-
Verfahren und Gerät zur raschen Vernebelung eines Objektes oder Geländes
Es ist bekannt, zur Vernebelung eines Objektes oder Geländes für Tarnungszwecke
nebelbildende Flüssigkeiten, wie beispielsweise Schwefeldioxyd gelöst in Chlorsulfonsäure,
unter Anwendung von Druck zu zersprühen oder zu zerstäuben. Bei den bekannten Anordnungen
wurde der zur Zerstäubung erforderliche Druck entweder einer Preßgasflasche entnommen
oder durch ein Pumpwerk erzeugt. Vielfach hat man auch den zur Vernebelung erforderlichen
Druck im Innern der Vernebelungsgefäße dadurch gewonnen, daß man der Vernebelungsflüs.sigkeit
eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch, das mit der zu vernebelnden Flüssigkeit
unter Freimachung großer Gasmengen chemisch reagiert, in dosierten Mengen laufend
zusetzte. So hat man dem erwähnten Nebelsäuregemisch aus Schwefeldioxyd und Chlorsulfonsäure
zur Druckerzeugung vorzugsweise Ameisensäure oder Ameisensäuremethylester (oder
ein Gemisch von beiden) zugesetzt, wobei die Komponenten unter Bildung großer Mengen
von Kohlendioxyd reagierten.
-
Bei den üblichen Vernebelungseinrichtungen lag der angewandte Gasdruck
in der Gegend von 0,5 bis höchstens 5 atü. Zur Zerstäubung drückte man die Vernebelungsflüssigkeit
durch Düsen, deren öffnungsquerschnitt im Höchstfall einige qmm groß war. Man legte
Wert darauf, daß die Nebelflüssigkeit die Düse bereits in feinste Tröpfchen zerstäubt
verließ, die in der Luft schwebend alsbald vernebelten, so daß unter möglichst geringen
Verlusten möglichst große Nebelmassen gebildet wurden. Die von den einzelnen Nebelgeräten
gebildeten Nebelschwaden wurden durch die natürliche Bewegung der Luft allmählich
über größere Räume verteilt, so daß es immer eine längere Zeit dauerte, bis ein
größeres Objekt (oder gar eine ganze Stadt) gegen optische Sicht - meist handelt
es sich um Fliegersicht - wirksam vernebelt war. Aus diesem Grunde mußte man bei
Gefahr eines feindlichen Luftangriffes mit der Vernebelung schon zu einem Zeitpunkt
beginnen, zu dem noch nicht einmal feststand, ob das zu schützende Objekt überhaupt
das Ziel der Feindflugzeuge sein würde. Da nun die Geschwindigkeiten der Flugzeuge
neuerdings beträchtlich gesteigert worden sind, so besteht das dringende Bedürfnis,
die zur Vernebelung eines Objektes oder Geländes benötigte Zeit wesentlich abzukürzen.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, die Geschwindigkeit der Nebelerzeugung
wesentlich zu erhöhen.
-
Zwecks rascher Vernebelung eines Objektes oder Geländes mittels nebelbildender
Flüssigkeiten, die aus einem Vernebelungsgefäß durch Anwendung von Gasdruck ausgetrieben
werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zur Erzeugung des. Gasdruckes in an
sich bekannter Weise eine Treibladung zu verwenden, wobei die Nebelflüssigkeit durch
Anwendung von Drücken von 50 oder mehr atü und öffnungsquerschnitten von einigen
qcm als Flüssigkeitsstrahl mit großer Geschwindigkeit und Reichweite ausgespritzt
wird.
-
Während man bei der bisherigen Sprühzerstäubung mit einem Druck von
höchstens 5 atü eine Nebelflüssigkeitsmenge von größenordnungsmäßig 50 Litern in
der Stunde vernebelte, werden gemäß dem neuen Verfahren 50 Liter Nebelflüssigkeit
in etwa 10 Sek. ausgeschleudert und längs der Strahlbahn sofort in Nebel verwandelt.
-
Zum Austreiben einer Flüssigkeit aus einem Behälter eine Treibladung
zu verwenden, ist bisher nur bei Feuerlöschgeräten bekannt. Diese Geräte arbeiten
aber mit wesentlich niedrigerem Druck- und mit wesentlich geringeren Öffnungsquerschnitten,
als sie die Erfindung vorschlägt, da Löschgeräte, welche den gesamten Vorrat an
Löschflüssigkeit innerhalb weniger Sekunden ausstoßen würden, für die Brandbekämpfung
ungeeignet wären.
-
Es ist ferner ein Verfahren zur Nebelerzeugung bekannt, bei dem Rauch
erzeugende Stoffe mit Verbrennungsgasen gemischt und durch Druckluft ausgestoßen
werden. Bei diesem Verfahren wird der Rauch bildende Stoff, sofern es sich nicht
von vornherein um ein Gas handelt, verdampft und somit in gasförmigem Zustand ausgestoßen.
