CH682694A5

CH682694A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Schnee.

Info

Publication number: CH682694A5
Application number: CH3669/90A
Authority: CH
Inventors: Herman K Dupre
Original assignee: Herman K Dupre
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1993-10-29
Also published as: DE4033310A1; JPH03199877A; DE4033310C2; CA2027028A1; AT399043B; ATA233590A; JP2706845B2; CA2027028C; US5004151A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf eine Technik zum Versprühen von Wasser zur Beeinflussung von gegebenen Wetterbedingungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Technik zum Erzeugen von Schnee und richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von grossen Mengen von für den Skilauf ge-eigenetem Kunstschnee.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine Verbesserung der in den US-Patenten 3 822 825 vom 9. Juli 1974 und 3 952 949 vom 27. April 1976 beschriebenen Erfindungen der Anmelderin. Auf die in den genannten Veröffentlichungen enthaltene Erörterung des Standes der Technik wird hier insoweit Bezug genommen.

Die genannten US-Patentschriften der Anmelderin beziehen sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Schnee unter Venwendung von Masten, bei denen Wasser unter Druck bis zu einem hoch über dem Boden liegenden Punkt nahe dem oberen Ende des Masts gefördert und dort mittels einer ersten Düse in Form eines Sprühstrahls in der Atmosphäre versprüht wird, wobei die Umgebungstemperatur im Bereich des Gefrierpunkts liegt. Bei dem Sprühstrahl handelt es sich vorzugsweise um einen Hochgeschwindigkeits-Sprühstrahl aus äusserst fein verteilten Wassertröpfchen.

Unabhängig von dem geförderten Wasser wird Druckluft zu einem zweiten Austragspunkt am oberen Ende des Masts gefördert, wo sie in Form eines in den Wurzelbereich des Wassersprühstrahls gerichteten Düsenstrahls austritt, so dass eine Wolke aus fein zerstäubtem Wasser entsteht. Bei der um den oder unter dem Gefrierpunkt liegenden Umgebungstemperatur bildet das fein zerstäubte Wasser Kristallkeime, aus denen sich während der ziemlich langen Fallzeit vom oberen Ende des Masts bis zum Boden Schneeflocken bilden. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen der Anmelderin ermöglichen die Erzeugung von hochwertigem Kunstschnee in ausreichender Menge und zu annehmbaren Kosten. Dabei ist es jedoch immer erstrebenswert, innerhalb einer gegebenen Zeit noch grössere Mengen hochwertigen Kunstschnees zu noch günstigeren Kosten zu erzeugen.

Neben den vorstehend genannten Verfahren und Vorrichtungen der Anmelderin gibt es nach dem Stand der Technik noch weitere Systeme für die Erzeugung von Kunstschnee.

Ein solches bekanntes System arbeitet mit einem verfahrbaren Gebläsesatz, bei welchem eine Was-ser-Zerstäuberdüse an der Vorderseite eines ziemlich grossen Gebläserads angeordnet ist und das Wasser in dem von diesem erzeugten Luftstrahl zerstäubt, so dass Schnee entsteht. Zu diesem Gerät gehört ausserdem ein Kompressor für die Erzeugung von Druckluft, welche in einer Mischkammer mit einem Wassersprühstrahl zusammentrifft, so dass das Wasser fein zerstäubt wird, um dann durch eine Düse ausgetragen zu werden. Entlang dem Umfang des Gebläses angeordnete zusätzliche Wasserdüsen müssen von Zeit zu Zeit nachreguliert werden, etwa indem eine oder mehrere derselben abgesperrt werden, um die Menge des unter Druck in den Gebläsestrahl eingesprühten Wassers auf die jeweils herrschende Umgebungstemperatur abzustimmen. Bei den eingangs genannten Vorrichtungen der Anmelderin sowie auch bei dem beschriebenen Gebläsesystem und den meisten anderen Systemen für die Erzeugung von Kunstschnee ist die für die Erzeugung von hochwertigem Schnee versprühbare Wassermenge ganz offensichtlich abhängig von der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur in bezug auf den Gefrierpunkt.

Bei nur geringfügig unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen muss also die Wasserzufuhr gedrosselt werden, um die Entstehung von Nass-schnee zu verhindern, während bei tiefer unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen eine grössere Wassermenge in dem Luftstrahl versprüht werden kann, um somit grössere Mengen von hochwertigem Schnee zu erzeugen.

Beim Versprühen einer in bezug auf die gegebene Temperatur zu grossen Wassermenge entsteht nicht nur Nassschnee, sondern es verbleibt auch überschüssiges Wasser, welches eine schon vorhandene Schneeschicht zum Schmelzen bringen kann. Dementsprechend müssen bei höheren Temperaturen im Bereich des Gefrierpunkts wenigstens einige der am Umfang des Gebläses angeordneten Sprühdüsen abgesperrt werden, während bei der vorstehend beschriebenen, als Mast ausgebildeten Vorrichtung der Anmelderin für die Erzeugung von Schnee keinerlei Regulierung notwendig ist, bis die Umgebungstemperatur auf ca. -2°C ansteigt, worauf die Anlage dann insgesamt abgestellt wird. Oberhalb der hier genannten Temperatur ist der Betrieb von jeglichen Vorrichtungen zum Erzeugen von Kunstschnee unwirtschaftlich und praktisch nicht sinnvoll.

