Brevet FR2784905A1 — publié le 20000428

TÊTE DE PULVÉRISATION POLYVALENTE UTILISABLE NOTAMMENT POUR LA FABRICATION DE NEIGE ARTIFICIELLE La présente invention concerne une tte de pulvérisation utilisable notamment pour la fabrication de neige artificielle. Cette tte de pulvérisation est plus particulièrement destinée à une installation du genre de celle décrite dans le document FR-2 743 872. Pour ce type d'installation, il est intéressant de pouvoir disposer d'une tte de pulvérisation qui s'adapte facilement à toutes les contraintes liées à son utilisation comme par exemple les contraintes liées aux conditions climatiques du site de l'installation. La présente invention propose une tte de pulvérisation polyvalente qui comporte des moyens lui permettant de fabriquer des quantités de neige artificielle, adaptées aux variations de conditions climatiques. La tte de pulvérisation selon l'invention comporte au moins deux buses alimentées de façon séparée par des circuits d'eau sous pression, ces buses sont disposées radialement sur la périphérie d'une chemise tubulaire dont l'axe est proche de la verticale dans les conditions normales de fonctionnement, laquelle chemise renferme un noyau qui est muni de cloisons radiales pour diviser de façon étanche t'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres, une chambre principale et au moins une chambre secondaire qui est mise en oeuvre après la chambre principale si nécessaire, lesquelles chambres servent à alimenter une ou plusieurs buses, lequel noyau est muni de canaux internes connectés sur lesdits circuits d'eau sous pression de façon à alimenter chaque chambre. Toujours selon l'invention, la partie supérieure de la tte de pulvérisation comprend un chapeau muni d'au moins un dispositif de pulvérisation faisant office de nucléateur et disposé à côté ou dans le champ de la ou des buses de la chambre principale, lequel dispositif est alimenté en eau et en air sous pression, laquelle alimentation s'effectue, pour l'eau, par le canal d'alimentation de ladite chambre principale, lequel canal transite dans ledit chapeau, et l'alimentation en air s'effectue au moyen d'un canal spécifique aménagé dans le noyau et dans le chapeau, au centre de ces derniers. Toujours selon l'invention, le dispositif de pulvérisation faisant office de nucléateur, se présente sous la forme d'un mini canon à neige à très grand rapport air/eau, au moins égal à 200, et il est constitué d'un corps tubulaire emmanché et fixé par tout moyen approprié dans une cavité radiale du chapeau et il comporte une chambre de mélange munie d'une part à son extrémité aval d'une buse dont la section de sortie correspond à la section d'un orifice circulaire dont le diamètre est au maximum de 10 mm et, d'autre part, vers sa partie amont, d'un ou plusieurs orifices radiaux de faible section de passage, pour l'introduction de l'eau sous pression dans ladite chambre de mélange, lesquels orifices sont aménagés dans la paroi dudit corps tubulaire, et sont en forme de diaphragme, l'extrémité amont de ladite chambre de mélange communiquant avec le canal d'amenée de l'air sous pression. Toujours selon l'invention, le ou les orifices d'introduction de !'eau sous pression dans la chambre de mélange ont une section très faible correspondant à un orifice circulaire dont le diamètre est inférieur à 1 mm afin d'éviter tout recours à un système de détendeur sur le circuit d'eau pour l'alimentation du nucléateur, lequel circuit peut ainsi fonctionner avec des pressions importantes, supérieures à 10 bars. Selon une autre disposition de l'invention, le ou les orifices d'entrée d'eau sous pression sont situés dans une zone du chapeau de la tte de pulvérisation, qui est aménagée de façon à permettre une circulation permanente de l'eau sous pression autour desdits orifices pour, en plus de l'alimentation desdits orifices, éviter les phénomènes de gel au niveau de ces derniers. Selon une disposition préférentielle de l'invention, les orifices d'introduction de l'eau sous pression dans la chambre de mélange sont au