EP3112782B1 - Beschneiungsanlage - Google Patents

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EP3112782B1
EP3112782B1 EP15174831.6A EP15174831A EP3112782B1 EP 3112782 B1 EP3112782 B1 EP 3112782B1 EP 15174831 A EP15174831 A EP 15174831A EP 3112782 B1 EP3112782 B1 EP 3112782B1
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snow
snowmaking
snow generator
water supply
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Frank Wille
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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

Definitions

  • the present invention relates to a snow-making system with the features of the preamble of claim 1.
  • Such a snow-making system with a convergent-divergent nozzle is in the AT 12 197 U1 and has the advantage of being able to produce artificial snow without adding chemicals at relatively high wet bulb temperatures (greater than -1 ° C). In addition, this snow-making system has the great advantage of being largely independent of the humidity.
  • the EP 2 071 258 A1 shows a snow-making system with a nucleator nozzle for generating ice nuclei, wherein water from a water supply device can be brought into contact with the ice nuclei.
  • This device is limited to lower temperatures (wet bulb) than that of the AT 12 197 U1 , but works more energetically in the range of low wet bulb temperatures (below -2 ° C).
  • snow-making systems are also shown that have a fan (fan machines), with water from a water supply device being able to be introduced into the air flow of the fan.
  • These snowmaking systems require lower temperatures (wet bulb) than those discussed above, but work in the range of lower wet bulb temperatures (below -2 ° C) also more energetically than those of the AT 12 197 U1 .
  • the structurally simplest embodiment of a snow-making system is a snow lance, in which sufficiently cold water is discharged through a nozzle and crystallizes into snow due to the sufficiently low ambient temperature.
  • This type of snowmaking system requires the lowest wet bulb temperature of the types discussed.
  • snowmaking systems consisting of a first and a second snow generator, go from the WO 2009/043 092 A1 and the U.S. 3,464,625 A emerged.
  • the two snow generators are separate operable from each other, but is with the WO 2009/043 092 A1 a common water supply is provided.
  • the object of the invention is to provide a snow-making system that can be used both at relatively high ambient temperatures and, overall, works more favorably in terms of energy than the generic snow-making system.
  • Fig. 1a shows a snow-making system 1 according to the invention, in which a first and a second snow generator 2, 7 are arranged in a common housing 13.
  • Each of the snow generators 2, 7 has a water supply device that can be selectively switched on and off via a switching device 8 (first water supply device 5 for the first snow generator 2 and second water supply device 10 for the second snow generator 7).
  • a first air supply duct 4 of the first snow generator 2 is also shown.
  • Figure 1b shows the in Fig. 1a
  • components not shown such as control or regulating device 14, which can actuate switching device 8 and receive information from sensors 15 for capturing environmental data or sensors 16 for capturing operating data of the snowmaking system.
  • the control or regulating device 14 in this exemplary embodiment can decide which of the first or second water supply devices 5, 10 it should actuate via the switching device 8 in order to obtain an optimal result.
  • Fig. 2a shows an embodiment of the invention in which the second snow generator 7 is designed in the form of a blower machine.
  • the first snow generator 2 with its associated first water supply device 5 and first air supply duct 4 is integrated into the housing of the second snow generator 7.
  • the second snow generator 7 has a schematically illustrated fan 9 and a second water supply device 10, only a single nozzle 11 being shown. Any number of nozzles 11 can of course be attached. Water can be introduced into the air stream of the fan 9 via the nozzle 11, where it crystallizes into snow - provided that the wet bulb temperatures are sufficiently low.
  • the switching device 8 allows the optional operation of only the first or second snow generator 2, 7 or both together.
  • the unclaimed snowmaking system of the Figure 2b differs from that of the Fig. 2a only because in the Figure 2b the first snow generator 2 is not integrated into the housing of the second snow generator 7, but is attached to it.
  • Fig. 3a shows a snow-making system which is not claimed and in which the second snow generator 7 is designed in the form of a snow lance.
  • the second water supply device 10 water is brought to a nozzle opening 11 of the second snow generator 7.
  • the switching device 8 allows the optional operation of only the first or second snow generator 2, 7 or both together.
  • the unclaimed variant of the Figure 3b differs from that of the Fig. 3a only because in the Figure 3b the first snow generator 2 is integrated into the housing or standpipe of the second snow generator 7.
  • Fig. 4 shows a snow-making system which is not claimed and in which the second snow generator 7 is designed in the form of a nucleator nozzle 12, as shown in FIG EP 2 071 258 A1 is shown.
