EP1123479B1 - Tete de pulverisation polyvalente pour la fabrication de neige artificielle - Google Patents

Tete de pulverisation polyvalente pour la fabrication de neige artificielle Download PDF

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EP1123479B1
EP1123479B1 EP99950816A EP99950816A EP1123479B1 EP 1123479 B1 EP1123479 B1 EP 1123479B1 EP 99950816 A EP99950816 A EP 99950816A EP 99950816 A EP99950816 A EP 99950816A EP 1123479 B1 EP1123479 B1 EP 1123479B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spray head
chamber
passage
nozzles
cap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99950816A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1123479A1 (fr
Inventor
Bernard Pergay
Patrick Charriau
Michel Galvin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Controls Neige Sas
Original Assignee
York Neige
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9813477A external-priority patent/FR2784905B1/fr
Priority claimed from PCT/FR1999/000258 external-priority patent/WO1999040381A1/fr
Application filed by York Neige filed Critical York Neige
Publication of EP1123479A1 publication Critical patent/EP1123479A1/fr
Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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 spray head for making artificial snow.
  • This spray head is more particularly intended for a installation of the kind described in document FR-2 743 872 or in document WO 9 718 421.
  • the present invention provides a versatile spray head which includes means enabling it to manufacture quantities of snow artificial, adapted to variations in climatic conditions.
  • the spray head according to the invention comprises at least two nozzles or nozzles supplied separately by pressurized water circuits, these nozzles are arranged on a tubular jacket whose axis is close to vertical under normal operating conditions, which jacket contains a core which is provided with radial partitions for sealingly divide the internal space of said shirt into several bedrooms, one master bedroom and at least one secondary bedroom which is implemented after the master bedroom if necessary, which chambers are used to supply one or more nozzles or nozzles which core is provided internal channels connected to said pressurized water circuits so to power each room.
  • the invention differs from the device cited in document WO 97 18421 in that the nozzles or nozzles are arranged on a tubular jacket (64, 64 ') whose axis is close to vertical in operating conditions, which shirt containing a core (65, 65 ') which is provided with radial partitions (67, 69, 71 and 73) for sealingly dividing the internal space of said shirt into several bedrooms (66, 70 and 72), one master bedroom (66) and at least one bedroom secondary (70, 72) which is implemented after the main chamber if necessary.
  • Which chambers are used to supply one or more nozzles or sprinklers (75), which core is provided with internal channels (99, 101, 102) connected on said circuit pressurized water so as to supply said chambers.
  • the upper part of the spray head comprises a cap provided with at least one spray device making nucleator office and placed next to or in the field of the nozzle (s) the main chamber, which cartridge-shaped device is supplied with water and pressurized air, which is supplied, for water, by the supply channel of said main chamber, which channel passes through said cap, and the air supply takes place by means of a specific channel arranged in the core and in the cap, in the center of these.
  • the inlet opening (s) pressurized water from the nucleation device are located in an area of the spray head cap, which is arranged to allow permanent circulation of pressurized water around said orifices to, in addition to supplying said orifices, avoid freezing phenomena at level of these.
  • the different channels supply chambers of said head open at the bottom of each room thus allowing a total emptying of the latter during stopping the installation.
  • said channel comprises in its return branch going from said hat to said main chamber, a drain channel which extends between the lower end of said chamber and the inlet channel arranged in the core.
  • the nucleation device is integrated radially into the spray head, passing through the tubular jacket and it fits into the central core of said head to the pressurized air inlet channel, which device is supplied in water directly from the main chamber of said head, in which locate its pressurized water inlet port (s).
  • the nucleation device comprises a cartridge constituting the mixing chamber and two spray nozzles for mixing air-water, each nozzle being oriented parallel to the faces of the dihedrons in which, for example, are aligned with the water spray nozzles under pressure.
  • the body of the nucleation device soaks in the water circulating in the master bedroom, preventing freezing and blockage of the small opening (s) due to the permanent circulation of water in said room.
  • the spray head comprises a foot which is arranged to allow attachment to a pole, which pole comprises for example several water supply conduits and possibly in pressurized air, which conduits are arranged in relationship with orifices arranged in said foot to supply the different nozzles of said head.
  • the spray head shown in Figure 1 is more particularly intended to be installed at the end of a pole as in the case of the installation described in the aforementioned patent FR-2,743,872 of the applicant.
  • a part 63 can serve as an intermediary, as shown in FIG. 1.
  • This piece 63 is slightly bent to give the head 1 an inclination favorable, close to vertical, or slightly tilted to cause spraying of water at an angle which favors a projection on the most long distance possible depending on needs and site.
  • the spray head consists of a tubular jacket 64 and a cylindrical core 65 centered in said jacket, the diameter of which is lower than that of said jacket to allow the passage of water under pressure.
  • the core 65 has circular radial partitions which divide the internal space between the jacket 64 and said core, in several chambers.
  • Partition 73 is located at the lower part of the core 65 and the partition 67 at the upper part.
  • Each chamber supplies one or more sprinklers 75 located on a or several generatrices of the cylindrical envelope of the jacket 64.
  • Room 66 which is the main room, can have several nozzles 75 distributed over several generators.
