DISPOSITIF ET PROCEDE DE FABRICATION DE NEIGE ARTIFICIELLE

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication de neige artificielle. Elle vise également un dispositif conçu pour la mise en oeuvre de ce procédé.

[0002] Plus exactement, l'invention se rattache aux procédés industriels de fabrication de neige qui permettent des débits suffisamment importants pour être utilisables sur les pistes de ski afin de compenser un enneigement naturel déficient.

[0003] Jusqu'ici, les installations industrialisées connues, quel qu'en soit le principe, utilisent des générateurs de neige qui travaillent le long des pistes mêmes, soit en les déplaçant au fur et à mesure des besoins, soit en les répartissant le long des tronçons à enneiger.

[0004] On connait (FR-A-2 371 649) des générateurs de neige appelés communément "canons à neige" comportant, des buses hydrauliques permettant de projeter des fines particules d'eau et un injecteur fournissant des noyaux de cristallisation ou germes d'ensemencement, ces générateurs comprenant encore un ventilateur à flux axial fournissant un puissant courant d'air à travers un capot cylindrique dans la partie arrière duquel il est monté, les buses hydrauliques et l'injecteur de noyaux de cristallisation étant disposés autour de la sortie de ce capot et autour du courant d'air sortant de celui-ci.

[0005] Les dispositifs de ce genre ont notamment pour inconvénient un faible rendement, de sorte qu'il faut obligatoirement installer un nombre relativement important d'enneigeurs de ce type le long des pistes de ski, ce qui multiplie les contraintes relatives au fonctionnement, au contrôle, au réglage et à l'entretien.

[0006] En outre, ces dispositifs ne permettent pas d'obtenir aisément des variations des caractéristiques des cristaux de neige fabriqués en fonction des différents paramètres devant être pris en compte pour l'obtention d'une neige présentant les qualités souhaitables.

[0007] D'autre part, ces dispositifs engendrent des pertes d'eau notables en raison du fait que de nombreuses gouttelettes d'eau ne sont pas contactées par un germe d'ensemencement, de sorte que ces gouttelettes ne se cristallisent pas et se réunissent par coalescence pour former des gouttes d'eau qui retombent au sol en formant de la glace.

[0008] La mise en service récente de procédés originaux de transport pneumatique de la neige naturelle ou fabriquée, permet d'envisager de transférer, à des distances qui peuvent largement dépasser 1.000 m, de grosses quantités de neige. La concentration des points de production est ainsi envisageable.

[0009] La présente invention telle que définie dans les revendications 1 et 12, a notamment pour but de remédier aux insuffisances et inconvénients des canons à neige du genre décrit dans le document FR-A-2 371 649, en proposant un nouveau procédé et un nouveau type de générateur de neige fabriquant la neige en "carrière" et favorisant le contrôle de tous les paramètres utiles, pour obtenir la plus grande quantité possible d'eau congelable dans des conditions déterminées de température sèche, d'humidité relative et de vitesse de déplacement de l'air. Ce générateur exige un réglage automatique de tous les éléments qui conditionnent son fonctionnement, par adaptation de dispositifs parfaitement connus et maîtrisés. Ils intègrent toutes les conditions atmosphériques ainsi que les caractéristiques de l'eau et de l'air pulsé.

[0010] On connait (EP-A-0 004 803) des automates assurant un fonctionnement automatisé et certains réglages des enneigeurs. Ces automates permettent d'asservir le système de régulation de l'automatisme des enneigeurs à une caractéristique de la neige définitive récupérée au sol après transformation finale des gouttelettes d'eau pulvérisée, telle que son humidité ou sa densité. Toutefois, la prise en compte de certaines caractéristique de la masse volumique de la neige fabriquée ne présente pas un grand intérêt pour le règlage du fonctionnement de l'enneigeur.

[0011] L'invention telle que décrite dans la revendication 22, propose un réglage particulier pouvant prendre directement en compte la teneur en eau liquide des cristaux fabriqués. Grâce à ce réglage particulier, il est possible de régler le fonctionnement de l'enneigeur, non pas sur la seule analyse des caractéristiques de l'air ambiant (température, hygrométrie, vents, etc), ou sur certaines caractéristiques de la masse volumique de neige fabriquée (humidité, densité, etc) mais sur une mesure permanente de la qualité du givrage des gouttelettes d'eau, en cours de transformation. On contrôle ainsi le produit obtenu.

[0012] On se réfère aux dessins annexés pour décrire des exemples de mise en oeuvre de l'invention.

[0013] 

La figure 1 est une vue de côté, à caractère schématique, du générateur de neige selon l'invention.

La figure 2 montre, schèmatiquement, la disposition des rampes d'alimentation des buses hydrauliques et des pulvérisateurs de germes d'ensemencement de ce générateur.

La figure 3 montre le schéma de l'ensemble de l'installation: alimentation, production, automatisme.

La figure 4 montre, schématiquement, le principe d'un pulvérisateur hydropneumatique air/ eau.

La figure 5 montre le schéma d'un pulvérisateur pneumatique utilisant l'azote liquide et gazeux ainsi que sa localisation par rapport aux buses hydrauliques de petites granulométries.

La figure 6 montre le schéma d'installation de pulvérisation à azote liquide sous pression.

La figure 7 montre le schéma d'un pulvérisateur ultrasonique à azote liquide et sa localisation.

