人工造雪方法和用于进行该方法的产品技术

本发明专利技术涉及一种造雪方法，其包括将成核剂颗粒结合到水中并通过生产雪或冰的装置将所述包含所述成核剂颗粒的水喷雾到温度低于0℃的表面上或环境中。根据本发明专利技术，所述成核剂颗粒由单位当量球直径低于15μm，优选低于5μm的硅酸盐颗粒组成。本发明专利技术还涉及用于进行该方法的粉状产品。

Artificial snow-making method and products used for this method

【技术实现步骤摘要】
人工造雪方法和用于进行该方法的产品
本专利技术涉及人工造雪领域。更特别地，本专利技术涉及一种造雪方法，所述方法包括将成核剂颗粒结合到水中并借助生产雪的装置将所述包含所述成核剂颗粒的水喷雾到温度低于0℃的环境中。本专利技术还涉及在进行上述造雪方法的框架内意欲结合到水中以用作成核剂的粉末形式的特定产品。本专利技术还涉及粉状产品在进行造雪方法的框架内用作成核剂的用途。
技术介绍
一般而言，已知特别是在滑雪斜坡上制造人造雪以便补偿自然雪的缺乏。人造雪通过借助加压水以及可能的加压空气、粉尘供应的造雪装置(也称为“造雪机”)制备。这类装置将水作为液滴喷雾到冷环境空气中，所述液滴冷冻或结晶以产生雪。造雪的可能性以及所造雪的质量取决于存在的大气条件。一般而言，环境空气越冷，越容易产生质量好的人造雪。作为推论，在接近0℃的负温度的很常见条件下不容易产生优质的雪。造雪装置可包含牢固固定在地面上的杆，它借助独特供应源将粉尘、加压水和加压空气运送到位于其自由端、几米或者甚至约10米高处的造雪头。造雪头通常包含多个喷嘴，根据气候条件借助一个或几个阀调整其加压水和加压空气供应源以使待产生的人造雪的质量最佳化。造雪装置也是已知的，其包含与风扇结构连接的水雾化喷嘴，调整其空气流以确保产生的水滴分散到环境空气中。在两种情况下，如果仅使用该水喷雾，则液滴不会在飞行中，而是仅在接触地面时冷冻，因此产生冰片。这是由于所谓的“过冷”现象，其防止纯水在零下几十摄氏度之前自然冷冻。因此，证明了为在相对高的温度下使水冷冻，必需借助一个或几个称为“成核剂”的外体引发该过程。为此，通常借助与水雾化喷嘴连接的一个或几个称为“成核器”的装置将冰核喷射到上述造雪装置的主射流中。该方法是有效的，但是它要求通常通过加压空气的暴力膨胀产生冷，因此它消耗高能量。因此，对造雪装置的成本的影响是显著的。还可通过在水上施加震动，特别是通过超声波进行成核。然而，相应的装置是复杂的，并且消耗大量能量；此外，不用加压空气，成核剂不能良好地分布于射流中，且所需功率变得比通过常规压缩空气成核所需的更高。文献US-4200228提出提高温度的另一解决方法，由该方法，造雪装置可以良好条件进行并且不用加压空气而产生雪。为此，提供将充当成核剂的颗粒结合到水中，所述颗粒为衍生自微生物的细胞片段的形式并且包含能够在将这种水作为细滴喷雾到空气中时引起结晶的蛋白质。相应的粉末形式的产品以SNOMAX(注册商标)名由SNOMAXCompany出售。该产品在-2.8℃下起作用，并且是目前生产的较好的工业成核剂。它的存在还具有其它长处，那样使雪更容易工作，因此节约了雪整理时间。然而，用于制造人造雪的这种生物产品的生产是相当昂贵的。此外，它要求特别冷的储存条件，并且考虑到它的生物性质，它的实施要求粘合操作程序。存在其它较高性能的成核剂，例如聚乙醛，在-0.4℃下是活性的，但它们不能用于生产雪，特别是因为它们的毒性。因此，需要提供用于制造人造雪的一类新成核剂，它是便宜的，容易实施并且低污染。
