DE19819982A1 - Düsenkopf zur Erzeugung von Schneekristallen - Google Patents

Abstract

Offenbart sind ein Düsenkopf und eine Mischdüse für eine Schneekanone, bei denen einer Düse eine Wirbelkammer zugeordnet ist, über die eine innige Vermischung eines Luft-/Wassergemisches erfolgt. Durch die Wirbelkammer läßt sich die Beschneiungsleistung gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenkopf zur Erzeugung von Schneekristallen gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1, eine Mischdüse für einen derartigen Düsenkopf sowie mit einem derartigen Düsenkopf versehene Schneekano­ nen.

Aufgrund der in den zurückliegenden Jahren festzustel­ lenden Klimaerwärmung haben insbesondere Wintersportgebiete in niedrigeren Höhenlagen zu wenige Schneetage, um die Be­ triebsanlagen mit dem erforderlichen Cash-Flow führen zu können. Zum Ausgleich der schneearmen Winter ist es für diese Wintersportgebiete unumgänglich, Schneekanonen zur Erzeugung von Kunstschnee einzusetzen, so daß eine hinrei­ chende Beschneiung der Pisten in den Kernmonaten Dezember bis März gewährleistet ist.

Bei derartigen Schneekanonen wird Wasser mittels Düsen fein zerstäubt und in diese Wassertröpfchenwolke Eiskri­ stallkeime eingesprüht, die eine Kristallisation der Was­ sertröpfchen bewirken. Die Flugbahn von Düsenkopf bis zur Pistenoberfläche ist derart ausgelegt, daß die Wassertröpf­ chen genügend Zeit haben, um auszukristallisieren. Die Kri­ stallisationskeime werden in sogenannten Mischdüsen herge­ stellt, bei denen ein druckbeaufschlagtes Luft-/Wasser­ gemisch aus den Düsenbohrungen aus tritt und dabei schlagartig expandiert und entsprechend abgekühlt wird. Durch diese schlagartige Abkühlung des Luft-/Wasser­ gemisches bilden sich spontan mikroskopisch feine Eiskristalle, die dann als Kristallisationskeime für die zerstäubten Wassertröpfchen wirken. Je nach Druck in den Mischdüsen, die auch Nukleatoren genannt werden, unter­ scheidet man Hochdrucksysteme und Niederdrucksysteme. Die ersten nach dem sogenannten Hochdruckprinzip arbeitenden Schneekanonen werden im Druckbereich bis 10 bar betrieben, wobei lediglich Mischdüsen zur Beschneiung verwendet wer­ den. Danach wurden die Niederdrucksysteme entwickelt, deren Name allerdings technisch gesehen falsch ist, da sie bei höheren Drücken als die vorgenannten Hochdrucksysteme ar­ beiten. Hochdrucksysteme erfordern mehr Luft als Nieder­ drucksysteme, um die gleiche Durchsatzleistung einstellen zu können. Bei diesen Niederdrucksystemen wird das Wasser in einem Druckbereich von etwa 10 bis 40 bar zerstäubt und der Arbeitsdruck der Nukleatoren zur Erzeugung der Kristal­ lisationskeime beträgt etwa 7 bis 10 bar.

Die Durchsatzleistungen sind bei beiden Systemen etwa gleich.

Zur Verteilung der erzeugten Schneekristalle verwendet man entweder Lanzen, bei denen der Düsenkörper in etwa 10 m Höhe auf einer Rohrlanze befestigt ist. Diese wird in der Regel am Pistenrand stationär befestigt, wobei die Lanzen­ höhe und der Ausrichtungswinkel des Düsenkopfes derart aus­ gelegt sind, daß der gewünschte Beschneiungsbereich der Pi­ ste abgedeckt wird.

Zur Wartung der Düsenköpfe lassen sich die Lanzen über geeignete Gelenke umlegen.

Neben den vorbeschriebenen Lanzen werden auch sogenann­ te Propellerkanonen eingesetzt, bei denen die Wassertröpf­ chen bzw. Schneekristalle über einen Propeller auf eine vorbestimmte Flugbahn gebracht werden. Derartige Propeller­ kanonen können in Bodenhöhe installiert werden, da die Flugbahn im wesentlichen durch die Leistung des Propellers bestimmt ist. Sowohl Propellerkanonen als auch Lanzen wer­ den häufig aus Kostengründen als mobile Schneekanonen ein­ gesetzt.

