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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 4. Mai 1954 Bekanntgemacht am 19. Juli 1956Registration date: May 4, 1954. Advertised on July 19, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerteilen von Nebel. Die meisten Nebel bestehen aus Flüssigkeitströpfchen, deren Durchmesser zwischen ι und, ioo// schwankt und im allgemeinen in der Größenordnung von το μ auftreten. Diese Tröpfchen entstehen oft durch Kondensation von Wasserdampf auf einem festen Kern, ζ. Β. einem Rauchpartikelchen. The invention relates to a method for breaking up mist. Most nebulae consist of liquid droplets, the diameter of which fluctuates between ι and, ioo // and generally occurs in the order of magnitude of το μ . These droplets are often formed by the condensation of water vapor on a solid core, ζ. Β. a smoke particle.

Die Beständigkeit von Nebel wie überhaupt von vielen kolloidalen Systemen hängt in großem Umfang von der Anwesenheit von sich elektrisch abstoßenden Kräften zwischen den Teilchen der Dispersionsphase ab. Es ist im allgemeinen möglich, in einem gegebenen kolloidalen System die Zahl der Zusammenstöße zu berechnen, die zwischen den einzelnen Teilchen erfolgen würden, wenn keinerlei Abstoßungskräfte vorhanden wären. Der Umstand, daß praktisch weniger als diese Zusammenstöße erfolgen,' ist darauf zurückzuführen, daß jedem theoretischen Zusammenstoß Vorgang eine »Zusammen- Stoßleistungsfähigkeit« zuzuschreiben ist, wobei diese Leistungsfähigkeit um ein Maß kleiner alsThe persistence of fog, like that of many colloidal systems, depends to a large extent the presence of electrically repulsive forces between the particles of the dispersion phase away. It is generally possible, in a given colloidal system, to number calculate the collisions that would occur between the individual particles if none Repulsive forces would be present. The fact that practically fewer collisions than these occur, ' can be traced back to the fact that every theoretical collision process has a "collision Impact performance «is to be ascribed, with this performance by an amount smaller than

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Eins ist, das von der Größe der elektrischen, hydrodynamischen oder sonstigen Abstoßkräfte abhängig, ist. Wenn die Teilchen, wie z. B. in. Emulsionen oder in einigen Aerosolen, aus Flüssigkeitströpfchen bestehen, können die Zusammenstöße zur . Vereinigung, z. B. zur Bildung von größeren Tropfen aus zwei oder mehr Tröpfchen, führen. Die »Vereinigungsleistungsfähigkeit« entspricht einem Teilbetrag der Gesamtzahl der zur VereinigungOne is that depends on the size of the electrical, hydrodynamic or other repulsive forces, is. When the particles, such as. B. in. Emulsions or in some aerosols, from liquid droplets exist, the collisions can lead to. Association, e.g. B. to form larger Drops made up of two or more droplets, lead. the "Union performance" corresponds to a partial amount of the total number of those for the union

