Brevet FR2376384A1 — publié le 19780728

La présente invention est relative à la structure nouvelle d'un canon à neige. On sait que l'expression "canon à neige" désigne un appareil dans lequel on réalise un mélange d'eau et d'air froid atmosphérique. Le jet dtair provoque la pulvérisation de l'eau lors du mélange tandis qu'il apporte des frigories qui abaissent la température de liteau. La détente du me lange air-eau entraine la formation de neige à la sortie d'une buse.des appareils sont utilisés dans les stations de sports dthivert lorsque les conditions atmosphériques empOchent la chute de neige naturelle sur les pistes (froid trop intense, temps sec). Dans les systèmes connus, il faut prévoir, outre une arrivée d'ean, un branchement électrique ou une alimentation en air pour amener un volume d'air atmosphérique, donc une quantité de frigories, suffisamment important pour refroidir un débit d'eau prédéterminé. Ce débit n'est pas réglable pendant le fonctionnement de l'appareil. En particulier, les canons connus ne permettent pas de s'adapter aux conditions atmosphériques extérieures. Cet inconvénient est important. En effet, on peut Titre amené à faire fonctionner ces appareils durant plusieurs jours et plusieurs nuits, sans interruption. Or, surtout en haute montagne, les conditions atmosphériques locales peuvent varier très rapidement. Par exemple, lorsque la température stadoucit, une quantité donnée d'air ne fournit plus qu'une quantité réduite defrigories. n faut alors : - arrêter le fonctionnement de l'appareil - changer la buse pour adapter le débit d'air au débit d'aau, améliorer le refroidissement du mélange air-eau et pulvériser plus finement làeau à transformer en neige. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et de réaliser un canon à neige de type nouveau, premettant le refroidissement et la pulvérisation d'un impontant débit d'eau de façon à produire une neige de la qualité recherchée, quelles que soient les conditions atmosphériques. Un canon à neige selon l'invention comprend une arrivée d'eau et une admission d'air atmospherique, l'eau et l'air se mélangeant en amont d'une buse, et in est caracterisé en ce qu'il comporte un système convergent-divergent dont le col est muni d'un moyen pour régler le débit de mélange air-eau, tandis que ce dispositif est logé au centre d'un carénage périphérique, comportant une extrémité arriere ouverte sur l'extérieur , le jet de mélange air-eau créant, par effet de trompe, un flux d'air secondaire etun nouvel apport de frigories. Suivant une autre caractéristique, le carénage comporte -une partie arrière convergente -une portion centrale contractée -une partie avant divergente. Suivant une autre caractéristique, la portion convergente ai rière du carénage comporte, sur sa face interne, une tôle ce stituant un tronc de cône relié par un ou plusieurs bras radi aux une bague annulaire de révolution. Cette bague peut être engagée sur la paroi externe de l'ensemble de réglage du jet primaire. île peut être règle longitudinalement pour faire coïncider la section contractée du carénage et la zone où le mélange air-eau primaire est le plus homogene. Suivant une autre caractéristique, le débit d'eau admis dans l'appareil débouche dans un tube annulaire, en aval du con vergent, tandis que l'admission d'air primaire se fait dans un tube coaxial et logé au centre du tube annulaire, le courant d'eau créant un effet de trompe qui aspire l'air primaire tan dis que le mélange est refoulé à travers le système convergent divergent équipé d'une pièce mécanique ou "olive" réglable lo- gitudinalement pour fermer plus ou moins le col du système con vergent- divergent.Par aillenrs, l'air pràmaire peut être Suivant une autre caractéristique la pièce de réglage en forme d'olive est solidaire d'une extrémité d'une tige longitu- dinale de manoeuvre, l'autre extrémité de cette tige débuchant à l'extérieur du