ITVR20100221A1 - DEVICE FOR THE PRODUCTION OF ARTIFICIAL SNOW - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:
DISPOSITIVO PER LA PRODUZIONE DI NEVE ARTIFICIALE DEVICE FOR THE PRODUCTION OF ARTIFICIAL SNOW
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per la produzione di neve artificiale. The present invention relates to a device for the production of artificial snow.
Il dispositivo per la produzione della neve artificiale à ̈ adatto ad essere utilizzato in ambienti freddi tali per cui la temperatura esterna sia inferiore o, al massimo, nell’intorno di zero gradi centigradi. In particolare il dispositivo, oggetto della presente invenzione, viene utilizzato in prossimità delle piste da neve durante la stagione sciistica per far fronte ad eventuali lacune di neve naturale. The device for the production of artificial snow is suitable for use in cold environments such that the external temperature is lower or, at most, around zero degrees centigrade. In particular, the device, object of the present invention, is used near the snow slopes during the ski season to cope with any gaps in natural snow.
In accordo con la tecnica nota un dispositivo per la produzione di neve comprende un tubo avente un’apertura di ingresso ed un’apertura di uscita. All’interno del tubo à ̈ definita una zona di passaggio che si trova in comunicazione di fluido con l’esterno attraverso l’apertura di ingresso e l’apertura di uscita. In accordance with the known art, a device for producing snow comprises a tube having an inlet opening and an outlet opening. A passage area is defined inside the pipe which is in fluid communication with the outside through the inlet opening and the outlet opening.
All’interno del tubo viene solitamente montata una ventola per la produzione di un flusso d’aria lungo una direzione di avanzamento che va dall’estremità di ingresso all’estremità di uscita A fan is usually mounted inside the tube to produce an air flow along a direction of advancement that goes from the inlet end to the outlet end
Inoltre, all’interno del tubo, sono montati dei nucleatori in grado di iniettare, in uso, dei nuclei di congelamento nel flusso d’aria. Tali nucleatori erogano delle gocce d’acqua eventualmente mescolate a particelle solide che, a contatto con l’aria fredda, congelano formando i nuclei di congelamento. Questi costituiscono la base su cui vengono poi costruiti i cristalli di neve. All’interno del tubo sono inoltre montati degli ugelli nebulizzatori opportunamente collegati ad una sorgente di alimentazione d’acqua. Tali ugelli nebulizzano l’acqua formando minuscole goccioline. Queste goccioline, iniettate nel flusso d’aria, si depositano sui nuclei di congelamento e, grazie alla temperatura esterna, congelano formando dei piccoli cristalli. Furthermore, inside the tube, nucleators are mounted which are able to inject freezing cores into the air stream in use. These nucleators deliver drops of water possibly mixed with solid particles which, in contact with cold air, freeze forming freezing nuclei. These form the basis on which the snow crystals are then built. Inside the tube there are also nebulizing nozzles suitably connected to a water supply source. These nozzles nebulize the water forming tiny droplets. These droplets, injected into the air stream, are deposited on the freezing cores and, thanks to the external temperature, freeze forming small crystals.
Il continuo depositarsi di goccioline su un nucleo di congelamento porta alla formazione di un fiocco di neve. The continuous deposition of droplets on a freezing core leads to the formation of a snowflake.
La tecnica nota sopra descritta presenta però alcuni inconvenienti. However, the known technique described above has some drawbacks.
L’inconveniente principale à ̈ dovuto al fatto che le goccioline di acqua rimangono a contatto con l’aria solo per un intervallo di tempo ridotto, rispetto all’intervallo di tempo di permanenza in aria della neve naturale, e quindi le goccioline emesse dagli ugelli nebulizzatori non fanno in tempo a congelare totalmente. Solitamente congelano solo in parte formando fiocchi di scarsa qualità . The main drawback is due to the fact that the droplets of water remain in contact with the air only for a reduced time interval, compared to the time interval of stay in the air of natural snow, and therefore the droplets emitted by the spray nozzles do not have time to freeze completely. They usually freeze only partially, forming poor quality flakes.
Di conseguenza, i fiocchi di neve che si depositano a terra sono formati da cristalli non del tutto congelati e contenenti ancora goccioline d’acqua allo stato liquido. In tal modo lo strato di neve che si forma a terra à ̈ molto acquoso e tende a congelare successivamente e a formare una lastra ghiacciata (alquanto sfavorevole per gli sciatori). Consequently, the snowflakes that settle on the ground are formed by crystals that are not completely frozen and still contain droplets of water in a liquid state. In this way the layer of snow that forms on the ground is very watery and tends to freeze later and form an icy slab (somewhat unfavorable for skiers).
Per ovviare a tali inconvenienti, à ̈ noto aumentare la velocità del flusso d’aria in uscita in modo da sparare i fiocchi di neve in formazione il più lontano possibile dal dispositivo. Così facendo essi rimangono in aria per un intervallo di tempo più lungo aumentando in tal modo il tempo di congelamento dei cristalli. To overcome these drawbacks, it is known to increase the speed of the outgoing air flow in order to shoot the forming snowflakes as far as possible from the device. By doing so they remain in the air for a longer period of time thereby increasing the freezing time of the crystals.
A questo proposito, il documento US 4223 836 mostra un dispositivo per la produzione di neve artificiale in cui in corrispondenza dell’apertura di uscita, à ̈ stato applicato un collare conico che restringe la sezione di uscita del tubo. Tale restringimento del tubo crea, per effetto Venturi, un aumento della velocità di uscita dell’aria a parità di prestazioni della ventola. In this regard, document US 4223 836 shows a device for the production of artificial snow in which a conical collar has been applied in correspondence with the exit opening, which restricts the exit section of the tube. This narrowing of the tube creates, due to the Venturi effect, an increase in the air outlet speed at the same fan performance.
Tale dispositivo presenta però alcuni inconvenienti. However, this device has some drawbacks.
