CA2319692A1 - Generateur de particules de glace, de neige, ou nucleateur, integre dans une tete de pulverisation d'eau - Google Patents

Abstract

Le dispositif de nucléation est associé à une tête de pulvérisation (1) et il fonctionne soit en mélange interne, soit en mélange externe. Le rapport air/eau est au moins égal à 200 et l'eau sous pression provient de l'alimentation des buses de pulvérisation (11) de la tête, ce qui, par la simple circulation d'eau, au niveau du dispositif de nucléation (27), permet d'éviter les problèmes de gel. Ce dispositif de nucléation comprend des moyens en forme de buse pour la pulvérisation (11) à grande vitesse d'air comprimé et en forme de gicleurs (13) de très faible diamètre pour la pulvérisation d'eau sous pression dans le flux d'air. Selon une variante, le dispositif de nucléation se présente sous la forme d'un mini canon (52) à neige haute pression.

Description

GÉNÉRATEUR DE PARTICULES DE GLACE, DE NEIGE, OU NUCLÉATEUR, INTÉGRÉ DANS UNE TETE DE PULVÉRISATION D'EAU
La présente invention concerne un générateur de particules de glace ou de neige, encore appelé dispositif de nucléation ou nucléateur, intégré dans une tête de pulvérisation d'eau sous pression pour la fabrication de neige de culture.
Ces dispositifs de nucléation sont pratiquement indispensables lorsque la fabrication de neige de culture est réalisée au moyen de simples têtes de pulvérisation d'eau, afin de réaliser un ensemencement et une production rapide de neige c'est-à-dire même dans des conditions limites de température et d'hygrométrie.
Les dispositifs de nucléation, ou nucléateurs, sont des dispositifs particulièrement sensibles aux conditions atmosphériques et en particulier au gel.
Ces nucléateurs fonctionnent de plus avec un très faible débit d'eau et sont généralement alimentés par un circuit spécial qui règle le débit et la pression, lequel circuit est installé en dérivation du circuit d'amenée de l'eau sous pression aux différentes buses de la tête de pulvérisation.
La présente invention propose un dispositif de nucléation qui, de par sa conception et son association avec la tëte de pulvérisation, permet de surmonter les inconvénients rappelés ci-dessus.
Elle permet de surmonter les inconvénients liés aux conditions atmosphériques, comme le gel qui provoque une obturation des orifices d'écoulement du fait des sections relativement faibles dans lesquelles s'écoule l'eau sous pression.
Elle permet aussi de s'affranchir des installations compliquées, en simplifiant de façon singulière, les moyens qui permettent d'alimenter ces dispositifs de nucléation.
Le dispositif de nucléation selon l'invention comprend des moyens d'injection d'un petit jet d'eau sous pression dans un courant d'air, à grande vitesse, avec un très grand rapport airleau, et le mélange air-eau s'effectue soit

2 PCT/FR99100258 de façon interne dans une chambre de mélange intégrée à la tête de pulvérisation, soit de façon externe c'est-à-dire en-dehors de ladite tête, et ces moyens d'injection d'eau au moins se situent dans ladite tête et trempent dans le circuit d'eau qui alimente en permanence sous pression la ou les buses de pulvérisation et, simultanément, lesdits moyens d'injection.
Toujours selon l'invention, le rapport air/eau de ce dispositif de nucléation est au moins égal à 200, et l'injection d'eau dans le courant d'air sous pression, s'effectue à travers un ou plusieurs orifices de section très faible, dont le diamètre est de l'ordre de 1 mm et moins. Cette section particulièrement faible permet de réaliser une perte de charge importante au niveau du nucléateur et surtout évite tout recours à un système détendeur lorsque l'eau sous pression provient du circuit d'alimentation des buses de la tête de pulvérisation. La pression dans ce circuit d'alimentation des buses peut varier dans des proportions importantes, sans influencer le fonctionnement du dispositif de nucléation.
- Toujours selon l'invention, le dispositif de nucléation qui réalise un mélange externe comporté une buse de pulvérisation d'air qui est munie d'un déflecteur pour réaliser un jet à spectre plat, et il comporte une buse ou gicleur pour la pulvérisation de l'eau, dont le jet percute le flux d'air plat sous un angle de l'ordre de 45°.
Selon une variante de réalisation, le dispositif de nucléation se présente sous la forme d'un mini canon à neige haute pression alimenté en air sous pression et directement en eau sous pression au moyen du canal d'alimentation de la ou des buses de pulvérisation, lequel mini canon se présente sous la forme d'une cartouche implantée dans la tête de pulvérisation et cette cartouche s'étend entre un canal d'amenée d'air sous pression et la paroi externe aval de ladite tête, en traversant au moins un canal d'amenée de l'eau sous pression à une ou plusieurs buses de pulvérisation.
Toujours selon l'invention, la chambre de mélange du mini canon est de forme cylindrique et son diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la buse , ou gicleur, d'extrémité, laquelle buse a un orifice de sortie dont la

3 section, qui est circulaire ou avale, a un diamètre équivalent au maximum à 10 mm.
Selon une autre disposition de l'invention, le ou les orifices qui permettent l'injection d'eau sous pression dans la chambre de mélange, comprennent un trou débouchant dans ladite chambre, dont le diamètre est de l'ordre de 1 mm et dont la longueur est du même ordre que ledit diamètre, lequel trou peut être aménagé au centre d'un forage ou lamage de grand diamètre, au moins dix fois le diamètre dudit trou débouchant, de façon à
former une sorte de diaphragme au niveau de l'entrée du jet d'eau dans ladite chambre de mélange.
La présente invention propose, également en association avec ces nucléateurs, une tête de pulvérisation dont les capacités peuvent par exemple, être modifiées facilement selon les besoins.
Selon l'invention, la tête de pulvérisation à laquelle est associé le dispositif de nucléation, est constituée d'un corps qui comprend au moins deux bases de pulvérisation alimentées de façon distincte en eau sous pression, laquelle tête comporte un' pied un pied qui est aménagé de façon à permettre sa fixation sur une perche, laquelle perche comporte par exemple plusieurs conduits d'alimentation en eau et éventuellement en air sous pression, lesquels conduits sont disposés en relation avec des orifices aménagés dans ledit pied pour alimenter les différentes buses de ladite tête.
Selon une autre disposition de l'invention, le corps de la tëte de pulvérisation est constitué d'une pièce moulée de forme annulaire ou autre, en alliage léger par exemple, laquelle pièce est munie de chambres d'alimentation des buses de pulvérisation de l'eau sous pression, lesquelles chambres sont par exemple obtenues directement par moulage, chacune d'elles étant alimentée au moyen d'un canal disposé à la partie inférieure du corps de façon à permettre la vidange totale desdites chambres lorsque la tête de pulvérisation est inactive, Lesquelles chambres sont de plus adjacentes, disposées côte à
côte, décalées axialement par rapport à l'axe du jet de la pulvérisation, et elles sont chacune traversées par des forages axiaux qui permettent de loger lesdites buses de pulvérisation en forme de cartouches, lesquelles cartouches

