DE250958C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES /i

PATENTAMT.

Die Erfindung bezweckt, Luftballons nach Möglichkeit vor Brand- und Explosionsgefahren zu schützen, die durch elektrische Entladungen, Schornsteinfunken, durch Feuer oder Heißwerden von Maschinen oder Waffenteilen, eigene und feindliche Brandgeschosse und andere Ursachen, besonders jn Verbindung mit der Diffusion der Gase, aktiv oder passiv entstehen, namentlich also durch Temperaturerhöhungen.

ίο Die leicht entflammbaren Gase von Luftballonfüllungen werden bekanntlich mit der Zeit mehr und mehr explosiohsfähig durch den Sauerstoff der Luft, der infolge der Diffusion ständig durch die Hüllenstoffe selbst und gelegentlich in vermehrtem Maße durch Löcher in den Ballon eindringt, die z. B. von feindlichen Geschossen verursacht sind. Es bilden sich dann, wenn auch zunächst nur unmittelbar unter der Hülle, äußerst explosionsgefährliche Gasgemische, die sich durch den kleinsten Funken entzünden und den Ballon vernichten können. Um dieser Gefahr zu begegnen, hat H. Erdmann's Patent 214019 vom 14. 8. 1908 bereits vorgeschlagen, den Ballongasen als explosionshinderndes Mittel überhitzten Wasserdampf zuzusetzen. Ein so geschütztes Füllgas hat aber den Nachteil, daß es dauernd . auf einem sehr hohen Wärmegrad erhalten werden muß, damit sich die Dämpfe nicht zu Wasser verdichten und so das Aufhören des Explosionsschutzes, ja den plötzlichen Absturz des Ballons verursachen. Außerdem ist es für Fessel- und Freiballons völlig unverwendbar.

Nach der Erfindung wird daher die Sicherung leicht entflammbarer Gase in Luftballons vor allem durch Zusatz von solchen Gasen oder Dämpfen von gewöhnlicher Spannung und Temperatur erreicht, die in gewissen, genau bestimmbaren Mischungsverhältnissen dem Auftreten von Explosionen kräftig entgegenwirken, z.B. Wasserstoff mit Ammoniak (NH₃) oder Acetylen (C₂ HJ.

Ferner werden brand- bzw. explosionsgefährliche Beimischungen des Balloninhalts, wie Sauerstoff oder Knallgas oder Wasserstoff in Ballonetts, gefahrlos beseitigt, indem die Gasoder Luftmengen in Trageballons bzw. in Luftballonetts mit Stoffen in Berührung gebracht werden, die jene Beimischungen chemisch binden oder ihre flammlose Verbindung katalytisch herbeiführen.

Endlich werden zur Sicherung gegen die hygroskopischen Eigenschaften des Ammoniaks in Verbindung mit ihm an sich für Ballons bekannte elektrische Heizelemente verwendet, die es ermöglichen, die bei Abkühlung sich bildenden Niederschläge, die große Ammoniakmengen aufnehmen können, schnell zu verdampfen und so den Auftrieb stark zu beeinflussen.

Als explosionshindernde Schutzzusätze zu leicht entflammbaren Ballongasen können zunächst alle unverbrennlichen Gase oder Dämpfe ohne freien Sauerstoff dienen, wie Ammoniak, Stickstoff, von Sauerstoff befreite atmosphärische Luft, Kohlensäure und andere; indessen kann man auch manche brennbare Gase zu diesem Zwecke benutzen.

Die wissenschaftlichen Grundlagen der Erfindung sind bekannt und z. B. in Gm'elin-Kraut, Handbuch der anorganischen Chemie, von C. Friedheim, 7. Aufl., Abt. 1, Bd. 1, S. 95/96 zu finden. Danach ist z.B. selbst

Knallgas nach zahlreichen Laboratoriumsversuchen im geschlossenen Rauni bei gewöhnlicher Spannung und Temperatur selbst durch den elektrischen Funken nicht mehr entzündbar, wenn es gemischt ist z. B. mit ¹Z₂ Volumen Aethylen (C₂ H₄) oder Schwefelwasserstoff (H₂S) oder mit ι Volumen Acetylen (C₂H₂) oder Methan (C H₄) oder Ammoniak (N H₃) oder 2 Volumen Schwefeldioxyd (S O₂) oder

ίο 3 Volumen Kohlensäure (C O₂).

Es lassen sich also zum Gebrauch in Luftballons aus leicht entflammbaren Gasen durch gasförmige Schutzzusätze verschiedenster Art verhältnismäßig leichte Gasmischungen herstellen, die in beliebiger Mischung mit Luft bzw. Sauerstoff explosionssicher sind. Dazu gehört z. B. Wasserstoff mit etwa 6o Prozent Ammoniak oder 43 Prozent Aethylen, weil ein solches Gemenge offenbar auch nach Zutritt von unbegrenzten Mengen von Sauerstoff nie mehr Knallgas bilden kann als durch den Schutzzusatz noch explosionssicher gemacht wird, da Knallgas aus 2 Volumen H und ι Volumen O besteht.

