PL198873B1 - Snow generating and spreading plant and method of producing ice crystal nuclei - Google Patents

Abstract

Agregat za snie zaj acy na zewn atrz obudowy (1), od strony wylotowej powietrza (2), posiada wieniec g lowic nuklearnych (3) i g lowic atomizuj acych (4) z dyszami, osa- dzonych podstawami w rurowym kolektorze wodnym (5) i skierowanych osiowo pod k atem ostrym do osi symetrii (6) obudowy (1) oraz pod laczonych szeregowo do uk ladu grzewczego, w którym p lyn niezamarzaj acy jest ogrzewany w zbiorniku przy pomocy grza lki, sterowanej elektronicznie ze skrzynki sterowniczej, a tak ze podlaczonych szeregowo do uk ladu przedmuchiwania i osuszania instalacji hydrau- licznej, w którym podgrzane powietrze, t loczone podczas za snie zania przez spr ezark e do g lowic nukleacyjnych (3) jest odlaczane od nich i pod laczane do kolektora wodnego (5). Sposób wytwarzania zarodników lodowych polega na tym, ze w g lowicy nukleacyjnej (3) strumie n wody jest t lo- czony z kolektora (5) przez centralnie umieszczony prze- wód wewn etrzny i po nadaniu mu ruchu obrotowego w zawirowywaczu jest wyrzucany z dyszy wodnej w postaci pióropusza, natomiast powietrze p lyn ac przez zw ezaj ac a si e cz esc kana lu zewn etrznego, otaczaj acego wewn etrzny przewód z wod a nabiera zwi ekszonej pr edko sci oraz ulega gwa ltownemu rozpr ezeniu w szczelinie dyszy co powoduje och lodzenie powietrza do temperatury oko lo -40°C, które wylatuj ac ze szczeliny dyszy powietrznej, otaczaj acej dysz e wodn a ma szybko sc nadd zwi ekow a i uderzaj ac w pióropusz rozpylonej wody powoduje kolejno powstanie mg ly wodnej. PL PLThe unit is asleep on the outside of the casing (1), from the air outlet side (2), it has a ring of nuclear heads (3), atomizing needles (4) with nozzles, mounted with bases in a tubular water collector (5) and directed axially at an acute angle to the symmetry axis (6) of the housing (1) and connected in series to the heating system, in which the anti-freeze fluid is heated in the tank by a heater, electronically controlled from the control box. connected in series to the purge and dehumidification system of the hydraulic installation, in which the heated air, pumped during falling asleep by the compressor to the nucleation heads (3), is disconnected from them and connected to the water collector (5). The method of producing ice spores is based on the fact that, in the nucleation head (3), the stream of water is led from the collector (5) through a centrally located internal conduit and after giving it a rotary motion in the swirler, it is ejected from the water nozzle in the swirler. in the form of a plume, while the air flows through the narrowing part of the external channel surrounding the internal internal water pipe, gains increased speed and rapidly expands in the nozzle gap, which cools the air to a temperature of about -40 ° C, which, flowing out of the gap of the air nozzle surrounding the water nozzle, has to pass quickly above the compound and by hitting the plume of water spray, it causes successively the formation of a water mist. PL PL

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest agregat zaśnieżający do wytwarzania sztucznego śniegu oraz sposób wytwarzania zarodników lodowych, uczestniczących w procesie wytwarzania sztucznego śniegu.The subject of the invention is a snowmaking unit for the production of artificial snow and a method of producing ice spores involved in the production of artificial snow.

