專利名稱：造雪設備和方法
造雪設備和方法
背景技術：
本發(fā)明總體上涉及用于造雪的方法和設備，并且更特別地涉及對于在滑雪場造雪有用的低能量造雪槍。已知造雪槍是用于沿著滑雪坡地造雪以將坡地維持在對滑雪者而言最佳的條件下。雪槍是通過推進水滴進入空氣中來工作的，這些水滴與壓縮空氣和霧化的水產生的羽流進行碰撞，此時造雪液滴形成了落到坡地上的雪片。因為能量成本持續(xù)升高，所期望的是比大雪槍消耗更少能量的較小雪槍?，F有技術的低能量槍具有許多問題，這些問題例如包括具有允許冰在槍之上和之內積聚的幾何形狀的這些部件的凍結、零件對于維修而言不是易于可拆卸的和可更換的、由于缺乏受控的方向性以及在不同噴嘴產生的流之間的干擾而導致拋雪動力有限、以及與功率消耗相關的雪的低輸出量。例如，現有技術的雪槍使用多個單個的噴嘴，這些噴嘴各自具有大的出水口直徑，這些直徑在非?？拷鼧尩牡胤綍哿?它們的輸出流。這使得這些流立即失去動量和方向性。因此仍存在著手解決現有技術的這些缺點的、改進的低能量造雪槍的需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明通過提供低能耗的造雪槍和方法而著手解決了以上需要。在一個方面，該造雪槍包括具有低矮的輪廓以及阻礙冰在其上形成的間距的多個部件。在另一個方面，該雪槍包括改進的閥構型以及單獨區(qū)段的操作。在又另一個方面，這些雪槍出水口的構型、尺寸、間距和角度的確定方式是創(chuàng)造個體化的水滴流，這些水滴流直到它們從雪槍前行一段距離之前不會彼此干擾。這允許這些單獨的水滴流在它們會聚并形成在一個受控的方向上推進的單一雪羽流之前維持最大的動量。每個出水口可以設置在單一噴嘴上，但在一個優(yōu)選實施方案中，單一噴嘴上可以設置至少兩個出水口。這些出水口的尺寸小并且與典型的現有技術出水口相比產生了窄角度的V形羽流，并且本發(fā)明中的一對出水口的流動能力總計可以是現有技術的單一的更大出水口。通過更小出水口的適當的間隔和方向取向，本發(fā)明與現有技術的低能量雪槍可獲得的相比實現了改進的拋雪動力。應理解的是，提及如在此使用的位置取向如“水平的”、“豎直的”、上、下等，總體上是指相對于地面，除非另外指明或者結合附圖從此類詞語容易理解。這些水噴嘴可以由耐用的材料(如不銹鋼)制成并且包括一個或多個小直徑的出孔，這些出孔在與離開流相反的噴嘴壓力側上可以更小。在一個優(yōu)選實施方案中，單一的噴嘴包括彼此上下安排的第一和第二出水口，但應了解的是每個出水口可以形成在單獨的噴嘴上。而且，雖然本發(fā)明被描述并且在此被顯示為在單一噴嘴頭上具有兩個出口，但在單一噴頭或區(qū)段上可以設置多于兩個的出水口。在一個優(yōu)選實施方案中，該雪槍包括至少一個、但更優(yōu)選地三個單獨工作的造雪區(qū)段，其中每個階段上設置有至少兩個出水口。每個階段上豎直間隔開的每對出水口被定向為使其相應的水流發(fā)散以便防止該流在槍附近過早地會聚。在該優(yōu)選的實施方案中，對于每個階段總計四個出水口而言，相對于第一對出水口環(huán)形間隔開地在每個階段上設置了第二對出水口。每個階段上的第一對出口和第二對出水口是以水平發(fā)散的方式定向的，再次用于防止這些單獨的流的過早會聚。該雪槍包括通向這些噴嘴的一個主要水管或導管。流經該主要水管和這些噴嘴的水高于冰凍溫度并且將水管和噴嘴體加熱以便將它們的本體保持在冰點以上，這阻礙了冰在其上形成。在一個或多個區(qū)段上的一列出水口的正下方提供了一個成核塊，并且該成核塊包括一個水和空氣出口用于霧化并且將細霧的羽流噴射到這些水滴流中以形成雪。該成核塊可以由任何適當的材料(如黃銅或不銹鋼)形成，該材料保持了來自水流的熱量并且輪廓是低矮的，這阻礙了冰在其上形成。該成核塊被配置成是容易且快速附接并從雪槍上取下的，例如通過多對延伸穿過該塊的螺釘。