ίο führenden Zusammenstöße und kann kleiner als die Einheit sein, wenn für den Vereinigungsvorgang eine Energieschranke besteht. Die Zusammenstoßleistungsfähigkeit wird sowohl von lang reichenden als auch von kurz reichenden Kräften bewirkt; die Vereinigungsleistungsfähigkeit hängt dagegen, da sie sich auf das Verhalten von nahezu oder tatsächlich in Berührung befindlichen Tröpfchen bezieht, von kurz reichenden Kräften ab. Das Produkt aus der Zusammenstoß- und Vereinigungsleistungsfähigkeit ist als »Sammelleistungsfähigkeit «bekannt. Bei zwei Nebeltröpfchen bewirken hydrodynamische Faktoren eine Herabsetzung der Zusammenstoßleistungsfähigkeit (Langmuir, 1948, Meteorologie, 5, S. 175). Die Tröpfchen können dabei eine elektrische Leitung besitzen; diese ist jedoch sehr klein, meist nur wenige Elektronenladungen je Tropfen, und kann positiv oder negativ sein (vgl. z. B. »Handbook on Aerosole«, U. S. Atomic Energy Commission, Washington, 1950, S. 71, sowie Reeder und Paquette, »University of Washington Oceanographical . Laboratory ONR Technical Report No. 4«, 1951; als maßgebendes und umfassendes Werk ist ferner Bell, »Literature search and evaluation οι the physics of fog, Report No'. 1«, Stanford Research Institute, 1953, zu vergleichen). Es ist daher nicht anzunehmen, daß hierdurch die Zusammenstoßleistungsfähigkeit wirksam beeinflußt wird. Jedoch zeigen Wasser und verdünnte wäßrige Lösungen von anorganisehen Ionen vorzugsweise Adsorption von Anionen (negative Ionen) bei einer Wasser-Luft-Grenzfläche mit dem Ergebnis, daß ein Tropfen destilliertes Wasser in Luft eine negative Netzladung in der Oberflächenschicht von 30 elektrostatischen Einheiten pro· Quadratzentimeter, errechnet aus den Ergebnissen von Bach und Gi Im an, Acta Physicsehemica U. R. S. S., 1938, 9, i, besitzt. Diese Ladung in der Oberflächenschicht entspricht 6,3Xio¹⁰ Elektronenladungen pro Quadratzentimeter. Die gesamte Ladung in der Oberfläche eines Tropfens mit dem Radius von 1O₁O. entspricht daher etwa 7,9XiO⁵ Elektronenladungen. Eine entsprechende Anzahl von Gegenionen ist aber im Innern des Tropfens in zerstreuter Lage verteilt, so daß der Tropfen als Ganzes, ausgenommen die obenerwähnten zufälligen kleinen Netzladungen, neutral ist. Diese gleichgerichteten Ladungen in der Oberfläche jedes Tropfens sind es offenbar, die zur Abstoßung bei dichter Annäherung führen. Es ist daher wahrscheinlich, daß diese »Doppelschichtabstoßung« die Vereinigungsleistungsfähigkeit mehr beeinflußt als die Zusammenstoßleistungsfähigkeit.ίο leading collisions and can be smaller than the unit if there is an energy barrier for the process of unification. The crash performance is effected by both long-range and short-range forces; the association efficiency, on the other hand, since it relates to the behavior of droplets which are almost or actually in contact, depends on short-range forces. The product of the collision and union performance is known as "collective performance." With two fog droplets, hydrodynamic factors reduce the collision performance (Langmuir, 1948, Meteorologie, 5, p. 175). The droplets can have electrical conduction; however, this is very small, usually only a few electron charges per drop, and can be positive or negative (cf. e.g. "Handbook on Aerosols", US Atomic Energy Commission, Washington, 1950, p. 71, as well as Reeder and Paquette, "University of Washington Oceanographical. Laboratory ONR Technical Report No. 4", 1951; Bell, "Literature search and evaluation οι the physics of fog, Report No. 1", Stanford Research Institute, 1953, is also an authoritative and comprehensive work. to compare). It is therefore not believed that this would effectively affect the crash performance. However, water and dilute aqueous solutions of inorganic ions preferentially show adsorption of anions (negative ions) at a water-air interface, with the result that a drop of distilled water in air has a negative network charge in the surface layer of 30 electrostatic units per square centimeter, calculated from the results of Bach and Gi Im an, Acta Physicsehemica URSS, 1938, 9, i, owns. This charge in the surface layer corresponds to 6.3 × ¹⁰ electron charges per square centimeter. The total charge in the surface of a drop with a radius of 1O ₁ O. therefore corresponds to about 7.9XiO ⁵ electron charges. A corresponding number of counter-ions are, however, distributed in the interior of the drop in a scattered position, so that the drop as a whole, with the exception of the above-mentioned random small network charges, is neutral. These rectified charges in the surface of each drop are evidently what lead to repulsion on close proximity. It is therefore likely that this "double layer repulsion" affects the union performance more than the crash performance.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein wirksames" Zerteilen von Nebel durch die Herabsetzung dieser Doppelschichtladung zu erreichen, und besteht demgemäß darin, daß zunächst die Dichte des Nebels in Übereinstimmung mit dem Gewicht der A¥assertröpfchen je Volumeneinheit des Nebels gebracht, sodann die Art und Größe der elektrischen Ladung der Tröpfchen festgestellt wird und dann in dem Nebel ein durch die Tröpfchen adsorbierbares oberflächenaktives Mittel einer den Feststellungen entsprechenden Art und Menge verteilt wird, das die elektrischen Ladungen wenigstens auf der Außenfläche der Tröpfchen wesentlich verringert und das Ausmaß der Vereinigung der Nebeltröpfchen steigert sowie die Zerteilung des Nebels durch Niederschlag herbeiführt.The present invention has set itself the task of an effective "splitting of fog by to achieve the reduction of this double-layer charge, and accordingly consists in that first the density of the mist in accordance with the weight of the a ¥ aster droplets per unit volume of the nebula, then the type and size of the electrical charge on the droplets was determined and then a surfactant adsorbable by the droplets in the mist is distributed in a manner and amount corresponding to the findings, the electrical charges at least on the outer surface of the droplets is substantially reduced and the degree of association increases the mist droplets and causes the mist to break up through precipitation.

