技術領域

本發(fā)明屬于人工造雪技術領域，具體涉及一種利用低溫氣體形成冰核的高溫造雪的方法。

背景技術：

近年來，人們對滑雪運動以及雪雕藝術的熱愛程度大大的增加，特別是2015年7月41日，北京聯(lián)合張家口成功獲得2022年冬奧會主辦權，推動13億中國人以不同方式投身冰雪運動及相關產(chǎn)業(yè)，并將為健康中國、國際奧林匹克運動做出新貢獻。這些年來，北京滑雪運動蓬勃發(fā)展，計劃到2022年，北京市冰雪體育產(chǎn)業(yè)總額達到400億；每個區(qū)要建一個冰面不少于1800平方米的滑冰場；北京要擁有36座室內(nèi)冰場和50片室外冰場。

這么多室內(nèi)室外滑冰場怎么能夠提供充足的雪量的問題油然而生，僅僅依靠冬天的自然界講學并不能滿足實際需求。為了滿足人們對滑雪運動和雪雕的追求，必須找到一個方法來應對北方自然降雪的不確定性問題，最好的辦法就是人工造雪，而造雪機即是人工造雪的主要設備。

人工造雪機的工作原理基本上是模仿天然雪的形成過程。首先有壓縮機把自然界的空氣壓縮并將產(chǎn)生的高壓空氣送到核子器噴嘴，高壓空氣和高壓水在核子器里混合后經(jīng)核子器噴嘴噴出產(chǎn)生種子雪核；同時普通水經(jīng)霧化噴嘴噴出后形成的微小水滴被風扇馬達拋射到空中，均勻散開；當種子雪核與微小水霧在拋射過程中結合后就會形成我們所需要的雪粒。

目前的人工造雪機中大部分只能在零下6℃左右才能實現(xiàn)造雪，造雪的成本較高，并且都是采用自然界的空氣壓縮，對自然界的溫度要求較為苛刻，使得內(nèi)地的高溫地區(qū)的室外雪場或者室內(nèi)滑雪場被迫延后營業(yè)時間，甚至部分高溫地區(qū)的不可能開設室內(nèi)滑雪場，不能較好的滿足廣大滑雪愛好者對滑雪需求，同時也造成較大的經(jīng)濟損失。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術所述的不足, 本發(fā)明提供一種利用低溫氣體形成冰核的高溫造雪的方法，該方法為將低溫氣體進行壓縮并從核子器的進氣管道進入到人工造雪設備中，替代了傳統(tǒng)采用自然界的空氣進行造雪，同時對核子器和霧化器進行優(yōu)化設計，使得造雪設備在零下2℃即可實現(xiàn)造雪功能。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種利用低溫氣體形成冰核的高溫造雪的方法，即采用低溫氣體形成冰核的造雪機在高溫條件下進行造雪，替代了傳統(tǒng)采用自然界的空氣壓縮進入到核子器中進行造雪，申請人經(jīng)過現(xiàn)場試驗驗證，當采用自然界的氣體壓縮造雪時，只能在零下6℃左右才能實現(xiàn)造雪，本發(fā)明采用了低溫氣體后，能將造雪的條件由零下6℃左右升高至零下2℃左右，極大的提高了造雪的溫度，使得內(nèi)地高溫地區(qū)室內(nèi)雪場變?yōu)榭赡堋?/p>

優(yōu)選的，所述的方法使用的造雪機的頭部包括若干個核子器和若干個霧化器；核子器包括進水管道和進氣管道，低溫氣體從進氣管道中進入，低溫氣體不需要壓縮，替代了傳統(tǒng)的空氣經(jīng)過壓縮進入到核子器；水經(jīng)過加壓后經(jīng)過進水管道進入，低溫氣體和高壓水在核子器里混合后經(jīng)核子器噴嘴噴出產(chǎn)生種子雪核。

優(yōu)選的，所述的核子器沿氣體前進方向依次設置有進氣管道、混合腔、芯徑和噴嘴通道；所述的進氣管道包括一個噴孔板，噴孔板上設置有多個微小的通孔，低溫氣體通過通孔輸入至混合腔中，由于設置了多個微小的通孔，使得低溫氣體呈噴射狀射入到混合腔中，保證低溫氣體在混合腔中與高壓水充分的混合均勻；所述的混合腔為圓柱體結構，混合腔的長度較長，延長高壓水和低溫氣體的混合時間，使得高壓水和低溫氣體充分的混合均勻；混合腔上連接有進水管道，通過進水管道輸入高壓水，混合腔末端向內(nèi)收縮至芯徑，通過芯徑將高壓水和高壓氣體混合物噴出；所述的噴嘴通道從芯徑末端向外擴張為喇叭狀結構，噴嘴通道出口的截面積與混合腔圓柱體結構的截面積之比為1.5：1；所述的進水管道沿水流動方向分為第一、第二和第三區(qū)段，第一區(qū)段向內(nèi)收縮至第二區(qū)段，第二區(qū)段為圓柱體結構，第二區(qū)段末端連接第三區(qū)段，第三區(qū)段為向外擴張的喇叭狀結構，第三區(qū)段末端連接至混合腔。在核子器工作過程中，低溫氣體經(jīng)進氣管道輸入，水在50巴至60巴的壓力（絕對氣壓）下經(jīng)進水管道進入到混合腔中，在上述壓力下，在噴嘴通道出口得到約0.6至1.9的空氣與水的質(zhì)量流比，實現(xiàn)最佳冰核成型。