圖Ia是根據本發(fā)明的一個實施方案的雪槍的透視圖；圖Ib是部分地通過截面示出了可以將雪槍安裝在其上的一個任選的立柱組件的 一個實施方案的斷開視圖；圖2是示出圖Ia的雪槍的水和空氣線路的示意圖；圖3a是可用于本發(fā)明的雪槍的任選的風翼組件的透視圖；圖3b是圖3a的細節(jié)部分“A”的一個放大的斷開視圖；圖4是具有水和空氣進口掛鉤的雪槍的近端的放大透視圖；圖5a是圖4的減小的頂部平面圖；圖5b是總體上穿過圖5a的線5b_5b截取的一個放大的截面視圖；圖6a是圖4的一個減小的側面正視圖；圖6b是總體上穿過圖6a的線6b_6b截取的一個放大的截面視圖；圖7a是圖Ia的雪槍的遠端的側面正視圖；圖7b是圖Ia的雪槍的遠端的頂部平面圖；圖7c是總體上沿圖7b的線7c_7c截取的一個截面視圖；圖8是圖7的細節(jié)部分“D”的一個放大的斷開視圖；圖9是圖7中的管區(qū)段20’的頂部平面圖；圖10a-f分別是一個水噴嘴的頂部、側面、正面、背面、背面透視以及正面透視圖；并且圖Ila是總體上經過圖Ilb的線Ila-Ila截取的成核塊的放大的截面視圖；圖Ilb是其放大的正面正視圖；并且圖Ilc是圖Ilb轉過180度后的縮小視圖。
具體實施例方式參見附圖，在圖Ia中看到了總體上用參考號10表示的一種造雪槍。雪槍10包括一個安裝立柱12，該安裝立柱用于將雪槍10樞轉地安裝至滑雪坡面處的一個適當的地面短柱上或者雪橇(未示出)上。雪槍10的高度和角度可以通過手柄和起重螺釘組件14進行調節(jié)。對于不打算在立柱上樞轉的雪槍，可以提供一個固定的立柱12。對于意欲進行樞轉的雪槍，如圖Ib中所見，可以將起重螺釘組件14安裝到一個外殼13上，該外殼可以圍繞一個內軸15通過滾珠軸承17和推力軸承19進行樞轉?？梢蕴峁┮粋€鎖止帽21以便將內軸15可拆卸地緊固到一個塔式立柱23上，該立柱本身可以在滑雪坡面上處于固定的位置或者被安裝到可以運輸至其他位置的雪橇上。在本發(fā)明的一個實施方案中，提供了在圖3a和圖3b中看到的一個任選的風翼25，該風翼用于附接至塔式立柱23上。風翼25可以具有任何適當的尺寸和形狀并且被附接至一對間隔開的桿29a與29b之間，這些桿本身分別通過可調夾具27a和27b被緊固至塔式立柱23上。風翼25是可操作的以便在盛行風的方向上圍繞塔式立柱23進行樞轉。這在以下方面是有益的它使得拋雪潛力最大化并且還阻礙了冰在噴嘴上形成，因為盛行風是來自噴嘴后面而不是在噴嘴處。注意到了最大樞轉角度是約180度，但這可以按照希望改變。而且，為了使槍靜止，可以將槍通過鎖定手柄11鎖定在任何希望的位置。仍參見圖la，雪槍10包括一個分別在近端26a與遠端26b之間延伸的主要水管26，其中在近端26a附近提供了一個進水口 16和空氣進口 18，其上連接有水和壓縮空氣的軟管(未示出)以便將水和空氣在壓力下以將要描述的方式遞送至雪槍10。壓縮空氣的使用可以從在低溫下90. OPSI (6. 3巴)的約42. OCFM(I. 2立方米每分鐘)到在邊緣溫度下 的約87. OCFM(2. 5立方米每分鐘)。