Innanzitutto, restringendo la sezione di uscita, secondo il principio di Venturi, aumenta la velocità del flusso d’aria, ma cala la pressione di uscita del flusso che diventa inferiore, o solo di poco superiore, alla pressione atmosferica dell’ambiente in cui viene utilizzato il dispositivo. Di conseguenza, il flusso d’aria viene frenato subito dopo essere uscito dal dispositivo e quindi la neve non viene depositata a distanza, ma solo in una zona molto prossima al dispositivo stesso. First of all, by restricting the outlet section, according to the Venturi principle, the speed of the air flow increases, but the outlet pressure of the flow decreases, which becomes lower, or only slightly higher, than the atmospheric pressure of the environment in which the device is used. Consequently, the air flow is slowed down immediately after exiting the device and therefore the snow is not deposited at a distance, but only in an area very close to the device itself.
Inoltre, la diminuzione della pressione di uscita del flusso riduce notevolmente le prestazioni del dispositivo, specialmente quando esso opera in alta montagna ed in condizioni atmosferiche estreme, come ad esempio con correnti d’aria che soffiano in direzione opposta alla direzione di avanzamento del flusso d’aria all’interno del dispositivo. In questi casi, infatti, a causa della ridotta pressione di uscita del flusso si riduce sensibilmente, fino anche ad azzerarsi, la gittata del dispositivo . Furthermore, the decrease in the outlet pressure of the flow considerably reduces the performance of the device, especially when it operates in the high mountains and in extreme atmospheric conditions, such as with air currents that blow in the opposite direction to the flow forward direction. of air inside the device. In these cases, in fact, due to the reduced outlet pressure of the flow, the range of the device is considerably reduced, even to zero.
In questa situazione il compito tecnico posto alla base della presente invenzione à ̈ di realizzare un dispositivo per la produzione di neve artificiale che rimedi agli inconvenienti citati. In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo per la produzione di neve artificiale che favorisca la formazione di fiocchi di neve di alta qualità , cioà ̈ simili a quelli della neve naturale. In this situation, the technical task underlying the present invention is to provide a device for the production of artificial snow which remedies the aforementioned drawbacks. In particular, it is an object of the present invention to provide a device for the production of artificial snow which favors the formation of high quality snowflakes, that is, similar to those of natural snow.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre un dispositivo per la produzione di neve artificiale in grado di funzionare in una maggiore gamma di condizioni atmosferiche. A further object of the present invention is to propose a device for the production of artificial snow capable of operating in a greater range of atmospheric conditions.
È ancora scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo per la produzione di neve artificiale che abbia una gittata non influenzabile dalle condizioni atmosferiche. Another object of the present invention is to provide a device for the production of artificial snow which has a range that cannot be influenced by atmospheric conditions.
Il compito tecnico specificato e gli scopi indicati sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo per la produzione di neve artificiale secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni. The specified technical task and the indicated aims are substantially achieved by a device for the production of artificial snow according to what is described in the attached claims.
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo per la produzione di neve artificiale illustrata negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a device for the production of artificial snow illustrated in the accompanying drawings, in which:
- la figura 1 illustra, in vista assonometrica, un dispositivo per la produzione di neve artificiale secondo la presente invenzione; Figure 1 is an axonometric view of a device for the production of artificial snow according to the present invention;
- la figura 2 illustra, in vista frontale, il dispositivo mostrato in figura 1 con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre; Figure 2 is a front view of the device shown in Figure 1 with some parts removed to better highlight others;
- la figura 3 illustra il dispositivo mostrato in figura 2 sezionato secondo la linea di sezione III-III; e Figure 3 illustrates the device shown in Figure 2 sectioned along the section line III-III; And
- la figura 4 illustra un dettaglio del dispositivo mostrato in figura 1. - figure 4 illustrates a detail of the device shown in figure 1.
Con riferimento alle figure citate à ̈ stato globalmente indicato con il numero di riferimento 1 un dispositivo per la produzione di neve artificiale secondo la presente invenzione. With reference to the aforementioned figures, the reference number 1 globally indicates a device for the production of artificial snow according to the present invention.
Il dispositivo 1 per la produzione di neve artificiale comprende un corpo tubolare 2 che si sviluppa almeno tra un’apertura di ingresso 3 ed un’apertura di uscita 4. The device 1 for the production of artificial snow comprises a tubular body 2 which extends at least between an inlet opening 3 and an outlet opening 4.
Nella forma realizzativa preferita, il corpo tubolare 2 si sviluppa prevalentemente lungo un asse longitudinale di sviluppo principale 100. Il corpo tubolare 2 definisce internamente una zona di passaggio 5. In particolare, la zona di passaggio 5 si sviluppa dall’apertura di ingresso 3 all’apertura di uscita 4 ed à ̈ lateralmente definita dalla superficie interna, indicata con il numero 6, del corpo tubolare 2. Inoltre, la zona di passaggio 5 à ̈ in comunicazione di fluido con l’ambiente esterno attraverso l’apertura di ingresso 3 e l’apertura di uscita 4. In altre parole, un fluido (ad esempio una massa d’aria) può entrare nella zona di passaggio 5 tramite l’apertura di ingresso 3, ed uscire dalla zona di passaggio 5 tramite l’apertura di uscita 4. Con riferimento alle figure, il corpo tubolare 2 à ̈ preferibilmente conformato a cilindro cavo a base circolare. In altre forme realizzative, non illustrate nelle allegate figure, il corpo tubolare 2 può essere conformato a cilindro cavo a base ovale (cilindro ellittico) oppure a parallelepipedo cavo a base rettangolare, ecc… In the preferred embodiment, the tubular body 2 develops mainly along a longitudinal axis of main extension 100. The tubular body 2 internally defines a passage area 5. In particular, the passage area 5 develops from the inlet opening 3 at the outlet opening 4 and is laterally defined by the internal surface, indicated by the number 6, of the tubular body 2. Furthermore, the passage area 5 is in fluid communication with the external environment through the inlet opening 3 and outlet opening 4. In other words, a fluid (for example a mass of air) can enter the passage area 5 through the inlet opening 3, and exit the passage 5 through the outlet opening 4. With reference to the figures, the tubular body 2 is preferably shaped like a hollow cylinder with a circular base. In other embodiments, not illustrated in the attached figures, the tubular body 2 can be shaped like a hollow cylinder with an oval base (elliptical cylinder) or a hollow parallelepiped with a rectangular base, etc.