  • the sprinklers 75 in rooms 70 and 72 are sprinklers which are implemented independently of those of the room 66, depending on climatic conditions to increase according to these climatic conditions the quantities of snow produced.
  • Each room is fed by a channel which leads to its part lower.
  • Figure 1 the orifice 76 which opens into the chamber 66 to its lower part, that is to say at the level of the partition 69 of the core 65.
  • a orifice 77 opens at the bottom of the chamber 70 at the level of the partition 71, and an orifice 79 opens into chamber 72 at the level of the partition 73.
  • the seal between the jacket 64 and the various partitions 67, 69, 71 and 73, is produced by means of O-ring seals 80 arranged in the thickness of said partitions.
  • the lower part of the core 65 has a base 81 in the form radial shoulder, on which the lower end 82 of the jacket 64.
  • the core 65 extends above the upper end 83 of the shirt 64 and it is covered by a cap 84 which is fixed by screws 85 taken in the upper cylindrical end 86 of the core 65.
  • the joint plane 87 between the shirt 64 and the cap 84 is disposed between the O-ring 80 of the partition 67 and an O-ring 89 arranged in a groove arranged in the upper cylindrical end 86 of the core 65.
  • the cap 84 is positioned relative to the core 65 in a way specifies either by means of an original distribution of the screws 85 and / or a pin centering 90.
  • This position of the cap 84 makes it possible to place the shirt 64 in a precise position also by means of the centering pin 90 interposed between both at the joint plane 87.
  • the cap 84 includes at least one nucleation device 91 which makes acts as nucleator, to make particles of ice or snow which will then seed the different jets coming from the nozzles 75 of the spray head.
  • This nucleation device 91 comprises a body cylindrical in the shape of a cartridge 92 inserted radially into an orifice fitted for this purpose in the cap 84, and a nozzle or nozzle 93 which is preferably oriented towards the jets of the different nozzles or nozzles 75 so to carry out the seeding.
  • the cartridge 92 of the nucleation device is fixed by any means suitable in cap 84, for example by screwing; it will be detailed further.
  • the nucleation device 91 which in fact constitutes a sort of mini high pressure snow cannon with very high air / water ratio, at least equal to 200, is supplied with pressurized water by one of the channels supply of the rooms and in particular by means of the channel which feeds master bedroom 66.
  • This mini cannon is also supplied with pressurized air.
  • a channel 95 disposed in the center of the core 65, which extends into the cap 84, in the form of a blind hole central. This channel 95 allows the pressurized air to be brought up to the level of the nucleation device 91 and in particular at the downstream inlet of the mixing of said device, detailed below.
  • Chamber 66 is arranged just below the nucleation device 91; it is supplied with pressurized water by means of a channel 96 which also extends into the cap 84, which cap has a annular cavity 97 which is crossed by the cartridge 92 of the nucleation 91.
  • the channel 96 extends over the entire length of the nucleus 65; he communicates with the annular cavity 97 fitted in the cap 84 and a second channel 99 arranged in the core 65 extends from said cavity 97 of the cap 84, to the lower part of chamber 66, opening at level of the orifice 76 in said chamber to supply the latter.
  • the chamber 66 supplies several jets 75, arranged in pairs on two different generators. These sprinklers 75 are aligned vertically with the nozzles arranged at the level of the others chambers 70 and 72 and also with the nucleation devices 91.
  • port 76 is located at the bottom of chamber 66.
  • a small channel 100 of small diameter which extends between channel 99 and channel 96, arranged in such a way that it allows total drainage of the water located in the chamber 66, when the water supply is cut off.
  • the diameter of this channel 100 is of the order of 1 / 5th of the diameter of the channels 96 and 99 in order to maintain a preferential circulation of water under pressure, in the cavity 97 of the cap 84.
  • Figure 5 shows a section at the orifice 77 which allows the supply of the chamber 70 and of the nozzles 75.
  • This orifice 77 is supplied by means of a channel 101 which extends axially in the core 65.
  • Figure 6 corresponds to a section at the orifice 79 which serves to supply the chamber 72 and the lower nozzles 75.
  • This chamber 72 is supplied by means of a channel 102 which extends parallel to the channel 101, at the channel 96 and to the central channel 95 which is used for the passage of compressed air.
  • channel 102 is located under channel 99, centered practically on the same axis.
  • the lower end of channel 99 and the end channel 102 are separated by a distance which corresponds substantially at the height of the chamber 70.
  • Figure 2 shows the detail of one of the water introduction holes under pressure in the cartridge 92 of the nucleation device 91.
  • This cartridge 92 of tubular shape, has in its central part an axial chamber 103 which opens downstream from the side of the nozzle 93 and which is open upstream on channel 95 in cap 84.
  • the diameter of the axial mixing chamber 103 is substantially greater than the diameter of the outlet nozzle 93.
  • the pressurized water used to supply the main chamber 66 is introduced radially into the mixing chamber 103 by means of orifices 94, preferably three orifices distributed over the periphery of the cartridge 92, the jets of which can be concurrent on the axis of said mixing chamber.
  • the outer wall of the cartridge 92 is drilled radially with a first hole 104 whose diameter is less than 1 mm, and a second hole or counterbore 105 of much larger diameter.