Das oberflächenaktive Mittel kann in den Nebel in Form von Rauch in solch feiner Verteilung eingeführt werden, daß die Adsorption des Mittels durch die Nebeltröpfchen erleichtert wird. Ferner kann das oberflächenaktive Mittel ein nicht ionisiertes oder vorzugsweise ein ionisiertes Material sein, das eine Ladung besitzt, die derjenigen der Nebeltröpfchen entgegengesetzt ist. Wenn eine Vereinigung durch Anziehung von Nebeltröpfchen an entgegengesetzt^ geladene Tröpfchen herbeigeführt werden soll, die ein oberflächenaktives Mittel enthalten, kann das letztere in Gestalt eines Sprühregens in den Nebel eingeführt- werden.The surfactant can be introduced into the mist in the form of smoke in such a fine distribution be that the adsorption of the agent is facilitated by the mist droplets. Further the surfactant can be a non-ionized or, preferably, an ionized material which has a charge opposite to that of the mist droplets. When an association brought about by the attraction of mist droplets to oppositely charged droplets containing a surfactant, the latter may be in the form of a spray to be introduced into the mist.

Negativ geladene Tröpfchen kommen gewöhnlich am meisten vor. Es können daher oberflächenaktive Mittel als Kationen, wie z. B. Tetraisoamylammoniumchlorid, Lauryl- oder Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid oder Cetylpyridinchlorid, zum Zerteilen eines Nebels, der aus solchen Tröpfchen zusammengesetzt ist, verwendet werden. Wenn die Analyse der Nebeltröpfchen zeigt, daß sie schon unter atmosphärischen Bedingungen merkliche Mengen von oberflächenaktiven oder mehrwertigen Kationen enthalten und folglich eine positive Oberflächenladung besitzen, kann ein Niederschlagen durch oberflächenaktive Anionen, z. B. durch Natriumsalze, von langkettigen alkylierten Sulfaten oder Sulfonaten bewirkt werden.Negatively charged droplets are usually the most common. It can therefore be surface-active Agents as cations, such as. B. tetraisoamylammonium chloride, lauryl or stearyldimethylbenzylammonium chloride or cetyl pyridine chloride, can be used to break up a mist composed of such droplets. If the Analysis of the mist droplets shows that they are noticeable even under atmospheric conditions Contain quantities of surface-active or polyvalent cations and consequently a positive surface charge may have precipitation by surface-active anions, e.g. B. by Sodium salts, caused by long chain alkylated sulfates or sulfonates.

