DE2604268A1

DE2604268A1 - Vorrichtung zur bekaempfung von hagelbildung

Info

Publication number: DE2604268A1
Application number: DE19762604268
Authority: DE
Inventors: Rupert Almbauer; August Goedl; Herbert Rieckh; Werner Rieckh
Original assignee: BRUEDER RIECKH AUTOWASCHBETRIE
Current assignee: BRUEDER RIECKH AUTOWASCHBETRIE
Priority date: 1975-02-04
Filing date: 1976-02-04
Publication date: 1976-08-05
Also published as: ATA81475A; AT334672B; IT1055864B

Description

4. lebruar 1976

Brüder Rieckh Autowaschbetrieb Ges.m.b.H. in Graz (Steiermark, Österreich^ Niesenbergergasse 39

Patentanmeldung

Vorrichtung zur Bekämpfung von Hagelbildung

Zur Erzielung von Wetterveränderungen, insbesondere zur künstlichen Auslösung von Regen, sind verschiedene Vorrichtungen bekannt geworden, 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 Überschalldüse ausgestoßen, um in einer Wetter- bzw. Wolkenfront die Regenbildung zu fördern. 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.

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Es ist ferner bekannt, zur künstlichen Auslösung von Eegen 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 Kondensationskerne 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 Zündflamme zugeordnet.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird während jeder Brennperiode eine bestimmte Menge des von der Gasströmung aus

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der Flüid-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 SilberjodidpartikeIn 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 sollten überdies möglichst gleichmäßig mit den Kondensationskernen angereichert sein. Die bekannte Vorrichtung hat jedoch hinsichtlich dieser Anforderungen nicht voll befriedigt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß 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 verloren geht. Hiedurch kommt es jedoch am Mündungsende der Rohrleitung zu einer ungleichmäßigen Gasdruckverteilung über den Querschnitt des Gasführungskanals und zu einer ungleichmäßigen Ansaugwirkung der Gasströmung sowie zu einer Verwirbelung derselben; als Folge davon ergeben sich eine unstabile, d.h. flackernde Flamme und Heißgaswolken, die nicht nur mit den gebildeten Kondensationskernen ungleichmäßig angereichert sind, sondern auch unter-

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schiedliche und unvollkommene biasenformigs Gestalt haben und diese nicht lange beibehalten« Ein weiterer Mangel der bekannten Einrichtung bestellt darin, daß sie an unterschiedliche Einsatζbedingungeη nicht angepaßt werden kann, weil die Menge d?s arge satigten 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 längsr 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 Durchfiußquerschnitt 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

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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 Kondensationskerne in den Heißgasblasen auf einfache Weise entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen zu verändern.

Eine in konstruktiver Hinsicht besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der ringförmige Gasfuhrungskanalabschnxtt von einem sich in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Außenmantelabschnitt eines in Strömungsrichtung inneren Brennerkopfteiles und von einem sich in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Innenmantelabschnitt eines in Strömungsrichtung äußeren Brennerkopfteiles begrenzt ist, der relativ zum inneren Brennerkopfteil in axialer Richtung verstellbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die dem Brennerkopf zugeordnete Einrichtung zum Erzeugen der Zündflamme durch einen von der Brenngasquelle 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 der Erfindung 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,

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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 Gasbehälter 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 Brennerkopfleitung 15. In der Brennerkopfleitung 15 ist ein Ventil 16 eingeschaltet, das von einem Uhrwerk 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 näher erläutert. Der Brennerkopf 3, der Zündbrenner 4- und die Zündeinrichtung 5 erstrecken sich mit vertikaler Achse durch öffnungen in einer abnehmbaren horizontalen Deckplatte 19 des Gehäuses 1 und sind an dieser montiert. Die von der

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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 erstreckenden zylindrischen Abschnitt. Der Rohrstutzen 20 hat die Aufgabe, ein Ausblasen der Brennerkopfflamme und der Zündflamme 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 nähe dem unteren Ende des Brennerkopfkörpers 23 mit der Brennerkopfleitung 15 in Verbindung steht. Aus dem unterhalb des Brennerkopfes 3 im Gehäuse 1 vorgesehenen Vorratsbehälter 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 Außengewinde 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 Durchtritts-

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Öffnung 3<2 erstreckenden konischen Abschnitt 31· Die Innenmantelabscncitts 30 und 31 der Kappe 28 begrenzen mit ^e einem zugeordneten zylindrischen bzw« konischen Außenmantelabschnitt 33 bsw. 3^a am oberen Ende des Brennerkopf körpers 23 einen Ring'isnal 5? aiit 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 35» die in Umfangsrichtung um 120° gegeneinander versetzt sind, in den Ringkanal 35 aus.

Die Rohrleitung 25. die im Gasführungskanal 24 konzentrisch angeordnet ist, durchsetzt im Bereich der Zweigkanäle 36 das obere Ende de.s Brennerkopf körpers 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

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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 Deökplatte 19 abstehenden Plansch 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 eingestellt werden.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wird durch Betätigen der thermoelektrischeη Zündsicherung 13 und einer am Gehäuse angeordneten Schalteinrichtung 40 der piezoelektrischen Zündeinrichtung 5 der Zündbrenner 4 gezündet. Nach dem Ansprechen der thermoelektrischeη 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 25ΟΟ 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

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Schwebezustand bis zu 4- Stunden anhält und die die Bildung großer Hagelkörner verhindern, weil sie die Begenbildung 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 abgewandelt 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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Claims

Patentansprüche

pi Vorrichtung zur Bekämpfung von Hegelbildung durch Erzeugung von mit Kondensationskernen angereicherten Heißgasblasen, mit einer Brenneranordnung mit einem in die Atmosphäre ausmündenden und von einem Luftführungsmantel umgebenem Brennerkopf, der von einer Brenngasquelle 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 aufweist, in dem eine mit einem Vorratsbehälter für ein Silberjodid in Suspension enthaltendes Fluid verbundene Rohrleitung angeordnet ist, aus der nahe dem Mündungsende des Brennerkopfes das Fluid injektorartig angesaugt wird, und wobei dem Brennerkopf eine Einrichtung zum Erzeugen einer Zündflamme zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal 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-Eohrleitung (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 in Strömungsrichtung inneren Brennerkopfteiles (23) und von einem sich in Strömungsrich-

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tung konisch %^rerjüngenden Innenmantelabschnitt (31) eines in Strömungsrichtirig 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) aufschraubbar und auf diesem mittels einer Gegenmutter (29) feststellbar ist.

4-, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal des Brennerkopfes (3) sich in drei in Umfangsrichtung des Kanals um 120° gegeneinander versetzte divergierende Kanäle (36) verzweigt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen der

Zündflamme durch einen von der Brenngasquelle (7) kontinuierlich gespeisten, sich parallel zum Brennerkopf (3) erstreckenden Brenner (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 verstellbar ist.

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