Wenn
auch bei diesem Verfahren die Ausstoßgeschwindigkeit in der Größenordnung der Schallgeschwindigkeit
liegt, ist das sekundlich erzeugte Nebelvolumen dennoch wesentlich geringer als
dasjenige, welches beim Vernebeln der ausgestoßenen Nebelflüssigkeit nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren entsteht, da beim Ausstoß in flüssiger Form die sekundlich ausgestoßene
Masse wesentlich größer ist. Außerdem ist der -technische Aufwand zur Ausübung des
bekannten Verfahrens sehr viel größer. Das Gerät zur Ausübung dieses Verfahrens
muß eine Verbrennungskammer, eine Pumpe, einen Kompressor, eine Anordnung zur Zuführung
der Sekundärluft in die Verbrennungszone und eine Verteilereinrichtung aufweisen.
-
Demgegenüber benötigt der Hauptbestandteil des den weiteren Gegenstand
der Erfindung bildenden Gerätes zur Ausübung des vorgeschlagenen Verfahrens in seiner
einfachsten Grundform einen mit Nebelflüssigkeit füllbaren hochdruckfesten Behälter,
wobei an dessen Wandung eine nach dem Innern des Behälters zu offene Treibladungskammer
mit Treibladungssatz befestigt ist. Es können auch an ein Vernebelungsgefäß eine
oder mehrere Treibladungskammern mit Treibladungssätzen über druckfeste Rohre oder
Schläuche angeschlossen sein.
-
Treibladungen, die sich für den vorliegenden Verwendungszweck eignen,
sind dem Fachmann bekannt. Es handelt sich um Pulverpatronen mit verhältnismäßig
langsam abbrennendem Pulver - auch » Röhrenpulver« genannt -, wie es beispielsweise
als Pulverpreßlinge zum Antrieb von Raketen Verwendung findet. Durch geeignete Wahl
der Pulversubstanz und ihrer Schichtung sowie durch geeignete Formgebung der Pulverpatronen
beherrscht man die Abbrenngeschwindigkeit des Pulvers und damit die in der Zeiteinheit
erzeugte Gasmenge in weitem Maße. Selbstverständlich hängt der in dem Vernebelungsgefäß
erzeugte Höchstdruck weitgehend von der Verdammung ab, vorzugsweise also von dem
Querschnitt -der Austrittsöffnung für die Nebelflüssigkeit und dem Ausströmungswiderstand.
An die Austrittsöffnungen für die Nebelflüssigkeit wird man zweckmäßigerweise Rohrstücke
oder Rohrstutzen ansetzen, damit die Richtung des ausgespritzten Flüssigkeitsstrahls
eindeutig gegeben ist. Die Anbringung mehrerer Treibladungskammern ist dann von
Vorteil, wenn Vorkehrungen getroffen sind, daß das Vernebelungsgefäß nach vollständigem
Ausstoß der Vernebelungsflüssigkeit rasch wieder gefüllt und alsdann durch Zündung
der zweiten, dritten usw. Treibladungskammer sofort wieder in Betrieb genommen wird.
Man wird in einem solchen Fall die Treibladungskammern zweckmäßig nicht unndttelbar
an dem Vernebelungsgefäß anbringen, sondern - wie erwähnt - über druckfeste Rohre
oder Schläuche anschließen und in den Verbindungsweg zwischen Treibladungskammer
und Vernebelungsgefäß ein Überdruck- oder Rückschlagventil einschalten, das sich
nur bei Drucküberschuß in der betreffenden Treibladungskammer öffnet, 'so daß sowohl
ein Eindringen der Vernebelungsflüssigkeit in die Treibladungskamrnern vermieden
als auch verhindert wird, daß bei Zündung einer Treibladung die anderen infolge
der raschen Drucksteigerung mitgezündet werden. Die Zündung der Treibladungen wird
zweckmäßig auf elektrischem Wege vorgenommen (Glühzündung, Funkenzündung), wodurch
sie in bequemer Weise fernauslösbar ist. Um die großen Rückstoßkräfte aufzuheben,
die auf das Vernebelungsgefäß bei dem vorgeschlagenen raschen Ausstoßen der Vernebelungsflüssigkeit
einwirken, werden zweckmäßig mehrere Ausstoßöffnungen bzw. Ausstoßrohre räumlich
so orientiert angeordnet, daß wenigstens die horizontalen Komponenten aller Rückstoßkräfte
sich aufheben. Die Verdammung, die erforderlich ist, damit der Ausstoß sofort mit
dem gewünschten hohen überdruck einsetzt, wird dadurch erreicht bzw. erhöht, daß
die Ausstoßöffnungen durch entsprechend eingestellte Überdruckventile verschlossen
sind. Statt dessen kann man auch die Ausstoßöffnungen im Bereitschaftszustand des
Vernebelungsgefäßes durch Membranen entsprechender Stärke verschließen, die nach
Erreichen des für die Vernebelung festgesetzten Betriebsdruckes zerreißen und die
Ausstoßöffnungen freigeben. Man kann auch in die Ausstoßöffnungen elektrisch steuerbare
Durchlaßventile einbauen und diese beispielsweise durch einen den Druck im Vernebelungsgefäß
abfühlenden Druckschalter elektrisch steuern, so daß sie erst nach Erreichen des
Betriebsdruckes selbsttätig geöffnet werden. Durch die genannten Maßnahmen wird
gleichzeitig erreicht, daß das Vernebelungsgefäß nicht bereits im Wartezustand,
also vor Zündung einer Treibladung, durch leichte Nebelbildung stört.