Will man ein Gemenge eines leicht entflammbaren Ballongases mit Schutzzusatz unter allen Umständen, z. B. auch bei höheren Temperaturen, in beliebiger Mischung mit Luft und bei unbegrenzter Diffusion explosionssicher machen, so kann man den Schutzgasgehalt entsprechend erhöhen. Bei Ammoniak als Schutzzusatz wird man dabei aber, wenigstens in den gewöhnlichen Ballonhüllen, nicht über 80 Prozent N H₃ hinausgehen dürfen, da dessen ätzende Eigenschaften sonst die Hüllen schädigen.

Völlig explosionssichere Mischungen der Ballongase mit den Schutzgasen der Erfindung lassen sich- ohne jede Gefahr selbst in Luftballonetts verwenden, um die dort durch Knallgas entstehende Explosionsgefahr zu verringern oder zu beseitigen. Einen in bezug auf Brandgefahren größeren Erfolg in dieser Richtung kann man durch Verwendung unverbrennlicher Schutzgase oder Schutzgasmischungen in Luftballonetts erreichen, z. B. durch ein Gemisch von Ammoniak und Stickstoff. In beiden Fällen hat man gleichzeitig den weiteren Vorteil, daß auch die Füllung der Ballonetts zu dem Auftriebe beiträgt, z. B. bei der Ausreise. Dieser Kraftzuschuß müß sich allerdings bei der Abnahme des Außendruckes infolge der dann nötigen Luftzufuhr zu den Ballonetts vermindern ; allein dafür wird durch den Verbrauch an Brennstoffen für die Motoren unterwegs fortgesetzt entsprechend an Auftrieb gewonnen, so daß man also nach der Erfindung im Prallballon mit verhältnismäßig" leichter, aber explosionssicherer Füllung der Luftballonetts ausfahren kann. Man erzielt damit denselben Vorteil und unter etwa denselben Bedingungen, den Graf Zeppelin erreicht, indem er seine Luftschiffe die Fahrt mit prallen Innenballons beginnen läßt.

Zum Explosionsschutz für die Füllgase-von Trageballons durch gasförmige Schutzzusätze kann man sich dagegen damit begnügen, sich nur" gegen den Knallgasgehalt zu sichern, der innerhalb einer gewissen Zeit zu erwarten ist, z. B. solange der Ballon noch den zu seiner Benutzung nötigen Auftrieb hat. Mit wie wenig Schutzzusatz man dabei auskommen kann, hängt nicht nur von den Eigenschaften der benutzten Gase ab, sondern auch von den Diffusions- und Auftriebsverhältnissen des Ballons, doch wird man jedes unnötige Mehr an Schutzzusätzen vermeiden müssen, um an Auftrieb zu sparen. Meist wird für Trageballons Wasserstoff mit einem Schutzzusatz von etwa 3,5 Prozent Aethylen oder 10 Prozent Methan hinreichend explosionssicher sein, bei einem Auftriebsverlust von nur 40 bzw. 60 g für 1 m³ gegenüber reinem Wasserstoff.

Will man Ballonschutzräume, die in bekannter Weise mit Ballongas gefüllt sind, mit den Schutzzusätzen der Erfindung dauernd oder doch für eine praktisch ausreichende Zeit explosionssicher machen, dann muß man berücksichtigen, daß die Gase aus den Schutzräumen nicht nur nach außen, sondern auch nach innen diffundieren und die Gas- oder Luftmengen der Innenbehälter durch die Schutzräume hindurch nach außen. Das Maß des Schutzzusatzes in den Schutzräumen muß daher entsprechend erhöht werden, namentlich für Ballons ohne solchen.

Ob man aber nur eine zeitlich begrenzte oder eine dauernde Explosionssicherheit für die durch Gaszusätze zu schützenden, leicht entflamm- , baren Gase erstrebt, die man in einem Ballon bzw. in einem Luftballonett verwenden will, immer ist es unbedingt notwendig, für jeden Einzelfall durch Versuche das Maß des Schutzzusatzes festzustellen, das den nötigen Grad der Explosionssicherheit verbürgt.

Eine Erhöhung der Explosionssicherheit von Ballons mit besonders geringem oder ohne Schutzzusatz bzw. eine Herabsetzung des Gehaltes der Ballongase an Schutzzusätzen wird ferner erreicht, indem brand- bzw. explosionsgefährliche Beimischungen des Balloninhaltes, unter Umständen auch während der Fahrt, auf chemischem Wege flammlos entfernt werden.