當供水中的礦物以及商業(yè)誘雪劑(例如，由YORK SnowJohnson Controls出售的SN0WMAX)、以及運行的水壓力將影響結果。雪槍10包括鄰接主要管遠端26b的至少一個(但更優(yōu)選地包括第一、第二、和第三單獨的)產雪區(qū)段20、22和24，應理解的是在槍10上可以按照用于具體應用所希望或要求的來提供置任何數目的區(qū)段。產雪過程以水和空氣從水入口 16和空氣入口 18通過主要水管26經由空氣導管30和水導管32遞送至成核區(qū)段28而開始(見圖2)。如圖7、圖8和圖lla-c中最佳可見，在位于主要管26的遠端處的管區(qū)段29上提供了至少一個、但更優(yōu)選地是一對環(huán)形間隔開的成核塊28a和28b，每個成核塊包括被配置成用于使水霧化的空氣出口 28c和出水口 28d，其中該空氣出口位于該出水口下方并且被定向為將具有霧化的水滴的一個羽流沿著一個路徑引導，該路徑與分別在第一階段20和任選的第二階段22和第三階段24處產生的略微更大的水滴的軌跡相交。當水滴的路徑與來自成核塊的霧化的水的羽流的路徑相交時，在低于結冰溫度的環(huán)境中形成雪，這對于造雪領域的普通技術人員是很容易理解的。特別地參見圖2和圖7-9，看到第一產雪區(qū)段20包括至少一個、但優(yōu)選一對水噴嘴20a和20b，這些噴嘴被可拆卸地安裝在位于管區(qū)段20’上的對應噴嘴夾持件20a’和20b’中，該管區(qū)段從成核管區(qū)段29延伸。對于具有多于一個區(qū)段的實施方案，來自一個區(qū)段的這對噴嘴是與鄰接區(qū)段上的對應噴嘴縱向對準的，這樣使得這些噴嘴形成了單獨的列，如圖7a中所見的Cl和C2。本發(fā)明的這些水噴嘴被配置并且定向成用于產生并且噴射最佳的水滴羽流。更特別地，如在圖10a-f中最佳可見,本發(fā)明的一個代表性的水噴嘴20a包括至少一個、但優(yōu)選兩個或更多出水口 40a和40b，其中在槍10上工作時第一出口 40a位于第二出口 40b的上方。雖然這對出水口 40a和40b最佳地是設置在如圖所示的單一噴頭上，但應理解的是這些出水口可以設置在單獨的多個噴頭上。在一個優(yōu)選實施方案中，出水口 40a和40b被定位在對應的、總體上新月形的凹形區(qū)域40a’和40b’的基本上中心處，這些出水口是形成在一個基本上平面的正面40c中，該正面具有一個楔形的外周區(qū)段40d，該外周區(qū)段形成了阻礙冰在其上形成的一個低矮的輪廓表面。噴嘴環(huán)形底座40f的形狀可以確定成有待被接納在一個任選的對應噴嘴夾持件20a’中(例如，通過摩擦配合、卡扣配合或螺紋接合)，其中提供了一個適當構型的表面40e來允許按照需要手動地或者用工具將噴嘴20a快速且容易地附接至噴嘴夾持件20a’上以及從其中移出。設想了可以對雪槍10提供具有一個或多個直徑變化的出水口的、不同尺寸的噴嘴，其中下表I提供了在360psi下水至雪的轉化速率的若干非限制性實例
權利要求
1.一種雪槍,包括 a.一個具有近端和遠端的主要水管，其中在所述近端處帶有一個水和空氣入口 ； b.至少一個成核器，該至少一個成核器具有在所述水管遠端附近定位的一個空氣和水出口 ； c.一個第一階段，該第一階段位于所述水管上的鄰接所述成核器且在其遠側；以及 d.至少第一和第二出水口，該至少一個第一和第二出水口是在所述第一階段上豎直對準安排的并且以一個發(fā)散角度“H”定向的。
