(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. F2C 3/04 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato () Prioritet , BE, (84) Utpekte stater AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR (73) Innehaver ATLAS COPCO AIRPOWER, naamloze vennootschap, Boomsesteenweg 97, 26 Wilrijk, Belgia (72) Oppfinner KOROBOCHKIN, Oleg, Novorossiyskaya street , Sint-Petersburg, Russland (74) Fullmektig Oslo Patentkontor AS, Postboks 7007 Majorstua, 06 OSLO, Norge (4) Benevnelse Anordning for å lage kunstig snø (6) Anførte publikasjoner EP-A FR-A FR-A JP-A

2 1 Beskrivelse Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en anordning for å lage kunstig snø. En anordning for å lage kunstig snø ifølge ingressen i krav 1 er kjent fra FR Det er allerede kjent med anordninger for å lage kunstig snø ved å bruke vann og komprimert luft, der vannet atomiseres i komprimert gass og det atomiserte vannet fryses med kjøleffekten fra luftekspansjonen. Det brukes en kompressor til å forsyne den komprimerte gassen i de kjente anordningene. Det er kjent at den komprimerte gassen, somgenerelt består av luft, kan ha en svært høy temperatur ved utløpet på denne kompressoren og kan dessuten være fuktig. De kjente anordningene inneholder dermed én eller flere etterkjølere for å kjøle ned den komprimerte luften, slik at fuktigheten i den komprimerte luften kondenserer som en følge av nedkjøling og kan skilles ut som et kondensat med bruk av en vannseparator eller lignende. Disse etterkjølerne blir generelt bygget i form av luft-luft regenerative varmevekslere, hvor den innkommende varme komprimerte gassen avkjøles med den komprimerte luften som allerede har blitt avkjølt. De kjente anordningene innlemmes i en bygning av vesentlige dimensjoner hvor kompressoren huses, og hvor innløpet på kompressoren er koplet til uteluften for å trekke inn den luften som skal komprimeres, mens utløpet for kompressorinstallasjonen koples til en snøkanon for å tilføre den komprimerte luften. Rørene tilveiebragt for realisering av de ovennevnte koplingene er temmelig store for å kunne avgi varmen fra den komprimerte luften til det rommet i den ovenfor nevnte bygningen, og for å benytte denne varmen for å varme opp den kalde luften som trekkes inn. En ulempe er at denne installasjonen er ganske stor og temmelig immobil. En annen ulempe er at temperaturen på den komprimerte gassen ved innløpet på snøkanonen er vanskelig å styre. En ulempe knyttet til dette er at kvaliteten på den snøen som produseres avhenger av værforholdene, slik at anordningen har en nokså begrenset pålitelighet. Det er også kjent med forbedrete anordninger, hvor det er en ekstra varmeveksler etter etterkjøleren, for formål av å styre temperaturen på den utgående komprimerte gassen.

