DE2611098A1

DE2611098A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von schnee

Info

Publication number: DE2611098A1
Application number: DE19762611098
Authority: DE
Inventors: Philip L Tropeano
Original assignee: TROPEANO
Current assignee: TROPEANO
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1976-09-30
Also published as: CA1028514A; US3964682A; FR2304877A1; FR2304877B3; ATA192976A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Schnee

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Schnee, bei dem komprimierte Luft und Wasser unter Druck von Schnee erzeugenden Düsen in einer kalten Umge bungs atmo Sphäre ausgestoßen und die Mischung expandiert und gekühlt wird, um einen Strom fallender Schneeflocken zu bilden.

Die schnelle Ausweitung der Skiindustrie und die Anlagen zum Skifahren haben zu einem wachsenden Bedürfnis nach Schnee erzeugenden Vorrichtungen geführt. Außerdem leiden viele Skigebiete unter ungünstigen Wetterbedingungen, die nur einen begrenzten natürlichen Schneefall in diesen Gegenden bewirken, so daß verbesserte Vorrichtungen zum Erzeugen von Schnee benötigt werden, die mit größerem Wirkungsgrad arbeiten.

Zur Erzeugung von Schnee ist es bekannt, komprimierte Luft und unter Druck stehendes Wasser in einer kalten Umgebungsatmosphäre zum Erzeugen eines Stromes von Schneeflocken zu mischen, wie dieses z.B.aus den US-PSen 3 761 020, 3 408 005,

.6 0 98 40/0-34 7

TELEFON (Ο8Θ) 22 28 82

TELEX Ο5-2Θ38Ο

TELEGRAMME MONAPAT

3 010 660, 3 298 612, 3 301 485, 3 4-64- 625, 3 596 476, 1 596 577 und 552 34-5 bekannt ist. Bei allen diesen zum Stand der Technik gehörenden Verfahren treten Beschränkungen für die Menge und Qualität des Schnees auf, der unter optimalen Bedingungen erzeugt werden kann, wie auch für die Entfernung, über die der Schnee bei einer praktischen Anwendung über eine Skipiste verteilt werden kann.

Die beim Betrieb "von Vorrichtungen zum Erzeugen von Schnee auftretenden Kosten sind ein wichtiges Kriterium, wobei die Temperatur ein diese Kosten beeinflussender Faktor ist. Bekanntlich muß das Erzeugen von Schnee in einer kalten Umgebungsatmosphäre bei Temperaturen unterhalb von mindestens -2 C ausgeführt werden. Außerdom wurde festgestellt, daß bei den bisherigen Verfahren zum Erzeugen von Schnee nur eine begrenzte Menge von Wasser bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft benutzt werden kann, wodurch die durch das Zuführen komprimierter Luft und Wasser bedingten Kosten relativ hoch sind. Ein weiterer störender Faktor ist, daß sich ändernde Windgeschwindigkeiten und schnelle Temperaturwechsel einmal zur Erzeugung eines feinkristallinen Schnees führt, der durch den Wind fortgeweht wird, oder andererseits die Kristalle so ausgebildet sind, daß sie einen schweren nassen Schnee unerwünschter Eigenschaften bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren zum Erzeugen von Schnee sowie eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens zu schaffen, mit denen kristalline Schneeflocken verbesserter Konstistenz und Qualität hinsichtlich des Ve-rteilens des Schnees über eine Skipiste hergestellt werden können.

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Bei einem Verfahren der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Strahlen gekühlter Wassertröpfchen mit hoher Geschwindigkeit in den Strom von Schneeflocken längs im wesentlichen zusammenlaufender Bewegungsbahnen ausgestoßen werden.

Gemäß einer wesentlichen.Weiterbildung der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens geschaffen, die sich auszeichnet durch eine erste Einrichtung zum Liefern unabhängig zugeführter Ströme komprimierter Luft und unter Druck stehendem Wasser, durch rohrförmige Düsen zum Ausstoßen einer Mischung aus der Luft und dem Wasser in eine kalte Umgebungsatmosphäre zum Bilden eines Stroms von Schneeflocken und durch eine zweite Einrichtung zum Ausstoßen von Strahlen gekühlter Wassertröpfchen in den Strom von Schneeflocken.

Durch diese neuen Maßnahmen kann Schnee durch eine kumulative Eristallisation von Schneeflocken erzeugt werden. Zu diesem Zweck wird zuerst komprimierte Luft und unter Druck stehendes Wasser in eine kalte Umgebungsatmosphäre aus einer Vielzahl von Düsen ausgestoßen und die sich ergebende Mischung expandiert und abgekühlt, um einen kontinuierlich auseinanderlaufenden Strom von fallenden Schneeflocken zu erzeugen. In diesen auseinanderlaufenden Strom von Schneeflocken werden Hochgeschwindigkeitsstrahlen von abgekühlten Wassertropfen von Punkten oberhalb der Düsen längs im wesentlichen zusammenlaufender Bewegungsbahnen ausgestoßen.