  • the switching device 8 allows the optional operation of only the first or second snow generator 2, 7 or both together.
  • Fig. 5 shows an example of a first snow generator 2, which comprises the first water supply device 5, the air supply channel 4, the convergent-divergent nozzle 3 and the discharge opening 6 as essential components.
  • part of the entire housing forms the first air supply channel 4, which opens into the nozzle 3 via the mouth inlet.
  • This nozzle 3 has a convergent area K and a divergent area D, the transition area or constriction of which forms the critical point P.
  • the nozzle 3 itself is preferably designed to be rotationally symmetrical about the nozzle axis R.
  • the arrows show the accelerating air flow L, which is accelerated to supersonic speed at or shortly after the critical point P due to the Laval shape of the nozzle 3, whereby the water jet WS is atomized.
  • first and / or second snow generators 2, 7 can be present as shown.
  • the first snow generator 2 can have several convergent-divergent nozzles 3.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschneiungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Beschneiungsanlage mit einer konvergent-divergenten Düse ist in der AT 12 197 U1 gezeigt und weist den Vorteil auf, ohne Zugabe von Chemikalien bei relativ hohen Feuchtkugeltemperaturen (größer als -1 °C) Kunstschnee erzeugen zu können. Außerdem weist diese Beschneiungsanlage den großen Vorteil auf, von der Luftfeuchtigkeit größtenteils unabhängig zu sein.
  • Die EP 2 071 258 A1 zeigt eine Beschneiungsanlage mit einer Nukleatordüse zum Erzeugen von Eiskeimen, wobei Wasser aus einer Wasserzufuhrvorrichtung mit den Eiskeimen in Verbindung bringbar ist. Diese Vorrichtung ist zwar auf niedrigere Temperaturen (Feuchtkugel) beschränkt als jene der AT 12 197 U1 , arbeitet jedoch im Bereich niedriger Feuchtkugeltemperaturen (unter -2 °C) energetisch günstiger.
  • Im Stand der Technik sind des Weiteren Beschneiungsanlagen gezeigt, die ein Gebläse aufweisen (Gebläsemaschinen), wobei Wasser aus einer Wasserzufuhrvorrichtung in die Luftströmung des Gebläses einbringbar ist. Diese Beschneiungsanlagen benötigen niedrigere Temperaturen (Feuchtkugel) als die oben diskutierten, arbeiten jedoch im Bereich niedriger Feuchtkugeltemperaturen (unter -2 °C) energetisch ebenfalls günstiger als jene der AT 12 197 U1 .
  • Die konstruktiv einfachste Ausführungsform einer Beschneiungsanlage ist eine Schneilanze, bei welcher hinreichend kaltes Wasser über eine Düse ausgebracht wird und durch die ausreichend geringe Umgebungstemperatur zu Schnee kristallisiert. Dieser Typ von Beschneiungsanlage benötigt die niedrigste Feuchtkugeltemperatur der diskutierten Typen.
  • Weitere Beschneiungsanlagen, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Schneegenerator, gehen beispielsweise aus der WO 2009/043 092 A1 und der US 3 464 625 A hervor. Dabei sind jeweils die beiden Schneegeneratoren getrennt voneinander betreibbar, jedoch ist bei der WO 2009/043 092 A1 eine gemeinsame Wasserzufuhr vorgesehen.
  • Eine gattungsgemäße Beschneiungsanlage geht aus US 3,945,567 hervor.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Beschneiungsanlage, die sowohl bei relativ hohen Umgebungstemperaturen einsetzbar ist als auch insgesamt energetisch günstiger arbeitet als die gattungsgemäße Beschneiungsanlage.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Beschneiungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Das Vorsehen wenigstens zweier Schneegeneratoren unterschiedlichen Typs mit getrennt betätigbaren Wasserzufuhrvorrichtungen, wobei die Wasserzufuhrvorrichtungen bzw. Schneegeneratoren durch eine Schaltvorrichtung wahlweise selektiv oder gemeinsam betrieben werden können, ermöglicht eine energetisch optimale Anpassung an die Feuchtkugeltemperatur. Bei relativ hohen Feuchtkugeltemperaturen ist es vorteilhaft, nur die Wasserzufuhrvorrichtung des ersten Schneegenerators zu aktivieren. Bei relativ niedrigen Feuchtkugeltemperaturen ist es energetisch vorteilhafter, nur die Wasserzufuhrvorrichtung des zweiten Schneegenerators zu aktivieren. Vor allem in einem Übergangsbereich kann es sinnvoll sein, beide Schneegeneratoren gemeinsam zu betreiben.
