FI71005B - SNOEKANON - Google Patents

Abstract

1. Snow gun having a central compressed-air supply line (1) and a pressurized-water supply line surrounding the latter and disposed coaxially therewith, the compressed-air supply line opening out into an interior space of a spray-head (7) at the front, in the direction of the compressed air supply, the space being bounded by a bored endpiece (8) and serving as a preexpansion chamber (9), inner nozzles (4) in the form of bores passing through the outside wall of the compressed-air supply line (1) being provided between the compressed-air supply line (1) and the pressurized-water supply line, through which nozzles the compressed air issues into the pre-expansion chamber (9) and mixes with the pressurized-water, characterized in that the compressed-air supply line (1) has three identical inner nozzles (4), and the endpiece has three centrosymmetrically disposed discharge nozzles (10) of identical diameter, none of which is situated in the geometric axis of the compressed-air supply line (1), and the diameter of a discharge nozzle (10) corresponds to 1 to 3 times the diameter of an inner nozzle (4).

Description

Lumitykki 710 0 5Snow cannon 710 0 5

Keksinnön kohteena on lumitykki, jossa on keskinen paineilman tulojohto ja sitä ympäröivä ja siihen nähden sa-5 ma-akselisesti sovitettu paineveden tulojohto, jolloin paineilman tulojohto avautuu paineilman syöttösuunnassa edestä läpiporatun pääteosan rajoittamaan, esipaisuntatilana toimivaan ruiskutuspään sisätilaan, jolloin paineilman tulojohdon ja paineveden tulojohdon välillä on paineilman tulojoh-10 dosta lähteviä, paineilman tulojohdon ulkoseinämän lävistävien porausreikien muodossa olevia sisäsuuttimia, joiden kautta paineilma poistuu esipaisuntatilaan ja sekoittuu paineveden kanssa.The invention relates to a snow cannon having a central compressed air supply line and a surrounding pressurized water supply line arranged in a sa-5 axis with respect to it, the compressed air supply line opening in the compressed air supply direction from the front internal nozzles in the form of boreholes piercing the outer wall of the compressed air supply line, exiting the compressed air supply line 10, through which the compressed air leaves the pre-expansion space and mixes with the pressurized water.

Tällainen lumitykki toimii olennaisesti siten, että 15 paineen esialennustilassa muodostuu erittäin matala lämpötila, jolloin ilma-vesi-seokseen muodostuu kondensaatioyti-miä jääpartikkelien muodossa, joiden ympärillä vesi jo osittain jäätyy lumeksi, nämä kondensaatioytimet työnnetään tai ruiskutetaan lopulta yhden ainoan sulkulaatassa olevan kes-20 kisen, edessä olevan porauksen kautta, yhdessä jäätymättö-mien vesipisaroiden sekä lumituotantoon osallistumattoman paineilman kanssa, jolloin kondensaatioytimien ja sulkulaa-tan keskisen porauksen ulkosivulla lisäksi syntyvän paisun-takylmyyden avulla muodostuu lunta ennen tätä keskistä po-25 rausta, kylmän ulkoilman myötävaikutuksella.Such a snow cannon essentially works in such a way that a very low temperature is formed in the pre-pressure space, forming condensing nuclei in the air-water mixture in the form of ice particles around which the water already partially freezes into snow. These condensing nuclei are finally pushed or injected into a single central plate. , through the front borehole, together with non-freezing water droplets and compressed air not involved in snow production, whereby in addition to the expansion-coldness generated on the outside of the central bore of the condensing cores and barrier plate, snow is formed before this central bore, with the help of cold outside air.