Es wurde festgestellt, daß durch das Einleiten der Was.sertröpfchen hoher Geschwindigkeit in den auseinanderlaufenden Strom an vor den Düsen angeordneten Punkten von einer oder mehreren fächerförmigen Gruppen von rohrförmigen Wasserdüsen Teile der Wassertröpfchen an den bereits gebildeten Schneeflocken anhaften können, wobei diese Tröpfchen an den zuerst gebildeten Schneeflocken anfrieren, um eine kumulative

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Kristallisation und ein Anwachsen der Größe der herabfallenden Schneeflocken zu bewirken. Als Folge davon kann bei einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft eine erheblich vergrößerte Wassermenge verwendet werden, die zwei bis dreimal so groß wie die bisher verwendeten Wassermengen ist. Durch die Vergrößerung der benutzten Wassermenge kann auch die Menge der erzeugten Schneeflocken erheblich vergrößert werden, wodurch wiederum der Wirkungsgrad des Verfahrens und der Vorrichtung stark verbessert wird.

Es wurde ebenfalls festgestellt, daß durch Ausstoßen abgekühlter Wassertröpfchen mit Geschwindigkeiten, die z.B. zwei- bis viermal so groß wie die Geschwindigkeit des Stroms der Schneeflocken ist, der die Schnee erzeugenden Düsen verläßt, die Bewegungsgeschwindigkeit der bereits gebildeten Schneeflocken vergrößert werden kann und die Entfernung, über die sich die Schneeflocken bewegen, ebenfalls erheblich vergrößert wird, wodurch größere Bereiche auf einer Skipiste mit Schnee bedeckt werden können.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß durch Einstellung der verwendeten Mengen von Wassertröpfchen und der Eintrittspunkte der Tröpfchen in den Strom von Schneeflocken die Größe der kumulativ kristallisierten Teilchen, die herabfallen, wie auch die Feuchtigkeit oder Trockenheit dieser Teilchen in der erforderlichen Weise bei den jeweils gegebenen Wetterbedingungen gesteuert werden können.

Die neue'-Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens umfaßt weiterhin eine neue Wasserdüsenanordnung, die in einer bevorzugten Ausführungsform mehrere fächerförmige Gruppen von rohrförmigen Düsen aufweist, die mit einer die Schnee erzeugenden Düsen aufweisenden Anordnung kombiniert sind.

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Mit dem neuen Verfahren und der neuen Vorrichtung wird also eine Mischung komprimierter Luft und unter Druck stehenden Wassers von Schnee erzeugenden Düsen in eine kalte Umgebungsatmosphäre ausgestoßen und die Mischung expandiert und abgekühlt, um einen Strom von fallenden Schneeflocken zu erzeugen. In diesen Strom werden mit hoher Geschwindigkeit Strahlen von abgekühlten Wassertröpfchen an oberhalb der -^üsen angeordneten Punkten längs im wesentlichen zusammenlaufender Bewegungsbahnen eingeleitet- Teile der Wassertröpfchen, die an den Schneeflocken anhaften, werden zunehmend gefroren, um kumulative Kristallisation und ein Anwachsen der Größe der Schneeflocken zu bewirken. Die Wassertröpfchen werden mit einer Geschwindigkeit ausgestoßen, die die Geschwindigkeit der Schneeflocken in dem Strom erheblich übersteigt, wodurch die Schneeflocken beschleunigt werden und über eine größere Entfernung bei einer gegebenen Strömung der zugeführten komprimierten Luft, die z.B. mit einer üblichen Geschwindigkeit von etwa 2,8 cbm pro Minute zugeführt wird, bewegt v/erden. Die bei dieser Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft zu benutzende Wassermenge, die üblicherweise bei etwa 91 1 liegt, kann auf eine Menge von etwa 228 1 vergrößert werden, wodurch sich auch eine erhebliche Vergrößerung der Menge der kristallisierten Schneeflocken ergibt, die für eine Schneedecke erzeugt werden. Durch Einstellen der Menge der benutzten Wassertröpfchen kann die Feuchtigkeit oder Trockenheit des Schnees in gewünschter Weise gesteuert werden.