Aufgrund des geringeren Energiebedarfes ist man be­ strebt, sowohl die Lanzen als auch die Propellerkanonen mit Niederdrucksystemen auszurüsten, wobei allerdings die Be­ schneiungsleistung von herkömmlichen Niederdrucksystemen unterhalb der von Hochdrucksystemen liegt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Düsenkopf, eine Mischdüse für einen derartigen Düsen­ kopf und mit derartigen Düsenköpfen versehene Schneekanonen zu schaffen, bei denen die Beschneiungsleistung gegenüber herkömmlichen Lösungen verbessert ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Düsenkopfes durch die Merkmale des Patentanspruches 1, hinsichtlich der Mischdüse durch die Merkmale des Patentanspruches 14 und durch eine Lanze mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 sowie durch eine Propellerkanone mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruches 12 gelöst.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die Mischdüsen zur Erzeugung der Eiskristalle aus dem Luft-/Wasser­ gemisch mit einer Wirbelkammer versehen sind, in der jeweils eine innige Vermischung des Luft-/Wassergemisches erfolgt. Dazu werden die Komponenten innerhalb der Wirbel­ kammer beschleunigt und der eigentlichen Düse zugeführt, so daß sich aufgrund der intensiven Vermischung und Beschleu­ nigung der Komponenten ein optimales Sprühbild mit feinstverteilten, sehr kleinen Eiskristallen einstellt. Bei Vorversuchen hat es sich gezeigt, daß sich durch diese Aus­ gestaltung der Mischdüsen die Beschneiungsleistung gegen­ über herkömmlichen Lösungen wesentlich verbessern läßt, so daß eine Beschneiung mit Niederdrucksystemen in Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbereichen möglich ist, die bisher le­ diglich Hochdrucksystemen vorbehalten waren. Bei ersten Tests zeigte es sich, daß sich mit dem neuen Konzept, das man als Mitteldruckkanone bezeichnen könnte, auch im Grenz­ temperaturbereich (Feuchtkugeltemperatur von -3°C bis -4°C) gutes Schneiverhalten erzielen läßt. Aufgrund des ver­ gleichsweise niedrigen Druckes zwischen 10 und 40 bar kön­ nen über herkömmlichen Lösungen kleinere Kompressen einge­ setzt werden, so daß der Energieverbrauch minimal ist. Die Erfindung zeichnet sich des weiteren durch einfache Hand­ habbarkeit und geräuscharmen Betrieb aus.

Der Aufbau jeder Mischdüse ist in Axialrichtung beson­ ders kompakt, wenn die Wirbelkammer koaxial zur Düsenöff­ nung angeordnet und gegenüber dieser radial erweitert ist. Die eigentliche Düse kann dann als Zukaufteil in die Wir­ belkammer eingeschraubt werden, so daß die Montage und Fer­ tigung der Mischdüse auf einfache Weise möglich ist.

Durch die Maßnahme, die Zuführleitungen für die Kompo­ nenten (Druckluft, Druckwasser) derart auszugestalten, daß die beiden Komponenten gegenläufig und tangential in die Wirbelkammer eingebracht werden, wird eine Rotation des Luft-/Wassergemisches bewirkt, die eine innige Vermischung dieser Komponenten unterstützt.

Der Beschneiungsbereich läßt sich optimieren, wenn die Mischdüsen reihenförmig nebeneinander in einem Nukleator­ block angeordnet sind. Dieser ist von zwei Parallellängs­ bohrungen durchsetzt, durch die die Druckluft bzw. das Druckwasser zuführbar ist. Von diesen beiden Parallellängs­ bohrungen zweigen Zuführleitungen ab, die in der vorbe­ schriebenen Weise in den Wirbelkammern münden.

Die gegenläufige Komponentenströmung wird dann dadurch bewirkt, daß die beiden Parallellängsbohrungen in Gegen­ stromrichtung durchströmt werden.