Tällaisilla aikaisemmin tunnetuilla lumitykeillä on kaksi ratkaisevaa heikkoutta, joihin on syynä päätylevyn yksi ainoa poraus. Tämä merkitsee sitä, että ilmavirran ydin ei ollenkaan osallistu lumeksimuuttoreaktioon, johtuen 30 riittävän sumutuksen (tai veteen sekoittumisen) puuttumisesta. Tästä on, lukuunottamatta ilmavirran käyttämätöntä kineettistä energiaa tai siihen sisältyvää kylmyyspoten-tiaalin tarpeetonta tuhlausta, seurauksena ylisuuri melu, joka rajoittaa ratkaisevasti tällaisten laitteiden sovellu-35 tusmahdollisuuksia. Puuttuvasta tai riittämättömästä ilman ja veden sekoittumisesta on edelleen seurauksena, että vai- 2 71005 pasta syöksyvää suihkua ympäröivät vesipisarat, joka suihku yksinkertaisesti vetenä putoaa maahan päätelevyn porausten edessä. Myöskin tässä käytetään jälleen kiihdytykseen veden energiaa, joka lopultakaan ei ole lumentuotannon muutetta-5 vissa.Such previously known snow cannons have two crucial weaknesses due to a single bore in the end plate. This means that the core of the air stream does not participate in the lumen transformation reaction at all, due to the lack of sufficient atomization (or mixing with water). This, with the exception of the unused kinetic energy of the air stream or the unnecessary waste of the cooling potential contained therein, results in excessive noise, which crucially limits the applicability of such devices. The lack or inadequate mixing of air and water further results in a shower jerking down the paste, which simply falls as water in front of the bores in the end plate. Here again, water energy is used for acceleration, which is ultimately not a change in snow production.

Lumitykeillä tämä energian tuhlaus on sitäkin valitettavampaa, koska joka tapauksessa huomattavasti energiaa on käytettävä pitkän heittoetäisyyden aikaansaamisen ympäröivän ilman kylmyyspotentiaalin mahdollisimman tarkaksi hyö-10 dyntämiseksi.With snow cannons, this waste of energy is all the more unfortunate because, in any case, considerable energy must be used to make the most accurate use of the cooling potential of the ambient air in order to achieve a long throw distance.

Tekniikan taso tuntee jo monenlaisia lumitykkejä sinänsä, mutta niillä ei mahdollisimman hyvän aineiden sekoittumisen ja mahdollisimman suuren heittomatkan aikaansaamiseksi tarvittavan energiankulutuksen kannalta katsottuna ulko-15 ilman kylmäpotentiaalin optimaaliseen hyväksikäyttöön. Kokeet ovat osoittaneet, että lumen tuottamiseen tarvittava energia on pitkälti virtausuuntien säilymisen ja veden, paineilman ja ilman välisen sekoittumistehokkuuden funktio. Mainitut kokeet ovat nyt osoittaneet, että ensisijassa lai-20 te ja toissijaisesti uiko- ja sisäsuuttimien mitoitus käytettävissä olevan energian maksimaaliseksi hyödyntämiseksi, so. veden, paineilman ja ilman välinen sekoittumistehokkuus, ovat kausaalisia. Tällaisia lumitykkejä ovat esimerkiksi seuraavat: 25 US-patenttijulkaisun 4 101 073 mukaisessa tykissä on poistorengasrako, joka sellaisenaan on jo energiansäästön näkökulmasta katsottuna osoittautunut epätarkoituksenmukaiseksi. US-patenttijulkaisun 2 676 471 (kuvio 4) mukaisessa lumitykissä ei ole esillä olevan keksinnön mukaisen lumi-30 tykin sisäsuuttimia vastaavia suuttimia, joten tästä tunnetusta lumitykistä puuttuu jo ensimmäinen esillä olevan keksinnön edellytys, nimittäin ilman ja veden tehokas sekoittuminen mahdollisimman pienellä energiahukalla.The state of the art is already familiar with a wide variety of snow cannons per se, but they do not have the best possible mixing of the cooling potential of the outside air in terms of the energy consumption required to achieve the best possible mixing of materials and the greatest possible throw distance. Experiments have shown that the energy required to produce snow is largely a function of the preservation of flow directions and the mixing efficiency between water, compressed air and air. Said experiments have now shown that, primarily, the device-20 and secondarily the dimensioning of the outer and inner nozzles in order to make maximum use of the available energy, i. the mixing efficiency between water, compressed air and air are causal. Examples of such snow cannons are as follows: The cannon according to U.S. Pat. No. 4,101,073 has a discharge ring gap which, as such, has already proved unsuitable from the point of view of energy saving. The snow cannon according to U.S. Pat. No. 2,676,471 (Fig. 4) does not have nozzles similar to the inner nozzles of the snow-30 cannon of the present invention, so this known snow cannon already lacks the first requirement of the present invention, namely efficient mixing of air and water with minimal energy loss.