canon pour être reliée à un moyen de commande et de réglage de la position de l'olive par rapport au col du système convergent-divergent. Ainsi, sans interrompre le fonctieau onncmont de l'appareil, on peut régler le rapport,notamair ment en function desconditons atmosphériques extérieures. Suivant une autre caractéristique, le tube annulaire d'ar rivée d'eau comporte, en arrière du carénage, des pattes latéra- les pour la mise en place d'un axe de liaison de l'ensemble du canon au sommei d'une platine, Cette platine est po rvune de per foratians susceptibles de recevoir une goupille d positionne ment et d'orentation. L'extrémité inférioure arriére du caré nage peut êvre fondue pour peruettre, pa exemple d'incliner vers le bas l'avan du canon. Parmi les avantages de l'invention, le flux d'air secundaire améne un excès de frigories et permet de refroidir un débit d'eau plus illportant. Le réglage de l'olive du dispositif mélangeur permet de régler le canon en marche, notammcnt en fonction de la température et de l'hygrom6trde extérieues. Enfin, la position réglable du canon permet d'augmenter l'efficacité de l'appareil ( le "dard" du jet primaire est positionné au niveau de la-ees- tion c ;ltractée du oarénageç tandis que le flux d'air secondaire constitue un dispositif qui réduit le bruit de l'appareil. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. en Fig. 1 est uno vue coupe médiane longitudinale montaant la disptsition d'ensembleod'un canon à neige selon l'invention. Fig. 2 est une demi-coupe suivant les flèches II.II(fig.1) Fig. 3 montre les flux d'air primaire et d'air secondaire Fig. 4 est une vue détaillée du dispositif mélangeur air-eau, dispositif de réglage de l'olive. Fig. 5 montre la liaison entre le carènage et le système convergent-divergent et le réglage longitudinal des positions respeetives des deux ensembles. Fig.6 et 7 illustrent l'utilisation des passibilités de réglage de l'appareil pour obtenir les conditions optimales de fong- tionnement. Les dessins montrent un canon à neige comportant une alimentation on eau t qui débouche dans un tube annulaire 7 disposé en arrière d'un système à convergent-divergent 3,ün flux d'air primaire se fait par un orifice 2 relié à un tube 8 placé au centre et cnaxialcment au tube 7. L'extrémit avant du tube 7 est emboîtée sur l'arrière du convergent-divergent 3 dont le col 3a peut être obstrué par une pièce 4 fixée à l'extrémité avant d'une tige 5. Le montage de cette tige 5 sera décrit plus loin. Cet ensemblc mélangeur est porté par une platine 9. La liaison est assurée par deux axes 10. Les parois cylindriques extérieures du tube 7 et du convergent-divergent 3 présentent le même diambtre Elle peuvent recevoir une bague 11 équipée d'un moyen de blocage et munie de bras radiaux 12 qui solidarisent avec une tôle 13 soudée ou visséosur la face interne de la partie convergente d'un carénage 6 ouvert à son extrémité arrière L'orientation du dispositif est déterminéeà l'aide d'au moins une goupille susceptible d'être engagée dans des orifices du tube d'arrivée d'eau et de la platine. Pour permettre l'orien- tntlon vers le bas du carénage 6, la zone arrière inférieure 15 (fig 1 et 2) La fig. 3 montre uniquement les éléments nouveaux de la strue t -ure du canon selon l'invention.Il s'agit -du carénage 6 porté par l'intermédiaire d'une bague cylindrique 11, par le mélangeur convergent-divergent et à débit ajus- table -du dispositif de réglage du débit dans le mélangeur 3, ce dispositif comprenant essentiellement une pièce d'obturatlon 4, une tige longitudinale 5 et un volant de réglage 16 -du flux air secondaire 17 aspiré à travers la partie arrière du carénage par le jet primaire sortant du système mélangeur 3 -de la possibilité de rdgler longitudinalement le carénage 6, simplement en débloquant la bague Il et en la faisant coulisserle long de la glissière constituée par les parois extérieures