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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.
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PATENT CLAIMS
1. Device for combating hail formation by generating hot gas bubbles enriched with condensation nuclei, with a burner arrangement with a burner head (3) opening into the atmosphere and surrounded by an air duct jacket, which is fed from a fuel gas source (7) with fuel gas under pressure via a gas supply line , in which a device for periodically interrupting the gas flow is switched on, the burner head having a gas guide channel (24) in which a pipe (25) connected to a storage container for a fluid containing silver iodide in suspension is arranged, from which near the mouth end of the burner head the fluid is sucked in like an injector, and wherein the burner head is assigned a device for generating an ignition flame, characterized in that
that the gas duct (24) of the burner head (3) branches at an axial distance from the mouth end of the burner head into several channels (36) diverging in the direction of flow, which penetrate a support for the fluid pipeline (25) forming part of the burner head and into a Open out annular gas guide channel section (35), the flow cross section of which is adjustable, and to which a gas guide channel section (32) surrounding the mouth end of the fluid pipeline (25) with a constant flow cross section connects at the mouth end of the burner head.
2. Device according to claim 1, characterized in that the ring-shaped gas duct section (35) consists of an outer jacket section (34) of an inner burner head part (23) which tapers conically in the direction of flow and of an inner jacket section (31) of an outer burner head part (31) which tapers conically in the direction of flow. 28), which is adjustable in the axial direction relative to the inner burner head part (23).
3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the outer burner head part (28) is screwed onto an externally threaded section (26) of the inner burner head part (23) and can be locked on this by means of a lock nut (29).
4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the gas guide channel (24) of the burner head (3) branches into three diverging channels (36) offset from one another by 1200 in the circumferential direction of the channel.
5. The device according to claim 1, characterized in that the device for generating the pilot flame is formed by a pilot burner (4) which is continuously fed by the fuel gas source (7) and extends parallel to the burner head (3) and which is supported on a support (19) the burner arrangement is mounted adjustable in the axial direction depending on the setting of the outer burner head part (28).
6. The device according to claim 5, characterized in that the pilot burner (4) is assigned a piezoelectric ignition device (5) which is adjustable together with the pilot burner (4).
Various devices have become known for achieving weather changes, in particular for the artificial triggering of rain, but they are relatively complicated in structure and mode of operation. For example, in a known device, water vapor is generated which is superheated and enriched with a suitable substance to form condensation nuclei; the mixture is then heated further and ejected through an overhead nozzle in order to promote rain formation in a weather or cloud front. In another known device, repeated explosions in a burner at short time intervals generate shock waves which are intended to affect clouds; for this purpose, the burner, which is provided with a long chimney, is an explosive fuel, e.g. B.
Acetylene, fed.
It is also known to artificially trigger rain and prevent hailstones from introducing tiny silver iodide crystals, which are good nuclei for ice formation because their crystal structure resembles that of ice, in order to increase the number of condensation nuclei in bad weather fronts, in order to create droplets in this way or to promote the formation of only small harmless hailstones.
The silver iodide crystals used as artificial condensation nuclei can be produced, for example, by evaporating a fluid containing silver iodide in suspension by means of a gas flame, in the exhaust gas of which the evaporated iodide is deposited in the form of fine crystals, the hot exhaust gas cloud also being used to transport the condensation nuclei into the weather front .
For this purpose, a device has been developed which has a burner arrangement with a burner head opening into the atmosphere and surrounded by an air guide jacket, which is supplied by a fuel gas source with pressurized fuel gas, e.g. B. propane gas is fed via a gas supply line in which a device for periodically interrupting the gas flow is switched on. The burner head contains a gas duct in which a pipe is arranged which is connected to a storage container for a fluid containing silver iodide in suspension and from which the fluid is sucked in like an injector near the mouth end of the burner head. A device for generating an ignition flame is also assigned to the burner head.
In this known device, a certain amount of the fluid sucked in by the gas flow from the fluid pipeline is vaporized by the gas flame during each combustion period. As a result of the intermittent flow of the fuel gas to the burner head, individual clouds of hot exhaust gases are continuously formed, which are enriched with the silver iodide particles that form during the evaporation of the fluid and form condensation nuclei and rise into the atmosphere under the influence of the colder ambient air.
In order to achieve the best possible effect, the hot gas clouds should be as uniform as possible, essentially bubble-shaped, so that they do not mix with the surrounding air, but rather convey the condensation nuclei to a relatively high height, where the condensation nuclei should spread out in the form of a cloud front. In addition, the hot gas bubbles should be enriched with the condensation nuclei as evenly as possible. However, the known device has not fully satisfied these requirements.
