第２水流路Ｙに連通した水流路５を設け、互いの流路の下流側に略Ｔ字形、即ち下流側に拡径した混合水路６を形成し、該混合水路の下流に大径なチャンバー７を設けてある。このチャンバー７に、前記混合流路６側を開口させて断面コ字形をした攪拌内筒８を取付けてある。該攪拌内筒８の内壁およびチャンバー７の内壁には、流入した圧力流体を乱反射させて攪拌・混合を効率よくするための凹部（図示せず）を多数設けてある。このチャンバー７の下流側壁面の任意箇所に噴出口９を形成し、さらに該噴出口９の外側にターボノズル２０を設けてある。
【００１４】
前記混合エレメント３は、図４に示すごとく、チャンバー７の下流側に設けた連結口１１を介してチャンバー室１２を設け、該チャンバー室の下流側壁面の偏心位置に噴出口１３を形成してある。この噴出口１３をチャンバー室１２の偏心位置に設けることにより、該チャンバー室内の微粒化流体がさらに乱流現象を起こし、小径な噴出口１３内に進入する際に衝突・攪拌することにより水分子を微細化する。
【００１５】
前記ターボノズル２０は、図１〜５に示すごとく、前記混合エレメント３の噴出口９の外側に該噴出口の口径と同一内径をした延伸筒体２１を取付け、該延伸筒体の中間部分に該延伸筒体内を攪拌・混合しながら流通する微粒化流体ｍを再度せん断・攪拌して混合する圧力流体（水または空気）ｓを外方から供給する過給パイプ２３を連結し、該過給パイプに一端を連結して他端を前記混合エレメント３に連結した圧縮空気パイプＸまたは加圧水パイプＹのいずれかに連結している連結パイプ２６を連結してある。この連結パイプ２６には流路を開閉して調節する開閉弁２８を設けてあるが必ずしも必要ではない。
【００１６】
前記ターボノズル２０を構成する延伸筒体２１の内径を、前記噴出口９の内径と同径またはやや大きく形成することにより、該延伸筒体内を流通する微粒化流体ｍの摩擦抵抗が減少するのを防止している。また延伸筒体２１の全長は、図５に示すごとく、前記過給パイプ２３の取付け位置と前記混合エレメント３の噴出口９までの距離Ａと、過給パイプ２３の位置と延伸筒体２１の先端に設けた噴射口２２までの距離Ｂとが過給パイプ２３の直径ｅと同じかそれよりやや長く形成してあり、少なくとも３倍以内としてあるが、３倍に限るものではない。前記延伸筒体２１の内径ｃは、前記過給パイプ２３の内径ｆの少なくとも３倍以内に形成することにより、過給パイプからの圧力流体ｓによって均一に攪拌・混合することができ、また混合された超微粒化流体ｎが再分離することなく効率的に噴射口から外方に噴射することができるが、必ずしも３倍以内に限るものではない。
【００１７】
前記延伸筒体２１内を流通する微粒化流体ｍの流体速度を例えば、６０〜１００ｍ/ｓとしたとき、延伸筒体２１内を流れる流体の摩擦抵抗Ｆは、Ｆ＝Ｌ/αＤ（Ｌ：延伸筒体の長さ、Ｄ：延伸筒体の内径）の関係にある。したがって、距離Ａが長すぎると余計な摩擦抵抗が増えてエネルギーの損失が多くなり、また距離Ｂは、Ａ方向から流入する微粒化流体ｍと過給パイプ２３から圧送された圧力流体ｓとが衝突して攪拌混合して生成した超微粒化流体ｎがＢ方向に流れると、超微粒化流体ｎは時間の経過（距離）と共に水粒子の再結合作用が生じる。そのため、距離Ｂが長すぎると水分子が再結合した後に大気圧下に放出されるので断熱膨張による人工降雪の効果が半減する。したがって、Ａ方向から流入する微粒化流体ｍと過給パイプ２３から圧入された圧力流体ｓとが攪拌混合して生成した超微粒化流体ｎは、Ｂ方向に流れると水分子の再結合が生じる前の超微粒子状態（距離Ｂ）で放出させて効率的に人工雪を生成することができる。
【００１８】
前記過給パイプ２３から延伸筒体２１内に噴射される圧力流体ｓは、例えば、加圧水を圧力流体として使用する場合には、前記加圧水パイプＹ内を流通する水量の１０〜４０％を分流して使用する。また圧縮空気を使用する場合には、前記圧縮空気パイプＸ内を流通する空気量の１０〜２０％を分流して使用する。分流された圧力流体の流速は、加圧水は６ｍ/ｓ、圧縮空気は２５ｍ/ｓであることが好ましい。
【００１９】