4 comportent au moins un orifice qui débouche dans l'une des chambres, pour permettre leur alimentation en eau sous pression.
La tête de pulvérisation peut ainsi comporter des familles de buses ;
chaque famille étant alimentée par une même chambre.
Toujours selon l'invention, la tête de pulvérisation comporte, en amont des chambres d'alimentation des buses de pulvérisation en eau sous pression, une chambre alimentée en air sous pression, et la cartouche du dispositif de nucléation traverse les différentes chambres d'eau sous pression et débouche à son extrémité amont dans ladite chambre d'air sous pression, laquelle cartouche comporte aussi au moins un orifice qui débouche dans l'une desdites chambres d'eau sous pression, et en particulier la chambre principale disposée en amont des autres, pour permettre l'injection d'eau dans le flux d'air qui circule dans ladite cartouche par la chambre de mélange, et ce mélange air-eau est pulvérisé par la buse du nucléateur sous forme de glace ou de neige.
La tête de pulvérisation avec dispositif de nucléation incorporé selon une variante de l'invention, comporte au moins deux buses alimentées de façon séparée par des circuits distincts d'eau sous pression, ces buses sont disposées radialement sur la périphérie d'une chemise tubulaire dont l'axe est proche de la verticale dans les conditions normales de fonctionnement, laquelle chemise renferme un noyau qui est muni de cloisons radiales pour diviser de façon étanche l'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres : - une chambre principale et - au moins une chambre secondaire qui est mise en oeuvre après la chambre principale si nécessaire, lesquelles chambres servent à alimenter une ou plusieurs buses, lequel noyau est muni de canaux internes connectés sur lesdits circuits d'eau sous pression de façon à alimenter chaque chambre.
Toujours selon l'invention, la partie supérieure de la tête de pulvérisation comprend un chapeau muni d'au moins un dispositif de nucléation disposé à
côté ou dans le champ de la ou des buses de la chambre principale, lequel dispositif est alimenté en eau et en air sous pression, laquelle alimentation s'effectue, pour l'eau, par le canal d'alimentation de ladite chambre principale, lequel canal transite dans ledit chapeau, et l'alimentation en air s'effectue au

5 PCT/FR99/00258 moyen d'un canal spécifique aménagé dans le noyau et dans le chapeau, au centre de ces derniers.
Toujours selon l'invention, le dispositif de nucléation est intégré
radialement dans la tête, traversant la chemise tubulaire et s'emmanche dans le noyau central jusqu'au canal d'arrivée d'air sous pression.
Selon une variante, le dispositif de nucléation comprend une cartouche constituant la chambre de mélange et deux buses de pûlvérisation du mélange air-eau, chaque buse étant orientée parallèlement aux faces des dièdres dans lesquels sont par exemple alignées les buses de pulvérisation de l'eau sous pression.
Dans les différents cas ci-dessus, le corps du dispositif de nucléation trempe dans l'eau qui circule dans la chambre principale, évitant le gel et le bouchage du ou des petits orifices du fait de la circulation permanente de l'eau dans ladite chambre.
Selon une autre disposition de l'invention, toujours dans le but d'éviter les phénomènes de gel au niveau de la tête, les différents canaux d'alimentation des chambres de ladite tête débouchent à la partie inférieure de chaque chambre permettant ainsi une vidange totale de ces dernières lors de Parrêt de l'installation.
L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés donnés à titre indicatif et dans lesquels - la figure 1 représente de façon schématique, un mode de réalisation d'une tête de pulvérisation susceptible d'être associée à un dispositif de nucléation selon l'invention ;
- la figure 2 représente de façon schématique et simplement fonctionnelle, une section du corps de la tête de pulvérisation et l'implantation d'une cartouche faisant office de buse de pulvérisation, alimentée par la chambre amont dudit corps ;
- la figure 3 représente, comme pour la figure 2, une section schématique du corps de la tête de pulvérisation avec une cartouche faisant office de buse, aménagée pour coopérer avec la chambre centrale ;

6 PCT/FR99/00258 - la figure 4 représente comme précédemment, une cartouche faisant office de buse de pulvérisation, coopérant avec la chambre aval du corps ;
- la figure 5 représente l'alimentation des différentes chambres du corps de la tête de pulvérisation ;
- la figure 6 représente une élévation en coupe longitudinale et verticale d'une tête de pulvérisation selon un premier mode de réalisation du dispositif de nucléation selon l'invention ;
- la figure 7 représente une vue de face de la tête de pulvérisation représentée figure 6 ;
- la figure 8 représente une vue de dos de la tête de pulvérisation représentée figures 6 et 7 ;
- la figure 9 représente d'une façon plus détaillée, le dispositif de nucléation installé en amont du corps de la tête de pulvérisation telle que représentée figures 6 à 8 ;
- la figure 10 représente une variante d'implantation du dispositif de nucléation dans la tëte de pulvérisation, lequel dispositif de nucléation se présente sous la forme d'un mini canon à neige du type haute pression ;
- la figure 11 représente une variante de réalisation de la tête de pulvérisation selon l'invention avec une coupe verticale et axiale du dispositif de nucléation ;
- la figure 12 représente d'une façon détaillée et agrandie, un orifice d'introduction d'eau sous pression dans la chambre de mélange du dispositif de nucléation ;
- la figure 13 représente une vue de dessus de la tête de pulvérisation ;
- la figure 14 représente la tête en coupe selon 14-14 de la figure 11 ;
- la figure 15 représente la tête en coupe selon 15-15 de la figure 11 ;
- la figure 16 représente la tête en coupe selon 16-16 de la figure 11 ;
- la figure 17 représente une variante de la tëte de pulvérisation représentée figure 11, en coupe verticale passant par le dispositif de nucléation ;
- la figure 18 représente une coupe selon 18-18 de la figure 17 ;
- la figure 19 représente une variante d'un dispositif de nucléation à deux buses, commun à deux rangées de buses de pulvérisation.