Z opisu zgłoszenia wynalazku nr P.323929 znana jest dysza do rozpylania wody w maszynach do wytwarzania śniegu. Woda jest rozpylana na drobne kropelki w pierścieniu dysz rozpylających, otaczających kanał powietrzny, którym wdmuchuje się powietrze z bardzo dużą prędkością. Woda z dysz rozpylana jest w taki sposób, żeby z każdej oddzielnej dyszy powstawał centralny strumień silnie zamarzniętych, bardzo drobnych kropelek wody, pełniących rolę jąder krystalizacji, które podczas wylatywania z dyszy rozpylającej samorzutnie zamarzają. Rozpylenie wody powoduje powietrze, silnie sprężone do 4 barów. Efektem rozpylenia jest powstanie wewnętrznej chmury silnie zamarzniętych małych kropelek, zwanych jądrami krystalizacji, służących do zamrożenia następnych kropelek wody oraz do tworzenia na zewnątrz wspomnianej chmury jąder krystalizacji, stożkowej warstwy mniej zamrożonych kropelek wody. Realizuje się to w ten sposób, że niewielką część całego strumienia wody zasilającej płynącego przez dyszę rozpylającą, na przykład 20%, wyrzuca się w taki sposób, żeby unosił ją strumień powietrza płynący centralnie przez dyszę, w wyniku czego wspomniany wyrzucany strumień powietrza zapewnia silne rozpylenie kropelek wody do wielkości około 10 mikrometrów, które samorzutnie zamarzają. Pozostała część wody, na przykład 80%, opuszcza dyszę rozpylającą tak, że składające się na nią kropelki wody tworzą warstwę stożkową złożoną z mniej zamrożonych kropelek wody, otaczającą chmurę jąder krystalizacji, przy czym kropelki wody mają wielkość około 50-100 mikrometrów. W skład dyszy rozpylającej wchodzi zewnętrzna dysza pierścieniowa z zamontowanym w niej stożkiem wewnętrznym, która swoją końcówką styka się z wylotowym końcem stożka zewnętrznego i w której znajduje się kanał na wodę zasilającą, usytuowany pomiędzy stożkiem wewnętrznym a stożkiem zewnętrznym. W stożku wewnętrznym znajduje się centralny kanał powietrza, którym powietrze płynie prosto przez stożek dyszy wewnętrznej i wypływa na zewnątrz wylotem rozpylającym w zewnętrznym stożku dyszy. Na zewnętrznym końcu dyszy, pomiędzy stożkiem wewnętrznym a zewnętrznym, znajduje się komora wirowa na wodę zasilającą. Z komory wirowej niewielka część wody zasilającej jest przepuszczana przez dyszę łącznie ze strumieniem powietrza w celu utworzenia centralnej chmury jąder krystalizacji unoszących się w powietrzu, natomiast pozostała część wirującej wody zasilającej jest wytłaczana przez dyszę w postaci warstwy stożkowej zawierającej kropelki wody, otaczające chmurę jąder krystalizacji. Z polskiego opisu patentowego nr 169 003 jest znane tunelowe urządzenie do wytwarzania śniegu, w którym dysze nukleacyjne i dysze atomizujące są skierowane współśrodkowo z wylotem tunelowej obudowy. W procesie wytwarzania śniegu dysze atomizujące wtryskują okólnie mgłę wodną, tworzącą na początku strumienia zewnętrzny płaszcz. Dysze nukleacyjne natomiast wdmuchują lodowe zarodki krystalizacyjne do jego części środkowej.From the patent application no. P.323929, a nozzle for spraying water in machines for producing snow is known. The water is sprayed into tiny droplets in a ring of spray nozzles that surround an air channel through which air is blown at very high speed. The water from the nozzles is sprayed in such a way that from each separate nozzle a central stream of strongly frozen, very fine water droplets is formed, acting as crystallization nuclei, which spontaneously freeze when exiting the spray nozzle. The atomization of water causes air, strongly compressed up to 4 bar. The effect of atomization is the formation of an inner cloud of strongly frozen small droplets, called crystallization nuclei, used to freeze further water droplets and to form outside said cloud of crystallization nuclei, a conical layer of less frozen water droplets. This is done by exposing a small proportion of the total feed water stream through the spray nozzle, for example 20%, to be carried by the air stream flowing centrally through the nozzle, with the result that said ejected air stream produces a strong atomization water droplets up to a size of about 10 micrometers, which freeze spontaneously. The remainder of the water, for example 80%, leaves the spray nozzle so that the water droplets it compose form a conical layer of less frozen water droplets surrounding the nucleus cloud, the water droplets being about 50-100 microns in size. The spray nozzle comprises an outer annular nozzle with an inner cone mounted therein, which ends with the outlet end of the outer cone, and in which there is a feed water channel between the inner cone and the outer cone. In the inner cone there is a central air channel through which the air flows straight through the cone of the inner nozzle and flows out through the spray outlet in the outer nozzle cone. At the outer end of the nozzle, between the inner and outer cones, there is a swirl chamber for the feed water. From the vortex chamber, a small portion of the feedwater is passed through the nozzle in conjunction with the airflow to form a central airborne nucleus cloud, while the remainder of the swirling feedwater is forced through the nozzle in the form of a conical layer containing water droplets surrounding the crystallization nucleus cloud. From the Polish patent specification No. 169 003 a tunnel snow generating device is known, in which the nucleation nozzles and atomizing nozzles are directed concentrically with the mouth of the tunnel casing. In the process of producing snow, atomizing nozzles approximately inject water mist which forms an outer jacket at the beginning of the stream. Nucleation nozzles, on the other hand, blow ice crystallization seeds into its central part.