Eine besonders hohe Beschneiungsleistung läßt sich mit einem Düsenkopf bewirken, bei dem einem Düsenkörper zur Zerstäubung von Wasser zwei Nukleatorenblöcke zugeordnet sind, die vorzugsweise oberhalb bzw. unterhalb der Düsen­ körper angeordnet sind, wobei die Wirkrichtung der Nuklea­ toren schräg zur Achse der Wasserdüsen des Düsenkörpers an­ geordnet ist. Dieser Anstellwinkel läßt sich einstellen, so daß eine bestmögliche Verteilung der Kristallisationskeime in der Wassertröpfchenwolke gewährleistet ist.

Die Beschneiungsleistung läßt sich weiter erhöhen, wenn der Düsenkopf mit zwei Einheiten aus jeweils einem Düsen­ körper und zwei Nukleatorenblöcken gebildet wird, die vor­ zugsweise nebeneinander angeordnet sind.

Die mit derartigen Düsenkörpern versehenen Niederdruck-Lanzen werden bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem Knickgelenk ausgeführt, so daß der dem Düsenkopf zu­ geordnete Lanzenteilabschnitt gegenüber einem feststehenden Lanzenteilabschnitt verschwenkt werden kann, so daß der Dü­ senkopf in der Schwenkstellung in Bodennähe angeordnet ist.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird der Dü­ senkopf bei einer Propellerkanone eingesetzt, die vorzugs­ weise auf einer Parallelogramm-Hebebühne angeordnet ist, so daß der Propeller mit dem Düsenkopf auf einfache Weise in eine vorbestimmte Höhe oberhalb der Piste bringbar ist, wo­ bei die Lageausrichtung der Kanone unabhängig von der ein­ gestellten Höhe konstant bleibt. Die Mobilität dieser Ein­ richtung läßt sich weiter erhöhen, wenn die Parallelogramm-Hebe­ bühne auf einem Fahrgestell, beispielsweise einem Schlitten montiert ist.

Sonstige vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen.

Fig. 1 eine Niederdruck-Lanze mit einem erfindungsge­ mäßen Düsenkopf;

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Düsenkopf, der an der Niederdruck-Lanze aus Fig. 1 befestigt ist;

Fig. 3 eine Draufsicht aus dem Düsenkopf aus Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Düsenkopfes aus Fig. 2;

Fig. 5 einen Nukleatorblock des Düsenkopfes aus Fig. 2;

Fig. 6 einen Schnitt durch den Nukleatorblock entlang der Linie A-A in Fig. 5;

Fig. 7 eine Skizze zur Verdeutlichung der Komponenten­ strömung;

Fig. 8 eine vereinfachte Darstellung eines Düsenkör­ pers des Düsenkopfes aus Fig. 2; und

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der erfin­ dungsgemäße Düsenkopf mit einer Propellerkanone eingesetzt wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Nieder­ druck-Lanze 1, bei der ein unteres Lanzenteil 2 und ein oberes Lanzenteil 4 über ein Knickgelenk 6 miteinander ver­ bunden sind. Das untere Lanzenteil 2 ist mit einer Boden­ platte 8 versehen, die über geeignete Befestigungsmittel auf der Piste oder einem geeigneten Fundament befestigbar ist. Die Anlenkung des unteren Lanzenteils 2 an der Boden­ platte 8 oder direkt im Boden kann mittels einer Steckhülse 10 erfolgen, die in Fig. 1 angedeutet ist.

