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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Bekämpfung von Hagelbildung durch Erzeugung von mit Kondensationskernen angereicherten Heissgasblasen, mit einer Brenneranordnung mit einem in die Atmosphäre ausmündenden und von einem Luftführungsmantel umgebenen Brennerkopf (3), der von einer Brenngasquelle (7) mit unter Druck stehendem Brenngas über eine Gaszuführleitung gespeist wird, in der eine Einrichtung zum periodischen Unterbrechen der Gasströmung eingeschaltet ist, wobei der Brennerkopf einen Gasführungskanal (24) aufweist, in dem eine mit einem Vorratsbehälter für ein Silberjodid in Suspension enthaltendes Fluid verbundene Rohrleitung (25) angeordnet ist, aus der nahe dem Mündungsende des Brennerkopfes das Fluid injektorartig angesaugt wird, und wobei dem Brennerkopf eine Einrichtung zum Erzeugen einer Zündfiamme zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Gasführungskanal (24) des Brennerkopfes (3) sich mit Axialabstand vom Mündungsende des Brennerkopfes in mehrere, in Strömungsrichtung divergierende Kanäle (36) verzweigt, die einen eine Abstützung für die Fluid-Rohrleitung (25) bildenden Teil des Brennerkopfes durchsetzen und in einen ringförmigen Gasführungskanalabschnitt (35) ausmünden, dessen Durchflussquerschnitt einstellbar ist, und an den ein das Mündungsende der Fluid-Rohrleitung (25) umgebender Gasführungskanalabschnitt (32) mit konstantem Durchflussquerschnitt am Mündungsende des Brennerkopfes anschliesst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Gasführungskanalabschnitt (35) von einem sich in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Aussenmantelabschnitt (34) eines inneren Brennerkopfteiles (23) und von einem sich in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Innenmantelabschnitt (31) eines äusseren Brennerkopfteiles (28) begrenzt ist, der relativ zum inneren Brennerkopfteil (23) in axialer Richtung verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Brennerkopfteil (28) auf einen Aussengewindeabschnitt (26) des inneren Brennerkopfteiles (23) aufgeschraubt und auf diesem mittels einer Gegenmutter (29) feststellbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasführungskanal (24) des Brennerkopfes (3) sich in drei in Umfangsrichtung des Kanals um 1200 gegeneinander versetzte divergierende Kanäle (36) verzweigt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen der Zündflamme durch einen von der Brenngasquelle (7) kontinuierlich gespeisten, sich parallel zum Brennerkopf (3) erstreckenden Zündbrenner (4) gebildet ist, der auf einer Abstützung (19) der Brenneranordnung in Abhängigkeit von der Einstellung des äusseren Brennerkopfteiles (28) in axialer Richtung verstellbar montiert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zündbrenner (4) eine piezoelektrische Zündeinrichtung (5) zugeordnet ist, die gemeinsam mit dem Zündbrenner (4) verstellbar ist.
Zur Erzielung von Wetterveränderungen, insbesondere zur künstlichen Auslösung von Regen, sind verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden, die jedoch im Aufbau und in der Betriebsweise relativ kompliziert sind. So wird beispielsweise in einer bekannten Vorrichtung Wasserdampf erzeugt, der überhitzt und mit einem geeigneten Stoff zur Bildung von Kondensationskernen angereichert wird; das Gemisch wird dann weiter erhitzt und durch eine Überschaildüse ausgestossen, um in einer Wetter- bzw. Wolkenfront die Regenbildung zu för dem. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung werden durch in einem Brenner in kurzen Zeitabständen wiederholte Explosionen Stosswellen erzeugt, welche Wolken beeinflussen sollen; zu diesem Zweck wird dem Brenner, der mit einem langen Kamin versehen ist, ein explosionsfähiger Brennstoff, z. B.
Azetylen, zugeleitet.
Es ist ferner bekannt, zur künstlichen Auslösung von Regen und zur Verhütung von Hagelschlag kleinste Silberjodidkristalle, die gute Keime für die Eisbildung sind, weil ihre Kristallstruktur derjenigen von Eis ähnelt, zwecks Erhöhung der Zahl der Kondensationskeme in Schlechtwetterfronten einzubringen, um auf diese Weise eine Tropfenbildung bzw. Bildung von nur kleinen ungefährlichen Hagelkörnern zu begünstigen.