La figure 8 illustre, schématiquement, l'utilisation, pour l'ensemencement, de cristaux de neige atomisés et dispersés dans le nuage des particules d'eau à congeler.

La figure 9 montre, schématiquement, l'utilisation d'un générateur de neige fonctionnant en "carrière".

La figure 10 montre les courbes de variation des constantes diélectriques comparées de l'eau et de la glace entre 10³ et 10"Hz.

[0014] Le générateur de neige selon l'invention représenté schématiquement à la figure 1 s'apparente au principe des canons ventilateurs, par l'utilisation de gicleurs hydrauliques et de gicleurs de production de germes d'ensemencement fournissant, ensemble, un brouillard de particules d'eau et de givre, entraîné par un courant d'air produit par un ou plusieurs puissants ventilateurs centrifuges.

[0015] Le générateur de neige selon l'invention comporte une pluralité de rampes de pulvérisation étagées 1, l' munies respectivement de buses de pulvérisation 2, permettant de projeter de fines gouttelettes d'eau, et de pulvérisateurs de germes d'ensemencement 8 permettant de projeter des particules de givre ou autres particules glacio- gènes, ces rampes étant disposées parallèlement ou sensiblement parallèlement avec une orientation horizontale ou quasiment horizontale. Les particules éjectées de ces buses de pulvérisation et de ces pulvérisateurs à une certaine vitesse, sont accélérées par un puissant flux d'air produit par un ou plusieurs ventilateurs 3 placés en arrière et en amont des rampes de pulvérisation 1, 1', ces ventilateurs étant avantageusement constitués par des ventilateurs centrifuges, à vitesse variable ou non, qui permettent une répartition réguliére du flux d'air dans la section d'entrée du diffuseur 6 à la sortie duquel sont disposées lesdites rampes de pulvérisation, et un niveau sonore acceptable.

[0016] Le débit des ventilateurs 3 et la vitesse de l'air sont calculés simplement afin de permettre aux particules, quelle que soit leur taille, de suivre une trajectoire 4 d'une longueur suffisante pour obtenir une densité maximum correcte de la neige fabriquée. Le débit de l'air des ventilateurs peut varier pour mieux répondre aux variations importantes des pressions de l'eau, de son débit, des types de buses en fonctionnement, de la direction et de la vitesse des déplacements de l'air ambiant. Les trajectoires des particules varient aussi selon la hauteur h 5 du diffuseur 6 au-dessus du sol et la pente a du sol naturel 7.

[0017] Les fines particules d'eau sont fournies par un grand nombre de buses hydrauliques 2, tandis que les germes d'ensemencement sont produits par des dispositifs de pulvérisation 8 en nombre beaucoup plus réduit, et de construction variée, que l'on désigne conventionnellement sous le nom commun de "pulvérisateurs", dans la suite du présent exposé.

[0018] Les rampes de pulvérisation 1, 1' munies des buses hydrauliques 2 et des pulvérisateurs de germes d'ensemencement 8, respectivement, forment un ensemble de rampes comportant avantageusement, une unique rampe 1' équipée de pulvérisateurs 8 de germes d'ensemencement et une pluralité de rampes 1 équipées de buses hydrauliques 2; la rampe 1' munie des pulvérisateurs de germes d'ensemencement 8 étant placée à la partie inférieure dudit ensemble, c'est-à-dire au-dessous des rampes 1 équipées des buses hydrauliques 2 permettant la production de fines particules d'eau.

[0019] La rampe 1' munie de pulvérisateurs de germes d'ensemencement 8 a, avantageusement, une longueur plus importante que celle des rampes 1 munies des buses hydrauliques 2, et déborde de chaque côté de l'ensemble constitué par ces dernières; l'utilité de cette disposition étant expliquée dans la suite du présent exposé.

[0020] L'ensemble de rampes de pulvérisation 1, l'est disposé à la sortie du diffuseur 6 constitué par un caisson ouvert à l'avant et ayant un profil transversal divergeant en direction de son ouverture antérieure de sortie 6a; les buses 2 et les pulvèri- sateurs 8 étant installés sur le trajet du courant d'air produit par les ventilateurs 3.

[0021] L'ensemble constitué par les rampes 1, 1', respectivement munies de buses hydrauliques 2 et de pulvérisateurs de germes d'ensemencement 8, et par le diffuseur 6, est mobile autour d'un axe vertical 48, de façon à avoir une orientation variable lorsque les vents sont trop changeants en direction.

[0022] Les pulvérisateurs de germes d'ensemencement spéciaux 8 dont des exemples de réalisation sont décrits dans la suite du présent exposé, permettent la production de germes d'ensemencement très fins et très nombreux qui sont entraînés également sous forme d'un brouillard de givre par le courant d'air provenant des ventilateurs 3. L'air des pulvérisateurs de germes d'ensemencement constitués par des pulvérisateurs hydraupneumatiques 8 est fourni par des compresseurs, sous des pressions de 7 à 20 bars. La pression, de l'eau des pulvérisateurs hydropneumatiques 8 de germes d'ensemencement varie avec les conditions d'exploitation. Comme indiqué précédémment, les pulvérisateurs de germes d'ensemencement 8 sont situés à la base du diffuseur 6, sur toute la longueur de celui-ci. Pour augmenter le rendement de l'enneigeur et permettre la mise en route de buses à très gros débit, corrélativement ou non avec l'augmentation des pressions de l'eau, on peut aussi placer des pulvérisateurs de germes d'ensemencement supplémentaires au-dessus du diffuseur 6 ou à l'intérieur de sa surface de sortie, essentiellement pour les basses températures (inférieures à -12° C environ).

