EP0084187B1 - Schneekanone - Google Patents

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EP0084187B1
EP0084187B1 EP82200057A EP82200057A EP0084187B1 EP 0084187 B1 EP0084187 B1 EP 0084187B1 EP 82200057 A EP82200057 A EP 82200057A EP 82200057 A EP82200057 A EP 82200057A EP 0084187 B1 EP0084187 B1 EP 0084187B1
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EP
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supply line
air supply
compressed
nozzles
annular chamber
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0433—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of gas surrounded by an external conduit of liquid upstream the mixing chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C3/00—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow
    • F25C3/04—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow for sledging or ski trails; Producing artificial snow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C2303/00—Special arrangements or features for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Special arrangements or features for producing artificial snow
    • F25C2303/048—Snow making by using means for spraying water
    • F25C2303/0481—Snow making by using means for spraying water with the use of compressed air

Definitions

  • the present invention relates to a snow cannon with a central compressed air supply line and a pressure water supply line surrounding it and arranged coaxially to it, the two lines being connected to one another by internal nozzles of the compressed air line, and the compressed air supply line in one in the direction of the compressed air supply at the front by one of at least three arranged centrally symmetrically End piece penetrated by outer nozzles delimits the interior of a spray head, none of the outer nozzles lying in the geometric axis of the compressed air supply line.
  • the mode of operation of such a snow cannon is essentially that a very low temperature arises in the interior, with condensation nuclei in the form of ice particles forming in the air / water mixture, around which the water is already partially freezing to snow.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a snow cannon of the type mentioned, which allows a much better mixing of compressed air and pressurized water both in the interior of the cannon and after the jet emerges from the cannon (in this the latter case is to mix with the outside air) or to achieve a mixing ratio that can be achieved with the known snow cannons with significantly less energy expenditure.
  • the wall thickness of the annular space in the area of the inner nozzles is 1 to 3 times larger than the diameter of an imaginary bore, the area of which corresponds to the total area of all inner nozzle bores, divided by 3, the geometric axes of the inner nozzles having the geometric one Make an acute angle to the axis of the compressed air supply line.
  • the compressed air supply line is designated by 1, the compressed air duct 2 passing through it being connected to a compressed air source in a manner not shown.
  • the compressed air duct 2 is closed at its front end by a plug 3.
  • three lateral inner nozzle bores 4 are provided, which communicate with the compressed air duct 2 and whose geometric axes intersect the geometric axis of the compressed air duct 2 at an acute angle, preferably less than 15 °.
  • a baffle plate 5 is provided, which protrudes outwards perpendicularly to the geometric axis of the compressed air duct 2.
  • the distance between the front of the baffle plate and the inside of the end piece corresponds to twice to ten times the diameter of the inner nozzle.
  • the outer jacket 6 of the pressurized water supply is arranged coaxially with the compressed air supply line 1, the inner thread 6a of which serves to receive the external thread 7a of the spray head 7.
  • This arrangement has the result that an annular space 11 is created between the inner wall of the jacket 6 of the pressurized water supply line or the spray head 7 and the compressed air supply line 1, which for the sake of simplicity is referred to as an annular space.
  • the distance measured on a radius between the inner wall of the jacket 6 and the outer wall of the compressed air supply line 1 is of course to be equated with the wall thickness of the annular space 11.
  • the dimensions are chosen such that the wall thickness of the annular space 11 in the area of the inner nozzles 4 is 1 to 3 times larger than the diameter of an imaginary bore, the area of which corresponds to the total area of all inner nozzle bores 4 divided by 3. Furthermore, the wall thickness of the annular space II in the area of the baffle plate 5 corresponds at least approximately to that in the area of the inner nozzles 4.
  • an inner space 9 is delimited by its inner wall and the end piece 8, which communicates with the outside air via three through holes 10, none of which lie in the geometrical axis of the compressed air supply line 1.
  • the three through holes 10 any number of through holes could in principle be provided, but none of which may lie in the geometric axis of the compressed air supply line.