3 En ulempe er at en slik anordning kun gjør det mulig med rudimentær styring av temperaturen, slik at det ikke er mulig å produsere høykvalitets snø under alle forhold. En ytterligere ulempe er at varmeveksleren ikke kan forhindre at fuktighet kondenserer i etterkjøleren og fryser der. En ytterligere ekstra ulempe er at de kjente anordningene bruker masse energi. Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en løsning på én eller flere av de ovennevnte og/eller andre ulemper, ved å tilveiebringe en anordning for å lage kunstig snø ved hjelp av en snøkanon hvor vann atomiseres med komprimert luft, hvor denne anordningen tilveiebringes med en kompressor for tilførsel av komprimert luft, der kompressoren plasseres i et kompressorområde med et innløp for lufttilførsel fra miljøet og et utløp for å levere den komprimerte luften til snøkanonen via et rør, hvor, ifølge det spesifikke særtrekket ved oppfinnelsen, den ovennevnte anordningen omfatter en varmeveksler med en primær del og en sekundær del, der den komprimerte luften fra kompressoren føres gjennom den primære delen, og hvor den ovennevnte sekundære delen utgjør en del av fordamperen til en lukket kjølekrets hvor et kjølemiddel sirkuleres ved hjelp av et kompressorelement som drives av et drivverk, og hvor ovennevnte anordning innbefatter en regulator for å styre den ovennevnte kjølekretsen for å oppnå ønskelige temperatur- eller trykkduggpunkt ved utløpet for den primære delen av varmeveksleren. En fordel er at temperaturen på den komprimerte luften ved utløpet av den primære delen av varmeveksleren kan bli godt kontrollert, slik at den snøen som produseres alltid er av god kvalitet og at snøkvaliteten ikke er gjenstand for værforholdene. Oppfinnelsen gjør det mulig for kjølekretsen å bli kontrollert nøyaktig slik at den ønskelige temperaturen og/eller det ønskelige trykkduggpunktet for den komprimerte luften blir realisert. En annen fordel er at anordningen er relativt kompakt mht. de kjente anordningene. En fordel knyttet til dette er at denne anordningen er billigere, ikke bare mht. installasjonskostnader, men også mht. energiforbruket. I den mest praktiske utførelsesformen kan anordningen innlemmes i en container, og dermed bli laget som en mobil anordning. En fordel med dette er at containeren lett kan fraktes, slik at anordningen kan levere komprimert luft for produksjon av snø på forskjellige steder, og følgelig

4 er det ikke nødvendig med et stort rørsystem for å kople de forskjellige snøkanonene til en sentralisert anordning for tilførsel av komprimert luft. I en praktisk utførelsesform av oppfinnelsen vil kjølekretsen inneholde en andre varmeveksler som danner kondensatoren i kjølekretsen, og som er plassert nedstrøms for kompressorelementet og oppstrøms for ekspansjonsmidlerne tilveiebragt i kjølekretsen. I den mest praktiske utførelsesformen vil det kjølemidlet som strømmer gjennom denne andre varmeveksleren bli avkjølt med en vifte. Fortrinnsvis anordnes den ovennevnte viften slik at den blåser luft over den andre varmeveksleren til kompressorområdet. En fordel med dette er at viften fordeler varm luft i kompressorområdet, slik at temperaturen i kompressorområdet er over 0 O, for derved å unngå frysing, og skade pga. frysing vil dermed være fullstendig utelukket. En ytterligere fordel er at det ikke er nødvendig med noen ekstra store rør mellom utløpet på den primære delen av varmeveksleren og innløpet på snøkanonen. Fortrinnsvis er temperaturen på den komprimerte luften ved utløpet av den primære delen av varmeveksleren mindre enn 8 O Celsius og fortrinnsvis rundt 3 O Celsius. En fordel er at snøflak av god kvalitet kan produseres i dette temperaturområdet og den totale produksjonstiden for å lage snøen reduseres. Fortrinnsvis gir den komprimerte luften ved utløpet av den primære delen av varmeveksleren et trykk på 8 bar eller nesten 8 bar. Fortrinnsvis komprimeres luften ved hjelp av en oljefri kompressor, så som en vanninjisert skruekompressor. En fordel er at den komprimerte luften ikke kan forurenses med oljepartikler, slik at denne komprimerte luften ikke nødvendigvis må gå gjennom ett eller flere filtre, som selvsagt har en gunstig effekt på kostnad og størrelse for anordningen. Med en vanninjisert kompressor er selv risikoen for forurensing av selve luften fullstendig utelukket. Med en intensjon om bedre å vise særtrekkene ved oppfinnelsen, er en foretrukket utførelsesform beskrevet her ved hjelp av eksempel, uten eventuell begrensende natur, av en anordning ifølge oppfinnelsen, med henvisning til de vedføyde tegningene, som viser en anordning ifølge oppfinnelsen for å lage kunstig snø.

