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Einrichtung zur Erzeugung von Flammen oder Rauch zum Signalisieren
und ähnlichen Zwecken Die Erfindung umfaßt Verbesserungen bei der Herstellung von
Flammen oder Rauch zum Zwecke der Signalgebung, Vernebelung u. dgl. auf See oder
an Land. Ein wichtiger Anwendungsfall der Erfindung ist die Signalgebung von Unterwasserfahrzeugen
aus.
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Es ist bekannt, daß eine wirksame Vernebelung, Signalgebung o. dgl.
auf See von Überwasserfahrzeugen aus erfolgen kann, indem man an Ort und Stelle
Phosphin (PH3) durch die Einwirkung von Calciumphosphid entwickelt, das auf der
Wasseroberfläche verteilt wird. Es bestehen indessen Bedenken gegen die Anwendung
von Calciumphosphid, das man strengstens gegen die Berührung mit Wasser schützen
muß, wenn man Explosionsgefahr vermeiden will.
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Es ist bisher nicht allgemein erkannt worden, daß Phosphin, obwohl
es ein leicht entzündbarer Stoff ist, doch genügend beständig ist, um es, sofern
man es außer Berührung mit der Luft hält, unter Druck mit vollkommener Sicherheit
aufzubewahren. Die Einrichtung der Erzeugung von Flammen oder Rauch zum Zwecke der
Signalgebung, Vernebelung o. dgl. gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß man- unter Druck aufgespeichertes Phosphin, z. B. solches, das in flüssigem
Zustande aufgespeichert ist, unter solchen Bedingungen in die Außenluft entweichen
läßt, daß eine Verbrennung des Gases eintritt. Das Phosphin kann entweder von Hand
oder durch selbsttätige Vorrichtungen unter vorbestimmten Bedingungen zum Entweichen
gebracht werden, beispielsweise aus einer Boje oder anderen schwimmenden Gegenständen,
wenn diese ins Treiben kommen oder wenn es aus anderen Gründen erwünscht ist, ihre
Sichtbarkeit zu erhöhen.
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Beim Signalisieren zur See ist es in höchstem Maße wünschenswert,
eine Einrichtung zur Verfügung zu haben, mittels deren man sichtbare Signale auf
der Wasseroberfläche von untergetauchten Entwicklungspunkten her geben kann, und
besonders ist dies bei Unterwasserfahrzeugen erwünscht, die in vollständig untergetauchtem
Zustande gewöhnlich nicht imstande sind, mit der Oberfläche derart in Verbindung
zu treten, daß die Stellung des Fahrzeuges angegeben wird.
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Das unter Wasser, beispielsweise von dem Unterwasserfahrzeug aus entwickelte
Phosphin steigt zur Wasseroberfläche auf, entzündet sich dort und gibt so die Stellung
des untergetauchten Gegenstandes an, von dem aus es entwickelt worden ist.
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In dem Phosphin wird bei seiner Entwicklung ein Aktivator verteilt,
so daß er mit dem Phosphin in die Außenluft gelangt und die Verbrennung sichert.
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Wenn das Phosphin in flüssigem Zustande aufgespeichert wird, so kann
der Aktivator ein Stoff sein, der in flüssigem Phosphin löslich
ist,
z. B. elementarer Phosphor oder flüssiger Phosphorwasserstoff P2H4. Dieser Stoff
kann in dem Phosphin gelöst werden, so daß er mit diesem zusammen entweicht und
so in dem austretenden Gas verteilt wird.
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Ferner kann der Aktivator, z. B. eine aktiven Sauerstoff enthaltende
Stickstoffverbindung wie Stickoxyd NO, in dem Phosphin verteilt werden, wenn dieses
als Gas aus dem Sammler austritt.
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Nachstehend ist eine Einrichtung zur Herstellung eines Gases beschrieben,
die für die Erfindung verwendbar ist, und es sind Beispiele von Vorrichtungen gegeben,
mittels deren die Erfindung bei Anwendung auf einem Unterwasserfahrzeug ausgeführt
werden kann.
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In den Zeichnungen ist Abb. I eine schematische Darstellung der zur
Herstellung und Aufspeicherung des Gases erforderlichen Vorrichtung.
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Abb.2 ist eine schematische Darstellung einer Anwendung der Erfindung
bei einem Unterseeboot, und Abb. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zum Mischen des Gases mit dem Aktivator.
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Das Phosphingas kann durch Einwirkung von Wasser oder Säuren auf ein
Metallphosphid, z. B. Calciumoxyd, in irgendeiner geeigneten Vorrichtung entwickelt
werden, z. B. in einem Acetylenentwickler, von dem die Luft abgesperrt ist. Eine
solche Vorrichtung ist in Abb. I durch ein Gefäß Io dargestellt, das Wasser enthält
und mit einem Füllrohr @I für Calciumphosphid und einem Gasauslaß I2 versehen ist.
Das Gas wird aus dem Auslaß I2 durch eine Trockenvorrichtung I3 geleitet, die z.
B. Calciumchlorid enthalten kann. Aus der Trockenvorrichtung I3 gelangt das Gas
in ein U-Rohr I4, das in Kohlensäureschnee eingetaucht ist. Dies hat die Wirkung,
das Gas genügend abzukühlen, um flüssigen Phosphorwasserstoff P2H4 zu kondensieren
und das Gas von dieser unerwünschten Verunreinigung zu befreien. Aus dem Rohr I4
wird das Gas durch ein Rohr I5 zu einem Rohr I6 geleitet, das von oben in einen
Sammelzylinder I7 hineinführt. Der Zylinder I7 ist in ein Bad von flüssiger Luft
eingetaucht, und in ihm wird das Phosphin kondensiert. Das Rohr I6 geht durch eine
Glocke I8, mit der es gasdicht verbunden ist, und die Glocke I8 schließt die Mündung
des Zylinders I7 ab. Von der Glocke geht ein Auslaßrohr I9 aus, das unter Wasser
geführt werden kann, um anzuzeigen, ob unkondensiertes Gas entweicht.
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Wenn auf diese Weise eine genügende Menge Phosphin im Zylinder I7
angesammelt ist, kann das Rohr I6 entfernt und an seiner Stelle eine Ventilkappe
aufgeschraubt werden. Es ist wichtig, daß der Zylinder I7 nicht zu sehr gefüllt
wird, da das angesammelte feste Phosphin sich bei der Verflüssigung erheblich ausdehnt.
Eine Füllung zu ein Viertel ist genügend. Man kann dann einen anderen Zylinder an
die Stelle des ersten setzen und mit dem Füllen fortfahren. Der Druck steigt in
dem Zylinder I7 nach Abschluß des Ventils in dem Maße, wie das Gas allmählich die
Außentemperatur ännimmt, und die benutzten Zylinder müssen stark genug sein, um
dieser Druckzunahme zu widerstehen. Sie können mit einem inaktiven Stoff, wie Glasemaille,
ausgekleidet sein, um die Möglichkeit einer chemischen Einwirkung zu verhindern,
wenn die Flüssigkeit längere Zeit aufbewahrt wird.
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Der bevorzugte Aktivator ist Stickoxyd. Das Stickoxydgas kann unter
hohem Druck in einem besonderen Zylinder aufbewahrt werden und zum Gebrauch in einem
mit beiden Zylindern verbundenen geeigneten Mischventil beigemischt werden.
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Es hat sich ergeben, daß Phosphin, das in der beschriebenen Weise
in flüssigem Zustande aufgespeichert ist, sich in Abwesenheit eines Aktivators nicht
von selbst entzündet und daher bei gesonderter Aufbewahrung verhältnismäßig sicher
ist.
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Bei Anwendung auf Unterrwassfahrzeugen wird ein Zylinder mit flüssigem
Phosphin auf der Außenseite des Fahrzeuges befestigt, wie bei 2o in Abb. 2 dargestellt,
und es sind Vorrichtungen getroffen, um das Ventil 28 des Zylinders vom Innern des
Fahrzeuges aus mittels eines Handrades 2I zu betätigen, das auf einer Spindel 22
sitzt, die durch eine Stopfbuchse 23 hindurchgeht. Beim Entweichen von Phosphin
steigen Gasblasen durch das Wasser auf und entzünden sich von selbst an der Oberfläche.
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Der Aktivator wird in einem besonderen Zylinder 24 aufbewahrt, der
mit einem Auslaßventi1 25 versehen ist, das mittels eines Handrades 26 betätigt
wird. Eine geeignete Menge von Stickoxydgas wird entweichen gelassen und mit dem
Phosphin an der Verbindungsstelle 27 der von -den Auslaßventilen 25 und z8 ausgehenden
Rohre gemischt.
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Die Freigabe kann statt dessen auch durch irgendeine selbsttätige
Vorrichtung geregelt werden, die so eingerichtet werden kann, daß sie unter vorher
bestimmten Bedingungen zur Wirkung kommt. Beispielsweise können kleine Mengen von
Phosphin in vorher bestimmten Zwischenräumen freigegeben werden. Ferner kann Phosphin
am Ende eines bestimmten Zeitabschnittes freigegeben werden oder wenn der von außen
auf das Fahrzeug wirkende Druck genügend steigt. Dann kann ferner die Einrichtung
derart sein, daß
Phosphin freigegeben wird, wenn sich irgendein
löslicher Sperrkörper löst, der gewöhnlich den Austritt des Gases hindert. Mit letzterer
Vorrichtung könnte selbsttätig ein Signal gegeben werden, wenn Wasser in ein Fahrzeug
oder eine. Abteilung eines solchen eindringt.
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In Abb. 3 bedeutet 3o einen Zylinder mit flüssigem Phosphin, der durch
ein Handventil 3I mit einer Mischkammer 32 verbunden ist. Ein Zylinder 33 mit Stickoxyd
ist ebenfalls mit der Mischkammer 32 durch ein Handventil 34 und ein langes Kapillarrohr
35 verbunden. Der Austritt aus dem Zylinder 30 wird ferner durch ein Nadelventil
36 geregelt und derjenige aus dem Zylinder 33 durch ein Nadelventil 37. Die Nadelventile
36 und 37 werden auf ihre Sitze durch einen Hebel 38 gepreßt, der durch einen Ausgleichshebel
39 auf die Stangen der Nadelventile drückt. Eine Feder 4o hält die Ventile 36, 37
geschlossen, und eine Zugschnur 4I dient dazu, sie zu öffnen. Die Länge und der
Durchmesser des Kapillarrohres 35 sind so berechnet, daß eine im Verhältnis zu dem
aus dem Zylinder 3o entweichenden Volumen von Phosphin sehr kleine Menge Stickoxyd
aus dem Aktivatorzylinder 33 entweicht, wenn das Nadelventil-37 geöffnet wird. Die
Gase mischen sich in der Kammer 32 und entweichen daraus durch einen Auslaß 42,
und sobald sie mit der Luft in Berührung kommen, entzünden sie sich von selbst.
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Die Zugschnur 41 kann selbsttätig in bestimmten Zwischenräumen durch
eine Art Uhrwerk oder auch von Hand betätigt werden. Wenn ein Uhrwerk benutzt wird,
so kann die Vorrichtung in einen Torpedo eingebaut werden und dient zum selbsttätigen
Anzeigen der Stellung des Torpedos. Die Vorrichtung kann aber auch auf einem Unterseeboot
oder irgendeiner anderen geeigneten Stellung angeordnet werden.
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Die obere Grenze der Menge des mit dem Phosphingas gemischten Stickoxyds
liegt in der Nähe von I Teil auf 5o Teile Phosphin. Bei Anwendung einer größeren
Menge von Stickoxyd ergibt sich, daß die Verbrennung verhindert wird, anstatt gesichert
zu werden. Es ist vorzuziehen, eine geringere Menge, etwa in der Nähe von I Teil
auf 2oo Teile oder noch weniger zu benutzen.