Opis patentowy polski nr 177 844 dotyczy sposobu i urządzenia do wytwarzania sztucznego śniegu. W urządzeniu z dysz wodnych wyrzucany jest strumień kropel wody, przemieszczających się wzdłużnie za pomocą strumienia powietrza od urządzenia wytwarzającego śnieg, przy czym strumień kropel wody w pewnej odległości od urządzenia zamienia się w strumień turbulentny. Warstwa zarodków kryształków lodu kształtuje się w sąsiedztwie zewnętrznego obwodu urządzenia i przenoszona jest strumieniem otaczającego powietrza. Zarówno strumień kropel wody, jak również warstwa zarodków rozszerzają się stożkowo od urządzenia wytwarzającego śnieg, dzięki czemu krople wody w laminarnej części strumienia powietrza, mają względnie długi czas na ochłodzenie się do temperatury obwodowej i zamrożenie się w postać kryształków lodowych. Kompletny kontakt pomiędzy zarodkami i kroplami wody jest uzyskiwany w części turbulentnej warstwy zarodków, w której wszystkie pozostałe krople wody zostają ostatecznie zamrożone. Z patentu europejskiego nr 0782685 znana jest metoda wytwarzania sztucznego śniegu i urządzenie do wytwarzania sztucznego śniegu. Istotną cechą metody jest rozwiązanie przepływu cieczy przez dyszę nukleacyjną i sposób mieszania tej cieczy z powietrzem. Otóż płaszcz wodny z dyszy nukleacyjnej rozdmuchiwany jest przez powietrze wdmuchiwane od środka na zewnątrz. Z opisu wzoru użytkowego nr Ru-45246 jest znane wentylatorowe urządzenie do wytwarzania śniegu, w którym zastosowano kilka, co najmniej dwie, dysze nukleacyjne. Dysze te rozmieszczone są na obwodzie wylotu obudowy i nachylone do osi obudowy pod kątami różnymi dla każdej dyszy nukleacyjnej.Polish patent description No. 177 844 relates to a method and a device for the production of artificial snow. In the device, a stream of water droplets is projected from the water nozzles, traveling longitudinally with the help of a stream of air from the snow-making device, the stream of water droplets at a certain distance from the device turning into a turbulent stream. The ice crystal seed layer is formed in the vicinity of the outer periphery of the device and is carried over by the ambient air stream. Both the water droplet stream and the seed layer conically expand from the snow generating device, whereby the water droplets in the laminar portion of the air stream have a relatively long time to cool to the peripheral temperature and freeze into ice crystals. Complete contact between the embryos and the water droplets is achieved in the part of the turbulent embryo layer where all remaining water drops are finally frozen. A method for producing artificial snow and a device for producing artificial snow are known from the European patent No. 0782685. An important feature of the method is the solution of the liquid flow through the nucleation nozzle and the method of mixing this liquid with air. Well, the water jacket from the nucleation nozzle is blown by the air blown from the inside to the outside. From the description of utility model No. Ru-45246 a fan snowmaking device is known, which uses several, at least two, nucleation nozzles. These nozzles are distributed around the periphery of the mouth of the housing and are inclined to the axis of the housing at different angles for each nucleation nozzle.

PL 198 873 B1PL 198 873 B1

Agregat zaśnieżający według wynalazku na zewnątrz obudowy, od strony wylotowej powietrza, posiada wieniec głowic nukleacyjnych i głowic atomizujących z dyszami, osadzonych podstawami w rurowym kolektorze wodnym i skierowanych osiowo pod kątem ostrym do osi symetrii obudowy oraz podłączonych szeregowo do układu grzewczego, w którym płyn niezamarzający jest ogrzewany w zbiorniku przy pomocy grzałki sterowanej elektronicznie ze skrzynki sterowniczej, a także podłączonych szeregowo do układu przedmuchiwania i osuszania instalacji hydraulicznej, w którym podgrzane powietrze, tłoczone podczas zaśnieżania przez sprężarkę do głowic nukleacyjnych jest odłączane od nich i podłączane do kolektora wodnego.The snow-plowing unit according to the invention, outside the casing, from the air outlet side, has a ring of nucleation heads and atomizing heads with nozzles, mounted with bases in the tubular water collector and directed axially at an acute angle to the casing symmetry axis and connected in series to the heating system, in which the anti-freeze fluid is it is heated in the tank by a heater electronically controlled from the control box, and also connected in series to the blowing and drying system of the hydraulic system, in which the heated air, pumped during snowfall by the compressor to the nucleation heads, is disconnected from them and connected to the water collector.

Korzystnie osie symetrii głowic nukleacyjnych tworzą z osią symetrii obudowy kąt równy 39.Preferably, the symmetry axes of the nucleating heads form an angle of 39 with the symmetry axis of the housing.

Korzystnie osie symetrii głowic atomizujących tworzą z osią symetrii obudowy kąt wynoszący 32°.Preferably, the axes of symmetry of the atomizing heads form an angle of 32 [deg.] With the axis of symmetry of the housing.

Korzystnie każda z głowic nukleacyjnych i głowic atomizujących zawiera oddzielny zawór, którym można załączyć albo wyłączyć przepływ medium. Korzystnie w trzonie głowicy atomizującej, osadzonym w korpusie głowicy, znajdują się dysze wodne wyposażone w zawirowywacze, nadające strumieniom wody ruch obrotowy na wylocie dysz.Preferably, each of the nucleation heads and the atomization heads includes a separate valve which can turn the medium flow on or off. Preferably, in the stem of the atomizing head, mounted in the body of the head, there are water nozzles equipped with swirlers, which give the water jets a rotary motion at the outlet of the nozzles.

Korzystnie w głowicy nukleacyjnej centralnie umieszczony jest przewód, przewodzący wodę z kolektora, zakończony dyszą wodną, wyposażoną w zawirowywacz wody, który powoduje zawirowanie strumienia wody i nadaje mu ruch obrotowy na wylocie dyszy, a pomiędzy obudową zawirowywacza i osłaniającym ją kołpakiem utworzony jest kanał powietrzny, przez który powietrze z układu dopływu powietrza jest tłoczone do głowicy nukleacyjnej, porywając wodę wyrzucaną przez dyszę wodną. Kanał powietrzny zwęża się pomiędzy zewnętrzną powierzchnią stożkowej części obudowy zawirowywacza i wewnętrzną powierzchnią stożkowej części kołpaka, a następnie w postaci szczeliny rozszerza się w stronę otworu wylotowego dyszy powietrznej.Preferably, centrally located in the nucleation head is a conduit conducting water from the collector, ending with a water nozzle, equipped with a water swirler, which causes the water stream to swirl and gives it a rotary motion at the nozzle outlet, and an air channel is formed between the swirl housing and the cap protecting it, through which air from the air supply system is forced to the nucleation head, entraining the water ejected through the water nozzle. The air passage narrows between the outer surface of the conical part of the swirl housing and the inner surface of the conical part of the cap and then widens in the form of a slit towards the outlet of the air nozzle.

