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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneekanone gemäß Oberbegriff Patentanspruch
1.
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Unter "Schneekanone" ist im Sinne er Erfindung generell eine Vorrichtung zur
Erzeugung von Schnee aus Wasser und Druckluft bzw. Kompressorluft unter
Verwendung einer Mischdüse oder Mischpistole zu verstehen. Schneekanonen dieser
Art sind insbesondere auch als sogenannte "Lanzensysteme" bekannt. Sie bestehen im
wesentlichen aus einer als Mischpistole für Wasser und Druckluft (Kompressorluft)
wirkenden Düse, die an einem relativ hohen Mast montiert ist und entsprechend den
jeweiligen Witterungs- bzw. Schneibedingungen (insbesondere Lufttemperatur,
Luftfeuchtigkeit und Wassertemperatur) eine bestimmte Luftmenge vermischt mit fein
verteiltem bzw. fein verdüstem Wasser in die Umgebung derart ausbringt, daß sich aus
den fein verdüsten Wassertröpfchen im Druckluftstrahl Schneekristalle bilden können.
Durch die von der Höhe des Mastes bestimmte relativ große Fallhöhe wird die für die
Schneekristallbildung ausreichende Zeit erreicht, und zwar mit dem grundsätzlichen
Vorteil einer reduzierten Kompressor- bzw. Druckluftmenge im Vergleich zu solchen
Systemen, die auf hohe Masten verzichten und bei denen die jeweilige Düse nur in
geringer Höhe über dem Boden angeordnet ist.
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Nachteile des Lanzensystems sind aber, daß durch die Anordnung der Düse in großer
Höhe der sich bildende Schnee dem Wind stärker ausgeliefert ist und insbesondere bei
starkem Wind weit verblasen wird, während bei Windstille der Schnee unmittelbar an
der Lanze bzw. am Mast nach unten fällt, so daß der produzierte Schnee nur zum Teil
tatsächlich genutzt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, daß die
Schneeproduktion nicht gleichmäßig ist, da leichtere Partikel vom Wind weiter
transportiert werden als schwerere Partikel, die schnell abfallen. Es ergibt sich also eine
vom Abstand abhängige Klassifizierung der Schneepartikel nach Größe bzw. Masse.
Weiterhin besteht bei den bekannten Systemen grundsätzlich auch nicht die
Möglichkeit, die Flugbahn der erzeugten Schneepartikel beispielsweise durch
Steuerung der Druckluft zu verändern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneekanone aufzuzeigen, die diese Nachteile
vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schneekanone entsprechend dem
Patentanspruch 1 ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung bietet gegenüber herkömmlichen Lanzensystemen
erhebliche Vorteile. Mit dem zusätzlichen, großvolumigen Luftstrom läßt sich eine
weite Flugbahn der an der Düse erzeugten Partikeln erreichen, u. a. mit dem Vorteil,
daß der erzeugte Schnee dort ausgebracht werden kann, wo er tatsächlich benötigt
wird, sowie auch mit dem Vorteil, daß bei reduzierter Höhe des jeweiligen Mastes
bzw. der jeweiligen Lanze eine ausreichend weite Flugbahn für die Partikel und damit
eine ausreichende Zeit für die Schneekristallbildung erreicht wird.
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Durch die geringere Bauhöhe der Lanzen treten diese im Gelände weniger störend in
Erscheinung. Durch den zusätzlichen großvolumigen Luftstrom, der auch unabhängig
von der Druckluft und der Wassermenge geregelt bzw. gesteuert werden kann, wird
weiterhin speziell bei solchen Düsen, die mit Nukleatoren zur Erzeugung von die
Schneebildung beschleunigenden oder verbessernden Nuklei (kleine Eis- oder
Schneekristalle in unmittelbarer Nähe des Düsenausgangs) versehen sind, die
Schneebildung durch eine Verwirbelung und Vermengung dieser Nuklei im Luftstrom
noch weiter verbessert. Durch den zusätzlichen Luftstrom wird weiterhin eine
gleichmäßigere Beschneiung erreicht, d. h. es wird insbesondere eine vom Abstand
abhängige Klassifizierung der Schneepartikel nach ihrer Masse vermieden.