Die als künstliche Kondensationskerne dienenden Silberjodidkristalle können beispielsweise durch Verdampfen eines Silberjodid in Suspension enthaltenden Fluids mittels einer Gasflamme erzeugt werden, in deren Abgas sich das verdampfte Jodid in Form von feinen Kristallen abscheidet, wobei die heisse Abgaswolke zugleich zum Transport der Kondensationskerne in die Wetterfront ausgenützt wird.
Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung entwickelt worden, die eine Brenneranordnung mit einem in die Atmosphäre ausmündenden und von einem Luftführungsmantel umgebenen Brennerkopf aufweist, der von einer Brenngasquelle mit unter Druck stehendem Brenngas, z. B. Propangas, über eine Gaszuführleitung gespeist wird, in der eine Einrichtung zum periodischen Unterbrechen der Gasströmung eingeschaltet ist. Der Brennerkopf enthält einen Gasführungskanal, in dem eine Rohrleitung angeordnet ist, die mit einem Vorratsbehälter für ein Silberjodid in Suspension enthaltendes Fluid verbunden ist und aus der nahe dem Mündungsende des Brennerkopfes das Fluid injektorartig angesaugt wird. Dem Brennerkopf ist ferner eine Einrichtung zum Erzeugen einer Zündfiamme zugeordnet.
Bei dieser bekannten Vorrichtung wird während jeder Brennperiode eine bestimmte Menge des von der Gasströmung aus der Fluid-Rohrleitung injektorartig angesaugten Fluids durch die Gasflamme verdampft. Infolge des intermittierenden Zustroms des Brenngases zum Brennerkopf werden fortlaufend einzelne Wolken heisser Abgase gebildet, die mit den bei der Verdampfung des Fluids entstehenden, Kondensationskerne bildenden Silberjodidpartikeln angereichert sind und unter dem Einfluss der kälteren Umgebungsluft in die Atmosphäre aufsteigen.
Um eine optimale Wirkung zu erzielen, sollten die Heissgaswolken möglichst einheitliche, im wesentlichen blasenförmige Gestalt haben, damit sie sich nicht gleich mit der Umgebungsluft mischen, sondern die Kondensationskerne in relativ grosse Höhe befördern, wo sich die Kondensationskerne in Form einer Wolkenfront ausbreiten sollen. Die Heissgasblasen solten überdies möglichst gleichmässig mit den Kondensationskernen angereichert sein. Die bekannte Vorrichtung hat jedoch hinsichtlich dieser Anforderungen nicht voll befriedigt.
Es hat sich nämlich gezeigt, das sich die innerhalb des Gasführungskanals des Brennerkopfes konzentrisch angeordnete Fluid-Rohrleitung, die bei der bekannten Ausführung zur Vermeidung einer Verwirbelung der Gasströmung im Gasführungskanal nicht abgestützt ist, mit zunehmender Betriebsdauer infolge der Wärmeeinwirkung verformt, u. zw. insbesondere an ihrem Mündungsende, wodurch die genau konzentrische Lage der Rohrleitung innerhalb des Gasführungskanals verlorengeht.
Hiedurch kommt es jedoch am Mündungsende der Rohrleitung zu einer ungleichmässigen Gasdruckverteilung über den Querschnitt des Gasführungskanals und zu einer ungleichmäs- sigen Ansaugwirkung der Gasströmung sowie zu einer Verwirbelung derselben; als Folge davon ergeben sich eine unsta
bile, d. h. flackernde Flamme und Heissgaswolken, die nicht nur mit den gebildeten Kondensationskernen ungleichmässig angereichert sind, sondern auch unterschiedliche und unvollkommene blasenförmige Gestalt haben und diese nicht lange beibehalten. Ein weiterer Mangel der bekannten Einrichtung besteht darin, dass sie an unterschiedliche Einsatzbedingungen nicht angepasst werden kann, weil die Menge des angesaugten Fluids nicht verändert werden kann, wenn nicht eine aufwendige Gasdruckregelung vorgesehen wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Vorrichtung der geschilderten Art zu schaffen, die den Erfordernissen der Praxis besser entspricht als die bekannte Ausführung und mit konstruktiv einfachen Mitteln die Erzeugung von mit Kondensationskernen gleichmässig angereicherten Heissgasblasen einheitlicher Gestalt und langer Beständigkeit ermöglicht.