[0023] Les rampes de pulvérisation sont placées dans des volets 33 et 49 aérodynamiques.

[0024] Ces volets comportent une extrémité frontale arrondie et ils sont placés à l'intérieur du diffuseur 6; ils participent à la régulation et à la répartition du flux d'air engendré par chaque ventilateur 3.

[0025] L'eau à congeler peut être refroidie dans des échangeurs air/eau 9 ou, de préférence, dans des tours de refroidissement à circuit ouvert 14 (figure 3).

[0026] La fabrication de neige en "carrière", donc à poste fixe, permet de se libérer des contraintes géométriques et de poids qui limitent actuellement la taille des générateurs, tous mobiles ou multiples. Les rampes circulaires ou toriques des canons ventilateurs connus étant remplacées, selon l'invention, par des rampes horizontales, les fonctions affectées à chaque type de buse ou groupe de buses, peuvent être différenciées. Ainsi, à la sortie de l'appareil, on peut avoir des strates de gouttelettes jouant, chacune, un ou plusieurs rôles spécifiques dont dépend le rendement global de l'installation. Ce résultat est obtenu par l'utilisation de buses de types différents avec alimentation variable. Plus la granulométrie des gouttelettes de chaque type de gicleur ou buse hydraulique est fine, plus leur rôle consiste à augmenter, le plus près possible de la sortie de l'appareil, les germes d'ensemencement par coalescence avec les germes sortant des pulvérisateurs 8, mais aussi à produire du froid par évaporation en fonction de l'humidité relative de l'air.

[0027] La figure 2 illustre, schématiquement, la répartition, en quinconce, des buses hydrauliques 2 et des pulvérisateurs de germes d'ensemencement 8, à la surface de sortie du diffuseur 6. Le relatif espacement des buses, de l'ordre de 15 à 25 cm, et leur disposition en quinconce, permettent d'intéresser un volume d'air d'échange important et limitent la coalescence des gouttelettes, au moins sur la première partie de leur trajectoire où elles vont pouvoir se refroidir à leur température de congélation mais aussi s'évaporer, surtout les plus petites. On rappelle, en première approximation, qu'un gramme d'eau évaporé abaisse de 1,6° C la température d'un m3 d'air alors que cette température s'élève de 0,23° C lorsque ce même gramme d'eau passe à l'état solide.

[0028] L'installation selon l'invention peut être équipée de dispositifs d'automation, connus en soi, grâce auxquels il est possible de sélectionner le nombre et le type de buses du générateur de neige qu'il est souhaitable de mettre en service, en fonction de la température. Ainsi, plus la température humide s'abaisse, plus l'appareil met en service, automatiquement, des gicleurs à gros débit avec augmentation corrélative de la granulométrie des gouttelettes.

[0029] La figure 3 représente un schéma de fonctionnement d'ensemble du générateur de neige. L'eau arrive à un compteur de débit 10 et traverse un ensemble comprenant une vanne 11 et un filtre 12. A la suite de cet ensemble, un robinet altimétrique 13, réglé sur le niveau d'un bac 15 par une prise 16, alimente un réfrigérant 14 qui se déverse dans un bac 15. Celui-ci est muni d'une vidange 17 et d'un déversoir 18. Une ou plusieurs pompes à haute pression 19 reprennent l'eau du bac 15 pour l'envoyer dans les rampes de pulvérisation 1 à travers un déversoir 20, un débitmètre 21, un limiteur de pression 22 et un filtre 23. Les buses hydrauliques de différents diamètres 2 sont réparties sur les rampes 1. Le même réseau fournit l'eau des pulvérisateurs lorsque ces derniers sont constitués par des pulvérisateurs hydropneumatiques 8. L'air des pulvérisateurs hydropneumatiques est fourni à des pressions entre 7 et 20 bars par un compresseur 24 muni d'un ensemble comprenant un réfrigérant 25 et un décanteur 26 et qui alimente la rampe l'sur laquelle lesdits pulvérisateurs sont branchés.

[0030] Le ventilateur centrifuge 3 fournit l'air de propulsion à travers l'ensemble diffuseur 6.

[0031] Un ensemble de régulation équipé d'un automate programmable 28 reçoit les informations suivantes: température sèche 29, humidité relative 30, vitesse de déplacement de l'air ambiant et direction 31, température de l'eau à congeler 32. Les données serventà piloter le compresseur 24, le ventilateur, les pompes à eau 19 et le limiteur de pression 22.

[0032] Le débitmétre 21 contrôle le bon fonctionnement des buses hydrauliques 2 et des pulvérisateurs hydropneumatiques 8.

[0033] La figure 2 montre que la rampe et le système volet diffuseur 33 des gicleurs de production de germes d'ensemencement 8 débordent de chaque côté du diffuseur principal 6, afin que le brouillard des germes d'ensemencement couvre bien l'étalement maximum des dispersions des gouttelettes produites par les buses hydrauliques 2, quelle que soit la direction de déplacement de l'air ambiant, dans les limites fixées pour le bon fonctionnement de l'appareil: 60 degrés environ, de part et d'autre de l'axe de l'appareil. La figure 2 montre aussi que le générateur peut être avantageusement composé d'éléments juxtaposables, formés de modules standards 47 afin a d'augmonter, à volonté, sa capacité de production.