Dabei ist die genannte Temperaturgrenze von ca. -2°C in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit variabel. Bei einer Luftfeuchtigkeit von 90% liegt die Grenztemperatur beispielsweise bei ca. -5°C, und bei 100% Luftfeuchtigkeit bei ca. -6°C. Diese Angaben beziehen sich auf mit trockenem Thermometer gemessene Temperaturen. Eine genauere Bestimmung ist eine mit einem Taupunktthermometer gemessene Temperatur von ca. -6°C. Oberhalb dieser Temperatur ist die Erzeugung von Kunstschnee praktisch nicht mehr möglich, da sie unwirtschaftlich wäre und die Qualität des Schnees nicht mehr befriedigt.

Die mit einem Gebläse arbeitenden Geräte zum Erzeugen von Schnee sind beweglich ausgebildet und können mittels eines Zugfahrzeugs über eine Skipiste geschleppt werden. Dabei handelt es sich um relativ schwere Geräte (ca. 300 kg), da sie nicht nur ein Gehäuse mit schweren Verkleidungen aufweisen, sondern auch einen schweren Motor von ca. 15 PS für den Antrieb des Gebläses sowie einen unabhängig arbeitenden Kompressor. Das Gerät hat somit auch zahlreiche bewegliche Teile, welche einfrieren und korrosionsanfällig sein können. Die Höchstmenge des mittels eines solchen Gebläsegeräts in Schnee umwandelbaren Wassers liegt bei ca. 470 l/min. Diese mehr theoretische

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Höchstmenge ist jedoch nur erreichbar, wenn die Umgebungstemperatur unterhalb ca. -12°C liegt. In den bekannten Skigebieten treten derartige Temperaturen jedoch nur über ca. 20% der Skisaison auf. Während der übrigen 80% der Skisaison liegt die Höchstmenge des in Schnee umwandelbaren Wassers im Bereich von ca. 114 bis 303 l/min, mit einem Mittelwert von ca. 190 l/min. Im Betrieb eines solchen Geräts bei einer Umgebungstemperatur von ca. -2°C ist mit einem Wasserverbrauch von höchstens etwa 133 l/min zu rechnen.

Bei der Erzeugung von Schnee bei einem Wasserverbrauch von ca. 190 l/min hat ein solches Gebläsegerät eine Leistungsaufnahme von ca. 35 PS, nämlich 15 PS für den Gebläseantrieb, 15 PS für die Wasserförderung und 5 PS für den Kompressor. Die Fertigung eines solchen Geräts ist verständlicherweise ziemlich teuer, so dass der Marktpreis des Geräts je nach Ausrüstung wenigstens etwa 18 000 US Dollar beträgt.

Das Gebläse eines solchen bekannten Geräts muss aus Sicherheitsgründen eine Verkleidung haben, an welcher sich jedoch Eis festsetzen und die Leistung des Geräts mindern kann. Da ausserdem das Gerät in Bodenhöhe arbeitet, ist die Reichweite für die Verteilung des Schnees begrenzt und von der Leistung des Gebläses abhängig.

Da das Zerstäuben des Wassers in einer Mischkammer stattfindet, in welcher Druckluft in das unter Druck zugeführte Wasser eingeblasen wird, darf der Wasserdruck niemals höher sein als der Druck der Druckluft, da das Wasser anderenfalls in die Druckluftleitung gedrückt würde.

Bei einem anderen, mit einem Gebläse arbeitenden bekannten Gerät zum Erzeugen von Schnee wird Wasser durch die hohle Welle des Gebläserads hindurch an dessen Vorderseite versprüht, wobei keine zusätzliche Luftzufuhr notwendig ist.

Das Gerät wiegt insgesamt etwa 150 kg und ist auf einem Gestell montierbar, welches vom Boden aus eine Höhe von höchstens etwa 9 bis 10 m hat. Angesichts des Gewichts des Geräts ist eine grössere Höhe des Gestells unzweckmässig. Bei einem solchen Gerät besteht die Gefahr der Vereisung der Gebläseflügel und des Herabtropfens von Wasser. Von den Gebläseflügeln abgeschleudertes Eis stellt eine erhebliche Gefährdung dar. Darüber hinaus haben diese Geräte zahlreiche den verfahrbaren Gebläsegeräte eigene Nachteile. Ihr Marktpreis liegt im Bereich von 12 000 US Dollar. Insgesamt ist es also nicht sinnvoll, ein solches Gerät in der für ein Schneemastgerät der in den eingangs genannten US-Patentschriften der Anmelderin beschriebenen Art vorgesehenen Mindesthöhe von etwa 10 m zu montieren. Daraus ergibt sich der Nachteil, dass sich die Fallzeit der sich bildenden Schneekristalle bis zum Boden erheblich verkürzt, so dass der auf dem Boden auftreffende Schnee von geringerer Qualität ist.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für die Erzeugung von Schnee mit einer gegenüber den in den eingangs genannten US-Patentschriften der Anmelderin beschriebenen Schneemastgeräten erheblich gesteigerten Leistungsfähigkeit.

Bei den vorstehend genannten Schneemastgeräten wird ein Druckluftstrahl in den Wurzelbereich eines am oberen Ende eines Masts aus einer ersten Düse austretenden Wassersprühstrahls gerichtet, so dass eine mehr oder weniger konische Wolke aus fein zerstäubtem Wasser entsteht, in welcher sich bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Umgebungstemperaturen Kristallisationskeime bilden. Aus diesen entsteht dann während des Absinkens der Wolke bis zum Boden Schnee, wobei die Absinkzeit von der Höhe des Masts bzw. der aufwärts ausgeblasenen Wolke abhängig ist.