  • the diameter of hole 105 is of the order of ten times the diameter of hole 104.
  • the length of hole 104 is of the same order as its diameter. So the water under pressure is injected into the mixing chamber 103 while crossing a sort of diaphragm which allows the 91 nucleation device to operate regardless of the pressure of the water introduced into the chamber main 66 for feeding sprinklers 75.
  • the nucleation device can present the following characteristics: for an output at the nozzle 93 of the order 5.2 mm, we will adopt a diameter for the mixing chamber 103 of of the order of 7 mm and each of the three orifices 104 will have a diameter of the order of 0.6 mm.
  • this nucleation device 91 is similar to a mini snow gun of the high pressure type, in which the air / water ratio is very important, at least equal to 200 and preferably much higher.
  • the spray head 1 and in particular the base 106 of the core 65 is fixed by means of screws 107 to the intermediate connection 63, which connection 63 is itself fixed by means of screws, not shown, on the end of the mast 25.
  • Figure 3 shows the distribution of the screws 85 which allow to fix the cap 84 on the upper end of the core 65.
  • the distribution of the screws is such, as previously mentioned, that it imposes a precise orientation of the head relative to the core 65 and consequently an orientation also defined for the jacket 64 which carries the nozzles 75, by means of the centering pin 90 interposed between said jacket and said core.
  • Figure 7 shows a variant of the spray head shown in Figure 1.
  • This figure 7 shows a portion of the intermediate piece 63 on which is fixed the core 65 '.
  • the core 65 ' is in the form of a molded and machined part, made of light alloy, and looks like a sort of drawer hydraulic threaded in an envelope 64 '.
  • This 64 'envelope is itself consisting of a machined molded part, made of light alloy, held between the lower shoulder 81 of the core and the cap 84 'which is fixed by screws 85' to the upper end 86 'of the core 85'.
  • Rooms 66, 70 and 72 are, as before, arranged between partitions. Thus we find the upper partition 67 which delimits with the partition 69, the annular chamber 66.
  • the annular chamber 70 is delimited by the partition 69 and the partition 71.
  • This partition 71 is interposed between the chamber 70 and the chamber 72, which annular chamber 72 is delimited at its lower part by the partition or shoulder 73.
  • the partitions may have diameters which slightly increasing from the end of the core to its base 81.
  • the chamber 70 is supplied by the orifice 77 and the chamber 72 is supplied by port 79.
  • This nucleation device is presented as previously in FIG. 1, in the form of a cartridge 92.
  • This cartridge 92 passes through the wall of the envelope 64 ′ in a sealed manner, and it is for example screwed onto this wall; it fits into a hole 110 arranged radially in the core 65 ', which orifice opens into the channel 95 for supplying pressurized air.
  • the nucleation device is supplied with pressurized air at the upstream end of its mixing chamber 103, and the water supply under pressure, is effected by means of one or more orifices 94 arranged in the wall of the cartridge 92.
  • the cartridge 92 of the nucleation device 91 soaks in water which circulates in chamber 66 which avoids the phenomena of freezing and plugging holes which allow water to be injected into the mixture 103.
  • the core 65 'and the tubular jacket 64' can be arranged to allow positioning of nucleation 91, making an angle close to 90 ° between them.
  • These devices nucleation are arranged at the bottom of the main chamber 66, each under a vertical row of spray nozzles 75, which nozzles are represented three in number Figure 7, on the same line and in the same vertical plane.
  • cartridge 92 of the device (s) nucleation 91 is used to angularly position the chamber 64 'of the head spraying with respect to the core 65 ′ due to its radial fitting in said jacket and said core.
  • the nozzle 93 of the nucleation device 91 is oriented like all the sprinklers 75, perpendicular to the longitudinal axis 109 of the head 1. It is arranged under the nozzles 75 of the main chamber 66 and not above as in the case of the head shown in Figure 1.
  • Figures 7 and 8 show that the core 65 'has a countersink 111 at level of each of the holes 110 in which the cartridge 92 is fitted nucleation devices 91.
  • the orifices 94 of the nucleation devices shown in FIG. 7, correspond to the orifices 94 represented in FIG. 2 in connection with FIG. 1.
  • Figure 9 shows an alternative embodiment of the device assembly nucleation on the spray heads in the form of represented columns Figures 1 and 7.
  • the nucleation device 91 ′ comprises a cartridge 92 ′ which is provided two nozzles or nozzles 93 '.
  • the cartridge is centered in the median plane dihedral formed by the two rows of spray nozzles 75 while the nozzles 93 'are oriented parallel and respectively to each face said dihedral.
  • This particular arrangement allows for seeding with a single nucleator, which nucleator has, in this case, orifices 94 in the cartridge 92 ′, for the injection of water, which are substantially superior to those of previous assemblies. We reduce even more, from this way the risk of freezing of the orifice (s) 104 in particular.

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Description

La présente invention concerne une tête de pulvérisation pour la fabrication de neige artificielle.
Cette tête de pulvérisation est plus particulièrement destinée à une installation du genre de celle décrite dans le document FR-2 743 872 ou le document WO 9 718 421.