nombre de trois répartis dans un plan perpendiculaire à l'axe de ladite chambre. Selon une autre disposition de l'invention, toujours dans le but d'éviter les phénomènes de gel au niveau de la tte, les différents canaux d'alimentation des chambres de ladite tte débouchent à la partie inférieure de chaque chambre permettant ainsi une vidange totale de ces dernières lors de l'arrt de l'installation, et le canal de la chambre principale, qui transite dans le chapeau, comporte dans sa branche retour allant dudit chapeau à ladite chambre principale, un canal de vidange qui s'étend entre l'extrémité inférieure de ladite chambre et le canal d'arrivée aménagé dans le noyau. Selon une autre disposition de l'invention, le noyau comporte à sa partie inférieure un épaulement radial qui permet de placer la surface d'extrémité inférieure de la chemise de la tte en butée, laquelle chemise est immobilisée et verrouillée au moyen du chapeau qui est fixé par vis sur l'extrémité supérieure dudit noyau. L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels : -la figure 1 représente la tte de pulvérisation selon l'invention avec une coupe au niveau de la chemise et du chapeau et au niveau d'un dispositif de pulvérisation pour la nucléation ; -la figure 2 représente d'une façon détaillée et agrandie, un orifice d'introduction d'eau sous pression dans la chambre de mélange du dispositif de pulvérisation pour la nucléation ; -la figure 3 représente une vue de dessus de la tte de pulvérisation ; -la figure 4 représente la tte en coupe selon 4-4 sur la figure ; -la figure 5 représente la tte en coupe selon 5-5 sur la figure 1, -la figure 6 représente la tte en coupe selon 6-6 sur la figure 1. La tte de pulvérisation représentée figure 1, est plus particulièrement destinée à tre installée à l'extrémité d'une perche comme dans le cas de l'installation décrite dans le brevet précité FR-2 743 872 de la demanderesse. Entre la tte de pulvérisation 1 proprement dite et t'extrémité supérieure du mât 2, une pièce 3 peut servir d'intermédiaire, comme représenté figure 1. Cette pièce 3 est légèrement coudée pour donner à la tte 1 une inclinaison favorable, proche de la verticale, ou légèrement inclinée pour provoquer une pulvérisation de l'eau selon un angle qui favorise une projection sur la plus grande distance possible en fonction des besoins et du site. La tte 1 est constituée d'une chemise tubulaire 4 et d'un noyau cylindrique 5 centré dans ladite chemise, lequel noyau comporte des cloisons radiales circulaires qui divisent t'espace interne entre ladite chemise et ledit noyau, en plusieurs chambres. Ainsi on trouve-une chambre principale 6, à la partie supérieure de la tte délimitée par les cloisons 7 et 9 du noyau 5,-une chambre 10 délimitée par les cloisons 9 et 11 et une chambre inférieure 12 délimitée par les cloisons 11 et 13. La cloison 13 est située à la partie inférieure du noyau 5 et la cloison 7 à la partie supérieure. Chaque chambre comporte un ou plusieurs gicleurs 15 alignés sur une ou plusieurs génératrices de l'enveloppe cylindrique de la chemise 4. La chambre 6 qui constitue la chambre principale peut comporter plusieurs gicleurs 15 répartis sur plusieurs génératrices. Les gicleurs 15 des chambres 10 et 12 sont des gicleurs complémentaires qui sont mis en oeuvre indépendamment de ceux de la chambre 6, en fonction des conditions climatiques pour accroître selon ces conditions climatiques les quantités de neige produite. Chaque chambre est alimentée par un canal qui débouche à sa partie inférieure. On remarque, figure 1, l'orifice 16 qui débouche dans la chambre 6 à sa partie inférieure c'est-à-dire au niveau de la cloison 9 du noyau 5. Un orifice 17 débouche à la partie inférieure de la chambre 10 au niveau de la cloison 11, et un orifice 19 débouche dans la chambre 12 au niveau de la cloison 13. L'étanchéité entre la chemise 4 et les différentes cloisons 7,9,11 et 13, est réalisée au moyen de joints d'étanchéité toriques 20 disposés dans l'épaisseur desdites cloisons. La partie inférieure du noyau 5 comporte