Für das Niederschlagen von Nebel sind zwar schon verschiedene Verfahren bekanntgeworden. Ein bekanntes Verfahren beruht auf der Anwendung hoher Spannungsdifferenzen zwischen besonderen Elektroden. Die Nebeltröpfchen erhalten dabei eine Netzladung durch Bindung von Ionen, die durch diei Entladung erzeugt werden, und wandern dann in das Feld-. Sie werden also* durch das hohe elektrische Potential beschleunigt und führen auf diese Weise eine gesteigerte Relativbewegung aus, wodurch das Zusammenwachsen der Tröpfchen durch Vereinigung erreicht werden soll. Oberflächenaktive Stoffe, wie sie gemäß dem Verfahren nach vorliegender Erfindung Anwendung finden, werden dabei nicht verwendet. Das bekannte Verfahren beruht vielmehr ebenso wie ein anderes Verfahren, nach welchem umfangreiche elektrostatische Niederschläge in Form von Regen aus übersättigten Wolken herbeigeführt werden sollen,Various methods have already become known for the precipitation of fog. One known method is based on the application of large voltage differences between particular Electrodes. The mist droplets receive a network charge by binding ions that generated by the discharge, and then migrate into the field. So you will * by the high electric potential accelerates and perform this way an increased relative movement, whereby the coalescence of the droplets to be achieved through association. Surface-active substances as specified in the procedure find application according to the present invention, are not used. The known procedure is based on the same as another process, according to which extensive electrostatic Precipitation in the form of rain from oversaturated clouds should be brought about,

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auf der äußerlichen Anwendung eines elektrischen Feldes.on the external application of an electric field.

Weiterhin ist es bekanntgeworden, atmosphärischen Nebel dadurch niederzuschlagen, daß in der oberen Nebelgrenze Niederschlagskerne erzeugende Stoffe durch Ballone auf die Nebelmasse zur Einwirkung gebracht werden. Als Stoffe zur Erzeugung der Niederschlagskerne sollen dabei unter anderem glühende Drähte dienen, die in derFurthermore, it has become known to suppress atmospheric fog in that in the upper fog limit substances generating precipitation cores by balloons on the fog mass be brought to action. As substances for the generation of the precipitation cores are supposed to be Among other things, glowing wires are used in the

ίο Nebelmasse sogenannte »große Ionen.« erzeugen, welche die Niederschlagskerne, für die Wasserteilchen des Nebels bilden sollen. Ebenso können radioaktive Quellen oder ionisierter Staub zur Erzeugung solcher Niederschlagskerne angewendet werden. Auch dieses bekannte Verfahren bedient sich daher nicht oberflächenaktiver Stoffe entsprechend der vorliegenden Erfindung, sondern ist von dem Vorhandensein oder der Erzeugung von Netzladungen auf den Tröpfchen abhängig.ίο generate so-called "large ions." which are to form the precipitation nuclei for the water particles of the mist. Likewise can radioactive sources or ionized dust are used to generate such precipitation cores will. This known method therefore also does not use surface-active substances accordingly of the present invention, but is dependent on the presence or generation of Network charges on the droplets dependent.

Schließlich ist ein Verfahren zur Veränderung atmosphärischer Zustände bekannt, bei dem feinverteilten Masseteilchen oder elektrischen Ladungen, die über oder durch eine Wolke mittels eines Flugzeuges ausgestreut werden, im Augenblick des Ausstreuens eine elektrische Ladung von hohem Potential erteilt wird. Auch bei diesem bekannten Verfahren wird demgemäß von einer vorsätzlichen Aufladung der angewendeten Teilchen Gebrauch gemacht, während bei dem \^erfahren nach der Erfindung im Gegensatz zu diesem Verfahren und auch zu den anderen als bekannt angegebenen Verfahren oberflächenaktive Stoffe zur Anwendung kommen, welche die Doppelschichtladung der Tröpfchen verändern.Finally, a method for changing atmospheric conditions is known in which finely divided Mass particles or electrical charges that flow over or through a cloud by means of a Aircraft are scattered, at the moment of scattering an electric charge of high Potential is granted. In this known method, too, is accordingly of an intentional Charging of the applied particles made use of, while in the experience of the invention in contrast to this procedure and also to the other procedures indicated as known Surface-active substances are used, which the double-layer charge of the Change droplets.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden die beiden Wege für die Einführung eines oberflächenaktiven Mittels in einen Nebel im nachstehenden genauer beschrieben.For a better understanding of the invention, the two routes for the introduction of a surface-active Means in a fog described in more detail below.