Im Bereich der Bodenplatte 8 oder des unteren Lanzen­ teils 2 sind des weiteren Versorgungssysteme für die Lanze 1, wie beispielsweise eine Hydraulikpumpe 12 oder eine elektrische Steuerung 14 der Anlage befestigt. Selbstver­ ständlich können diese Peripheriegeräte auch getrennt von der Lanze angeordnet werden. Das Knickgelenk 6 ermöglicht es, das obere Lanzenteil 4 mit Bezug zum unteren Lanzenteil 2 anzustellen, so daß die Höhe eines am oberen Lanzenteil 4 angeordneten Düsenkopfes 16 einstellbar ist. Diese Anstel­ lung des oberen Lanzenteiles 4 wird über einen Hydraulikzy­ linder 18 bewirkt, der am unteren Lanzenteil 2 abgestützt ist und dessen Kolben am oberen Lanzenteil 4 angreift. Der Hydraulikzylinder 18 wird über die Hydraulikpumpe 12 mit Hydraulikfluid versorgt, wobei die Ausfahrstellung der Kol­ benstange über die Steuerung 14 vorbestimmbar ist. Zur War­ tung des Düsenkopfes 16 kann das obere Lanzenteil 4 in der Darstellung nach Fig. 1 nach unten, zum unteren Lanzenteil 2 hin verschwenkt werden, so daß der Düsenkopf 16 aus sei­ ner Betriebsposition nach unten in eine Wartungsposition verschwenkbar ist, in der er für den Monteur auf einfache Weise zugänglich ist. Zur Optimierung der Flugbahn und des Raumbedarfes der Lanze ist der obere Lanzenteil 4 an seinem düsenkopfseitigen Endabschnitt nach vorne, d. h. in der Dar­ stellung nach Fig. 1 nach rechts hin angewinkelt.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte, schematische Darstel­ lung des Düsenkopfes 16 aus Fig. 1. Dieser ist an dem an­ gewinkelten Abschnitt 20 des oberen Lanzenteiles 4 befe­ stigt.

Wie aus der Draufsicht auf den Düsenkopf 16 in Fig. 3 entnehmbar ist, hat dieser zwei Einheiten 23, 24, die in der Darstellung nach Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene übereinander liegen, so daß in dieser Darstellung lediglich die Einheit 23 sichtbar ist. Jede dieser Einheiten 23, 24 hat einen zentralen Düsenkopf 16 mit einer Vielzahl von Wasserdüsen 28 zur Zerstäubung von druckbeaufschlagtem Was­ ser, das durch die Lanzenteile 2, 4 durch den Düsenkörper 26 zugeführt wird. Die entsprechenden Leitungen sind der Einfachheit halber in den Darstellung weggelassen worden. Die Wasserdüsen 28 haben einen handelsüblichen Aufbau, wie die, die beispielsweise auch in der Landwirtschaft bei Sprühanlagen zur Bewässerung von Feldern, etc. eingesetzt werden, so daß auf eine Beschreibung der Wasserdüsen 28 an sich verzichtet werden kann. Jedem Düsenkörper 26 sind zwei im Abstand dazu angeordnete Nukleatoren 30, 32 zugeordnet, die ihrerseits wiederum eine Vielzahl von Mischdüsen 34 tragen, deren Aufbau im folgenden noch näher erläutert wird.

Die in Fig. 2 oben liegenden Nukleatoren 32 sind in der Darstellung nach Fig. 3 sichtbar.

Der Düsenkörper 26 ist an einem Träger 36 befestigt, der seinerseits über ein Drehgelenk an einem Schwenkhebel 40 angelenkt ist. Dieser ist an einem Schwenklager 42 gela­ gert und über einen Stützzylinder 44 abgestützt. Dieser Stützzylinder 44 ist ebenfalls mit der hydraulischen Pumpe 12 und der Steuerung 14 verbunden, so daß die Ausfahrstel­ lung des Stützzylinders 44 und damit die Schwenkstellung des Schwenkhebels 40 mit Bezug zum angewinkelten Abschnitt 20 einstellbar ist. Alternativ zur hydraulischen Verstel­ lung kann selbstverständlich auch eine elektromotorische Verstellung gewählt werden.

Der den Düsenkörper 26 und die Nukleatoren 30, 32 tra­ gende Träger 36 läßt sich mittels einer geeigneten An­ triebseinrichtung, beispielsweise einem weiteren Hydrau­ likzylinder oder einem Elektromotor um eine Achse 46 des Drehgelenkes 38 verdrehen, so daß praktisch eine zweiachsi­ ge Stellung des gesamten Drehkopfes ermöglicht ist. Die er­ ste Achse wird durch das Drehgelenk 38 mit der Achse 46 und die zweite Achse durch das Schwenklager 42 mit der senk­ recht zur Zeichenebene verlaufenden Schwenkachse 48 zur Verfügung gestellt.

Die beiden Nukleatoren 30, 32 sind mittels Stützträger 48 an dem Träger 36 befestigt, wobei diese Befestigung der­ art erfolgt, daß die Düsenachse 50 der Mischdüsen 34 in ei­ nem vorbestimmten Winkel α mit Bezug zur Düsenachse 52 der Wasserdüsen 28 angestellt ist. Durch diesen Winkel α ist der Eintrittspunkt der in den Nukleatoren erzeugten Kri­ stallisationskeime in die von dem Düsenkörper erzeugte Was­ sertröpfchenwolke bestimmt.