5 Anordningen 1 for å lage kunstig snø inneholder primært et kompressorområde 2 med et hus 3, som har et innløp 4 for lufttilførsel fra miljøet og et utløp for fjerning av den komprimerte gassen, så som luft. I en praktisk utførelsesform av oppfinnelsen lages huset 3 av en container som kan være mobil eller av en bygning eller lignende. Dimensjonene på huset 3 kan f.eks. være begrenset til et gulvplan på seks ganger seks meter, i motsetning til eksisterende anordninger hvor bygninger brukes, med dimensjoner av dusinvis med meter i både lengde og bredde. Det er et gitter på danner innløpet 4, gjennom hvilket den omgivende luften trekkes ifølge retningen for pilen L. I huset 3 vil det ovennevnte utløpet være, hvor en snøkanon får tilført komprimert luft gjennom et rør 7. Snøkanonen 6 har også et vanntilførselsrør 8, slik at vann atomiseres av den komprimerte luften på en kjent måte ved utløpet av snøkanonen 6, slik at snøkrystallene dannes, som dispergerer fra munningen på snøkanonen 6. For produksjon av komprimert luft er det en kompressor 9 i kompressorområdet 2 med et innløp for å trekke inn luft og et utløp 11 for å fjerne den komprimerte luften. Ovennevnte kompressor 9 drives på en kjent måte ved hjelp av drivverk, så som f.eks., men ikke nødvendigvis, en elektrisk motor. Ovennevnte kompressor 9 kan bestå av et enkelt kompressorelement, som vist i tegningen, men kan også bygges som en flertrinnskompressor, hvor luften komprimeres med et antall etterfølgende kompressorelementer. I en særskilt utførelsesform vil kompressoren 9 bare inneholde vanninjiserte kompressorelementer, og mellomkjølere kan dessuten plasseres mellom etterfølgende trykktrinn. Selvsagt er ikke oppfinnelsen begrenset til dette, siden det også kan brukes en annen type olje-fri kompressor eller en oljeinjisert kompressor med passende luftfiltrering. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen settes kompressoren til et maksimums tjenestetrykk på mellom 8 og 9 bar, og fortrinnsvis et maksimums tjenestetrykk på 8, bar eller nesten 8, bar. Ifølge oppfinnelsen er det en varmeveksler 12 i kompressorområdet 2 for avkjøling av den komprimerte luften, med en primær del og en sekundær del, hvor innløpet 13 på den primære delen koples til utløpet 11 på kompressoren 9. Fortrinnsvis blir varmeveksleren 12 utformet slik at trykktapet i den komprimerte luften som går gjennom den primære delen er mindre enn 0,2 bar, eller t.o.m. bedre, mindre enn 0,1 bar, og fortrinnsvis t.o.m. bedre enn 0,0 bar.

