Brevet FR2908504A1 — publié le 20080516

DISPOSITIF DE PULVERISATION D'UN FLUIDE A DEBIT VARIABLE POUR LA FORMATION DE NEIGE ARTIFICIELLE La présente invention se rapporte à un dispositif de pulvérisation d'un fluide à débit variable pour la formation de neige artificielle. Une installation de production de neige artificielle comprend des canons à neige rapportés à l'extrémité de perches. Ces canons comprennent au moins une buse via laquelle est pulvérisé un fluide notamment de l'eau. Des moyens de nucléation sont également prévus pour favoriser la formation des cristaux. Pour la production de neige artificielle, on sait qu'il est important d'ajuster le débit du fluide pulvérisé en fonction de la température atmosphérique pour produire une quantité de neige optimale. En matière de canons à neige à débit variable, il existe principalement deux familles. Les canons à neige de la première famille comprennent plusieurs buses à débit fixe, le débit du canon étant ajusté en fonction du nombre de buses à l'état passant. Ce type de canon à neige ne donne pas pleinement satisfaction car pour obtenir une variation du débit sensiblement continue, il est nécessaire de prévoir un grand nombre de buses ce qui tend à complexifier le canon dans la mesure où pour chaque buse il est nécessaire de prévoir des moyens pour gérer le passage ou non du fluide. Les canons à neige de la seconde famille comprennent au moins une buse à débit 20 variable. Ainsi, il est possible d'ajuster en théorie le débit du fluide en fonction des conditions météorologiques. 2908504 2 Un exemple de canon à neige à débit variable est notamment décrit dans le document W094/10516. Selon ce document, la buse se présente sous la forme d'un conduit en tuyère avec, selon le sens d'écoulement du fluide, un convergent suivi d'un divergent 5 ayant un axe longitudinal correspondant à la direction du fluide. Pour contrôler le passage du fluide, la buse comprend un clapet susceptible de coopérer avec un siège formé par le divergent. Dans une forme simplifiée, le clapet a une forme tronconique pleine qui coopère avec la forme tronconique creuse du divergent. Selon une variante plus élaborée 10 décrite dans le document EP-1.386.668, le clapet et le divergent peuvent avoir des sections de forme elliptique. Selon ces modes de réalisation, on obtient un jet creux en raison de la zone d'ombre découlant du clapet disposé de manière sensiblement centrée par rapport à la veine fluidique. Dans la mesure où le jet est creux, il est nécessaire 15 de prévoir un diamètre de passage relativement important pour obtenir un débit significatif, adapté à la production de neige, de l'ordre de 3 à 20 cm. Selon les modes de réalisation décrits dans ces deux documents, la variation du débit est obtenue en translatant le clapet selon l'axe longitudinal de la tuyère afin de l'écarter plus ou moins de son siège. A cet effet, le clapet est rapporté à l'extrémité d'un arbre disposé selon l'axe longitudinal, sensiblement centré par rapport à la veine fluidique, ledit arbre étant translaté grâce à un actionneur. Dans la mesure où la zone de passage annulaire a un diamètre relativement important, pour obtenir une variation progressive sans échelon, il est nécessaire que le pas entre deux positions stables du clapet soit relativement réduit pour obtenir une variation du débit faible entre deux positions stables et obtenir une progression sensiblement continue. 2908504 3 Selon une autre contrainte, le clapet étant disposé dans la veine du fluide et sa surface s'opposant à l'avancement du fluide étant relativement importante, l'effort exercé par le fluide sur le clapet est relativement important. La chaîne cinématique entre l'actionneur et le clapet ne permet pas d'obtenir un 5 contrôle précis du débit à l'aide de l'actionneur seul en raison des sollicitations importantes auxquelles le clapet est soumis et des jeux inhérents à la chaine cinématique qui induisent une différence entre le débit théorique susceptible d'être déterminé par l'actionneur et le débit réel. Par conséquent, il est nécessaire de prévoir des moyens permettant de contrôler 10 le débit réel susceptibles de renseigner l'actionneur afin de lui permettre de corriger le positionnement du clapet en fonction de l'écart entre le débit théorique et le débit réel mesuré. bu fait de toutes ces contraintes, ce type de canon à neige est relativement complexe au niveau du contrôle du déplacement du clapet et de la chaîne 15 cinématique induisant ledit déplacement ce qui nuit à sa fiabilité et se traduit