  • Verschiedene Beispiele werden anhand der Figuren diskutiert. Es zeigen:
    • Fig. 1a, 1b ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beschneiungsanlage mit schematisch dargestelltem ersten und zweiten Schneegenerator ohne bzw. mit Sensoren sowie Steuer- oder Regelvorrichtung
    • Fig.2a ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beschneiungsanlage mit einem als Gebläsemaschine ausgebildeten zweiten Schneegenerator
    • Fig. 2b eine nicht beanspruchte Beschneiungsanlage, wobei der erste Schneegenerator 2 nicht in das Gehäuse des zweiten Schneegenerators 7 integriert, sondern an dieses angebaut ist
    • Fig. 3a,3b eine nicht beanspruchte Beschneiungsanlage mit einem als Schneilanze ausgebildeten zweiten Schneegenerator in zwei Varianten
    • Fig. 4 eine nicht beanspruchte Beschneiungsanlage mit einem zweiten Schneegenerator welcher eine Nukleatordüse verwendet
    • Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des ersten Schneegenerators
  • Fig. 1a zeigt eine erfindungsgemäße Beschneiungsanlage 1, bei welcher in einem gemeinsamen Gehäuse 13 ein erster und ein zweiter Schneegenerator 2, 7 angeordnet sind. Jeder der Schneegeneratoren 2, 7 weist eine über eine Schaltvorrichtung 8 selektiv ein- bzw. abschaltbare Wasserzufuhrvorrichtung auf (erste Wasserzufuhrvorrichtung 5 für den ersten Schneegenerator 2 und zweite Wasserzufuhrvorrichtung 10 für den zweiten Schneegenerator 7). Weiters dargestellt ist ein erster Luftzuführkanal 4 des ersten Schneegenerators 2. Fig. 1b zeigt die in Fig. 1a der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Komponenten wie Steuer- oder Regelvorrichtung 14, welche die Schaltvorrichtung 8 betätigen kann und Informationen von Sensoren 15 zur Erfassung von Umgebungsdaten bzw. Sensoren 16 zur Erfassung von Betriebsdaten der Beschneiungsanlage erhält. In Abhängigkeit der zugeführten Signale der Sensoren 15, 16 kann die Steuer- oder Regelvorrichtung 14 in diesem Ausführungsbeispiel entscheiden, welche der ersten bzw. zweiten Wasserzufuhrvorrichtungen 5, 10 sie über die Schaltvorrichtung 8 betätigen soll, um ein optimales Ergebnis zu erhalten.
  • Fig. 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der zweite Schneegenerator 7 in Form einer Gebläsemaschine ausgebildet ist. In Fig. 2a ist der erste Schneegenerator 2 mit seiner zugehörigen ersten Wasserzufuhrvorrichtung 5 und ersten Luftzuführkanal 4 in das Gehäuse des zweiten Schneegenerators 7 integriert. Der zweite Schneegenerator 7 weist ein schematisch dargestelltes Gebläse 9 auf sowie eine zweite Wasserzufuhrvorrichtung 10, wobei nur eine einzige Düse 11 gezeigt ist. Es können natürlich beliebig viele Düsen 11 angebracht werden. Über die Düse 11 kann Wasser in den Luftstrom des Gebläses 9 eingebracht werden, wo es - hinreichend niedrige Feuchtkugeltemperaturen vorausgesetzt - zu Schnee kristallisiert. Die Schaltvorrichtung 8 gestattet den wahlweisen Betrieb nur des ersten oder zweiten Schneegenerators 2, 7 oder beider gemeinsam. Die nicht beanspruchte Beschneiungsanlage der Fig. 2b unterscheidet sich von jener der Fig. 2a nur dadurch, dass in der Fig. 2b der erste Schneegenerator 2 nicht in das Gehäuse des zweiten Schneegenerators 7 integriert, sondern an dieses angebaut ist.
  • Fig. 3a zeigt eine Beschneiungsanlage, die nicht beansprucht ist, und bei welcher der zweite Schneegenerator 7 in Form einer Schneilanze ausgebildet ist. Über die zweite Wasserzufuhrvorrichtung 10 wird Wasser zu einer Düsenöffnung 11 des zweiten Schneegenerators 7 gebracht. Hinreichend niedrige Feuchtkugeltemperaturen vorausgesetzt, kristallisiert das über die Düsenöffnung 11 zerstäubte Wasser zu Schnee. Die Schaltvorrichtung 8 gestattet den wahlweisen Betrieb nur des ersten oder zweiten Schneegenerators 2, 7 oder beider gemeinsam. Die nicht beanspruchte Variante der Fig. 3b unterscheidet sich von jener der Fig. 3a nur dadurch, dass in der Fig. 3b der erste Schneegenerator 2 in das Gehäuse bzw. Standrohr des zweiten Schneegenerators 7 integriert ist.