Die RauchmethodeThe smoking method

Der Rauch kann in verschiedener Weise erzeugt werden. Zum Beispiel kann ein Sprühregen einer verdünnten Lösung eines oberflächenaktiven Mittels in einem flüchtigen Lösungsmittel in einen Heißluftstrom eingeführt werden, der das Lösungsmittel verflüchtigt und einen Rauch erzeugt. Die durch die flüssigen Nebeltröpfchen eingefangenen Rauchteilchen lösen sich und verursachen eine Verminderung der Oberflächenladung des Tröpfchens durch Adsorption. Wenn ionisierter Rauch im Überschuß verwendet wird, ist es nach diesem Verfahren möglich, eine Umkehrung der Ladung und folglich eine ReStabilisierung des Nebels herbeizuführen. Es ist deshalb bei der Behandlung eines Nebels notwendig, imstande zu sein, die Größe der Oberflächenladung zu bestimmen. Für einen nicht verunreinigten Wassernebel beträgt die Ladung 30 el. stat. Einh. pro Quadratzentimeter. Diese kann durch Tetraisoamylammoniumchlorid bei einer Konzentration von ungefähr 1 bis 3 X ίο⁷ Ν beseitigt werden (vgl. Gi Im an und Bach, Acta Physicochimica U. R. S. S., 1938, 9, 27). Bei einem verunreinigten Nebel kann die Ladung der Tröpfchen durch Sammeln einer Wassernebelprobe und durch Beobachtung des Maßes der Kataphorese eines Luftbläschens in der Flüssigkeit bestimmt go werden. Die Erfahrung mit Nebeln verschiedener Typen gestattet eine vernünftige Schätzung, durch die eine geeignete Größe der Oberflächenladung herbeigeführt werden kann. Die notwendigen Mengen an oberflächenaktiven Mitteln zur Beseitigung dieser Ladung können, dann durch eine Werttabelle bestimmt werden; z. B. sind die errechneten Mengen von Tetraisoamylammoniumchlorid, die notwendig sind, um die Ladung verschiedener Typen von Nebeltröpfchen zu neutralisieren, in der folgenden Tabelle aufgeführt.The smoke can be generated in a number of ways. For example, a spray of a dilute solution of a surfactant in a volatile solvent can be introduced into a stream of hot air which volatilizes the solvent and produces smoke. The smoke particles trapped by the liquid mist droplets dissolve and cause a decrease in the surface charge of the droplet through adsorption. If ionized smoke is used in excess, it is possible by this method to reverse the charge and consequently re-stabilize the mist. It is therefore necessary when treating a mist to be able to determine the magnitude of the surface charge. For an uncontaminated water mist, the charge is 30 el. Stat. An H. per square centimeter. This can be eliminated by tetraisoamylammonium chloride at a concentration of approximately 1 to 3 X ίο ⁷ Ν (cf. Gi Im an and Bach, Acta Physicochimica URSS, 1938, 9, 27). In the case of a contaminated mist, the charge of the droplets can be determined by collecting a water mist sample and observing the degree of cataphoresis of an air bubble in the liquid. Experience with nebulae of various types allows a reasonable estimate by which an appropriate size of the surface charge can be established. The amounts of surfactants necessary to remove this charge can then be determined by a table of values; z. B. the calculated amounts of tetraisoamylammonium chloride necessary to neutralize the charge of different types of mist droplets are given in the following table.

table

Ladung eL stat. Einh. pro Quadratzentimeter Charge eL stat. An H. per square centimeter

Norm für das erforderliche kationaktive Mittel ....Standard for the required cationic active agent ....