Bei einem solchen Mastgerät wurde beobachtet, dass die in den Sprühstrahl eingeblasene Druckluft nicht vollständig ausgenutzt wurde. Dies führte zu der Folgerung, dass es möglich sein müsse, über wenigstens eine zunächst der ersten Düse angeordnete weitere Düse zusätzliches Wasser derart zu versprühen, dass der Sprühstrahl mit dem Druckluftstrahl zusammentrifft und sich in der vorstehend beschriebenen Wolke verteilt, um auf diese Weise die Menge des erzeugten Schnees bei hochwertiger Qualität desselben und unverändertem Druckluftverbrauch beträchtlich zu erhöhen oder gar zu verdoppeln. Demgegenüber wurde bisher angenommen, dass ein weiterer Zusatz von Wasser zu unerwünschter Eisbildung führen müsse. Ferner stellte sich heraus, dass bei einer Vergrösserung der Höhe des Masts eine Verbesserung der Schneequalität aufgrund der verlängerten Absinkzeit erzielbar ist. Dabei rechnet sich die Absinkzeit von der Bildung der Kristallkeime in der sich vor den Zerstäuberdüsen bildenden Wolke bis zum Auftreffen der daraus entstehenden Schneeflocken auf dem Boden.

Das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäss der Erfindung ermöglicht die Erzeugung von qualitativ besonders hochwertigem Schnee bei einem Wasserverbrauch von ca. 190 l/min, wobei die aufzuwendende Leistung nur 23 PS beträgt, im Vergleich zu 30 PS für das ortsfest auf einem Gestell montierte Gebläsegerät und 35 PS für das verfahrbare Gebläsegerät bei Erzeugung der gleichen Schneemengen.

Dabei ist ausserdem das Leistungsvermögen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung beträchtlich grösser als dasjenige der Verfahren bzw. Vorrichtungen gemäss den älteren US-Patenten 3 822 825 und 3 952 949 der Anmelderin. Mit der älteren Vorrichtung konnten ca. 95 I/ min Wasser unter Einsatz von ca. 1,13 m3/min Druckluft in Schnee umgewandelt werden. Das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung ermöglicht dagegen die Verdoppelung der Schneemenge bei hervorragender Schneequalität. Dies bedeutet, dass mit dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung ca. 190 l/min Wasser in Schnee umwandelbar sind, wobei der Druckluftverbrauch bei günstigen Gefriertemperaturen gleichwohl nur bei ca. 1,13m3/min liegt.

Die gemäss vorliegender Erfindung vorgesehene zusätzliche oder zweite Düsenanordnung kann wahlweise aus nur einer einzigen Zusatzdüse bestehen, welche oberhalb, unterhalb oder neben der ersten Wassersprühdüse angeordnet ist. Sie kann

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jedoch auch aus mehreren zusätzlichen Düsen bestehen, welche wahlweise zu beiden Seiten oder auch an einer Seite der ersten oder Hauptdüse angeordnet sein können.

So können z.B. zwei Zusatzdüsen vorgesehen sein, von denen eine oberhalb und die andere unterhalb der Hauptdüse angeordnet ist. In dieser Ausführung ist die obere Zusatzdüse vorzugsweise so ausgerichtet, dass der Winke! zwischen dem von ihr abgegebenen Sprühstrahl und der Mittelachse des Masts um etwa 5 bis 10 Grad grösser ist als der Winkel zwischen dem von der Hauptdüse abgegebenen Sprühstrahl und der Mittelachse des Masts, so dass der von der Zusatzdüse abgegebene Sprühstrahl in die zuvor beschriebene Wolke aus fein zerstäubtem Wasser gerichtet ist und in dieser zur Wirkung kommt. Diese Wirkung entfaltet sich dann gewöhnlich in einem Abstand von ca. 1,2 m vom Mast.

In entsprechender Weise ist die unterhalb der Hauptdüse angeordnete Zusatzdüse vorzugsweise so ausgerichtet, dass der von ihr abgegebene Sprühstrahl etwas stärker zur Mittelachse des Masts hin geneigt verläuft als der von der Hauptdüse abgegebene Sprühstrahl und in die durch das Zerstäuben des Sprühstrahls der Hauptdüse mittels der in dessen Wurzelbereich eingeblasenen Druckluft entstandene Wolke gerichtet ist. Im oberen Endbereich eines solchen Mastgeräts können mehrere Kombinationen aus jeweils wenigstens einer Hauptdüse, wenigstens .einer Druckluftdüse und einer geeigneten Anzahl von Zusatzdüsen angeordnet werden.

Das erfindungsgemässe Schneemastgerät bedarf keiner Einstellung. Das Gerät wird lediglich in Betrieb gesetzt und dann abgeschaltet, wenn die Temperatur über ca. -5°C (Taupunktmessung) ansteigt.

Bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass der erfindungsgemässe Schneemast vom Boden aus verdreht und den verschiedenen Windbedingungen angepasst werden kann, so dass die am oberen Teil des Masts angeordneten Düsen jeweils so ausgerichtet werden können, dass der grösste Teil des erzeugten Schnees in der Windrichtung abgegeben wird und dort auf den Boden gelangt, wo dies erwünscht ist.

Bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der erfindungsgemässe Schneemast in seinem mittleren Bereich eine auswärts gerichtete Biegung aufweist, so dass die Düsen um ein grösseres Stück gegenüber dem Mastfuss versetzt sind. Dadurch fällt der erzeugte Schnee in einer grösseren Entfernung vom Mastfuss zu Boden und gelangt somit dorthin, wo das Skifahren zumeist stattfindet.

Gemäss der Erfindung ist der Schneemast höher als bisher für zutunlich gehalten, um die Düsen in grösserer Höhe über dem Boden anzuordnen, was zu einer verlängerten Fallzeit und damit zu einer besseren Qualität des erzeugten Schnees führt.