It has been shown that the concentrically arranged fluid pipeline within the gas duct of the burner head, which in the known embodiment is not supported to avoid turbulence in the gas flow in the gas duct, deforms as the operating time increases due to the action of heat, u. zw. In particular at its mouth end, whereby the precisely concentric position of the pipeline within the gas duct is lost.
However, this results in an uneven gas pressure distribution over the cross section of the gas guide channel at the mouth end of the pipeline and an uneven suction effect of the gas flow as well as a swirling of the same; as a result, an unsta
bile, d. H. flickering flame and hot gas clouds, which are not only unevenly enriched with the formed condensation nuclei, but also have different and imperfect bubble-shaped shapes and do not last long. Another deficiency of the known device is that it cannot be adapted to different operating conditions because the amount of fluid sucked in cannot be changed unless a complex gas pressure control is provided.
The aim of the invention is to create a device of the type described, which meets the requirements of practice better than the known design and enables the production of hot gas bubbles uniformly enriched with condensation nuclei of uniform shape and long durability with structurally simple means.
These goals are achieved according to the invention in that the gas duct of the burner head branches at an axial distance from the mouth end of the burner head into a plurality of ducts diverging in the direction of flow, which pass through a part of the burner head that forms a support for the fluid pipeline and open out into an annular gas duct section whose Flow cross-section is adjustable and to which a gas guide channel section surrounding the mouth end of the fluid pipeline with a constant flow cross-section connects at the mouth end of the burner head.
This construction ensures a laminar gas flow at the mouth end of the fluid pipeline with a uniform gas pressure distribution over the cross-section of the gas duct and thus a uniform suction of the fluid from the pipeline and evaporation of the fluid in the gas flame, which remains stable, i.e. H. does not flicker, so that bubble-shaped hot gas clouds of uniform expansion occur, which are evenly enriched with condensation nuclei. The construction according to the invention makes it possible due to the adjustability of the flow cross section of a section of the gas duct at the same time, without the need for expensive gas pressure control, to change the concentration of the condensation nuclei in the hot gas bubbles in a simple manner according to the respective needs.
An embodiment of the invention which is particularly preferred from a structural point of view is characterized in that the annular gas duct section is delimited by an outer jacket section of an inner burner head part that tapers conically in the direction of flow and by an inner jacket section of an outer burner head part that tapers conically in the direction of flow, which is defined relative to the inner burner head part in is adjustable in the axial direction.
According to a further useful embodiment of the invention, the device assigned to the burner head for generating the ignition flame is formed by a burner continuously fed by the fuel gas source, extending parallel to the burner head, which is axially supported on a support of the burner assembly depending on the setting of the outer burner head part Direction is adjustable.
Further features are explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawings.
Fig. 1 is a schematic representation showing the basic structure of a device according to the invention, and
FIG. 2 shows an enlarged sectional illustration of the burner arrangement of the device according to FIG. 1.
As can be seen from Fig. 1, the device has a housing 1 or the like, only indicated in the drawing, for example mounted on a vehicle, which has a gas burner arrangement 2 with a burner head 3, a pilot burner 4 and a piezoelectric ignition device on its upper side 5 carries. In the housing 1 are a storage container 6 for a fluid containing silver iodide in suspension and one or more gas containers 7 for pressurized fuel gas, e.g. B. propane arranged. In a gas supply line 8 connecting the Gasbe container 7 with the burner assembly 2, a shut-off valve 9, an adjustable pressure regulator 10, which controls the downstream pressure in the line z. B.
keeps constant to about 2 atm, a blow-out line 11, which is a pressure of z. B. 3 atü opening safety valve 12 contains, and a thermoelectric ignition fuse 13 is switched on. The gas supply line 8 branches into a pilot burner line 14 leading to the pilot burner 4 and a burner head line 15 leading to the burner head 3. In the burner head line 15, a valve 16 is switched on, which is operated by a clockwork 17 via a control cam 18 or the like periodic interruption of the gas flow is controlled, the control being carried out in such a way that the burner head is fed with fuel gas for the same period of time at intervals of, for example, 3 minutes.
The burner arrangement 2 will now be explained in more detail with reference to FIG. The burner head 3, the pilot burner 4 and the ignition device 5 extend with a vertical axis through openings in a removable horizontal cover plate 19 of the housing 1 and are mounted on this.