Myös DE-hakemusjulkaisun 2 941 052 kohteena on lumi-35 tykki, mutta siitä puuttuu varsinainen esipaisuntatila, puhumattakaan siitä, ettei siinä havaittu sisäsuuttimien ja ulkosuuttimien halkaisijan välisen määrätyn suhteen vaikutusta .DE-A-2 941 052 also relates to a snow-35 cannon, but lacks an actual pre-expansion space, not to mention no effect of a certain ratio between the diameter of the inner nozzles and the outer nozzles.

3 71 0053 71 005

Esillä olevan keksinnön perustana on siis tehtävä, jonka mukaan sekoitus- ja kondensaatiotapahtumaan otetun suuremman ulkoilmamäärän ansiosta saavutetun optimaalisen, mutta mahdollisimman paljon energiaa säästävän aineiden se-5 koituksen ja laitteen sisällä tapahtuvan esinukleaation ohella päästään olennaisesti suotuisampaan energian hyväksikäyttöön tunnettuihin tykkeihin verrattuna olennaisesti alhaisemmalla melutasolla.The present invention is therefore based on the object that, in addition to the optimal but as much energy-saving mixing of substances and the pre-nucleation within the device as possible due to the higher amount of outdoor air taken into the mixing and condensing process, substantially lower energy recovery is achieved at substantially lower noise levels.

Tämä saavutetaan keksinnön mukaan siten, että pääte-10 osassa on sinänsä tunnetulla tavalla vähintään kolme keski-symmetrisesti sovitettua poistosuutinta, joista mikään ei sijaitse paineilman tulojohdon geometrisella akselilla.According to the invention, this is achieved in that the terminal part 10 has, in a manner known per se, at least three centrally symmetrically arranged outlet nozzles, none of which are located on the geometric axis of the compressed air supply line.

Kuviossa on esitetty keksinnön mukainen suoritusmuoto havainnollisesti, jolloin ymmärtämisen helpottamiseksi ruis-15 kupää on kierretty irti vesisyöttöjohdosta sekä esitetty siitä jonkin verran erillään.The figure shows an embodiment according to the invention, in which case, for ease of understanding, the rye-15 cup is unscrewed from the water supply line and shown somewhat separately therefrom.

Paineilmasyöttöjohto on merkitty 1:llä, jolloin sen sisällä kulkeva paineilmatiehyt 2 on yhdistetty paineilma-lähteeseen, jota ei kuviossa ole esitetty. Paineilmatiehyt 20 2 on etupäästään suljettu tulpalla 3. Siksi on sivuille jär jestetty kolme suutinaukkoa 4 (sisäsuutin), jotka ovat yhteydessä paineilmatiehyeeseen 2 ja joiden geometrinen akseli leikkaa terävässä kulmassa paineilmatiehyeen 2 geometrisen akselin. Tulppaan 3 on kiinnitetty kaulus 5, joka ulko-25 nee kohtisuorassa paineilmatiehyeen 2 geometrisen akselin suhteen.The compressed air supply line is marked with 1, whereby the compressed air ducts 2 passing inside it are connected to a source of compressed air, which is not shown in the figure. The compressed air passages 20 2 are closed at the front by a plug 3. Therefore, three nozzle openings 4 (inner nozzle) are arranged on the sides, which communicate with the compressed air passage 2 and whose geometric axis intersects the geometric axis of the compressed air passage 2 at an acute angle. Attached to the plug 3 is a collar 5 which extends perpendicular to the geometric axis of the compressed air passage 2.