Il dispositivo 1 comprende mezzi di soffiaggio 7 operativamente associati al corpo tubolare 2 per generare, in uso, un flusso d’aria nella zona di passaggio 5 lungo una direzione di avanzamento che va dall’apertura di ingresso 3 all’apertura di uscita 4. In altre parole, la direzione di avanzamento si sviluppa lungo l’asse di sviluppo principale 100 del corpo tubolare 2. The device 1 comprises blowing means 7 operatively associated with the tubular body 2 to generate, in use, a flow of air in the passage area 5 along a direction of advancement that goes from the inlet opening 3 to the opening of exit 4. In other words, the direction of advance develops along the main development axis 100 of the tubular body 2.
I mezzi di soffiaggio 7 sono preferibilmente montati all’interno del corpo tubolare 2 e comprendono una ventola 8, almeno un motore 9 ed un albero di trasmissione 10. The blowing means 7 are preferably mounted inside the tubular body 2 and comprise a fan 8, at least one motor 9 and a transmission shaft 10.
La ventola 8 à ̈ montata sull’albero di trasmissione 10 e comprende, a sua volta, una pluralità di pale 11 disposte radialmente intorno all’albero di trasmissione 10 stesso. The fan 8 is mounted on the transmission shaft 10 and comprises, in turn, a plurality of blades 11 arranged radially around the transmission shaft 10 itself.
Le pale 11 della ventola 8 si sviluppano radialmente dall’albero di trasmissione 10 fino ad una zona prossima alla superficie interna 6 del corpo tubolare 2. Inoltre, ciascuna pala 11 presenta una superficie operativa di forma sostanzialmente elicoidale in modo da aspirare aria dall’apertura di ingresso 3 ed inviarla verso l’apertura di uscita 4. Tale tipologia di ventola 8 non verrà qui di seguito ulteriormente descritta in quanto di tipo noto nel settore. The blades 11 of the fan 8 extend radially from the transmission shaft 10 to an area close to the internal surface 6 of the tubular body 2. Furthermore, each blade 11 has a substantially helical-shaped operating surface so as to suck air from the Inlet opening 3 and sending it towards the outlet opening 4. This type of fan 8 will not be further described hereinafter as it is of a type known in the field.
L’albero di trasmissione 10, in uso, à ̈ disposto parallelamente all’asse di sviluppo principale 100 del corpo tubolare 2 e si sviluppa tra una prima estremità , prossima all’apertura di ingresso 3, ed una seconda estremità , opposta alla prima. La ventola 8 à ̈ preferibilmente montata sull’albero di trasmissione 10 in corrispondenza della prima estremità , mentre la seconda estremità à ̈ operativamente connessa al motore 9. In altre parole, nella forma realizzativa preferita illustrata, in particolare in figura 3, il motore 9 à ̈ operativamente connesso alla ventola 8 tramite l’albero di trasmissione 10 ed à ̈ in posizione più vicina all’apertura di uscita 4 rispetto alla ventola 8. Il motore 9 comprende un rotore che, in uso, trasmette il moto rotativo alla ventola 8 tramite l’albero di trasmissione 10. Preferibilmente, l’albero di trasmissione 10 à ̈ formato da un prolungamento del rotore o dal rotore stesso. The transmission shaft 10, in use, is arranged parallel to the main development axis 100 of the tubular body 2 and extends between a first end, close to the inlet opening 3, and a second end, opposite to the first. The fan 8 is preferably mounted on the transmission shaft 10 at the first end, while the second end is operatively connected to the motor 9. In other words, in the preferred embodiment illustrated, in particular in Figure 3, the motor 9 It is operationally connected to the fan 8 by means of the transmission shaft 10 and is in a position closer to the outlet opening 4 than the fan 8. The motor 9 includes a rotor which, in use, transmits the rotary motion to the fan 8 via the drive shaft 10. Preferably, the drive shaft 10 is formed by an extension of the rotor or by the rotor itself.
Inoltre, il dispositivo 1 comprende una struttura di supporto 12 montata sul corpo tubolare 2 in corrispondenza della zona di passaggio 5 su cui sono a sua volta montati i mezzi di soffiaggio 7. Preferibilmente, l’ingombro della struttura di supporto 12 e dei mezzi di soffiaggio 7 à ̈ contenuto nella zona di passaggio 5. Furthermore, the device 1 comprises a support structure 12 mounted on the tubular body 2 in correspondence with the passage area 5 on which the blowing means 7 are in turn mounted. Preferably, the overall dimensions of the support structure 12 and of the means 7 is contained in the passage area 5.
La struttura di supporto 12 comprende un vano di contenimento 13, in cui à ̈ inserito il motore 9, ed una pluralità di ali di supporto 14 connesse tra la superficie interna 6 del corpo tubolare 2 ed il vano di contenimento 13. In particolare, le ali di supporto 14 sono disposte radialmente intorno al vano di contenimento 13 e lo supportano nella zona di passaggio 5. In dettaglio, ciascuna ala di supporto 14 presenta un’estremità di aggancio 15, connessa alla superficie interna 6, ed un’estremità di supporto 16 connessa al vano di contenimento 13. The support structure 12 comprises a containment compartment 13, in which the motor 9 is inserted, and a plurality of support wings 14 connected between the internal surface 6 of the tubular body 2 and the containment compartment 13. In particular, the support wings 14 are arranged radially around the containment compartment 13 and support it in the passage area 5. In detail, each support wing 14 has a hooking end 15, connected to the internal surface 6, and an end support 16 connected to the containment compartment 13.
Nella forma realizzativa preferita illustrata, in particolare, in figura 3, il vano di contenimento 13 si sviluppa tra una prima estremità 17 prossima all’apertura di ingresso 3, ed una seconda estremità 18 prossima all’apertura di uscita 4. In the preferred embodiment illustrated, in particular, in Figure 3, the containment compartment 13 extends between a first end 17 close to the inlet opening 3, and a second end 18 close to the outlet opening 4.
La seconda estremità 18 del vano di contenimento 13 à ̈ preferibilmente conformata ad ogiva per favorire lo scorrimento, in uso, del flusso d’aria verso l’apertura di uscita 4. Tale conformazione ogivale non verrà qui di seguito descritta ulteriormente in quanto di tipo noto nel settore. The second end 18 of the containment compartment 13 is preferably shaped like an ogive to facilitate the flow, in use, of the air flow towards the outlet opening 4. This ogival conformation will not be described further below as of a type known in the art.