Korzystnie ścianka otworu wylotowego kołpaka ma kształt stożka ściętego o płaszczyźnie większej podstawy pokrywającej się z płaszczyzną wylotu dyszy wodnej.Preferably, the outlet wall of the cap has the shape of a truncated cone with the plane of the larger base coinciding with the plane of the outlet of the water nozzle.

Korzystnie obudowa zawirowywacza wody zawiera część cylindryczną, przechodzącą w część stożkową, która kolejno przechodzi w część cylindryczną, zakończoną kołnierzem w kształcie stożka ściętego, którego większa podstawa pokrywa się z płaszczyzną wylotu dyszy wodnej. Korzystnie od strony korpusu głowicy nukleacyjnej kołpak zawiera część cylindryczną osadzoną na korpusie głowicy, przechodzącą schodkowo w część cylindryczną, osłaniającą część cylindryczną obudowy zawirowywacza wody, która przechodzi dalej w część stożkową osłaniającą część stożkową obudowy zawirowywacza, a następnie przekształca się w kołnierz. Ścianka otworu wylotowego kołpaka ma kształt stożka ściętego o płaszczyźnie większej podstawy pokrywającej się z płaszczyzną wylotu dyszy wodnej. Korzystnie poszczególne głowice nukleacyjne i głowice atomizujące zawierają przewody zatopione w korpusach, przez które przepływa ogrzany płyn niezamarzający.Preferably, the casing of the water swirler comprises a cylindrical portion, leading to a conical portion, which then becomes a cylindrical portion terminating in a frusto-conical flange, the larger base of which coincides with the plane of the mouth of the water nozzle. Preferably, on the side of the nucleation head body, the cap comprises a cylindrical part seated on the head body, transitioning in a stepped cylindrical part, covering the cylindrical part of the water swirler housing, which further transforms into a conical part covering the conical part of the swirler housing, and then transforms into a flange. The wall of the outlet of the cap has the shape of a truncated cone with the plane of the larger base coinciding with the plane of the outlet of the water nozzle. Preferably, the individual nucleation heads and atomization heads include conduits embedded in bodies through which the heated antifreeze fluid flows.

Korzystnie układ przedmuchiwania i osuszania instalacji hydraulicznej zawiera zawór trójdrożny, poprzez który, po zakończeniu zaśnieżania, podgrzane powietrze jest kierowane do kolektora wodnego. Sposób wytwarzania zarodników lodowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że w głowicy strumień wody jest tłoczony z kolektora przez centralnie umieszczony przewód wewnętrzny i po nadaniu mu ruchu obrotowego w zawirowywaczu jest wyrzucany z dyszy wodnej w postaci pióropusza, natomiast powietrze płynąc przez zwężającą się część kanału zewnętrznego, otaczającego wewnętrzny przewód z wodą nabiera zwiększonej prędkości oraz ulega gwałtownemu rozprężeniu w szczelinie dyszy i ochłodzeniu do temperatury około -40° C, które następnie wylatując ze szczeliny dyszy powietrznej, otaczającej dyszę wodną, ma szybkość naddźwiękową i uderzając w pióropusz rozpylonej wody powoduje kolejno powstanie mgły wodnej, schłodzenie drobin wodnych i utworzenie strumienia zarodników lodowych.Preferably, the blowing and drying system of the hydraulic system includes a three-way valve through which, after completion of snowfall, the heated air is directed to the water collector. The method of producing ice spores according to the invention is characterized by the fact that in the head, a stream of water is forced from the collector through a centrally located inner conduit and, after giving it a rotary motion in the swirler, it is ejected from the water nozzle in the form of a plume, while the air flows through the narrowing part of the outer channel. , surrounding the internal water pipe, gains increased speed and rapidly expands in the nozzle slot and cools down to a temperature of about -40 ° C, which then flows out of the air nozzle gap surrounding the water nozzle, has a supersonic velocity and hitting the plume of sprayed water causes successively the formation of water mist, cooling the water particles and creating a stream of ice spores.

Korzystnie regulacja nasilenia procesu powstawania zarodników lodowych jest prowadzona poprzez zmianę ilości wody przepływającej przez głowice nukleacyjne.Preferably, the regulation of the intensity of the formation of ice spores is carried out by changing the amount of water flowing through the nucleation heads.

Rozwiązanie według wynalazku, zawierające przykładowo 15 głowic atomizujących, z których każdą można indywidualnie załączyć lub wyłączyć, zapewnia 15 stopni regulacji wydajności agregatu. Pozwala to na wytwarzanie śniegu o różnym ciężarze właściwym, czyli różnym nasyceniu wodą w zależności od warunków atmosferycznych. Im więcej jest czynnych głowic atomizujących, tym więcej przepływa przez nie wody i powstały śnieg jest cięższy przy określonej temperaturze, już od minus 2°C. Dysze nukleacyjne wytwarzają minimum 90% zarodników lodowych, co znacznie odróżnia agregat według wynalazku od innych znanych agregatów, w których głowice nukleacyjne produkują 30% zarodników lodowych. Reszta, czyli 70% ma postać rozdrobnionej wody. Ma to istotne znaczenie, gdyż ilość otrzymywanych zarodników lodowych w stosunku do ilości kropel wody decyduje o sprawnościThe solution according to the invention, comprising, for example, 15 atomizing heads, each of which can be individually switched on or off, provides 15 stages of regulation of the capacity of the aggregate. This allows for the production of snow of different specific weight, i.e. different water saturation depending on weather conditions. The more atomizing heads are active, the more water flows through them and the resulting snow is heavier at a certain temperature, from minus 2 ° C. Nucleation nozzles produce a minimum of 90% of ice spores, which significantly distinguishes the aggregate of the invention from other known aggregates in which the nucleation heads produce 30% of ice spores. The rest, i.e. 70%, is in the form of ground water. This is important because the number of ice spores obtained in relation to the number of water droplets determines the efficiency