Wegen des grossen Gewichts und der Unhand-lichkeit bekannter Gebläsegeräte für die Erzeugung von Schnee und angesichts der beschränkten Kapazität der in den genannten US-Patenten der Anmelderin beschriebenen Mastgeräte galt es bisher als unmöglich, derart grosse Schneemengen in derart grossen Höhen über dem Boden zu erzeugen, wie dies gemäss vorliegender Erfindung vorgesehen ist.

Das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung ermöglicht nun die Erzeugung von weitaus grösseren Schneemengen von hervorragender Qualität in beträchtlich grösseren Höhen über dem Boden als dies selbst mit den älteren Schneemastgeräten der Anmelderin möglich war. Zu diesem Zweck kann das Schneemastgerät gemäss vorliegender Erfindung eine Höhe von ca. 18 m oder mehr aufweisen. Dabei arbeitet das Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäss der Erfindung bei jeder unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperatur mit einer weitaus besseren Ausnutzung der Energie als irgendwelche bekannten Geräte. So ermöglicht die Erfindung die Erzeugung von grösseren Schneemengen in grösserer Höhe über dem Boden, mit einem besseren Wirkungsgrad, einer besseren Verteilung des Schnees und einem geringeren Arbeitsaufwand als irgend ein derzeit bekanntes Gerät.

So kann z.B. eine Bedienungsperson etwa zehn verfahrbare oder versetzbare Gebläsegeräte oder Schneekanonen bedienen, welche jeweils ca. 75 I/ min Wasser, insgesamt also ca. 750 l/min Wasser in Schnee umwandeln können. Bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäss der Erfindung genügt demgegenüber eine Bedienungsperson, um eine entsprechende Anzahl von Mastgeräten für die Umwandlung von ca. 15 m3/min Wasser in Schnee zu bedienen und auszurichten.

Bei einer Wasserversorgung mit einer Kapazität von ca. 82 m3/min, wie sie z.B. im Seven Springs Ski Resort in Champion, Pensylvania zur Verfügung steht, werden mithin nur sechs Personen benötigt, um eine Anlage gemäss vorliegender Erfindung in Betrieb zu nehmen und stillzusetzen, und für den laufenden Betrieb, während dessen also ca. 82 m3/ min Wasser in Schnee verwandelt werden, sind gar nur vier Personen vonnöten. Für die Erzeugung von Schnee aus 82 m3/min Wasser mittels bekannter Bodengeräte oder Schneekanonen würden demgegenüber etwa neunzig Bedienungspersonen benötigt.

Als weiteres Beispiel mag dienen, dass eine Bedienungsperson etwa fünf oder sechs versetzbare Gebläsegeräte der eingangs beschriebenen Art für die Erzeugung von Schnee aus ca. 1,15 m3/min Wasser bedienen könnte. Es würden dann jedoch etwa sechzig Personen und eine entsprechende Anzahl von versetzbaren Gebläsegeräten benötigt, um den bei Verwendung des Verfahrens bzw. der Vorrichtungen gemäss vorliegender Erfindung möglichen Durchsatz von ca. 82 m3/min zu erzielen.

Um nochmals auf die auf einem niedrigen Mast oder Gestell montierten bekannten Gebläsegeräte zurückzukommen, würden normalerweise etwa vier Personen benötigt, um eine für die Umwandlung von ca. 15 m3/min Wasser in Schnee notwendige Anzahl solcher Geräte zu betreiben. Im Vergleich dieses Systems mit demjenigen gemäss vorliegen5

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der Erfindung würden dann für einen Durchsatz von ca. 82 m3/min Wasser eine beträchtliche Anzahl solcher Geräte und etwa zwanzig Bedienunspersonen benötigt, während eine Anlage gemäss der Erfindung für den gleichen Durchsatz nur vier Personen erfordert.

Ein Mastgerät gemäss vorliegender Erfindung ist in der Lage, Schnee aus bis zu ca. 190 l/min Wasser zu erzeugen, selbst wenn die Temperatur nur etwa -2°C beträgt, wobei der Druckluftverbrauch nur ca. 1,13 m3/min beträgt und keinerlei Einstellarbeiten erforderlich sind. Im Vergleich zu mit Gebläsegeräten arbeitenden Systemen gewährleistet das System gemäss vorliegender Erfindung eine bessere Verteilung des Schnees bei verlängerter Falloder Absinkzeit, es benötigt keine Mischkammer für die Vermischung von Wasser und Luft, es weist keine Gebläse oder sonstigen beweglichen Teile auf, welche einfrieren oder brechen könnten, es neigt nicht zum Einfrieren oder zu Eisansatz und kann nicht rosten.

Der Kaufpreis für einen Mast oder eine Station gemäss vorliegender Erfindung beträgt dank der relativ einfachen Bauweise nur etwa 4 000 US Dollar.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Mastgeräts für die Erzeugung von Schnee in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrösserte Ansicht im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gezeigte, vergrösserte Darstellung des mit Düsen bestückten oberen Endbereichs des Mastgeräts entsprechend der Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine vergrösserte Darstellung des unteren Endbereichs des Mastgeräts im Schnitt entlang der Linie IV—IV in Fig. 1.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Form eines nach dem erfin-dungsgemässen Verfahren arbeitenden Schnee-masts 10, welcher zusammen mit einer Anzahl (nicht dargestellter) weiterer Masten entlang einer Skipiste auf dem Boden 11 aufgestellt ist, wie in der US-Patentschrift 3 706 414 der Anmelderin dargestellt.

Der Schneemast 10 hat ein Tragteil in Form eines in den Boden 11 eingelassenen hölzernen Pfahls 12.