Ist einmal darüber entschieden, welche Konzentration an ionisiertem oberflächenaktivem Mittel notwendig ist, so wird eine angemessene Menge.Once decided what concentration of ionized surfactant is necessary so will be a reasonable amount.

Rauch in dem Nebel zerteilt, die von der Menge an flüssigem Wasser pro Volumeneinheit des Nebels abhängt, die nach Standardmethoden bestimmt werden kann. Wenn z. B. ein verunreinigter Nebel mit einer Oberflächenladung von —1000 el.Smoke in the mist is broken up by the amount of liquid water per unit volume of the Fog, which can be determined by standard methods. If z. B. a contaminated Fog with a surface charge of -1000 el.

stat. Einh. pro Quadrat'zentimeter behandelt werden soll und der Gehalt an flüssigem Wasser der Luft 3 X io~⁷ mg/cm³ beträgt, dann enthalten ι X io⁵m³ (d.h. 1 X io¹¹ cm³) 3 X io⁴mg (30 1) Wasser. Um die Konzentration auf io^⁴ N zu bringen, braucht man 30 X 10—⁴ mg Äquivalente von Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid (Äquivalentgewicht 340), das ist ungefähr 1 mg, das in ι X io⁵ m³ erforderlich ist. Wenn die Höhe, bei Bergnebelstat. An H. per square centimeter is to be treated and the content of liquid water in the air is 3 X 10 ~ ⁷ mg / cm ³ , then ι X ^{10 5} m ³ (ie 1 X 10 ¹¹ cm ³ ) 3 X 10 ⁴ mg (30 1) water. The concentration to io ^ ⁴ N to bring it takes 30 X 10- ⁴ mg equivalent of lauryldimethylbenzylammonium (equivalent weight 340), which is about 1 mg, the m in ι X io ⁵ is necessary. ³ When the altitude, with mountain fog

Nebeltyp
SeenebelFog type
Sea fog

Verunreinigter IndustrienebelContaminated industrial mist

etwa —■ 50 —100 bis —200 etwa — 1000 5 χ io-⁷ j 5 χ io-⁶ 10-about - ■ 50 —100 to —200 about - 1000 5 χ io- ⁷ j 5 χ io- ⁶ 10-

der der Nebel zerteilt wird, 100 m beträgt, so erfordert dies eine Freigabe von 1 mg Rauch pro 1000 m² oder 1 kg pro Quadratkilometer.that the fog is broken up is 100 m, this requires a release of 1 mg smoke per 1000 m ² or 1 kg per square kilometer.

Nicht ionisierte oberflächenaktive Mittel (z. B. Pentaerythritolester, Polyoxyäthylenverbindungen) können die Oberflächenladung erniedrigen, und zwar nicht durch einen Neutralisationprozeß, wie dies bei ionisierten Mitteln der Fall ist, sondern durch Ionenverdrängung an der Oberfläche. Das bedeutet, daß, wenn ein nicht ionisiertes Mittel einem Nebeltröpfchen in ausreichendem Maße 120 · zugefügt wird, um einen vollständigen oder nahezu vollständigen Film auf der Oberfläche zu erzeugen, die die Ladung bildenden Ionen verdrängt werden. Dafür sind ziemlich große Mengen solcher Verbindungen notwendig (d. h. sicherlich etwa io~³ N, während nicht ionisierteNon-ionized surface-active agents (e.g. pentaerythritol esters, polyoxyethylene compounds) can lower the surface charge, not through a neutralization process, as is the case with ionized agents, but through ion displacement on the surface. That is, when a non-ionized agent is added to a mist droplet in sufficient quantities to produce a complete or nearly complete film on the surface, the charge-forming ions are displaced. This requires fairly large amounts of such compounds (that is, certainly about 10 ~ ³ N, while non-ionized