  • Fig. 4 zeigt eine Beschneiungsanlage, die nicht beansprucht ist, und bei welcher der zweite Schneegenerator 7 in Form einer Nukleatordüse 12 ausgebildet ist, wie sie in der EP 2 071 258 A1 gezeigt ist. Für weitere Details dieses Typs von Schneegenerator sei auf diese Schrift verwiesen. Die Schaltvorrichtung 8 gestattet den wahlweisen Betrieb nur des ersten oder zweiten Schneegenerators 2, 7 oder beider gemeinsam. Auch hier wäre es möglich, den ersten Schneegenerator 2 in das Gehäuse bzw. Standrohr des zweiten Schneegenerators 7 zu integrieren.
  • Fig. 5 zeigt beispielhaft einen ersten Schneegenerator 2, der als wesentliche Bestandteile die erste Wasserzufuhrvorrichtung 5, den Luftzuführkanal 4, die konvergent-divergente Düse 3 und den Ausbringöffnung 6 umfasst. Ein Teil des gesamten Gehäuses bildet in diesem Ausführungsbeispiel den ersten Luftzuführkanal 4, welcher über den Mündungseingang in die Düse 3 mündet. Diese Düse 3 weist einen konvergenten Bereich K und einen divergenten Bereich D auf, deren Übergangsbereich bzw. Engstelle den kritischen Punkt P bildet. Die Düse 3 selbst ist bevorzugt um die Düsenachse R rotationssymmetrisch ausgebildet. Es wird durch die Wasserzufuhrvorrichtung 5, welche im konvergenten Bereich K angeordnet ist, ein Wasserstrahl WS als Vollstrahl entlang der Düsenachse R in Richtung des kritischen Punkts P gebracht. Im Luftzuführkanal 4 ist durch die Pfeile der sich beschleunigende Luftstrom L dargestellt, welcher im bzw. kurz nach dem kritischen Punkt P durch die Lavalförmigkeit der Düse 3 auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wird, wodurch eine Zerstäubung des Wasserstrahls WS erfolgt.
  • Für weitere Details zur Ausbildung der konvergent-divergent geformten Düse 3 des ersten Schneegenerators 2 sei auf die AT 12 197 U1 verwiesen.
  • In keiner Fig. dargestellt sind sonstige Versorgungsleitungen, z. B. für Elektrizität, welche dem Stand der Technik entsprechen. In jeder der Fig. können mehrere erste und/oder zweite Schneegeneratoren 2, 7 als dargestellt vorhanden sein. Der erste Schneegenerator 2 kann mehrere konvergent-divergente Düsen 3 aufweisen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Beschneiungsanlage
    2
    erster Schneegenerator
    3
    konvergent-divergent geformte Düse des ersten Schneegenerators
    4
    erster Luftzuführkanal des ersten Schneegenerators
    5
    erste Wasserzufuhrvorrichtung des ersten Schneegenerators
    6
    Ausbringöffnung des ersten Schneegenerators
    7
    zweiter Schneegenerator
    8
    Schaltvorrichtung
    9
    Gebläse des zweiten Schneegenerators
    10
    zweite Wasserzufuhrvorrichtung des zweiten Schneegenerators
    11
    Düsenöffnung des zweiten Schneegenerators
    12
    Nukleatordüse des zweiten Schneegenerators
    13
    Gehäuse der Beschneiungsanlage
    14
    Steuer- oder Regelvorrichtung
    15
    Sensor zur Erfassung von Umgebungsdaten
    16
    Sensor zur Erfassung von Betriebsdaten der Beschneiungsanlage

Claims (9)

  1. Beschneiungsanlage (1) mit einem ersten Schneegenerator (2), welcher aufweist:
    - eine konvergent-divergent geformte Düse (3), die insbesondere rotationssymmetrisch um eine Düsenachse ausgebildet ist
    - einen ersten Luftzuführkanal (4), durch den ein Luftstrom in die Düse (3) einbringbar ist
    - eine erste Wasserzufuhrvorrichtung (5), durch welche Wasser (W) in Form eines zumindest im Wesentlichen parallel zur Düsenachse (R) gerichteten Wasserstrahls (WS) in die konvergent-divergent geformte Düse (3) einbringbar ist
    - eine Ausbringöffnung (6), die mit dem divergent geformten Bereich der Düse (3) in Verbindung steht
