DE1909946A1

DE1909946A1 - Process for the targeted improvement of visibility in air that is exposed to the air of a selectable duration

Info

Publication number: DE1909946A1
Application number: DE19691909946
Authority: DE
Inventors: Wanders Dipl-Phys Kurt
Original assignee: WANDERS DIPL PHYS KURT
Current assignee: WANDERS DIPL PHYS KURT
Priority date: 1969-02-27
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1970-09-10

Description

Verfahren zur gezielten Sichtverbesserung in nebelhaltiger Buft von wählbarer Dauer Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Sichtverbesserang in nebelhaltiger tuft und damit zur Schaffung klarsichtiger Lufträume auf und über Landebahnen von Flugplätzen bei Vorliegenvon Nebel oder aufliegenden Wolken, sowie der Beseitigung von Nebel an verkehrswichtigen punkten des Straßen-, Eisenbahn- und Binnenschiffahrtsverkehrs. Process for the targeted improvement of visibility in foggy breezes from selectable duration The invention relates to a method for the targeted improvement of vision in foggy tuft and thus to create clear air spaces on and above Runways of airfields in the presence of fog or overlying clouds, as well as the removal of fog at important points of the road, railroad and inland waterway transport.

Schlechtwetter und Nebel bilden nach wie vor ein unüberwindbares Hindernis für die sichere, regelmäßige-und pünktliche Durchführung des modernen Luftverkehrs. Trotz aller Bemühungen konnte das Problem der Allwetterlandung d.h0 der sicheren Landung und gleicherweise des sicheren Starts bei null Meter Wolkenhöhe und null Meter Horizontalsicht nicht gelöst werden.Bad weather and fog are still an insurmountable obstacle for the safe, regular and punctual implementation of modern air transport. Despite all efforts, the problem of the all-weather landing, i.e. the safe Landing and also safe take-off at zero meters cloud height and zero Meter horizontal view cannot be resolved.

Der hohe technische Stand der automatischen Blind- und Anflugverfahren ermöglicht zwar den relativ sicheren Anflug, die letzte Phase jeder Landung jedoch setzt eine Horizontalsicht voraus, die, eine gute Landebahnbefeuerung vorausgesetzt, vergleichbar ist mit einer "Landung mit Sicht unter nahezu Normalbedingungen'. Einer Weiterentwicklung und dem Einsatz der zum Start und Landung erforderlichen Boden- und Bordanlagen steht die Aufwendigkeit der Systeme mit ihren unverhältnismäßig hohen Kosten gegenüber dem zu erwartenden Nutzen entgegen. Von den Luftfahrtgesellschaften wird daher auf Grund der relativ geringen Häufigkeit extremer Wetterlagen eine gezielte Sichtverbesserung mit bodenseitigen Geräten, sofern sie in ihrer Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit den erforderlichen Anforderungen hinsichtlich der Schaffung klarsiohtiger Lufträume auf und über Landebahnen genügen, als dringend notwendig gefordert. Diesen Geräten würde auch bei einer Vervollkommnung des Allwetterlandesystems eine hervorragende Stellung unter der Ausrüstung der Flughäfen auch in der Zukunft zukommen. Die Einsatfähigkeit solcher Geräte bliebe nicht nur auf die Verwendbarkeit zur gezielten Sichtverbes<;erung auf Flughäfen beschränkt, sondern würde in gleich hohem Maße die Behinderung des Straßen- Eisenbahn-und Binnenschiffahrtsverkehrs durch Nebel an verkehrswichtigen Punkten weitestgehend beseitigen und damit die Sicherheit des Verkehrs wesentlich erhöhen können.The high technical standard of the automatic blind and approach procedures allows a relatively safe approach, but the last phase of every landing requires a horizontal view, which, assuming good runway lighting, is comparable to a 'landing with view under almost normal conditions'. One Further development and use of the ground and landing required for take-off and landing and on-board systems, the complexity of the systems with their disproportionate high costs compared to the expected benefits. From the airlines is therefore a targeted one due to the relatively low frequency of extreme weather conditions Visibility improvement with ground-side devices, provided that they are in their performance and economy meet the necessary requirements in terms of creation Clear airspaces on and above runways are sufficient as urgently needed required. These devices would also be used when the all-weather landing system was perfected an excellent position among the equipping of airports in the future too get. The usability of such devices would not only depend on the usability for targeted visual improvement limited to airports, but would be in the same to a large extent the obstruction of road, rail and inland waterway traffic eliminate as far as possible through fog at important traffic points and thus the Can significantly increase traffic safety.