Weitere, die besondere Ausführung des neuen Verfahrens und die besondere Ausbildung der neuen Vorrichtung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

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Fig. Λ eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Torrichtung,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung längs der in Fig. 1 angegebenen Linie 3-3,

Fig. 4- eine perspektivische Darstellung einer Wasserdüsenanordnung der neuen Vorrichtung,

Fig. 5 einen Schnitt längs der in Fig. 1 angegebenen Linie 5-5,

•^ig. 6 einen Schnitt längs der in Fig. 1 angegebenen Linie 6-6,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Wasserausstoßeinrichtung zum Ausstoßen von Wassertröpfchen mit hoher Geschwindigkeit,

Fig. 8 einen Schnitt längs der in Fig. 6 angegebenen Linie 8-8,

Fig. 9 eine Frontansicht einer Wasserdüsenanordnung, die Gruppen von rohrförmigen Wasserdüsen zeigt, die in vertikal beabstandeten Reihen angeordnet sind,

Fig.10 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 9 gezeigten Eeihen von rohrförmigen Düsen,, die außerdem schematisch das Ausstoßen von Wassertröpfchen in einen sich bewegenden Strom von Schneeflocken zeigt,

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Pig. 11 schematisch die kumulative Kristallisation und das Anwachsen der Größe der fallenden Schneeflocken. und

Pig. 12 eine weitere schematische Darstellung, die eine durch Saugkräfte der aufeinanderfolgend angeordneten Wasserdüsen bewirkte Bewegung der Schneeflocken.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung bildet eine bevorzugte Ausführungsform zum Durchführen des neuen "Verfahrens und weist im wesentlichen Schnee erzeugende Düsen, eine Vielfach-Wasserdüsenanordnung, die auf den Düsen angeordnet ist^und Leitungen zum unabhängigen Zuführen von komprimierter Luft und unterDruck stehendem Wasser sowohl an die Düsen als auch die Wasserdüsenanordnung auf. Diese Ströme werden durch einen herkömmlichen Luftverdichter und eine Wasserpumpe erzeugt, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, jedoch in Form von Rohren A und W für die komprimierte Luft und das Wasser jeweils angedeutet sind, wie dieses jeweils links in den Pig. 1 und 2 gezeigt ist.

In den Pig. 1 und 2 bezeichnet ein Pfeil P einen tragbaren Rahmen, der über eine Skipiste bewegt werden kann und die neue Vorrichtung in aufrechter Stellung trägt. In dem Rahmen ist eine durch einen Pfeil S bezeichnete Schnee erzeugende Düsenanordnung vertikal angeordnet, während oberhalb der Düsenanordnung eine durch einen Pfeil J bezeichnete Mehrfach-Wasserdüsenanordmmg befestigt ist.

Der Rahmen P ist aus mit Abstand angeordneten Rohrseiten S1 und S2 gebildet, die durch vordere Querstangen R1 und R2 miteinander verbunden sind. Pest zwischen den oberen Teilen

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der Seiten S1 und S2 ist eine Plattform P angeordnet, auf der eine Bedienungsperson steht, um die den Schnee erzeugende Vorrichtung zu steuern und auf die gewünschten Bereiche zu richten. Eine Leiter L ermöglicht die leichte Zugänglichkeit der Plattform, die in einer Höhe von 1,2 bis 1,5 m oder mehr angeordnet sein kann. An dem Bahnen ist ein Arm D

befestigt, der mit einem Schlepper oder einem anderen Fahrzeug zum Bewegen des Rahmens in die gewünschte Stellung "verbunden werden kann.

An der Plattform P ist ein die Düsen tragender !Turm T starr befestigt, der einen äußeren Gehäuseteil 2 aufweist, der z.B. an Punkten 4- und 6 an der Plattform angeschweißt oder in anderer Weise mit dieser verbunden ist. In dem Gehäuse 2 ist drehbar ein zylindrisches Rohrteil 8 angeordnet, dessen unteres Ende abdichtbar in einem unteren Rohrpaßglied 10 gelagert ist, während sein oberes Ende abdichtbar in einem oberen Rohrpaßglied 12 angeordnet ist. Das untere Paßglied 10 ist in einer Hängebügelanordnung 14 gelagert, deren obere Teile an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 befestigt sind, wie dieses in Pig. 1 gezeigt ist.

An zwei gegenüberliegenden Seiten des unteren Paßglieds 10 sind Wasser- und Lufteinlässe 16 und 18 angeformt, mit denen die Wasser- und Luftleitungen W und A über Ellbogenstücke 20 und 22 und Kupplungen 21 und 23 verbunden sind. An einer oberen Seite des Rohrpaßgliedes 10 sind ein Wasserauslaß 24- und ein Luftauslaß 26 angeformt. Der Auslaß 24- ist mit einem senkrechten Rohrglied 25 verbunden und der Auslaß 26 wirkt mit einer das Rohrglied 25 umgebenden Luftkammer 27 zusammen. Handgriffe 28 und 30 sind für die Bedienungsperson vorgesehen, um das zylindrische Rohr 8 um eine vertikale Achse in dem unteren Rohrpaßglied zu drehen. Das obere Rohr-

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paßglied 12 ist mit dem zylindrischen Rohr 8 mit Hilfe eines Festhaltebügeis 13 befestigt, deren Enden an gegenüberliegenden Seiten des Rohrs 8 festgelegt sind, wie dieses in 5¹Xg. 1 gezeigt ist. Durch diese Anordnung kann das Rohrpaßglied 12 zusammen mit dem Rohr 8 gedreht werden.