PL 198 873 B1 wytwarzania i jakości śniegu. Ogrzewanie głowic atomizujących i głowic nukleacyjnych zabezpiecza te głowice oraz ich zawory przed rozerwaniem przez zamarzniętą wodę, szczególnie po wyłączeniu głowicy w czasie pracy. Dodatkowo zastosowany układ przedmuchiwania i osuszania instalacji hydraulicznej pozwala na wysuszenie nagrzanym powietrzem całej instalacji hydraulicznej, w tym kolektora wodnego oraz głowic atomizujących i głowic nukleacyjnych. Ma to kapitalne znaczenie przed ponownym uruchomieniem agregatu, ponieważ urządzenie jest gotowe do pracy (wytwarzania śniegu) bez potrzeby odmrażania podzespołów (przewodów, głowic, dysz).The production and quality of snow. Heating of the atomizing heads and nucleation heads protects these heads and their valves against bursting by frozen water, especially after turning off the head during operation. Additionally, the purging and drying system of the hydraulic system allows the entire hydraulic system to be dried with heated air, including the water collector, atomizing heads and nucleation heads. This is of paramount importance before restarting the unit, because the device is ready to work (snowmaking) without the need to defrost components (pipes, heads, nozzles).

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony schematycznie w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia proces tworzenia śniegu z zarodników lodowych, powstałych na wylocie głowic nukleacyjnych i łączonych z kropelkami wody wytworzonymi przez głowice atomizacyjne, fig. 2 - agregat zaśnieżający w widoku czołowym z uwidocznionym kolektorem wodnym, fig. 3 - fragment głowicy atomizującej w przekroju wzdłużnym, fig. 4 - fragment głowicy nukleacyjnej w przekroju wzdłużnym, fig. 5 - końcówkę głowicy nukleacyjnej w powiększeniu w przekroju wzdłużnym, fig. 6 - proces tworzenia zarodników lodowych na wylocie głowicy nukleacyjnej fig. 7 - układ grzewczy, a fig. 8 - układ dopływu powietrza do głowic nukleacyjnych podczas zaśnieżania oraz do kolektora wodnego podczas suszenia układu hydraulicznego po ukończeniu zaśnieżania.The subject of the invention is schematically illustrated in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the process of snow formation from ice spores formed at the outlet of the nucleation heads and combined with water droplets produced by the atomization heads, fig. Fig. 3 - a fragment of the atomizing head in longitudinal section, Fig. 4 - a fragment of the nucleation head in longitudinal section, Fig. 5 - the tip of the nucleation head enlarged in a longitudinal section, Fig. 6 - the process of formation of ice spores at the outlet of the nucleation head Fig. 7 - heating system, and Fig. 8 - air supply system to nucleation heads during snowing and to a water collector during drying of the hydraulic system after completing snowing.

Na rysunku poszczególne główne elementy są oznaczone liczbami naturalnymi od 1 do 19. W przypadkach, gdy któryś element rysunku wymaga dokładniejszego objaśnienia, to jego części składowe są oznaczone liczbą naturalną oznaczenia elementu głównego oraz cyframi poprzedzonymi myślnikiem, na przykład 3-01.In the drawing, individual main elements are marked with natural numbers from 1 to 19. In cases where a drawing element requires a more detailed explanation, its components are marked with a natural number of the main element designation and digits preceded by a dash, for example 3-01.

Agregat zaśnieżający zawiera obudowę 1 (fig. 1) w kształcie leja, wewnątrz której jest zamocowany wentylator, niewidoczny na rysunku, wytwarzający strumień powietrza 2 wypychający sztuczny śnieg na stok, a na zewnątrz od strony wylotowej powietrza, posiada wieniec głowic z dyszami, składający się z trzech głowic nukleacyjnych 3 oraz piętnastu głowic atomizujących 4, osadzonych podstawami w rurowym kolektorze wodnym 5 i skierowanych osiowo pod kątem ostrym do osi symetrii 6 obudowy 1. W przykładzie wykonania osie symetrii głowic nukleacyjnych 3 tworzą z osią symetrii 6 obudowy 1 kąt α- równy 39°, a osie symetrii głowic atomizujących 4 kąt β wynoszący 32°. Każda z głowic nukleacyjnych 3 i atomizujących 4 zawiera oddzielny zawór 7, którym można załączyć albo wyłączyć przepływ medium.The snow-plowing unit comprises a casing 1 (Fig. 1) in the shape of a funnel, inside which a fan is mounted, not visible in the drawing, generating an air stream 2 that pushes artificial snow onto the slope, and on the outside, from the air outlet side, it has a ring of heads with nozzles, consisting of from three nucleation heads 3 and fifteen atomizing heads 4, mounted with their bases in a tubular water collector 5 and directed axially at an acute angle to the symmetry axis 6 of the housing 1. In the embodiment, the symmetry axes of the nucleation heads 3 form with the symmetry axis 6 of the housing 1 angle α- equal 39 °, and the symmetry axes of the atomizing heads 4 the angle β of 32 °. Each of the nucleation heads 3 and atomization heads 4 has a separate valve 7 which can be used to turn the medium flow on or off.

