EP0697048A1 - Method of preventing or eliminating ground fog and a system for carrying out the method - Google Patents

Method of preventing or eliminating ground fog and a system for carrying out the method

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Publication number
EP0697048A1
EP0697048A1 EP94912463A EP94912463A EP0697048A1 EP 0697048 A1 EP0697048 A1 EP 0697048A1 EP 94912463 A EP94912463 A EP 94912463A EP 94912463 A EP94912463 A EP 94912463A EP 0697048 A1 EP0697048 A1 EP 0697048A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
air
temperature
fog
nozzle arrangements
Prior art date
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Ceased
Application number
EP94912463A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Johann Vielberth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut fur Entwicklung und Forschung Dr Vielberth KG
Original Assignee
Institut fur Entwicklung und Forschung Dr Vielberth KG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4319850A external-priority patent/DE4319850C2/en
Application filed by Institut fur Entwicklung und Forschung Dr Vielberth KG filed Critical Institut fur Entwicklung und Forschung Dr Vielberth KG
Publication of EP0697048A1 publication Critical patent/EP0697048A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H13/00—Dispersing or preventing fog in general, e.g. on roads, on airfields

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a system for performing this method according to the preamble of claim 9.
  • a method for removing ground fog in the area of a landing or take-off runway for aircraft is known (EP 0 169 746).
  • water is injected into the air volume above the runway via nozzles, which are provided on the long sides of the runway, with the aim of eliminating the fog droplets present in the air by collision and combination with the sprayed water to remove from the air and thereby cause the ground fog to dissolve.
  • the water applied has a temperature which is equal to the temperature of the fog air.
  • the dissolution of fog by collision and combination of the fog droplets with the sprayed water which is the aim of the known method, requires a large amount of water.
  • a system for preventing or eliminating fog is carried out according to the characterizing part of claim 9.
  • the ground mist is not dissolved by a collision and / or union between the mist droplet and the sprayed water, but by dehumidification of the relevant air volume or air body.
  • the sprayed water the temperature of which is significantly below the temperature of the dew point of the air in the air volume or below the temperature of the water vapor present in this air volume, forms finely divided water drops on which the water component of the mist air condenses, so that this part of the water is extracted from the mist air or the air body and discharged with the sprayed water.
  • the vapor pressure in the air body drops below the saturation pressure, as a result of which the mist or water droplets forming the mist can evaporate in the air volume and dissolve.
  • the application or spraying of the water can take place, for example, directly over the section of the terrain over which the dissolution of the mist is desired.
  • the method and system according to the invention are not only suitable for eliminating fog, but can also be used preventively, namely before the temperature conditions and the air humidity change expected fog forms.
  • vaporous part of the atmospheric moisture is condensed in the applied water and thus moisture is extracted from the air body, so that the relative humidity is reduced and is kept well below 100% atmospheric humidity (dew point).
  • the air body is not cooled by the evaporation of fog or water droplets. If the air body freed from the mist or treated preventively to prevent mist formation is warmed, for example by heat radiation, this results in a further reduction in the relative air humidity.
  • the advantage of the method or system according to the invention is, inter alia, in that an effective prevention of fog formation or an effective removal of fog is possible with a relatively small amount of water applied.
  • FIGS. 1-4 in a simplified representation an airfield with spray devices provided on this airfield for dispensing water, specifically with these spray devices in different positions; 5 shows a simplified perspective schematic representation of the airfield of FIGS. 1-4;
  • FIG. 10 in a representation similar to FIG. 1, a further possible embodiment of the system according to the invention or of an airfield equipped with this system.
  • 1 is a landing and / or runway for aircraft 2 formed by a concrete runway.
  • a strip-like edge area 3 is formed on both sides of the runway 1, which is also concreted or manufactured in another way in such a way that water can collect on the surface of the areas 3 and flow into a collecting channel 4 without this water or a considerable part of it gets into the ground.
  • the processing system 5 is connected via pumps, not shown, and via a system of supply lines 6 to a plurality of nozzle arrangements 7 and 8, which are provided distributed over the areas 3, namely the nozzle arrangements 7 directly at the bottom of the respective area 3 with little Distance from the runway 1 and the nozzle arrangements 8 on masts, which are provided at a greater distance from the runway 1 at the areas 3.
  • At least the nozzle arrangements 8 each have a plurality of water outlet nozzles in the embodiment shown.
  • the nozzle arrangements 7 and 8 are further designed so that the direction of action of the nozzles there can be changed.
  • the nozzle arrangements 7 and 8 have, for example, servomotors or actuators with which the orientation of the nozzles can be changed.
  • the nozzle arrangements 7 and 8 are assigned valves with which these nozzle arrangements can be opened and closed individually or in groups and the amount of water exiting per unit time can be changed.
  • the nozzle arrangements 7 can also each be designed in such a way that they have nozzles which are oriented in different directions, with the emerging water then being fed to that nozzle or those nozzles through control valves which ensure the desired orientation for the emerging water jets 10 or 11.
  • At least the water jets 10 are oblique directed upwards.
  • the water jets 11 are in the illustrated embodiment. directed essentially to the side in the horizontal direction, so that the water jets 10 capture the upper area of the air body to be freed from the mist and the water jets 11 capture the lower area of this air body.
  • water is sprayed over the nozzle arrangements 7 and 8 over a certain period of time in an area above the runway 1.
  • This water has a temperature that is clear, i.e. for example 10 ° C or more below the temperature of the fog air.
  • the returned water is slightly warmed but is still at a temperature significantly below the temperature of the ambient air.
  • the returned water is treated and cooled in the treatment plant.
  • a certain cooling of the air body takes place through energy withdrawal.
  • the fog-free air body has a lower temperature than the air surrounding this air body, so that the fog-free air body, provided that there is no air flow, is stable and in particular remains near the ground.
