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Verfahren zur mechanischen Entnebelung von Luft Trotz des hochentwickelten
Standes der Funkortung ist der Nebel noch immer ein großes Hindernis für den Flugverkehr,
da die letzten Flugsekunden vor jeder Landung mit Bodensicht durchgeführt werden
müssen.
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Erkennt bei nebligem Wetter der Flugzeugführer, der auf dem Funkleitstrahl
sicher an die Landebahn bis zu einer Höhe von 30 bis 60 m herangeführt worden ist,
nicht die am Anfang der Landebahn befindlichen Lichtbaken, dann verzichtet er auf
die Landung und sucht im Blindflug den nächsten nebelfreien Flughafen auf.
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Gemäß dieser Sachlage wurden verschiedene Verfahren zur Entnebelung
von Landebahnen auf Flugplätzen bekannt, wie z. B.
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1. Erwärmung der nebelhaltigen Luft mittels ölbrenner, die längs der
Landebahn aufgestellt sind; 2. Versetzung der nebelhaltigen Luft mit festen Partikelchen
einer trockenen, hygroskopischen Substanz oder mit Tropfen einer konzentrierten
Lösung einer hygroskopischen Substanz von hinreichender Größe und somit hinreichender
Sinkgeschwindigkeit; 3. Versetzung der nebelhaltigen Luft mit kalten Wassertröpfchen
oder Eispartikeln, die relativ groß gegenüber den Nebeltröpfchen sind; 4. Versetzung
der nebelhaltigen Luft mit elektrisch geladenen Teilchen, z. B. mit elektrisch geladenem
Sand; 4. Verwendung elektrischer Felder zwecks Niederschlagung der Nebeltröpfchen;
6. Verwendung von Schallfeldern zwecks Koagulierung und Niederschlagung der Nebeltröpfchen;
7. Mechanische Entnebelung durch Abscheidung der Nebeltröpfchen beim Hindurchströmen
der nebelhaltigen Luft durch die Poren von Filtern.; B. Versetzung der nebelhaltigen
Luft mit oberflächenaktiven Stoffen.
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Keines dieser Verfahren, mit Ausnahme des Verfahrens der Erwärmung
der Luft durch ölbrenner, hat praktische Anwendung gefunden, da entweder die vorgeschlagenen
Verfahren in ihrer Ausführung zu schwierig oder die Anlagen- und Betriebskosten
untragbar sind.
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Aber auch das Verfahren der Erwärmung der nebelhaltigen Luft, das
in England unter dem Namen »Fidoverfahren« angewandt wird, ist relativ teuer, woraus
sich erklärt, daß es nur im beschränkten Umfang benutzt wird.
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Es ist nun bereits bekanntgeworden, die feinen Nebeltröpfchen aus
nebelhaltiger Luft auf mechanischem Wege abzuscheiden. Diesem Verfahren, das allerdings
praktisch nie erprobt wurde, liegen folgende Gedanken zugrunde: Wenn man senkrecht
zur Windrichtung verlaufende Hindernisse, z. B. großporige Filteranordnungen, auf
dem Flugplatz errichtet, dann besteht die Möglichkeit, daß beim Durchgang der nebelhaltigen
Luft durch diese Filteranordnung die feinen Nebeltröpfchen, die gemäß ihrer kinetischen
Energie weniger leicht als die Luftmoleküle aus ihrer geradlinigen Bahn abgelenkt
werden können, beim Aufprall auf die Hindernisse an diesen als feine Flüssigkeitshaut
niedergeschlagen werden.
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Diese Ansicht stützt sich auf die Tatsache, daß derartige Eliminatoren
häufig zur mechanischen Abscheidung der verschiedensten Arten von festen und flüssigen
Partikelchen aus strömenden Gasen in der Industrie benutzt werden.
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Es wurde vorgeschlagen, derartige Filteranordnungen zum Zweck der
Entnebelung auf Flugplätzen senkrecht zur Windrichtung verlaufend aufzustellen oder
bei Windstille mit Hilfe von Gebläsen die nebelhaltige Luft durch derartige Filteranordnungen
hindurchzublasen.
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Da jedoch keinerlei Erfahrungen darüber vorliegen, bis zu welchem
Grad beim Durchgang von nebelhaltiger Luft durch eine derartige Filteranlage die
einzelnen Nebeltröpfchen tatsächlich niedergeschlagen werden, und wegen des vermutlich
hohen Widerstandes derartiger Filteranlagen gegenüber der strömenden Luft, zog man
den Schluß, daß das Verfahren zwar ausführbar, aber kaum von praktischer Bedeutung
sei.