Durante una condizione operativa, la ventola 8 aspira l’aria dall’apertura di ingresso 3 e la espelle tramite l’apertura di uscita 4 generando così un flusso d’aria passante attraverso la zona di passaggio 5 del corpo tubolare 2. During an operating condition, the fan 8 sucks in the air from the inlet opening 3 and expels it through the outlet opening 4, thus generating a flow of air passing through the passage area 5 of the tubular body 2.
Vantaggiosamente, nella forma realizzativa preferita illustrata nelle allegate figure, il corpo tubolare 2, in una zona prossima all’apertura di ingresso 3, presenta una porzione ad imbuto 19 avente una sezione trasversale (rispetto all’asse di sviluppo principale 100) maggiore della sezione trasversale in corrispondenza della zona di passaggio 5, al fine di favorire l’ingresso di aria nella zona di passaggio 5 stessa. In una forma realizzativa alternativa, non illustrata nelle allegate figure, la porzione ad imbuto 19 si estende lungo l’intero sviluppo del corpo tubolare 2. In altre parole, in questa forma realizzativa alternativa, la sezione trasversale (sempre rispetto all’asse di sviluppo principale 100) del corpo tubolare 2 aumenta, dall’apertura di uscita 4 all’apertura di ingresso 3, lungo una direzione opposta alla direzione di avanzamento. Vantaggiosamente, la porzione ad imbuto 19 favorisce, in uso, l’ingresso d’aria nella zona di passaggio 5. Advantageously, in the preferred embodiment illustrated in the attached figures, the tubular body 2, in an area close to the inlet opening 3, has a funnel-shaped portion 19 having a larger cross section (with respect to the main development axis 100) of the cross section in correspondence with the passage area 5, in order to favor the entry of air into the passage area 5 itself. In an alternative embodiment, not shown in the attached figures, the funnel-shaped portion 19 extends along the entire length of the tubular body 2. In other words, in this alternative embodiment, the cross section (again with respect to the axis length 100) of the tubular body 2 increases, from the outlet opening 4 to the inlet opening 3, along a direction opposite to the direction of advancement. Advantageously, the funnel-shaped portion 19 favors, in use, the entry of air into the passage area 5.
Il dispositivo 1, oggetto della presente invenzione, comprende inoltre mezzi nucleatori 20 operativamente associati al corpo tubolare 2 per iniettare, in uso, dei nuclei di congelamento nel flusso d’aria. The device 1, object of the present invention, further comprises nucleator means 20 operatively associated with the tubular body 2 to inject, in use, freezing cores into the air flow.
Preferibilmente, i mezzi nucleatori 20 comprendono una pluralità di ugelli 21 ed un sistema di apporto di un liquido (non illustrato nelle allegate figure). Il sistema di apporto del liquido comprende una pluralità di tubi operativamente connessi all’ugello 21 in modo che, in condizioni operative, venga erogato dall’ugello 21 del liquido sotto forma di gocce. In condizioni operative, ciascuna goccia di liquido entra nel flusso d’aria e, grazie alle basse temperature esterne, congela formando appunto un nucleo di congelamento. Preferably, the nucleator means 20 comprise a plurality of nozzles 21 and a system for supplying a liquid (not shown in the attached figures). The liquid supply system comprises a plurality of tubes operatively connected to the nozzle 21 so that, in operating conditions, liquid is dispensed from the nozzle 21 in the form of drops. Under operating conditions, each drop of liquid enters the air stream and, thanks to the low external temperatures, freezes, forming a freezing core.
Nella forma realizzativa preferita illustrata nelle allegate figure, i mezzi nucleatori 20 sono montati sul corpo tubolare 2 in corrispondenza di una superficie esterna 22 dello stesso. In particolare, i mezzi nucleatori 20 sono posizionati in prossimità dell’apertura di uscita 4 lungo uno sviluppo anulare. Nella forma realizzativa preferita illustrata, in particolare, in figura 3, ciascun ugello 21 à ̈ preferibilmente rivolto verso il flusso d’aria in uscita in modo da direzionare, in uso, le gocce di liquido verso di esso. In particolare, ciascun ugello 21 à ̈ connesso tramite una staffa 26 alla superficie esterna 22 del corpo tubolare 2. Inoltre ciascun ugello 21 presenta almeno un foro per l’emissione di nuclei di congelamento nel flusso d’aria. In the preferred embodiment illustrated in the attached figures, the nucleator means 20 are mounted on the tubular body 2 at an external surface 22 of the same. In particular, the nucleator means 20 are positioned in proximity to the outlet opening 4 along an annular extension. In the preferred embodiment illustrated, in particular, in Figure 3, each nozzle 21 is preferably turned towards the outgoing air flow so as to direct, in use, the drops of liquid towards it. In particular, each nozzle 21 is connected by means of a bracket 26 to the external surface 22 of the tubular body 2. Furthermore, each nozzle 21 has at least one hole for the emission of freezing cores into the air flow.
Il dispositivo 1 di produzione di neve artificiale, comprende inoltre dei mezzi di nebulizzazione 23 operativamente associati al corpo tubolare 2 per iniettare, in uso, particelle di liquido nebulizzato nel flusso d’aria. The device 1 for producing artificial snow also comprises nebulization means 23 operatively associated with the tubular body 2 for injecting, in use, particles of nebulized liquid into the air flow.
I mezzi di nebulizzazione 23, analogamente ai mezzi nucleatori 20, comprendono preferibilmente una pluralità di ugelli 24 ed un sistema di alimentazione di un liquido da nebulizzare (non illustrato nelle allegate figure). In condizioni operative, il liquido da nebulizzare viene portato, tramite il sistema di alimentazione, agli ugelli 24. The nebulization means 23, similarly to the nucleator means 20, preferably comprise a plurality of nozzles 24 and a system for feeding a liquid to be nebulized (not shown in the attached figures). Under operating conditions, the liquid to be nebulized is brought, via the feeding system, to the nozzles 24.
