防災科学技術総合研究速報第7号

1967年3月
551．509612：551，574．2

人工霧防冷法に関する研究（第1報）
三原義秋・谷信輝

農林省農業技術研究所

Studiesbyon

amProtectiom

Artificial

agaimstCo1d

Fog（ReportI）

By

Y．MIHARA

amd

N．TAN1

1V州・れα11π・伽ωε・∫地τ1・也〃鮒αS・1επcε8，r・〜・

S皿mmary1．

Deve1opmentofofsprayers．

慨hich−w◎u1d

spray

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Systemby

crushing

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In

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Systememission

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On

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tests

inTokyo．Throughout

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Open−air

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year

about10kg／cm2，isquantitywas51／min，name1y，rough1y
2．

into

force

circumstances

about30％，and

that

showedthethatthereductionofradiation
airfromthetemperature

wasobstructed．

1．はしがき不乾性の徴水滴からなる人工霧によつて，地面学技術総合研究報告第6号）。すなわち。高級7ル
コールの誘導体の蒸発防止剤を乳化懸濁させた水の夜問放射を阻止軽減できることは昭和39年度の総合研究に拾いて確かめることができた（防災科を徴水滴にするとき，水滴表面は蒸発防止剤の単分子膜によつて被碩され・低温下ではその蒸発は一29一

冷害気象の局地的発現機構ならぴに人工霧による局地気象改良に関ナる研究（中間報告）

防災科学技術総合研究速報

著しく抑制される．水滴の径をωμ以下にするときは，被覆水滴は長時閥空中に滞留する．この徴水滴からなる霧層によつて地面からの放蛆を抑制

第7号1967

2．1 砕破式噴蜴装口
本方式は，1万回前後で回転する円板の外周を鋸歯状にして，水滴を破砕する方式である．回転板と同軸の送風機で微細滴は毎秒約20mの速度でするときは．．夜間地表面の温度低下が緩和される

空中に噴射されるが，粗大滴は，遠心力のためにことが予想されたが，野外実験の結果は，地面放射の減少は明らかに認められたが，被覆が小面積外筒の内面に付着ナるので，送風貫下の負圧を利用して回収し，再度破砕にかけるという自動選別の方法を採用している．本方式による霧発生機てあったので，外部からの冷気の移流のために，温度効果は碩認できなかった、の試作は本年度2回行なわれた．第一次は1．5冊以上の経過を継いで，昭和41年度に再ぴ人工ε防冷法の研究が開始された．研究の焦点は当然のこととして，大■の右髪を可能とする装口を得ての小型エニ／ジン駆動のものを，第二次は2正Pの冒動機に増速器を組合せたものが作られた、実際に屋外に大面税の暑眉を形成し，それによつ1．5旺エニ・ジンを直結したものは回転板の直径が120㎜で回転数は約7ρ00回であった．低回転数のため，后髪■を毎分1Z以上にするとさは，急激に粗粒が増えて，滞留性の細滴は減少した．
加えて本試作槙は激しい騒音を出す欠点があった．
第二次の試作機は，破砕円板の直径は同じくて確かな保温効果を見定めることに置かれた．

本研究は，その出発が遅れたために，初隼度に予定した計画を完全に果たすことはできをかったが，あげられた成果と，今後の問題点の概要を述
ぺることにした．

120㎜，回転数は最高11400rpmであった．后出量の85〜90％を滞留性細滴（直径ωμ以下）とするためには，噴出量を毎分2Z以下にしぼらねばならなかった．目標とした毎分10Zに対し約2．人工8発生装■の開発
毎分10Zの水を5化することを目標にして，二つの方式の5発生装口が試作された．一つは宿谷特殊工業K X．の高遠回転円板による破砕式徴粒○射装口（以後破砕式石￡装口＝と略称）で，他は1■5に過ぎない結果となった．本方式で目標■の喧霧を達成することは 理論的には容易であるが，晶和工簑K．K・の加熱咬蚊方式装竈である．

伝導装置「■台、、吋紗イプ）
プレート（アル潮物）
■O

㊥oo

入力

○山スイッチポックス

oo

軸速装竃

Ooo

O

OO■

Oll

O
一高速■動槻噴口

一1

霧発生試饒齪（フォグ・プロジェクタ）

＝1150

1■

1TI■■■

皿■1一一一一■一一■

一＝；（三相二馬力）＿＿＿＿＿＿

1，一■■一⑨oσ
N一■○■特許309537270350260914

図一1 破砕式霧発生試作侵一30一■

人工5防冷法に因ナる研究（第1報）i三原・谷一回転数と回転板の直径を現在以上にすることには后出管の樽造についてである．初期のものは1本技術的困難があって，実際的には大きを障壁が存の直管に7個の細隙が15cmごとに配置されていたので、汽出微滴の衝突肥大の機会が多かった．膚

在するようである．

第二次試作槙の竈口とその⑰力部の柏造の概略

2．2

出管の長さや角度，管径，材質，咳口の樽造等について多くの試験が行なわれた緒果，外径15㎜のは，図一1に示される．

ステンレス管2m2本を▽字型に立て，各々に3加熱O射方式08装口

本装竈の原型は，桧械洗淡用のスチームクリーナーである．昭和39隼度に拾いては，毎分5Zの個の細隙を外方に向かって切りたものが最良の結果を与えた．細隙は，間隙O．5㎜，長さ15㎜で、○出■のスチームクリーナーを使用，その膚口を改管軸に対して4ボの角度で切込言れている．

造して膚5装口としたが，滞留性細霧は3割前後

本方式試作後の配口略図は図一2に示されると拾りである．上述の主要部分に対する改良試作のにi固ぎなカ・っ，ヒ．

本年度に歩いては，竈出■を量大8．3Zとした

ほか，各都分についても桓々の工夫が加えられた．

ほか，石5口に二つの改良を加えた．その一つは．
石出直前の加烈液に気泡を吹き込みその膨張力にそれらの改装あるいは開発の主要な点を各部分について述ぺると次のようである．

よって微粒化を促すものであった．小コニ■プレッω

本体M−900スチームクリーナーについて

サーによって圧縮した空気を口液温度に等しい温①石射圧を向上（7k脈㎡→皿㎏んイ、す度言で加熱し，これを多孔質の焼結金属板を通して竈液中に送り込む砧造とした．第二の改良は，るために，点火動力を昇圧動力に転換する必要があり・そのために点火用マクネット発電機をはずして5000V変圧器を取付けて違続自動点火式とした．

②安全弁を改装して作動圧を8㎏
力m2
ステンレス●理圧気■㌫器

0．4−1，6KW

特扉口8管⑥従来のスチームクリーナーは水道に連緒してボールタップによる一気液
混定レベルの水源プールより給水する

射装■エガ

イ伽w

配液器

組の三叉路配口と三個のストップの組合せによる切換で，O．E．D．薬液をカクハニ／タンクより吸入しうるよらに改装した．

出姻改ス
カ8簑チ7
エア装口のみであるので，更にこれに二圧
気
予
㌫独

Σ二割
コンプレッサール
タ

毎発上5004時生ク

擾■1④焼饒ガス排出煙筒上に圧気加熱†用螺管を取付けた．

⑤蒸気吐出部にステンレス細網を装備した砲金製耐圧ろ過装仁と切換

応用並に関違特許

登録済

Nα459■513

OE．凪

O．E．D．

柾分
梓散

疵分
絆散役3004

100W

自防8＾讐

撃凍％00W

より12㎏九m2とした．

機3004

440821313136253429
串繭済用三方コック拾よびマフラーを取付け，また外装部に右射管取付け用ブ200Wラケットを取付けた．

41＿58503
20965
8598
40＿58547
42802
20008

⑥エニ・ジ1！兼用の分には，エニ■ジ

ン駆⑰用プーリーと頁にエンジン台違結用ブラケットを機体7レームの下部に取付けた．
⑭ 乳剤分散用振酌カクハン機

水源

340Z入りの長方型舟底型タニ／ク

図一2

加熱行射式5発生試作役配口略図の底部に近くほぼ方形の流路中に4枚羽のカクハン用プロベラを具えたステ

一31一

冷害気象の局地的発現機構ならぴに人工霧による局地気象改良に関する研究（中間報告） 防災科学技術総含研究速報 第7号1967

ンレスヅヤフトをバビットメタルの水中軸受と水のである．

密玉軸受によって弾性カッブリングを介して単相0200W4極電動機に連緒し満タソクの時ほぼ全負荷と在って全液が回流すると同時にプロペラ拾よび4極モーターの振動等がタンクに共振して毎秒約100〜200回の粗振動を生じて0．E．D．の分散

気液混射装置黄銅製二重筒の中央を通過するスチームクリー
ナーよりの噴射物中に焼結多孔金属内筒を浸透して圧気を混射する装置てある．

H

配水配液切換装置拾よぴろ過器
砲金製高圧用三方コック2個を組合せて2個のを助長するものである．

○

カクハンタンクよりの液の切換え拾よび液とポソプよ乳剤分散用衝撃カクハン機

Aと同様のタンクの外側に100W4極電動機でりの送水との切換えを可能とすると同時にその問駆動する多羽カスケードポソプによってタソク内の液を循環せしめると同時にその噴射を液中と液にそう入された耐圧ろ過機中に特製したステソ1■

外とに2個のバルブ操作で切換えうるものであっ

山てカスケードポンプ内の毎秒数千回のカスケード衝撃を利用してO．且D．の分散を助長するものでス細網のスト1■一ナーを具えたものである．
エニ■ジニ／兼用装置減速器を具えた2．5肝■ガソリニ／エンジニ／に特殊クラッチを組合せてコンプレッサーと改装スチームクリーナーを連結したフレームに設置して両ある．

⑭ 圧縮空気送入用エアコンプレッサー
ニッサルコ製品のブーリーと調圧部を改装して老を駆動するものである．

送気量をほぼ2倍まで増大しうるようにしたもの

られ，2回の運転試験ののち，夜間屋外に拾ける

以上のような過程の下で2基の試作機が組立てである．

予行および本試験が実施された．写真に迎転中の⑭ 圧気予熱用電熱タンク
耐圧タンク内にステソレス骨格に耐熱磁器碍子

試作機と噴液ヵクハン機が示されている・の組合せによつてくもの巣形に懸架された800W
ニクロム線電熱器2個を並列，単独拾よぴ直列の三段切換スイッチにょる1600W．800W拾よび400Wの三容量の発熱量によってコンプレッサー

上記加熱噴出式2基と，別途借上げによる圧縮よりの圧気を可調に予熱するものである・

ω 圧気加熱管
改装スチームクリーナーの燃焼排気筒の上都に取付けた螺状管中に圧気を通過せしめて加熱して熱圧気を銅管によって気液混射装置に送入するも3．屋外噴霧実験
空気噴霧機一式を使用して，夜間の噴霧実験を行なつた．後者の圧縮機は，G．M．O．製159肥，実噴出量正㎡■mi nで，これに共立畏機K・K・製の噴霧ノズル38個2組を連結した．
実験場は，都内の国立競技場を使用した・同競
技場は長径1刎m，短径80mのだ円形のグランドの全周を高さ20〜25mのスタンドが取巻く完全な鉢地形である．しかし在がらスタンドの中腹全周に19個の通路が開口しているので．それを通り抜ける風量も少なくなかったが，それよりも本実験に大きな支障となったのは，スタンド内部に発生するうずであった．スタント

上端で1〜2m以上の風速の下では，グラニ■ド上に水平のうずと鉛直のうずが絶えず発生して，グラニ■ドの北隅で噴霧される霧を容易にスタソド上に巻き上げて搬出する働きをした．

噴霧実験の日時．内容を列記すると付表のと拾りである．

付表のように前後10日の噴霧実験を試みたが，乱気流のために，噴出霧が競技場内に滞留せず，ほとんどの場合が10〜20分の噴霧で実験は中止さ
写真

加熱噴射式人工霧発生装置

れた．わずかに，12月8日夜半から早暁にやや良好な気流状態となつて数十分間の連続噴霧を行な

一32一

人工8防冷法にロナる研究（第1報）一三原・谷

実政月目
番号

賞霧時間

貞5方式

12・1

気象観測

（22ト7h）

123一

45

2 2243−2310
加熱式2基
3 O037−O055
加熱式2基
3 2314−2325 圧猜空気式1基4 0027−0128 圧縮空気式1基
7 2255−2326 ｛加熱式1基

貫5■ 齪測定点を口さ，気温はそれらの5点で，放肘は
図一3，4のなかに示される．
1010（試逗転）

115

圧縮空気式1基 12678
910

8 O003→045
8 0257−0334
8 0430−0520
8 2235−2250
9 0705一一0735

同2〜3点で測定された・それらの位Oと膚霧点は肋in）

上同上

圧脂空気式1基 15同上

12

同上

12

同上

5

今，霧の滞留がやや良好であつた12月8目の実験7，8にっいて霧の下での放射と気温の変化について述ぺる．

図一3は，む5前後の地面純放射の，言た図一4は同じく地上の高さω㎝の気温の変化を示す．

図一・3に拾いて，A点は05点の風下30m，B点は中央メイニ！スタニ！ド寄りで80mの距雌である．

いずれも半導体サーモモジユールを感烈部とする

小型通風純放射酎による記6である．B点の純放射が少ないのは，メイニ！スタンド上の傘下に近いからである．基準点はスタント最上部である．

実験7，8ともにA点上には比蚊的口い5が流れたが，うずのために膚5点へ押し戻されるかあった．しかし，その場合も．競技場の風下側半分はほとんど被覆されることは在かった．北北西風が競技場内に流れ込むとき，両側のメイニ・スタン