du tube 7 et du mélangeur 3. Le dispositif de réglage de débit d'eau est détaillé sur la--fig. 4.La tige longitudinale 5 comporte une partie arrière lisse et une partie avant filetée. Elle est reliée à l'olive 4, et, à l'arrière, à un volant de manoeuvre 16. Le tube 8 d'admission d'air porte un palier étanche 18 et une pièce taraudée 19 qui constituent les supports de la tige pour le positionnement lDngitudinal de l'olive 4 par rapport au col 3a lorsqu'on agit sur le volant de manoeuvre 16. La tige se déplace suivant la double flèche 20 en entrainant l'olive 4 qui augmente ou réduit le débit à travers le col 3a La fig. 5 montre un système pour le réglage longitudinal (suivant la double flèche 21) du carénage 6. L'extrémité dtune vis 22 peut coulisser par exemple dans une rainure longitudi nale prévue sur la paroi extérieure du convergent-divergent 3. Cette vis 22 est montée dans la bague cylindrique 11, c'est-adire qu'elle estt salidaire du carénage 6 dont l'axe 25 est confondu avec l'axe du dispositif pour le réglage de débit. Oit comprend qu'il suffit de desserrer la vis 22 pour permettre une bonne tenue du caraage. Loraque ce dernier est à la position voulue par rapport à la sortie du jet primaire (sortie du divergent) onr@srre la vis de blocage 22. Le carnage d'adgis- -fon d'air secondaire et le mélangeur du jet primaire sont alors rigoureusement positionnés l'un par rapport à l'autre. Bien entendu, l'effort de blocage de la vis 22 pourrait autre réalisé directement sur la face extérieure du tube 7 entre la pièce 3.Le déplocement longitudinal de l'olive (réglage du débit du jet primaire ainsi que le déplacement longitudinal du carénage 6 (position de l'orifice d'admission du flux d'air seconaire par rapport au jet ) permettent de se placer dans les meilleures conditions de fonctionnement, comme o' l'a illustré sur les fig. 6 et 7.En fig 6, on a un mauvais réglage dû par exemple à un débit d'eau trop important pour les conditions atmosphériques extérieures de fonctionnemont (l'air apporte pen de frigories ; le jet d'air primaire est long, tandis que le flux d'air secondaire est insuffis ant). Le jet de mélange est homogène a la pointe de la forme 6 en oval. Le fonotionnement est le plus efficace lorsque cette pointe se trouve au niveau de la section la lus étroite 6b du carénage. Pour obtenir ce résultat, ltopérateur peut jouer simultaném-ent sur deux réglages j t a) la pointe 27 étant-en avant de la section 6b, il peut réduire le débit d'eau en retirant l'olive 4 pour obstruer le col3a; b) en même temps, il peut débloquer la vis 22 et faire glisser le capot vers l'avant du convergent- divergent 3 de façom. à amener la section 6b au niveau de la pointe 27 où le jet de mélange primaire air-eau est parfaitement homogène. Ce double réglage est illustré par les figures 6 et 7. Sur la fig. 6, la pulvérisation de l'eau du canon n'est pas réglée. Le jet de mélange primaire 26 est trop long, tandis que le car nage 6 est situé trop en arrière du convergent-di-vergent 3. Les organes réglables longitudinalement sont dépocé@ suivant les flèches 20 (réduction du débit) etXou 21 ment du carénage 6). La fig. 7 représente la position normalé de fonctionnement -l'eau est, dans un premier temps, refroidie et pulvérisée par le flux d'air primaire, le mélange air-eau sort sous la forme d'un jet de flnide 26 par le col du système eonvergent-diver- gent 3 qui provaque une compression et une détente de l'air -par l'arrière au carénage 6, un flux d'air secondaire 17 prélevé également dans l'atmosphére, c'est-é-dire à basse @em- perature, vient diluer le jet 26, en lui fouroissant une nouvell quantité de frigories, tandis que Le forme convergente-divergente du carénage provoque une nouvelle détente de l'air et une nouvelle pulvérisation de l'eau qui se transfortne en neige. On voit que le déhit du mélonge pri@alre @6 est réglable cor le système à olive X, à partir d'un