par des coûts de fabrication et de maintenance élevés. Aussi, la présente invention vise à pallier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un canon à neige incorporant au moins un dispositif de pulvérisation d'un fluide à débit variable pour la formation de neige artificielle de conception 20 simple, permettant de réduire les coûts de fabrication et de maintenance. A cet effet, l'invention a pour objet un canon à neige incorporant au moins un dispositif de pulvérisation d'un fluide comportant d'une part un conduit d'alimentation en fluide comprenant un convergent finissant par une section réduite de passage du fluide, et d'autre part, un élément permettant de faire 25 varier le débit disposé au niveau ou après la section réduite, caractérisé en ce que l'élément permettant de faire varier le débit se présente sous la forme d'un déflecteur susceptible de se déplacer selon une direction sécante à l'axe du conduit. 2908504 4 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de la partie supérieure d'un canon à 5 neige, - la figure 2 est une vue de face d'un dispositif de pulvérisation selon l'invention susceptible d'être incorporé dans une tête de canon à neige, - la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2 d'un dispositif de pulvérisation selon l'invention, 10 - la figure 4 est une coupe illustrant en détails les éléments placés dans le cercle IV de la figure 3, - la figure 5 est une perspective avec une coupe selon le plan III-III de la figure 2 illustrant un dispositif de pulvérisation selon l'invention, - la figure 6 est une perspective avec une coupe selon le plan VI-VI de la 15 figure 3 illustrant un dispositif de pulvérisation selon l'invention, et -la figure 7 est une perspective avec une coupe selon le plan VII-VII de la figure 3 illustrant un dispositif de pulvérisation selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté en 10 un canon à neige comprenant une tête 12 rapportée à l'extrémité d'une perche 14. 20 La perche permet de maintenir en hauteur la tête afin d'améliorer la dissémination de la neige créée et comprend à l'intérieur au moins un conduit, et généralement plusieurs, permettant d'alimenter en fluide la tête. Cette perche n'est pas plus détaillée car elle est connue de l'homme du métier et ne constitue pas un élément essentiel de l'invention. 25 La tête 12 comprend au moins un dispositif de pulvérisation 16 d'un fluide, notamment de l'eau pour la fabrication de la neige, susceptible de générer un jet 18. 2908504 5 Pour déclencher la formation de cristaux, la tête 12 peut comprendre au moins un dispositif de nucléation 20 susceptible d'éjecter des germes dans l'environnement du ou des jets issus du ou des dispositifs de pulvérisation. Selon un exemple de réalisation, la nucléation peut être obtenue grâce à la détente d'un 5 gaz sous pression tel que de l'air comprimé. Le dispositif de nucléation 20 n'est pas plus détaillé car il est connu de l'homme du métier. La tête comprend différents conduits ou canalisations assurant la continuité fluidique entre les conduits débouchant à l'extrémité de la perche et le ou les 10 dispositifs de pulvérisation 16, et éventuellement le ou les dispositifs de nucléation. Selon l'invention, le dispositif de pulvérisation 16 est à débit variable. Il est illustré seul sur les figures 2 à 7. Il comprend un corps 22 comportant un conduit 24 dont une extrémité débouche 15 à l'extérieur du corps 22 de manière à former un jet 18. Ce conduit 24 comprend au niveau de son extrémité débouchante un convergent 26. Ainsi, la superficie des sections du conduit diminue jusqu'à une section 28 correspondant à l'extrémité débouchante du conduit 24. Le convergent 26 peut être suivi d'un divergent selon les variantes. 20 La section réduite 28 du conduit après le convergent permet d'obtenir la formation de gouttelettes qui sont projetées à l'extérieur du dispositif de pulvérisation 16. La forme de la section réduite 28 qui peut ne pas être circulaire permet de définir la forme du jet 18. 25 Pour favoriser la formation de gouttelettes et notamment réduire leurs dimensions, il est possible de disposer un obstacle formant un brise jet au niveau ou après la section réduite 28. 