  • the amount of water required in the process according to the invention is relatively small .
  • the amount of water is determined by the heat of condensation to be removed from the separated water.
  • FIG. 1 shows the orientation of the nozzle arrangements 7 and 8 and the water jets 10 and 11 in a case in which there is no tendency for the volume of air freed from the mist to evade.
  • the nozzle arrangements 7 and 8 and thus the water jets 10 and 11 are oriented or aligned in order to avoid the fog-free air body to the right (Fig. 2) or to the left (Fig. 3) to prevent spraying.
  • 4 shows, as a further example, the actuation of the nozzle arrangement 7 and 8 in such a way that these nozzle arrangements are only activated on one side of the runway.
  • the water discharged via the nozzle arrangements 7 and 8 flows via the runway 1 inclined towards the collecting troughs 4 as well as via the areas 3 likewise inclined towards these troughs and reaches the treatment plant 5 via the sewer pipes 4.
  • an anti-freeze is added to the water discharged via the nozzle arrangements 7 and 8.
  • This admixture takes place either before the water emerges from the nozzle arrangements 7 and 8, for example at the treatment plant 5 or in the supply system, or immediately when the water emerges from the nozzle arrangements. In the latter case, these nozzle arrangements have additional nozzles with which the antifreeze is introduced into the water jets 10 and 11. An environmental impairment or soil contamination by the antifreeze is prevented by the fact that all of the applied water is fed via the collecting troughs 4 and sewer pipes 4 'to the treatment plant 5 and used again.
  • the method described above for removing ground fog is particularly effective when the runway 1 is located in a depression which excludes or largely excludes air currents. If such a sink is not given by natural geographic conditions, this can be achieved by means of ramparts or in the simplest case by walls 12 which are provided at least on both sides of the areas 3, so that the runway 1 is located in an artificial depression or gutter.
  • the nozzle arrangements 7 and 8 can be used. In the embodiment according to FIG. 6, only the nozzle arrangements 7 are provided. In the embodiment according to FIG. 7, the nozzle arrangements 8 are provided directly on the outer walls 12, partly on the smaller masts 9 and partly also on larger masts 9 '. In particular, the larger masts 9 'can also be arranged outside the walls 12 or outside the channel-like depression bounded by these walls.
  • FIG. 8 Such an arrangement is shown in FIG. 8 for a road with a multi-lane roadway 13, to which in turn the edge regions 3 are connected on both sides, a collecting channel 4 being provided between each edge region 3 and the roadway 13.
  • FIG. 9 shows a space 15 surrounded by buildings 14, which is to be kept fog-free at least during certain times.
  • a number of masts 9 ' are provided on the square 15, each carrying a nozzle arrangement 8 in the region of their upper end, so that the water jets 11 emerging from the nozzle arrangements 8 can in turn remove the mist in the manner described above .

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)

Abstract

The invention concerns a method of preventing or eliminating fog over an area of land, for example an aircraft runway, a motorway carriageway, part of a road or some other area. The method calls for water to be sprayed through several nozzles into a given body of air over the area to form finely divided water droplets. The invention also concerns a system for carrying out this method.

Description

Verfahren zur Verhinderung oder Beseitigung von Nebel über einem Geländeabschnitt sowie System zum Durchführen dieses Verfahrens Process for preventing or removing fog over a section of terrain and system for performing this process
Die Erfindung bezieht ich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein System zum Durchführen dieses Verfahrens gemäß Oberbegriff Patentanspruch 9.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a system for performing this method according to the preamble of claim 9.
Bekannt ist ein Verfahren zum Beseitigen von Bodennebel im Bereich einer Lande- oder Startbahn für Flugzeuge (EP 0 169 746). Bei diesem bekannten Verfahren wird über Düsen, die an den Längsseiten der Startbahn vorgesehen sind, in das Luftvolumen über der Startbahn Wasser eingespritzt, und zwar mit dem Ziel, die in der Luft vorhandenen Nebel¬ tröpfchen durch Kollision und Vereinigung mit dem verspritz¬ ten Wasser aus der Luft zu entfernen und hierdurch eine Auflösung des Bodennebels zu bewirken. Bei diesem bekannten Verfahren weist das ausgebrachte Wasser eine Temperatur auf, die gleich der Temperatur der Nebelluft ist. Die mit dem bekannten Verfahren angestrebte Auflösung von Nebel durch Kollision und Vereinigung der Nebeltröpfchen mit dem ver¬ spritzten Wasser erfordert eine große Menge an Wasser.A method for removing ground fog in the area of a landing or take-off runway for aircraft is known (EP 0 169 746). In this known method, water is injected into the air volume above the runway via nozzles, which are provided on the long sides of the runway, with the aim of eliminating the fog droplets present in the air by collision and combination with the sprayed water to remove from the air and thereby cause the ground fog to dissolve. In this known method, the water applied has a temperature which is equal to the temperature of the fog air. The dissolution of fog by collision and combination of the fog droplets with the sprayed water, which is the aim of the known method, requires a large amount of water.
Bekannt ist weiterhin auch ein Verfahren zum Auflösen von Nebel (US-A- 20 52 626), bei welchem in den Luftkörper ein hygroskopisches Material ausgebracht wird, welches entweder pulverförmig oder flüssig sein kann. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem in besonders wirksamer Weise eine Beseitigung von Nebel, aber auch präventiv bereits eine Verhinderung der Bildung von Nebel möglich ist.Also known is a method for dissolving fog (US Pat. No. 2,052,626), in which a hygroscopic material is applied to the air body, which material can either be powdery or liquid. The object of the invention is to demonstrate a method with which the removal of fog, but also preventively, already prevents the formation of fog in a particularly effective manner.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.To achieve this object, a method is designed according to the characterizing part of patent claim 1.