Esitetyssä suoritusesimerkissä on kolme sisäsuutinta 4. On kuitenkin täysin mahdollista lisätä sisäsuuttimien lukumäärää.The illustrated embodiment has three inner nozzles 4. However, it is entirely possible to increase the number of inner nozzles.

30 Tällöin "sisäsuuttimella" tarkoitetaan tässä yhtey dessä paineilman tulojohdon seinämän sivuttaista lävistystä, jonka kautta paineilma joutuu veden alueelle ja esipai-suntatilaan 9, jolloin tapahtuu ilman ja veden sekoittuminen keskenään. Heittosuunnassa katsottuna porausreikien 4 35 jäljessä seuraa kaulus 5, joka ulkonee vaakasuoraan paine-ilmakanavan 2 geometrisesta akselista.In this case, "inner nozzle" in this context means a lateral piercing of the wall of the compressed air supply line, through which the compressed air enters the water area and the pre-expansion space 9, whereby air and water are mixed with each other. Viewed in the throwing direction, the bore 5 is followed by a collar 5 projecting horizontally from the geometric axis of the compressed air duct 2.

4 710054 71005

Koaksiaalisesti paineilmasyöttöjohdon 1 kanssa on järjestetty vesisyötön ulkovaippa 6, jonka sisäkierteet 6a ovat ruiskupään 7 ulkokierteiden 7a liittämistä varten. Paikalleen kierretyn ruiskupään 7 sisäpinnalla sekä lisäksi pääte-5 osalla 8 saadaan rajoitetuksi esipaineenalennustila 9, joka on yhteydessä ulkoilmaan kolmen keskisymmetrisesti asetetun poistosuuttimet muodostavan porauksen kautta, joista mikään ei sijaitse paineilmasyöttöjohdon geometrisella akselilla. Kolmen poistosuuttimen 10 järjestely voisi periaatteessa 10 koostua mielivaltaisesta määrästä aukkoja, joista ei kuitenkaan mikään saa olla paineilmajohdon geometrisella akselilla.Coaxially with the compressed air supply line 1, a water supply outer jacket 6 is provided, the inner threads 6a of which are for connecting the outer threads 7a of the syringe head 7. The pre-pressure relief space 9 is limited on the inner surface of the displaced syringe head 7 and further on the end-5 part 8, which communicates with the outside air through three centrally symmetrically arranged exhaust nozzles, none of which are located on the geometric axis of the compressed air supply line. The arrangement of the three exhaust nozzles 10 could in principle consist of an arbitrary number of openings, none of which, however, must be on the geometric axis of the compressed air line.

Järjestelyssä, jossa on läpimitaltaan yhtä suuret poistosuuttimet sekä kolme samansuuruista sisäsuutinta lisääntyy poistosuuttimen läpimitta 1-3-kertaiseksi sisäsuuttimen 15 läpimittaan verrattuna. Jos käytetään useampia kuin kolmea poisto- ja sisäsuutinta 10 tai 4, niin silloin on poistosuuttimen halkaisupinnan pinta-ala kerrottuna poistosuutti-mien 10 lukumäärällä ja jaettuna 1...9:llä, yhtä kuin sisä-suuttimien halkaisupintojen ala jaettuna sisäsuuttimien 4 20 lukumäärällä.In an arrangement with outlet nozzles of equal diameter and three inner nozzles of the same size, the diameter of the discharge nozzle is increased 1-3 times compared to the diameter of the inner nozzle 15. If more than three discharge and inner nozzles 10 or 4 are used, then the area of the splitting surface of the discharge nozzle is multiplied by the number of discharge nozzles 10 and divided by 1 ... 9, equal to the area of the splitting surfaces of the inner nozzles divided by the number of inner nozzles 4.