An jedem Ende des Rohrpaßgliedes 12 sind im Winkel angeordnete rohrförmige Leitungsteile 12a und 12b vorgesehen, wie dieses in Pig. 3 gezeigt ist. Das Rohrteil 12a bildet einen Luf-tdurchlaß 32, mit dem die Luftkammer 27 zusammenwirkt. Das Rohrteil 12b bildet einen Wasserdurchlaß 34-, mit dem <fe Leitung 25 in der gezeigten Weise verbunden ist. Um eine horizontale Achse ist an den äußeren Enden der rohrförmigen Leitungsteile 12a und 12b eine zweifache Leitungsanordnung drehbar gelagert, die einen unteren Düsenverteiler 40 und einen schräggestellten Wasserdüsenverteiler aufweist, der an der oberen Seite des Verteilers 40 angeordnet ist und mit dem Pfeil 42 bezeichnet ist.

Der untere Verteiler 40 hat U-IForm und weist rohrförmige Verlängerungen 40a und 40b auf, die in den Pig. 4 und 5 klarer zu erkennen sind. Diese Verlängerungen 40a und 40b sind abdichtbar mit den jeweiligen Leitungsteilen 12a. und 12b mit Hilfe von Kupplungen 43 und 44 verbunden. Auf diese Weise ergibt sich durch den Verteiler 40 eine Luftleitung 46, die mit dem Luftdurchlaß 32 in Verbindung steht. In gleicher Weise hat die entgegengesetzte Seite des Verteilers einen Wasserdurchlaß 48, der mit dem Wasserdurchlaß 34 über gekoppelte Rohrverbindungsstücke 50 und 52 in Verbindung steht. Ein Ventil 54- stellt die Wasserströmung in dem Durchlaß 48 ein.

Der Verteiler 40 wird an seiner Unterseite mit Hilfe eines einstellbaren Armes 41 gehalten, der am besten in

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zu erkennen ist. Am oberen Ende ist der Arm 4-1 schwenkbar an einem. Auge 4-3 auf dem Verteiler befestigt und an seinem unteren Ende weist der Arm eine Eitzel- und Zahnstangenanordnung 4-5 auf, die von Hand über eine Kurbel 4-7 zu betätigen ist. Ein unteres Ende der Zahnstange ist fest mit einer Schelle verbunden, die auf das Rohr 89 in der in Pig. 1 gezeigten Weise aufgeklemmt ist. Es ist zu erkennen, daß durch die beschriebene Anordnung der Teile das vertikale Rohr 8 längs eines beliebigen gewünschten Bogens geschwenkt werden kann, wobei es die doppelte Verteileranordnung in jede gewünschte Position bringen kann, in die die Anordnung geschwenkt wird. Die gesamte Verteileranordnung kann außerdem unabhängig davon nadi unten oder oben in unterschiedliche Schrägstellungslagen gegenüber einem Untergrund gekippt werden, der mit der Schneedecke zu versehen ist.

Es wurde angegeben, daß der Verteiler 4Ό in Form und Größe so ausgebildet ist, daß er eine relativ lange und eine Vorkühlung bewirkende Leitung sowohl für das Wasser als auch •die Luft bildet, und an seiner Vorderseite weist der Verteiler außerdem eine zusätzliche, eine Vorkühlung bewirkende Leitungsanordnung auf, die aus einem verlängerten rohrförmigen Teil 60 besteht, durch das komprimierte Luft und Wasser vom Luftdurchlaß 4-6 und dem Wasserdurchlaß 4-8 erhalten und an eine Gruppe von Schnee erzeugenden Düsen ΝΊ, H2, N3 und H4-geleitet wird, die horizontal voneinander beabstandet auseinanderlaufend an der Vorderseite eines Düsengehäuses 62 angeordnet sind.

In dem Verlängerungsteil 60 ist mit 64- eine Luftleitung und mit 66 ein innerer Leitungsteil bezeichnet. Die Luftleitung 64- wirkt mit einem Luftdurchlaß 68 zusammen, der komprimierte Luft an jede der Düsen FI, N2, N3 und K4- zuführt. In gleicher V/eise gibt die Leitung 66 unter Druck stehendes Wasser an

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den Durchlaß 68, der mit jeder der Wasserrohren 70, 72, 74- und 76 zusammenwirkt. Die beschriebene Anordnung stößt aus den Düsen UI, U2, ΪΓ3 und IPt- eine Mischung vorgekühlter, komprimierter Luft und unter Druck stehenden Wassers in eine kalte Umgebungsatmosphäre aus, um einen auseinanderstrebenden Strom -von Schneeflocken zu erzeugen- Bei einem typischen Schnee-Erzeugungsvorgang wird der Druck des zugeführten Wassers durch das Ventil 54 so gesteuert, daß er z.B. 1,4- kg/cm bei einer Strömung komprimierter Luft beträgt, die 2,8 cbm pro Minute beträgt.