Ein System zur Verhinderung oder Beseitigung von Nebel ist entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 9 ausgeführt.A system for preventing or eliminating fog is carried out according to the characterizing part of claim 9.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. System erfolgt das Auflösen des Bodennebels nicht durch eine Kollision und/oder Vereinigung zwischen dem Nebeltröpfchen und dem versprühten Wasser, sondern durch eine Entfeuchtung des betreffenden Luftvolumens bzw. Luftkörpers. Das versprühte Wasser, dessen Temperatur deutlich unterhalb der Temperatur des Taupunktes der Luft des Luftvolumens bzw. unterhalb der Temperatur des in diesem Luftvolumen vorhandenen Wasserdampfes liegt, bildet fein verteilte Wassertropfen, an denen der als Wasserdampf vorliegende Wasser-Anteil der Nebel-Luft kondensiert, so daß dieser Wasseranteil der Nebel-Luft bzw. dem Luftkörper entzogen und mit dem versprühten Wasser abgeführt wird. Durch das Entziehen der als Wasserdampf im Luftkörper vorhandenen Feuchtigkeit sinkt der Dampfdruck im Luftkörper unter den Sättigungsdruck, wodurch die den Nebel bildenden Nebel- bzw. Wassertröpfchen im Luftvolumen verdamfpen können und sich auflösen.In the method or system according to the invention, the ground mist is not dissolved by a collision and / or union between the mist droplet and the sprayed water, but by dehumidification of the relevant air volume or air body. The sprayed water, the temperature of which is significantly below the temperature of the dew point of the air in the air volume or below the temperature of the water vapor present in this air volume, forms finely divided water drops on which the water component of the mist air condenses, so that this part of the water is extracted from the mist air or the air body and discharged with the sprayed water. By removing the moisture present as water vapor in the air body, the vapor pressure in the air body drops below the saturation pressure, as a result of which the mist or water droplets forming the mist can evaporate in the air volume and dissolve.
Bei der Kondensation des Wasserdampfes an dem ausgebrachten bzw. versprühten Wasser erfolgt eine Abgabe von Wärmeenergie an die versprühte Wassermenge, die (Wärmeenergie) mit dieser Wassermenge abgeführt wird, und zwar bevorzugt an eine Einrichtung zur Wasseraufbereitung, in der insbesondere auch ein Abkühlen des rückgeführten Wassers erfolgt.When condensing the water vapor on the applied or sprayed water, heat energy is given off to the sprayed amount of water, which (heat energy) is removed with this amount of water, preferably to a device for water treatment, in which, in particular, the returned water is also cooled.
Durch das Verdampfen der den Nebel bildenden Nebel- bzw. Wassertröpfchen ( tröpfchenförmiger Anteil der Luftfeuchtig¬ keit) erfolgt durch Energieentnahme eine gewisse Abkühlung des Luftkörpers u.a. mit der Folge, daß dieser kühlere, nebelfreie Luftkörper relativ stabil über dem Boden bzw. Geländeabschnitt liegen bleibt, also dort gehalten wird, wo ein nebelfreier Raum gewünscht ist.Due to the evaporation of the mist or water droplets forming the mist (droplet-shaped portion of the air humidity), a certain cooling of the air body, among other things, takes place through energy removal with the result that this cooler, fog-free air body remains relatively stable above the floor or terrain section, that is, it is held where a fog-free space is desired.
Bei der Erfindung kann das Ausbringen bzw. Versprühen des Wassers beispielsweise direkt über derr^ Geländeabschnitt erfolgen, über dem das Auflösen des Nebels gewünscht ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Ausbringen bzw. Versprühen des Wassers in einem oder mehreren Bereichen vorzunehmen, die dem Geländeabschnitt benachbart sind, wobei dann auch in diesem Fall das Kondensieren des dampfförmigen Anteils der Luftfeuchtigkeit an dem versprühten bzw. aus¬ gebrachten Wasser eine Reduzierung des Dampfdruckes im •Luftkörper und damit ein Verdampfen des tröpfchenförmigen Anteils der Luftfeuchtigkeit nicht nur an dem Bereich bewirkt, an dem das Wasser ausgebracht wird, sondern auch an dem benachbarten Geländeabschnitt, an dem der Nebel aufgelöst bzw. beseitigt werden soll.In the invention, the application or spraying of the water can take place, for example, directly over the section of the terrain over which the dissolution of the mist is desired. In principle, however, it is also possible to carry out the application or spraying of the water in one or more areas which are adjacent to the section of the terrain, in which case the condensation of the vaporous portion of the atmospheric moisture in the sprayed or applied water is then also an Reduction of the vapor pressure in the • air body and thus an evaporation of the droplet-shaped portion of the air humidity not only results in the area where the water is discharged, but also in the neighboring section of the area where the fog is to be dissolved or removed.
Das erfindungsgemäße Verfahren und System eignen sich nicht nur zur Beseitigung von Nebel, sondern können auch präventiv eingesetzt werden, und zwar bevor sich ein aufgrund der Temperaturverhältnisse sowie aufgrund der Luftfeuchtigkeit zu erwartender Nebel bildet. Auch bei dieser präventiven Anwendung wird dampfförmiger Anteil der Luftfeuchtigkeit an dem ausgebrachten Wasser kondensiert und damit dem Luftkörper Feuchtigkeit entzogen, so daß die relative Feuchtigkeit reduziert wird und deutlich unter 100% Luftfeuchtigkeit gehalten wird (Taupunkt).The method and system according to the invention are not only suitable for eliminating fog, but can also be used preventively, namely before the temperature conditions and the air humidity change expected fog forms. In this preventive application, too, vaporous part of the atmospheric moisture is condensed in the applied water and thus moisture is extracted from the air body, so that the relative humidity is reduced and is kept well below 100% atmospheric humidity (dew point).