2908504 6 Selon un mode de réalisation préféré et illustré en détails sur la figure 4, le conduit 24 a une section oblongue et comprend un convergent 26 dont la section diminue jusqu'à une section réduite 28. Ce conduit 24 a un axe longitudinal 30 et chaque section comprend une première portion en demi cercle en partie 5 supérieure, une seconde portion en demi cercle en partie inférieure, lesdites portions étant reliées par des portions rectilignes sensiblement verticale. Ainsi, la forme oblongue a un grand axe dans un plan vertical. Pour former le convergent 26, les portions rectilignes tendent à se réduire progressivement jusqu'à ce que les portions en forme de demi-cercle se rejoignent de manière à 10 obtenir une forme sensiblement circulaire au niveau de la section réduite 28. La surface extérieure au niveau de laquelle débouche le conduit comprend une première surface plane 32 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 30 et une seconde surface plane 34 disposée dans le prolongement de l'axe 30 et sensiblement perpendiculaire à la première surface 32. 15 Comme illustré sur la figure 3, la première surface 32 et la seconde surface 34 forment un Vé disposé dans des plans à approximativement 45 par rapport à l'horizontale. Ainsi, comme illustré sur la figure 2, on obtient un jet de forme elliptique avec un grand axe sensiblement horizontal. Cette configuration permet d'obtenir une meilleure répartition de la neige. 20 Selon l'invention, le dispositif de pulvérisation 16 comprend des moyens pour ajuster le débit. Ces moyens comprennent au moins un déflecteur 36 susceptible d'interférer de manière plus ou moins importante avec la veine fluidique ou le jet en se translatant selon une direction sécante au conduit 24 et donc à la veine fluidique. Ce déflecteur 36 est prévu au niveau ou après la section réduite 28. 25 Selon un mode de réalisation, le déflecteur 36 se présente sous la forme d'un coulisseau cylindrique d'axe 38 susceptible de coulisser dans un alésage 40 débouchant au niveau de la section réduite 28, le coulisseau cylindrique 36 ayant 2908504 7 une extrémité libre 42, susceptible d'interférer avec la veine fluidique, sensiblement plane perpendiculaire à l'axe 38. Avantageusement, le déflecteur 36 peut se translater selon une direction perpendiculaire au grand axe de l'ellipse formée par le jet, formant un angle de 5 l'ordre de 135 avec l'axe 30 du conduit 24, entre une position haute dans laquelle il dégage totalement la section réduite 28 et une position basse dans laquelle il obture la section réduite 28. Un actionneur est prévu pour générer le mouvement de translation du déflecteur 36. Selon l'exemple simplifié et illustré sur les différentes figures, l'actionneur 10 se présente sous la forme d'une molette prévue à l'extrémité supérieure du coulisseau, ledit coulisseau comportant une partie filetée susceptible de coopérer avec une partie filetée ménagée au niveau de l'alésage recevant le coulisseau afin de transformer un mouvement de rotation en mouvement de translation. Bien entendu, d'autres cinématiques peuvent être envisagées pour 15 générer le mouvement de translation. De même, ce mouvement peut être obtenu grâce à une motorisation pilotée pour automatiser le réglage du débit. Enfin, un actionneur peut être prévu pour chaque dispositif de pulvérisation ou un actionneur peut commander plusieurs déflecteurs de différents dispositifs de pulvérisation. 20 Selon une caractéristique de l'invention, le diamètre du coulisseau doit correspondre sensiblement au diamètre des demi cercles des sections du conduit 24 qui forment un cercle au niveau de la section réduite 28. En complément, l'intersection des surfaces planes 32 et 34 doit être disposé au niveau de l'axe du coulisseau. 25 A titre d'exemple, le coulisseau a un diamètre de l'ordre de 3 mm. Selon un mode de réalisation, le dispositif de pulvérisation comprend une douille 44 de section cylindrique d'axe 38, avec une découpe en forme de Vé avec une arête 46 sensiblement perpendiculaire à l'axe 38 et passant par ledit axe 38. 2908504 8 La forme en Vé délimite la première surface 32 et la seconde surface 34. Ces surfaces font un angle de l'ordre de 90 sensiblement centré par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe 38. Le corps du dispositif de pulvérisation comprend un alésage 48 ayant un axe 30 5 disposé dans le plan de la seconde surface 34 et dans un plan perpendiculaire à l'arête 46. Cet alésage 48 coïncide avec le conduit 24 ménagé en partie dans le corps et la douille 44. En complément, la douille 44 comprend un alésage 40 d'axe l'axe 38, dans lequel peut se déplacer le déflecteur 36, et débouchant dans le conduit 24. 