WO 99/40381 ~ PC'T/FR99/00258 La tâte de pulvérisation peut se présenter, comme montré figure 1, sous la forme d'un manchon annulaire 1 porté par un socle ou pied 2. Cette tête comporte sur sa face aval 3, plusieurs orifices représentés par des croix.
L'eau qui arrive sous pression au niveau de ces orifices, est pulvérisée axialement.
Cette tête de pulvérisation 1 est aménagée pour recevoir au niveau des orifices précités, plusieurs familles de buses de pulvérisation comme par exemple la famille numéro 1 qui comporte les buses repérées 1.1, 1.2, 1.3 ...
etc, jusqu'à 1.6, ainsi qu'une famille numéro 2 repérée 2.1, 2.2, par exemple et une famille numéro 3 repérée 3.1, 3.2.
Chaque famille 1, 2, 3 est alimentée en eau sous pression d'une façon distincte, selon des caractéristiques propres à chacune d'elles.
On peut ainsi, à partir d'une même tëte, obtenir une grande variété de pulvérisations en terme de débit notamment, adaptées à tous tes besoins.
Pour obtenir cette polyvalence, la tête 1 et en particulier son corps, comprend plusieurs chambres comme représenté 5gures 2 à 5, chacune des chambres servant à alimenter une famille ou série de buses de pulvérisation.
Les figures 2 à 5 montrent, de façon schématique et simplement fonctionnelle, une section du corps de la tête de pulvérisation. Ce corps, de forme annulaire, figure 1, peut tout aussi bien être rectiligne ou autre comme par exemple en forme de diapason ; il comporte plusieurs chambres et en particulier trois chambres dans les exemples détaillés figures 2 à 5. Ainsi, on trouve une chambre amont 5 constituant la chambre principale, une chambre centrale 6 et une chambre aval 7.
Ces chambres sont disposées côte à côte, séparées par des cloisons 56 pour les chambres adjacentes 5 et 6, et 67 pour les chambres 6 et 7.
Ces différentes chambres sont forées selon un axe 8 qui est orienté
parallèlement à l'axe 9 de la tête de pulvérisation. Ce forage traverse la paroi aval 3, les cloisons 56 et 67 et, comme représenté figures 2 à 4, la paroi amont 10 du corps de la tëte.
Ce forage permet de loger une buse de pulvérisation 11 qui se présente sous la forme d'une cartouche 12 fermée à son extrémité amont et munie d'un gicleur 13 à son extrémité aval.

WO 99/40381 $ PCT/FR99/00258 L'étanchéité entre la cartouche 12 et les différentes parois des chambres et du corps de la tëte 1 est réalisée au moyen de joints 14. La cartouche 12 est immobilisée par tout moyen approprié sur le corps 1.
La buse de pulvérisation 11 représentée figure 2, est une buse qui correspond à la famille numéro 1. Cette buse est en communication avec la chambre 5 qui reçoit de l'eau sous pression, comme représenté figure 5, au moyen d'une conduite d'alimentation 15.
De la même façon, les chambres 6 et 7 sont alimentées de façon séparée et respectivement par des conduits 16 et 17.
Chaque chambre 5, fi ou 7, est donc utilisable pour alimenter les différentes familles de buses.
Ainsi, comme représenté figure 2, la chambre 5 alimente les buses de la famille numéro 1. La cartouche 12 comporte en effet un ou plusieurs orifices qui permettent de mettre en communication la chambre 5 avec la buse, l'eau étant éjectée à travers le gicleur 13.
Les figures 3 et 4 représentent comme la figure 2, une section des chambres 5, 6 et 7 ainsi que des buses 11.
La figure 3 montre une buse 11 dont la cartouche 12 comporte des orifices 22 qui permettent de mettre ladite buse en communication avec la chambre 6 pour pulvériser l'eau sous pression à travers le gicleur 13.
La figure 4 montre la buse 11 et en particulier sa cartouche 12 munie d'orifices 23 qui mettent en communication ladite buse avec la chambre 7.
La figure 1 illustre, pour un premier mode de réalisation, une tête de pulvérisation qui comporte un corps en forme de manchon annulaire muni d'un pied 2. Le corps et le pied 2 sont de préférence réalisés par moulage de façon monobloc, en alliage léger. Les chambres 5, 6 et 7 qui sont de forme annulaire, peuvent être obtenues directement par moulage.
Le pied 2 comporte les canaux correspondant aux tubulures 15, 16 et 17 représentées figure 5. Ce pied 2 est également aménagé pour pouvoir être fixé
par exemple sur une perche 25 comme celle décrite dans le document précité
FR-2 743 872.