Vantaggiosamente, ciascun ugello 24 presenta un foro di uscita di dimensioni tali da favorire la suddivisione del liquido in minuscole gocce d’acqua. Il diametro del foro di ciascun ugello 24 dei mezzi di nebulizzazione 23 à ̈ vantaggiosamente inferiore alle dimensioni del foro di ciascun ugello 21 dei mezzi nucleatori 20. Advantageously, each nozzle 24 has an outlet hole of such dimensions as to facilitate the subdivision of the liquid into tiny drops of water. The diameter of the hole of each nozzle 24 of the atomization means 23 is advantageously smaller than the size of the hole of each nozzle 21 of the nucleator means 20.
In aggiunta, il dispositivo 1 può comprendere un sistema di immissione d’aria compressa operativamente associato al sistema di alimentazione del liquido da nebulizzare. Tale sistema di immissione d’aria operativamente associato al sistema di alimentazione del liquido contribuisce, in uso, alla trasformazione del liquido in minuscole goccioline di dimensioni inferiori a quelle create dai mezzi nucleatori 20. In addition, the device 1 can comprise a compressed air inlet system operatively associated with the feeding system of the liquid to be nebulized. This air inlet system operatively associated with the liquid feeding system contributes, in use, to the transformation of the liquid into tiny droplets smaller than those created by the nucleator means 20.
Nella forma realizzativa preferita illustrata nelle allegate figure, gli ugelli 24 dei mezzi di nebulizzazione 23 presentano una disposizione sostanzialmente uguale a quella degli ugelli 21 dei mezzi nucleatori 20. In altre parole, anche gli ugelli 24 di nebulizzazione sono distribuiti lungo uno sviluppo anulare della superficie esterna 22 del corpo tubolare 2 in prossimità dell’apertura di uscita 4. Vantaggiosamente, anche ciascun ugello 24 di nebulizzazione à ̈ connesso alla superficie esterna 22 tramite la stessa staffa 26 che sostiene gli ugelli 21 nucleatori. In the preferred embodiment illustrated in the attached figures, the nozzles 24 of the atomization means 23 have an arrangement substantially the same as that of the nozzles 21 of the nucleator means 20. In other words, the atomization nozzles 24 are also distributed along an annular extension of the surface. external 22 of the tubular body 2 near the outlet opening 4. Advantageously, also each atomization nozzle 24 is connected to the external surface 22 by means of the same bracket 26 which supports the nucleator nozzles 21.
Preferibilmente, un ugello nucleatore 21 Ã ̈ affiancato ad un ugello nebulizzatore 24. Ad esempio, nella forma realizzativa illustrata in figura 1, un ugello di nebulizzazione 24 ed un ugello nucleatore 21 formano una coppia di ugelli 25. Le coppie di ugelli 25 sono distribuite lungo uno sviluppo anulare del corpo tubolare 2 e sono distanziate tra loro di una distanza predefinita. In altre forme realizzative, Ã ̈ possibile che il numero degli ugelli nebulizzatori 24 sia superiore al numero degli ugelli nucleatori 21; in questo caso alcune coppie di ugelli 25 saranno formate da due ugelli nebulizzatori 24 e da nessun ugello nucleatore 21. Preferably, a nucleator nozzle 21 is placed side by side with a nebulizing nozzle 24. For example, in the embodiment illustrated in Figure 1, a nebulizing nozzle 24 and a nucleator nozzle 21 form a pair of nozzles 25. The pairs of nozzles 25 are distributed along an annular extension of the tubular body 2 and are spaced apart by a predefined distance. In other embodiments, it is possible that the number of atomizing nozzles 24 is greater than the number of nucleator nozzles 21; in this case some pairs of nozzles 25 will be formed by two atomising nozzles 24 and by no nucleator nozzle 21.
Preferibilmente. il liquido alimentato ai mezzi di nebulizzazione 23 Ã ̈ acqua, mentre il liquido alimentato ai mezzi nucleatori 20 Ã ̈ formato da acqua e da particelle solide (polveri e simili), secondo metodologie note nel settore e quindi non descritte. Preferably. the liquid fed to the nebulization means 23 is water, while the liquid fed to the nucleator means 20 is made up of water and solid particles (powders and the like), according to methods known in the field and therefore not described.
In accordo con la presente invenzione, il dispositivo 1 comprende una pluralità di elementi deflettori 27 di flusso disposti lungo lo sviluppo anulare del corpo tubolare 2 in prossimità dell’apertura di uscita 4. In accordance with the present invention, the device 1 comprises a plurality of flow deflector elements 27 arranged along the annular extension of the tubular body 2 in proximity to the outlet opening 4.
Con riferimento alle allegate figure, gli elementi deflettori 27 sono preferibilmente posizionati in prossimità dell’apertura di uscita 4 in modo da interferire, in uso, con il flusso d’aria in uscita dal corpo tubolare 2 per creare un moto turbolento. Infatti, il flusso d’aria in uscita, indicato simbolicamente in figura 3 con una pluralità di linee di flusso, si scontra con ciascuno degli elementi deflettori 27 e genera un moto turbolento in uscita dal corpo tubolare 2.In tal modo, il moto turbolento generato in uscita trasporta con sé i nuclei di congelamento e le particelle di liquido nebulizzato in modo da indurne un mescolamento ed incrementarne la permanenza in volo nell’ambiente esterno. Di conseguenza, viene vantaggiosamente favorito lo scambio termico tra i nuclei e l’ambiente esterno e tra le particelle e l’ambiente esterno. With reference to the attached figures, the deflector elements 27 are preferably positioned in proximity to the outlet opening 4 so as to interfere, in use, with the flow of air leaving the tubular body 2 to create a turbulent motion. In fact, the outgoing air flow, symbolically indicated in figure 3 with a plurality of flow lines, collides with each of the deflector elements 27 and generates a turbulent motion out of the tubular body 2. turbulent generated at the outlet carries with it the freezing nuclei and the particles of nebulized liquid in order to induce a mixing and increase their permanence in flight in the external environment. Consequently, the heat exchange between the nuclei and the external environment and between the particles and the external environment is advantageously favored.