10 On peut ajuster les dimensions du jet en modifiant la découpe en Vé, notamment en modifiant l'angle entre la première surface 32 et la seconde surface 34, et/ou la forme et les dimensions de la section réduite 28 et/ou la forme et les dimensions du déflecteur 36. Les avantages d'un tel dispositif de pulvérisation sont les suivants : 15 Le fait que le déflecteur se déplace selon une direction perpendiculaire au grand axe de la forme elliptique du jet plein permet d'obtenir une meilleure résistance au gel car cet agencement permet d'obtenir une tête plus compacte. La direction de déplacement du déflecteur étant décalée, et faisant un angle de l'ordre de 45 avec la veine fluidique permet de simplifier la conception du 20 mécanisme permettant de déplacer le déflecteur. Par ailleurs, selon cette configuration, le déflecteur permet de faire varier le débit et l'angle de sortie du jet. Ainsi plus le débit augmente et plus le grand axe de l'ellipse formée par le jet a une longueur importante. Ceci contribue à obtenir une meilleure répartition de la neige. 25 Le déflecteur étant disposé en dehors de la veine fluidique, il n'est pas soumis à la pression statique du fluide et aux efforts résultants. 2908504 9 La surface du déflecteur susceptible de recevoir le fluide étant orientée à 45 par rapport à la direction du fluide, le déflecteur n'est soumis qu'à une partie de la pression dynamique. Le fait d'utiliser un déflecteur avec un faible diamètre au niveau de la section 5 réduite pour régler la section de passage permet de limiter les efforts sur ledit déflecteur. Ceci permet d'utiliser des actionneurs moins coûteux et offre la possibilité d'implanter un actionneur pour chaque dispositif de pulvérisation. Le fait de choisir un déflecteur de forme cylindrique offre une grande latitude de choix concernant l'actionneur. 10 Enfin, Cette solution permet de dégager totalement la section réduite 28 pour permettre d'évacuer d'éventuelles impuretés contenues dans l'eau. REVENDICATIONS 1. Canon à neige incorporant au moins un dispositif de pulvérisation d'un fluide comportant d'une part un conduit (24) d'alimentation en fluide comprenant un convergent (26) finissant par une section réduite (28) de passage du fluide, et d'autre part, un élément permettant de faire varier le débit disposé au niveau ou après la section réduite (28), caractérisé en ce que l'élément permettant de faire varier le débit se présente sous la forme d'un déflecteur (36) susceptible de se déplacer selon une direction sécante à l'axe (30) du conduit (24). 2. Canon à neige selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure du dispositif de pulvérisation au niveau de laquelle débouche le conduit (24) comprend une première surface plane (32) et une seconde surface plane (34) sensiblement perpendiculaire à la première surface (32), lesdites deux surfaces se rejoignant au niveau d'une arête (46) sensiblement horizontale sécante avec le conduit (24). 3. Canon à neige selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première surface (32) et la seconde surface (34) font un angle approximativement de 90 . 4. Canon à neige selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la seconde surface (34) est disposée dans le prolongement de l'axe (30) du conduit (24) d'alimentation en fluide. 5. Canon à neige selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé 20 en ce que la première surface (32) est disposée dans le plan de la section réduite (28). 6. Canon à neige selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le déflecteur (36) se présente sous la forme d'un coulisseau susceptible de coulisser selon une direction perpendiculaire à l'arête (46) dans un 25 alésage (40) débouchant au niveau de la section réduite (28), le coulisseau ayant 2908504 11 une extrémité libre (42) susceptible d'interférer plus ou moins avec la veine fluidique s'écoulant dans le conduit (24). 7. Canon à neige selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité libre (42) est sensiblement plane et perpendiculaire à l'axe (38) du coulisseau. 5 8. Canon à neige selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la direction de translation du déflecteur (36) fait un angle approximativement de l'ordre de 135 avec l'axe (30) du conduit (24). 9. Canon à neige selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (24) a une section oblongue avec un grand axe 10 dans un plan sensiblement vertical, les portions rectilignes de ladite forme oblongue tendant à se réduire progressivement de manière à former le convergent (26). 10. Canon à neige selon la revendication 9, caractérisé en ce que le déflecteur (36) a une section circulaire de diamètre sensiblement identique au 15 diamètre de la section réduite (28).