Aus der Vielzahl der bisher vorgeschlagenen und zum Teil in Versuchen erprobten Vorfahren zur Beseitigung ton Nebel hat sich keine Methode entwickeln lassen, die apparativ, energetisch und wirtschaftlich gesehen, in der praktischen Anwendung ein einigermaßen zuverlässiges Ergebnis verspricht. ("Methoden der künstlichen Nebelauflösung und ihre Bewertung", Christian E. Junge; AFCRC-TN-58-476, ASTIA Document Nr. AD - 160751; Geophysikalische Übersichten der US Air Force - Nr. 105, Sept. 195-8.From the multitude of those proposed so far and some in tests Proven ancestors for eliminating ton fog, no method has been developed let the apparatus, energetically and economically seen, in the practical Application promises a reasonably reliable result. ("Methods of Artificial Fog resolution and its evaluation ", Christian E. Junge; AFCRC-TN-58-476, ASTIA Document No. AD - 160751; U.S. Air Force Geophysical Overviews - No. 105, Sept. 195-8.

"Die Sichtweite im Nebel und die Möglichkeiten ihrer künstlichen Beeinflussung", Prof.Dr.phil. Hans Israel, Dipl.Physiker Fritz Kasten; Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministerium Nordrhein-Westfalen, Nr. 640, Köln und Opladen 1959. "Kritische Untersuchung-der derzeitigen Verfahren zur Entnebelung der Landebahnen auf Flugplätzen", Prof.Dr.-Ing."The range of vision in the fog and the possibilities of its artificial influence", Prof.Dr.phil. Hans Israel, graduate physicist Fritz Kasten; Research reports of the economic and Ministry of Transport North Rhine-Westphalia, No. 640, Cologne and Opladen 1959. "Critical Investigation of the current procedures for defogging runways at airfields ", Prof. Dr.-Ing.

U.Schmieschek, DVL-Bericht Nr. 114, 1960 ).U.Schmieschek, DVL report No. 114, 1960).

In jüngster Zeit sind zwei Verfahren, die auf mechanischem Wege die feinen Nebeltröpfchen aus der nebelhaltigen Luft herausfiltern, bekanntgeworden.Recently, two methods that have been mechanically used are the Filter out fine mist droplets from the mist-laden air, became known.

1. Die mechanische Entnebelung mit Hilfe rotierender Siebe 2. Der "fog-broom" = Nebelbesen Das erste Verfahren wird zur Zeit- in der Bundesrepublik Deutschland bei Vorliegen von Naturnebeln im Freien erprobt (DBP 1 125940, Kl.19 b 13/00, Anmeldetag: 3.März 1961, erteilt 21.März 1963, "Verfahren zur mechanischen Entnebelung von Luft", patentiert für: Dr.-Ing. U.Schmieschek, Troisdorf (Bez.Köln). 1. The mechanical defogging with the help of rotating screens 2. The "fog-broom" = fog broom The first procedure is currently in the Federal Republic Germany tested in the presence of natural mist outdoors (DBP 1 125940, class 19 b 13/00, filing date: March 3, 1961, issued March 21, 1963, "Procedure for mechanical Defogging of air ", patented for: Dr.-Ing.U.Schmieschek, Troisdorf (Bez.Köln).

Diesem Verfahren liegt folgendes Prinzip zugrunde und ist mit einem bereits 1928 erteilte amerikanischen Pate-nt zur Beseitigung von ind-er Luft bzw. Gasen suspendierten Teilchen identisch.This method is based on the following principle and is based on a American godfather granted as early as 1928 for the elimination of ind-er air resp. Gases suspended particles identical.

Separating Apparatus, Patented Dec.11,1928; Nr. 1,694,666, United States Patent Office, Application filed December 2, 1922.Separating Apparatus, Patented Dec. 11,1928; No. 1,694,666, United States Patent Office, Application filed December 2, 1922.