Cette perche 25 qui apparaît en traits mixtes fins figure 6, comporte des tubulures obtenues par exemple directement par filage, qui permettent d'alimenter en eau sous pression les chambres du dispositif de pulvérisation et, en plus, grâce à une canalisation centrale, d'alimenter en air sous pression, un dispositif de nucléation ou nucléateur.
La répartition des alimentations d'eau sous pression apparaît figure 8, avec, au centre, l'orifice d'entrée du canal 18 pour le passage de l'air. Ce canal 18 sert à alimenter en air sous pression le dispositif de nucléation 27 qui est représenté en coupe figure 6 et de façon plus détaillée figure 9.
Ce dispositif de nucléation comprend un support 29 en forme de barreau vertical centré dans le plan vertical médian de la tête de pulvérisation et fixé à
l'entrée amont de ladite tête. Ce support 29 comporte un canal 30 qui sert au passage de l'air sous pression et un canal 31 qui sert au passage de l'eau sous pression, lequel canal 31 est alimenté au moyen d'une dérivation 32 ou piquage sur le canal 15 d'alimentation de la chambre 5 qui constitue la chambre principale.
Le canai 31 s'étend également à la partie supérieure du support 29 et il permet l'alimentation d'une buse particulière 11' qui traverse les chambres 5, 6,

7, et la partie supérieure du support 29. Cette buse 11' se présente sous la forme d'une cartouche également montée de façon étanche dans le corps 1 et cette buse 11' est munie, au niveau du canal 31, d'orifices 33 qui permettent le passage de l'eau sous pression jusqu'au gicleur de pulvérisation 13.
On obtient ainsi une circulation d'eau dans le support 29 et comme détaillé ci-après, dans le nucléateur 27 proprement dit, ce qui a pour effet d'éviter le gel voire de dégivrer le gicleur d'eau et/ou d'air dudit nucléateur, lors de la mise en service de l'installation ou pendant son fonctionnement.
Le canal 30 aménagé dans le support 29 est en communication avec le canal 18 qui véhicule l'air sous pression.
La figure 9 montre d'une façon plus détaillée, le nucléateur 27 proprement dit. Ce nucléateur comprend dans l'exemple représenté, un gicleur centra! 35 qui pulvérise l'air amené sous pression par le canal 30, et un gicleur 36 pour pulvériser l'eau qui est amenée sous pression par le canal 31.

On remarque que l'air sous pression arrive dans une chambre 37 aménagée dans le support 29 et centrée sur l'axe 9 de la tête de pulvérisation.
Cette chambre 37 est obturée par un chapeau 39 fixé à l'arrière c'est-à-dire en amont du support 29 et ce chapeau soutient un filtre 40 qui est interposé
entre 5 le canal 30 et le gicleur 35.
Le gicleur 35 est monté sur un bloc foré 41 qui est fixé sur la face aval du support 29. Ce bloc 41 comporte une cavité axiale centrée sur l'axe 9 pour loger le gicleur 35 et on remarque une chambre 42 aménagée autour du gicleur 35, sensiblement à mi-longueur, laquelle chambre 42 communique avec des 10 canaux 43 qui permettent une jonction des canaux 31 disposés dans la partie inférieure et dans la partie supérieure du support 29. Ces canaux 43 établissent une circulation d'eau continue dans le bloc foré 41, autour du gicleur 36 et autour du gicleur 35.
Le gicleur 35 est un gicleur du type muni d'un déflecteur 45 qui permet 15~ d'obtenir un jet plat. Ce jet d'air plat est percuté par le jet d'eau du gicleur 36.
Ce gicleur 36 est en effet disposé sous le gicleur 35, faisant un angle de l'ordre de 45° avec l'axe 9 du gicleur 35. En percutant le jet d'air, le jet d'eau se transforme en particules de glace ou de neige qui vont ensemencer les jets des différentes buses 11 et 11' en service.
L'orifice 38 du gicleur 36 a un diamètre très faible, inférieur à 1 mm. Ce gicleur 36 trempe dans l'eau qui circule pour alimenter la buse 11', ce qui permet d'éviter le gel et l'obturation de l'orifice 38.
De plus, cet orifice 38, par sa très petite taille, permet d'obtenir un jet régulier quelle que soit la pression dans le circuit d'alimentation de la buse 11'.
Le dispositif de nucléation ci-dessus est du type à mélange externe c'est-à-dire que l'eau et l'air sont mélangés à l'extérieur de la tête de pulvérisation mais dans la cavité centrale 39 du corps et en amont des buses 11. Le mélange ai-eau s'effectue avec un très grand rapport au moins égal à
200.
La figure 7 montre les différentes buses 11 réparties sur la face aval 3 du corps de la tête ainsi que la buse 11' disposée à la partie supérieure dans le plan vertical médian. Les gicleurs de ces différentes buses sont par exemple WO 99/40381 ~ ~ PCT/FR99/00258 des gicleurs à spectre plat, disposés dans des plans parallèles entre eux de façon à former des strates.
On retrouve aussi dans le plan vertical médian le gicleur 35 disposé au centre du dispositif de pulvérisation ainsi que le gicleur 36 qui projette un jet d'eau sous pression dans le jet d'air du gicleur 35.
Les différentes buses 11 et la buse 11', provoquent et induisent un courant d'air dans le corps de la tête 1 et autour dudit corps, favorisant le mélange eau/air pour la formation de neige.
La figure 8 montre, vue de l'arrière, la tête de pulvérisation munie du dispositif de nucléation 27.
On remarque, sur la face amont du corps de la tëte, les différentes vis 50 qui permettent l'assemblage des buses 11 et en particulier l'assemblage des cartouches 12 formant ces buses.
La buse 11' est fixée elle aussi au moyen d'une vis 51 qui apparaït figures 6 et 8.
La figure 10 représente une variante de réalisation dans laquelle le nucléateur est directement intégré dans le corps de la tête de pulvérisation.
Ce nucléateur se présente en fait sous la forme d'une cartouche particulière en forme de mini canon à neige haute pression, disposée à la partie supérieure du corps de ia tête 1.
Le corps comporte en plus des chambres 5, 6 et 7 qui sont alimentées en eau sous pression, une chambre 4 disposée en amont des chambres précédentes, de forme annulaire également, et qui est alimentée en air sous pression au moyen du canal 18 qui est aménagé dans le pied 2 et communique avec ladite chambre 4.
On obtient ainsi un dispositif de pulvérisation particulièrement compact et homogène sur lequel on dispose d'un nucléateur constitué d'un mini canon 52 et de buses de pulvérisation classiques 11 réparties sur la face aval 3 du corps de la tâte selon plusieurs familles, chacune de ces familles étant alimentée au moyen des chambres 5, 6 ou 7 en fonction des besoins avec bien sûr toutes possibilités pour réaliser une sorte de panachage des buses.