Diese Ziele werden erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Gasführungskanal des Brennerkopfes sich mit Axialabstand vom Mündungsende des Brennerkopfes in mehrere, in Strömungsrichtung divergierende Kanäle verzweigt, die einen eine Abstützung für die Fluid-Rohrleitung bildenden Teil des Brennerkopfes durchsetzen und in einen ringförmigen Gasführungskanalabschnitt ausmünden, dessen Durchflussquerschnitt einstellbar ist und an den ein das Mündungsende der Fluid-Rohrleitung umgebender Gasführungskanalabschnitt mit konstantem Durchflussquerschnitt am Mündungsende des Brennerkopfes anschliesst.
Durch diese Konstruktion wird am Mündungsende der Fluid-Rohrleitung eine laminare Gasströmung mit einer einheitlichen Gasdruckverteilung über den Querschnitt des Gasführungskanals und dadurch eine gleichmässige Ansaugung des Fluids aus der Rohrleitung und Verdampfung des Fluids in der Gasflamme gewährleistet, die stabil bleibt, d. h. nicht flackert, so dass es zur Ausbildung von blasenförmigen Heissgaswolken einheitlicher Ausdehnung kommt, die gleichmässig mit Kondensationskernen angereichert sind. Die erfindungsgemässe Konstruktion ermöglicht es infolge der Einstellbarkeit des Durchflussquerschnittes eines Abschnittes des Gasführungskanals zugleich, ohne das Erfordernis einer aufwendigen Gasdruckregelung die Konzentration der Kondensationskeme in den Heissgasblasen auf einfache Weise entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen zu verändern.
Eine in konstruktiver Hinsicht besonder bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der ringförmige Gasführungskanalabschnitt von einem sich in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Aussenmantelabschnitt eines inneren Brennerkopfteiles und von einem sich in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Innenmantelabschnitt eines äusseren Brennerkopfteiles begrenzt ist, der relativ zum inneren Brennerkopfteil in axialer Richtung verstellbar ist.
Nach einer weiteren zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung ist die dem Brennerkopf zugeordnete Einrichtung zum Erzeugen der Zündfiamme durch einen von der Brenngas quelle kontinuierlich gespeisten, sich parallel zum Brennerkopf erstreckenden Brenner gebildet, der auf einer Abstützung der Brenneranordnung in Abhängigkeit von der Einstellung des äusseren Brennerkopfteiles in axialer Richtung verstellbar montiert ist.
Weitere Merkmale werden nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, welche den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung gemäss der Erfindung zeigt, und
Fig. 2 eine vergrösserte Schnittdarstellung der Brenneranordnung der Vorrichtung nach Fig. 1.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Vorrichtung ein in der Zeichnung nur angedeutetes, beispielsweise auf einem Fahrzeug montiertes Gehäuse 1 od. dgl. auf, das an seiner Oberseite eine Gasbrenneranordnung 2 mit einem Brennerkopf 3, einem Zündbrenner 4 und einer piezoelektrischen Zündeinrichtung 5 trägt. Im Gehäuse 1 sind ein Vorratsbehälter 6 für ein Silberjodid in Suspension enthaltendes Fluid sowie ein oder mehrere Gasbehälter 7 für unter Druck stehendes Brenngas, z. B. Propangas, angeordnet. In einer den Gasbe hälter 7 mit der Brenneranordnung 2 verbindenden Gaszuführleitung 8 sind hintereinander ein Absperrhahn 9, ein einstellbarer Druckregler 10, der den Hinterdruck in der Leitung z. B.