Serial No.604,483.) Mit Hilfe einer Luftschraube saugt man die nebelhaltige Luft an und bläst sie durch ein senkrecht zur Strömungsrichtung rotierendes Drahtsieb hin durch. Die feinen Nebeltröpfchen werden von den Maschen des Siebes erfaßt 9 konguliert und als Regentropfen abgeschleudert. Die hinter dem rotierenden Sieb ausströmende Luft ist nebelfrei ("Nebelbeseitigung über Landebahnen auf Flugplätzen mit Hilfe eines mechanischen Entnebelungs-Verfahrens" U.Schmieschek, Forschungsbericht 67 - 23, DVL, März 1967. "Sichtfreiheit mit Hilfe eines neuen Entnebelungsverfahrens", Prof.Dr.-Ing. U-Schmieschek, DVL-Nachrichten, Heft 33, Juni 1967).Serial No.604,483.) With the help of an air screw one sucks the misty one Air and blows it through a wire screen rotating perpendicular to the direction of flow through. The fine mist droplets are captured by the mesh of the sieve 9 congulates and thrown off as raindrops. The one behind the rotating sieve outflowing air is fog-free ("Fog removal over runways at airfields with the help of a mechanical defogging process "U.Schmieschek, research report 67-23, DVL, March 1967. "Visibility with the help of a new defogging process", Prof. Dr.-Ing. U-Schmieschek, DVL-Nachrichten, Issue 33, June 1967).

Bei dem unter 2. angegebenen Verfahren, es wird in den USA erprobt, verwendet man den sogenannten "fog-broom" = Nebelbesen ("Der Nebelbesen", Ernst Behrendt, ADAC-Motorwelt, Heft 12, Dezember 1966). Dieser besteht aus zwei Rahmen, deren freie Fläche eng mit Nylonfäden überspannt ist. Beide Rahmen bilden ein kreuzartiges Gestell, durch deren Kreuzungsmittelpunkte eine Achse geführt ist. Mit Hilfe eines angeflanschten Motors läßt sich dieses Gestell in Rotation versetzen. Läßt man nun nebelhaltige Luft durch diesen rotierenden Nebelbesen hindurchströmen, 8o bieiben die feinen Nebel tröpfchen an den Nylonfäden infolge Adhäsion hängen, vergrößern sich durch neuhinzukommende Tröpfchen zu Regentropfen und fließen nach Erreichen eines hinreichenden Gewichtes an ihnen entlang zu Boden ab. Positiv verlaufende Versuche wurden im Laboratorium mit künstlichen 5 ssernebeln durchgeführt.In the procedure specified under 2., it is being tested in the USA, one uses the so-called "fog-broom" = fog broom ("The fog broom", Ernst Behrendt, ADAC-Motorwelt, issue 12, December 1966). This consists of two frames, whose free surface is tightly spanned with nylon threads. Both frames form a cross-like one Frame with an axis running through the centers of intersection. With help of a Flanged motor, this frame can be set in rotation. One lets now flow misty air through this rotating mist broom, stay 8o the fine mist droplets hang on the nylon threads as a result of adhesion, enlarge through newly added droplets to raindrops and flow when they are reached a sufficient weight along them to the ground. Positive going Experiments were carried out in the laboratory with artificial 5 ss fog.

Über Freiversuche ist nichts Näheres bekannt. Dieser Nebelbesen soll zur Nebelbeseitigung auf Auostrnßen eingesetzt werden, wobei mehrere zusammen auf J,kw's montiert werden sollen. Nothing is known about free attempts. This mist broom is supposed to can be used to remove fog on roadways, with several together on J, kw's are to be mounted.

Während das unter 1. genannte Verfahren eine Sicliterweiterung in beschränktem Umfang ermöglichen dürfte, bleibt die Anwendung des "Nebelbesens" nur auf eine Sichtverbesserung in ruhenden Nebelbänken auf Autnstraßen beschränkt. While the procedure mentioned under 1. is a Sicliter expansion in to a limited extent, the only thing left is the use of the "fog broom" limited to a better view in dormant fog banks on autn roads.