volant de manoeuvre 16 (ou de tut autre moyenç disposé à l'extéricur du canon (fig i) Des joints d'étanchéité et des moyens pour le blocage ou le positionne ent des différonts organex de l'apparoil sent prévu de façon à permettre n réglage longitudinal aisé et une immobilisation parfaite dans la position désiree. Enfin l'axe longitudinal 25 du canon à neige est orientable cran par cran dans un plan vertical par pivotement autour de l'axe 10 et par imm@bilisation sur la platine 9 à l'aide d'une goupille (non représentéeç) susceptible d'être engagée dans les orifices 1 et 14a (fig.1 et 2). Par ailleurs la platine porteuse 9 est montée sur un arbre vertical 30 (fig. 1) suscentible de pivoter autour de son axe 31 pour orienter angulairement l'axe 25 par une rotation suivant une direction horizontale. Les principaux avantages de l'invention sont les suivants -la création d'un flux d'air secondaire augmente le rap- port d'air dans le mélange air-eau, si bien que l'on peut refroidir un débit d'aau plus lmpùrtant que dans les systèmes connus (les frigories sont aportées par l'air atmosphérique) -Ce flux d'air secondaire constitue un appareil à silencieux qui réduit le bruit de fonctionnement -le réglage par le système à olive permet d'adapter en permanence le fonctionnegent de l'appareil aux conditions atmosphériques extérieures, en réglant le débit d'eau sans arrêter le fonctionnement -Ces réglages sont simples et faciles, et rapidement réalisés. Ejen entendu, l'exemple de construcion illustré sur les dessins et déordi précédemment n'est donné qu'é titre d'exemple non limitatif On ne sortirait pas du cadre de l'invention en modifiant des détails de réalisation. on peut par exemple remplacer le volant de manoeuvre 16 par un système mécanisé, monter un capotage supplémentaire annulaire qui fournirait un flux d'air tertiaire. onnnoterà enfin que l'admission d'air atmoshèrique (aussi biun pour le flux d'air primaire 28 que pour le flux d'air secondaire 17 )est assurée par effet d'aspi@ation du délit d'eau (fléche 29). Ainsi, le canon de l'invention ne nécessite qu'un seul branchement, à savoir une alimention en eau. Par ailleurs, le canon à neige de l'invention peut fonctionne tionneravec de l'air primaire envoyé sous pression à l'en trée du convergent-divergent. Dans ce mode dS réalisation, l'air primaire provient, par exemple, d'un compresseur (non représenté. - REVENDICATIONS 1 - Canon à neige comprenant une canalisation de l'eau et une canalisation pour l'admission d'air froid atmosphérique, l'eau et l'air se mélangeant au niveau d'une buse pour former un jet d'eau pulvérisée et refroidie, caractérisé en ce que la buse est constituée par un système à convergent-divergent définissant un col et équipé d'un dispositif ajustable longitudinalement pour régler la section libre du col et le débit de mélange air-eau pulvérisée circulant à travers cette section, tandis que l'ensem- ble de ce système est disposé à l'intérieur et suivant l'axe d'un carénage comportant une extrémité arrière largement ouverte sur l'extérieur, si bien que l'arrivée d'eau crée, par effet de trompe, l'aspiration de l'air primaire en amont de la buse alors que le jet primaire de mélange air-eau pulvérisée crée, de la mQme façon, un flux d'air secondaire et un nouvel apport de frigories. 2 - Canon à neige suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carénage comporte une partie arrière convergente, une portion centrale contractée et une partie avant divergente, ce carénage constituant sensiblement une surface de révilution. 