Nella forma realizzativa preferita, gli elementi deflettori 27 sono connessi alla superficie interna 6 del corpo tubolare 2 in prossimità dell’apertura d’uscita 4 e sporgono a sbalzo dalla superficie interna 6 stessa trasversalmente alla direzione di avanzamento del flusso d’aria. In aggiunta, gli elementi deflettori 27 sono distanziati l’uno dall’altro di una distanza predefinita lungo uno sviluppo anulare della superficie interna del corpo tubolare 2 in modo da consentire il transito di flusso d’aria nello spazio compreso tra due elementi deflettori 27 anularmente consecutivi. In the preferred embodiment, the deflector elements 27 are connected to the internal surface 6 of the tubular body 2 in proximity to the outlet opening 4 and protrude from the internal surface 6 itself transversely to the direction of advancement of the air flow . In addition, the deflector elements 27 are spaced from each other by a predefined distance along an annular extension of the internal surface of the tubular body 2 so as to allow the passage of air flow in the space between two elements annularly consecutive deflectors 27.
Quindi, in condizioni operative, una parte di flusso d’aria interferisce con gli elementi deflettori 27, mentre un’altra parte di flusso d’aria scorre liberamente tra un elemento deflettore 27 e l’altro. Therefore, in operating conditions, a part of the air flow interferes with the deflector elements 27, while another part of the air flow flows freely between one deflector element 27 and the other.
Ciascun elemento deflettore 27 si sviluppa, per una altezza predeterminata, lungo una direzione di sviluppo radiale, trasversalmente alla direzione di avanzamento e perpendicolarmente all’asse principale di sviluppo del corpo tubolare. Inoltre ciascun elemento deflettore 27 presenta una larghezza predefinita misurata lungo lo sviluppo anulare del corpo tubolare 2. In preferenza, la larghezza di ciascun elemento deflettore 27 decresce in verso opposto alla direzione di avanzamento del flusso d’aria all’interno del corpo tubolare 2. Each deflector element 27 develops, for a predetermined height, along a direction of radial development, transversely to the direction of advancement and perpendicular to the main development axis of the tubular body. Furthermore, each deflector element 27 has a predefined width measured along the annular extension of the tubular body 2. Preferably, the width of each deflector element 27 decreases in the opposite direction to the direction of advancement of the air flow inside the tubular body. 2.
In aggiunta, ciascun elemento deflettore 27 si sviluppa, per una lunghezza predeterminata, lungo una direzione di sviluppo sostanzialmente parallela alla direzione di avanzamento del flusso d’aria. In addition, each deflector element 27 develops, for a predetermined length, along a direction of development substantially parallel to the direction of advancement of the air flow.
Nella forma di realizzazione preferita illustrata nelle allegate figure, ciascun elemento deflettore 27 Ã ̈ un prisma a base triangolare avente due facce di base 28a, 28b triangolari e tre facce laterali 29a, 29b, 29c rettangolari. Preferibilmente, ciascun elemento deflettore 27 Ã ̈ rigidamente connesso alla superficie interna 6 del corpo tubolare 2 in corrispondenza di una base triangolare 28b. In the preferred embodiment illustrated in the accompanying figures, each deflector element 27 is a triangular-based prism having two triangular base faces 28a, 28b and three rectangular side faces 29a, 29b, 29c. Preferably, each deflector element 27 is rigidly connected to the internal surface 6 of the tubular body 2 at a triangular base 28b.
Inoltre, ciascun elemento deflettore 27 à ̈ orientato in modo che uno spigolo di deviazione 30, formato dall’incontro di due facce laterali 29a, 29b, sia la parte dell’elemento più prossima all’apertura di ingresso 3, cioà ̈ a monte della rimanente parte dell’elemento deflettore 27. In altre parole, in condizioni operative, il flusso d’aria incide dapprima sullo spigolo di deviazione 30 e successivamente sulle facce laterali 29a, 29b. Vantaggiosamente, la direzione di avanzamento del flusso d’aria forma, con ciascuna delle facce laterali 29a, 29b che formano lo spigolo di deviazione 30, un angolo di incidenza predefinito. Tale angolo di incidenza, può essere differente da una faccia laterale all’altra, anche se, nella forma realizzativa preferita, à ̈ sostanzialmente uguale per entrambe le facce 29a, 29b. Furthermore, each deflector element 27 is oriented so that a deviation edge 30, formed by the meeting of two lateral faces 29a, 29b, is the part of the element closest to the inlet opening 3, i.e. upstream of the remaining part of the deflector element 27. In other words, in operating conditions, the air flow first affects the deflection edge 30 and subsequently the lateral faces 29a, 29b. Advantageously, the forward direction of the air flow forms, with each of the lateral faces 29a, 29b forming the deflection edge 30, a predefined angle of incidence. This angle of incidence may be different from one lateral face to the other, even if, in the preferred embodiment, it is substantially the same for both faces 29a, 29b.
Gli elementi deflettori 27 sono disposti in prossimità del bordo 33 del corpo anulare che definisce l’apertura di uscita 4. The deflector elements 27 are arranged in proximity to the edge 33 of the annular body which defines the outlet opening 4.
Nella forma realizzativa preferita illustrata nelle allegate figure, ciascun elemento deflettore 27 si estende, in parte all’esterno del corpo tubolare 2 lungo la direzione di avanzamento del flusso d’aria. In altre parole, ciascun elemento deflettore 27 presenta una prima parte 31 che rientra nella zona di passaggio 5 e che à ̈ connessa alla superficie interna 6 del corpo tubolare 2, ed una seconda parte 32 che si estende a sbalzo al di fuori del corpo tubolare 2. In the preferred embodiment illustrated in the attached figures, each deflector element 27 extends partly outside the tubular body 2 along the direction of advance of the air flow. In other words, each deflector element 27 has a first part 31 which falls within the passage area 5 and which is connected to the internal surface 6 of the tubular body 2, and a second part 32 which extends cantilevered outside the tubular body. 2.
Nella forma realizzativa preferita, secondo la direzione di avanzamento del flusso d’aria, gli elementi deflettori 27 sono posizionati a monte dei mezzi nucleatori 20 e dei mezzi di nebulizzazione 23. In the preferred embodiment, according to the direction of advancement of the air flow, the deflector elements 27 are positioned upstream of the nucleator means 20 and of the nebulization means 23.
In una forma realizzativa alternativa, non rappresentata nelle allegate figure, ciascun elemento deflettore 27 Ã ̈ un piastra triangolare. In an alternative embodiment, not shown in the attached figures, each deflector element 27 is a triangular plate.