auf etwa 2 atü konstant hält, eine Ausblasleitung 11, die ein bei einem Überdruck von z. B. 3 atü öffnendes Sicherheitsventil 12 enthält, und eine thermoelektrische Zündsicherung 13 eingeschaltet. Die Gaszuführleitung 8 verzweigt sich in weiterer Folge in eine zum Zündbrenner 4 führende Zündbrennerleitung 14 und eine zum Brennerkopf 3 führende Brenner kopfleitung 15. In der Brennerkopfleitung 15 ist ein Ventil 16 eingeschaltet, das von einem Uhrwerk 17 über eine Steuerkurvenscheibe 18 od. dgl. zur periodischen Unterbrechung der Gasströmung gesteuert wird, wobei die Steuerung so erfolgt, dass der Brennerkopf in Intervallen von beispielsweise 3 min Dauer jeweils die gleiche Zeitdauer mit Brenngas gespeist wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nun die Brenneranordnung 2 näher erläutert. Der Brennerkopf 3, der Zündbrenner 4 und die Zündeinrichtung 5 erstrecken sich mit verikaler Achse durch Öffnungen in einer abnehmbaren horizontalen Deckplatte 19 des Gehäuses 1 und sind an dieser montiert.
Die von der Deckplatte 19 nach oben ragenden Teile der Brenneranordnung liegen innerhalb eines an der Oberseite der Deckplatte angeschweissten, zum Brennerkopf 3 koaxialen Rohrstutzens 20, der an seiner Innenseite über mehrere Querstreben 21, von denen nur eine dargestellt ist, einen zum Brennerkopf 3 ebenfalls koaxialen Blechkamin 22 trägt. Der Blechkamin 22 besteht aus einem die Brenneranordnung innerhalb des Rohrstutzens 20 umgebenden Abschnitt, der mit Abstand von der Deckplatte 19 endet und sich nach oben konisch verjüngt, und einem sich vom freien Ende des Rohrstutzens 20 nach oben ersteckenden zylindrischen Abschnitt.
Der Rohrstutzen 20 hat die Aufgabe, ein Ausblasen der Brennerkopfflamme und der Zündfiamme durch starken Wind zu verhindern, während der Blechkamin 22 zugleich zur Führung der Verbrennungsluft und der im Betrieb der Vorrichtung entstehenden Abgaswolken dient.
Der Brennerkopf 3 hat einen langgestreckten Körper 23 mit einem zentralen zylindrischen Gasführungskanal 24, der nahe dem unteren Ende des Brennerkopfkörpers 23 mit der Brennerkopfleitung 15 in Verbindung steht. Aus dem unterhalb des Brennerkopfes 3 im Gehäuse 1 vorgesehenen Vorratsbe hälter 6 für das Silberjodid in Suspension enthaltende Fluid erstreckt sich eine Rohrleitung 25 in den am unteren Ende gasdicht verschlossenen Gasführungskanal 24. Der von der Deckplatte 19 nach oben ragende Teil des Brennerkopfkörpers 23 weist ein Aussengewinde 26 auf, auf welches eine Befestigungsmutter 27 zur Montage des Brennerkopfes an der Deckplatte 19 aufgeschraubt ist. Auf das Aussengwinde 26 ist ferner ein hohler, im wesentlichen kappenartiger Brennerkopfteil 28 aufgeschraubt und durch eine Gegenmutter 29 festgelegt.
Der Innenmantel der Kappe 28 hat im Anschluss an ein Innengewinde einen zylindrischen Abschnitt 30 und einen sich von diesem zu einer zentralen zylindrischen Durchtrittsöffnung 32 erstreckenden konischen Abschnitt 31. Die Innenmantelabschnitte 30 und 31 der Kappe 28 begrenzen mit je einem zugeordneten zylindrischen bzw. konischen Aussenmantelabschnitt 33 bzw. 34 am oberen Ende des Brennerkopfkörpers 23 einen Ringkanal 35 mit einem in Strömungsrichtung konvergierenden Abschnitt, der über die Durchtrittsöffnung 32 der Kappe 28 in die Atmosphäre ausmündet. Der Gasführungskanal 24 des Brennerkopfkörpers 23 mündet über drei in Strömungsrichtung divergierende Kanäle 36, die in Umfangsrichtung um 1200 gegeneinander versetzt sind, in den Ringkanal 35 aus.