Eine am Pfahl 12 angebrachte Wasserleitung 13 ist aus einem gut wärmeleitenden Metall, z.B. Aluminium gefertigt. Aufgrund seiner Kombination von geringem Gewicht und Festigkeit erlaubt Aluminium bei Abstützung durch den Pfahl 12 eine Bauhöhe von mehr als 18 m über Grund. Ausserdem ist Aluminium ein guter Wärmeleiter. Die Höhe des Pfahls vom Boden 11 aus beträgt gewöhnlich etwa 12 bis 13 m, und der Pfahl ist etwa 2,5 m in den Boden eingelassen, wie dies auch bei gebräuchlichen elektrischen Leitungsmasten üblich ist.

Die Wasserleitung 13 ist aus vier Rohrabschnitten 14, 15, 16 und 17 zusammengesetzt. Die Abschnitte 16 und 17 sind über ein Kniestück 18 aus Stahl oder Aluminium im Winkel von 45° miteinander verbunden. Ein Kupplungsstück 19 aus Aluminium verbindet die Abschnitte 15 und 16 miteinander, und der Abschnitt 14 ist über ein Kupplungsstück 20 aus Stahl mit dem Abschnit 15 verbunden.

Der Grund dafür, dass das Kupplungsstück 20 anstatt aus Aluminium aus Stahl gefertigt ist, besteht darin, dass es sich mit seiner Unterseite auf einer Rohrschelle 21 abstützt, welche in der in Fig. 2 gezeigten Weise mittels einer den Pfahl 12 durchsetzenden Schraube an diesem befestigt ist. Dies ermöglicht ein Verdrehen der gesamten Leitung 13 um ihre senkrechte Achse und damit die Ausrichtung des mit Sprühdüsen und Luftauslässen bestückten obersten Abschnitts 17 in beliebiger Stellung innerhalb eines Umkreises von 360° zur Anpassung an die jeweilige Windrichtung. Dabei ist die sich auf der Rohrschelle 21 abstützende Kupplung 20 aus Stahl einem geringeren Verschleiss unterworfen als dies bei einem Kupplungsstück aus Aluminium der Fall wäre. Die Ausbildung der Rohrschelle 21 ist besonders deutlich in Fig. 2 zu erkennen. Das Kupplungsstück 20 ist in dieser Figur nicht dargestellt, da die Schnittlinie in Fig. 1 unmittelbar unterhalb desselben verläuft.

Die Rohrschelle 21 ist in der dargestellten Ausführungsform aus einem Scharnier gebildet, dessen einer Schenkel 22 eine Krümmung aufweist, so dass er den Rohrabschnitt 14 lose umgreift.

Das freie Ende 23 des den Rohrabschnitt 14 im geschlossenen Zustand lose umgreifenden gekrümmten Schenkels 22 ist mittels eines herkömmlichen Steckerbeschlags 24 am anderen Schenkel der gelenkigen Rohrschelle 21 festgelegt.

Das Kupplungsstück 20 aus Stahl ruht auf der Oberseite 25 des angelenkten Schenkels 22 und trägt dadurch die gesamte Leitung 13, so dass diese sich verdrehen lässt.

Zum Abbauen des Masts braucht lediglich der Steckerbeschlag 24 gelöst und der angelenkte Schenkel 22 um das Scharnier 26 herum aufgeklappt zu werden. Eine weiter oben angeordnete Rohrschelle 21' hat den gleichen Aufbau wie vorstehend beschrieben.

Wie man in Fig. 2 ferner erkennt, ist eine zweite Leitung 27 koaxial innerhalb der Wasserleitung 13 angeordnet. Bei der Leitung 27 handelt es sich um eine Druckluftleitung, welche sich über die ganze Länge der Wasserleitung 13 erstreckt und ebenfalls aus Aluminium gefertigt ist.

Über eine im einzelnen in Fig. 4 dargestellte, nahe dem unteren Ende des Masts angeordnete Anschlussbaugruppe 28 werden die Wasserleitung 13 und die Druckluftleitung 27 mit Druckwasser bzw. Druckluft gespeist. Der oberste Abschnitt 17 der Wasserleitung 13 ist im Detail in Fig. 3 gezeigt.

Wie man in den Figuren der Zeichnung, insbesondere in Fig. 3 erkennt, bildet der Abschnitt 17 der Wasserleitung 13 das obere Endstück des Masts 10 und ist am oberen Ende durch eine Kappe 30 verschlossen.

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Nahe dem oberen Ende der Leitung 13 ist eine Hauptdüsenanordnung in Form zweier Hauptdüsen

31 und 32 angeordnet. Das der Wasserleitung 13 unter Druck zugeführte Wasser strömt um die Druckluftleitung 27 herum aufwärts zum Endabschnitt 17 und wird von den Hauptdüsen 31 und 32 in Form von aufwärts gerichteten Sprühstrahien 33 bzw. 34 in die Umgebung abgegeben. Das die Druckluftleitung 27 umströmende Wasser verhindert dabei das Einfrieren von in der Leitung kondensierter Feuchtigkeit. Druckluft und Wasser werden jeweils am unteren Ende in die Leitungen 27 bzw. 13 eingespeist, wie nachstehend im Detail anhand von Fig. 4 erläutert.

Der obere Leitungsabschnitt 17 hat Luftaustrittseinrichtungen in Form von seine Wandung durchsetzenden Bohrungen 35, 36, aus denen die über die Leitung 27 zugeführte Druckluft in Form von Düsenstrahien 37 bzw. 38 in die Umgebung abgegeben wird. Die Düsenstrahlen sind in den Wurzelbereich der mit hoher Geschwindigkeit austretenden Sprühstrahlen 33 bzw. 34 gerichtet, so dass zwei grosse Wolken aus fein zerstäubtem Wasser entstehen, in denen sich bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen in einiger Entfernung vom Zusammentritt der Sprühstrahlen und Düsenstrahlen Kristallisationskeime ausbilden.