Sauerstoff wird z. B. durch Reduktionsmittel, wie Stickstoffoxyd (NO) oder Pyrogallussäure in alkalischer Lösung, Wasserstoff, z. B. aus Luftballonetts, durch Oxydationsmittel, wie hypermangansaures Kali (K Mn O₄) in neutraler oder alkalischer Lösung, gebunden, Knallgas z. B. durch schwammiges Iridium ohne Verpuffung in Wasser verwandelt.

Dabei können die Gase entweder in an sich

bekannter Weise, ζ. B. in den Gondelräumen, durch Behälter bewegt werden, die Stoffe enthalten, wie sie oben gekennzeichnet sind, oder solche Mittel werden in den Ballonräumen selbst mit deren Inhalt in Berührung gebracht. Dazu können z. B. Stoffwände oder besondere Tücher oder andere aufsaugungsfähige Mittel dienen, die mit entsprechenden Flüssigkeiten benetzt sind, oder an denen sie auf andere

ίο Weise befestigt sind, schwammiges Iridium z. B. durch Imprägnierung, wozu sich Asbest gut eignet.

Zum Schutz gegen die hygroskopischen Eigenschaften des Ammoniaks als Schutzzusatz, zum Ausgleich des Auftriebsverlustes durch die angeführten Brandschutzmittel der Erfindung und zur gefahrlosen Beherrschung des Auftriebes durch Erwärmung des Balloninhalts dienen elektrische Heizelemente an sich bekannter Art bei Anwesenheit von Ammoniak im Ballon.

Allerdings schlägt C. Eichler's Patent 94839 vom 30.1.1897 bereits die elektrische Heizung eines Ballons mittels eines als elektrischer Zweileiter ausgebildeten Halteseiles vor, allein der Erfindung gemäß wird die elektrische Heizung mit der Benutzung von Ammoniak in den Ballonräumen verbunden, um die dann gefährliche Bildung von Niederschlägen vermeiden oder vermindern zu können.

Da die Ballongase nämlich mehr oder weniger feucht sind und übrigens nach der Erfindung auch kalter Wasserdampf mit als Schutzzusatz verwendet werden kann, so bilden sich bei Abkühlung des Ballons Niederschläge, die bei Anwesenheit von Ammoniak in den Ballonräumen große Mengen dieses Gases an sich reißen und den Absturz des Ballons herbeiführen können. Deshalb isL eine möglichst schnell wirkende Heizung notwendig. Es liegt auf der Hand, daß man bei Benutzung bekannter elektrischer Heizelemente für diesen Zweck den Auftrieb schnell und in hohem Grade beeinflussen, ihn also in gewissen Grenzen ohne Gas- oder Ballastverluste beherrschen kann.

Durch die vorstehend beschriebenen Mittel der Erfindung kann man die Brand- und Explosionsgefahr für Luftballons wesentlich verringern und¹ Explosionen sogar völlig ausschließen. Dazu kann man die einzelnen An-Wendungen der Erfindung sowohl gleichzeitig benutzen als auch jede für sich oder in beliebiger Zusammenstellung.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Brandschutz für Luftschiffe, dadurch gekennzeichnet, daß explosionsgefährlichen Ballongasen stark explosionshindernd wirkende Gase oder Dämpfe von gewöhnlicher Spannung und Temperatur in dem Maße zugesetzt sind, daß die Gase explosionssicher sind, wenn sie auch brennbar bleiben können.

2. Brandschutz für Luftschiffe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß explosionshindernde Schutzgase oder gegen Explosion geschützte, wenn auch brennbare Gasmischungen in die Luftballonetts eingeführt sind, um die Explosionsgefahr zu beseitigen oder zu verringern.

3. Brandschutz für Luftschiffe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosionsgefahr von Gasmischungen dadurch beseitigt oder verringert ist, daß Gas oder Luftmengen mit Stoffen in Berührung gebracht sind, die explosionsgefährliche Beimischungen chemisch binden oder ihre flammlose chemische Verbindung katalytisch herbeiführen.

4. Brandschutz für Luftschiffe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gase oder Dämpfe mit aufsaugungsfähigen Stoffen in Berührung gebracht werden, die mit geeigneten Mitteln getränkt oder imprägniert sind.

5. Brandschutz für Luftschiffe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gase oder Dämpfe durch Behälter geleitet werden, die die im Anspruch 3 gekennzeichneten Mittel enthalten.

6. Brandschutz für Luftschiffe, deren Ballon durch elektrische Heizelemente erwärmt werden kann nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwesenheit von Ammoniak in den Ballonräumen die bei Abkühlung entstehenden Niederschläge mittels an sich bekannter elektrischer Heizvorrichtungen verdampft werden oder ihre Bildung verhindert wird.