W procesie wytwarzania sztucznego śniegu uczestniczą zarodniki 8, inaczej kryształki lodu, wyrzucane z głowic nukleacyjnych 3, kropelki wody 9 wyrzucane z głowic atomizujących 4 oraz strumień powietrza 2, wytworzony przez wentylator w obudowie 1.The process of producing artificial snow involves spores 8, in other words ice crystals, ejected from the nucleation heads 3, water droplets 9 ejected from the atomizing heads 4 and the air stream 2 created by a fan in the housing 1.

Do kolektora wodnego 5, wspólnego dla dysz nukleacyjnych 3 i dysz atomizujących 4, tłoczona jest woda z układu wodnego pod ciśnieniem 15-30 atmosfer, wytwarzanym przez pompę, nie pokazaną na rysunku. Minimalny wydatek wody wynosi 6 litrów na godzinę przy ciśnieniu 15 atm. Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta także ilość wydatkowanej wody. Głowice atomizujące 4 (fig. 3) wyposażone są w cztery dysze wodne 4-1 zawierające zawirowywacze 4-2, które nadają strumieniom wody ruch obrotowy na wylocie dysz 4-1. Dysze wodne 4-1 z zawirowywaczami 4-2 znajdują się w trzonie 4-3 osadzonym w korpusie 4-4 głowicy 4. Budowa głowicy nukleacyjnej 3 realizuje sposób wytwarzania zarodników lodowych 8. Jak pokazano na fig. 4, fig. 5 i fig. 6 w głowicy nukleacyjnej 3 centralnie umieszczony jest przewód 3-1, przewodzący wodę z kolektora 5, zakończony dyszą wodną 3-2, wyposażoną w zawirowywacz wody 3-3, który powoduje zawirowanie strumienia wody i nadaje mu ruch obrotowy na wylocie dyszy 3-2. Woda wyrzucona z dyszy 3-2 jest rozpylona w postaci pióropusza 10. Obudowa zawirowywacza wody 3-3 zawiera część cylindryczną 3-4, przechodzącą w część stożkową 3-5, która przechodzi w część cylindryczną 3-6, zakończoną kołnierzem 3-7 w kształcie stożka ściętego, którego większa podstawa 3-8 pokrywa się z płaszczyzną 3-9 wylotu dyszy wodnej 3-2.To the water manifold 5, common to the nucleation nozzles 3 and atomizing nozzles 4, water is pumped from the water system at a pressure of 15-30 atmospheres, produced by a pump, not shown in the drawing. The minimum water expenditure is 6 liters per hour at a pressure of 15 atm. As the pressure increases, the amount of water dispensed also increases. The atomizing heads 4 (Fig. 3) are equipped with four water nozzles 4-1 containing swirlers 4-2 which give the water jets a rotary motion at the outlet of the nozzles 4-1. The water nozzles 4-1 with turbulators 4-2 are located in the stem 4-3 embedded in the body 4-4 of the head 4. The construction of the nucleation head 3 implements the method of producing ice spores 8. As shown in Fig. 4, Fig. 5 and Fig. 6 in the nucleation head 3 centrally located a line 3-1, conducting water from the collector 5, ending with a water nozzle 3-2, equipped with a water swirler 3-3, which causes the water stream to swirl and gives it a rotary motion at the nozzle outlet 3-2 . The water ejected from the nozzle 3-2 is sprayed in the form of a plume 10. The casing of the water swirler 3-3 comprises a cylindrical portion 3-4, which becomes a conical portion 3-5, which becomes a cylindrical portion 3-6, terminating in a 3-7 collar. frusto-conical shape, the larger base 3-8 of which coincides with the plane 3-9 of the outlet of the water-jet 3-2.

Dysza wodna 3-2 z obudową zawirowywacza 3-3 jest osłonięta kołpakiem 3-10, w którym ścianka 3-11 otworu wylotowego ma kształt stożka ściętego o płaszczyźnie 3-12 większej podstawy pokrywającej się z płaszczyzną 3-9 wylotu dyszy wodnej 3-2.The water nozzle 3-2 with the swirl housing 3-3 is covered by a cap 3-10, in which the wall 3-11 of the outlet has the shape of a truncated cone with a plane 3-12 of the larger base coinciding with the plane 3-9 of the outlet of the water nozzle 3-2 .