Weiterhin vorgesehene, eine Zusatzdüsenanordnung darstellende Zusatzdüsen 40, 41, 42 und 43 sind im wesentlichen in der gleichen Weise ausgeführt wie die Hauptdüsen 31 und 32 und wie diese am oberen Abschnitt 17 der Wasserleitung 13 angeschlossen, um zusätzliche Sprühstrahlen 44, 45, 46 bzw. 47 abzugeben. Diese zusätzlichen Sprühstrahlen sind in die durch die Einwirkung der Düsenstrahlen 37, 38 auf die von den Düsen 31 und

32 abgegebenen Sprühstrahlen entstandenen Wolken aus fein zerstäubtem Wasser gerichtet.

Die Hauptdüsen 31 und 32 sind gegenüber der Achse des Rohrabschnitts 17 jeweils um 45° abgewinkelt. Der zwischen den unteren Zusatzdüsen 40 und 41 und der Achse des Abschnitts 17 gebildete Winkel ist etwas kleiner und beträgt z.B. etwa 35 bis 40°, so dass die von diesen Düsen abgegebenen Sprühstrahlen 44 bzw. 45 in die in einigem Abstand von den Hauptdüsen 31 bzw. 32 gebildeten Wolken gerichtet sind.

In entsprechender Weise ist der zwischen den oberen Zusatzdüsen 42 und 43 und der Achse des Leitungsabschnitts 17 gebildete Winkel etwas grösser und beträgt z.B. etwa 50 bis 55°, so dass die aus diesen Düsen austretenden Sprühstrahlen ebenfalls in die vorstehend beschriebenen Wolken gerichtet sind.

In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform weist das Mastgerät 10 zwei Sätze von Zusatzdüsen auf, welche oberhalb und unterhalb der beiden Hauptdüsen 31 und 32 angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, die beiden oberen Zusatzdüsen 42, 43 oder die beiden unteren Zusatzdüsen 40, 41 gänzlich wegzulassen. Ferner können auch die unteren Zusatzdüsen oberhalb der Druckluftbohrungen 35, 36 angeordnet und derart auswärts abgewinkelt sein, dass ihre Düsenstrahlen zusammen mit den von den oberen Zusatzdüsen 42 und 43

abgegebenen in die beschriebenen Wolken gerichtet sind.

Ferner können auch die beiden oberen Zusatzdüsen 42, 43 zusammen mit den unteren Zusatzdüsen 40, 41 unterhalb der beiden Hauptdüsen 31, 32 angeordnet sein. In diesem Falle müssten die Zusatzdüsen 42, 43 dann weniger stark abgewinkelt sein, so dass die von ihnen abgegebenen Sprühstrahlen in die aus fein zerstäubtem Wasser und Kristallkeimen gebildeten Wolken gerichtet sind.

Ferner ist es auch nicht unbedingt notwendig, die Zusatzdüsen oberhalb und/oder unterhalb der Hauptdüsen 31, 32 anzuordnen, sie können vielmehr auch seitlich derselben angeordnet werden, z.B. in gleicher Höhe mit den Hauptdüsen 31, 32, wobei sie um ein Stück aus dem Leitungsabschnitt 17 hervorstehen und dann so abgewinkelt sein müssten, dass die von ihnen abgegebenen Sprühstrahlen in die unter Einwirkung der Druckluftstrahlen aus den Bohrungen 35, 36 aus den von den Hauptdüsen 31, 32 austretenden Sprühstrahlen gebildeten Wolken gerichtet sind.

Der Leitungsabschnitt 17 ist um 45° auswärts abgewinkelt, so dass der erzeugte Schnee nicht zu nahe am Fuss des Masts 10 herabfällt.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 ist lediglich zu dem Zweck dargestellt, die wirtschaftlichste Konstruktion einer unter Anwendung des Prinzips der Erfindung mit allen Vorteilen derselben arbeitenden Vorrichtung aufzuzeigen.

Die Hauptdüsen sowie auch die Zusatzdüsen sind vorzugsweise jeweils mit auswechselbaren Düsenköpfen bestückt, so dass sich die von den einzelnen Düsen abgegebenen Wassermengen sowie der Zerstäubungsgrad des Wassers wahlweise bestimmen lassen, um das jeweils günstigste Ergebnis zu erzielen.

In Fig. 4 sind Einzelheiten der unteren Anschlussbaugruppe 28 dargestellt.

Für die Druckeinspeisung von Wasser in die Leitung 13 ist eine herkömmliche Schnellkupplung 50 vorgesehen, mit zwei federbelasteten Klemmnok-kenhebeln 51, welche einen dazwischen eingeschobenen Wasserschlauch in fester Anlage an einem inneren Dichtungsring 52 halten. Zum Lösen der Kupplung 50 brauchen dafür vorgesehene Ringe 53 einfach nur herabgezogen zu werden. Für den An-schluss eines Druckluftschlauchs an der Druckluftleitung 27 ist eine Schnellkupplung 54 gleicher Art vorgesehen. Derartige Schnellkupplungen sind allgemein bekannt und im Handel erhältlich.