une embase 21 en forme d'épaulement radial sur laquelle prend appui l'extrémité inférieure 22 de la chemise 4. Le noyau 5 s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure 23 de la chemise 4 et il est couvert par un chapeau 24 qui est fixé par des vis 25 dans l'extrémité cylindrique supérieure 26 du noyau 5. Le plan de joint 27 entre la chemise 4 et le chapeau 24 est disposé entre le joint torique 20 de la cloison 7 et un joint torique 29 disposé dans une gorge aménagée dans l'extrémité cylindrique supérieure 26 du noyau 5. Le chapeau 24 est positionné par rapport au noyau 5 d'une façon précise soit au moyen d'une répartition originale des vis 25 ou d'un pion de centrage. Cette position du chapeau 24 permet de placer la chemise 4 dans une position précise également au moyen d'un pion de centrage 30 interposé entre les deux au niveau du plan de joint 27. Le chapeau 24 comporte au moins un dispositif de pulvérisation 31 qui fait en fait office de nucléateur, pour fabriquer des particules de neige qui ensuite vont ensemencer les différents jets de la tte de pulvérisation. Ce dispositif de pulvérisation 31 comporte un corps cylindrique 32 inséré radialement dans un orifice aménagé à cet effet dans le chapeau 24, et une buse ou gicleur 33 qui est de préférence orientée vers les jets des différentes buses ou gicleurs 15 de façon à les percuter pour réaliser l'ensemensement. Le corps 32 du dispositif de pulvérisation est fixé par tout moyen approprié dans le chapeau 24, par vissage par exemple ; il sera détaillé plus loin. Les gicleurs 15 sont alimentés à partir de canaux qui amènent l'eau sous pression dans les différentes chambres. La répartition de ces canaux dans le noyau 5 apparaît sur les différentes coupes représentées figures 4 à 6 et, en pointillés sur la figure 1. Le dispositif de pulvérisation 31 qui constitue en fait une sorte de mini canon à neige à très grande rapport air/eau, au moins égal à 200, est alimenté en eau sous pression au moyen de l'un des canaux d'alimentation des chambres et en particulier au moyen du canal qui alimente la chambre principale 6. Ce mini canon est également alimenté en air sous pression. On remarque, sur les figures 4 à 6 et figure 1, un canal 35 disposé au centre du noyau 5, qui se prolonge jusque dans le chapeau 24, en forme de trou borgne central. Ce canal 35 permet d'amener l'air sous pression jusqu'au niveau du dispositif de pulvérisation 31 dont le corps tubulaire 32 débouche dans le canal 35, au niveau du chapeau 24. La chambre 6 qui correspond à la chambre principale, disposée juste endessous du dispositif de pulvérisation 31, est alimentée en eau sous pression au moyen d'un canal 36 qui s'étend lui aussi jusque dans le chapeau 24, lequel chapeau comporte une cavité annulaire 37 qui est traversée par le corps 32 du dispositif de pulvérisation 31. Ainsi le canal 36 qui s'étend sur toute la longueur du noyau 5 communique avec la cavité annulaire 37 aménagée dans le chapeau 24 et un second canal 39 s'étend de la cavité 37 du chapeau 24, dans le noyau 5, jusqu'à la partie inférieure de la chambre 6 débouchant au niveau de l'orifice 16 dans ladite chambre. On remarque, figures 1 et 4, que la chambre 6 alimente plusieurs gicleurs 15, disposés par paires sur deux génératrices différentes. Ces gicleurs 15 sont alignés avec les gicleurs disposés au niveau des autres chambres 10 et 12 et également avec les dispositifs de pulvérisation 31. Comme indiqué précédemment, l'orifice 16 se situe à la partie inférieure de la chambre 6. On remarque, dans le prolongement de cet orifice 16, un petit canal 40 de faible diamètre, qui s'étend entre le canal 39 et le canal 36, disposé de telle façon qu'il permet une vidange totale de l'eau située dans la chambre 6, lorsque l'alimentation en eau est coupée. Le diamètre de ce canal 40 est de l'ordre du 1/5ème du diamètre des canaux 36 et 39 afin de conserver une circulation préférentielle de l'eau sous pression, dans la cavité 37 du chapeau 24 qui assure la jonction entre le canal d'arrivée 36 et le canal 39. La figure 5 