[0034] La figure 4 montre le schéma d'un pulvérisateur 8 de germes d'ensemencement constitué par un pulvérisateur hydropneumatique 8 à air comprimé avec mèlange à l'intérieur, à partir de l'arrière de l'appareil, près des gicleurs d'air et d'eau. Ce matériel est caractérisé par une chambre de mélange 34 très longue, par exemple de 150 à 200 mm pour un diamètre de 10 à 12 mm. Une hélice à ailettes 35, du genre de celles qui sont utilisées couramment sur les buses hydrauliques à cône plein, est placée en amont d'une buse à jet plat 50 constituant l'extrémité du pulvérisateur et assurant une répartition rectangulaire des particules.

[0035] L'invention prévoit le remplacement des pulvérisateurs air/eau de ce type, par des pulvérisateurs utilisant un liquide cryogénique, tel que l'azote, ou par la dispersion, directement dans le brouillard, de fines particules de neige prélevées à proximité du générateur de neige.

[0036] La figure 5 montre le schéma d'un pulvérisateur pneumatique 8 fonctionnant à l'azote sous forme liquide et gazeuse. L'azote est stockée dans un ballon 37 à proximité de l'appareil. L'azote gazeux est obtenu à partir de ce ballon à l'aide d'un échangeur 38. Les pressions des phases liquides et gazeuses à l'arrivée aux pulvérisateurs 8 sont pratiquement les mêmes. Ceux-ci sont également placés à la base de l'appareil, horizontalement, mais beaucoup plus près que le sont les pulvérisateurs hydropneumatiques, des premières rampes hydrauliques qui, dans ce cas, seront à très fines granulomètries.

[0037] La figure 6 montre le schéma d'installation de pulvérisateurs 8 de germes d'ensemencement constitués par des buses à azote liquide sous pression, à proximité des premières buses hydrauliques 2 à très fines granulométries.

[0038] La figure 7 montre le schéma de pulvérisateurs 8 de germes d'ensemencement constitués par des pulvérisateurs d'azote liquide à ultrasons sous très faible pression fonctionnant à l'aide d'un oscillateur 41 vibrant à des fréquences comprises entre 20 et 100 KHz. La rampe 1' de pulvérisateurs 8 est, dans ce cas, avantageusement placée entre deux rampes 1 de buses hydrauliques 2 à très fines granulométries.

[0039] La figure 8 montre, schématiquement, les dispositifs de prélèvement 42 et de dispersion 8 de cristaux de neige (naturelle ou artificielle) à l'intérieur du brouillard, d'eau sortant des buses 2 pour casser la surfusion. Pour éviter des consommations de neige trop élevées, il est nécessaire d'obtenir une atomisation très poussée et une dispersion efficace des cristaux. Ce résultat est obtenu au moyen des ventilateurs 8 constituant les dispositifs de dispersion ou pulvérisateurs, tournant à très grande vitesse.

[0040] Dans tous les systèmes décrits précédemment, la protection, contre le gel, des canalisations d'eau et de leurs accessoires, ainsi que de tous les éléments des réseaux d'air comprimé où il y a possibilité de détente (en marche normale ou à l'arrêt de l'installation), est assurée par une enveloppe de, calorifugeage et un traçage continu à l'aide de résistances électriques s'autorégulant à une température voisine de + 5° C. A l'arrét de l'installation, tous les circuits extérieurs se vidangent, par précaution, avec l'adjonction éventuelle de vannes motorisées à 3 voies, actionnées automatiquement. Les rampes 1, 1' décrites comme horizontales présentent, en fait, de manière intéressante, afin de faciliter cette vidange, une très légère pente tout en restant parallèles entre elles.

[0041] La figure 9 montre, schématiquement, l'utilisation qui peut être faite d'un générateur de neige à poste fixe selon l'invention, afin de permettre l'enneigement d'une piste de ski. La fabrication de la neige en carrière, dans un site choisi pour ses qualités spécifiques et sans aucune gêne pour l'environnement, permet d'obtenir un rendement très élevé dû à la possibilité de prendre en compte, dans le programme de fonctionnement, l'ensemble des variables concernées, mais avec une valeur unique pour chacune d'entre elles. Le générateur est complété par un système de prélèvement de la neige 44 et de son transfert sous pression dans une canalisation flexible ou rigide 45 qui permet de la répandre sur la piste à partir de bouches 46 correctement réparties le long du tracé. Les fonctions "production" et "transport" de la neige sont totalement indépendantes et peuvent donc adopter, chacune, des horaires différents et variables.

[0042] Dans le cas où il n'est pas possible de disposer d'un site d'implantation offrant un maximum d'heures de fonctionnement avec des vents ou des brises se maintenant dans un cône de fonctionnement acceptable, d'environ 120 degrés, l'ensemble rampes 1 et diffusieur 6 peut être mobile autour d'un axe vertical 48, comme indiqué précédemment.

[0043] Il est envisagé d'utiliser, pour régler le fonctionnement automatique du générateur, la mesure directe de la teneur en eau liquide (TEL) des cristaux de neige fabriqués, au fur et à mesure de leur production, au sol ou sur leurs trajectoires. Le procédé utilise les variations des propriétés électriques de l'eau en phase solide ou liquide, essentiellement de sa constante diélectrique. On peut analyser dans la formule:

soit les fluctuations de s' (permittivité relative), soit de s" (facteur de perte, caractérisant l'absorption). Les fréquences utilisées, selon les types de mesures, seront inférieures à 1 GHz ou supérieures (domaine des microondes).