Tästä tunnetun lumitykin toimintatavasta keksinnön kohteen esitetyn suoritusesimerkin toimintatapa poikkeaa siinä, että paineilman tulojohdon geometriseen akseliin nähden siirretystä sovitetut lukuisat päätekappaleen 8 läpi-25 poraukset 10 mahdollistavat sisätilassa 9 muodostetun seoksen olennaisesti paremman sekoittumisen ulkoilman kanssa siten, että ulkoilma, jota pyritään käyttämään lumen tuottamiseksi, tempautuu mukaan kahden poistosuihkun väliin ja sekoittuu suhteellisen lähellä suutinta näiden poistosuih-30 kujen kanssa yhdeksi suihkuksi myös sisältä päin, ja sekoittuminen on täten paljon täydellisempi.The mode of operation of the embodiment of the invention shown differs from this known method of snow cannon operation in that the plurality of bores 10 through the 25 between the two outlet jets and mixes relatively close to the nozzle with these outlet jets into a single jet also from the inside, and the mixing is thus much more complete.

Claims (4)

7100571005 1. Lumitykki, jossa on keskinen paineilman tulojohto (1) ja sitä ympäröivä ja siihen nähden sama-akselisesti 5 sovitettu paineveden tulojohto, jolloin paineilman tulojoh-to avautuu paineilman syöttösuunnassa edestä läpiporatun pääteosan (8) rajoittamaan, esipaisuntatilana (9) toimivaan ruiskutuspään (7) sisätilaan, jolloin paineilman tulo johdon (1) ja paineveden tulojohdon välillä on paineilman 10 tulojohdosta (1) lähteviä, paineilman tulojohdon (1) ulko-seinämän lävistävien porausreikien muodossa olevia sisä-suuttimia (4), joiden kautta paineilma poistuu esipaisun-tatilaan (9) ja sekoittuu paineveden kanssa, tunnet-t u siitä, että pääteosassa on sinänsä tunnetulla tavalla 15 vähintään kolme keskisymmetrisesti sovitettua poistosuu-tinta (10), joista mikään ei sijaitse paineilman tulojoh-don (1) geometrisella akselilla.A snow cannon having a central compressed air supply line (1) and a surrounding pressurized water supply line arranged coaxially therewith, the compressed air supply line opening in the compressed air supply direction from the front to delimit the pre-expanded space (9) by a pre-drilled end portion (9) ) to the interior, the compressed air inlet between the line (1) and the pressurized water inlet line being internal nozzles (4) in the form of boreholes piercing the outer wall of the compressed air inlet line (1) from the compressed air inlet line (1), through which the compressed air escapes into the pre-expansion space ( 9) and mixes with pressurized water, characterized in that the end part has, in a manner known per se, at least three centrally symmetrically arranged outlet nozzles (10), none of which are located on the geometric axis of the compressed air supply line (1). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kolme poistosuutinta (10) ovat läpi- 20 mitaltaan samansuuruisia, kuten myös kolme samanlaista sisäsuutinta (4).Device according to Claim 1, characterized in that the three outlet nozzles (10) have the same diameter, as do three similar inner nozzles (4). 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistosuuttimen (10) läpimitta on 1-3 kertainen sisäsuuttimen (4) läpimittaan verrattuna.Device according to Claim 2, characterized in that the diameter of the discharge nozzle (10) is 1 to 3 times the diameter of the inner nozzle (4). 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, jossa on enemmän kuin kolme poisto- ja sisäsuutinta (10, 4), tunnettu siitä, että poistosuuttimen poikkileikkauksen pinta-ala kerrottuna poistosuuttimien (10) lukumäärällä ja jaettuna 1...9:11a vastaa sisäsuuttimien (4) 30 poikkileikkausten yhteispinta-alaa.Device according to claim 1, with more than three outlet and inner nozzles (10, 4), characterized in that the cross-sectional area of the outlet nozzle multiplied by the number of outlet nozzles (10) and divided by 1 to 9 corresponds to the number of outlet nozzles (4). ) 30 total cross-sectional areas.