優(yōu)選的，所述的霧化器包括儲液槽，穿設儲液槽設置有一個超聲波震動裝置，儲液槽上端設置有蓋片，蓋片中央位置設置有噴孔片，噴孔片上設置有多個微小的孔洞，噴孔片底端與超聲波震動裝置的頂部相對應，儲液槽底端與超聲波震動裝置的頂部之間的距離為0.2~0.4mm，超聲波震動裝置用于產(chǎn)生高頻振動，超聲波震動裝置抵住噴孔片進行高頻振動時，超聲波震動裝置頂部的液體會通過噴孔片而變成霧狀，超聲波震動裝置頂部與儲液槽內(nèi)部的底部距離近，因此在儲液槽內(nèi)部的液體通過附著力即可沿超聲波震動裝置的側壁輸送至超聲波震動裝置頂部，當超聲波震動裝置頂部的液體通過噴孔片而變成霧狀時，儲液槽底部的液體會隨之再被輸送至超聲波震動裝置頂部，相對于與現(xiàn)有的技術，省去了液體輸送結構，解決了有時無法正常輸送液體的問題。

優(yōu)選的，所述的低溫氣體包括N₂和CO₂低溫氣體。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

（1）本發(fā)明所述的低溫氣體形成冰核的高溫造雪的方法，在具體實施過程中操作簡單，能夠?qū)⒃煅┑臏囟扔闪阆?℃左右提高至零下2℃左右，大幅度提高造雪溫度，實現(xiàn)在零下2℃的“高溫”條件下進行造雪的功能；

（2）本發(fā)明對霧化器和核子器的結構進行優(yōu)化設計，實現(xiàn)最佳冰核成型，解決了霧化器不能輸送液體的不足；

（3）使用本發(fā)明可以使得室內(nèi)或室外滑雪場提前兩周左右開放營業(yè)，滿足了廣大滑雪愛好者的需求，降低了滑雪場營業(yè)者的經(jīng)濟損失；

（4）本發(fā)明為內(nèi)地部分高溫地區(qū)開設室內(nèi)滑雪場成為可能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的造雪機頭部的剖視圖；

圖2為本發(fā)明的核子器的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的核子器進水管道的結構簡圖；

圖4為本發(fā)明的霧化器的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明：

為了提高造雪溫度，申請人經(jīng)過大量實驗研究出一種利用低溫氣體形成冰核的高溫造雪的方法，所述方法采用低溫氣體在核子器中與水形成冰核進行造雪，所使用的低溫氣體包括N₂和CO₂低溫氣體。

如圖1所示，所述的方法使用的造雪機的頭部包括若干個核子器11和若干個霧化器12；核子器11包括進水管道13和進氣管道14，低溫氣體從進氣管道14中進入，低溫氣體和高壓水在核子器11里混合后經(jīng)核子器11噴嘴噴出產(chǎn)生種子雪核。

如圖2所示，為了使得核子器在工作過程中，保證低溫氣體與高壓水充分的混合均勻，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳冰核成型，所述的核子器沿氣體前進方向依次設置有進氣管道21、混合腔22、芯徑23和噴嘴通道24；所述的進氣管道21包括一個噴孔板，噴孔板上設置有多個微小的通孔；所述的混合腔22為圓柱體結構，混合腔22上連接有進水管道25，混合腔22末端向內(nèi)收縮至芯徑23；所述的噴嘴通道24從芯徑23末端向外擴張為喇叭狀結構，噴嘴通道24出口的截面積與混合腔22圓柱體結構的截面積之比為1.5：1。

如圖3所示，為了使得高壓水在輸入的過程中有較長的停留時間，允許所輸入的水有足夠的時間冷卻，所述的進水管道沿水流動方向分為第一、第二和第三區(qū)段，第一區(qū)段36向內(nèi)收縮至第二區(qū)段37，第二區(qū)段37為圓柱體結構，第二區(qū)段37末端連接第三區(qū)段38，第三區(qū)段38為向外擴張的喇叭狀結構，第三區(qū)段38末端連接至混合腔。

如圖4所示，為了省去霧化器內(nèi)部的液體輸送結構，解決了有時無法正常輸送液體的問題，所述的霧化器包括儲液槽41，穿設儲液槽41設置有一個超聲波震動裝置42，儲液槽41上端設置有蓋片43，蓋片43中央位置設置有噴孔片44，噴孔片44上設置有多個微小的孔洞，儲液槽41底端與超聲波震動裝置42的頂部相對應，超聲波震動裝置42用于產(chǎn)生高頻振動，超聲波震動裝置42抵住噴孔片44進行高頻振動時，超聲波震動裝置42頂部的液體會通過噴孔片44而變成霧狀，超聲波震動裝置42頂部與儲液槽41內(nèi)部的底部距離近，為0.3mm，因此在儲液槽41內(nèi)部的液體通過附著力即可沿超聲波震動裝置42的側壁輸送至超聲波震動裝置42頂部，當超聲波震動裝置42頂部的液體通過噴孔片44而變成霧狀時，儲液槽41底部的液體會隨之再被輸送至超聲波震動裝置42頂部，實現(xiàn)連續(xù)輸送。

最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。