Bei der nachfolgenden Betrachtung der Mehrfach-Wasserdüsenanordnung, mit der Strahlen abgekühlter Wassertröpfchen mit hoher Geschwindigkeit.in den Strom von Schneeflocken eingeleitet werden, der durch die Düsen N1, ΪΓ2, Ή3 und IT4- erzeugt wird, ist der Verteiler 4-2 zu beachten. Dieser Verteiler ist oberhalb des Verteilers 4-0 angeordnet, wie dieses klar aus Fig. 4- hervorgeht und bildet Leitungen, durch die Wasser an die Reihen von Wasserdüsen J gegeben wird, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind. In der Verteileranordnung 42 ist ein längliches Kopfteil 70 vorgesehen, in das unter Druck stehendes Wasser über einen Leitungsteil 71 eingeleitet wird, der mit einem Ventilgehäuse 72 verbunden und von einem Ventil 74- gesteuert ist, wie dieses in Fig. 5 gezeigt ist. An einem Ende ist an dem Kopfteil 70 ein rohrförmiges Verlängerungsteil 76 angeformt, das abdichtbar mit einem verjüngten Ende 78 des Ventilgehäuses 72 durch eine Schleif kupplung 80 verbunden ist, in der .das Teil 76 frei drehbar ist. An seinem anderen Ende weist das Kopfteil 70 eine Stummelwelle 82 auf, die drehbar in einem vertikalen ■Bügel 84- gelagert ist, der an der oberen Seite des Verteilers 40 befestigt ist (Fig. 6).

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Mit dem Kopfteil 70 sind kurze Leitungen 86, 88 und 90 verbunden, die ihrerseits über Kupplungen 93 ₅ 95» 97 mit einem vertikalen Kopfteil 92 verbunden sind. Die Wasserströmung durch diese Leitungen in den Verteiler wird wahlweise durch "Ventile 9²N 96. und 98 gesteuert. An jeder Seite des Verteilers sind Versteifungsarme und 102 befestigt, die mit dem Kopfteil 70 in der in Fig.4-gezeigten Weise verbunden sind. Die schrägstehende Verteileranordnung ist normalerweise in einer gewünschten festen Stellung mit Hilfe eines Einstellarmes 104- angeordnet, der eine Gewindehülse aufweist, in die ein in einem Bügelteil 108 verankertes Schraubteil 106 eingreifen kann. Ein Handgriff 110 ist zum von Hand vornehmbaren Anheben und Absenken der schräggestellten Verteileranordnung unabhängig von dem Verteiler 40 vorgesehen. Wie in Pig. 6 gezeigt ist, ist das Verteilerteil 92 in Kammern unterteilt, um Gruppen von Wasserauslässen vorzusehen, die einer über dem anderen angeordnet und wahlweise mit Wasser von den Leitungen 86, 88 und 90 versorgt sind. Wie in Fig. 6 mit gestrichelten Linien angegeben ist, versorgt die Leitung 90 unter Steuerung durch das Ventil 98 über einen Kanal 124- einen Durchlaß 126 mit Wasser und die Leitung 88 unter Steuerung durch das Ventil 96 leitet Wasser unmittelbar in einen Durchlaß 128.

Mit diesen erwähnten Gruppen von Auslassen in dem Verteiler 92 sind jeweils Reihen von rohrförmigen Wasserdüsen in Blöcken eine über der anderen in der in Fig. 8 gezeigten Weise angeordnet, wobei eine obere Reihe aus den Wasserdüsen 130,132,134- und 136 gebildet ist, während eine dazwischenliegende Reihe aus den Wasserdüsen 138,14-0,14-2 und 144 gebildet ist und eine untere Reihe aus Wasserdüsen 14-6,14-8,150 und 152 gebildet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist,

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sind die Wasserdüsen in auseinanderstrebender Beziehung zueinander angeordnet und bei einem typischen Einbau haben die Wasserdüsen der oberen Reihe eine Länge von z.B. 2,1 m und können an ihren äußeren Enden horizontal voneinander z.B. um 0,6 bis.1,5 α voneinander entfernt sein. Die Wasserdüsen der dazwischenliegenden Reihe können unter der oberen Reihe von Wasserdüsen mit einem Abstand von z.B. 0,3 π angeordnet sein und können eine Länge von z.B. 1,8 m haben. Die Wasserdüsen der unteren Reihe können eine Länge von z.B. 1,5m haben und ebenfalls mit einem Abstand von 0,3 m. unter den Wasserdüsen der dazwischenliegenden Reihe angeordnet sein. Der Winkel, unter dem die Wasserdüsen auseinanderlaufen ist gewöhnlich auf den Winkel, unter dem die den Schnee erzeugenden Düsen auseinanderlaufen, derart abgestimmt, daß der Bereich, über den ein Strom von Schneeflocken aus den Düsen NI, ΕΓ2, W3 und ΪΓ4 verteilt wird, von dem Bereich umfaßt oder übertroffen wird, über den die abgekühlten Tröpfchen von den Wasserdüsen verteilt werden, wie dieses in Fig. 10 dargestellt ist. Werden die Wasserdüsen in dieser Weise mit Abstand zueinander divergierend angeordnet, so können starre Abstandsstücke 172, 17²K 176 und 178 vorgesehen werden, die durch ein Querstück 180 miteinander verbunden sind.