La buse ou mini canon 52 comprend une cartouche 53 qui traverse de façon étanche les chambres 5, 6 et 7.
Cette cartouche 53 est munie d'une cavité axiale qui fait office de chambre de mélange 54 et sa paroi est percée d'au moins un orifice 55 situé
dans la chambre 5, laquelle chambre est alimentée en eau sous pression. La cartouche 53 trempe ainsi dans l'eau d'alimentation des buses 11 ce qui permet d'éviter le gel du ou des orifices 55.
Le ou les orifices 55 ont ensemble une section qui correspond ou qui est même inférieure à la section circulaire d'un orü'tce dont le diamètre serait de l'ordre de 1 mm. La perte de charge provoquée par ce ou ces orifices permet un fonctionnement du nucléateur quelle que soit la pression de l'eau dans la chambre 5 notamment.
La paroi amont de la chambre de mélange 54 comporte des orü'ices 56 pour permettre le passage de l'air sous pression provenant de la chambre 4.
Le mélange eau-air s'effectue dans la chambre 54 et sort par le gicleur ou buse 57. II s'agit d'un mélange à grand rapport air/eau, au moins égal à
200.
L'extrémité amont de ia cartouche 53 se présente sous la forme d'une tige centrale 59 au niveau du canal 60 qui met en communication la chambre 8 avec la chambre 54 du mini canon.
En amont de ia tige 59, on trouve la vis d'assemblage 50' qui permet de fixer la cartouche 53 constituant le mini canon 52, sur le corps 1 grâce à
l'épaulement 61 situé à la partie aval de ladite cartouche. Cet épaulement se retrouve également, à l'identique, sur les cartouches 12 détaillées auparavant.
La tëte de pulvérisation représentée figure 1 et figure 11, est plus particulièrement destinée à être installée également à l'extrémité d'une perche comme dans le cas de l'installation décrite dans le brevet FR-2 743 872 de la demanderesse.
Entre la tête de pulvérisation 1 proprement dite et l'extrémité supérieure du mât 25, une pièce 63 peut servir d'intermédiaire, comme représenté figure 11. Cette pièce 63 est légèrement coudée pour donner à la tête 1 une inclinaison favorable, proche de la verticale, ou légèrement inclinée pour ____ provoquer une pulvérisation de l'eau selon un angle qui favorise une projection sur la plus grande distance possible en fonction des besoins et du site.
La tête 1, ügure 11, est constituée d'une chemise tubulaire 64 et d'un noyau cylindrique 65 centré dans ladite chemise, et dont le diamètre est inférieur à celui de ladite chemise pour permettre le passage de l'eau sous pression. Le noyau 65 comporte des cloisons radiales circulaires qui divisent l'espace interne entre la chemise 64 et ledit noyau, en plusieurs chambres.
Ainsi on trouve = une chambre principale 66, à la partie supérieure de la tëte de pulvérisation, délimitée par les cloisons 67 et 69 du noyau 65, - une chambre intermédiaire 70 délimitée par les cloisons 69 et 71 et une chambre inférieure 72 délimitée par les cloisons 71 et 73. La cloison 73 est située à
la partie inférieure du noyau 65 et la cloison 67 à la partie supérieure.
Chaque chambre alimente un ou plusieurs gicleurs 75 implantés sur une ou plusieurs génératrices de l'enveloppe cylindrique de la chemise 64.
La chambre 66 qui constitue la chambre principale, peut comporter plusieurs gicleurs 75 répartis sur plusieurs génératrices.
Les gicleurs 75 ~ des chambres 70 et 72 sont des gicleurs complémentaires qui sont mis en oeuvre indépendamment de ceux de la chambre 66, en fonction des conditions climatiques pour accroïtre selon ces conditions climatiques les quantités de neige produite.
Chaque chambre est alimentée par un canal qui débouche à sa partie inférieure.
On remarque, figure 11, l'orifice 76 qui débouche dans la chambre 66 à
sa partie inférieure c'est-à-dire au niveau de la cloison 69 du noyau 65. Un orifice 77 débouche à la partie inférieure de la chambre 70 au niveau de la cloison 71, et un orifice 79 débouche dans la chambre 72 au niveau de la cloison 73.
L'étanchéité entre la chemise 64 et les différentes cloisons 67, 69, 71 et 73, est réalisée au moyen de joints d'étanchéité toriques 80 disposés dans l'épaisseur desdites cloisons.
La partie inférieure du noyau 65 comporte une embase 81 en forme d'épaulement radial, sur lequel prend appui l'extrémité inférieure 82 de la chemise 64. Le noyau 65 s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure 83 de la chemise 64 et il est couvert par un chapeau 84 qui est fixé par des vis 85 prise dans l'extrémité cylindrique supérieure 86 du noyau 65. Le plan de joint 87 entre la chemise 64 et le chapeau 84 est disposé entre le joint torique 80 de la cloison 67 et un joint torique 89 disposé dans une gorge aménagée dans l'extrémité cylindrique supérieure 86 du noyau 65.
Le chapeau 84 est positionné par rapport au noyau 65 d'une façon précise soit au moyen d'une répartition originale des vis 85 et/ou d'un pion de centrage 90.
Cette position du chapeau 84 permet de placer la chemise 64 dans une position précise égaiement au moyen du pion de centrage 90 interposé entre les deux au niveau du plan de joint 87.
Le chapeau 84 comporte au moins un dispositif de nuciéation 91 qui fait en fait office de nucléateur, pour fabriquer des particules de glace ou de neige qui ensuite vont ensemencer les différents jets provenant des buses 75 de la tëte de pulvérisation. Ce dispositif de nucléation 91 comporte un corps cylindrique en forme de ' cartouche 92 insérée radialement dans un orifice aménagé à cet effet dans le chapeau 84, et une buse ou gicleur 93 qui est de préférence orientée vers tes jets des différentes buses ou gicleurs 75 de façon à réaliser l'ensemensement.
La cartouche 92 du dispositif de nucléation est fixée par tout moyen approprié dans le chapeau 84, par vissage par exemple ; elle sera détaillée plus loin.
Les gicleurs 75 sont alimentés en eau sous pression à partir de canaux qui amènent l'eau sous pression dans les différentes chambres. La répartition de ces canaux dans le noyau 65 apparaît sur les différentes coupes représentées figures 14 à 16 et, en pointillés sur la figure 11.
Le dispositif de nucléation 91 qui constitue en fait une sorte de mini canon à neige haute pression à très grande rapport airleau, au moins égal à
200; est alimenté en eau sous pression au moyen de l'un des canaux d'alimentation des chambres et en particulier au moyen du canal qui alimente la chambre principale 66.