Pour ce type d'installation, il est intéressant de pouvoir disposer d'une tête de pulvérisation qui s'adapte facilement à toutes les contraintes liées à son utilisation comme par exemple les contraintes liées aux conditions climatiques du site de l'installation.
La présente invention propose une tête de pulvérisation polyvalente qui comporte des moyens lui permettant de fabriquer des quantités de neige artificielle, adaptées aux variations de conditions climatiques.
La tête de pulvérisation selon l'invention comporte au moins deux buses ou gicleurs alimentées de façon séparée par des circuits d'eau sous pression, ces buses sont disposées sur une chemise tubulaire dont l'axe est proche de la verticale dans les conditions normales de fonctionnement, laquelle chemise renferme un noyau qui est muni de cloisons radiales pour diviser de façon étanche l'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres, une chambre principale et au moins une chambre secondaire qui est mise en oeuvre après la chambre principale si nécessaire, lesquelles chambres servent à alimenter une ou plusieurs buses ou gicleurs lequel noyau est muni de canaux internes connectés sur lesdits circuits d'eau sous pression de façon à alimenter chaque chambre. L'invention est différente du dispositif cité dans le document WO 97 18421 en cela que les buses ou gicleurs sont disposés sur une chemise tubulaire (64, 64') dont l'axe est proche de la verticale dans les conditions de fonctionnement, laquelle chemise renfermant un noyau (65, 65') qui est muni de cloisons radiales (67, 69, 71 et 73) pour diviser de façon étanche l'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres (66, 70 et 72), une chambre principale (66) et au moins une chambre secondaire (70, 72) qui est mise en oeuvre après la chambre principale si nécessaire. Lesquelles chambres servant à alimenter une ou plusieurs buses ou gicleurs (75), lequel noyau est muni de canaux internes (99, 101, 102) connectés sur ledit circuit d'eau sous pression de façon à alimenter lesdites chambres.
Toujours selon l'invention, la partie supérieure de la tête de pulvérisation comprend un chapeau muni d'au moins un dispositif de pulvérisation faisant office de nucléateur et disposé à côté ou dans le champ de la ou des buses de la chambre principale, lequel dispositif, en forme de cartouche, est alimenté en eau et en air sous pression, laquelle alimentation s'effectue, pour l'eau, par le canal d'alimentation de ladite chambre principale, lequel canal transite dans ledit chapeau, et l'alimentation en air s'effectue au moyen d'un canal spécifique aménagé dans le noyau et dans le chapeau, au centre de ces derniers.
Selon une autre disposition de l'invention, le ou les orifices d'entrée d'eau sous pression du dispositif de nucléation, sont situés dans une zone du chapeau de la tête de pulvérisation, qui est aménagée de façon à permettre une circulation permanente de l'eau sous pression autour desdits orifices pour, en plus de l'alimentation desdits orifices, éviter les phénomènes de gel au niveau de ces derniers.
Selon une autre disposition de l'invention, toujours dans le but d'éviter les phénomènes de gel au niveau de la tête, les différents canaux d'alimentation des chambres de ladite tête débouchent à la partie inférieure de chaque chambre permettant ainsi une vidange totale de ces dernières lors de l'arrêt de l'installation. Dans le cas où le canal de la chambre principale transite par le chapeau, ledit canal comporte dans sa branche retour allant dudit chapeau à ladite chambre principale, un canal de vidange qui s'étend entre l'extrémité inférieure de ladite chambre et le canal d'arrivée aménagé dans le noyau.
Selon une variante de l'invention, le dispositif de nucléation, toujours en forme de cartouche, est intégré radialement dans la tête de pulvérisation, traversant la chemise tubulaire et il s'emmanche dans le noyau central de ladite tête jusqu'au canal d'arrivée d'air sous pression, lequel dispositif est alimenté en eau directement par la chambre principale de ladite tête, dans laquelle se situent son ou ses orifices d'entrée d'eau sous pression.
Selon une variante, le dispositif de nucléation comprend une cartouche constituant la chambre de mélange et deux buses de pulvérisation du mélange air-eau, chaque buse étant orientée parallèlement aux faces des dièdres dans lesquels sont par exemple alignées les buses de pulvérisation de l'eau sous pression.
Dans les différents cas ci-dessus, le corps du dispositif de nucléation trempe dans l'eau qui circule dans la chambre principale, évitant le gel et le bouchage du ou des petits orifices du fait de la circulation permanente de l'eau dans ladite chambre.
Selon l'invention, la tête de pulvérisation comporte un pied qui est aménagé de façon à permettre sa fixation sur une perche, laquelle perche comporte par exemple plusieurs conduits d'alimentation en eau et éventuellement en air sous pression, lesquels conduits sont disposés en relation avec des orifices aménagés dans ledit pied pour alimenter les différentes buses de ladite tête.
L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels :
  • la figure 1 représente une tête de pulvérisation selon l'invention en coupe verticale axiale ;
  • la figure 2 représente d'une façon détaillée et agrandie, un orifice d'introduction d'eau sous pression dans la chambre de mélange du dispositif de nucléation ;
  • la figure 3 représente une vue de dessus de la tête de pulvérisation ;
  • la figure 4 représente la tête en coupe selon 4-4 de la figure 1 ;
  • la figure 5 représente la tête en coupe selon 5-5 de la figure 1 ;
  • la figure 6 représente la tête en coupe selon 6-6 de la figure 1 ;
  • la figure 7 représente une variante de la tête de pulvérisation représentée figure 1, en coupe verticale axiale ;
  • la figure 8 représente une coupe selon 8-8 de la figure 7 ;
  • la figure 9 représente une variante d'un dispositif de nucléation à deux buses, commun à deux rangées de buses de pulvérisation.