Die Leitungen für die Zufuhr von Druckluft und Wasser zu den Schnellkupplungen 54 bzw. 50 sind in Fig. 1 zu erkennen und im wesentlichen in der gleichen Weise ausgeführt wie in den eingangs genannten US-Patenten der Anmelderin beschrieben. Die Wasser- und Druckluftleitungen 55 bzw. 56 sind vorzugsweise bis unter die Bodenfrostgrenze im Untergrund einer Skipiste versenkt, so dass sie nicht einfrieren können. Da die Schnellkupplungen 54 und 50 für den Druckluft- bzw. den Wasseran-schluss den gleichen Aufbau haben, sind für ihre Verbindung mit den unterirdisch verlegten Druckluftbzw. Wasserleitungen die gleichen gewebeverstärkten Schläuche verwendbar, welche somit jederzeit

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mühelos ausgewechselt werden können, wenn in dem die Druckluft in das untere Ende der Leitung 27 einspeisenden Schlauch eine Eisbildung stattfindet. Um das Auswechseln der Schläuche zu ermöglichen, sind entsprechende Absperrventile 58 und 59 vorhanden. Die Schläuche 57 und 57' und überirdisch verlaufende Abschnitte der Wasser-und Druckluftleitungen 55 und 56 sind wärmeisoliert, um ihrem Einfrieren vorzubeugen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen von Schnee, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser unter Druck zu einem ersten Austragspunkt über dem Boden gefördert wird, dass das zugeförderte Wasser mittels einer ersten Düse (31, 32) in Form eines Sprühstrahls in die umgebende Atmosphäre gesprüht wird, wenn diese eine unter der Gefriertemperatur von Wasser liegende Temperatur aufweist, dass getrennt davon Druckluft zu einem zweiten Austragspunkt (35, 36) über dem Boden gefördert wird, dass die zugeförderte Druckluft in Form eines in den Wurzelbereich des Wasser-Sprühstrahls gerichteten Düsenstrahls an die umgebende Atmosphäre abgegeben wird, um eine Wolke aus fein zerstäubtem Wasser für die Erzeugung von Schnee zu bilden, und dass das zugeförderte Wasser mittels wenigstens einer nahe der ersten Düse (31, 32) angeordneten zweiten Düse (40, 41, 42, 43) in Form eines in die Wolke gerichteten zusätzlichen Sprühstrahls in die umgebende Atmosphäre gesprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zu beiden Seiten der ersten Düse (31, 32) jeweils eine zweite Düse (40, 41, 42, 43) anordnet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem zweiten Austragspunkt zugeförderte Druckluft im wesentlichen über die volle Länge wenigstens ihres über dem Boden verlaufenden Förderwegs isoliert wird, indem dieser bis zum Austragspunkt fortlaufend mit dem unter Druck geförderten Wasser umgeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Düse wenigstens 6,1 m über der Bodenoberfläche angeordnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabe des Wasser-Sprühstrahls waagerecht verdreht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die Druckluft und das Wasser dem zweiten bzw. dem ersten Austragspunkt über wärmeleitende Leitungen zugefördert werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zur Bildung eines Schnee-Mastgeräts (10) in senkrechter Stellung an einer Stützeinrichtung (12) angebrachte, eine gegebene Länge aufweisende hohle Leitung (13), durch eine nahe dem oberen Ende der Leitung vorgesehene erste oder Hauptdüsenanordnung (31, 32), durch eine am unteren Ende der Leitung über einen Schlauch (57) angeschlossene Wasserleitung (55) für die Druckspeisung der Leitung mit Wasser und die Abgabe desselben durch die Hauptdüsenanordnung in Form eines Sprühstrahls, durch eine zusammen mit der Wasserleitung angebrachte und sich im wesentlichen über deren Länge erstreckende Luftleitung (27), durch eine am unteren Ende der Leitung über einen Schlauch (57') angeschlossene Druckluftleitung (56) für die Speisung der Leitung mit Druckluft, durch einen nahe der Hauptdüsenanordnung am oberen Ende der Druckluftleitung angeordneten Druckiuft-auslass (35, 36) für die Abgabe von Druckluft in die Atmosphäre in Form eines Düsenstrahls, wobei der Druckluftauslass und die Hauptdüsenanordnung derart angeordnet sind, dass der aus dem Auslass austretende Düsenstrahl zur Bildung einer Wolke aus fein zerstäubtem Wasser für die Erzeugung von Schnee bei unter dem Gefrierpunkt liegender Umgebungstemperatur in den Wurzelbereich des von der Hauptdüsenanordnung erzeugten Sprühstrahls gerichtet ist, und durch wenigstens eine nahe der Hauptdüsenanordnung angeordnete und an der Wasserleitung angeschlossene Zusatzdüsenanordnung (40, 41, 42, 43) für die Erzeugung wenigstens eines in die genannte Wolke gerichteten zusätzlichen Sprühstrahls.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzdüsenanordnung (40, 41, 42, 43) wenigstens eine oberhalb oder unterhalb der Hauptdüsenanordnung (31, 32) angeordnete Wassersprühdüse aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzdüsenanordnung zwei Wassersprühdüsen (40, 41; 42, 43) aufweist, welche an einander gegenüberliegenden Seiten der Hauptdüsenanordnung (31, 32) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassersprühdüsen (42, 43; 40, 41) oberhalb bzw. unterhalb der Hauptdüsenanordnung (31, 32) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzdüsenanordnung zwei Wassersprühdüsen aufweist, welche an derselben Seite der Hauptdüsenanordnung angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Luftleitung (27) innerhalb der Wasserleitung (13) über deren Länge erstreckt und dass das untere Ende der Luftleitung für den Anschluss über den Schlauch (57') an die Druckluftleitung (56) aus der Wasserleitung hervorsteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftauslass in Form einer die Wandung der Wasserleitung (13, 17) durchsetzenden Bohrung (35, 36) ausgebildet ist, so dass einer Eisbildung um den Luftauslass herum vorgebeugt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (31, 32) der Hauptdüsenanordnung in einem Winkel zur senkrechten Längserstreckung des Schneemastgeräts (10) angeordnet sind, so dass der von ihnen erzeugte Sprühstrahl (33, 34) in einem Winkelbereich von ca. 45° relativ zur Wasserleitung (13, 17) aufwärts gerichtet ist, und dass die aus dem Luftauslass (35, 36) austretende Luft (37, 38) in den Wurzelbereich