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Description

  • Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Schneekanone mit einer zentralen Druckluftzuleitung und einer diese umgebenden und koaxial zu ihr angeordneten Druckwasserzuleitung, wobei die beiden Leitungen durch Innendüsen der Druckluftleitung miteinander verbunden sind, und die Druckluftzuleitung in einen in Richtung der Druckluftzufuhr vorn durch ein von mindestens drei zentralsymmetrisch angeordneten Aussendüsen durchsetztes Abschlussstück begrenzten Innenraum eines Sprühkopfes mündet, wobei von den Aussendüsen keine in der geometrischen Achse der Druckluftzuleitung liegt.
  • Die Wirkungsweise einer solchen Schneekanone ist im wesentlichen die, dass im Innenraum eine sehr tiefe Temperatur entsteht, wobei sich im Luft-Wasser-Gemisch Kondensationskerne in Form von Eispartikeln bilden, um welche herum das Wasser teilweise bereits zu Schnee gefriert.
  • Solche vorbekannten Schneekanonen besitzen nun den entscheidenden Nachteil, dass ein genügender Vermischungsgrad zwischen Druckluft und Druckwasser nur unter Aufwand vergleichsweise grosser Energien erreicht werden konnte. Die bei einem gegebenen Energieaufwand ungenügende Vermischung von Luft und Wasser hatte zur Folge, dass der Einsatz von Schneekanonen insbesondere dann in Frage gestellt war, wenn die Energie nicht in genügender Menge zur Verfügung stand.
  • Insbesondere lassen sich den vorbekannten Schneekanonen gemäss den US-patentschriften 2,676,471 und 4,101,073 sowie der DE-OS 29 41 052 nicht die geringsten Hinweise über die entscheidenden Abmessungen der Wandstärke des Ringraumes sowie der Gesamtfläche aller Innendüsenbohrungen entnehmen. Die beanspruchten Werte wurden durch eingehende Versuche ermittelt, Versuche, bei denen sowohl die Wandstärke des Ringraumes als auch der Durchmesser der Innendüsenbohrungen variiert werden konnten und welche ergaben, dass in Beachtung gewisser Abmessungsverhältnisse, wie sie im kennzeichnenden Teil des patentanspruches 1 erwähnt sind, optimale Ergebnisse erzielt werden können.
  • Eine Vergeudung von Energie, wie sie beispielsweise bei den Vorrichtungen gemäss den US-patentschriften 2,676,471 und 4,101,073 nicht vermieden werden kann, ist bei Schneekanonen umso schmerzlicher, als ohnehin erhebliche Energie aufgebracht werden muss, um durch grosse Wurfweite das Kältepotential der Umgebungsluft möglichst zu aktivieren.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Schneekanone der eingangs genannten Art zu schaffen, welche gestattet, bei gleichem Energieaufwand eine wesentlich bessere Vermischung von Druckluft und Druckwasser sowohl im Innern der Kanone als auch nach dem Austritt des Strahls aus der Kanone (in diesem letzten Fall handelt es sich um die Vermischung mit der Aussenluft) zu erzielen, oder aber ein mit den vorbekannten Schneekanonen erreichbares Mischverhältnis mit wesentlich geringerem Energieaufwand herbeizuführen.
  • Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Wandstärke des Ringraumes im Bereiche der Innendüsen 1- bis 3mal grösser ist als der Durchmesser einer gedachten Bohrung, deren Fläche der Gesamtfläche aller Innendüsenbohrungen, geteilt durch 3, entspricht, wobei die geometrischen Achsen der Innendüsen mit der geometrischen Achse der Druckluftzuleitung einen spitzen Winkel bilden.
  • In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schaubildlich dargestellt, wobei zum besseren Verständnis der Sprühkopf von der Druckwasserzuleitung abgeschraubt und ein Stück weit von ihr entfernt dargestellt ist.
  • Mit 1 ist die Druckluftzuleitung bezeichnet, wobei der sie durchsetzende Druckluftkanal 2 auf nicht weiter dargestellte Weise mit einer Druckluftquelle verbunden ist. Der Druckluftkanal 2 ist an seinem vorderen Ende durch einen pfropfen 3 abgeschlossen. Dafür sind drei seitliche Innendüsenbohrungen 4 vorgesehen, welche mit dem Druckluftkanal 2 kommunizieren, und deren geometrische Achsen unter einem spitzen Winkel, vorzugsweise von weniger als 15°, die geometrische Achse des Druckluftkanals 2 schneiden. In der Wurfrichtung nach den Bohrungen 4 ist eine Stauscheibe 5 vorgesehen, die senkrecht zur geometrischen Achse des Druckluftkanals 2 nach aussen absteht. Dabei entspricht der Abstand der Vorderseite der Stauscheibe von der Innenseite des Abschlussstückes dem doppelten bis zehnfachen Durchmesser der Innendüse.
  • Koaxial zur Druckluftzuleitung 1 ist der Aussenmantel 6 der Druckwasserzufuhr angeordnet, dessen Innengewinde 6a der Aufnahme des Aussengewindes 7a des Sprühkopfes 7 dient. Diese Anordnung hat zur Folge, dass zwischen der Innenwand des Mantels 6 der Druckwasserzuleitung bzw. des Sprühkopfes 7 und der Druckluftzuleitung 1 ein ringförmiger Raum 11 entsteht, der in der Folge der Einfachheit halber als Ringraum bezeichnet wird. Dabei ist natürlich der auf einem Radius gemessene Abstand zwischen der Innenwand des Mantels 6 und der Aussenwand der Druckluftzuleitung 1 der Wandstärke des Ringraumes 11 gleichzusetzen. Des weiteren sind die Abmessungen so gewählt, dass die Wandstärke des Ringraumes 11 im Bereiche der Innendüsen 4 1- bis 3mal grüsser ist als der Durchmesser einer gedachten Bohrung, deren Fläche der Gesamtfläche aller Innendüsenbohrungen 4, geteilt durch 3, entspricht. Des weiteren entspricht die Wandstärke des Ringraumes II im Bereiche der Stauscheibe 5 mindestens angenähert derjenigen im Bereiche der Innendüsen 4.
  • Bei aufgeschraubtem Sprühkopf 7 wird durch dessen Innenwand sowie das Abschlussstück 8 ein Innenraum 9 begrenzt, der über drei Durchbohrungen 10, von denen keine in der geometrischen Achse der Druckluftzuleitung 1 liegt, mit der Aussenluft kommuniziert. Anstelle der drei Durchbohrungen 10 könnte grundsätzlich eine beliebige Mehrzahl von Durchbohrungen vorgesehen sein, von denen aber keine in der geometrischen Achse der Druckluftzuleitung liegen darf.
  • Von der bereits beschriebenen Wirkungsweise der bekannten Schneekanonen unterscheidet sich diejenige des dargestellten Ausführungsbeispieles des Erfindungsgegenstandes dadurch, dass, wie Messungen ergeben haben, der Energieaufwand zur Erreichung einer innigen Vermischung von Druckluft und Druckwasser im Innern der Kanone (und nach Eintritt des Strahles in die Umgebungsluft mit dieser) ein wesentlich geringerer ist.