La tête de pulvérisation représentée figure 1, est plus particulièrement destinée à être installée à l'extrémité d'une perche comme dans le cas de l'installation décrite dans le brevet précité FR-2 743 872 de la demanderesse.
Entre la tête de pulvérisation 1 proprement dite et l'extrémité supérieure du mât 2, une pièce 63 peut servir d'intermédiaire, comme représenté figure 1.
Cette pièce 63 est légèrement coudée pour donner à la tête 1 une inclinaison favorable, proche de la verticale, ou légèrement inclinée pour provoquer une pulvérisation de l'eau selon un angle qui favorise une projection sur la plus grande distance possible en fonction des besoins et du site.
La tête de pulvérisation est constituée d'une chemise tubulaire 64 et d'un noyau cylindrique 65 centré dans ladite chemise, et dont le diamètre est inférieur à celui de ladite chemise pour permettre le passage de l'eau sous pression. Le noyau 65 comporte des cloisons radiales circulaires qui divisent l'espace interne entre la chemise 64 et ledit noyau, en plusieurs chambres.
Ainsi on trouve - une chambre principale 66, à la partie supérieure de la tête de pulvérisation, délimitée par les cloisons 67 et 69 du noyau 65, - une chambre intermédiaire 70 délimitée par les cloisons 69 et 71 et une chambre inférieure 72 délimitée par les cloisons 71 et 73. La cloison 73 est située à la partie inférieure du noyau 65 et la cloison 67 à la partie supérieure.
Chaque chambre alimente un ou plusieurs gicleurs 75 implantés sur une ou plusieurs génératrices de l'enveloppe cylindrique de la chemise 64.
La chambre 66 qui constitue la chambre principale, peut comporter plusieurs gicleurs 75 répartis sur plusieurs génératrices.
Les gicleurs 75 des chambres 70 et 72 sont des gicleurs complémentaires qui sont mis en oeuvre indépendamment de ceux de la chambre 66, en fonction des conditions climatiques pour accroítre selon ces conditions climatiques les quantités de neige produite.
Chaque chambre est alimentée par un canal qui débouche à sa partie inférieure.
On remarque, figure 1, l'orifice 76 qui débouche dans la chambre 66 à sa partie inférieure c'est-à-dire au niveau de la cloison 69 du noyau 65. Un orifice 77 débouche à la partie inférieure de la chambre 70 au niveau de la cloison 71, et un orifice 79 débouche dans la chambre 72 au niveau de la cloison 73.
L'étanchéité entre la chemise 64 et les différentes cloisons 67, 69, 71 et 73, est réalisée au moyen de joints d'étanchéité toriques 80 disposés dans l'épaisseur desdites cloisons.
La partie inférieure du noyau 65 comporte une embase 81 en forme d'épaulement radial, sur lequel prend appui l'extrémité inférieure 82 de la chemise 64. Le noyau 65 s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure 83 de la chemise 64 et il est couvert par un chapeau 84 qui est fixé par des vis 85 prise dans l'extrémité cylindrique supérieure 86 du noyau 65. Le plan de joint 87 entre la chemise 64 et le chapeau 84 est disposé entre le joint torique 80 de la cloison 67 et un joint torique 89 disposé dans une gorge aménagée dans l'extrémité cylindrique supérieure 86 du noyau 65.
Le chapeau 84 est positionné par rapport au noyau 65 d'une façon précise soit au moyen d'une répartition originale des vis 85 et/ou d'un pion de centrage 90.
Cette position du chapeau 84 permet de placer la chemise 64 dans une position précise également au moyen du pion de centrage 90 interposé entre les deux au niveau du plan de joint 87.
Le chapeau 84 comporte au moins un dispositif de nucléation 91 qui fait en fait office de nucléateur, pour fabriquer des particules de glace ou de neige qui ensuite vont ensemencer les différents jets provenant des buses 75 de la tête de pulvérisation. Ce dispositif de nucléation 91 comporte un corps cylindrique en forme de cartouche 92 insérée radialement dans un orifice aménagé à cet effet dans le chapeau 84, et une buse ou gicleur 93 qui est de préférence orientée vers les jets des différentes buses ou gicleurs 75 de façon à réaliser l'ensemensement.
La cartouche 92 du dispositif de nucléation est fixée par tout moyen approprié dans le chapeau 84, par vissage par exemple ; elle sera détaillée plus loin.
Les gicleurs 75 sont alimentés en eau sous pression à partir de canaux qui amènent l'eau sous pression dans les différentes chambres. La répartition de ces canaux dans le noyau 65 apparaít sur les différentes coupes représentées figures 4 à 6 et, en pointillés sur la figure 1.