前記条件により圧力流体ｓを過給パイプ２３から噴射して延伸筒体２１内を流通する微粒化流体ｍに衝突させて水粒子を再度細分化させることにより、水分子がさらに細かくされて超微粒子流体(１００μ以下)ｎを生成し、これを噴出口９から噴霧することにより、少ない圧縮空気量でより多くの人工雪を降雪させることができるので消費電力が少なく経済的である。例えば、山にかすむ煙のサイズは１０μ程度であり、これと同じサイズの水粒子をスノーガンで生成してスノーを形成すると、粒子が小さすぎて所定のゲレンデ以外の場所に拡散・飛散して不具合となるので１００μ程度が好ましい。
【００２０】
前記第１のターボノズ２０に取付ける過給パイプ２３は、その数、取付角度などを多様に変化させることにより微粒化流体ｍの混合・攪拌効率を向上させることができる。以下、過給パイプ２３の実施形態を図面に基づいて説明すると、図５は一本の過給パイプ２３を延伸筒体２１の軸心方向に対して直角方向に連結することにより、圧力流体ｓが延伸筒体２１内を流通する微粒化流体ｍの中央部分を直角方向から噴射してその圧縮流体ｓが破裂的な勢いで大気圧に戻る時の伸縮作用を利用して水粒子をさらに細分化してせん断・攪拌すると共に、圧力流体ｓは矢印に示すごとくそのまま延伸筒体２１の過給パイプ２３と反対側の壁面に衝突して跳ね返って再度微粒化流体ｍを攪拌・混合させることができる。
【００２１】
図６に示すごとく、過給パイプ２３ａを延伸筒体２１の軸心方向に対して直角に複数本並べて取付けたり、図７に示すごとく、延伸筒体２１の軸心方向と直角方向で上下同一軸心上に対向させて取付けてもよい。過給パイプ２３ａを複数本取付けることにより、各過給パイプ２３内を外部から流入する圧力流体ｓの噴射量を増大させて延伸筒体２１内を流通する微粒化流体ｍの中央部付近に集合している高密度水分子に対し強烈な圧力流体ｓを衝突させることにより水分子を細分化する。また、下流側の噴射口２２から噴霧される微粒化流体ｍの水粒子が小さければ小さいほど断熱膨張による氷結を効率的に行うことができることから、細分化された水分子は空気中に飛ばされ断熱膨張効果を有した空気に触れたことにより効率的に氷結長させて人工雪を生成することができる。
【００２２】
図８〜１０に示すごとく、複数本の過給パイプ２３ａを前記延伸筒体２１に対し、それぞれ直交させて取付けたり（図９）、互いに垂直方向で過給パイプ２３ａの軸心方向をずらして圧力流体ｓ同士が直接衝突しない角度（図８）に取付けたり、または一方の過給パイプ２３ａを垂直にし、他方を１８０度以内の角度に変化させて互いの圧力流体ｓが図９と異なり互いに干渉しない角度（図１０）に連結するのが好ましい。
【００２３】
延伸筒体２１の軸心方向と直角方向に対して複数本の過給パイプ２３ａの取付位置をそれぞれ相違させることにより、圧力流体ｓの噴射方向を変化させて該延伸筒体２１のそれぞれ反対側壁面に衝突させて乱反射させることにより延伸筒体４１内を流通する微粒化流体ｍの中央部付近に多く存在する大きめの水粒子と圧縮空気を巻き込みつつ集合している高密度水分子に対し強烈に圧力流体ｓが衝突して液粒子を再度粉砕・飛散させて細分化する。また、噴射角度を変えて二段、三段に噴射することにより微粒化流体ｍ中の水粒子を効率的に細分化して超微粒化流体ｎを生成することができるため、噴射口２２から噴霧される超微粒化流体ｎの粒子が小さくなって効率的に断熱膨張による氷化現象を生じさせて人工雪を生成することができる。
【００２４】
図１１〜１３に示すごとく、少なくとも一本以上の過給パイプ２３ｂを、前記延伸筒体２１の上流側または下流側、好ましくは上流側にそれぞれやや角度をつけて取付けてもよい。この場合、３０度以内の角度に傾斜して取付けるのが好ましい。
【００２５】
前記延伸筒体２１内を流通する微粒化流体ｍの流速は６０〜１００ｍ/ｓ、またはそれ以上の高速で流下するため、前記過給パイプ２３ｂの出口を上流側に傾斜させて取付けると、該過給パイプから噴射される圧力流体ｓを微粒化流体ｍに衝突させてせん断・攪拌して混合させる時間を少しでも長くすることができる。過給パイプ２３ｂを延伸筒体２１に直交して取付けたり、下流側に傾斜して取付けると噴射口２２までの距離Ｂが短いため、該圧力流体ｓが直ちに噴射口方向に流下するおそれがある。そのため、圧力流体ｓを上流側に噴射させるように角度を付して取付けることにより過給パイプ２３ｂ内の圧力流体ｓが、該過給パイプ２３ｂの位置より上流側に位置する微粒化流体ｍに衝突させて延伸筒体２１内で効率よく攪拌混合させて噴射口２２から噴霧する超微粒化流体ｎの粒子をより細分化さえて効率的に人工雪を生成できる。ターボノズル２０を構成する延伸筒体２１の断面口形は、円形以外の楕円形またはその他の形状に形成してもよいことは勿論である。