Claims (5)

1. Schneekanone mit einer zentralen Druckluftzuleitung und einer diese umgebenden und koaxial zu ihr angeordneten Druckwasserzuleitung, durch welche beide Leitungen ein Ringraum begrenzt ist, wobei die beiden Leitungen durch Innendüsen der Druckluftzuleitung miteinander verbunden sind, und die Druckluftzuleitung in einen in Richtung der Druckluftzufuhr vorn durch ein von mindestens drei zentralsymmetrisch angeordnete Aussendüsen durchsetztes Abschlussstück begrenzten Innenraum eines Sprühkopfes mündet, wobei von den Aussendüsen keine in der geometrischen Achse der Druckluftzuleitung liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Ringraumes (11) im Bereiche der Innendüsen (4) 1- bis 3mal grösser ist als der Durchmesser einer gedachten Bohrung, deren Fläche der Gesamtfläche aller Innendüsenbohrungen (4), geteilt durch 3, entspricht, wobei die geometrischen Achsen der Innendüsen (4) mit der geometrichen Achse der Druckluftzuleitung (1) einen spitzen Winkel bilden.
2. Schneekanone nach patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel kleiner ist als 15°.
3. Schneekanone nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Ringraum (11) angeordnete, mit der Druckluftzuleitung (1) starr verbundene und senkrecht zu deren geometrischen Achse abstehende Stauscheibe (5).
4. Schneekanone nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Ringraumes (11) im Bereich der Stauscheibe (5) mindestens angenähert derjenigen im Bereiche der Innendüsen (4) entspricht.
5. Schneekanone nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Vorderseite der Stauscheibe von der Innenseite des Abschlussstückes (8) dem doppelten bis zehnfachen Durchmesser der Innendüse entspricht.
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