Die Stützträger 48 sind mit Einstelleinrichtungen ver­ sehen, über die der Anstellwinkel α der Nukleatoren ein­ stellbar ist.

Fig. 4 zeigt eine stark vereinfachte Ansicht von rechts auf den Düsenkopf 22 aus Fig. 2. Daraus wird er­ sichtlich, daß die Mischdüsen 34 der Einheiten 23, 24 rei­ henförmig im Abstand zueinander angeordnet sind. Das glei­ che gilt für die Wasserdüsen 28, die in mehreren Reihen in den Düsenkörpern 26 der beiden Einheiten 23, 24 angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt eine Einzeldarstellung eines Nukleators 32, bei der die Mischdüsen 34 der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurden. Jeder Nukleator 32, 30 hat einen Nu­ kleatorblock 54, der beispielsweise aus einem Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung durch spanabhebende Bearbeitung herstellbar ist. Prinzipiell möglich sind je­ doch auch Schweiß- oder Gießkonstruktionen aus den gleichen oder anderen geeigneten Materialien.

In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel trägt der Nukleator vier Mischdüsen (nicht dargestellt), die in vier reihenförmig hintereinanderliegende Düsenboh­ rungen 56 eingeschraubt werden.

Bei der der Fig. 6 entnehmbaren Darstellung des Schnitts der Linie A-A (Fig. 5) ist die Mischdüse 34 in die Düsenbohrung 56 eingeschraubt. Der Sechskant dient zum Einschrauben der Mischdüse 34. Jede Mischdüse 34 hat einen Düsenkörper, an dem der Sechskant 58 ausgebildet ist. Auf ein Auslaufseitiges Außengewinde des Düsenkörpers lassen sich mittels einer Überwurfmutter ein Wirbelkörper und ein Düsenplättchen befestigen, über die das Sprühbild einstell­ bar ist. Wirbelkörper und Düsenplättchen werden derart aus­ gewählt, daß sich in allen Temperaturlagen das gewünschte Sprühbild mit der daraus resultierenden Sprühweite einstel­ len läßt. Die Mischdüsen 34 per se haben einen in Fachkrei­ sen bekannten Aufbau, so daß keine ausführlichen Erläute­ rungen erforderlich sind.

Die Düsenbohrung 56 für die Mischdüse 34 mündet in ei­ ner Wirbelkammer 60, die sich koaxial zur Düsenbohrung 56 erstreckt und deren Durchmesser größer als der den Strahl­ querschnitt bestimmenden Düsendurchmesser ist.

In der Wirbelkammer 60 münden Zuführleitungen oder -ka­ näle 62, 64, die ihrerseits in zwei Parallellängsbohrun­ gen 66, 68 münden. Diese Parallellängsbohrungen 66, 68 sind in Fig. 5 gestrichelt angedeutet. Die Parallellängsbohrun­ gen 66, 68 sind einseitig verschlossen, wobei der Abschluß durch Ausbilden einer Sacklochbohrung oder durch Einschrau­ ben einer Abschlußschraube hergestellt wird. Die offenen Endabschnitte der Parallellängsbohrungen 66, 68 enden in entgegengesetzten Stirnflächen des Nukleatorblocks 54 und sind mit Anschlüssen 70, 72 versehen, über die eine Verbin­ dung zur Druckluft- oder zur Druckwasserversorgung her­ stellbar ist. Anstelle des einseitigen Abschlusses der Par­ allellängsbohrungen 66, 68 können auch Verbindungselemente zur Ankopplung des Nukleators an benachbarte Nukleatorblöc­ ke ausgebildet werden, so daß diese in Reihe hintereinander geschaltet sind. Wichtig ist jedoch, daß die Komponenten, d. h. die Druckluft und das Druckwasser in Gegenstromrich­ tung in die Wirbelkammer 60 eingeleitet werden. D. h. bei der Darstellung gemäß Fig. 5 wird beispielsweise das Druckwasser über den Anschluß 70 in Pfeilrichtung nach links zugeführt, während die Druckluft über den Anschluß 72 in Pfeilrichtung nach rechts zugeführt wird. Die Zuführlei­ tungen 62, 64 verbinden die in der Darstellung nach Fig. 5 seitlich versetzt zu den Düsenbohrungen 56 angeordneten Parallellängsbohrungen 66, 68 mit der Wirbelkammer 60, so daß die beiden Komponenten gegenläufig in die Wirbelkammer 60 eintreten.