技术实现思路
为了弥补现有技术的上述缺点，本专利技术提出一种造雪方法，所述方法包括将成核剂颗粒结合到水中，并借助生产雪或冰的装置将所述包含所述成核剂颗粒的水喷雾到温度低于0℃的表面上或环境(有利地温度为-4℃至-0.5℃的环境)中；该方法的特征在于所述成核剂颗粒由单位当量球直径低于15μm，优选低于5μm的硅酸盐颗粒组成。根据另一特征，至少10％的所述硅酸盐颗粒包含至少一个通过表面孔打开并且由侧壁限定，从而限定其内部体积的微腔，调整所述至少一个微腔以在将所述水喷雾到温度为-4℃至-0.5℃的环境中时在其内部体积中引发冰的生成或产生。有利地，该方法包括使用硅酸盐颗粒基质(base)，在所述基质中，至少80％的颗粒具有低于15μm，优选低于5μm的单位当量球直径。“当量球直径”意指具有与成核剂颗粒相同的体积的球的直径。用选自长石、网状硅酸盐、链状硅酸盐和层状硅酸盐的硅酸盐颗粒，得到有意义的结果。特别是，硅酸盐有利地为微斜长石类型的长石和/或正长石类型的长石。因此，特别是可使水滴在-2.8℃以上且至多-0.3℃的冷盘上结晶。根据该方法的另一非限定性且有利的特征，单独地采用或者根据所有技术上可能的组合：-为了造雪，将硅酸盐颗粒以5×105-2×1010个颗粒/升水，优选5×105-7×108个颗粒/升水的数量结合到水中；-包含所述硅酸盐颗粒的水的所述喷雾包括将水以尺寸为100-700μm的液滴的形式喷雾；-将硅酸盐颗粒结合到水中以得到1个硅酸盐颗粒/10个水滴至10个硅酸盐颗粒/水滴。仍优选，本专利技术方法提供在将颗粒结合到水中以前使所述颗粒经受至少一种活化处理，所述至少一种活化处理适于在所述颗粒的表面上制备微腔，使得可提高所述颗粒能够引发冰形成时的温度。该微腔(或者孔或小孔)的制备可在于产生在应用处理以前不存在的微腔，或者将先前至少部分关闭的预先存在的微腔打开(或揭开)。所述微腔由表面孔打开，并且它们由侧壁限定，其深度有利地大于相当于所述表面孔的表面的圆盘的直径(所谓的当量直径)。在该框架内，有利地应用以下处理中的一种或几种：-对预先水浸渍的颗粒应用至少一种冷处理，优选由加热阶段隔开的至少两种顺序的冷处理。所述冷处理则有利地在于将颗粒在至少10分钟期间冷却至-7℃以下，然后在至少10分钟期间将它们加热至0℃以上。-将所述颗粒浸入苛性钾水溶液中；所述活化处理有利地包括步骤：将所述颗粒在至少20分钟期间并且在0-90℃的温度下浸入苛性钾水溶液中。-向颗粒应用超声波清洗和所述颗粒分离步骤；所述超声波处理步骤有利地在一种上述处理以前在含水介质中进行。-将所述颗粒在合适的反应器中，优选在至少20分钟期间，在0-300℃的温度下暴露于臭氧气氛。-将所述颗粒在合适的反应器中，优选在至少10分钟期间，在0-300℃的温度下暴露于氧等离子体。本专利技术还提出一种粉状产品，其由单位当量球直径低于15μm的硅酸盐颗粒组成，其中所述产品意欲结合到水中以在上述雪或冰制造方法的框架内用作成核剂。在该产品中，优选至少10％的硅酸盐颗粒包括至少一个通过表面孔打开并且由侧壁限定的微腔；仍优选，所述至少一个微腔的深度大于其表面孔的当量直径。所述至少一个微腔的该表面孔优选具有100-1000nm的当量直径和700nm至3μm的深度。本专利技术又提出该粉状产品在进行上述人工造雪方法的框架内用作成核剂的用途。