一种适用于正温环境的造雪机制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于正温环境的造雪机，包括整体呈圆筒状的外壳，外壳后端安装有轴流式的风机，外壳前端沿周向安装有呈环形布置的喷嘴和核子器，喷嘴的进水端以及核子器的进水端均和高压水系统相连，核子器的进气端通过输气管道和空压机相连；其特征在于，还包括空气冷却系统，空气冷却系统用于对进入核子器的空气进行冷却。本发明专利技术能够提高造雪机在正温环境下的造雪效果，且具有能量耗费较低，对冷量利用效率更高的优点。量利用效率更高的优点。量利用效率更高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于正温环境的造雪机
[0001]本申请为申请号202110536243.7，申请日2021
‑5‑
17的《一种适用于正温环境的造雪机造雪方法》专利的分案申请。


[0002]本专利技术涉及造雪机测试设备
，具体涉及一种适用于正温环境的造雪机。

技术介绍

[0003]造雪机是一种人工造雪的设备，通常会在滑雪场和溜冰场等场所大量使用。造雪机通常在低温环境下使用，其造雪原理是将高压水和高压空气通过核子器喷出形成小粒径的雪核，然后将高压水从喷嘴呈雾化喷出后和雪核撞击结合形成雪花，再依靠鼓风机鼓吹的风流向外喷出，实现造雪。
[0004]在人工滑雪场或冰雪天地等人工雪场中，为了降低环境温度控制成本，人们通常希望将环境温度尽量控制在靠近零摄氏度的负温环境。这样，因为天气变化或者控制精度不够等原因，常常会导致雪场不时会处于超过零摄氏度的正温环境中。同时天然雪场中，也可能会因为太阳升温等原因导致环境温度大于零摄氏度。而使用造雪机造雪时，高压水从喷嘴和核子器中喷出后，通常需要在负温环境才能更好地生成雪花，保证造雪效果。所以如果研究改进造雪机，使其能够在靠近零摄氏度的正温环境（主要为0
‑
1℃温度范围）下仍然具有良好的造雪能力，成为本领域有待考虑解决的问题。
[0005]CN201220534108.5公开了一种设有环形降温水管的造雪机喷雾头，该专利方案中设置了可以利用鼓风电机产生的高速风对即将喷出的水进行降温的环形降温水管，采用对即将喷出的水进行降温的方式，提高造雪效果。但该专利更多是避免水温过高对造雪的不利影响。因为对即将喷出的水降温过大，会导致水结冰而影响造雪流程，故其提高造雪效果始终有限。
[0006]另外，现有技术中还存在一种通过对鼓风机鼓吹风流进行冷却，以降低流体从喷嘴以及核子器喷出后所处气流环境的温度，以提高造雪效果的技术。但这种方式对冷量的利用效率较低，对鼓风机风流冷却的能量耗费较大。
[0007]故如何设计一种能够提高造雪机在正温环境造雪能力，且能量耗费较低，对冷量的利用效率更高的造雪技术，成为本领域人员有待考虑解决的问题。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：怎样提供一种能量耗费较低，对冷量利用效率更高的能够提高造雪机在正温环境造雪效果的适用于正温环境的造雪机造雪方法以及一种适用于正温环境的造雪机。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种适用于正温环境的造雪机造雪方法，在造雪机中采用将高压水和高压空气混合后通过核子器喷出形成小粒径的雪核，然后将高压水从喷嘴呈雾化喷出后和雪核撞击结
合形成雪花，再依靠鼓风机鼓吹的风流使雪花向外喷出，实现造雪，其特征在于，造雪时对进入核子器前的高压空气进行预先冷却降温，使其温度低于零摄氏度再通过核子器和高压水混合并形成雪核喷出。
[0010]这样，本方法中，通过对高压空气进行冷却，高压水和高压空气进入核子器所在的混合腔室混合后，极大地降低了混合后流体的温度，由于水和压缩空气的流速都很快，该混合流体在高压高流速状况下即使温度降低也并不会导致其中的水成分结冰，但混合流体喷出后在失压状态下会迅速生成细小的冰渣形成雪核。这样使得从核子器中喷出的流体和造出的雪核均能够具有更低的温度。而流体从造雪机喷出后会因为压力释放膨胀而降低温度，使得造雪机喷出的流体流场温度低于零摄氏度。这样在该低于零摄氏度的流场环境中，因为预先冷却而具有更低温度的雪核就能够更加快速高效地和水雾结合生成雪花。故极大地提高了造雪的质量和效果，使得造雪机在正温环境（通常0
‑
1℃）也能够具有极佳的造雪效果和造雪效率。同时因为本方案是针对性地对雪花成形过程中作为核心的雪核实现了降温，故不仅仅成雪效果更好，而且能够极大地提高冷量的利用效率；和对鼓风机风流进行冷却的方式相比，不仅仅成雪质量更好，而且能够降低冷量损耗，提高了制冷耗费能量的利用效率。
[0011]进一步地，将高压空气进行冷却所吸走的热量输送到造雪机外壳出口端位置进行加热。