[0044] La figure 10 donne, à titre d'exemple, dans le domaine des radios fréquences, les variations et les différences importantes des permittivités relatives de l'eau s'e et de la glace s'g, ainsi que les facteurs de perte de l'eau s" e et de la glace s"g. La neige humide qui nous intéresse voit donc ses propriétés électriques varier considérablement avec sa TEL.

Revendications

1. Dispositif de générateur de neige artificielle fonctionnant par pulvérisation d'eau en fines particules à partir de buses hydrauliques (2) et par fabrication de germes d'ensemencement à partir de pulvérisateurs (8), l'ensemble: fines particules d'eau et germes d'ensemencement, formant un brouillard entraîné par le courant d'air produit par un ou plusieurs ventilateurs (3), caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de rampes de pulvérisation étagées (1,1') disposées parallèlement et horizontalement ou quasi horizontalement, sur lesquelles sont branchées lesdites buses hydrauliques (2) et lesdits pulvérisateurs (8) entre lesquel(le)s sont ménagés des espacements, par exemple d'au moins 15 cm, lesdites rampes de pulvérisation étagées (1, 1') étant placées sur le trajet du courant d'air produit par ledit ou lesdits ventilateurs.

2. Dispositif de générateur de neige selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différentes rampes de pulvérisation parallèles (1, 1') ont une très légère inclinaison, afin de faciliter leur vidange.

3. Dispositif de générateur de neige selon la revendication 1, caractérisé en ce que les buses hydrauliques (2) et/ou les pulvérisateurs (8), sont disposés en quinconce, d'une rampe de pulvérisation (1, 1') à l'autre.

4. Dispositif de générateur de neige selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un diffuseur (6) à la sortie duquel sont installées les rampes de pulvérisation (1, 1').

5. Dispositif de générateur de neige selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des volets (33, 49) à extrémités arrondies installés dans le diffuseur (6) et à l'intérieur et à la partie antérieure desquels sont placées les rampes de pulvérisation (1, 1').

6. Dispositif de générateur de neige selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que les ventilateurs (3) utilisés pour l'entraînement du brouillard de fines particules d'eau et de germes d'ensemencement, sont des ventilateurs centrifuges.

7. Dispositif de générateur de neige suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la rampe (1') de pulvérisateurs (8) permettant la production de germes d'ensemencement est disposée au-dessous de l'ensemble constitué par les rampes de pulvérisation (1) permettant la production des fines particules d'eau.

8. Dispositif de générateur de neige selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rampe (1') de pulvérisateurs (8) permettant la production de germes d'ensemencement, a une longueur plus importante que celle des rampes de pulvérisation (1) permettant la production de fines particules d'eau et se trouve placée en débordement, par ses extrémités, de part et d'autre de l'ensemble formé par lesdites rampes de pulvérisation de fines particules d'eau.

9. Dispositif de générateur de neige suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble constitué par les rampes de pulvérisation (1, 1') de fines particules d'eau et de germes d'en- semencementet par le diffuseur (6) à la sortie (6a) duquel elles sont installées, est monté avec une aptitude de mobilité autour d'un axe vertical (48).

10. Dispositif de générateur de neige selon la revendication 1, dont les pulvérisateurs (8) permettant la production de germes d'ensemencement sont des pulvérisateurs hydropneumatiques, caractérisé en ce que lesdits pulvérisateurs hydropneumatiques (8) comportent une chambre de mélange air/eau (34) très longue par rapport à leur diamètre, par exemple dans un rapport supérieur à 8, et en ce qu'ils comportent successivement, en aval de cette chambre de mélange, une hélice à ailette (35) et une buse demi-sphérique à jet plat (50).

11. Dispositif de générateur de neige suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'éléments modulaires juxtaposés (47) comprenant, chacun, une pluralité de rampes de pulvérisation étagées (1, 1') et un diffuseur (6).

12. Procédé de production de neige artificielle utilisant la pulvérisation d'eau en fines particules au moyen de buses hydrauliques (2) et la fabrication de germes d'ensemencement au moyen de pulvérisateurs (8), par exemple hydropneumatiques, l'ensemble: fines particules d'eau et germes d'ensemencement formant un brouillard entraîné par un courant d'air produit par un ou plusieurs ventilateurs (3), caractérisé en ce que lesdites buses hydrauliques (2) et lesdits pulvérisateurs (8) sont répartis, de préférence en quinconce, en alignements étagés (1, 1') disposés parallèlement et horizontalement ou quasi horizontalement, et sur le, trajet du courant d'air produit par ledit ou lesdits ventilateurs.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les alignements étagés (1, 1') de buses hydrauliques (2) et de pulvérisateurs (8) sont placés à la sortie d'un diffuseur (6) traversé par le courant d'air produit par le ou les ventilateurs (3).

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les alignements étagés (1, 1') de buses hydrauliques (2) et de pulvérisateurs (8) sont disposés à l'intérieur et à la partie antérieure de volets (33, 49) à extrémités arrondies placés à l'intérieur du diffuseur (6).

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que l'on utilise des ventilateurs centrifuges (3) pour l'entraînement du brouillard de fines particules d'eau et de germes d'ensemencement.

16. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la nappe de germes d'ensemencement est produite et entraînée au-dessous de la nappe de fines particules d'eau.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'on donne, à la nappe de germes d'ensemencement, une largeur plus importante que celle de la nappe de fines particules d'eau.

18. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'on utilise, pour la production des germes d'ensemencement, des pulvérisateurs (8) utilisant un liquide cryogénique, de préférence l'azote, en phase liquide ou gazeuse.

19. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'on utilise, pour la production des germes d'ensemencement de la nucléation primaire, des buses de pulvérisation (8) alimentées par un liquide cryogénique sous pression (par exemple de 2 à 16 bars), de préférence par de l'azote liquide.

20. Procédé selon l'une des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que l'atomisation du liquide cryogénique, par exemple de l'azote liquide, est obtenue au moyen de gicleurs (8) équipés d'un vibreur à ultrasons (41).

21. Procédé de production de neige artificielle selon la revendication 12, caractérisé par la production directe des germes d'ensemencement à partir de cristaux de neige naturelle ou artificielle, les germes d'ensemencement ainsi produits étant atomisés et dispersés, d'une manière homogène, à l'intérieur du brouillard de fines particules d'eau à congeler, à l'aide de ventilateurs (8) à basse pression tournant à grande vitesse; le prélévement des cristaux de neige naturelle s'opérant, par exemple, vers l'extrémité du brouillard cristallisé qui sort du générateur de neige, par un système d'aspiration et de refoulement sur les ventilateurs.

22. Procédé de réglage d'un dispositif générateur de neige selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, utilisant un automate de contrôle et de commande connu en soi, caractérisé par la mesure directe et la prise en compte, dans le programme dudit automate de contrôle et de commande, de la teneur en eau liquide (TEL) des cristaux fabriqués, au fur et à mesure de leur production et, de préférence, sur leurs trajectoires.

23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé par la mesure de la TEL à partir des variations des propriétés électriques des cristaux en courant alternatif, essentiellement de leur constante diélectrique s, qui est une expression complexe de la forme:

permettant de contrôler les fluctuations de la permittivité relative s' ou du facteur de perte (absorption) e" dans le domaine des radios fréquences ou des microondes; le programme de l'automate du générateur de neige étant, par exemple, établi pour régler les débits, les pressions, l'ouverture ou la fermeture des gicleurs, en comparant les mesures reçues de s' ou s" avec la plage admise et choisie pour la variation de la TEL.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Schnee durch feinpartikuläre Zerstäubung von Wasser aus Hydraulikdüsen (2) und durch Erzeugung von Impfkristallen aus Zerstäubern (8), wobei die feinen Wasserpartikel und die Impfkristalle zusammen einen Nebel bilden, der durch einen von einem oder mehreren Gebläsen (3) erzeugten Luftstrom mitgerissen wird, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl voneinander abgesetzter Zerstäubungsrampen (1, 1'), die parallel zueinander und horizontal oder quasi horizontal angeordnet sind und an welche die genannten Hydraulikdüsen (2) und Zerstäuber (8) angeschlossen sind, zwischen denen Abstände vorgesehen sind die beispielsweise mindestens 15 cm betragen, wobei die voneinander ab- gesetzten Zerstäubungsrampen (1, 1') innerhalb des Verlaufes des Luftstromes angeordnet sind, der durch das oder die besagten Gebläse (3) erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen parallelen Zerstäubungsrampen (1, 1') zur Erleichterung der Ausströmung eine geringe Schräglage aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikdüsen (2) und/ oder die Zerstäuber (8) von einer Zerstäubungsrampe (1, 1') zur anderen im Zickzack angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftauslaß (6) vorgesehen ist, an dessen Ausgang die Zerstäubungsrampen (1, 1') angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftauslaß (6) angebrachte Leitklappen (33, 49) mit abgerundeten Enden vorgesehen sind, und die Zerstäubungsrampen (1, 1') innerhalb und im vorderen Abschnitt dieser Leitklappen (33, 39) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse (3) zur Erzeugung des Luftstromes, durch den der aus feinen Wasserpartikeln und Impfkristallen bestehende Nebel mitgerissen wird, Zentrifugalgebläse sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rampe (1') mit den Zerstäubern (8) zur Erzeugung der Impfkristalle unterhalb der aus den Zerstäubungsrampen (1) zur Erzeugung der feinen Wasserpartikel bestehenden Anordnung befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampe (1') mit den Zerstäubern (8) zur Erzeugung der Impfkristalle eine größere Länge aufweist als die Zerstäubungsrampen (1) zur Erzeugung der feinen Wasserpartikel und daß die Rampe (1') letztere auf beiden Seiten mit ihren äußeren Enden überragt.

9. Vorrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, bestehend aus den Zerstäubungsrampen (1, 1') zur Erzeugung der feinen Wasserpartikel und der lmpfkristalle, und aus dem Luftauslaß (6), an dessen Ausgang (6a) die genannten Zerstäubungsrampen (1, 1') angebracht sind, um eine vertikale Achse (48) beweglich montiert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zerstäuber (8) zur Erzeugung der Impfkristalle hydropneumatische Zerstäuber sind, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten hydropneumatischen Zerstäuber (8) eine Luft-Wasser-Mischkammer (34) mit einer in Relation zu ihrem Umfang sehr großen Länge aufweisen, z.B. mit einem Verhältnis größer als 8, und daß sie weiters, in Flußrichtung gesehen, hinter der Mischkammer (34) ein Flügelrad (35) und eine halbkugelförmige Flachstrahldüse (50) aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus nebeneinander angeordneten Modulen (47) besteht, wobei jedes Modul eine Mehrzahl von voneinander abgesetzten Zerstäubungsrampen (1,1') und einen Luftauslaß (6) aufweist.