3 - Canon à neige suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie convergente du carénage comporte, sur sa face interne, une tSie de forme constituant par exemple un tronc de cône solidaire du carénage et relié par aa moins un bras radial. à une bague annulaire de révolution capa ble d'autre engagée et réglée longitudinalement sur la paroi ea- terne de l'ensemble convergent-divergent 4 - Canon à neige suivant la revendication 3, caractérisée en ce ce que la bague annulaire est munie d'une vis de blocage radiale quton peut serrer sur la paroi externe du système d'admission d'air primaire et d'arrivée d'eau, pour positionner l'extrémité arrière de la partie convergente du carénage de telle façon que le flux d'air secondaire et le jet primaire de mélange air pri maire-cau se fasse au niveau de la portion contractée du caré nage. 5 Canon à neige suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau est envoyée,en amont du convergent-divergent, dans un tube annulaire longitudinal au centre duquel est positionné un tube coaxial d'admission d'air, le courant d'eau créant-un effet de trompe qui aspire l'air atmosphérique,primaire, chargé de fri gories, tandis que l'effet d'aspiration ainsi créé refoule le mélange air-eau à travers le col du convergent-divergent. 6 - Canon à neige suivant les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que le système convergent-divergent est équipé d'une pièce mécanique désignée, à cause de sa forme générale, sous le nom d'"olive" , cette pièce étant fixée à l'extrémité avant d'une tige longitudinale,portée par des moyens assurant son positionnement, son déplacement axial ou son blocage, et munie de dispositifs de manoeuvre. 7 - Canon à neige suivant l'une quelconque des revendications 1, 5 ou 6, caractérisé en ce que l'olive est réglable longitudinalement pour fermer plus ou moins le col du système convergent-divergent, ce réglage étant effectué par la manoeuvre d'un volant fixé à l'extrémité arrière dela tige dépassant à l'extérieur du canon, une portion lisse de cette tige coulissant axialement et en rotai tion dans un palier lisse, alors qu'unie portion filetée de la tige est engagée dans un palier taraudé, ces paliers lisse et taraudé étant solidaires du tube d'admission dtair primaire. 8 - Canon à neige suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le palier lisse est soudé à l'intérieur et à l'extrémité arrière du tube d'air, tandis qu'un joint torique est logé dans une gorge de ce palier pour assurer l'étanchéité à l'air entre la tige et le palier. 9 - Canon à neige suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une seule alimenta~ tion en eau, l'air de refroidissement et de pulvérisation étant introduit en au moins deux temps, par effet d'aspiration, à savoir - dans un premier temps, un flux d'air primaire est amené en amont du convergent-divergent; ce flux se mélange à lban qu'il pulvérise pour former, en aval du divergent, un jet primaire refoulé à l'intérieur du carénage - dans un second trop*, un flux d'air secondaire péné tre à l'intérieur du carénage par son extrémité arrière ouverte; ce flux secondaire dilue le jet primaire et augmente le rapport airieau, tandis que les deux flux d'air sont directement prélevés dans l'atmosphère extérieure et assurent un refroidissement suffisant du débit d'eau réglable en cours de fonctionnement de l'appareil. 10 - Canon à neige suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que son axe est orientable par crans dans un plan sensiblement vertical et orientable de manière continue suivant une direction horizontale, le système d'arrivée d'eau et d'admission d'air étant porté par une platine montée au sommet d'un arbre vertical pivotant, Il - Canon à neige suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en combinant le réglage du débit d'eau,(c'est-à-dire la position de l'olive par rapport au col du système convergent-divergetit), le réglage longitudinal du carénage, l'orientation du canon avec les conditions atmosphériques extérieures ( en particulier la température ambiante et l'hygrométrie), on obtient un appareil fonctionnant dans les conditions optimales pour assurer une efficacité accrue, un temps et un bruit de fonctionnement réduits et une neige de la qualité désirée.