Diese Strömungsverhältnisse sind in der Fig. 7 schema­ tisch dargestellt. Demzufolge werden die beiden Komponen­ tenströme tangential und seitlich versetzt zueinander in die Wirbelkammer 60 eingeleitet, so daß die Komponenten­ strömungen in eine Rotation versetzt und innig miteinander vermischt werden, so daß der Luft- oder Gasanteil sehr fein im Flüssigkeitsanteil verteilt ist. Dieses optimal ver­ mischte und mit einer Rotationsbewegung beaufschlagte Luft-/Wasser­ mischung wird dann im nicht dargestellten Wirbelkör­ per der Mischdüse 34 nochmals ohne nennenswerte Druckverlu­ ste beschleunigt, so daß sich am Düsenaustritt ein optima­ les Sprühbild einstellt. D. h. durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Wirbelkammer 60 wird das Luft-/Wasser­ gemisch praktisch bereits vor dem Eintritt in die eigentliche Mischdüse 34 in eine Vorrotation versetzt und innig vermischt, so daß der eigentliche Zerstäubungsvorgang in der Mischdüse 34 mit einem höheren Wirkungsgrad erfolgen kann.

Fig. 8 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung des Düsenkörpers 26, bei dem wiederum der Einfachheit halber die Wasserdüsen weggelassen wurden. Wie bereits eingangs erwähnt wurde, wird auf die Beschreibung der Wasserdüsen 28 und der Mischdüsen 34 verzichtet, da es sich hier um han­ delsübliche Bauelemente handelt.

Der in Fig. 8 dargestellte Düsenkörper 26 ist eben­ falls wieder aus einem Aluminiumblock oder einem anderen geeigneten Material gefertigt und hat vier in der Darstel­ lung nach Fig. 8 übereinander liegende Düsenbohrungsreihen 72, 74, 76, 78, in denen jeweils eine Vielzahl von Düsen­ bohrungen 80 ausgebildet sind, in die die Wasserdüsen 28 eingeschraubt werden. Diese Düsenbohrungen 80 münden wie­ derum in einseitig verschlossenen Längskanälen 82, deren offene Endabschnitte mit elektrisch betätigten Ventilen 84 versehen sind.

Die Ventile 84 sind wiederum mit der Steuerung 14 ver­ bunden und wahlweise betätigbar. Die Ansteuerung kann bei­ spielsweise derart gewählt werden, daß die vier Reihen in drei Stufen zugeschaltet werden, wobei in der ersten Stufe lediglich die Reihe 78 zugeschaltet ist, in der zweiten Stufe die beiden Reihen 76 und 78 und in der dritten Stufe alle vier Reihen 72, 74, 76 und 78. Selbstverständlich las­ sen sich auch andere Zuschaltmuster realisieren. Anstelle der in Fig. 8 gezeigten vier Reihen lassen sich in belie­ biger Weise Düsenkörper mit weniger oder mehr Reihen aus­ bilden.

Anstelle der einseitig geschlossenen Konstruktion kön­ nen die Längskanäle 82 auch durchgängig ausgestaltet sein, wobei an dem von den Ventilen 84 entfernten Endabschnitt wiederum Kopplungseinrichtungen zur Verbindung mit einem benachbarten Düsenkörper 26 angeordnet sein können.

Als weitere Variante läßt sich vorstellen, daß der Dü­ senkörper 26 in zwei Teileinheiten unterteilt wird, so daß die Reihen auf zwei über- oder nebeneinanderliegende Teil­ körper aufgeteilt werden. Prinzipiell ist die Aufteilung der einzelnen Wasserdüsen 28 im Düsenkörper 26 und die An­ einanderordnung der Mischdüsen im Nukleator in beliebiger Weise möglich. Wesentlich ist jedoch, daß die in Fig. 7 dargestellte Vorrotation oder Vorvermischung der Komponen­ ten in der Wirbelkammer 60 ermöglicht ist.