6 1 2 3 Det er kjent at, ved å redusere temperaturen vil fuktigheten i den komprimerte luften kondensere ut. Ved utløpet 14 på den primære delen av varmeveksleren 12 er det fortrinnsvis en væskeseparator 1 som kan fjerne det kondenserte vannet. Ifølge oppfinnelsen danner den andre delen av den ovennevnte varmeveksleren 12 fordamperen 16 i en lukket kjølekrets 17 som er fylt opp med et kjølemiddel eller kjølefluid. Hvilket er kjent, kjølemiddelet sirkuleres ved hjelp av et kompressorelement 18 i kjølekretsen 17, og dette kompressorelementet 18 drives med et drivverk 19. Videre, i den lukkede kjølekretsen 17 mellom utløpet av kompressorelementet 18 og den andre delen av varmeveksleren 12, følger en kondensator og ekspansjonsmidler, f.eks. i form av en ekspansjonsventil 21. I en praktisk utførelsesform dannes den ovennevnte kondensatoren av en andre varmeveksler og denne andre varmeveksleren avkjøles ved hjelp av en vifte 22 som blåser luft over kondensatoren, denne luften blåses videre inn i kompressorområdet 2. I den mest praktiske utførelsesformen av oppfinnelsen kan hastigheten på den ovennevnte viften 22 justeres for å styre temperaturen på kjølemiddelet ved utløpet av kondensatoren. Til denne enden kan den ovennevnte viften f.eks. drives ved hjelp av en hastighetsregulerende motor som koples til en reguleringsenhet der også målemidlene koples til for å måle ovennevnte temperatur i kondensatoren, f.eks. i form av en temperatursensor i rørseksjonen mellom ekspansjonsventilen 21 og kondensatoren. I en praktisk utførelsesform av oppfinnelsen kan ekspansjonsventilen 21 bygges som en termostatisk eller elektronisk ventil, og denne ventilen koples til en temperatursensor 23 som er posisjonert ved utløpet 14 på den primære kretsen. Ifølge oppfinnelsen utstyres anordningen med en regulator 24 for å styre strømmen av kjølemiddel, og den ovennevnte regulatoren 24 sikrer realisering av den ønskede temperatur- eller trykkduggpunktet ved utløpet 14 på den primære delen av varmevekseleren 12. Regulatoren 24 kan dermed styre hastigheten på drivverket 19, hvormed et drivverk brukes i form av f.eks. en frekvensstyrt motor. Regulatoren 24 kan også brukes til å styre motoren på viften 22 og/eller styre ekspansjonsventilen 21, og om mulig dessuten drive drivverket i kompressoren 9. Det er klart at, for å styre temperatur- eller trykkduggpunktet, er styring av drivverket én av mulighetene, men andre arrangementer er også mulig.

7 Mellom utløpet 11 på kompressoren 9 og innløpet 13 på den primære delen av varmeveksleren 12, er det fortrinnsvis en etterkjøler 2 og en andre vannseparator 26. Fremgangsmåten for å lage kunstig snø ved hjelp av en anordning 1 ifølge oppfinnelsen er svært enkel, og er som følger. En gass, så som luft, trekkes inn i kompressorområdet 2 og komprimeres av kompressoren 9. Den varme, komprimerte luften drives først gjennom etterkjøleren 2 og den andre vannseparatoren 26, hvoretter denne allerede avkjølte gassen føres gjennom den primære delen av varmeveksleren 12, slik at den komprimerte luften ved utløpet 14 på den primære delen har en enda lavere temperatur. Det kondensatet som dannes i etterkjøleren 2 og varmeveksleren 12 separeres i de respektive væskeseparatorene 26 og 1, og den kalde, mindre fuktige luften tas deretter til snøkanonen 6 via et rør 7. I snøkanonen 6 vil vannet bli atomisert av den avkjølte komprimerte luften slik at snøkrystaller dannes. Avkjøling av den komprimerte luften i den primære delen av varmeveksleren 12 realiseres ved å drive et kjølemiddel gjennom den sekundære delen av varmeveksleren 12. Fortrinnsvis strømmer dette kjølemiddelet i motsatt retning av den luften som strømmer gjennom den primære delen av denne varmevekseleren. Ved å gå gjennom den sekundære delen blir det ovennevnte kjølemiddelet varmet opp og deretter avkjølt av kondensatoren, som i dette tilfellet plasseres umiddelbart nedstrøms for kompressorelementet 18 i kjølekretsen 17. Temperaturen på kjølemiddelet vil deretter falle ved å strømme gjennom sistnevnte kondensator, siden viften 22 blåser luft over denne kondensatoren. Den luften som med viften 22 blåses over kondensatoren varmes opp. Siden denne varme luften sprer seg over hele kompressorområdet 2 vil temperaturen i kompressorområdet 2 alltid være over frysepunktet. Det kjølemiddelet som forlater kondensatoren føres deretter gjennom ekspansjonsventilen 21, og deretter igjen til innløpet på den sekundære delen av varmevekseleren 12. For varmevekseleren 12 og kjølekretsen 17 koplet til den med regulatoren 24, kan en konvensjonell kjøletørker brukes om nødvendig. Imidlertid, den luft-luft rekuperative varmeveksleren, som vanligvis brukes i en slik kjøletørker, utelates. En fordel er at anordningen lett kan bygges fra en kompressor som er koplet til en egnet kjøletørker, som er tilgjengelig på markedet. Den foreliggende oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til den utførelsesformen som er beskrevet som et eksempel og vist i tegningen.