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Bei der Erfindung dient der zusätzliche Luftstrom im wesentlichen dem Transport und
der Verwirbelung der an der Düse oder Düsenanordnung erzeugten Partikeln, während
das Verdüsen des Wassers und der Erzeugung von Partikeln (insbesondere fein verteilte
Wasserpartikel sowie ggf. Nuklei) allein durch die Düse bzw. Düsenanordnung erfolgt.
Hierdurch ist es dann auch möglich, den zusätzlichen Luftstrom weitestgehend
unabhängig von der der Düse zugeführten Druckluft- und Wassermenge und -
verteilung zu steuern, um so beispielsweise den Beschneiungswinkel der
Schneekanone und/oder die Flugbahn der Partikel zu verändern und/oder eine
Anpassung an tatsächliche Windverhältnisse vorzunehmen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das die Quelle für die zusätzliche Luft
bildende Gebläse über einen Kanal mit der Austrittsöffnung für die zusätzliche Luft
verbunden. Der Kanal ist dann beispielsweise durch eine Wandung nach außen
begrenzt, die von einem dünnwandigen, flexiblen, aber für Luft undurchlässigen oder
zumindest schwer durchlässigen Schlauchmaterial gebildet und beispielsweise durch
den Druck des Gebläses in der erforderlichen Form und Lage gehalten ist. Diese
Ausbildung hat den Vorteil, daß der Mast bzw. die Lanze der Schneekanone durch die
für die zusätzliche Luft benötigten Funktionselemente nicht oder nur ganz
unwesentlich zusätzlich belastet wird.
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Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung
wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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Fig. 1 in vereinfachter und perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Schneekanone;
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Fig. 2 und 3 in vereinfachter Darstellung jeweils weitere mögliche Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Schneekanone.
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Die in der Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete Schneekanone besteht im wesentlichen
aus einer im Gelände, beispielsweise am Rande einer Skipiste auf einem Fundament 2
montierten Lanze 3, die durch entsprechende Stellglieder, beispielsweise durch Öl-
Hydraulikzylinder, von denen in der Fig. 1 der einfacheren Darstellung wegen
lediglich ein Zylinder 4 wiedergegeben ist, einstellbar am Fundament 2 vorgesehen ist,
und zwar beispielsweise durch Schwenken um horizontale Achsen und durch Drehen
um eine vertikale Achse. Im Fundament 2, d. h. in einem von diesem Fundament
gebildeten Schacht sind frostsicher verschiedene Funktionselemente der Schneekanone
1 untergebracht, so beispielsweise ein Ventilblock 5 zum Steuern der verdüsten
Wassermenge, Ventile 6 zum Regeln und Steuern der Druckluft, ein Wasseranschluß 7
zum Anschluß an eine im Gelände frostsicher verlegte Wasserversorgung, ein
Anschluß 8 zum Anschluß an eine im Gelände verlegte Druckluftversorgung sowie
weitere, nicht dargestellte Funktionselemente, beispielsweise eine elektronische, von
einem zentralen Rechner angesteuerte Steuereinrichtung usw.
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Die Lanze 3 besteht aus einem inneren Lanzenkörper 9, der bei der dargestellten
Ausführungsform den eigentlichen tragenden Teil der Lanze 3 bildet und in dem
verschiedene Versorgungsleitungen 10 für Wasser unter Druck und für die Kompressor-
oder Druckluft aufgenommen sind und der an seinem freien Ende die den eigentlichen
aktiven Teil der Schneekanone 1 bildende Wasser-Druckluft-Düse 11 aufweist, die als
Mischpistole für Wasser und Druckluft ausgebildet ist und in der gesteuert durch den
Ventilblock 5 in Abhängigkeit von den aktuellen Witterungsverhältnissen
(Schneibedingungen, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Wassertemperatur) eine
bestimmte Wassermenge mit der austretenden Druckluft vermischt und dabei derart
verdüst wird, daß im austretenden Druckluftstrahl eine Schneebildung mit der
gewünschten Qualität erfolgt.