Die Rohrleitung 25, die im Gasführungskanal 24 konzentrisch angeordnet ist, durchsetzt im Bereich der divergierenden Kanäle 36 das obere Ende des Brennerkopfkörpers 23, der auf diese Weise eine Abstützung für die Rohrleitung bildet, und erstreckt sich in die Durchtrittsöffnung 32 der Kappe 28, wo die Rohrleitung mit Abstand von der Mündung des Brennerkopfes endet.
Die vorstehend erläuterte Konstruktion sichert eine laminare Gasströmung und eine symmetrische Gasdruckverteilung im Bereich des Mündungsendes der Rohrleitung 25 sowie eine stabile Flamme und ermöglicht es zugleich, durch mehr oder weniger tiefes Aufschrauben der beim dargestellten Beispiel mit einem Aussensechskant für den Angriff eines Werkzeuges versehenen Kappe 28 auf den Brennerkopfkörper 23 den Durchflussquerschnitt des konvergierenden Abschnittes des Ringkanals 35 und dadurch die Menge des im Betrieb vom Brenngasstrom aus der Rohrleitung 25 injektorartig angesaugten Fluids zu erhöhen oder zu verringern.
Der Zündbrenner 4, der mit einer Fixdüse ausgestattet ist, ist samt der zugeordneten piezoelektrischen Zündeinrichtung 5 mit parallel zur Brennerkopfachse verlaufender Achse auf dem horizontalen Schenkel einer Winkelplatte 37 befestigt. Der vertikale Schenkel der Winkelplatte 37 erstreckt sich durch einen Schlitz in der Deckplatte 19 und ist mittels eines Schraubenbolzens 38, der ein vertikales Langloch des Schenkels durchsetzt, an einem von der Deckplatte 19 abstehenden Flansch 39 befestigt. Der Zündbrenner 4 samt Zündeinrichtung 5 kann dadurch in axialer Richtung verstellt und beim Verstellen der Kappe 28 jeweils auf genau gleichen Abstand von dieser eingstellt werden.
Bei der beschriebenen Vorrichtung wird durch Betätigen der thermoelektrischen Zündsicherung 13 und einer am Gehäuse angeordneten Schalteinrichtung 40 der piezoelektrischen Zündeinrichtung 5 der Zündbrenner 4 gezündet. Nach dem Ansprechen der thermoelektrischen Zündsicherung 13 wird durch Einschalten der Steuereinrichtung 16, 17, 18 der Brennerkopf 3, wie schon erwähnt, in vorbestimmten Zeitintervallen von z. B. 3 min Dauer mit Brenngas gespeist, wobei die jeweilige Brenndauer ebenfalls z. B. 3 min beträgt. Das vom Brenngas angesaugte Fluid, das beispielsweise aus Aceton als Suspensionsmittel und einer vorbestimmten Dosis Silberjodid besteht, verdampft in der Flamme.
Die sich während jeder Brenndauer ausbildende Abgaswolke, in welcher sich feinste Silberjodidkristalle abscheiden, nimmt infolge des gleichmässigen Austrittes des Brenngases aus dem Brennerkopf und infolge der stabilen Flamme eine im wesentlichen blasenförmige Gestalt an. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass die fortlaufend gebildeten Heissgasblasen, die über ihre Ausdehnung gleichmässig mit Silberjodidkristallen angereichert sind, diese Kondensationskerne beispielsweise in eine Höhe von 2500 m befördern können und dass bei einstündigem Betrieb der Vorrichtung eine Wolkenfront von z. B. 2,5 km Länge mit Silberjodidkristallen angereichert werden kann, deren Schwebezustand bis zu 4 Stunden anhält und die die Bildung grosser Hagelkörner verhindern, weil sie die Regenbildung begünstigen.
Die erläuterte Vorrichtung kann innerhalb des Erfindungsgedankens, insbesondere hinsichtlich der Ausbildung der relativ zum Brennerkopfkörper verstellbaren Kappe und des oberen Endes des Brennerkopfkörpers verschiedentlich abgewanddelt werden. So kann beispielsweise die Anzahl der Zweigkanäle des Gasführungskanals mehr als drei betragen und der Ringkanal eine von der dargestellten abweichende Gestalt haben.