Ein wichtiges Merkmal der beschriebenen Wasserdüsenanordnung sind die besonderen, an den äußeren Enden der rohrförmigen Teile vorgesehenen Hebeldüsen 130¹, 132', 134', 136¹, 138', 140', 142', 144', 146', 148', 150' und 152', die am besten in Fig. 9 zu erkennen sind. Eine typische Ausführungsform dieser ifebeldüse ist in Fig. 7 gezeigt, die mit dem Bezugszeichen 160 bezeichnet ist. Hebeldüsen dieser Art weisen schraubenförmige Flügel auf, die sich nach außen zu einer

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Spitze derart verjüngen, daß sie einen Strahl oder ITebel von Tropfchen holier Geschwindigkeit erzeugen, die sich nach außen zu einer sich schnell erweiternden buschigen Form ausdehnen, wie dieses näher in den US-PSen 2 804- 34-1, 2 518 116 und 2 612 40? beschrieben ist. Strahlen einer solchen buschigen Form und hoher Geschwindigkeit sind schematisch im oberen linken Teil der Fig. 10 gezeigt. Durch das Ausstoßen der Strahlen von Wassertröpfchen mit hoher Geschwindigkeit, insbesondere unter einem Druck,

z.B. von 3,5 kg/cm , bilden sich Bereiche niedrigen Druckes oder Unterdrucktaschen unmittelbar an der Bückseite eines jeden Düsenteils, wie dieses schematisch in Fig. 12 gezeigt und mit den Bereichen V1, "V2 und TP? bezeichnet ist. Es wurde festgestellt, daß durch Wahl geeigneter Abstände zwischen diesen ITebeldüsen ein ITiedrigdruckbereich einer vorderen Düse zum Beschleunigen des Strahls der unmittelbar nachfolgenden Düse führt. Auf diese Weise kann eine willkommene Beschleunigungswirkung erreicht werden, die zu einer Vergrößerung der Gesamtgeschwindigkeit der verschiedenen und zu einem gegebenen Zeitpunkt ausgestoßenen Ströme führt. Es wurde festgestellt, daß diese beim Eintreten der Tröpfchen in den Strom von Schneeflocken induzierte Beschleunigung auch die Geschwindigkeit dieser Schneeflocken in gewünschter Weise vergrößern kann, wodurch die an den Schneeflocken anhaftenden Viassertröpfchen eine längere Zeitdauer zum Frieren erhalten.

Beim Betrieb der den Schnee erzeugenden Düsen und der Uebeldüsen in kombinierter Form, damit diese die kumulative Kristallisation der Schneeflocken ausführen, ist die Benutzung eines geeigneten Wasserdrucks in einer selektiven Weise ein wichtiges Merkmal. Bei der herkömmlichen Schneeerzeugung wird üblicherweise die Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2,8 nr pro Minute und gleichzeitig

Wasser mit einem Druck von z.B. etwa 1,4· kg/cm zugeführt.

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Bei dem neuen Verfahren können jedoch stark verbesserte Ergebnisse dadurch erreicht werden, daß das unter Druck

stehende Wasser mit einem größeren Druck, von z.B. 3j5 kg/cm , zugeführt wird. Um einen richtigen Wasserdruck von z.B.

1,4- kg/cm an den Düsen KI, ΪΤ2, ΪΤ3 und 1T4- aufrechterhalten zu können, wird der Wasserstrom durch einen Yentilkörper 54· gedrosselt, während dieser Ventilkörper 54- für die ETebeldüsen umgangen und damit Wasser mit einem Druck von etwa

3,5 kg/cm durch den Hauptventilkörper 72 hindurch zugeführt'wird.

Werden Wasser- und Luftdruck auf diese Weise auf die gewünsch ten Werte eingestellt, so kann der Rahmen F an den gewünschten Ort bewegt werden. Die den Schnee erzeugenden Düsen werden zusammen mit der Wasserdüsenanordnung dann in die gewünschte Stellung geschwenkt, "indem die Handgriffe 28 und 38 gedreht werden. Danach wird der Verteiler 40 in einen gewünschten Neigungswinkel der mit Schnee zu bedeckenden Skipiste eingestellt und die den Schnee erzeugenden Düsen beginnen, einen Strom von Schneeflocken zu erzeugen. Sobald dieses vorgenommen wird, wird die schrägstehende Verteileranordnung 70 relativ zum Strom der Schneeflocken eingestellt, was von der Temperatur und den herrschenden Windbedingungen abhängt. Fließt Wasser durch die Verteileranordnung 70, so beginnt ein Einleiten von Strahlen abgekühlter Wassertropfeheη in den Strom von Schneeflocken.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, werden die mit 200 bezeichneten kleinen Tröpfchen in einer buschigen Masse von Punkten oberhalb eines Stroms von Schneeflocken 202 ausgestoßen, der von den Schnee erzeugenden Düsen abgegeben wird. Teile dieser fallenden Tröpfchen haften an den Schneeflocken an, wie dieses schematisch bei 204- angedeutet ist, wonach ein Frieren der Schneeflocken und der anhaftenden Teile der