Der in Fig. 1 dargestellten Niederdruck-Lanze ist ein Kompressor 94 zugeordnet, über den Nukleatoren gespeist werden. Der Arbeitsdruck in den Nukleatoren bewegt sich zwischen 8,5 und 9 bar. Selbstverständlich sind auch andere Druckbereiche einstellbar. Der Wasserdruck des Systems wird in einer zentralen Pumpstation erzeugt und liegt zwischen 10 bis 40 bar.

Bei ersten Vorversuchen hat es sich gezeigt, daß mit einer derartigen Konstruktion bei -3°C Umgebungstemperatur und einer Luftfeuchtigkeit von 95% bereits befriedigende Schneequalitäten herstellbar waren. Bei Luftfeuchtigkeits­ werten von 75% kann ab -2°C beschneit werden.

Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der in Fig. 1 dar­ gestellten Niederdruck-Lanze 1 besteht darin, daß durch die zweiachsige Aufhängung des Düsenkopfes 16 die Beschneiungs­ richtung stets in Abhängigkeit von der Windrichtung so ge­ wählt werden kann, daß eine hinreichende Beschneiung der vorbestimmten Pistenbereiche möglich ist. Bei herkömmlichen Lanzen konnte eine derartige Einstellung nicht erfolgen.

Ein weiterer Vorteil der neuen Niederdruck-Lanze be­ steht darin, daß durch das Knickgelenk 6 der vergleichswei­ se schwere Düsenkopf 16 zum Fußpunkt der Lanze umgelegt werden kann, so daß die Lanze ohne Hilfsmittel durch zwei Monteure aufstellbar ist.

Die Zuschaltung der Ventileinrichtung 84, der Arbeits­ druck im Düsenkörper 26 und in den Nukleatoren läßt sich über die Steuereinrichtung je nach herrschenden Umweltbe­ dingungen (Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Wind) ein­ stellen, so daß die Lanze 1 in optimaler Weise anpaßbar und selbst bei ungünstigen Bedingungen eine gute Schneequalität herstellbar ist.

In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der vorbeschriebene Düsenkopf 16 in Verbindung mit einem Gebläserohr oder Propeller 86 betrieben wird. Derartige Propeller 86 werden üblicherweise bei Propellerkanonen ver­ wendet, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet wer­ den kann. Der Düsenkopf 16 ist derart mit Bezug zum Propel­ ler 86 angeordnet, daß die vom Düsenkörper 26 erzeugte Wol­ ke und die von den Nukleatoren 30, 32 erzeugten Kristalli­ sationskeime in den Ausblasbereich des Propellers 86 fallen und somit von der durch den Propeller 86 erzeugten Luft­ strömung mitgerissen werden. Auf diese Weise ist ein äu­ ßerst weiter Beschneiungsbereich realisierbar. Die Einheit aus Propeller 86 und Düsenkopf 16 ist auf einer Parallelo­ gramm-Hebebühne 88 befestigt und kann somit auf einfache Weise in der Höhe justiert werden. Durch die Parallelo­ gramm-Hebebühne ist gewährleistet, daß die Wirkrichtung des Propellers 86 stets konstant bleibt. Beim gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Propeller 86 über einen Ständer 90 auf der Hebebühne 88 befestigt, wobei die Wirkrichtung über ein Schwenkgelenk 92 variierbar ist.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Hebebühne 88 auf einem Fahrgestell, beispielsweise einem Schlitten 92 befestigt, auf dem auch der Kompressor 94 zur Druckbeaufschlagung des Wassers gelagert ist. Der Schlitten 92 ist mit einer Anhängedeichsel 96 versehen, so daß die Schneekanone auf einfache Weise mittels einer Pi­ stenraupe an den vorbestimmten Ort bringbar ist.

Durch die in Fig. 9 dargestellte Weise wird eine äu­ ßerst variabel einsetzbare Schneekanone geschaffen, bei der die Flugbahn der Schneekristalle und der Beschneiungsbe­ reich auf einfache Weise an jedem beliebigen Pistenbereich einstellbar sind. Durch diese Variante läßt sich somit eine große Flächenstreuung mit einer sehr langen Flugbahn ein­ stellen, so daß optimale Kristallisationszeiten vorliegen.