8 7 P a t e n t k r a v 1 1. Anordning for å lage kunstig snø ved hjelp av en snøkanon (6) hvor vann atomiseres ved hjelp av komprimert luft, hvormed denne anordningen tilveiebringes med en kompressor (9) for tilførsel av komprimert luft, der kompressoren (9) er posisjonert i et kompressorområde (2) med et innløp (4) for tilførsel av luft fra miljøet og et utløp () for å levere den komprimerte luften til snøkanonen (6) via et rør (7), hvori ovennevnte anordning (1) omfatter en varmeveksler (12) med en primær del og en sekundær del, hvormed den komprimerte luften fra kompressoren (9) føres gjennom den primære delen, og hvormed ovennevnte sekundære del blir en del av fordamperen (16) i en lukket kjølekrets (17) hvor et kjølemiddel sirkuleres ved hjelp av et kompressorelement (18) som drives av et drivverk (19), k a r a k t e r i s e r t v e d at ovennevnte anordning innbefatter en regulator (24) for å styre ovennevnte kjølekrets, for å kunne oppnå et ønskelig temperatureller trykkduggpunkt ved utløpet (14) for den primære delen av varmeveksleren (12). 2. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at utløpet (14) for den primære delen av varmeveksleren (12) tilveiebringes som en væskeseparator (1) for å fjerne det kondenserte vannet Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at kjølekretsen (17) omfatter en varmeveksler () nedstrøms for kompressorelementet (18), hvilken varmeveksler () danner kondensatoren for kjølekretsen (17) og ved at denne varmeveksleren () avkjøles ved hjelp av en vifte (22) som båser luft over varmeveksleren () i kompressorområdet (2). 4. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at kompressoren (9) komprimerer luft som trekkes inn fra kompressorområdet (2). 3. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at regulatoren (24) er slik at temperaturen ved utløpet (14) for den primære delen er mellom 3 O og 8 O Celsius, fortrinnsvis mellom 3 O og O Celsius.

9 8 6. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at regulatoren (24) er slik at temperaturen ved utløpet (14) for den primære delen er mellom 3 O Celsius eller rundt 3 O Celsius. 7. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at regulatoren (24) er slik at et trykkduggpunkt i størrelsesorden av 3 O Celsius realiseres. 8. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at kompressoren (9) settes til et maksimum arbeidstrykk på 8, bar Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at varmeveksleren (12) utformes slik at trykktapet for den komprimerte luften over den primære delen er mindre enn 0,2 bar, eller til og med, bedre, mindre enn 0,1 bar, og fortrinnsvis mindre enn 0,0 bar.. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at anordningen (1) er mobil og huses i en container. 11. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at anordningen (1) omfatter en konvensjonell kjøletørker uten rekuperativ varmeveksler Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at en etterkjøler (2) tilveiebringes mellom et utløp (11) på ovennevnte kompressor (9) og et innløp (13) på ovennevnte primære del av varmeveksleren (12). 13. Anordning ifølge krav 12, k a r a k t e r i s e r t v e d at det rett nedstrøms for etterkjøleren (2) tilveiebringes en andre væskeseparator (26).

10 â z I 77 9/ 9/ /7 Þ ê7 1 / zl?/ 6/ 6 //âzø / / I z 4 g L/L NO/EP246764