Le dispositif de nucléation 91 qui constitue en fait une sorte de mini canon à neige haute pression à très grand rapport air/eau, au moins égal à 200, est alimenté en eau sous pression au moyen de l'un des canaux d'alimentation des chambres et en particulier au moyen du canal qui alimente la chambre principale 66.
Ce mini canon est également alimenté en air sous pression. On remarque, sur les figures 4 à 6 et figure 1, un canal 95 disposé au centre du noyau 65, qui se prolonge jusque dans le chapeau 84, en forme de trou borgne central. Ce canal 95 permet d'amener l'air sous pression jusqu'au niveau du dispositif de nucléation 91 et en particulier à l'entrée aval de la chambre de mélange dudit dispositif, détaillé plus loin.
La chambre 66 est disposée juste en-dessous du dispositif de nucléation 91; elle est alimentée en eau sous pression au moyen d'un canal 96 qui s'étend lui aussi jusque dans le chapeau 84, lequel chapeau comporte une cavité annulaire 97 qui est traversée par la cartouche 92 du dispositif de nucléation 91. Ainsi le canal 96 s'étend sur toute la longueur du noyau 65 ; il communique avec la cavité annulaire 97 aménagée dans le chapeau 84 et un second canal 99 aménagé dans le noyau 65 s'étend de ladite cavité 97 du chapeau 84, jusqu'à la partie inférieure de la chambre 66, débouchant au niveau de l'orifice 76 dans ladite chambre pour alimenter cette dernière.
On remarque, figures 1 et 4, que la chambre 66 alimente plusieurs gicleurs 75, disposés par paires sur deux génératrices différentes. Ces gicleurs 75 sont alignés verticalement avec les gicleurs disposés au niveau des autres chambres 70 et 72 et également avec les dispositifs de nucléation 91.
Comme indiqué précédemment, l'orifice 76 se situe à la partie inférieure de la chambre 66. On remarque, dans le prolongement de cet orifice 76, un petit canal 100 de faible diamètre, qui s'étend entre le canal 99 et le canal 96, disposé de telle façon qu'il permet une vidange totale de l'eau située dans la chambre 66, lorsque l'alimentation en eau est coupée.
Le diamètre de ce canal 100 est de l'ordre du 1/5ème du diamètre des canaux 96 et 99 afin de conserver une circulation préférentielle de l'eau sous pression, dans la cavité 97 du chapeau 84.
La figure 5 montre une coupe au niveau de l'orifice 77 qui permet l'alimentation de la chambre 70 et des gicleurs 75. Cet orifice 77 est alimenté au moyen d'un canal 101 qui s'étend axialement dans le noyau 65.
On retrouve également figure 5, le canal 95 disposé au centre du noyau dans lequel circule l'air comprimé et le canal 96 qui sert à alimenter la chambre 66 et dans le même temps, à alimenter les dispositifs de nucléation 91 tout en assurant autour de ces dispositifs de nucléation, une circulation d'eau constante qui permet d'éviter le phénomène de gel.
La figure 6 correspond à une coupe au niveau de l'orifice 79 qui sert à alimenter la chambre 72 et les gicleurs inférieurs 75. Cette chambre 72 est alimentée au moyen d'un canal 102 qui s'étend parallèlement au canal 101, au canal 96 et au canal central 95 qui sert au passage de l'air comprimé.
On remarque que le canal 102 est situé sous le canal 99, centré pratiquement sur le même axe. L'extrémité inférieure du canal 99 et l'extrémité supérieure du canal 102 sont séparées par une distance qui correspond sensiblement à la hauteur de la chambre 70.
La figure 2 montre le détail de l'un des orifices d'introduction de l'eau sous pression dans la cartouche 92 du dispositif de nucléation 91.
Cette cartouche 92, de forme tubulaire, comporte dans sa partie centrale une chambre axiale 103 qui débouche en aval du côté du gicleur 93 et qui est ouverte en amont sur le canal 95 dans le chapeau 84.
Le diamètre de la chambre axiale de mélange 103 est sensiblement supérieur au diamètre du gicleur de sortie 93. L'eau sous pression qui sert à alimenter la chambre principale 66, est introduite de façon radiale dans la chambre de mélange 103 au moyen d'orifices 94, de préférence trois orifices répartis sur la périphérie de la cartouche 92, dont les jets peuvent être concourants sur l'axe de ladite chambre de mélange.
Ces orifices 94, dont l'un est représenté en coupe et de façon agrandie figure 2, se situent plutôt vers l'amont de la chambre de mélange 103.
Comme représenté figure 2, la paroi externe de la cartouche 92 est forée radialement avec un premier trou 104 dont le diamètre est inférieur à 1 mm, et un second trou ou lamage 105 de diamètre beaucoup plus important. Le diamètre du trou 105 est de l'ordre de dix fois le diamètre du trou 104. La longueur du trou 104 est du même ordre que son diamètre. Ainsi l'eau sous pression est injectée dans la chambre de mélange 103 en franchissant une sorte de diaphragme qui permet ainsi au dispositif de nucléation 91 de fonctionner quelle que soit la pression de l'eau introduite dans la chambre principale 66 pour l'alimentation des gicleurs 75.