[0012]这样是因为在造雪机外壳出口端位置，此处位置由于喷嘴和核子器中喷出的流体突然释放膨胀，导致该位置区域温度极低，使得水汽容易在此处结冰而影响工作。故将高压空气冷却过程中吸走的热量转移到此处，提高外壳出口端温度，可以防止该位置结冰导致喷嘴或核子器出口堵塞而影响造雪。同时更好地实现了热量的充分再利用。进一步提高了对高压空气制冷所耗费能量的利用效率。
[0013]进一步地，本方法依靠一种适用于正温环境的造雪机实现，所述造雪机包括整体呈圆筒状的外壳，外壳后端安装有轴流式的风机，外壳前端沿周向安装有呈环形布置的喷嘴和核子器，喷嘴的进水端以及核子器的进水端均和高压水系统相连，核子器的进气端通过输气管道和空压机相连；还包括空气冷却系统，空气冷却系统用于对进入核子器的空气进行冷却。
[0014]这样，采用本装置，可以实现上述造雪方法，使其更适应在正温环境（主要指0
‑
1℃）使用实现造雪。
[0015]进一步地，所述空气冷却系统包括一个气流汇聚腔室，气流汇聚腔室形成于核子器和空压机之间的气流通道上，气流汇聚腔室的内壁上设置有半导体制冷片，半导体制冷片的冷端和气流汇聚腔室相邻，半导体制冷片的热端和热管的一端相邻，热管的另一端连接于造雪机外壳出口端位置。
[0016]这样，采用半导体制冷片对空气进行冷却，具有响应快，制冷效果好，体积小巧的特点。同时半导体制冷片热端的热量依靠热管传递到造雪机外壳出口端位置实现对该处位置区域的加热，防止该位置结冰导致喷嘴以及核子器出口处堵塞而影响造雪。这样对空气制冷吸收的热量实现了重复利用，提高了对空气制冷所耗费能量的利用效率。而且上述结构，不仅没有压缩机，也没有介质管道等机械制冷环节，在结构上相对简单，具有工作时无噪声，对工作环境要求低等特点。
[0017]进一步地，所述热管为脉动热管。
[0018]脉动热管的管径很小（内径一般在0.5
‑
3mm）它是由金属毛细管弯曲成蛇形结构，弯头一端为加热端，另一端为冷却端，在中间可根据需要布置绝热段。内部抽成真空，充注一部分工作液体，工作液体在表面张力的作用下在管内形成长度不一的液柱和气塞。其工质液体一般为水、甲醇、乙醇、氟利昂等。一般可分为开式回路和闭式回路两种结构。脉动热管相对于传统热管，其优点是结构简单，成本低；体积小；热流密度可以很大而不会烧干；并可较随意的弯曲；故用于此处能够更好地方便布置，且能够更好地提高传热效率。
[0019]进一步地，所述空气冷却系统可以采用以下结构形式，包括一个加热盒，加热盒位于造雪机的外壳出口端位置外表面，加热盒进气端和空压机的输气管道相连，出气端和外壳上连接至核子器的气流通道相连，加热盒内腔构成所述气流汇聚腔室，加热盒四周（上下左右）内壁上相贴设置有所述半导体制冷片，半导体制冷片内侧为冷端外侧为热端，半导体制冷片外侧沿加热盒周向缠绕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于正温环境的造雪机，包括整体呈圆筒状的外壳，外壳后端安装有轴流式的风机，外壳前端沿周向安装有呈环形布置的喷嘴和核子器，喷嘴的进水端以及核子器的进水端均和高压水系统相连，核子器的进气端通过输气管道和空压机相连；其特征在于，还包括空气冷却系统，空气冷却系统用于对进入核子器的空气进行冷却。2.如权利要求1所述的适用于正温环境的造雪机，其特征在于，所述空气冷却系统包括一个气流汇聚腔室，气流汇聚腔室形成于核子器和空压机之间的气流通道上，气流汇聚腔室的内壁上设置有半导体制冷片，半导体制冷片的冷端和气流汇聚腔室相邻，半导体制冷片的热端和热管的一端相邻，热管的另一端连接于造雪机外壳出口端位置。3.如权利要求2所述的适用于正温环境的造雪机，其特征在于，所述热管为脉动热管。4.如权利要求3所述的适用于正温环境的造雪机，其特征在于，所述空气冷却系统，包括一个加热盒，加热盒位于造雪机的外壳出口端位置外表面，加热盒进气端和空压机的输气管道相连，出气端和外壳上连接至核子器的气流通道相连，加热盒内腔构成所述气流汇聚腔室，加热盒四周壁上相贴设置有所述半导体制冷片，半导体制冷片内侧为冷端外侧为热端，半导体制冷片外侧沿加热盒周向缠绕设置有多根脉动热管，各根脉动热管沿加热盒内部气流方向并列排布并在加热盒靠近造雪机外壳一侧外表面向该侧外表面中部位置汇聚后相互贴合形成管束，管束缠绕在造雪机外壳出口端唇部背侧的一圈管束安装槽内并使得每根脉动热管均独立构成循环。5.如权利要求4所述的适用于正温环境的造雪机，其特征在于，加热盒上位于脉动热管外部还包裹设置有一层隔热材料，隔热材料内部和半导体制冷片之间还填充设置有导热材料，脉动热管缠绕装置加热盒外的部分位于导热材料内。6.如权利要求5所述的适用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海峰，王瑞祥，徐荣吉，张博文，刘佳维，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：