-
Wie bereits erwähnt, kann es erwünscht sein, ein Vernebelungsgefäß
sofort nach dem Ausstoß seines Inhaltes erneut in Betrieb zu nehmen, also es sofort
wieder mit Vernebelungsflüssigkeit zu füllen. Um dies zu ermöglichen, wird in Weiterbildung
der Erfindung vorgeschlagen, das Vernebelungsgefäß an einen größeren Vorratsbehälter
für die Vernebelungsflüssigkeit anzuschließen, von dem es nach Ausstoß der Vernebelungsflüssigkeit
selbsttätig oder steuerbar mit Vernebelungsflüssigkeit nachgefüllt wird. Im einfachsten
Fall ist das Vernebelungsgefäß mit dem höhergelegenen Vorratsgefäß über eine druckfeste
Leitung verbunden, in der sich ein Rückschlag- oder überdruckventil befindet, das
sich bei Verschwinden des Druckes im Vernebelungsgefäß nach Ausstoß der Vernebelungsflüssigkeit
und nach Abbrand derTreibladung öffnet und die Vernebelungsflüssigkeit vom Vorratsbehälter
in das Vernebelungsgefäß gelangen läßt. Um den Füllvorgang zu beschleunigen, kann
man auch den Druck eines gespannten Gases benutzen, also den Vorratsbehälter mit
Hilfe einer Preßluftflasche unter Druck setzen. Schließlich kann man auch zur Druckerzeugung
im Vorratsbehälter eine Treibladung verwenden, wofür dann ein wesentlich langsamer
abbrennender Pulversatz vorgesehen ist als für die Treibladung, die am Vernebelungsgefäß
zum Ausstoß der Vernebelungsflüssigkeit dient. Zweckmäßig wird der zur Füllung des
Vernebelungsgefäßes erforderliche Druck einem besonderen, an den Vorratsbehälter
angeschlossenen Druckspeicher über einen Druckminderer oder ein steuerbares Ventil
entnommen. Zur richtigen Dosierung der aus dem Vorratsbehälter in das Vernebelungsgefäß
getriebenen Vernebelungsflüssigkeitsmenge kann in die Verbindungsleitung zwischen
Vorratsbehälter und Vernebelungsgefäß ein Durchflußmengenmesser eingeschaltet sein.
Ist der Vorratsbehälter genügend groß, so kann man an ihn auch mehrere Vernebelungsgefäße
in der beschriebenen Weise anschließen.
-
Im vorstehenden ist angenommen worden, daß es sich um ein stationäres
Vernebelungsgerät handelt. Man kann aber auch das beschriebene Vernebelungsgefäß
in
seiner Grundform als Geschoß ausbilden, derart, daß beispielsweise die Treibladung
zum Ausstoß der Vernebelungsflüssigkeit im Augenblick des Abschleuderns gezündet
wird, worauf durch den Betriebsdruck im Innern des Vernebelungsgefäßes die durch
Membranen verschlossenen Ausstoßöffnungen freigegeben werden und das Vernebelungsgefäß
längs seiner Flugbahn eine Nebelwand erzeugt. In weiterer Vervollkommnung kann das
als Geschoß ausgebildete Vernebelungsgefäß mit Selbstantrieb (Raketenantrieb, Propellerantrieb
od. dgl.) versehen sein.
-
Eine halbstationäre Ausbildung des Vernebelungsgefäßes besteht darin,
daß es als im Wasser aufschwimmender Körper ausgebildet, vorzugsweise mit Schwimmkörpern
versehen ist.
-
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die Abbildungen, in denen
Beispiele für Geräte zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt
.sind.