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Die Lanze 3 ist weiterhin mit einem den Lanzenkörper 9 umgebenden ringförmigen
Luftkanal 12 versehen, der außen liegend durch eine Wandung 13 begrenzt ist. Der
Kanal 12 reicht bis in die Nähe des unteren Endes der Lanze 3 und ist dort mit dem
Ausgang eines elektrisch angetriebenen Gebläses 14 verbunden, welches Luft aus der
Umgebung ansaugt und in den Kanal 12 drückt. In der Nähe des freien Endes der
Lanze 3 weist der Kanal 12 eine Öffnung 15 auf, die als das dortige Ende des
Lanzenkörpers 9 umschließende ringförmige Öffnung ausgeführt ist und gegenüber
dem freien Ende der Düse 11 entgegen der Düsenaustrittsrichtung derart
zurückversetzt, d. h. zur Rückseite der Düse 11 hin versetzt ist, daß diese Düse mit
ihren Austrittsöffnungen aus der Öffnung 15 des Kanals 12 vorsteht.
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Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die Öffnung 15 in einer Ebene, die
senkrecht oder in etwa senkrecht zur Achse der Düse 11 orientiert ist. Die Achse der
Düse 11 schließt bei der dargestellten Ausführungsform mit der Längsachse der Lanze
3 bzw. des Lanzenkörpers 9 einen Winkel α kleiner als 90° ein, der sich zum freien
Ende der Lanze hin öffnet, und zwar derart, daß bei um den Winkel α gegenüber der
Horizontalen geneigten Lanze 3 die Achse der Düse 11 in horizontaler oder etwa
horizontaler Richtung orientiert ist. Das Gebläse 14, welches einen großvolumigen
Luftstrom liefert, ist über eine beispielsweise im Fundament 2 untergebrachte
Steuereinrichtung in seiner Leistung individuell, d. h. unabhängig von der Steuerung
der Luft- und/oder Wassermenge an der Düse 11 steuerbar. Durch den in der Leistung
gesteuerten und an der Öffnung 15 austretenden Luftstrom des Gebläses 14 kann die
Flugbahn der Düse 11 erzeugten Schneepartikel den jeweiligen Bedürfnissen optimal
gesteuert werden, und zwar unabhängig von der Steuerung der Wasser- und
Druckluftmenge, die in Abhängigkeit von den aktuellen Witterungsverhältnissen zur
Erzeugung einer möglichst großen Schneemenge mit der angestrebten Qualität.
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Die Wandung 13 ist im einfachsten Fall von einem dünnwandigen schlauch- oder
sackartigen Material, z. B. Gewebe und/oder Folie gebildet, welches bzw. welche
luftundurchlässig oder weitestgehend luftundurchlässig ist und allein durch den Druck
des Gebläses 14 in der erforderlichen Form und Lage gehalten wird. Im Bereich der
Öffnung 15 ist dieses Schlauch- oder Sackmaterial beispielsweise an einem mit dem
Lanzenkörper 3 verbundenen und diesen umschließenden Ring gehalten.
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Grundsätzlich kann die Wandung 13 auch von einem beispielsweise dünnwandigen
Rohr gebildet sein.
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Der Vorteil der Schneekanone 1 besteht zum einen darin, daß über den durch das
Gebläse 14 erzeugten zusätzlichen Luftstrom u. a. der Austrittswinkel und/oder die
Austrittsgeschwindigkeit der Wasser-/Schneeartikel steuerbar sind. In der Fig. 1 sind
mit den Linien 15 der Austrittswinkel der Partikel bei abgeschaltetem Gebläse 14 und
mit den Linien 17 der Austrittswinkel der Partikel bei höherer Leistung des Gebläses 14wiedergegeben, und zwar jeweils bei gleicher Druckluft- und Wassermenge an der
Düse 11.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch den Luftstrom in dem Lanzenkörper 9
umgebenden Kanal 12 ein Vorkühlen des Wassers sowie der Druckluft im
Lanzenkörper 9 bzw. auf der dortigen Länge der Versorgungsleitungen 10 erfolgt,
womit bei gleichen Witterungsbedingungen und gleicher Schneequalität eine
Steigerung der Leistung der Schneekanone 1 (je Zeiteinheit produzierte Schneemenge)
möglich ist.
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Weiterhin wird durch den zusätzlichen, vom Gebläse 14 erzeugten Luftstrom bei
Verwendung von Nukleatoren auch eine bessere Verwirbelung oder Vermengung der
unmittelbar an der Düse 10 erzeugten Nuklei erreicht und damit die Leistung der
Schneekanone ebenfalls erhöht. Auch die Bauhöhe der Schneekanone 1 kann reduziert
werden, da durch den zusätzlichen Luftstrom des Gebläses 14 die Flugbahn von
Wassertropfen, die sich noch nicht in Schnee umgewandelt haben, verlängert und
damit auch die für die Umwandlung in Schnee zur Verfügung stehende Zeit vergrößert
wird. Außerdem können vorhandene Wassertropfen in dem von dem Gebläse 14
erzeugten zusätzlichen Luftstrom ohnehin schneller auskristallisieren.