るいは，メイニ■スタンド沿いに巻き上げられたた

めにB点では竈い5が流れたにすぎなかった．
実験8に拾いて，A点ではω〜50％の放射の漬少ドを吹き上げるうずが起こり．それが競技場の中が起こったが、B点では皿〜15％にとどまった．

央辺まで流れた5を迎ぴ上げたためである．

実欣7の拐合はA点で卿％，B点では15％丙外の4．人工8下の地面放射および気汎の変化漬少てある．

夜問の風はいわゆる陸凪て，スタニ！ド上端でのこれらに歩ける震のむ度の測定は行なわれ在かつたが，実験8のA点では，天空の星が認められ衣かった．しかし，15〜刎％の放射漬少時は明るい星は透視できる程度の5でありた．
図一4に示される気温は．バイメタルを利用した通常の自記温度計の記簑である．温度計は地面

風向はNかNNWであつた．この風向にほぼ平行してスタント

オ上段に2点、クラニ！ド上に3点の上30岬の台上に拾かれ，温感郡の上面は2枚の，下面ば1枚の反射板をつけて，放射よけとした．

5が上空にほとんど来なかった地点岨1，岨4に対して．5眉が絶えず頭上にあったn2の温度変化は二つの特徴が見ら九る．

一つは・竈8の寅始に伴って気温が急降下ナること，その二は，教分の降下のあとは05時間中ほとんど低下しをいことである．

写真

心2点は他のいずれよりもO蟹前から高温であ・る．その理由は，多分，日中の目射を含む地温がスタンドの障壁によって守られているためと考え

人工5（毎分5Zサ5）の流れ状況

05装口は圧脂空気式，ただし，ポンプ故障のため。別途小型ポニ！プ流用（国立逓技む，1966隼12月9目牛前7時15分扱影）

られる．05閑始直後の急冷は，吹さ歩ろし気流による温度変⑰か，口5初期にポンプ中の水が后射されての蒸発冷却のせいか判然としない．
第二の特蟹である行5中の心2点（放躰記倶のA点に近接）の気温不低下は．u4の低下の傾向と対比して歴然としている．この原因として言ず

一33一

冷害気象の局地的発現蜷箏をらびに人工5による局地気象改良に関する研究（中間報告）

防災科学技術像合研究遼訂簾7号1967

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図一3 石暑による純放射の変化

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黒点は5のかかった値囲

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図一4 む髪による気温変化

一34一

黒点は霧の範囲

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人工暑防冷怯に関する研究（第1報）一三原・谷一

放射の低減が考えられるが，それにしてはやや顕著にすぎるようである．別の理由として，圧縮空気の高温の影讐が祭われるが，断熱膨張の冷却と，点が残つている．この石出部を根本的に改良する考案はすでにたてられている．それは，液自体の膨張後の空気■が毎秒250Zてあることを考える圧力を使い，かつ液自身を潤滑油とする超高遠のなぜをらば，霧は幅刎〜30m，高さ10〜坦mの樋回転破砕板を石口とする方式である．5〜10万回転の破砕板を利用するとさは，直径は散Cmの円板
でも毎分5工程度の水は十分に細滴となしうる見囲に広がって，毎秒1〜2mの速度で流れたから込みであるので，次年度にこれの完成を期したい．てある．そのほかには，このようを温度保持の原因が考えられないことから，放射減少を主妥因とに，在来の圧縮空気方式の超大型機を使用，毎分とき，図に示されるような昇温は見潰りがたい．

見るのが妥当であろう．しかし，正しい答は今後の案峨に待たねばならない．

5，研究結呆に対する考察と今後の間題点
初年度は研究の期間が短かったために、大i喧

大■后霧による霧眉の保温効果を確かめるため2〜15Zの石霧を実施したが，実験場の還択を誤ったために十分に目的を違し得なかった．しかしながらわずかに2例ではあるが，放射減少のためと思われる温度低下の緩和の実例を得ることがで5装口の開発が、当初の目標に達せず毎分5Z程きた．吉た今回の実験の結果からこの種の屋外実度の口霧装口の試作を終えたにとどまった．この試作模は，高圧・高熱の液を直径101㎜の管にあけ

験には．人工的庄凹地形はむしろ不適当で，気流があっても乱れの少ない平たん地形が言さることられた細長いすき問から石出させるという簡単なを学んだ一帖造を採るために，粗粒の水滴も多く石出する欠一35一