La sezione della piastra, secondo un piano di sezione parallelo alle superfici, à ̈ un triangolo. Questo triangolo presenta un lato di base e due lati inclinati che si incontrano in un vertice che verrà di seguito chiamato, vertice principale. Per quanto riguarda il posizionamento di ciascuna piastra, essa à ̈ preferibilmente connessa alla superficie interna 6 in corrispondenza del lato di base, mentre la restante parte di piastra sporge a sbalzo dalla superficie interna 6, estendendosi all’interno della zona di passaggio 5. The section of the plate, according to a section plane parallel to the surfaces, is a triangle. This triangle has a base side and two sloping sides that meet at a vertex which will hereinafter be referred to as the main vertex. As regards the positioning of each plate, it is preferably connected to the internal surface 6 at the base side, while the remaining part of the plate protrudes from the internal surface 6, extending inside the passage area 5.
Inoltre, ciascuna superficie della piastra à ̈ inclinata rispetto alla direzione di avanzamento del flusso d’aria, in modo da formare un angolo di incidenza predefinito. In particolare, proiettando una piastra ed il corpo tubolare 2 su un piano orizzontale, il vertice principale à ̈ il punto della piastra più lontano dall’apertura di uscita 4. Furthermore, each surface of the plate is inclined with respect to the direction of advance of the air flow, so as to form a predefined angle of attack. In particular, by projecting a plate and the tubular body 2 on a horizontal plane, the main vertex is the point of the plate furthest from the outlet opening 4.
In aggiunta, il dispositivo 1 comprende un telaio di supporto (non rappresentato nelle allegate figure) su cui à ̈ montato il corpo tubolare 2. Preferibilmente, il telaio di supporto presenta una prima porzione connessa alla superficie esterna 22 del corpo tubolare 2, ed una seconda porzione opposta alla prima ed appoggiabile al suolo. Vantaggiosamente in condizioni di utilizzo à ̈ possibile posizionare il corpo tubolare 2 ad una certa altezza dal suolo. In addition, the device 1 comprises a support frame (not shown in the attached figures) on which the tubular body 2 is mounted. Preferably, the support frame has a first portion connected to the external surface 22 of the tubular body 2, and a second portion opposite to the first and resting on the ground. Advantageously, in conditions of use, it is possible to position the tubular body 2 at a certain height from the ground.
Il dispositivo 1 à ̈ vantaggiosamente girevole attorno ad un asse orizzontale per orientare l’asse principale di sviluppo del corpo tubolare secondo una direzione predeterminata, ad esempio inclinata rispetto all’orizzontale, per variare la gittata della neve prodotta dal dispositivo. The device 1 is advantageously rotatable around a horizontal axis to orient the main axis of development of the tubular body according to a predetermined direction, for example inclined with respect to the horizontal, to vary the throw of the snow produced by the device.
Forma inoltre oggetto della presente invenzione un metodo per la produzione di neve artificiale. Il metodo comprende una fase operativa di predisporre un corpo tubolare 2 analogo a quello definito precedentemente. Inoltre à ̈ prevista una fase di forzare il transito di un flusso d’aria lungo una direzione di avanzamento che va dall’apertura di ingresso 3 all’apertura di uscita 4 del corpo tubolare 2. Questa fase viene vantaggiosamente attuata da mezzi di soffiaggio 7 del tipo descritto precedentemente. The present invention also relates to a method for the production of artificial snow. The method comprises an operative step of providing a tubular body 2 similar to the one defined above. Furthermore, there is a step of forcing the transit of an air flow along a direction of advancement that goes from the inlet opening 3 to the outlet opening 4 of the tubular body 2. This step is advantageously carried out by means blower 7 of the type described above.
Un’ulteriore fase prevede di iniettare, in uso, dei nuclei di congelamento nel flusso d’aria e di iniettare particelle di liquido nebulizzato nel flusso d’aria in modo tale che, sia i nuclei che le particelle, vengano trasportati dal flusso. In accordo con il metodo à ̈ prevista inoltre una fase di disporre lungo lo sviluppo anulare del corpo tubolare 2 una pluralità di elementi deflettori 27 nella zona di passaggio 5 prossima all’apertura di uscita 4. Questa fase viene attuata per generare, in uso, un moto turbolento del flusso d’aria in uscita dal corpo tubolare 2 in modo da incrementare la permanenza in volo dei nuclei e delle particelle nell’ambiente esterno. A further step involves injecting, in use, freezing cores into the air stream and injecting particles of nebulized liquid into the air stream in such a way that both the nuclei and the particles are transported by the flow. In accordance with the method, a step is also provided for arranging along the annular extension of the tubular body 2 a plurality of deflector elements 27 in the passage area 5 close to the outlet opening 4. This step is carried out to generate, in use , a turbulent motion of the air flow leaving the tubular body 2 in order to increase the permanence in flight of the nuclei and of the particles in the external environment.
Per quanto riguarda il funzionamento della presente invenzione, esso discende direttamente da quanto sopra descritto. In particolare, durante il funzionamento del dispositivo 1 per generare neve artificiale, la ventola 8 crea il flusso d’aria in uscita dal corpo tubolare 2. Vantaggiosamente, la velocità di rotazione della ventola 8 può essere variata a seconda delle esigenze, ad esempio per variare la gittata del dispositivo. As regards the operation of the present invention, it derives directly from what has been described above. In particular, during the operation of the device 1 to generate artificial snow, the fan 8 creates the air flow out of the tubular body 2. Advantageously, the rotation speed of the fan 8 can be varied according to the requirements, for example to vary the range of the device.
Il flusso d’aria, in prossimità dell’apertura di uscita 4, interferisce con gli elementi deflettori 27 (figura 4). L’interferenza del flusso con gli elementi deflettori 27 genera un moto vorticoso in uscita dal corpo tubolare 2. In altre parole, il flusso d’aria, dopo aver interferito con gli elementi deflettori 27, forma dei vortici d’aria che seguono, in linea di massima, l’andamento rappresentato dalle linee di flusso nelle figure 3 e 4. The air flow, near the outlet opening 4, interferes with the deflector elements 27 (figure 4). The interference of the flow with the deflector elements 27 generates a whirling motion out of the tubular body 2. In other words, the air flow, after having interfered with the deflector elements 27, forms air vortices which they generally follow the trend represented by the flow lines in figures 3 and 4.