Ce mini canon est également alimenté en air sous pression. On remarque, sur les figures 14 à 16 et figure 11, un canal 95 disposé au centre du noyau 65, qui se prolonge jusque dans le chapeau 84, en forme de trou borgne central. Ce canal 95 permet d'amener l'air sous pression jusqu'au niveau du 5 dispositif de nucléation 91 et en particulier à l'entrée aval de la chambre de mélange dudit dispositif, détaillé plus loin.
La chambre 66 est disposée juste en-dessous du dispositif de nucléation 91 ; elle est alimentée en eau sous pression au moyen d'un canal 96 qui s'étend lui aussi jusque dans le chapeau 84, lequel chapeau comporte une 10 cavité annulaire 97 qui est traversée par la cartouche 92 du dispositif de nucléation 91. Ainsi le canal 96 s'étend sur toute la langueur du noyau 65 ;
il communique avec la cavité annulaire 97 aménagée dans le chapeau 84 et un second canal 99 aménagé dans le noyau 65 s'étend de ladite cavité 97 du chapeau 84, jusqu'à la partie inférieure de la chambre 66, débouchant au 15 niveau de l'orü~ice 76 dans ladite chambre pour alimenter cette dernière.
- On remarque, figures 19 et 14, que la chambre .66 alimente plusieurs gicleurs 75, disposés par paires sur deux génératrices différentes. Ces gicleurs 75 sont alignés verticalement avec les gicleurs disposés au niveau des autres chambres 70 et 72 et également avec les dispositifs de nucléation 91.
Comme indiqué précédemment, l'orifice 76 se situe à la partie inférieure de la chambre 66. On remarque, dans le prolongement de cet orifice 76, un petit canal 100 de faible diamètre, qui s'étend entre le canal 99 et le canal 96, disposé de telle façon qu'il permet une vidange totale de l'eau située dans la chambre 66, lorsque l'alimentation en eau est coupée.
Le diamètre de ce canal 100 est de l'ordre du 1/5ème du diamètre des canaux 96 et 99 afin de conserver une circulation préférentielle de l'eau sous pression, dans la cavité 97 du chapeau 84.
La figure 15 montre une coupe au niveau de l'orifice 77 qui permet l'alimentation de la chambre 70 et des gicleurs 75. Cet orifice ?7 est atimenté
au moyen d'un canal 101 qui s'étend axialement dans le noyau 65.
On retrouve également figure 15, le canal 95 disposé au centre du noyau dans lequel circule l'air comprimé et le canal 96 qui sert à alimenter fa chambre 66 et dans le même temps, à alimenter les dispositifs de nucléation 91 tout en assurant autour de ces dispositifs de nucléation, une circulation d'eau constante qui permet d'éviter le phénomène de gel.
La figure 16 correspond à une coupe au niveau de l'orifice 79 qui sert à
alimenter la chambre 72 et les gicleurs inférieurs 75. Cette chambre 72 est alimentée au moyen d'un canal 102 qui s'étend parallèlement au canal 101, au canal 96 et au canal central 95 qui sert au passage de l'air comprimé.
On remarque que le canal 102 est situé sous le canal 99, centré
pratiquement sur le même axe. L'extrémité inférieure du canal 99 et l'extrémité
supérieure du canal 102 sont séparées par une distance qui correspond sensiblement à la hauteur de la chambre 70.
La figure 12 montre le détail de l'un des orifices d'introduction de l'eau sous pression dans la cartouche 92 du dispositif de nucléation 91.
Cette cartouche 92, de forme tubulaire, comporte dans sa partie centrale une chambre axiale 103 qui débouche en aval du côté du gicleur 93 et qui est ouverte en amont sur le canal 95 dans le chapeau 84.
Le diamètre de la' chambre axiale de mélange 103 est sensiblement supérieur au diamètre du gicleur de sortie 93. L'eau sous pression qui sert à
alimenter la chambre principale 66, est introduite de façon radiale dans la chambre de mélange 103 au moyen d'orifices 94, de préférence trois orifices répartis sur la périphérie de la cartouche 92, dont les jets peuvent être concourants sur l'axe de ladite chambre de mélange.
Ces orifices 94, dont l'un est représenté en coupe et de façon agrandie figure 12, se situent plutôt vers l'amont de la chambre de mélange 103.
Comme représenté figure 12, la paroi externe de la cartouche 92 est forée radialement avec un premier trou 104 dont le diamètre est inférieur à 1 mm, et un second trou ou lamage 105 de diamètre beaucoup plus important.
Le diamètre du trou 105 est de l'ordre de dix fois le diamètre du trou 104. La longueur du trou 104 est du même ordre que son diamètre. Ainsi l'eau sous pression est injectée dans la chambre de mélange 103 en franchissant une sorte de diaphragme qui permet ainsi au dispositif de nuciéation 91 de fonctionner quelle que soit la pression de l'eau introduite dans la chambre principale 66 pour l'alimentation des gicleurs 75.
A titre d'exemple, le dispositif de nucléation peut présenter les caractéristiques suivantes : pour une sortie au niveau du gicleur 93 de l'ordre de 5,2 mm, on adoptera un diamètre pour la chambre de mélange 103 de l'ordre de 7 mm et chacun des trois orifices 104 aura un diamètre de l'ordre de 0,6 mm.
Le fonctionnement de ce dispositif de nucléation 91 s'apparente à un mini canon à neige du type haute pression, dans lequel le rapport air/eau est très important, au moins égal à 200 et de préférence nettement supérieur.
La tëte de pulvérisation 1 et en particulier l'embase 106 du noyau 65 est fxée au moyen de vis 107 sur le raccord intermédiaire 63, lequel raccord 63 est lui-même fixé au moyen de vis non représentées, sur l'extrémité du mât 25.
La figure 13 montre la répartition des vis 85 qui permettent de fixer le chapeau 84 sur l'extrémité supérieure du noyau 65. La répartition des vis est telle, comme signalé précédemment, qu'elle impose une orientation précise de la tête par rapport au nojrau 65 et par voie de conséquence, une orientation définie également pour la chemise 64 qui porte les gicleurs 75, au moyen du pion de centrage 90 interposé entre ladite chemise et ledit noyau.
La figure 17 représente une variante de la tête de pulvérisation représentée figure 11.
Dans cette variante, on retrouve la même disposition des chambres 66, 70 et 72. Une simplification apparaît du fait de l'implantation des dispositifs de nucléation 91 qui sont incorporés directement au niveau de la partie inférieure de la chambre 66.
On retrouve sur cette figure 17 une portion de la pièce intermédiaire 63 sur laquelle est fixé le noyau 65'. Le noyau 65' se présente sous la forme d'une pièce moulée et usinée, en alliage léger, et ressemble à une sorte de tiroir hydraulique enfilé dans une enveloppe 64'. Cette enveloppe 64' est elle-même constituée d'une pièce moulé usinée, en alliage léger, maintenue entre l'épaulement inférieur 81 du noyau et le chapeau 84' qui est fixé par vis 85' à
l'extrémité supérieure 86' du noyau 85'.