A titre d'exemple, le dispositif de nucléation peut présenter les caractéristiques suivantes : pour une sortie au niveau du gicleur 93 de l'ordre de 5,2 mm, on adoptera un diamètre pour la chambre de mélange 103 de l'ordre de 7 mm et chacun des trois orifices 104 aura un diamètre de l'ordre de 0,6 mm.
Le fonctionnement de ce dispositif de nucléation 91 s'apparente à un mini canon à neige du type haute pression, dans lequel le rapport air/eau est très important, au moins égal à 200 et de préférence nettement supérieur.
La tête de pulvérisation 1 et en particulier l'embase 106 du noyau 65 est fixée au moyen de vis 107 sur le raccord intermédiaire 63, lequel raccord 63 est lui-même fixé au moyen de vis non représentées, sur l'extrémité du mât 25.
La figure 3 montre la répartition des vis 85 qui permettent de fixer le chapeau 84 sur l'extrémité supérieure du noyau 65. La répartition des vis est telle, comme signalé précédemment, qu'elle impose une orientation précise de la tête par rapport au noyau 65 et par voie de conséquence, une orientation définie également pour la chemise 64 qui porte les gicleurs 75, au moyen du pion de centrage 90 interposé entre ladite chemise et ledit noyau.
La figure 7 représente une variante de la tête de pulvérisation représentée figure 1.
Dans cette variante, on retrouve la même disposition des chambres 66, 70 et 72. Une simplification apparaít du fait de l'implantation du (ou des) dispositif de nucléation 91. Le dispositif de nucléation est en effet incorporé directement au niveau de la partie inférieure de la chambre 66.
On retrouve sur cette figure 7 une portion de la pièce intermédiaire 63 sur laquelle est fixé le noyau 65'. Le noyau 65' se présente sous la forme d'une pièce moulée et usinée, en alliage léger, et ressemble à une sorte de tiroir hydraulique enfilé dans une enveloppe 64'. Cette enveloppe 64' est elle-même constituée d'une pièce moulé usinée, en alliage léger, maintenue entre l'épaulement inférieur 81 du noyau et le chapeau 84' qui est fixé par vis 85' à l'extrémité supérieure 86' du noyau 85'.
Les chambres 66, 70 et 72 sont, comme précédemment, disposées entre des cloisons. Ainsi on retrouve la cloison supérieure 67 qui délimite avec la cloison 69, la chambre annulaire 66.
La chambre annulaire 70 est délimitée par la cloison 69 et la cloison 71. Cette cloison 71 est interposée entre la chambre 70 et la chambre 72, laquelle chambre annulaire 72 est délimitée à sa partie inférieure par la cloison ou épaulement 73.
Pour faciliter le montage, les cloisons peuvent avoir des diamètres qui vont croissant légèrement depuis l'extrémité du noyau jusqu'à son embase 81.
Ces chambres sont alimentées comme précédemment pour la tête représentée figure 1, par des conduits qui apparaissent en traits mixtes fins et qui débouchent par le biais d'un forage radial à la partie inférieure de chacune desdites chambres. Ces forages radiaux sont par ailleurs inclinés de façon à permettre une vidange efficace et totale de chacune des chambres pour éviter le gel lors de l'arrêt de la pulvérisation.
Ainsi, on retrouve l'orifice 76 qui permet d'introduire l'eau sous pression dans la chambre 66. Cette introduction dans la chambre 66 s'effectue directement à la partie inférieure sans passer comme précédemment, figure 1, par le chapeau 84.
La chambre 70 est alimentée par l'orifice 77 et la chambre 72 est alimentée par l'orifice 79.
Un conduit central 95, dans le noyau 65', permet d'amener l'air sous pression au dispositif de nucléation 91. Ce dispositif de nucléation se présente comme précédemment figure 1, sous la forme d'une cartouche 92. Cette cartouche 92 traverse la paroi de l'enveloppe 64', de façon étanche, et elle est par exemple vissée sur cette paroi; elle s'emmanche dans un orifice 110 aménagé radialement dans le noyau 65', lequel orifice débouche dans le canal 95 d'amenée de l'air sous pression.
Ainsi, le dispositif de nucléation est alimenté en air sous pression à l'extrémité amont de sa chambre de mélange 103, et l'alimentation en eau sous pression, s'effectue au moyen d'un ou de plusieurs orifices 94 aménagés dans la paroi de la cartouche 92.
Ces orifices 94 se situent dans la chambre 66, alimentés directement en eau sous pression en même temps que les buses de pulvérisation 75.
La cartouche 92 du dispositif de nucléation 91 trempe dans l'eau qui circule dans la chambre 66 ce qui permet d'éviter les phénomènes de gel et de bouchage des trous qui permettent l'injection de l'eau dans la chambre de mélange 103.
Comme représenté figure 8, le noyau 65' et la chemise tubulaire 64' peuvent être aménagés pour permettre de positionner des dispositifs de nucléation 91, faisant un angle proche de 90° entre eux. Ces dispositifs de nucléation sont disposés à la partie inférieure de la chambre principale 66, chacun sous une rangée verticale de buses de pulvérisation 75, lesquelles buses sont représentées au nombre de trois figure 7, sur une même ligne et dans un même plan vertical.
Dans ce plan vertical dans lequel on trouve un nucléateur 91 et les buses 75 de la chambre principale 66, on trouve également les buses de pulvérisation 75 associées aux chambres 70 et 72 situées sous la chambre principale 66.