    wobei die Beschneiungsanlage (1) einen zweiten Schneegenerator (7) aufweist, für welchen eine zweite Wasserzufuhrvorrichtung (10) vorgesehen ist, wobei der erste und der zweite Schneegenerator (2, 7) unabhängig voneinander zur Erzeugung von Schnee betreibbar sind und wenigstens eine Schaltvorrichtung (8) vorgesehen ist, durch welche die erste und/oder die zweite Wasserzufuhrvorrichtung (5, 10) aktivierbar bzw. deaktivierbar ist bzw. sind, und wobei der zweite Schneegenerator (7) wenigstens ein Gebläse (9) aufweist, wobei Wasser aus der zweiten Wasserzufuhrvorrichtung (10) in die Luftströmung des wenigstens einen Gebläses (9) einbringbar ist, wobei der erste Schneegenerator (2) in ein Gehäuse des zweiten Schneegenerators (7) so integriert ist, dass er sich im Luftstrom des Gebläses (9) befindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Beschneiungsanlage eine Steuer- oder Regelvorrichtung (14) aufweist, durch welche die Schaltvorrichtung (8) schaltbar ist und dass
    - wenigstens ein Sensor (15) zur Erfassung von Umgebungsdaten, vorzugsweise Temperatur und/oder Feuchtigkeit der Umgebungsluft, vorgesehen ist, dessen Signale der Steuer- oder Regelvorrichtung (14) zuführbar sind und/oder wenigstens ein
    • im Luftzuführkanal (4) des ersten Schneegenerators und/oder
    • der ersten und/oder zweiten Wasserzufuhrvorrichtung (5, 8) angeordneter Sensor (16) zur Erfassung von Betriebsdaten der Beschneiungsanlage vorgesehen ist, dessen Signale der Steuer- oder Regelvorrichtung (14) zuführbar sind,
    wobei die Steuer- oder Regelvorrichtung (14) die Schaltvorrichtung (8) in Abhängigkeit der zugeführten Signale schaltet.
  2. Beschneiungsanlage nach Anspruch 1, wobei im ersten Schneegenerator (2) der Wasserstrahl (WS) durch die erste Wasserzufuhrvorrichtung (5) koaxial zur Düsenachse (R) in die konvergent-divergent geformte Düse (3) einbringbar ist, wobei vorzugsweise die erste Wasserzufuhrvorrichtung (5) eine insbesondere düsenförmige Wasseraustrittsöffnung aufweist, welche im konvergenten Bereich (K) angeordnet ist.
  3. Beschneiungsanlage nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die konvergent-divergent geformte Düse (3) des ersten Schneegenerators (2) lavalförmig ausgebildet ist, wobei der Übergang vom konvergenten (K) zum divergenten Bereich (D) den kritischen Punkt (P) der lavalförmigen Düse (3) bildet, in bzw. kurz nach welchem der einbringbare Luftstrom (L) Überschallgeschwindigkeit erreicht.
  4. Beschneiungsanlage nach Anspruch 3, wobei der konvergente Bereich (K) der lavalförmigen Düse (3) im Längsschnitt kurvenförmig ausgebildet ist.
  5. Beschneiungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Wasserstrahl (WS) in Richtung kritischen Punkt (P), vorzugsweise in den kritischen Punkt (P), der lavalförmigen Düse (3) einbringbar ist.
  6. Beschneiungsanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Wasserstrahl (WS) als Vollstrahl zum kritischen Punkt (P) der lavalförmigen Düse (3) gelangt.
  7. Beschneiungsanlage nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Schneegenerator (7) die zweite Wasserzufuhrvorrichtung (10) zumindest eine Düsenöffnung (11) aufweist.
  8. Beschneiungsanlage nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Schneegenerator (7) zumindest eine Nukleatordüse (12) zum Erzeugen von Eiskeimen aufweist, wobei Wasser aus der zweiten Wasserzufuhrvorrichtung (10) mit den Eiskeimen in Verbindung bringbar ist.
  9. Beschneiungsanlage nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der durch eine Luftdruckquelle erzeugte Luftdruck im Luftzuführkanal (4) des ersten Schneegenerators (2) durch geeignete Maßnahmen steuer- bzw. regelbar ist.
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