Eine Abkühlung des Luftkörpers durch Verdampfen von Nebel-oder Wassertröpfchen erfolgt in diesem Fall nicht. Wird der vom Nebel befreite oder präventiv zur Verhinderung einer Nebelbildung behandelte Luftkörper beispielsweise durch Wärmestrahlung angewärmt, so ergibt sich hierbei eine weitere Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit.In this case, the air body is not cooled by the evaporation of fog or water droplets. If the air body freed from the mist or treated preventively to prevent mist formation is warmed, for example by heat radiation, this results in a further reduction in the relative air humidity.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Systems besteht u.a. darin, daß eine wirksame Verhinderung der Nebelbildung bzw. eine wirksame Beseitigung von Nebel mit einer relativ geringen Menge an ausgebrachtem Wasser möglich ist.The advantage of the method or system according to the invention is, inter alia, in that an effective prevention of fog formation or an effective removal of fog is possible with a relatively small amount of water applied.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran¬ sprüche.Further developments of the invention are the subject of the subclaims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures using exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 - 4 in vereinfachter Darstellung ein Flugfeld mit an diesem Flugfeld vorgesehenen Sprüheinrichtungen zum Ausbringen von Wasser, und zwar bei unter¬ schiedlichen Stellung dieser Sprüheinrichtungen; Fig. 5 in vereinfachter perspektivischer sche atischer Darstellung das Flugfeld der Figuren 1 - 4;1 - 4 in a simplified representation an airfield with spray devices provided on this airfield for dispensing water, specifically with these spray devices in different positions; 5 shows a simplified perspective schematic representation of the airfield of FIGS. 1-4;
Fig. 6 und 7 in perpektivischer Darstellung weitere, mögliche Ausführungsformen des Flugfeldes;6 and 7 in a perspective view further possible embodiments of the airfield;
Fig. 8 und 9 in schematischer, perspektivicher Darstellung eine mehrspurige Fahrbahn sowie ein von Gebäuden begrenzter Platz, zusammen mit Sprüheinrichtun¬ gen bzw. Düsen für die Durchführung des erfin¬ dunggemäßen Verfahrens;8 and 9 in a schematic, perspective representation of a multi-lane roadway and a space limited by buildings, together with spraying devices or nozzles for carrying out the method according to the invention;
Fig. 10 in einer Darstellung ähnlich Fig. 1 eine weitere mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Systems bzw. eines mit diesem Systems ausge¬ statteten Flugfeldes.10 in a representation similar to FIG. 1, a further possible embodiment of the system according to the invention or of an airfield equipped with this system.
In den Figuren 1 - 5 ist 1 eine von einer Beton-Piste gebildete Lande- und/oder Startbahn für Flugzeuge 2.In FIGS. 1-5, 1 is a landing and / or runway for aircraft 2 formed by a concrete runway.
Beidseitig von der Landebahn 1 ist jeweils ein streifenarti¬ ger Randbereich 3 gebildet, der ebenfalls betoniert ist oder in einer anderen Weise derart hergestellt ist, daß sich Wasser auf der Oberfläche der Bereiche 3 sammeln und in einen Sammelkanal 4 abfließen kann, ohne daß dieses Wasser oder ein beachtlicher Teil hiervon in den Boden gelangt.A strip-like edge area 3 is formed on both sides of the runway 1, which is also concreted or manufactured in another way in such a way that water can collect on the surface of the areas 3 and flow into a collecting channel 4 without this water or a considerable part of it gets into the ground.
Die Sammelkanäle oder Sammelrinnen 4, die jeweils beidseitig von der Landebahn 1 und an diese unmittelbar anschließend vorgesehen sind, weisen mehrere, nicht dargestellte Abläufe auf und sind an diesen über Kanalrohre 4 ' mit einer Wasser-Aufbereitungsanlage 5 verbunden, in der das über die Kanalrohre 4' rückgeführtes Wasser, dessen Temperatur noch immer kälter ist als die Temperatur des Luftvolumens, aufbereitet, d.h. zumindest gereinigt und auf die erforder¬ liche Temperatur abgekühlt wird. Die Aufbereitungsanlage 5 ist über nicht dargestellte Pumpen sowie über ein System von Versorgungsleitungen 6 mit einer Vielzahl von Düsenan¬ ordnungen 7 und 8 verbunden, die an den Bereichen 3 verteilt vorgesehen sind, und zwar die Düsenanordnungen 7 unmittelbar am Boden des jeweiligen Bereichs 3 mit geringem Abstand von der Landebahn 1 und die Düsenanordnungen 8 an Masten, die mit größerem Abstand von der Landebahn 1 an den Bereichen 3 vorgesehen sind.The collecting ducts or gutters 4, which are provided on both sides of the runway 1 and immediately after this, have a plurality of processes, not shown, and are connected to them via sewer pipes 4 'with a water treatment system 5, in which this is via the sewer pipes 4 'recycled water whose temperature is still is always colder than the temperature of the air volume, processed, ie at least cleaned and cooled to the required temperature. The processing system 5 is connected via pumps, not shown, and via a system of supply lines 6 to a plurality of nozzle arrangements 7 and 8, which are provided distributed over the areas 3, namely the nozzle arrangements 7 directly at the bottom of the respective area 3 with little Distance from the runway 1 and the nozzle arrangements 8 on masts, which are provided at a greater distance from the runway 1 at the areas 3.