Um ein Kippen des Schlittens 92 zu verhindern, kann dieser mit ausfahrbaren Teleskopstützen versehen sein. Der Ständer 90 kann auch um seine Hochachse verdrehbar auf der Hebebühne 88 gelagert sein, so daß sich der beschneibare Bereich weiter vergrößern läßt. Die Ansteuerung der vorbe­ schriebenen Einheit erfolgt wiederum mittels einer elektro­ nischen Steuerung.

Claims (14)

1. Düsenkopf zur Erzeugung von Schneekristallen, mit ei­ nem Düsenkörper (26) zur Zerstäubung von Wasser zu einer Wolke und Nukleatoren (30, 32) mit einer Vielzahl von Mischdüsen (34) zur Erzeugung von Kristallisationskeimen aus einem Luft-/Wassergemisch und zum Einbringen der Kri­ stallisationskeime in die Wolke, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mischdüse (34) eine zwischen der Düsenöffnung und den Zuführleitungen (62, 64) für Wasser und Luft angeordne­ te Wirbelkammer (60) zugeordnet ist, in der eine Vorvermi­ schung und/oder Beschleunigung der Komponenten erfolgt.

2. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (60) koaxial zur Düsenöffnung angeordnet und gegenüber dieser radial erweitert ist.

3. Düsenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen der Zuführleitungen (62, 64) in der Wirbel­ kammer (60) derart angeordnet sind, daß die beiden Kompo­ nenten gegenläufig und tangential in der Wirbelkammer (60) eintreten.

4. Düsenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischdüsen (34) eines Nukleators (30, 32) reihenförmig nebeneinander in einem Nukleatorblock (54) angeordnet sind, der von zwei Parallellängsbohrungen (66, 68) zumindest ab­ schnittsweise durchsetzt ist, die seitlich versetzt zur Mischdüsenreihe verlaufen und von denen jeweils eine Zu­ führleitung (62, 64) zu einer Wirbelkammer (60) einer Mischdüse (34) in der Mischdüsenreihe abzweigt.

5. Düsenkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallellängsbohrungen (66, 68) gegenläufig von den Komponenten durchströmt werden.

6. Düsenkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß einem Düsenkörper (26) zwei Nukleatoren (30, 32) zugeordnet sind, wobei der Düsenkörper (26) seinerseits aus zwei im Abstand zueinander stehenden Elementen bestehen kann.

7. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (50) der Mischdüsen (34) schräg zu den Achsen (52) der Düsen (28) des Düsenkörpers (26) angeordnet sind.

8. Düsenkopf nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch zwei Einheiten (23, 24) aus jeweils einem Düsenkörper (26) und zwei Nukleatoren (30, 32).

9. Lanze, insbesondere Niederdruck-Lanze mit einem Lan­ zenteil (2, 4), an dem ein Düsenkopf (16) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche befestigt ist.

10. Lanze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopf (16) drehbar und schwenkbar am Lanzenteil (2, 4) gelagert ist.

11. Lanze nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lanzenteil mit einem Knickgelenk (6) versehen ist, so daß der Düsenkopf (16) mit dem zugeordneten Lanzenteil­ abschnitt (4) zum Boden hin abklappbar ist.

12. Propellerkanone mit einem Düsenkopf nach einem der An­ sprüche 1 bis 8 und mit einem Gebläserohr (86) zur Vertei­ lung der Schneekristalle.

13. Propellerkanone nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gebläserohr (86) und der Düsenkopf (16) auf einer Parallelogramm-Hebebühne (88) angeordnet sind, die ihrerseits auf einem Fahrgestell (92) montiert ist.

14. Mischdüse für einen Düsenkörper nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche 1 bis 8, mit einer Düse und zwei Zuführ­ leitungen (62, 64) für Gas und Flüssigkeit, die in einer Wirbelkammer (60) münden, in der eine Vorvermischung der Komponenten erfolgt, wobei die Zuführleitungen (62, 64) vorzugsweise gegenläufig und seitlich versetzt zueinander in der Wirbelkammer (60) münden.