1$
Les chambres 66, 70 et 72 sont, comme précédemment, disposées entre des cloisons. Ainsi on retrouve la cloison supérieure 67 qui délimite avec la cloison 69, la chambre annulaire 66.
La chambre annulaire 70 est délimitée par la cloison 69 et la cloison 71.
Cette cloison 71 est interposée entre la chambre 70 et la chambre 72, laquelle chambre annulaire 72 est délimitée à sa partie inférieure par ia cloison ou épaulement 73.
Pour faciliter le montage, les cloisons peuvent avoir des diamètres qui vont croissant légèrement depuis l'extrémité du noyau jusqu'à son embase 81.
Ces chambres sont alimentées comme précédemment pour la tëte représentée figure 11, par des conduits qui apparaissent en traits mixtes fins et qui débouchent par le biais d'un forage radial à la partie inférieure de chacune desdites chambres. Ces forages radiaux sont par ailleurs inclinés de façon à
permettre une vidange efficace et totale de chacune des chambres pour éviter le gel lors de l'arrët de la pulvérisation.
Ainsi, on retrouve l'orifice 76 qui permet d'introduire l'eau sous pression dans la chambre 66. Cette introduction dans la chambre 66 s'effectue directement à la partie inférieure sans passer comme précédemment, figure 11, par le chapeau 84.
La chambre 70 est alimentée par l'orifice 77 et la chambre 72 est alimentée par l'orifice 79.
Un conduit central 95, dans le noyau 65', permet d'amener l'air sous pression au dispositif de nuciéation 91. Ce dispositif de nucléation se présente comme précédemment figure 11, sous la forme d'une cartouche 92. Cette cartouche 92 traverse la paroi de l'enveloppe 64', de façon étanche, et elle est par exemple vissée sur cette paroi ; elle s'emmanche dans un orifice 110 aménagé radialement dans le noyau 65', lequel orifice débouche dans le canal 95 d'amenée de l'air sous pression.
Ainsi, le dispositif de nucléation est alimenté en air sous pression à
l'extrémité amont de sa chambre de mélange 103, et l'alimentation en eau sous pression, s'effectue au moyen d'un ou de plusieurs orifices 94 aménagés dans la paroi de la cartouche 92.

WO 99/40381 PG"T/FR99/00258 Ces orifices 94 se situent dans la chambre 66, alimentés en eau sous pression en même temps que les buses de pulvérisation 75.
La cartouche 92 du dispositif de nucléation 91 trempe dans l'eau qui circule dans la chambre 66 ce qui permet d'éviter les phénomènes de gel et de bouchage des trous d'injection de l'eau dans la chambre de mélange 103.
Comme représenté figure 18, on peut positionner deux dispositifs de nucléation 91, faisant un angle proche de 90° entre eux. Ces dispositifs de nucléation sont disposés à la partie inférieure de la chambre principale 66, chacun sous une rangée verticale de buses de pulvérisation 75, lesquelles buses sont représentées au nombre de trois figure 17, sur une même ligne et dans un même plan vertical.
Dans ce plan vertical dans lequel on trouve un nucléateur 91 et les buses 75 de la chambre principale 66, on trouve également les buses de pulvérisation 75 associées aux chambres 70 et 72 situées sous la chambre principale 66.
- A noter également que les dispositifs de nucléation 91 servent à
positionner angulairement~l'enveloppe 64' de la tête de pulvérisation par rapport au noyau 65' du fait de leur emmanchement dans des cavités radiales de ce dernier.
Le gicleur 93 du dispositif de nucléation 91 est orienté comme tous les gicleurs 75, perpendiculairement à l'axe longitudinal '109 de la tête 1. II
est disposé sous les gicleurs 75 de la chambre principale 66 et non au-dessus comme dans le cas de la tête représenté figure 11.
Les figures 17 et 18 montrent que le noyau 65' comporte un lamage 111 au niveau de chacun des orifices 110 dans lesquels s'emmanche la cartouche 92 des dispositifs de nucléation 91.
Ces lamages permettent d'obtenir une bonne circulation de l'eau autour de la cartouche 92 des dispositifs de nucléation 91.
Les orifices 94 des dispositifs de nucléation représentés figure 17, correspondent aux orifices 94 représentés figure 12 en liaison avec la figure 11.

La figure 19 montre une variante de réalisation du montage du dispositif de nucléation sur les tâtes de pulvérisation en forme de colonnes représentées figures 11 et 17.
Le dispositif de nucléation 91' comporte une cartouche 92' qui est munie 5 de deux buses ou gicleurs 93'. La cartouche est centrée dans le plan médian du dièdre formé par les deux rangées de buses de pulvérisation 75 alors que les gicleurs 93' sont orientés parallèlement et respectivement à chaque face dudit dièdre.
Cet aménagement particulier permet de réaliser un ensemencement 10 avec un seul nucléateur, lequel nucléateur comporte, dans ce cas, des orifices 94 dans la cartouche 92', pour l'injection d'eau, qui sont sensiblement supérieurs à ceux des montages précédents. On réduit encore plus, de cette manière les risques de gel du ou des orifices 104 notamment.