Zumindest die Düsenanordnungen 8 weisen bei der dargestellten Ausführungsform jeweils eine Vielzahl von Wasseraustritts¬ düsen auf. Die Düsenanordnungen 7 und 8 sind weiterhin so ausgebildet, daß die Wirkungsrichtung der dortigen Düsen verändert werden kann. Hierfür weisen die Düsenanordnungen 7 und 8 beispielsweise Stellmotoren oder Stellglieder auf, mit denen die Orientierung der Düsen veränderbar ist. Weiterhin sind den Düsenanordnungen 7 und 8 Ventile zugeordnet, mit denen diese Düsenanordnungen einzeln oder in Gruppen geöffnet und geschlossen werden sowie die Menge des je Zeiteinheit austretenden Wassers verändert werden kann.At least the nozzle arrangements 8 each have a plurality of water outlet nozzles in the embodiment shown. The nozzle arrangements 7 and 8 are further designed so that the direction of action of the nozzles there can be changed. For this purpose, the nozzle arrangements 7 and 8 have, for example, servomotors or actuators with which the orientation of the nozzles can be changed. Furthermore, the nozzle arrangements 7 and 8 are assigned valves with which these nozzle arrangements can be opened and closed individually or in groups and the amount of water exiting per unit time can be changed.
Um Stellantriebe und hierdurch bedingte Störquellen zu vermeiden, können die Düsenanordnungen 7 auch jeweils so ausgebildet ein, daß diese Düsen besitzen, welche in unter¬ schiedlichen Richtungen orientiert sind, wobei durch Steuer¬ ventile das austretende Wasser dann jeweils derjenigen Düse oder denjenigen Düsen zugeleitet wird, die die gewünschte Orientierung für die austretenden Wasserstrahlen 10 bzw. 11 gewährleisten. Zumindest die Wasserstrahlen 10 sind schräg nach oben gerichtet. Die Wasserstrahlen 11 sind bei der dargestellten Ausführungsform. im wesentlichen in horizontaler Richtung zur Seite gerichtet, so daß die Wasserstrahlen 10 den oberen Bereich des vom Nebel zu befreienden Luftkörpers und die Wasserstrahlen 11 den unteren Bereich dieses Luft¬ körpers erfassen.In order to avoid actuators and sources of interference caused thereby, the nozzle arrangements 7 can also each be designed in such a way that they have nozzles which are oriented in different directions, with the emerging water then being fed to that nozzle or those nozzles through control valves which ensure the desired orientation for the emerging water jets 10 or 11. At least the water jets 10 are oblique directed upwards. The water jets 11 are in the illustrated embodiment. directed essentially to the side in the horizontal direction, so that the water jets 10 capture the upper area of the air body to be freed from the mist and the water jets 11 capture the lower area of this air body.
Befindet sich im Bereich der Landebahn 1 Bodennebel, der die für das Starten und/oder Landen erforderliche Sicht beein¬ trächtigt, so wird über eine bestimmte Zeitdauer über die Düsenanordnungen 7 und 8 Wasser in einem Bereich über der Lande- oder Startbahn 1 versprüht. Dieses Wasser besitzt eine Temperatur, die deutlich, d.h. beispielsweise um 10° C oder mehr unter der Temperatur der Nebel-Luft liegt. Die sich aus den Wasserstrahlen 10 und 11 bildenden feinen Wassertropfen, deren Temperatur ebenfalls deutlich unter der Temperatur der Nebel-Luft liegt, wirken als kalte Kondensationsflächen, an denen sich der wärmere, dampfförmige Anteil der Luftfeuchtig¬ keit kondensieren kann. Hierdurch wird dem Luftkörper Feuchtigkeit entzogen und der Dampfdruck im Luftkörper bzw. in der Nebel-Luft unter den Taupunkt reduziert, so daß der den Nebel bildende bzw. von den Nebeltropfen gebildete tröpfchenförmige Anteil der Luftfeuchtigkeit verdampft und sich somit mit zunehmender weiterer Kondensation des dampf¬ förmigen Anteils schließlich der gesamte Nebel in dem gewünschten Bereich über der Lande-und Startbahn 1 auflöst.If there is ground fog in the area of the runway 1, which impairs the visibility required for take-off and / or landing, water is sprayed over the nozzle arrangements 7 and 8 over a certain period of time in an area above the runway 1. This water has a temperature that is clear, i.e. for example 10 ° C or more below the temperature of the fog air. The fine water droplets formed from the water jets 10 and 11, the temperature of which is also clearly below the temperature of the mist air, act as cold condensation surfaces on which the warmer, vaporous portion of the atmospheric humidity can condense. As a result, moisture is extracted from the air body and the vapor pressure in the air body or in the mist air is reduced below the dew point, so that the droplet-shaped portion of the air moisture forming or formed by the mist drops evaporates and thus increases with increasing condensation of the vapor finally the entire fog dissolves in the desired area above the runway 1.
Durch das Kondensieren des dampfförmigen Anteils der Luft¬ feuchtigkeit wird dem versprühten Wasser Wärmeenergie zugeführt, so daß das rückgeführte Wasser geringfügig erwärmt ist, aber immer noch eine Temperatur deutlich unter der Temperatur der Umgebungsluft aufweist. Das rückgeführte Wasser wird, wie oben erwähnt, in der Aufbereitungsanlage aufbereitet und abgekühlt. Insbesondere durch das Verdampfen der Nebeltropfchen bzw. des tröpfchenförmigen Anteils der Luftfeuchtigkeit erfolgt durch Energie-Entzug ein gewisses Abkühlen des Luftkörpers. Dies hat zur Folge, daß der nebelfreie Luftkörper eine niedrigere Temperatur aufweist als die diesen Luftkörper umgebende Luft, so daß der nebelfreie Luftkörper, sofern keine Luftströmung vorhanden ist, stabil ist und insbesondere auch in Bodennähe verbleibt. Ist eine Luftströmung vorhanden und erfolgt deswegen ein seitliches Ausweichen des nebelfreien Luft¬ körpers aus dem Bereich der Landebahn 1, so wird diesem Ausweichen durch ein entsprechendes Ausrichten der Düsen¬ anordnungen 7 und 8 und damit der Wasserstrahlen 10 und 11, d.h. durch entsprechendes Gegensprühen entgegengewirkt.By condensing the vaporous portion of the atmospheric moisture, thermal energy is supplied to the sprayed water, so that the returned water is slightly warmed but is still at a temperature significantly below the temperature of the ambient air. As mentioned above, the returned water is treated and cooled in the treatment plant. In particular through the evaporation of the mist droplets or the droplet-shaped portion of the air humidity, a certain cooling of the air body takes place through energy withdrawal. The consequence of this is that the fog-free air body has a lower temperature than the air surrounding this air body, so that the fog-free air body, provided that there is no air flow, is stable and in particular remains near the ground. If there is an air flow and therefore the fog-free air body evades from the area of the runway 1, this evasion is counteracted by appropriately aligning the nozzle arrangements 7 and 8 and thus the water jets 10 and 11, ie by corresponding counter-spraying .