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Die Fig. 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung. In dieser Figur
sind diejenigen Elemente, die von ihrer Ausbildung und/oder Funktion her solchen
Elementen der Fig. 1 entsprechen, jeweils mit der gleichen Bezugsziffer wie in der
Fig. 1 bezeichnet, allerdings mit dem zusätzlichen Index "a". Die Schneekanone 1a
der Fig. 2 besitzt u. a. eine von einem Lanzenkörper 9a gebildeten Lanze 3a, die am
oberen Ende fest mit seiner Achse in vertikaler Richtung orientierten Lanzenkörpers 9a
einen die Düse 11a tragenden Düsenkopf 18 aufweist. Der säulenartige Lanzenkörper
9a ist um seine vertikale Achse dreh- oder schwenkbar. Der Düsenkopf 18 ist um eine
horizontale Achse schwenkbar am oberen Ende des Lanzenkörpers 9 vorgesehen.
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Durch nicht dargestellte Steuerelemente sind diese Bewegungen steuerbar, so daß die
Düse 11a in der jeweils gewünschten bzw. erforderlichen Weise ausgerichtet werden
kann. Auch die Schneekanone 1a weist wiederum das zusätzliche Gebläse 14a auf,
welches mit dem einen Ende eines durch die Wandung 13a begrenzten Kanals 12a
verbunden ist, dessen anderes Ende die die Düse 11a umschließende, gegenüber
dieser Düse zurückversetzte ringförmige Öffnung 15a für den Austritt der durch das
Gebläse 14a erzeugten zusätzlichen Luft bildet. Die Schneekanone 1a unterscheidet
sich von der Schneekanone 1 u. a. auch dadurch, daß der Kanal 12a außerhalb des
Lanzenkörpers 9a verlaufend, d. h. diesen nicht umschließend vorgesehen ist. Die in
der Fig. 2 wiedergegebene Konstruktion bietet die Möglichkeit, daß die
Versorgungsleitungen 10a direkt in dem Kanal 12a verlaufend und damit direkt durch
den zusätzlichen Luftstrom des Gebläses 14a gekühlt vorgesehen sind.
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Die Fig. 3 zeigt als weitere mögliche Ausführungsform eine Schneekanone 1b, die
sich von der Schneekanone 1a im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß
anstelle des Schlauch- oder Rohrkörpers ein Gehäuse oder Rohrstück 19 vorgesehen
ist, welches mit seiner Achse achsgleich oder annähernd achsgleich mit der Achse des
Düsenkopfes 18 angeordnet ist. Das beidendig offene Rohrstück 19 reicht mit einem
offenen Ende 20 bis an den Düsenkopf 18. Im Bereich des anderen offenen Endes ist
im Rohrstück 19 ein Gebläse 21 vorgesehen, welches von dem Elektromotor 22 und
dem mehrere Flügel aufweisenden Ventilator- bzw. Gebläseelement 23 gebildet ist.
Das Gehäuse 19 mit dem Gebläse 21 sind auf einer Konsole 24 gehalten, die an dem
Lanzenkörper 9a befestigt ist. Auch das Gebläse 21 ist wiederum in seiner Leistung
unabhängig von der dem Düsenkörper 18 bzw. der Düse 11a zugeführten Druckluft-
und Wassermenge steuerbar.
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Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht
sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß
dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1, 1a, 1b Schneekanone
2 Fundament
3, 3a Lanze
4 Stellzylinder
5 Ventilblock
6 Steuer- oder Druckregelventil
7 Wasseranschluß
8 Druckluftanschluß
9, 9a Lanzenkörper
10, 10a Versorgungsleitung
11, 11a Wasser-Druckluft-Düse
12, 12a Luftkanal
13, 13a Schlauch- oder Rohrstück
14, 14a Gebläse
15, 15a Luftaustrittsöffnung
16, 17 Linie
18 Düsenkopf
19 Rohrstück oder rohrartiges Gehäuse
20 Öffnung
21 Axialgebläse
22 Elektromotor
23 Ventilator- oder Gebläserad
24 Konsole