The parts of the burner arrangement protruding upward from the cover plate 19 lie within a pipe socket 20 which is welded to the top of the cover plate and is coaxial to the burner head 3, and which is also coaxial to the burner head 3 on its inside via several cross struts 21, only one of which is shown Sheet metal chimney 22 carries. The sheet metal chimney 22 consists of a section surrounding the burner arrangement within the pipe socket 20, which ends at a distance from the cover plate 19 and tapers conically upwards, and a cylindrical section extending upwards from the free end of the pipe socket 20.
The pipe socket 20 has the task of preventing the burner head flame and the ignition flame from being blown out by strong winds, while the sheet metal chimney 22 simultaneously serves to guide the combustion air and the clouds of exhaust gas that arise during operation of the device.
The burner head 3 has an elongated body 23 with a central cylindrical gas guide channel 24 which is connected to the burner head line 15 near the lower end of the burner head body 23. From the Vorratsbe container 6 provided below the burner head 3 in the housing 1 for the fluid containing silver iodide in suspension, a pipe 25 extends into the gas-tight gas duct 24 at the lower end. The part of the burner head body 23 protruding upward from the cover plate 19 has an external thread 26, onto which a fastening nut 27 for mounting the burner head on the cover plate 19 is screwed. A hollow, essentially cap-like burner head part 28 is also screwed onto the external thread 26 and fixed by a lock nut 29.
The inner jacket of the cap 28 has, following an internal thread, a cylindrical section 30 and a conical section 31 extending from this to a central cylindrical passage opening 32. The inner jacket sections 30 and 31 of the cap 28 delimit each with an assigned cylindrical or conical outer jacket section 33 or 34 at the upper end of the burner head body 23 an annular channel 35 with a section converging in the direction of flow, which opens into the atmosphere via the passage opening 32 of the cap 28. The gas guide channel 24 of the burner head body 23 opens into the annular channel 35 via three channels 36 diverging in the flow direction, which are offset from one another by 1200 in the circumferential direction.
The pipeline 25, which is arranged concentrically in the gas duct 24, passes through the upper end of the burner head body 23 in the region of the diverging ducts 36, which in this way forms a support for the pipeline, and extends into the passage opening 32 of the cap 28, where the Pipeline ends at a distance from the mouth of the burner head.
The construction explained above ensures a laminar gas flow and a symmetrical gas pressure distribution in the area of the mouth end of the pipe 25 as well as a stable flame and at the same time enables the cap 28, which is provided with an external hexagon in the example shown for the attack of a tool, to be screwed on more or less deeply the burner head body 23 to increase or decrease the flow cross-section of the converging section of the annular channel 35 and thereby the amount of the fluid sucked in by the fuel gas flow from the pipeline 25 during operation.
The pilot burner 4, which is equipped with a fixed nozzle, is attached to the horizontal leg of an angle plate 37 together with the associated piezoelectric ignition device 5 with an axis running parallel to the burner head axis. The vertical leg of the angle plate 37 extends through a slot in the cover plate 19 and is fastened to a flange 39 protruding from the cover plate 19 by means of a screw bolt 38 which penetrates a vertical elongated hole in the leg. The pilot burner 4 together with the ignition device 5 can thereby be adjusted in the axial direction and, when the cap 28 is adjusted, can be adjusted to exactly the same distance therefrom.
In the device described, the ignition burner 4 is ignited by actuating the thermoelectric ignition fuse 13 and a switching device 40 of the piezoelectric ignition device 5 arranged on the housing. After the response of the thermoelectric ignition fuse 13, by switching on the control device 16, 17, 18, the burner head 3, as already mentioned, at predetermined time intervals of, for. B. 3 min duration fed with fuel gas, the respective burning time also z. B. 3 min. The fluid sucked in by the fuel gas, which for example consists of acetone as a suspension medium and a predetermined dose of silver iodide, evaporates in the flame.
The exhaust gas cloud, in which the finest silver iodide crystals are deposited, which forms during each burning period, assumes an essentially bubble-shaped shape as a result of the even exit of the fuel gas from the burner head and as a result of the stable flame. It has been shown in practice that the continuously formed hot gas bubbles, which are evenly enriched with silver iodide crystals over their expansion, can convey these condensation nuclei to a height of 2500 m, for example, and that when the device is operated for one hour, a cloud front of z. B. 2.5 km in length can be enriched with silver iodide crystals, the suspension of which lasts for up to 4 hours and which prevent the formation of large hailstones because they favor rain formation.
The device explained can be modified in various ways within the concept of the invention, in particular with regard to the design of the cap that is adjustable relative to the burner head body and the upper end of the burner head body. For example, the number of branch ducts of the gas guide duct can be more than three and the annular duct can have a shape that differs from that shown.