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das ausgebrachte bzw. versprühte Wasser lediglich dazu dient, der Nebel-Luft durch Kondensation des dampfförmigen Wasseranteils Feuchtigkeit zu entziehen und hierdurch dann ein Verdampfen und damit Auflösen der Nebeltröpfchen zu erreichen, ist die benötigte Wassermenge bei dem erfindungsgemäßen Verfahren relativ gering. Die Wassermenge wird bestimmt durch die abzuführende Kondensationswärme des ausgeschiedenen Wassers.Since, in the process according to the invention, the water which is applied or sprayed is only used to extract moisture from the mist air by condensation of the vaporous water content and thereby thereby to vaporize and thus dissolve the mist droplets, the amount of water required in the process according to the invention is relatively small . The amount of water is determined by the heat of condensation to be removed from the separated water.
Die Fig. 1 zeigt die Orientierung der Düsenanordnungen 7 und 8 sowie der Wasserstrahlen 10 und 11 in einem Fall, in dem die Tendenz eines Ausweichens des vom Nebel befreiten Luftvolumens nicht besteht.1 shows the orientation of the nozzle arrangements 7 and 8 and the water jets 10 and 11 in a case in which there is no tendency for the volume of air freed from the mist to evade.
In den Figuren 2 und 3 sind die Düsenanordnungen 7 und 8 und damit die Wasserstrahlen 10 und 11 so orientiert bzw. ausgerichtet, um ein Ausweichen des nebelfreien Luftkörpers nach rechts (Fig. 2) bzw. nach links (Fig. 3) durch Gegen¬ spritzen zu verhindern. Fig. 4 zeigt als weiteres Beispiel die Ansteuerng der Düsenanordnung 7 und 8 in der Weise, daß diese Düsenanordnungen lediglich auf einer Seite der Start¬ bahn aktiviert sind.In FIGS. 2 and 3, the nozzle arrangements 7 and 8 and thus the water jets 10 and 11 are oriented or aligned in order to avoid the fog-free air body to the right (Fig. 2) or to the left (Fig. 3) to prevent spraying. 4 shows, as a further example, the actuation of the nozzle arrangement 7 and 8 in such a way that these nozzle arrangements are only activated on one side of the runway.
Das über die Düsenanordnungen 7 und 8 ausgebrachte Wasser fließt über die zu den Sammelrinnen 4 geneigte Landebahn 1 sowie über die ebenfalls zu diesen Rinnen geneigten Bereiche 3 den Rinnen zu und gelangt über die Kanalrohre 4 an die Aufbereitungsanlage 5.The water discharged via the nozzle arrangements 7 and 8 flows via the runway 1 inclined towards the collecting troughs 4 as well as via the areas 3 likewise inclined towards these troughs and reaches the treatment plant 5 via the sewer pipes 4.
Liegt die Temperatur der nebelhaltigen Luft in der Nähe des Gefrierpunktes oder unter dem Gefrierpunkt, so ist dem über die Düsenanordnungen 7 und 8 ausgebrachten Wasser ein Frostschutzmittel beigemischt. Diese Beimischung erfolgt entweder vor dem Austritt des Wassers aus den Düsenanord¬ nungen 7 und 8, beispielsweise an der Aufbereitungsanlage 5 oder in dem Versorgungssystem, oder aber unmittelbar beim Austritt des Wassers aus den Düsenanordnungen. Im letzteren Fall besitzen diese Düsenanordnungen zusätzliche Düsen, mit denen das Frostschutzmittel in die Wasserstrahlen 10 und 11 eingebracht wird. Eine Umweltbeeinträchtigung oder Boden¬ kontamination durch das Frostschutzmittel ist dadurch verhindert, daß das gesamte ausgebrachte Wasser über die Sammelrinnen 4 und Kanalrohre 4 ' der Aufbereitungsanlage 5 zugeführt und wieder verwendet wird.If the temperature of the mist-containing air is close to the freezing point or below the freezing point, an anti-freeze is added to the water discharged via the nozzle arrangements 7 and 8. This admixture takes place either before the water emerges from the nozzle arrangements 7 and 8, for example at the treatment plant 5 or in the supply system, or immediately when the water emerges from the nozzle arrangements. In the latter case, these nozzle arrangements have additional nozzles with which the antifreeze is introduced into the water jets 10 and 11. An environmental impairment or soil contamination by the antifreeze is prevented by the fact that all of the applied water is fed via the collecting troughs 4 and sewer pipes 4 'to the treatment plant 5 and used again.
Das vorbeschriebene Verfahren zur Beseitigung von Bodennebel ist dann besonders wirksam, wenn sich die Landebahn 1 in einer Senke befindet, die Luftströmungen ausschließt oder weitestgehend ausschließt. Soweit eine solche Senke durch die natürlichen geographischen Verhältnisse nicht gegeben ist, läßt sich dies durch Wälle oder im einfachsten Fall durch Wände 12 erreichen, die zumindest beidseitig der Bereiche 3 vorgesehen sind, so daß sich die Landebahn 1 in einer künstlichen Senke oder Rinne befindet. Auch in diesem Fall können wiederum die Düsenanordnungen 7 und 8 verwendet werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sind nur die Düsenanordnungen 7 vorgesehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind unmittelbar an den äußeren Wänden 12 die Düsenan¬ ordnungen 8 vorgesehen, und zwar teilweise auf den kleineren Masten 9 und teilweise auch auf größeren Masten 9 ' . Insbe¬ sondere die größeren Masten 9 ' können auch außerhalb der Wände 12 bzw. außerhalb der von diesen Wänden begrenzten rinnenartigen Senke angeordnet sein.The method described above for removing ground fog is particularly effective when the runway 1 is located in a depression which excludes or largely excludes air currents. If such a sink is not given by natural geographic conditions, this can be achieved by means of ramparts or in the simplest case by walls 12 which are provided at least on both sides of the areas 3, so that the runway 1 is located in an artificial depression or gutter. In this case, too, the nozzle arrangements 7 and 8 can be used. In the embodiment according to FIG. 6, only the nozzle arrangements 7 are provided. In the embodiment according to FIG. 7, the nozzle arrangements 8 are provided directly on the outer walls 12, partly on the smaller masts 9 and partly also on larger masts 9 '. In particular, the larger masts 9 'can also be arranged outside the walls 12 or outside the channel-like depression bounded by these walls.
Eine solche Anordnung zeigt die Fig. 8 für eine Straße mit einer mehrspurigen Fahrbahn 13, an die sich wiederum beid¬ seitig die Randbereiche 3 anschließen, wobei zwischen jedem Randbereich 3 und der Fahrbahn 13 eine Sammelrinne 4 vorge¬ sehen ist.Such an arrangement is shown in FIG. 8 for a road with a multi-lane roadway 13, to which in turn the edge regions 3 are connected on both sides, a collecting channel 4 being provided between each edge region 3 and the roadway 13.
Die Fig. 9 zeigt einen von Gebäuden 14 umgebenen Platz 15, der zumindest während bestimmter Zeiten nebelfrei gehalten werden soll. Zu diesem Zweck sind auf dem Platz 15 verteilt mehrere Masten 9' vorgesehen, die im Bereich ihres oberen Endes jeweils eine Düsenanordnung 8 tragen, so daß mit dem aus den Düsenanordnungen 8 austretenden Wasserstrahlen 11 wiederum in der oben beschriebenen Weise eine Beseitigung des Nebels möglich ist.9 shows a space 15 surrounded by buildings 14, which is to be kept fog-free at least during certain times. For this purpose, a number of masts 9 'are provided on the square 15, each carrying a nozzle arrangement 8 in the region of their upper end, so that the water jets 11 emerging from the nozzle arrangements 8 can in turn remove the mist in the manner described above .
Bei allen vorstehend in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 9 beschriebenen Ausführungen wurde davon ausgegangen, daß das Wasser über die Düsenanordnungen 7 und 8 über dem jeweiligen, vom Nebel zu befreienden Bereich ausgebracht wird. Wie die Fig. 10 zeigt, ist es aber grundsätzlich auch möglich', daß Wasser über diese Düsenanordnungen in Bereichen auszubringen, die sich seitlich von dem vom Nebel zu be¬ freienden Geländeabschnitt, nämlich beispielsweise seitlich von der Landebahn 1 befinden. Auch in diesem Fall erfolgt durch das ausgebrachte Wasser eine Reduzierung des dampf¬ förmigen Anteils der in der Nebelluft enthaltenen Feuchtig¬ keit bzw. des dort vorhandenen Wassers mit der Folge, daß der Dampfdruck im Luftkörper sinkt und die Nebeltröpfchen verdampfen bzw. sich auflösen, und zwar nicht nur dort, wo das Wasser aus den Düsenanordnungen 7 und 8 ausgebracht wird, sondern auch in angrenzenden Bereichen, nämlich über der Landebahn 1.In all the embodiments described above in connection with FIGS. 1 to 9, it was assumed that the water would be discharged via the nozzle arrangements 7 and 8 over the respective area to be cleared of fog. As FIG. 10 shows, it is however also possible in principle 'that deploy water over these nozzle assemblies in areas laterally from the from the mist free ends to be¬ section of terrain, namely, for example, are on the side of the runway. 1 In this case, too, the water released reduces the vapor-like proportion of the moisture contained in the fog air or the water present there, with the result that the vapor pressure in the air body drops and the fog droplets evaporate or dissolve, and not only where the water is discharged from the nozzle arrangements 7 and 8, but also in adjacent areas, namely above the runway 1.