硅酸盐粉末的制备为得到硅酸盐颗粒，使用有利地选自长石、网状硅酸盐、链状硅酸盐和层状硅酸盐的类型的岩块，借助破碎机(例如颚式破碎机或砾磨机)将其干粉碎，直至得到其至少80％具有低于15μm，优选低于5μm的单位当量球直径的颗粒粉末。例如，至少80％的所得颗粒具有1-7μm的单位当量球直径。在粉碎期间或者以后可向颗粒应用一种或几种处理。这些处理可意欲：-通过粒度将颗粒分级，-选择最活性的颗粒，-改进颗粒的活性。阐述材料对结晶引发的效率的试验由于成核剂效率的全规模试验的进行是长期且昂贵的，本专利技术使用可在实验室中进行，基于板或片的冷却以及在引发校准水滴结晶时的小规模温度下的观察的已知方法。方案#1：制备待测试硅酸盐材料的薄板或片，其厚度为约0.5-1mm并且在其上沉积一滴蒸馏水。将该制备放在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种造雪方法，其包括将成核剂颗粒结合到水中并借助生产雪或冰的装置将所述包含所述成核剂颗粒的水喷雾到温度低于0℃的表面上或环境中，其特征在于所述成核剂颗粒由单位当量球直径低于15μm的硅酸盐颗粒组成。

【技术特征摘要】
2018.02.23 FR 18515821.一种造雪方法，其包括将成核剂颗粒结合到水中并借助生产雪或冰的装置将所述包含所述成核剂颗粒的水喷雾到温度低于0℃的表面上或环境中，其特征在于所述成核剂颗粒由单位当量球直径低于15μm的硅酸盐颗粒组成。2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述成核剂颗粒由单位当量球直径低于5μm的硅酸盐颗粒组成。3.根据权利要求1的方法，其特征在于所述方法包括使用硅酸盐颗粒基质，在该基质中，至少80％的颗粒具有低于15μm，优选低于5μm的单位当量球直径。4.根据权利要求1的方法，其特征在于硅酸盐选自长石、网状硅酸盐、链状硅酸盐和层状硅酸盐。5.根据权利要求4的方法，其特征在于硅酸盐为微斜长石类型的长石和/或正长石类型的长石。6.根据权利要求1的方法，其特征在于硅酸盐颗粒以5×105-2×1010个颗粒/升水，优选5×105-7×108个颗粒/升水的数量结合到水中。7.根据权利要求1的方法，其特征在于包含所述硅酸盐颗粒的水的所述喷雾包括将水以尺寸为100-700μm的液滴的形式喷雾。8.根据权利要求7的方法，其特征在于将硅酸盐颗粒结合到水中以得到1个硅酸盐颗粒/10个水滴至10个硅酸盐颗粒/水滴。9.根据权利要求1的方法，其特征在于将水喷雾到温度为-4℃至-0.5℃的环境中。10.根据权利要求1的方法，其特征在于所述方法包括在将颗粒结合到水中以前使所述颗粒经受至少一种活化处理，其中所述至少一种活化处理适于在所述颗粒的表面上产生至少一个微腔。11.根据权利要求10的方法，其特征在于所述方法包括在所述颗粒的表面上产生至少一个微腔，其中所述微腔通过表面孔打开并且由侧壁限定，所述至少一个微腔的深度大于相当于所述表面孔的表面的圆盘的直径。12.根据权利要求10的方法，其特征在于所述至少一种活化处理包括向预先水浸渍...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·加尔文，A·贝达格尔，
申请(专利权)人：泰克诺阿尔平法国公司，康斯乔最高科学研究公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR