DE4322837A1 - Verfahren zum Erzeugen von Gasblasen in Wasser sowie Zeolithpartikel zu dessen Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Gasblasen in Wasser, insbesondere eines Gasblasenschleiers zur Torpedoabwehr, bei dem Zeolithpartikel, insbesondere Zeolithkugeln, in denen Speichergas gespeichert ist, in das Wasser eingebracht werden, woraufhin das Speichergas von den Zeolithpartikeln unter Blasenbildung desorbiert, sowie Zeolithpartikel zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DE-OS 41 08 965 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Abwehr von Torpedoangriffen auf Überwasserschiffe von dem betreffenden Überwasserschiff, welches durch einen Torpedo angegriffen wird, ein Mobiler Störer/Täuscher (MST) und ein Blaseneffektor abgesetzt werden, das Über­ wasserschiff und der abgesetzte MST in Einschwenkbahnen auf eine Standlinie zufahren, auf der sie sich in ent­ gegengesetzten Richtungen voneinander entfernen, und der abgesetzte Blaseneffektor dadurch eine Blasenwand erzeugt, daß von dem Effektor Zeolithkugeln ausgestoßen werden, an denen vor der Wassereinbringung Ethan absorbiert ist, welches sich im Wasser von den Zeolithkugeln löst und Blasen bildet.

Dieses Verfahren der gattungsgemäßen Art hat sich in der Praxis durchaus gewährt, wobei es sich allerdings heraus­ gestellt hat, daß bei unspezifisch verwendetem Zeolith­ material selbst dann, wenn das an sich für den vorgesehenen Anwendungszweck beschriebene Speichergas Ethan verwendet wird, keine optimale Blasenerzeugung gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsge­ mäße Verfahren dahingehend- weiterzubilden, daß eine opti­ male geräuschlose Blasenerzeugung gewährleistet ist, wobei auch Zeolithpartikel zur Durchführung dieses Verfahrens angegebenen werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zeolithpartikel mindestens einen Zeolithen aus der Gruppe der Typen NaA, NaX, CaA und MgA aufweisen; und daß das Speichergas in Abstimmung auf die Kristallgitterstruktur des Zeolithen derart ausgewählt wird, daß der Molekül­ durchmesser im Hinblick auf die Kristallgitterstruktur des/der Zeolith(en) eine maximale Speicherfähigkeit ge­ währleistet.

Dabei kann vorgesehen sein, daß als Speichergas mindestens ein Gas aus der Gruppe Ethan, Ethylen, Argon, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid verwendet wird.

Die Erfindung schlägt auch vor, daß Zeolithkugeln ver­ wendet werden, die aus pulverförmigem Zeolithmaterial unter Zusatz von Binder hergestellt werden.

Erfindungsgemäß werden weiterhin Zeolithpartikel zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung vorge­ schlagen, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß das Zeolithmaterial mindestens einen Zeolithen aus der Gruppe der Typen NaA, NaX, CaA und MgA aufweist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß in dem Zeolithmaterial wenigstens ein Gas der Gruppe Ethan, Ethylen, Argon, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid gespeichert ist.

Die Erfindung sieht auch vor, daß die Zeolithenpartikel als Zeolithkugeln aus pulverförmigem Zeolithmaterial unter Zusatz eines Binders hergestellt sind.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, zu einer optimalen geräuschlosen Gas­ blasenbildung, welche sich insbesondere zur Durchführung des in der DE-OS 41 08 965 beschriebenen Torpedoabwehr­ verfahrens eignet, zu kommen, wenn in der beanspruchten Weise spezielle Zeolithmaterialien verwendet und das Speichergas hierauf so abgestimmt wird, daß die Moleküle des Speichergases optimal in die Kristallgitterstruktur des Zeolithen passen.

Unter Zeolithen des Typs A sind dabei Zeolithmaterialen zu verstehen, die sich aus einer räumlichen Kombination von Kubooktaedern, sogenannten β-Käfigen, ergeben, indem Mole­ küle mit tetraederförmigem Abbau, wie z. B. SiO₄ und/oder AlO₄, einander abwechselnd als Grundbausteine aneinander­ gereiht werden, wobei je ein Sauerstoffatom zu beiden Tetraedern gehört. Aus Gründen der elektrischen Neutrali­ tät werden Kationen mit eingebaut, wobei sich beispiels­ weise dann, wenn als Kationen Na, d. h. Natrium, verwendet wird, ein Zeolith des erfindungsgemäß verwendbaren Typs NaA ergibt.