Weiterhin wurde vorstehend davon ausgegangen, daß durch das Ausbringen des Wassers über die Düsenanordnungen 7 bzw. 8 ein Auflösen bzw. Beseitigen eines vorhandenen Nebels erfolgen soll. Die beschriebenen Systeme sind aber auch präventiv anwendbar, d.h. das Ausbringen des Wassers über die Düsen¬ anordnungen 7 bzw. 8 erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit von gemessenen Daten (Lufttemperatur bzw. Lufttemperatur¬ änderungen und Luftfeuchtigkeit) bereits, bevor sich Nebel ausbilden kann.Furthermore, it was assumed above that by dispensing the water via the nozzle arrangements 7 and 8, an existing fog should be dissolved or removed. The systems described can also be used preventively, i.e. The water is discharged via the nozzle arrangements 7 and 8, for example, as a function of measured data (air temperature or air temperature changes and air humidity) before fog can form.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Erfindungsgedanke verlassen wird. BezugszeichenlisteThe invention has been described above using exemplary embodiments. It goes without saying that numerous changes and modifications are possible without departing from the inventive concept which bears the invention. Reference list

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Verhinderung oder Beseitigung von Nebel über einem Geländeabschnitt, beispielsweis über einer Lande- und/oder Startbahn für Luftfahrzeuge, einer Fahrbahn oder einem Straßen- oder Platzbereich usw. , bei dem (Verfahren) über mehrere Düsenanordnungen (7, 8) Wasser in ein Luftvolumen oder in einen Luftkörper am Geländeabschnitt zur Bildung von fein verteilten Wasser¬ tropfen ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers deutlich unter der Temperatur der Luft des Luftkörpers derart gewählt ist, daß im Luftkörper vorhandener Wasserdampf an dem ausge¬ brachten Wasser kondensiert.1. A method for preventing or eliminating fog over a section of terrain, for example over a landing and / or runway for aircraft, a roadway or a street or square area, etc., in which (method) over several nozzle arrangements (7, 8) water is applied into an air volume or into an air body on the terrain section to form finely divided water droplets, characterized in that the temperature of the water applied is chosen well below the temperature of the air of the air body in such a way that water vapor present in the air body at brought condensed water.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers so gewählt ist, daß sie wenigstens 5° C unter der Temperatur der Luft liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the applied water is chosen so that it is at least 5 ° C below the temperature of the air.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers so gewählt ist, daß sie etwa 10° C unter der Temperatur der Luft liegt.3. The method according to claim 2, characterized in that the temperature of the applied water is chosen so that it is about 10 ° C below the temperature of the air.
ϊ . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgebrachte Wasser gesammtelt, rückgeführt und wieder verwendet wird, und daß das rückgeführte Wasser an einer Einrichtung zur Wasseraufbereitung derart gekühlt wird, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers wenigstens 5° C unter der Temperatur der Luft liegt. ϊ. A method according to claim 1, characterized in that the discharged water is collected, returned and reused, and that the returned water is cooled in a water treatment device such that the temperature of the discharged water is at least 5 ° C below the temperature of the air .
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers so gewählt ist, daß sie etwa 10° C unter der Temperatur der Luft liegt.5. The method according to claim 4, characterized in that the temperature of the applied water is chosen so that it is about 10 ° C below the temperature of the air.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem ausgebrachten Wasser ein Frost¬ schutzmittel beigemischt ist.6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that an anti-freeze is added to the applied water.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Beimischen des Frostschutzmittels an oder in den Düsenanordnungen (7, 8) erfolgt.7. The method according to claim 6, characterized in that the admixture of the antifreeze is carried out on or in the nozzle arrangements (7, 8).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet durch die Verwendung von in ihrer Richtung einstellbaren Düsenanordnungen oder Düsen.8. The method according to any one of claims 1-7, characterized by the use of adjustable in their direction nozzle arrangements or nozzles.
9. System zur Verhinderung oder Beseitigung von Nebel über einem Geländeabschnitt, beispielsweise über einer Lande-und/oder Startbahn für Luftfahrzeuge, einer Fahrbahn oder einem Straßen- oder Platzbereich usw., mit mehreren Düsenanordnungen (7, 8) zum Ausbringen von Wasser in ein Luftvolumen oder in einen Luftkörper an dem Geländeabschnitt zur Bildung von fein verteilten Wasser¬ tropfen und zur Verhinderung oder Beseitigung von Nebel, gekennzeichnet durch eine Versorgungseinrichtung, mit der die Temperatur des ausgebrachten Wassers deutlich unter der Temperatur der Luft des Luftkörpers derart gewählt ist, daß im Luftkörper vorhandener Wasserdampf an dem ausgebrachten Wasser kondensiert und hierdurch dem Luftkörper Feuchtigkeit entzogen wird. 9. System for the prevention or removal of fog over a section of terrain, for example over a landing and / or runway for aircraft, a roadway or a road or square area, etc., with a plurality of nozzle arrangements (7, 8) for discharging water into one Air volume or in an air body on the terrain section for the formation of finely divided water droplets and for the prevention or removal of fog, characterized by a supply device with which the temperature of the discharged water is chosen well below the temperature of the air of the air body such that in the Air bodies present water vapor condenses on the applied water, thereby removing moisture from the air body.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers wenigstens 5° C unter der Temperatur der Luft liegt.10. System according to claim 9, characterized in that the temperature of the applied water is at least 5 ° C below the temperature of the air.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgebrachte Wasser gesammtelt, rückgeführt und wieder verwendet wird, und daß das rückgeführte Wasser an einer Einrichtung zur Wasseraufbereitung derart gekühlt wird, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers wenigstens 5° C unter der Temperatur der Luft liegt.11. System according to claim 9 or 10, characterized in that the discharged water is collected, recycled and reused, and that the returned water is cooled in a water treatment device such that the temperature of the discharged water is at least 5 ° C below Air temperature.
12. System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ausgebrachten Wassers etwa 10° C unter der Temperatur der Luft liegt.12. System according to claim 10 or 11, characterized in that the temperature of the applied water is about 10 ° C below the temperature of the air.
13. System nach einem der Ansprüche 9 - 12, gekennzeichnet durch Mittel, um dem ausgebrachten Wasser ein Frost¬ schutzmittel beizumischen.13. System according to any one of claims 9-12, characterized by means for admixing a frost protection agent to the water applied.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Beimischen des Frostschutzmittels an oder in den Düsen¬ anordnungen (7, 8) erfolgt.14. System according to claim 13, characterized in that the admixture of the antifreeze is carried out on or in the Düsen¬ arrangements (7, 8).
15. System nach einem' der Ansprüche 9 - 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Düsenanordnungen oder Düsen in ihrer Richtung einstellbaren sind. 15. System according to one 'of claims 9 - 14 is characterized, gekenn¬ characterized in that the nozzle arrangements or nozzle are adjustable in their direction.
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