Der Nachteil des mechanischen Verfahrens mit Hilfe rotierender Siebe liegt in der Verwendung eines senkrecht zur Strömungsrichtung rotierenden Siebrades zur Abscheidung der Nebeltröpfchen. Dieses, mit relativ grobmaschigen Sieben (Maschenweite 2 mm) bespannte Speichenrad, besitzt einen Durch flußwiderstand, der etwa proportional mit dem Quadrat der Durchströmungs geschwindigkeit anwächst. Das bedeutet aber, daß die Austrittsgeschwindigkeit der nebelfreien Luft hinter dem rotierenden Sieb und somit die Reichweite des klarsichtigen Luftstromes vergleichbar mit einer ungestörten Strömung bei gleicher Leistung des Luftschraubenmotors um mehrmals 40 % abfällt. The disadvantage of the mechanical method with the help of rotating screens lies in the use of a sieve wheel rotating perpendicular to the direction of flow to separate the mist droplets. This, with relatively large-meshed sieves (mesh size 2 mm) covered spoked wheel, has a flow resistance that is roughly proportional increases with the square of the flow rate. But that means that the exit speed of the mist-free air behind the rotating sieve and thus the range of the clear air flow is comparable to an undisturbed one Flow drops by 40% several times with the same power of the propeller motor.

Wie Versuche im Freien gezeigt haben, findet eine Abscheidung der Nebeltröpfchen nur am äußeren Bereich des Siebrades wegen der hier relativ hohen Maschengeschwindigkeit statt. Eine Abscheidung der Tröpfchen über die gesamte Fläche des Siebrades erfordert eine stufenweise Verringerung der Maschenweite zur Siebradachse hin und bedeutet eine erhebliche Zunahme des Durchflußwiderstandes und damit eine Verringerung der Wirkungsweise dieses Verfahrens hinsichtlich der Reichweite des nebelfreien Luftstromes. As tests in the open air have shown, the Mist droplets only on the outer area of the sieve wheel because of the relatively high here Mesh speed instead. A separation of the droplets over the entire surface of the sieve wheel requires a gradual reduction in the mesh size to the sieve wheel axis down and means a considerable increase in the flow resistance and thus a Reduction of the effectiveness of this procedure in terms of the range of the fog-free airflow.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bisher bekannteworde- nen@ Verfahren der Nebelbeseitigung.The invention eliminates the disadvantages of the previously known nen @ procedure of mist removal.

Die Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch erreicht, daß die nebelhaltige Luft mittels Gebläse Q durch einen Rotationskörper 2 , deren Mantelfläche als Gitter 0 ausgebildet ist hindurchgesaugt wird.The solution to the underlying problem is thereby achieved according to the invention achieved that the mist-containing air by means of a fan Q through a rotating body 2, the outer surface of which is designed as a grid 0, is sucked through.

Dabei stoßen die feinen Nebel tröpfchen infolge ihrer Trägheit gegenüber den Buftmolekülen und der dadurch bedingten Unmöglichkeit, dem Strömungsverlauf der Luft durch das rotierende Gitter zu folgen, auf die als Auffangflächen dienenden Gitterstäbe auf. Vermöge der Adhäsion bleiben sie auf diesen Flächen haften und koaleszieren durch immer neu auftreffende Nebeltröpfchen zu größeren Wassertropfen. Diese fließen wegen der gleichmäßigen Drehbewegung und der dadurch bedingten Zentrifugalkraft an den äußeren Rand des Rotationskörpers, von dem sie mit hoher Tangentialbeschleunigung abgeschleudert werden. Die von den Nebel tröpfchen eliminierte Luft hingegen durchströmt das Gebläse, aus dem sie als klarsichtiger Freistrahl austritt und erweitert die Sicht im Nebel entsprechend der Leistung des Gebläses.The fine mist droplets collide with each other due to their inertia the air molecules and the resulting impossibility, the course of the flow to follow the air through the rotating grille onto the collecting surfaces Bars up. By virtue of adhesion, they adhere to these surfaces and coalesce into larger water droplets due to the mist droplets hitting again and again. These flow because of the uniform rotary movement and the centrifugal force caused by it to the outer edge of the solid of revolution, from which it has high tangential acceleration be thrown off. The air eliminated by the mist droplets, on the other hand, flows through the fan, from which it emerges as a clear free jet and expands the Visibility in the fog according to the performance of the blower.