2.根據權利要求I所述的雪槍，其中，所述發(fā)散角度“H”是在約O度與約15度之間。
3.根據權利要求I所述的雪槍，其中，所述發(fā)散角度“H”是在約4度與約6度之間。
4.根據權利要求I所述的雪槍，其中，所述發(fā)散角度“H”是約5度。
5.根據權利要求I所述的雪槍，其中，所述第一出口和第二出水口被設置在一個第一嗔頭上。
6.根據權利要求5所述的雪槍，進一步包括位于所述第一階段上的一個第二噴頭，所述第二噴頭包括以一個發(fā)散角度“H”豎直對準地安排的第一和第二出水口。
7.根據權利要求6所述的雪槍，其中，所述第一和第二噴嘴是以一個發(fā)散角度“D”定向的。
8.根據權利要求7所述的雪槍，其中，所述發(fā)散角度“D”是在約40度與約80度之間、并且更優(yōu)選地。
9.根據權利要求7所述的雪槍，其中，所述發(fā)散角度“D”是在約50度至約70度之間。
10.根據權利要求7所述的雪槍，其中，所述發(fā)散角度“D”是約60度。
11.根據權利要求I所述的雪槍，進一步包括位于所述第一階段遠側且與之相鄰接的一個第二階段，所述第二階段包括以一個發(fā)散角度“H”豎直對準地安排的第一和第二出水□。
12.根據權利要求11所述的雪槍，進一步包括位于所述第一階段與第二階段之間的一個第三階段，所述第三階段包括豎直對準地安排的并且以一個發(fā)散角度“H”定向的第一和第二出水口。
13.根據權利要求12所述的雪槍，其中，每對的所述第一和第二水是位于單一的相應嗔頭上。
14.根據權利要求12所述的雪槍，其中，所述第一、第二和第三階段各自包括第一和第二噴嘴，該第一和第二噴嘴各自具有第一和第二出水口，并且其中在所述第一、第二和第三階段上的所述第一和第二噴嘴是豎直對準的以便分別形成第一和第二列“Cl”和“C2”。
15.根據權利要求I所述的雪槍，其中，所述這些出水口各自產生了具有在約25度與約60度之間的水平角度“A”的水滴流。
16.根據權利要求15所述的雪槍，其中，所述這些出水口各自產生了具有在約28度與約40度之間的水平角度“A”的水滴流。
17.根據權利要求15所述的雪槍，其中，所述這些出水口各自產生了具有約34度的水平角度“A”的水滴流。
18.根據權利要求I所述的雪槍，其中，所述這些出水口各自產生了具有在約I度與約15度之間的豎直角度“B”的水滴流。
19.根據權利要求18所述的雪槍，其中，所述這些出水口各自產生了具有在約6度與約10度之間的豎直角度“B”的水滴流。
20.根據權利要求18所述的雪槍，其中，所述這些出水口各自產生了具有約8度的豎直角度“B”的水滴流。
全文摘要
一種低能量造雪槍具有至少一個但優(yōu)選三個操作區(qū)段，這些操作區(qū)段各自具有至少一對小孔出水口，這些小孔出水口以一個發(fā)散角度被定向以便產生對應的一對窄角度的水滴流，這些水滴流并不彼此干擾直到它們到達了距該槍的一個距離處?？梢栽诿總€階段上提供第二對出水口，其中每個階段上的每一對以一個發(fā)散角度被定向以便維持這些流在一個距離上的奇異性，由此增大該槍的拋擲動力。
文檔編號F25C3/04GK102792110SQ201180013451
公開日2012年11月21日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月18日
發(fā)明者海爾德·R·冉尼科, 蒂莫西·C·王, 馬修·A·卡森 申請人:冉尼科工業(yè)有限公司