Gemäß dieser Sachlage besteht das Problem der mechanischen
Entnebelung vornehmlich darin, eine mechanische, wie ein Filter wirkende Vorrichtung
zu schaffen, die folgende, sich scheinbar widersprechende Eigenschaften besitzt:
1. Die Vorrichtung darf der nebelhaltigen Luft, die bei Wind freiwillig durch sie
hindurchströmt bzw. bei Windstille künstlich, also z. B. mit Hilfe einer Luftschraube
durch sie hindurchgeblasen wird, nur einen zu vernachlässigenden Widerstand entgegensetzen.
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2. Die Apparatur muß trotzdem die feinen Nebeltröpfchen weitestgehend
ausscheiden.
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Die Lösung dieses Problems besteht erfindungsgemäß darin, daß man
die nebelhaltige Luft durch mindestens ein rotierendes, zweckmäßigerweise kreisrundes
Sieb, dessen Maschenweite zwecks Erzielung eines geringen Widerstandes verhältnismäßig
groß sein muß, mit Hilfe von Luftschrauben hindurchbläst. Die Rotationsachse des
Siebes wird hierbei in die Richtung der Windströmung gelegt. Dadurch wird erreicht,
daß sich die feinen Nebeltröpfchen an dem Sieb abscheiden und in Form von größeren
Tropfen fortgeschleudert werden und dann zu Boden sinken, so daß die Luft nach Durchgang
durch das rotierende Sieb weitestgehend nebelfrei ist.
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Wie Versuche ergaben, ist sowohl der Widerstand ruhender als auch
rotierender Siebe von z. B. 1 bis 4 mm Maschenweite gegenüber einer nebelhaltigen
Luft, die z. B. mit 2 bis 6 m/Sek. senkrecht die Siebe durchströmt, unbeträchtlich.
Während aber die Dichte des Nebels sich beim Hindurchströmen durch ein ruhendes
Sieb von 1 bis 4 mm Maschenweite kaum ändert, findet bei Rotation des Siebes eine
von der Rotationsgeschwindigkeit abhängige, überraschend große Abscheidung der Nebeltröpfchen
an dem Drahtgeflecht statt. Besonders gut ist die Wirkung, wenn Siebe verwendet
werden, deren Maschenweite stetig oder stufenweise mit dem Abstand der Maschen vom
Schnittpunkt zunimmt.
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Die ständig vom rotierenden Drahtgeflecht erfaßten Nebeltröpfchen
koagulieren an dem Drahtgeflecht zu großen Wassermassen, die tangential in Form
eines Sprühregens fortgeschleudert werden, wobei die Luft nach Passieren des rotierenden
Siebes praktisch nebelfrei ist.
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Zwecks quantitativer Abscheidung sämtlicher Nebeltröpfchen, die durch
eine bestimmte Masche des Siebes hindurchströmen, gilt näherungsweise folgende Relation:
| Drahtdurchmesser _ Strömungsgeschwindigkeit der Luft |
| Maschenweite Rotationsgeschwindigkeit der Masche |
Betragen also z. B. der Drahtdurchmesser 0,3 mm, die Maschenweite 1,5 mm und die
Strömungsgeschwindigkeit der nebelhaltigen Luft 2 m1Sek., dann. muß die Rotationsgeschwindigkeit
der Masche näherungsweise 10 m/Sek. betragen.
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Nun verhalten sich aber bei gegebener Rotationsgeschwindigkeit des
Siebes die Geschwindigkeiten zweier Maschen, deren Abstände vom Siebmittelpunkt
sich wie 1: 2 verhalten, ebenfalls wie 1: 2. Demgemäß ist es zweckmäßig 1. Siebe
zu verwenden, deren Maschenweite kontinuierlich und linear mit dem Abstand vom Siebmittelpunkt
zunimmt, oder 2. Siebe zu verwenden, deren Maschenweite in größeren Stufen linear
mit dem Abstand vom Siebmittelpunkt zunimmt.
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Umferner möglichst geringe Rotationsgeschwindigkeiten anzuwenden,
ist es vorteilhaft, statt eines Siebes mehrere Siebe dicht aneinandergelegt zu verwenden,
zumal der Strömungswiderstand auch von mehreren Sieben relativ großer Maschenweite
unbeträchtlich ist.