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des schräg aufwärts gerichteten Sprühstrahls gerichtet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wasserleitung (55) und in der Druckluftleitung (56) jeweils ein Absperrorgan (58 bzw. 59) angeordnet ist und dass diese Zuleitungen über den grössten Teil ihrer Längserstrek-kung unterhalb der Bodenfrostgrenze liegen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserleitung (13) aus einem wärmeleitenden metallischen Werkstoff ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserleitung (13) um eine senkrechte Achse verdrehbar an der Stützeinrichtung (12) angebracht ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mastgerät (10) in einem mittleren Bereich (18) auswärts abgewinkelt ist, so dass die Düsenanordnungen (31, 32; 40 bis 43) in einem grösseren Abstand vom Fuss des Masts angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserleitung (13) eine solche Länge hat, dass sie zusammen mit der Stützeinrichtung (12) einen Mast (10) mit einer Höhe von wenigstens 9,14 m bildet.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Masts (10) zur Erzielung einer möglichst langen Absinkzeit der Wolke für die Erzeugung des Schnees wenigstens 15,24 m beträgt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20, gekennzeichnet durch eine Anzahl von zur Bildung einer entlang einer Skipiste verlaufenden Reihe von Schnee-Mastgeräten (10) in senkrechter Stellung an Stützeinrichtungen (12) angebrachten, jeweils eine gegebene Länge aufweisenden, hohlen Wasserleitungen (13), durch nahe dem oberen Ende jeder Wasserleitung vorhandene Hauptdüsenanordnungen (31, 32), durch eine am unteren Ende jeder Wasserleitung über einen Schlauch (57) angeschlossene zuführende Wasserleitung (55) für die Druckspeisung mit Wasser und die Abgabe desselben durch die jeweilige Hauptdüsenanordnung in Form eines Sprühstrahls (33, 34), durch jeweils eine sich innerhalb jeder Wasserleitung im wesentlichen über deren gesamte Länge erstreckende Luftleitung (27), welche mit ihrem unteren Ende aus der jeweiligen Wasserleitung hervorsteht, durch eine am unteren Ende jeder Luftleitung über einen Schlauch (57') angeschlossene zuführende Druckluftleitung (56) für die Speisung mit Druckluft, durch jeweils wenigstens einen nahe dem oberen Ende jeder Wasserleitung und zunächst der jeweiligen Hauptdüsenanordnung vorhandenen Luftauslass (35, 36), welcher mit dem oberen Ende der jeweiligen Luftleitung verbunden ist, wobei der wenigstens eine Luftauslass und die Hauptdüsenanordnung an jedem Mast so angeordnet sind, dass die aus dem Luftauslass austretende Druckluft zur Bildung einer Wolke aus fein zerstäubtem Wasser für die Erzeugung von Schnee bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Umgebungstemperaturen auf den Wurzelbereich des von der Hauptdüsenanordnung erzeugten Sprühstrahls gerichtet ist, und wobei die Luftleitungen von ihren unteren Enden bis zu ihren oberen Enden, an welchen sie mit den Luftauslässen verbunden sind, durch in den Wasserleitungen strömendes und zirkulierendes Wasser von den unter dem Gefrierpunkt liegenden Umgebungstemperaturen isoliert und gegen Reifbildung bzw. Einfrieren geschützt sind, und durch eine an jedem Mastgerät nahe der jeweiligen Hauptdüsenanordnung angeordnete und an deren jeweilige Wasserversorgung angeschlossene Zusatzdüsenanordnung (40 bis 43) für die Erzeugung jeweils wenigstens eines in die dem jeweiligen Mast zugeordnete Wolke gerichteten zusätzlichen Sprühstrahls.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine in senkrechter Stellung an einer bodengestützten Stützeinrichtung (12) angebrachte, eine gegebene Länge aufweisende, hohle Wasserleitung (13), durch eine nahe dem oberen Ende der Leitung vorgesehene Hauptdüsenanordnung (31, 32), durch einen Schlauch (57) und eine zuführende Wasserleitung (55) für die Druckspeisung der Leitung mit Wasser und Abgabe desselben durch die Düsenanordnung in Form eines aufwärts gerichteten Sprühstrahls, durch eine sich innerhalb der Wasserleitung im wesentlichen über deren volle Länge erstreckende Luftleitung (27), durch einen Schlauch (57') und eine zuführende Druckluftleitung (56) für die Zufuhr von Druckluft zum unteren Ende der Luftleitung, durch wenigstens einen am oberen Ende der Luftleitung zwischen dem oberen Ende der Wasserleitung und der Hauptdüsenanordnung in der Wasserleitung ausgebildeten Luftauslass, wobei der Luftauslass und die Hauptdüsenanordnung relativ zueinander so angeordnet sind, dass die austretende Druckluft zur Bildung einer Wolke aus fein zerstäubtem Wasser in den Wurzelbereich des abgegebenen Sprühstrahls gerichtet ist, und durch eine nahe der Hauptdüsenanordnung vorgesehene und mit dem über die Wasserleitung zugeführten Wasser gespeiste Zusatzdüsenanordnung (40 bis 43) für die Erzeugung wenigstens eines in die genannte Wolke gerichteten zusätzlichen Sprühstrahls.

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