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Wassertröpfchen stattfindet, -um ein kumulatives Kristallisieren der Sclmeeflocken zu erreichen, wie dieses bei 206 angedeutet ist. Mit den kleinen Wassertröpfchen 200, die sich mit die Geschwindigkeit der Schneeflocken 202 stark überschreitenden Geschwindigkeiten bewegen, wird eine sehr starke Ausdehnung der herabfallenden Schneeflocken erreicht.

Bei optimalen Wetterbedingungen können alle drei Reihen von Wasserdüsen in Betrieb gesetzt werden. Wird jedoch angenommen, daß die Wetterbedingungen es erfordern, daß eine oder mehrere der Reihen von Wasserdüsen mit Hilfe eines oder mehrerer der Steuerventile 94-₅96 und 98 außer Betrieb gesetzt werden, so werden unter bestimmten Temperaturbedingungen größere oder kleinere Mengen von Wassertröpfchen ausgestoßen, um damit die Feuchtigkeit oder Trockenheit des erzeugten Schnees zu steuern. Bei einer typischen, optimalen Betriebsart wurde festgestellt, daß der beschleunigte Strom von kumulativ kristallisierten Schneeflocken sich nach außen über Entfernungen bewegen können, die in der Größenordnung von 60 m und mehr liegen, während bei bisherigen Verfahren zum Erzeugen von Schnee Entfernungen von nur etwa 15 bis 18 m erreicht wurden. Während einer vorgegebenen Zeitdauer wird daher mit Hilfe des neuen Verfahrens eine sehr viel größere Schneedecke erzielt.

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Claims

Patentan sprüche

erfahren zum Erzeugen von Schnee, bei dem komprimierte und unter Druck stehendes V/asser von Schnee erzeugenden Düsen in einer kalten Umgebungsatmosphäre ausgestoßen und die Mischung expandiert und abgekühlt wird, um einen Strom fallender Schneeflocken zu bilden, dadurch g e kenn zeichne t , daß Strahlen abgekühlter Wassertröpfchen · mit hoher Geschwindigkeit in den Strom von Schneeflocken längs im wesentlichen zusammenlaufender Bewegungsbahnen ausgestoßen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze.ichnet , daß Teile der Vassertröpfchen an den Schneeflocken anhaften und gefroren werden, um eine kumulative Kristallisation zu bewirken.

3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlen abgekühlter Wassertröpfchen mit hoher Geschwindigkeit gesteuert ausgestoßen werden, um die physikalischen Eigenschaften der Schneeflocken zu ändern.

4-, Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der Schneeflocken in bestimmten Größenbereichen vergrößert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge der benutzten Wassertröpfchen gesteuert wird, um eine gewünschte Feuchtigkeit der Schneeflocken zu erreichen.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen der abgekühlten Wassertröpfchen mit einer Geschwindigkeit ausgestoßen werden, die die Bewegungsentfernung und Bewegungsgeschwindigkeit des Stroms der Schneeflocken, die die Düsen verlassen, vergrößern.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Geschwindigkeit der Strahlen wesentlich größer gewählt wird als die Geschwindigkeit des Stroms der Schneeflocken beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7·> dadurch gekennzeichnet , daß die an den fallenden Schneeflocken anhaftenden Teile der Wassertröpfchen kontinuierlich gefroren werden.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Wassertröpfchen von Punkten oberhalb und vor den Schnee erzeugenden Düsen nach unten in den Strom von Schneeflocken eingeleitet werden und daß die an den fallenden Schneeflocken anhaftenden Teile von Wassertröpfchen zunehmend gefroren werden, um ein Anwachsen der Größe der Schneeflocken zu erreichen.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des benutzten Wassers in Bezug auf den Strom komprimierter Luft vergrößert wird, um einen materiell vergrößerten Wirkungsgrad bei der Schneeerzeugung zu bewirken.