In dettaglio, la parte di flusso d’aria che investe gli elementi deflettori 27 viene inizialmente suddivisa in due sottoflussi d’aria. In detail, the part of the air flow which strikes the deflector elements 27 is initially divided into two air sub-flows.
Nella forma realizzativa preferita, i sottoflussi d’aria scorrono, rispettivamente, lungo una prima faccia laterale 29a ed una seconda faccia laterale 29b (sono le facce laterali che definiscono lo spigolo di deviazione 30) di ciascun prisma. In the preferred embodiment, the sub-flows of air flow, respectively, along a first lateral face 29a and a second lateral face 29b (they are the lateral faces that define the deviation edge 30) of each prism.
Giunti in prossimità della terza faccia laterale 29c di ciascun prisma, ciascun sottoflusso si separa dalla corrispondente faccia laterale 29a, 29b, creando una zona ad alta vorticità all’interno del flusso d’aria. Tale zona ad alta vorticità determina una depressione nel flusso d’aria in grado di richiamare ulteriore aria da zone prossime al deflettore. Di conseguenza, l’ulteriore aria richiamata dalla depressione genera una scia vorticosa di ampiezza sostanzialmente paragonabile alle dimensioni di detta terza faccia laterale 29c.. In questo contesto, le particelle d’acqua ed i nuclei che sono trasportati dal flusso d’aria vengono mescolati e trascinati in ogni direzione dalla scia vorticosa, allungando così il loro tempo di permanenza in aria. Once near the third side face 29c of each prism, each sub-flow separates from the corresponding side face 29a, 29b, creating a high vorticity zone inside the air flow. This high vorticity zone determines a depression in the air flow capable of drawing further air from areas close to the deflector. Consequently, the additional air drawn in by the depression generates a whirlwind trail of amplitude substantially comparable to the dimensions of said third lateral face 29c .. In this context, the water particles and the nuclei that are transported by the flow of air are mixed and dragged in every direction by the swirling wake, thus extending their residence time in the air.
Le particelle d’acqua hanno quindi a disposizione un intervallo di tempo più lungo per formare i cristalli, similmente a quanto accade in natura per la neve naturale. The water particles therefore have a longer time interval to form the crystals, similar to what happens in nature for natural snow.
Inoltre, il mescolamento favorisce la distribuzione omogenea delle particelle e dei nuclei all’interno del flusso d’aria. Ad esempio, immaginando di sezionare il flusso d’aria con un piano trasversale alla direzione di avanzamento, le particelle ed i nuclei sarebbero distribuiti omogeneamente in tale piano. Furthermore, the mixing favors the homogeneous distribution of particles and nuclei within the air flow. For example, by imagining to dissect the flow of air with a plane transversal to the direction of advance, the particles and nuclei would be homogeneously distributed in that plane.
In una forma realizzativa alternativa, à ̈ possibile che la distanza tra gli elementi deflettori 27 sia tale da definire un’interferenza tra un sottoflusso di un elemento deflettore 27 ed un altro sottoflusso di un elemento deflettore 27 adiacente al primo. Questi due sottoflussi, scontrandosi, generano un’ulteriore moto turbolento che vantaggiosamente aumenta il tempo di permanenza in aria delle particelle d’acqua e dei nuclei. In an alternative embodiment, it is possible that the distance between the deflecting elements 27 is such as to define an interference between a sub-flow of a deflecting element 27 and another sub-flow of a deflecting element 27 adjacent to the first. These two sub-flows, colliding, generate a further turbulent motion which advantageously increases the residence time in the air of the water particles and nuclei.
La presente invenzione consegue importanti vantaggi. The present invention achieves important advantages.
Innanzitutto la presente invenzione favorisce la formazione di fiocchi di neve di alta qualità , cioà ̈ simili a quelli della neve naturale. Infatti, l’interferenza del flusso d’aria con gli elementi deflettori causa la generazione di moti turbolenti che aumentano l’intervallo di permanenza in aria dei fiocchi in formazione. Di conseguenza, il moto turbolento generato in uscita incrementa lo scambio termico dei nuclei e delle particelle di liquido nebulizzato con l’ambiente esterno, favorendo la formazione di fiocchi di neve di alta qualità . First of all, the present invention favors the formation of high quality snowflakes, that is, similar to those of natural snow. In fact, the interference of the air flow with the deflector elements causes the generation of turbulent motions which increase the time interval of the flakes being formed in the air. Consequently, the turbulent motion generated at the outlet increases the heat exchange of the nuclei and the nebulized liquid particles with the external environment, favoring the formation of high quality snowflakes.
Inoltre, il dispositivo per la produzione di neve artificiale à ̈ in grado di funzionare in una maggiore gamma di condizioni atmosferiche. Infatti, la disposizione degli elementi deflettori favorisce il passaggio del flusso d’aria nello spazio compreso tra un elemento e l’altro evitando così di abbassare in modo sostanziale la pressione del flusso d’aria in uscita. In addition, the artificial snow device is capable of operating in a greater range of weather conditions. In fact, the arrangement of the deflector elements favors the passage of the air flow in the space between one element and the other, thus avoiding substantially lowering the pressure of the outgoing air flow.
Inoltre, essendo la pressione del flusso d’aria in uscita sostanzialmente non influenzata dalla presenza degli elementi deflettori, il dispositivo presenta una gittata meno influenzabile dalle condizioni atmosferiche. Furthermore, since the pressure of the outgoing air flow is substantially not influenced by the presence of the deflector elements, the device has a range less influenced by atmospheric conditions.
Va inoltre rilevato che la presente invenzione risulta di facile ed economica realizzazione. It should also be noted that the present invention is easy and inexpensive to produce.
Tutti i dettagli dell’invenzione sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti ed in pratica tutti i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni dei vari componenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze. All the details of the invention can be replaced by other technically equivalent elements and in practice all the materials used, as well as the shapes and dimensions of the various components, may be any according to requirements.
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| ITVR2010A000221A IT1403490B1 (en) | 2010-11-18 | 2010-11-18 | DEVICE FOR THE PRODUCTION OF ARTIFICIAL SNOW |
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- 2010-11-18 IT ITVR2010A000221A patent/IT1403490B1/en active
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