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Es erscheint möglich, daß das eigentliche wirksame Mittel zur Entzündung
des Phosphins Stickstoffdioxyd NO2 ist und daß die aktivierende Wirkung des Stickoxyds
NO von der Anwesenheit geringer Mengen von Stickstoffdioxyd NO2 herrührt. Es ist
aber vorzuziehen, Stickoxyd als aktivierendes Gas zu benutzen, weil es unter höherem
Druck aufgespeichert werden kann. Die Anwesenheit minimaler Mengen von Stickstoffdioxyd
wird in der Praxis durch die Anwesenheit von Luft und Sauerstoff in der Atmosphäre
oder dem Seewasser gesichert, die mit dem Gas vor der Entzündung in Berührung kommen.
Es hat sich als wünschenswert erwiesen, die Gase erst unmittelbar vor dem Gebrauch
zu mischen und sie nicht in Mischung aufzuspeichern. Dies hat den besonderen Vorteil,
daß keines der beiden Gase für sich allein selbst entzündbar ist.
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Das Phosphin kann sowohl vom oberen als vom unteren Ende des Zylinders
her zum Entweichen gebracht werden. Im ersteren Falle entweicht es als Gas, und
im letzteren Falle entweicht es zwar in flüssiger Form, wird aber sofort infolge
der Druckabnahme verdampft.
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Wahlweise kann an Stelle des Stickoxyds als Aktivator sehr fein verteilter
Phosphor oder ein Stoff benutzt werden, der diesen im Gas bildet. Flüssiger Phosphorwasserstoff
P2H4 und Phosphorsulfofluorid PSFl3 sind ebenfalls mit Erfolg verwendet worden.
Man kann auch Salpetersäure in versprühter Form benutzen. Indessen ist Stickoxydgas
der wirksamste Stoff, wenn die Gase unter Wasser entweichen sollen. Dieser Körper
kann mit Erfolg bei jeder Tiefe der Entweichungsstelle benutzt werden. Elementarer
Phosphor kann in dem Phosphin gelöst werden, und dies gilt auch für flüssigen Phosphorwasserstoff
P2H4. Wenn diese Aktivatoren im Phosphin gelöst benutzt werden, so muß man das Phosphin
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Vorratszylinder entweichen lassen, um sicher
zu sein, daß auch der Aktivator entweicht. Diese gelösten Aktivatoren scheinen ihre
Wirksamkeit ohne Beeinträchtigung unbegrenzt lange beizubehalten.
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Die Einrichtung kann nicht nur zum Anzeigen der Stellung von Unterwasserfahrzeugen
benutzt werden, sondern auch zu irgendeiner Art der Signalgebung, sei es von Hand
oder selbsttätig, wenn eine wirksame Flamme oder eine Rauchentwicklung erwünscht
ist, sowohl auf See als an anderen Stellen. Beispielsweise kann eine Boje oder ein
anderer Gegenstand, etwa wenn er zum Abtreiben kommt, angezeigt werden, indem man
einen in dem betreffenden Gegenstand befestigten Phosphinzylinder verwendet, der
mit geeigneten selbsttätigen Ventilen versehen ist. Man kann auch Granaten oder
andere Geschosse, die zur Raucherzeugung dienen sollen, mit dem flüssigen Phosphin
füllen.
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Wenn man bei der Herstellung des Phosphins den flüssigen Phosphorwasserstoff
P.Hq entfernt hat, beispielsweise mittels einer mit Kohlensäureschnee beschickten
Kondensationsvorrichtung gemäß Abb. i, so kann man das verbleibende gereinigte Phosphin
ohne
Gefahr durch Kompression in flüssigen Zustand überführen, anstatt es mittels flüssiger
Luft zu kondensieren.