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11. Verfahren nach. Anspruch, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlen von Wassertröpfchen mit einer Geschwindigkeit ausgestoßen werden, die in einem Bereich der zwei- bis dreimaligen Größe der Bewegungsgeschwindigkeit der Schneeflocken in dem Strom liegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch, gekennzeichnet , daß die Geschwindigkeit der Wassertröpfchen so gewählt wird, daß dadurch die Bewegungsentfernung für die kumulativ kristallisierten Schneeflocken drei- bis viermal so groß wird vrxe die Entfernung, die die allein von den Düsen ausgestoßenen Schneeflocken zurücklegen würden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß zum Bedecken einer Skipiste mit dem erzeugten Schnee eine Menge des unter Druck stehenden Wassers mit einem Strom komprimierter Luft gemischt wird, die mit einer erforderlichen Größe zugeführt wird, um die bestimmte Menge des unter Druck stehenden Wassers bei herkömmlichen, für die Schnee-Erzeugung ausreichenden Temperaturen, in Schneeflocken umzuwandeln, daß das unter Druck stehende Wasser in unabhängig geführten Strömen zugeführt wird, die dann als Wasserstrahlen ausgestoßen werden, wodurch die in Schnee bei der jeweils benutzten Strömungsgröße der komprimierten Luft umzuwandelnde Wassermenge vergrößert wird.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgröße der komprimierten Luft mit etwa 2,8 irr pro Minute gewählt wird und die Menge des unter Druck stehenden Wassers mit einer Geschwindigkeit von etwa 228 1 pro Minute an die Düsen zugeführt wird.

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15· Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die komprimierte Luft mit einem Druck

von etwa 7 kg/cm und das unter Druck stehende Wasser mit

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einem Druck von etwa 17,5 kg/cm zum Ausstoßen der Wassertrö'pfchen und das an die Schnee erzeugenden Düsen gegebene

Wasser mit einem Druck von etwa 7 kg/cm zugeführt wird. ·

16. "Vorrichtung zum Erzeugen von Schnee, insbesondere zur Durchführung des "Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (25,27) zum Liefern unabhängig zugeführter Ströme komprimierter Luft und unter Druck stehenden Wassers, durch rohrförmige Düsen (IT1 bis N4-) zum Ausstoßen einer Mischung aus derlLuft und dem Wasser in eine kalte Umge bungs atmo Sphäre zum Bilden eines Stroms von Schneeflocken und durch eine zweite Einrichtung (86 bis 97, 130 bis 152) zum Ausstoßen von Strahlen abgekühlter Wassertröpfchen in den Strom von Schneeflocken.

17- Torrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einrichtung (86 bis 97, 130 bis 152) eine rohrförmige Wasserdusenanordnung (130 bis 152) und eine Leitungsanordnung (86 bis 97) zum Zuführen des unter Druck stehenden Wassers an die Wasserdusenanordnung aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitungsanordnung (86 bis 97) Ventile (54-, 72) zum wahlweisen Zuführen von Wasser an die Wasserdüsenanordnung mit einem relativ hohen Druck und gleich zeitigen Zuführen von Wasser an die Düsen (F1 bis H4-) mit einem relativ niedrigeren Druck aufweist.

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19- Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Wasserdüsenanordnung (130 bis 152) Reihen (I30 bis 136, 138 bis 144-, 146 bis 152) rohrförmiger Düsen aufweist,die eine über der anderen angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen (I30 bis 136, 138 bis 144, 146 bis 152) der rohrförmigen Düsen übereinander gestaffelt angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrichtung (25,27) ein längliches vertikales Gehäuseteil (T) mit einem inneren (25) und einem äußeren Durchlaß (27) zum Aufnehmen der unabhängig zugeführten Ströme von Luft und Wasser aufweist, die diese längs des Gehäuseteils getrennt voneinander an zwei am oberen Ende des Gehäuseteils vorgesehen Auslässe (32,34) leitet, mit denen eine Doppelverteileranordnung (40,92) verbunden ist, die mit den rohrförmigen Düsen (1T1 bis N4) verbunden ist, und daß eine Hehrfach-Wasserdüsenanordnung (92,130 bis 152) mit der Verteileranordnung verbunden und oberhalb der -^üsen (Fl bis 14) befestigt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß Ventile (94,96,98) in der Mehrfachverteileranordnung (40,92) zum wahl v/eisen Steuern der Strömung des unter Druck stehenden Wassers in die rohrförmigen Düsen (130 bis 152) in jeder der Reihen (130 bis 136, 138 bis 144, 146 bis 152) vorgesehen sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß der vertikale Gehäuseteil (T)

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drehbar in einem ortsveränderlichen Rahmen (IT) vorgesehen ist, daß eine Einstelleinrichtung (41,4-5»4-7) zum Drehen
der Düsen-Anordnung (35Γ1 bis ΪΓ4-) um eine horizontale Achse in die gewünschte Stellung vorgesehen ist, daß die Wasserdüsen-Anordnung (130 bis 152) über der Düsen-Anordnung
(FI bis 1T4-) angeordnet ist und daß eine Kippmechanik
(104-, 106, 110) zum Kippen der Wasserdüsen-Anordnung (I30 bis 152) um eine horizontale Drehachse unabhängig von der Düsen-Anordnung (ΗΊ bis H4-) vorgesehen ist.

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