Od strony korpusu 3-13 głowicy nukleacyjnej 3 kołpak 3-10 zawiera część cylindryczną 3-14 osadzoną na korpusie 3-13 głowicy 3, przechodzącą schodkowo w część cylindryczną 3-15, osłaniającą część cylindryczną 3-4 dyszy 3-2, która przechodzi dalej w część stożkową 3-16 osłaniającą część stożkową 3-5 dyszy 3-2, a następnie przekształca się w kołnierz 3-17. Pomiędzy obudową zawirowywacza 3-3 i kołpakiem 3-10 utworzony jest kanał 3-18, przez który powietrze z układu dopływu powietrza (fig. 8) jest tłoczone do głowicy nukleacyjnej 3 pod ciśnieniem 2,8-3,0 atm, porywając wodę wyrzucaną przez dyszę wodną 3-2. Jak pokazano na fig. 5 kanał 3-18 zwęża się w części 3-19, poPL 198 873 B1 między zewnętrzną powierzchnią stożkowej części 3-5 obudowy zawirowywacza 3-3 i wewnętrzną powierzchnią stożkowej części 3-16 kołpaka 3-10, a następnie w postaci szczeliny 3-20 rozszerza się w stronę otworu wylotowego dyszy powietrznej 3-20. Powietrze w kanale 3-18 płynąc przez zwężającą się część 3-19 nabiera zwiększonej prędkości, a następnie ulega gwałtownemu rozprężeniu w szczelinie dyszy 3-20, co powoduje ochłodzenie powietrza, do temperatury około -40°C. Wylatujące ze szczeliny dyszy 3-20 powietrze 11 ma szybkość naddźwiękową i uderzając w pióropusz 10 rozpylonej wody powoduje kolejno powstanie mgły wodnej, schłodzenie drobin wodnych i utworzenie strumienia zarodników lodowych 8. Ilość zarodników lodowych 8 determinuje sprawność agregatu zaśnieżającego. Regulacja procesu powstawania zarodników 8 jest prowadzona poprzez zmianę ilości wody przepływającej przez głowicę nukleacyjną 3.On the side of the body 3-13 of the nucleating head 3, the cap 3-10 comprises a cylindrical part 3-14 seated on the body 3-13 of the head 3, passing stepwise into a cylindrical part 3-15, covering the cylindrical part 3-4 of the nozzle 3-2 which passes through further into a tapered portion 3-16 covering the tapered portion 3-5 of the nozzle 3-2, and then into a flange 3-17. A channel 3-18 is formed between the swirl housing 3-3 and the cap 3-10, through which air from the air supply system (Fig. 8) is forced to the nucleation head 3 at a pressure of 2.8-3.0 atm, entraining the ejected water through the water nozzle 3-2. As shown in Fig. 5, the channel 3-18 is tapered in portions 3-19, between the outer surface of the conical portion 3-5 of the swirler housing 3-3 and the inner surface of the conical portion 3-16 of the cap 3-10, and then in the form of a slot 3-20 widening towards the outlet of the air nozzle 3-20. The air in the channel 3-18, flowing through the tapering portion 3-19, gains an increased speed, and then rapidly expands in the nozzle gap 3-20, which causes the air to cool down to a temperature of about -40 ° C. The air 11 escaping from the nozzle slot 3-20 has a supersonic velocity and hitting the plume 10 of the sprayed water causes successively the formation of a water mist, cooling of the water particles and the formation of a stream of ice spores 8. The number of ice spores 8 determines the efficiency of the snowmaking unit. The regulation of the spore formation process 8 is carried out by changing the amount of water flowing through the nucleation head 3.

Jak pokazano na fig. 1 wytworzone zarodniki lodowe 8 są wstrzeliwane w strumień 2 powietrza, wytworzonego przez wentylator, pod kątem ostrym w stosunku do podłużnej osi 6 obudowy 1 agregatu.As shown in Fig. 1, the generated ice spores 8 are shot into the air stream 2 produced by the fan at an acute angle with respect to the longitudinal axis 6 of the casing 1 of the aggregate.

Jednocześnie rozpylona woda 9 z głowic atomizujących 4 jest wstrzeliwana w strumień powietrza 2 pod kątem ostrym w stosunku do osi podłużnej 6 obudowy 1 urządzenia.Simultaneously, the sprayed water 9 from the atomizing heads 4 is shot into the air stream 2 at an acute angle with respect to the longitudinal axis 6 of the housing 1 of the device.

Zarodniki lodowe 8 przenikają strumień kropel wody 9 z głowic atomizujących 4, od wewnątrz na zewnątrz.The ice spores 8 penetrate the stream of water droplets 9 from the atomizing heads 4 from the inside to the outside.

Strumień powietrza 2, wytworzony przez wentylator, jest w pewnym stopniu zawirowany i natrafiając najpierw na strumień zarodników lodowych 8 z głowic nukleacyjnych 3, a następnie strumień kropel wody 9 z głowic atomizujących 4 powoduje dokładne wymieszanie zarodników lodowych 8 z cząsteczkami wody 9, co w efekcie daje sztuczny śnieg 12.The stream of air 2, produced by the fan, is somewhat swirled and, meeting first the stream of ice spores 8 from the nucleation heads 3, and then the stream of water drops 9 from the atomizing heads 4, the ice spores 8 are thoroughly mixed with the water particles 9, which in effect gives artificial snow 12.

Ilość zarodników lodowych 8 w stosunku do ilości kropel wody 9 decyduje o sprawności wytwarzania śniegu i jakości śniegu.The number of ice spores 8 in relation to the number of water droplets 9 is decisive for the efficiency of snow production and the quality of the snow.