【００２６】
図１４は第２ターボノズル４０の要部断面図で、圧力流体ｓを圧送する少なくとも一本以上の過給パイプ４３の先端が連結する第１噴射ノズル４５は、該過給パイプ４３とは別体に延伸筒体４１に形成してある。該延伸筒体４１の軸心方向と直角方向に連結した過給パイプ４３の先端は、延伸筒体４１の壁面内部に止めて該延伸筒体に設け第１噴射ノズル４５に接続してあり、該第１噴射ノズルは延伸筒体４１の軸心方向に対して上流側にやや角度を付して取付ける。好ましくは下流側から略３０度以内の角度、すなわち上流側に対して鈍角に傾斜して取り付けるのが好ましい。
【００２７】
図１５は第２ターボノズル４０を構成する過給パイプ４３の他の実施例を示すもので、圧力流体ｓを圧送する少なくとも一以上の第２噴射ノズル４７を、該過給パイプと別体で延伸筒体４１の軸心方向と直角方向に連結した過給パイプ４３の先端を延伸筒体４１の壁面内部で止め、過給パイプの先端に設けた第２噴射ノズル４７を先細のテーパー孔に形成してある。この第２噴射ノズル４７を先細に形成することにより圧力流体ｓの圧力と流速を高めることができ、延伸筒体内４１内を流通する微粒化流体ｍを強烈にせん断・攪拌して混合させてより水粒子を細分化させることにより超微粒化流体ｎを生成できる。
【００２８】
前記過給パイプ４３の第１噴射ノズル４５を、該過給パイプと別体の延伸筒体４１に形成することにより、前記過給パイプ４３を傾斜させて取付ける連結作業の困難性を除き、簡単で容易に連結できるので作業能率の向上を図ることができる。また、第２噴射ノズル４７を、過給パイプ４３と別体の延伸筒体４１に形成することにより、前記過給パイプの先端を先細に形成する加工作業の困難性を除き、簡単で容易に連結することができるので作業能率の向上を図ることができる。
【００２９】
図１６は第２混合エレメント３３の噴出口３７にターボノズル２０を取付けた実施形態を示すもので、第２混合エレメント３３は、それぞれ同一軸心上に形成した二重パイプの中央に、所定の圧力水を送流する第２水流路３４と該水流路の外側に圧縮空気を送気する第２空気流路３５とからなり、前記水流路３４と第２空気流路３５の一端はそれぞれ圧縮空気パイプＸおよび加圧水パイプＹに連結してある。
【００３０】
前記第２混合エレメント３３の第２空気流路３５の出口側先端を第２水流路３４の出口径付近まで絞った絞り部３６を形成し、該絞り部で噴出口３７を狭めることにより圧縮空気の圧力を高め、中央の第２水流路３４の水流柱に外側から圧縮空気を噴射させて空気と水を混合させた微粒化流体ｍを噴射させる。この第２混合エレメント３３の噴出口３７に取付けたターボノズル４０は、前記した混合エレメント２０に取付けたものと同一であるためここでの説明を省略するが、以下に第２混合エレメント３３の噴出口３７にのみ取付けて使用する第３ターボノズル５０について説明する。
【００３１】
図１７は第２混合エレメント３３の噴出口３７に取付けた第３ターボノズル５０の実施形態を示すもので、第３ターボノズル５０は前記噴出口３７よりやや小径に形成した肉厚な延伸筒体５１の筒壁内に一端を噴出口３７側に開口して延伸筒体４１の軸心方向と水平方向に位置した横流路５４と、延伸筒体４１の略中央で延伸筒体４１の軸心方向と直角方向に位置した第１縦流路５４とを連結して過給ノズル５３を形成してある。
【００３２】
前記第２混合エレメント３３の噴出口３７から第３ターボノズル５０の延伸筒体５１内を流通する微粒化流体ｍに対し、噴出口３７の内周縁から圧送される圧縮空気を過給ノズル５３内に流入させた圧力流体ｓを延伸筒体５１内を流通する微粒化流体ｍに供給して衝突させてせん断・攪拌して混合して細分化された超微粒化流体ｎを大気中に噴射させることにより効率的に人工雪を降雪させることができる。
【００３３】