-
Abb. 1 zeigt die Grundform eines Vernebelungsgefäßes im Schnitt. Hierbei
ist 1 ein hochdruckfester Behälter und 2, 3 sind die im Innern bis nahezu
an den Grund fortgesetzten Ausstoßrohre für die Nebelflüssigkeit. Der an das Vernebelungsgefäß
angesetzte Rohrstutzen 4 stellt die Treibladungskammer dar, in der sich die Treibladung
5 befindet, die mittels der Glühspirale 6 gezündet werden kann; bei 7 ist der Anschluß
für die Stromzufuhr. 8 ist eine überwurfmutter, die zum Auswechseln der Treibladung
und zum Nachfüllen der Vernebelungsflüssigkeit gelöst wird, und 9 ein rostähnliches
Gebilde, das beim Abbrennen der Treibladung eine gewisse Verdämmung schafft. 10
und 11 sind zwei Membranen, die mittels der überwurfmuttern 12 bzw. 13 an den Enden
der Rohre 2 bzw. 3 befestigt sind und bei Erreichen des für den Ausstoß der Vernebelungsflüssigkeit
bestimmten Überdruckes zertrümmert werden. 14 ist ein an dem Vernebelungsgefäß befestigter,
ringsherum geführter Traggriff und 15, 16 sind zwei von insgesamt drei Füßen zur
Erhöhung der Standfestigkeit. Die beiden herausragenden Teile der Rohre 2 und 3
liegen in derselben Vertikalebene, so daß -sich die horizontalen Komponenten der
Rückstoßkräfte beim Ausstoß der Nebelflüssigkeit aufheben.
-
In Abb. 2 ist ein Vernebelungsgerät dargestellt, das aus dem Vernebelungsgefäß
1 und dem Vorratsbehälter 18 besteht, der mit Nebelsäure gefüllt ist. Vorratsbehälter
und Vernebelungsgefäß sind durch die druck- und säurefeste Leitung 19 verbunden.
In der Leitung 19 ist ein Durchflußmengenmesser M für Flüssigkeiten eingeschaltet.
8' und 8" sind zwei Treibladungskammern, die über die druck- und säurefesten
Leitungen 20 und 21 mit dem Vernebelungsgefäß verbunden sind. 22 und
23 sind zwei Rückschlag- oder Überdruckventile, die nur bei überdruck in
der zugehörigen Treibladungskarnmer geöffnet sind. Die Ausstoßrohre 2 und
3 an dem Vernebelungsgefäß 1 sind durch die elektrisch .steuerbaren Ventile
24 und 25 abschließbar. Die nicht weiter dargestellten Treibsätze in den Treibladungskammern
8' und 8" können elektrisch gezündet werden. 26 ist ein Druckspeicher, in dem sich
die zur überführung der Vernebelungsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 18 in das
Vernebelungsgefäß 1 dienende Druckluft befindet, und 27 ist ein in die Verbindungsleitung
zwischen Vorratsbehälter und Vernebelungsgefäß eingeschalteter Druckminderer. 28
ist ein elektrischer Druckschalter, der bei Erreichen des Betriebsdruckes in dem
Vernebelungsgefäß 1 anspricht und auf elektrischem Wege die Ventile 24 und 25 öffnet.
-
Ist das Vernebelungsgefäß 1 mit Vernebeiungsflüssigkeit gefüllt, so
wird die Treibladung in einer der beiden Kammern 8' oder 8" elektrisch gezündet,
worauf sich im Vernebelungsgefäß infolge der einströmenden Pulvergase alsbald der
Druck erhöht. Ist der Betriebsdruck erreicht, so öffnen sich unter der Wirkung des
Druckschalters 28 die Ventile 24 und 25, und die Vernebelungsflüssigkeit wird durch
die laufend nachströmenden Gase der Treibladung in kürzester Zeit aus dem Vernebelungsgefäß
ausgestoßen. Ist alle Flüssigkeit aus dem Vernebelungsgefäß ausgetrieben und gleichzeitig
die Treibladung verbraucht, so sinkt der Druck im Vernebelungsgefäß, und der Druckschalter
28 schließt die Ventile 24 und 25. Gleichzeitig öffnet sich infolge eines gewissen,
an dem Druckminderer 27 eingestellten überdruckes im Vorratsgefäß 18 das Überdruck-Rückschlagventi129,
und die Vernebelungsflüssigkeit strömt aus dem Vorratsbehälter 18 in das Vernebelungsgefäß
1. Um das Einströmen zu ermöglichen, wird entweder ein hierfür vorgesehenes Ventil
30 elektrisch oder von Hand geöffnet oder aber die Ventile 24 und 25 werden
unabhängig von dem Druckschalter 28 zum Ansprechen gebracht, also ebenfalls geöffnet.
Ist das Vernebelungsgefäß mit Vernebelungsflüssigkeit gefüllt, was durch Ablesen
des Mengenmessers M festgestellt werden kann, so werden die Ventile 30 bzw.
24 und 25
geschlossen und auch das Ventil 29 schließt sich,
und das Gerät befindet sich wieder in Betriebsbereitschaft.