12. Verfahren zur Erzeugung von künstlichem Schnee durch feinpartikuläre Zerstäubung von Wasser mittels Hydraulikdüsen (2) und Herstellung von Impfkristallen durch Zerstäuber (8), beispielsweise durch hydropneumatische Zerstäuber, wobei die feinen Wasserpartikel und die Impfkristalle zusammen einen Nebel bilden, der durch einen von einem oder mehreren Gebläsen (3) hervorgerufenen Luftstrom mitgerissen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Hydraulikdüsen (2) und Zerstäuber (8) vorzugsweise in Zickzack-Anordnung in zueinander parallelen und horizontalen oder quasi-horizontalen voneinander abgesetzten Reihen (1, 1') innerhalb des Verlaufes des durch das oder die Gebläse (3) hervorgerufenen Luftstromes angeordnet sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander abgesetzten Reihen (1, 1') der Hydraulikdüsen (2) und der Zerstäuber (8) am Ausgang des Luftauslasses (6) angeordnet sind, der von dem durch das oder die Gebläse (3) hervorgerufenen Luftstrom durchströmt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander abgesetzten Reihen (1, 1') der Hydraulikdüsen (2) und der Zerstäuber (8) innerhalb und im vorderen Abschnitt von Leitklappen (33, 49) mit abgerundeten Enden vorgesehen sind, die sich im Inneren des Luftauslasses (6) befinden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Luftstromes, durch den der aus feinen Wasserpartikeln und Impfkristallen bestehende Nebel mitgerissen wird, Zentrifugalgebläse (3) verwendet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühteppich der Impfkristalle unterhalb des aus feinen Wasserpartikeln bestehenden Sprühteppichs erzeugt und mitgerissen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühteppich aus lmpfkristallen so ausgelegt wird, daß er eine größere Ausdehnung aufweist als der Teppich aus feinen Wasserpartikeln.

18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Impfkristalle Zerstäuber (8) verwendet werden, die mit einer Tiefsttemperaturflüssigkeit, vorzugsweise Stickstoff in flüssiger oder gasförmiger Phase, arbeiten.

19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erzeugung der Impfkristalle zur primären Kirstallbildung Zerstäuberdüsen (8) verwendet werden, die mit einer unter Druck (beispielsweise zwischen 2 und 16 bar) stehenden Tiefsttemperaturflüssigkeit, vorzugsweise flüssigem Stickstoff, versorgt werden.

20. Verfahern nach Anspruch 18 oder 19, durch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung der Tiefsttemperaturflüssigkeit, beispielsweised es flüssigen Stickstoffes, durch mit Ultraschallvibratoren (41) versehenen Spritzdüsen (8) erfolgt.

21. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die direkte Erzeugung von Impfkristallen aus natürlichen oder künstlichen Schneekristallen, wobei die Impfkristalle zerstäubt und homogen im Inneres eines Nebels aus feinen einzufrierenden Wasserpartikeln mit Hilfe von Niederdruckgebläsen (8) hoher Drehgeschwindigkeit verteilt werden, und wobei die Entnahme der natürlichen Schneekristalle und deren Förderung auf die Gebläse (8) z.B. gegen den Rand des durch den Schneeerzeuger ausgestoßenen kristallisierten Nebels über ein Ansaug- und Auswurfsystem erfolgt.

22. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Schneeerzeugung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, unter Verwendung eines an sich bekannten Steuer- und Regelautomaten, gekennzeichnet durch die direkte Messung und Berücksichtigung des Gehaltes an flüssigem Wasser der erzeugten Kristalle im Programm des Steuer- und Regelautomaten bei deren Erzeugung, vorzugsweise auf deren Flugbahn.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Gehaltes an flüssigem Wasser die Änderung der elektrischen Eigenschaften der Kristalle bei Anlegen von Wechselstrom, festgestellt wird, d.h. daß im wesentlichen die Änderung der Dielektrizitätskonstante s bestimmt wird, welche durch einen komplexen Ausdruck der Form

darstellbar ist, und dadurch die Uhtersuchung der Fluktuationen der relativen Dielektrizitätskonstante s' oder des Verlustfaktors (Absorption) s" im Radiofrequenz- oder Mikrowellenbereich ermöglicht wird, und das Steuerprogramm des Schneeerzeugers, beispielsweise zur Einstellung der Ausströmmengen, der Drücke, sowie für das Öffnen oder Schließen der Spritzdüsen, aus dem Vergleich der erhaltenen Meßwerte für s' oder s" mit dem zulässigen und vorgewählten Bereich für die Veränderung des Gehaltes an flüssigem Wasser gesteuert wird.

Claims

1. Artificial snow generator operating by the atomization of water into fine particles from hydraulic nozzles (2) and by the manufacture of seed crystals from atomizers (8), involving: Fine particles of water and seed crystals forming a fog caused by the current of air produced by one or more fans (3), characterized by the fact that there are a number of tiered banks of atomizers (1, 1') arranged in parallel and horizontally or quasihorizontally to which the said hydraulic nozzles (2) and the said atomizers (8) are connected, and between which there are spaces of eg. at least 15 cm, the said tiered banks (1, 1') being placed on the path of the air current produced by the said fan or fans.