montre une coupe au niveau de l'orifice 17 qui permet l'alimentation de la chambre 10 et des gicleurs 15. Cet orifice 17 est alimenté au moyen d'un canal 41 qui s'étend axialement dans le noyau 5. On retrouve également figure 5, le canal 35 disposé au centre du noyau dans lequel circule l'air comprimé et le canal 36 qui sert à alimenter la chambre 6 et dans le mme temps, à alimenter les dispositifs de pulvérisation 31 tout en assurant autour de ces dispositifs de pulvérisation, une circulation d'eau constante qui permet d'éviter le phénomène de gel au niveau de ces dispositifs de pulvérisation. La figure 6 correspond à une coupe au niveau de l'orifice 19 qui à alimenter la chambre 12 et les gicleurs 15. Cette chambre 12 est alimentée au moyen d'un canal 42 qui s'étend parallèlement au canal 41, au canal 36 et au canal central 35 qui sert au passage de l'air comprimé. On remarque que le canal 42 est situé sous le canal 39 centré pratiquement sur le mme axe. L'extrémité inférieure du canal 39 et l'extrémité supérieure du canal 42 sont séparées par une distance qui correspond sensiblement à la hauteur de la chambre 10. La figure 2 montre le détail de l'un des orifices d'introduction de !'eau sous pression dans le corps 32 du dispositif de pulvérisation 31. Ce corps 32, de forme tubulaire, comporte dans sa partie centrale une chambre axiale 43 qui débouche en aval du côté du gicleur 33 et qui est ouverte en amont sur le canal 35 dans le chapeau 24. Le diamètre de la chambre de mélange est sensiblement supérieur au diamètre du gicleur de sortie 33. L'eau sous pression qui sert à alimenter la chambre principale 6, est introduite de façon radiale dans la chambre de mélange au moyen d'orifices, de préférence trois orifices répartis sur la périphérie du corps 32, dont les jets peuvent tre concourants sur l'axe de ladite chambre de mélange. Ces orifices 44 qui apparaissent plus précisément figure 2, se situent plutôt vers l'amont de la chambre de mélange. Ces orifices ont un diamètre très faible de façon à avoir une section totale de passage qui soit au plus égale à une section d'un orifice circulaire dont le diamètre est de l'ordre de 1 mm. Comme représenté figure 2, la paroi externe du corps 32 est forée radialement avec un trou dont le diamètre est de l'ordre de 10 fois le diamètre de l'orifice 45 de sorte que l'eau sous pression est introduite dans la chambre de mélange 43 en passant par l'orifice 44 d'une sorte de diaphragme. La longueur de l'orifice 44 est du mme ordre que le diamètre dudit orifice. Ainsi, à titre d'exemple, pour une sortie au niveau du gicleur 33 de l'ordre de 5,2 mm, on adoptera un diamètre pour la chambre de mélange de l'ordre de 7 mm et chacun des trois orifices 44 aura un diamètre de l'ordre de 0,6 mm. Le fonctionnement de ce dispositif de pulvérisation 31 s'apparente à un mini canon à neige du type haute pression, dans lequel le rapport air/eau est très important, au moins égal à 200 et de préférence nettement supérieur. La tte de pulvérisation 1 et en particulier l'embase 46 du noyau 5 est fixé au moyen de vis 47 sur le raccord intermédiaire 3, lequel raccord 3 est lui- mme fixé au moyen de vis non représentées, sur l'extrémité du mât 2. La figure 3 montre la répartition des vis 25 qui permettent de fixer le chapeau 24 sur l'extrémité supérieure du noyau 5. La répartition des vis est telle, comme signalé précédemment, qu'elle impose une orientation précise de la tte par rapport au noyau 5 et par voie de conséquence, une orientation définie également pour la chemise 4 qui porte les gicleurs 15, au moyen du pion de centrage 30 interposé entre ladite chemise et ledit noyau. -REVENDICATIONS 1.