Jak pokazano na fig. 7 głowice nukleacyjne 3 i głowice atomizujące 4 są podłączone szeregowo do układu grzewczego, w którym ogrzewany płyn niezamarzający przepływa poprzez układ przewodów 13 zatopionych w korpusach 3-13, 4-4 poszczególnych głowic nukleacyjnych 3 i głowic atomizujących 4. Płyn niezamarzający jest ogrzewany w zbiorniku 14 przy pomocy grzałki 15, sterowanej elektronicznie ze skrzynki sterowniczej. Układ ogrzewania głowic nukleacyjnych 3 i głowic atomizujących 4 ma na celu zabezpieczenie głowic 3, 4 przed rozerwaniem przez zamarzniętą wodę w przypadku wyłączenia określonej głowicy 3, 4. Tym samym układ grzewczy zabezpiecza przed rozerwaniem głowice 3, 4, które aktualnie są wyłączone podczas pracy agregatu.As shown in Fig. 7, the nucleation heads 3 and the atomizing heads 4 are connected in series to a heating system in which the heated antifreeze flows through a system of conduits 13 embedded in the bodies 3-13, 4-4 of the individual nucleation heads 3 and the atomizing heads 4. The fluid antifreeze is heated in the tank 14 by means of a heater 15, electronically controlled from the control box. The heating system of the nucleation heads 3 and atomizing heads 4 is designed to protect the heads 3, 4 against bursting by frozen water in the event of switching off a specific head 3, 4. Thus, the heating system protects the heads 3, 4, which are currently turned off during operation of the unit, against bursting. .

Jak pokazano na fig. 8 po zakończeniu pracy agregatu zaśnieżającego załączany jest układ przedmuchiwania i osuszania instalacji hydraulicznej, w tym głowic nukleacyjnych 3 i głowic atomizujących 4. W tym celu podgrzane powietrze, tłoczone podczas zaśnieżania przez sprężarkę 16 do głowic nukleacyjnych 3 poprzez chłodnicę 17 i przewód 18, jest zaworem trójdrożnym 19 odłączane od chłodnicy 17 oraz przewodu 18 i podłączane do kolektora wodnego 5. Przedmuchiwanie układu hydraulicznego z głowicami 3, 4 powoduje ich wysuszenie od wewnątrz po zakończeniu pracy agregatu, co zabezpiecza kolektor wodny 5, a przede wszystkim głowice 3, 4 przed zniszczeniem podczas mrozów.As shown in Fig. 8, after completion of the snowmaking unit, the blowing and drying system of the hydraulic system, including nucleation heads 3 and atomizing heads 4, is switched on. For this purpose, heated air, forced during snowmaking by the compressor 16 to the nucleation heads 3 through the cooler 17 and conduit 18 is a three-way valve 19 disconnected from the radiator 17 and conduit 18 and connected to the water manifold 5. Blowing the hydraulic system with the heads 3, 4 causes them to dry from the inside after the end of the aggregate operation, which is protected by the water collector 5, and above all the heads 3 , 4 against destruction in frost.

Wysuszenie instalacji ma decydujące znaczenie przed ponownym uruchomieniem agregatu zaśnieżającego, ponieważ urządzenie jest gotowe do pracy bez potrzeby odmrażania podzespołów, w tym przewodów i głowic 3, 4.Drying out the system is critical before restarting the snowmobile, as it is ready for operation without the need to defrost components, including hoses and heads 3, 4.

Claims (1)

1. Agregat zaśnieżający zawierający obudowę w kształcie leja, wewnątrz której jest zamocowany wentylator, wytwarzający strumień powietrza wypychający sztuczny śnieg na stok oraz zawierający na zewnątrz, od strony wylotowej powietrza wieniec głowic nukleacyjnych i głowic atomizujących z dyszami, znamienny tym, że osie symetrii głowic nukleacyjnych (3) tworzą z osią symetrii (6) obudowy (1) kąt (α) równy 39°, a osie symetrii głowic atomizujących (4) tworzą z osią symetrii (6) obudowy (1) kąt (β) wynoszący 32°, przy czym głowice nukleacyjne (3) i głowice atomizujące (4) są podłączone szeregowo do układu grzewczego, w którym płyn niezamarzający jest ogrzewany w zbiorniku (14) przy pomocy grzałki (15) sterowanej elektronicznie ze skrzynki sterowniczej, a także podłączone szeregowo do układu przedmuchiwania i osuszania instalacji hydraulicznej, w tym głowic (3, 4), w którym podgrzane powietrze, tłoczone podczas zaśnieżania przez sprężarkę (16) do głowic nukleacyjnych (3) poprzez chłodnicę (17) i przewód (18), jest odłączane od chłodnicy (17) oraz przewodu (18) i podłączane do kolektora wodnego (5).1. Snow-making unit, comprising a funnel-shaped housing, inside which a fan is mounted, generating an air stream that pushes artificial snow onto the slope, and containing outside, on the air outlet side, a ring of nucleation heads and atomizing heads with nozzles, characterized in that the symmetry axes of the nucleation heads are (3) form an angle (α) equal to 39 ° with the axis of symmetry (6) of the housing (1), and the axes of symmetry of the atomizing heads (4) form an angle (β) of 32 ° with the axis of symmetry (6) of the housing (1), whereby the nucleation heads (3) and atomizing heads (4) are connected in series to the heating system, in which the antifreeze is heated in the tank (14) by means of a heater (15) electronically controlled from the control box, and also connected in series to the purge system and drying of the hydraulic system, including the heads (3, 4), in which the heated air is forced during snowmaking by the compressor (16) to the nucleation heads (3) through the cooler (1 7) and pipe (18) are disconnected from the radiator (17) and pipe (18) and connected to the water manifold (5).