A noter également que la cartouche 92 du (ou des) dispositif de nucléation 91 sert à positionner angulairement la chambre 64' de la tête de pulvérisation par rapport au noyau 65' du fait de son emmanchement radial dans ladite chemise et ledit noyau.
Le gicleur 93 du dispositif de nucléation 91 est orienté comme tous les gicleurs 75, perpendiculairement à l'axe longitudinal 109 de la tête 1. Il est disposé sous les gicleurs 75 de la chambre principale 66 et non au-dessus comme dans le cas de la tête représenté figure 1.
Les figures 7 et 8 montrent que le noyau 65' comporte un lamage 111 au niveau de chacun des orifices 110 dans lesquels s'emmanche la cartouche 92 des dispositifs de nucléation 91.
Ces lamages permettent d'obtenir une bonne circulation de l'eau autour de la cartouche 92 des dispositifs de nucléation 91 et d'offrir un espace suffisant pour loger les orifices 94 des cartouches 92, au niveau desquels s'effectue l'entrée de l'eau sous pression dans ladite cartouche et en particulier dans la chambre de mélange 103.
Les orifices 94 des dispositifs de nucléation représentés figure 7, correspondent aux orifices 94 représentés figure 2 en liaison avec la figure 1.
La figure 9 montre une variante de réalisation du montage du dispositif de nucléation sur les têtes de pulvérisation en forme de colonnes représentées figures 1 et 7.
Le dispositif de nucléation 91' comporte une cartouche 92' qui est munie de deux buses ou gicleurs 93'. La cartouche est centrée dans le plan médian du dièdre formé par les deux rangées de buses de pulvérisation 75 alors que les gicleurs 93' sont orientés parallèlement et respectivement à chaque face dudit dièdre.
Cet aménagement particulier permet de réaliser un ensemencement avec un seul nucléateur, lequel nucléateur comporte, dans ce cas, des orifices 94 dans la cartouche 92', pour l'injection d'eau, qui sont sensiblement supérieurs à ceux des montages précédents. On réduit encore plus, de cette manière les risques de gel du ou des orifices 104 notamment.

Claims (7)

  1. Tête de pulvérisation pour la fabricationde neige artificielle comportant plusieurs buses ou gicleurs (75) disposés radialement sur la périphérie de celle-ci alimentés de façon séparée par des circuits d'eau sous pression, caractérisée en ce que lesdites buses ou gicleurs sont disposés sur une chemise tubulaire (64, 64') dont l'axe est proche de la verticale dans les conditions de fonctionnement, laquelle chemise renferme un noyau (65, 65') qui est muni de cloisons radiales (67, 69, 71 et 73) pour diviser de façon étanche l'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres (66, 70 et 72), une chambre principale (66) et au moins une chambre secondaire (70, 72) qui est mise en oeuvre après la chambre principale si nécessaire, lesquelles chambres servent à alimenter une ou plusieurs buses ou gicleurs (75), lequel noyau est muni de canaux internes (99, 101, 102) connectés sur ledit circuit d'eau sous pression de façon à alimenter lesdites chambres.
  2. Tête de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux (99, 101 et 102) qui servent à alimenter respectivement les chambres (66, 70 et 72), débouchent à la partie inférieure desdites chambres, permettant ainsi une vidange totale de ces dernières lors de l'arrêt de l'installation.
  3. Tête de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la partie supérieure de ladite tête comprend un chapeau (84) muni d'au moins un dispositif de pulvérisation (91) faisant office de nucléateur, disposé à côté ou dans le champ de la ou des buses (75) de la chambre principale (66), lequel dispositif de pulvérisation est alimenté en eau et en air sous pression, laquelle alimentation d'eau s'effectue au moyen du canal (96) servant à alimenter ladite chambre principale, lequel canal (96) transite dans ledit chapeau (84) au moyen d'une cavité annulaire (97) et se poursuit dans le noyau (65) au moyen d'un desdits canaux internes (99), et l'alimentation en air du dispositif de pulvérisation (91) s'effectue au moyen d'un canal spécifique (95) aménagé dans le noyau (65) et dans le chapeau (84), au centre de ces derniers.
  4. Tête de pulvérisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le canal (99) de la chambre principale (66) comporte un canal (100) de faible section qui s'étend entre l'extrémité inférieure de ladite chambre et le canal (96) qui amène l'eau au canal (99) après avoir transité dans le chapeau (84) par la cavité annulaire (97).
  5. Tête de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un dispositif de nucléation intégré radialement dans la chemise tubulaire (64') et dans le noyau (65'), lequel dispositif de nucléation est alimenté en eau sous pression directement par la chambre principale (66) et en air sous pression par le canal central (95) cludit noyau (65').
  6. Tête de pulvérisation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de nucléation (91) disposé dans le plan d'une rangée de buses (75) pour ensemencer ladite rangée.
  7. Tête de pulvérisation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de nucléation (91') disposé dans le plan médian du dièdre formé par deux rangées de buses (75) pour ensemencer directement chaque rangée par le biais de deux gicleurs (93') orientés parallèlement et respectivement à chaque face dudit dièdre.
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