Das Gitter des Rotationskörpers kann sowohl aus Kunststoff-als auch aus Metall stäben bestehen, wobei es aus miteinander gekreuzten Stäben n , rollgitterartig, parallel nebeneinander angeordneten Stäben 5 , oder in Form von wellblechartigen Stegen 6 ausgebidet sein kann.Zur Verringerung des-Durchflußwiderstandes sinddie Gitterabstände relativ groß zu wählen.The grid of the rotating body can be made of plastic as well made of metal rods, whereby it consists of crossed rods n, rolling grille-like, bars 5 arranged parallel next to one another, or in the form of corrugated sheet metal Web 6 can be formed. To reduce the flow resistance are To choose a grid spacing relatively large.

Zur Abschätzung der erforderlic,len Dimensionierung des Gitters und der notwendigen Durchsauge- und Umfangsgeschwindigkei«des Rotationskörpers für eine quantitative Abscheidung ergibt sich näherungsweise als Umfangsgeschwindigkeit: Umfangsgeschwindigkeit ~ lichte Gitterweite Durchsaugegeschw.To estimate the required dimensioning of the grille and the necessary penetration and circumferential speed of the rotating body for a quantitative separation results approximately as the circumferential speed: Circumferential speed ~ clear grid width Suction speed.

des Rotationskörpers Gitterstabtiefe Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß 1. bei Verwendung eines Rotationskörpers in Form einer Trommel die Umfangsgeschwindigkeit jedes Gitterelementes konstant, und nicht wie bei einem senkrecht angeströmten Siebrad vom Radius r abhängig ist Es erfolgt somit eine gleichmäßige Abscheidung an der gesamten Mantelfläche des Rotationskörpers. of the rotating body lattice bar depth The achieved with the invention Advantages are that 1. when using a body of revolution in the form of a Drum the peripheral speed of each grid element constant, and not how is dependent on the radius r for a sieve wheel with a vertical flow. It thus takes place a uniform deposition on the entire surface of the body of revolution.

2. Bei optimal gewählter Gitterstabtiefe und lichter Gitterweite ergibt sich für eine quantitative Abscheidung bei vorgegebenem Gebläse nur eine sehr geringe Umfangsgeschwindigkeit des Rotationskörpers. Die erforderliche Antriebsleistung bleibt damit gering und der Durchflußwiderstand ist vernachlässigbar klein.2. With an optimally selected grille depth and clear grille width results For a quantitative separation with a given fan, there is only a very small one Peripheral speed of the rotating body. The required drive power thus remains low and the flow resistance is negligibly small.

3. Wegen der geringen Antriebsleistung des Rotationskörpers kann dieser mittels eines Untersetzungsgetriebes zu mit der Welle des Gebläses verbunden werden. Ein zusätzlicher Motor ist nicht erforderlich.3. Because of the low drive power of the rotating body, it can by means of a reduction gear to be connected to the shaft of the fan. An additional motor is not required.

4. Die wirksame Abscheidungsfläche des Rotationskörpers ist im Vergleich zu einem senkrecht angeströmten Siebrad mit gleichem Durchmesser um ein Vielfaches größer, wodurch sich ein wesentlich größerer Luftdurchsatz erzielen läßt.4. The effective separation area of the rotating body is in comparison to a vertical flow screen wheel with the same diameter many times over larger, whereby a much greater air throughput can be achieved.

Claims

1. experience for the targeted improvement of vision in foggy air of selectable duration, characterized in that the mist-containing air by means of a Blower through a body of revolution, the outer surface of which is designed as a grid is sucked through.

2. The method according to claim 1, characterized in that the grid elements of the body of revolution consist of crossed rods.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Lattice of the rotating body made of rolling grids arranged parallel to each other Rods.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the lattice elements of the body of revolution are designed in the form of corrugated metal webs are.

5 * Method according to Ansnrllch 1 2 3 or 4, characterized in that the rotating body with the blower as a unit is mobile and can be swiveled horizontally and vertically for targeted improvement of the view.