Ein vielflächiges Gebilde mit α-Käfigen wird als Zeolith des Typs X bezeichnet, d. h. also, wenn als Kation wiederum Natrium verwendet ist, als Zeolith vom Typ NaX. Eine Einheitszelle besteht dabei zu einem großen Teil aus Hohlraum, d. h. also, Zeolith in makroskopischer Form hat eine sehr große innere Oberfläche von 600 bis 700 m²/g Zeolith.

Vorzugsweise werden erfindungsgemäß die Zeolithkristalle mit einem geeigneten Binder, vorzugsweise auf Lehmbasis, zu Kügelchen geformt, woraus sich dann insgesamt die erfindungsgemäß verwendeten Zeolithkugeln ergeben. Durch Verwendung unterschiedlicher Zeolithtypen lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Gasspeicherkapazität und insbesondere die Zeitdauer der Gasabgabe und der Radius der produzierten Gasblasen steuern. Die verwendeten Speichergase werden so ausgewählt, daß sie bei Tempera­ turen oberhalb 4°C und Drücken bis 25 bar gasförmig sind, daß sie im Wasser im wesentlichen unlöslich sind, daß der Moleküldurchmesser optimal in die Kristallgitterstruktur des Zeolithen paßt, daß das Dipolmoment bzw. die Polari­ sierbarkeit des Speichergases zwecks Einlagerung in den Zeolithen optimal ist, und daß schließlich nur eine geringe Toxizität vorhanden ist.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei einem Torpedoabwehrverfahren der eingangs beschriebenen Art ein­ gesetzt, so läßt sich durch entsprechende räumliche Ver­ teilung der Zeolithkugeln beim Ausbringen gewährleisten, daß die Gasblasenschleier kein SONAR-Scheinziel dar­ stellen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungs­ beispiele im einzelnen erläutert sind.

Beispiel 1

Zeolithkugeln, die aus pulverförmigem kristallinem Zeo­ lithmaterial des Typs NaA hergestellt worden waren, wurden mit Ethylen beladen. Beim Einbringen der Zeolithkugeln in Meerwasser mit einer Temperatur von 15°C mittels eines Effektors, wie er in der DE-OS 41 08 965 beschrieben ist, wurde eine Blasenwand aus fein verteilten Gasblasen er­ zeugt, die sich auf Schallwellen stark dämpfend auswirken.

Beispiel 2

Aus einer Mischung von pulverförmigen Zeolithen der Typen NaX und MgA wurden unter Verwendung von Binder auf Lehm­ basis Zeolithkugeln mit einem Durchmesser von 2 mm her­ gestellt. Unter einem Druck von 8 bar wurden die Zeolith­ kugeln mit einer Mischung aus Argon und Kohlendioxid be­ laden. Beim Einbringen in Meerwasser-entsprechend Beispiel 1 erfolgte eine intensive Abgabe von feinen Blasen ohne signifikante Geräuschentwicklung.

Die in den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erzeugen von Gasblasen in Wasser, insbe­ sondere eines Gasblasenschleiers zur Torpedoabwehr, bei dem Zeolithpartikel, insbesondere Zeolithkugeln, in denen Speichergas gespeichert ist, in das Wasser eingebracht werden, woraufhin das Speichergas von den Zeolithpartikeln unter Blasenbildung desorbiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeolithpartikel mindestens einen Zeolithen aus der Gruppe der Typen NaA, NaX, CaA und MgA aufweisen; und daß das Speichergas in Abstimmung auf die Kristallgitterstruk­ tur des Zeolithen derart ausgewählt wird, daß der Molekül­ durchmesser im Hinblick auf die Kristallgitterstruktur des/der Zeolith(en) eine maximale Speicherfähigkeit ge­ währleistet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichergas mindestens ein Gas aus der Gruppe Ethan, Ethylen, Argon, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß Zeolithkugeln verwendet werden, die aus pulver­ förmigem Zeolithmaterial unter Zusatz von Binder herge­ stellt werden.

4. Zeolithpartikel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeolithmaterial mindestens einen Zeolithen aus der Gruppe der Typen NaA, NaX, CaA und MgA aufweist.

5. Zeolithpartikel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß indem Zeolithmaterial wenigstens ein Gas der Gruppe Ethan, Ethylen, Argon, Kohlendioxid und Kohlen­ monoxid gespeichert ist.

6. Zeolithpartikel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es als Zeolithkugel aus pulverförmigem Zeo­ lithmaterial unter Zusatz eines Binders hergestellt ist.