図１８は前記第３ターボノズル５０の過給ノズル５３は、一端を噴出口３７側に開口させて延伸筒体５１の軸心方向と略水平方向に位置した設けた横流路５４と、延伸筒体５１の略中央で延伸筒体５１の軸心方向に対して上流側または下流側に傾斜させて連通した第２縦流路５６を形成してある。
【００３４】
前記第２混合エレメント３３の噴出口３７から第３ターボノズル５０の延伸筒体５１内を流通する微粒化流体ｍに対し、噴出口３７の内周縁から圧入される圧力流体ｓを傾斜させた第縦流路５６を有する過給ノズル５３によって確実に衝突させて延伸筒体５１内を流通する微粒化流体ｍをせん断・攪拌して混合させ、水粒子をより細分化させて超微粒化流体ｎを生成して噴射させることにより効率的に人工雪を降雪することができる。
【００３５】
図１９は前記第３ターボノズル５０の過給ノズル５３が、一端を噴で口３７側に開口して延伸筒体４１の軸心方向と水平方向に位置して設けた横流路５４と、延伸筒体４１の略中央で延伸筒体４１の軸心方向と直角方向に位置して設けた第３縦流路５７の先端を先細に形成して連通してある。この第３縦流路５７を先細に形成したことにより、圧力流体の圧力と流速を高めることができ、延伸筒体５１内を流通する微粒化流体ｍを強烈にせん断・攪拌して混合させることにより超微粒化流体ｎを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るスノーガンの平面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】混合エレメントにターボノズルを取付けた使用状態を示す断面図である。
【図４】チャンバーを有した混合エレメントにターボノズルを取付けた使用状態を示す断面図である。
【図５】ターボノズルの要部拡大断面図である。
【図６】複数の過給パイプを並列に取付けたターボノズルの断面図である。
【図７】過給パイプを上下方向に取付けたターボノズルの断面図である。
【図８】過給パイプの接続位置を変えて取付けたターボノズルの断面図である。
【図９】過給パイプを上下方向に取付けたターボノズルの正面図である。
【図１０】上下の過給パイプを互いに角度をつけて取付けたターボノズルの正面図である。
【図１１】過給パイプを延伸筒体に傾斜して取付けたターボノズルの断面図である。
【図１２】複数の過給パイプをそれぞれ並列に傾斜して延伸筒体に取付けたターボノズルの断面図である。
【図１３】上下の複数の過給パイプの取付角度をそれぞれ変えて傾斜して延伸筒体に取付けたターボノズルの断面図である。
【図１４】第１噴射ノズルを有した第２ターボノズルの断面図である。
【図１５】第２噴射ノズルを有した第２ターボノズルの断面図である
【図１６】第２混合エレメントにターボノズルを取付けた状態の断面図である。
【図１７】第２混合エレメントに第１縦通路を有した第３ターボノズルを取付けた状態の断面図である。
【図１８】第２縦流路を有した第３ターボノズルの断面図である。
【図１９】第３縦流路を有した第３ターボノズルの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      スノーガン本体
３      混合エレメント
４      空気流路
５      水流路
６      混合流路
７      チャンバー
９      噴出口
２０    ターボノズル
２１    延伸筒体
２２    噴射口
２３    過給パイプ
２６    連結パイプ
３３    第２混合エレメント
３４    第２水流路
３５    第２空気流路
３６    絞り部
３７    噴出口
４０    第２ターボノズル
４１    延伸筒体
４３    過給パイプ
４５    第１噴射ノズル
４７    第２噴射ノズル
５０    第３ターボノズル
５１    延伸筒体
５３    過給パイプ
５５    第１縦流路
５６    第２縦流路
５７    第３縦流路
Ｘ      圧縮第２空気流路
Ｙ      加圧第２水流路
ｍ      微粒化流体
ｎ      超微粒化流体
ｓ      圧力流体
【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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