2. Snow generator according to claim 1, characterized by the fact that the various parallel banks of atomizers (1, 1') are very slightly inclined so as to facilitate their evacuation.

3. Snow generator according to claim 1, characterized by the fact that the hydraulic nozzles (2) and/or the atomizers (8) are staggered from one bank of atomizers (1, 1') to the next.

4. Snow generator according to claim 1, characterized by the fact that it comprises a diffuser (6) at the output of which the banks of atomizers (1, 1') are installed.

5. Snow generator according to claim 1, characterized by the fact that it comprises shutters (33, 49) with rounded ends installed in the diffuser (6), inside and at the front of which the banks of atomizers (1, 1') are placed.

6. Snow generator according to any one of the claims 1, 3, 4 or 5 characterized by the fact that the fans (3) used to drive the fog of fine water particles and seed crystals are centrifugal fans.

7. Snow generator according to claim 1, characterized by the fact that the bank (1') of atomizers (8) enabling the production of seed crystals is arranged below the assembly composed of the banks of atomizers (1) enabling the production of fine water particles.

8. Snow generator according to claim 7, characterized by the fact that the bank (1') of atomizers (8) enabling the production of seed crystals is longer than the banks of atomizers (1) enabling the production of fine water particles, with its ends projecting on either side beyond the assembly consisting of the said fine water particle atomizer banks.

9. Snow generator according to claim 1, characterized by the fact that the assembly consisting of the said fine water particle and seed crystal atomizer banks (1, 1'), and of the diffuser (6) at the output (6a) of which they are installed, is mounted so as to be movable about a vertical axis (48).

10. Snow generator according to claim 1, of which the atomizers (8) enabling the production of seed crystalsare hydropneumatic atomizers, characterized by the fact that the said hydropneumatic atomizers (8) contain an air/water mixing chamber (34) which is very long in relation to its diameter, eg. in a ratio greater than 1:8, and by the fact that they contain, in succession, downstream of this mixing chamber, a vaned rotor (35) and a flat jet hemispherical nozzle (50).

11. Snow generator according to claim 1, characterized by the fact that it is made up of juxtaposed modular elements (47) each comprising a number of tiered banks of atomizers (1, 1') and a diffuser (6).

12. Process for generating artificial snow utilizing the atomization of water into fine particles from hydraulic nozzles (2) and the manufacture of seed crystals from atomizers (8), such as hydropneumatic atomizers, involving: Fine particles of water and seed crystals forming a fog caused by the current of air produced by one or more fans (3), characterized by the fact that the said hydraulic nozzles (2) and the said atomizers (8) are placed, preferably staggered, in tiers (1, 1'), arranged in parallel and horizontally or quasihorizontally and on the path of the air current produced by the said fan or fans.

13. Process according to claim 12, characterized by the fact that the tiers (1,1') of hydraulic nozzles (2) and of atomizers (8) are placed at the output of a diffuser (6) traversed by the air current produced by the fan or fans (3).

14. Process according to claim 13, characterized by the fact that the tiers (1, 1') of hydraulic nozzles (2) and of atomizers (8) are placed inside and at the front of shutters (33, 49) with rounded extremities placed inside the diffuser (6).

15. Process according to any of the claims 12 to 14, characterized by the fact that centrifugal fans (3) are used to drive the fog of fine water particles and seed crystals.

16. Process according to claim 12, characterized by the fact that the sheet of seed crystals is produced and driven below the sheet of fine water particles.

17. Process according to claim 16, characterized by the fact that the sheet of seed crystals is wider than the sheet of fine water particles.

18. Process according to claim 12, characterized by the fact that in order to produce the seed crystals, atomizers (8) are used employing a cryogenic liquid, preferably nitrogen, in its liquid or gaseous phase.

19. Process according to claim 12, characterized by the fact that in order to produce the seed crystals for primary nucleation, atomization nozzles (8) are used, fed by cryogenic liquid under pressure (eg. 2 to 16 bar), preferably liquid nitrogen.

20. Process according to either of claims 18 or 19, characterized by the fact that the atomization of the cryogenic liquid, eg. liquid nitrogen, is achieved by nozzles (8) equipped with an ultrasound vibrator (41).

21. Process for generating artificial snow according to claim 12, characterized by the direct production of seed crystals from natural or artificial snow crystals, the seed crystals thus produced being atomized or dispersed in an homogeneous manner inside the fog of fine water particles to be frozen, with the aid of low pressure fans (3) rotating at high speed, the collection of natural snow crystals taking place, for example, towards the end of the crystallized fog coming out of the snow generator, by a system of aspiration and driving on to the fans.

22. Process for controlling a snow generator according to one of the claims 1 to 11, utilizing an automatic control system, known in the art, characterized by the direct measurement and taking into account, in the program of the said automatic control system, of the liquid water content of the manufactured crystals, as they are produced and, preferably, on their trajectory.

23. Process according to claim 22, characterized by the measurement of the liquid water content based on variations in the electrical properties of the crystals in the presence of alternating current, essentially of their dielectric constant e, which is a complex expression of the form:

whereby it is possible to control the fluctuations in relative permittivity s' or in the loss factor (absorption) s" in the range of radio frequencies or microwaves, the program of the automatic control system of the snow generator being designed, for example, to control output, pressure or opening and closing of the shutters, by comparing the measured values of s' or s" with the range approved and chosen for the variation in liquid water content.

Dessins