-Tte de pulvérisation comportant plusieurs buses ou gicleurs (15) alimentés de façon séparée par des circuits d'eau sous pression, caractérisée en ce que lesdites buses sont disposées radialement sur la périphérie d'une chemise tubulaire (4) dont la position normale de fonctionnement est proche de la verticale, laquelle chemise renferme un noyau (5) qui est muni de cloisons radiales (7,9,11 et 13) pour diviser de façon étanche t'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres (6,10 et 12), une chambre principale (6) et au moins une chambre secondaire (10, 12), lesquelles chambres servent à alimenter une ou plusieurs buses ou gicleurs (15), lequel noyau est muni de canaux internes (36,39,41,42) connectés sur ledit circuit d'eau sous pression de façon à alimenter lesdites chambres. 2.-Tte de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie supérieure de ladite tte comprend un chapeau (24) muni d'au moins un dispositif de pulvérisation (31) faisant office de nucléateur, disposé à côté ou dans le champ de la ou des buses (15) de la chambre principale (6), lequel dispositif de pulvérisation est alimenté en eau et en air sous pression, laquelle alimentation d'eau s'effectue au moyen du canal (36) servant à alimenter ladite chambre principale, lequel canal (36) transite dans ledit chapeau (24) au moyen d'une cavité annulaire (37) et se poursuit dans le noyau (5) au moyen d'un canal (39), et l'alimentation en air du dispositif de pulvérisation (31) s'effectue au moyen d'un canal spécifique (35) aménagé dans le noyau (5) et dans le chapeau (24), au centre de ces derniers. 3.-Tte de pulvérisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de pulvérisation (31) faisant office de nucléateur, se présente sous la forme d'un mini canon à neige haute pression à très grand rapport air/eau, au moins égal à 200, lequel dispositif est constitué d'un corps tubulaire (32) emmanché et fixé dans une cavité radiale du chapeau (24) et il comporte une chambre de mélange (43), cylindrique, munie d'une part à son extrémité aval, d'une buse (33) dont la section de sortie correspond au moins à la section d'un orifice circulaire dont le diamètre est au maximum régal à 10 mm et, d'autre part, vers sa partie amont, d'un ou de plusieurs orifices disposés radialement, pour l'introduction de l'eau sous pression dans ladite chambre de mélange (43), lesquels orifices, de faible section, sont aménagés dans la paroi du corps tubulaire (32) qui se présente en forme de diaphragme, l'extrémité amont de ladite chambre de mélange (43) étant ouverte sur le canal (35) d'amenée de l'air sous pression. 4.-Tte de pulvérisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les orifices (44) qui servent à injecter l'eau sous pression dans la chambre de mélange (43) sont situés au niveau du chapeau (24) dans la cavité annulaire (37) qui assure la jonction entre le canal (36) et le canal (39) d'amenée de !'eau sous pression à la chambre (6), de façon à faire bénéficier la zone desdits orifices (44) d'une circulation permanente d'eau afin d'éviter les phénomènes de gel. 5.-Tte de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que les orifices (44) ont une section qui est choisie de façon à ce que la section totale soit au plus égale à celle d'un orifice circulaire dont le diamètre serait de 1 mm de façon à réaliser une perte de charge importante et éviter tout recours à un système de détendeur sur le circuit d'eau de la chambre principale (6) pour l'alimentation du dispositif de pulvérisation (31). 6.-Tte de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les canaux (39,41 et 42) qui servent à alimenter respectivement les chambres (6,10 et 12), débouchent à la partie inférieure desdites chambres, permettant ainsi une vidange totale de ces dernières lors de t'arrt de l'installation, le canal (39) de la chambre principale (6) comporte un canal (10) de faible section qui s'étend entre l'extrémité inférieure de ladite chambre et le canal (36) qui amène l'eau au canal (39) après avoir transité dans le chapeau (24) par la cavité annulaire (37). 7.-Tte de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le noyau (5) comporte à sa partie inférieure, un épaulement (21) sur lequel repose l'extrémité inférieure (22) de la chemise (4), laquelle chemise est immobilisée et verrouillée en position au moyen du chapeau (24) qui est fixé par vis sur l'extrémité cylindrique supérieure (26) dudit noyau, dans une position précise.