Claims (12)

-REVENDICATIONS-

1.- Dispositif de nucléation associé à une tête de pulvérisation d'eau qui est munie d'au moins une buse alimentée en eau sous haute pression, pour la fabrication de neige de culture, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'injection sous pression d'un petit jet d'eau dans un courant d'air à grande vitesse, avec un très grand rapport air/eau, au moins égal à 200, lequel mélange air/eau s'effectue soit de façon interne dans une chambre de mélange intégrée à la tête de pulvérisation, soit de façon externe c'est-à-dire en dehors de ladite tête, lesquels moyens d'injection d'eau au moins se situent dans ladite tête et trempent dans le circuit d'eau d'alimentation de la ou des buses de pulvérisation, lequel circuit alimente simultanément lesdits moyens d'injection d'eau.

2.- Dispositif de nucléation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injection d'eau dans le courant d'air s'effectue au moyen d'un ou de plusieurs orifices de section très faible selon une section totale dont le diamètre équivalent est de l'ordre de 1 mm.

3.- Dispositif de nucléation du type à mélange externe selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une buse (35) de pulvérisation d'air comprimé qui est munie d'un déflecteur pour réaliser un jet à spectre plat, et une buse ou gicleur (36) pour la pulvérisation d'eau, dont le jet percute le jet d'air sous un angle de l'ordre de 45°.

4.- Dispositif de nucléation du type à mélange interne selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un mini canon à neige haute pression, constitué d'une cartouche qui est implantée dans la tête de pulvérisation, laquelle cartouche comporte une chambre de mélange (54, 103) dont l'extrémité amont débouche dans un canal ou chambre (60, 95) d'amenée d'air sous pression et s'étend en aval jusqu'aux gicleurs (57, 93), et la paroi de la tête de pulvérisation, avec entre les deux au moins un orifice (55, 94) pour l'injection d'eau dans ladite chambre, lequel orifice (94) se situe dans le circuit d'alimentation de la ou des buses de pulvérisation (11, 75) de ladite tête.

5.- Dispositif de nucléation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre de mélange (54, 103), de forme cylindrique, a un diamètre qui est légèrement supérieur au diamètre de la buse ou gicleur d'extrémité (57, 93), laquelle buse a un orifice de sortie dont la section globale a un diamètre équivalent au maximum égal à 10 mm.

6.- Dispositif de nucléation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ou les orifices (94) qui permettent l'injection de l'eau sous pression dans la chambre de mélange (103), comprennent un trou (104) dont le diamètre est inférieur à 1 mm et dont la longueur est de l'ordre du diamètre, et, en amont de ce trou (103), un trou (105) dont le diamètre est de l'ordre de dix fois le diamètre dudit trou (103) formant ainsi une sorte de diaphragme à l'entrée de la chambre de mélange.

7.- Dispositif de nucléation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est incorporé dans une tête de pulvérisation (1) constituée d'un corps qui comprend au moins deux buses (75) alimentées de façon distincte en eau sous pression, laquelle tête comporte un pied (2, 63) qui est aménagé de façon à permettre sa fixation sur une perche (25), laquelle perche comporte par exemple plusieurs conduits d'alimentation en eau et un conduit d'alimentation en air sous pression, lesquels conduits sont disposés en relation avec des orifices aménagés dans ledit pied pour alimenter les différentes buses de la tête.

8.- Dispositif de nucléation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les buses (75) sont disposées sur le corps de la tête de pulvérisation, lequel est constitué d'une pièce moulée en alliage léger, laquelle pièce est munie de chambres d'alimentation desdites buses, lesquelles chambres (5, 6, 7) sont obtenues directement par moulage ou autre et sont disposées côte à
côte, adjacentes, décalées axialement et sont chacune traversées par des forages axiaux qui permettent de loger lesdites buses de pulvérisation (11) en forme de cartouche, lesquelles cartouches comportent au moins un orifice débouchant dans l'une desdites chambres pour permettre leur alimentation en eau sous pression.

9.- Dispositif de nucléation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tête de pulvérisation comporte, en amont des chambres (5, 6, 7) une chambre (4) alimentée en air sous pression et en ce que la cartouche (53) formant le mini canon à neige traverse les différentes chambres (5, 6, 7) de façon étanche, laquelle cartouche débouche à son extrémité amont dans ladite chambre (4) et comporte au moins un orifice (55) qui débouche dans une des chambres (5, 6, 7) et en particulier dans la chambre principale (5) pour permettre l'injection d'eau sous pression dans le courant d'air qui circule à
grande vitesse dans la chambre de mélange (54).

10.- Dispositif de nucléation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les buses (75) sont disposées radialement sur la périphérie d'une chemise (64) tubulaire qui renferme un noyau (65) muni de cloisons radiales pour diviser de façon étanche l'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres:
une chambre principale (66) et au moins une chambre secondaire susceptible de mettre en oeuvre une ou plusieurs buses complémentaires, lequel noyau (65) est muni de canaux internes connectés sur les circuits d'eau sous pression de façon à alimenter chaque chambre à sa partie inférieure permettant ainsi une vidange totale de ces dernières lors de l'arrêt de l'installation.

11.- Dispositif de nucléation selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une cartouche (92) disposée dans le plan d'une rangée de buses (75) pour ensemencer chaque rangée, ou une cartouche (92') disposée dans le plan médian du dièdre formé par deux rangées de buses (75) pour ensemencer directement chaque rangée par le biais de deux gicleurs (93') orientés parallèlement et respectivement à chaque face dudit dièdre.

12.- Dispositif de nucléation selon l'une quelconque des revendications ou 11, caractérisé en ce que la cartouche (92, 92') traverse la chambre principale (66) et s'emmanche dans le noyau central (65) débouchant sur le canal d'arrivée d'air sous pression (95).