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Verbindungen bei der Verwendung der Rauchmethode den Vorteil haben, daß eine «Überdosierung« nicht möglich ist). Zur Bekämpfung von . leichten Nebeln oder unter Arbeitsbedingungen, wo die Zusammensetzung und der Wassergehalt des Nebels unbekannt ist oder der Zustand sich plötzlich ändert, kann die Verwendung von nicht ionisierten Verbindungen am befriedigendsten sein.Compounds when using the smoking method have the advantage that an "overdose" not possible). To combat . light mists or under working conditions where the composition and water content of the If the mist is unknown or the condition changes suddenly, the use of non-ionized can be used Connections are most satisfying.

Die SprühregenmethodeThe drizzle method

Ein ionisiertes oberflächenaktives Mittel kann in einem Sprühregen von Wassertröpfchen verwendet werden, die in den Nebel mit Hilfe einer Maschine mit hohem Zerstäubungsgrad, z. B. von dem Typ, wie er beim Versprühen von Insektenvertilgungsmitteln auf einer großen Fläche verwendet wird, eingeführt werden. Bei diesem Verfahren wird genügend oberflächenaktives Mittel der versprühten Flüssigkeit zugefügt, um den Tropfen eine ent-An ionized surfactant can be used in a spray of water droplets which are injected into the mist with the aid of a machine with a high degree of atomization, e.g. B. of the type as used in spraying insecticides over a large area, to be introduced. In this process, enough surfactant is sprayed Liquid added to give the drops a

ao gegengesetzte Ladung zu denen im Nebel zu geben und schließlich einen Zusammenstoß durch Anziehung herbeizuführen. Außerdem können ziemlich große Tropfen, wenn nötig oft größer als die Nebeltröpfchen, versprüht werden. Dies hat den Vorteil, daß der hydrodynamische Wirkungsgrad, des Zusammenstoßes für große Tröpfchen größer ist als für kleine (vgl. Langmuir, J. Meteorology, 1948, 5, S. 175). Das bedeutet, daß, wenn keine Ladungen auf den Tröpfchen vorhanden sind, nicht alle von den erwarteten Zusammenstößen tatsächlich vorkommen, da die Wechselwirkung der hydrodynamischen Strömungsrichtungen in Verbindung mit den Tröpfchen eine Abstoßung verursacht. . Für Nebeltröpfchen gegebener Größe erhöht sich der hydrodynamische Wirkungsgrad des Zusammenstoßes mit. steigendem Radius des Sprühregentropfens bis zu einem Radius von ungefähr 1000μ. ao to give opposite charge to those in the fog and finally to cause a collision by attraction. In addition, rather large droplets, often larger than the mist droplets if necessary, can be sprayed. This has the advantage that the hydrodynamic efficiency of the collision is greater for large droplets than for small ones (cf. Langmuir, J. Meteorology, 1948, 5, p. 175). This means that if there are no charges on the droplets, not all of the expected collisions actually occur because the interaction of the hydrodynamic directions of flow associated with the droplets causes repulsion. . For fog droplets of a given size, the hydrodynamic efficiency of the collision increases with it. increasing radius of the spray droplet up to a radius of approximately 1000 µ.

Wenn ein Sprühregentröpfchen vom Radius R sich niederschlägt, hat es die Neigung, Nebeltröpfchen aufzufangen, deren Zentren einen kleineren Abstand als R + r vom Zentrum des Sprühregentröpfchens haben. Die geringste »Einflußfläche« des Sprühregentröpfchens ist daher unter Vernachlässigung irgendwelcher Anziehungskräfte zwischen Sprühregen und Nebel tropf chen' (R + r)² und die wirksame bestrichene Fläche £—(R + r)². Wenn R = io~² cm und r = io~³ cm ist, für die E = 0,660 beträgt, dann wird die wirksame bestrichene Fläche pro Tropfen 0,660— (1,1 X io~²)² cm² = 2,51 X io"⁴ cm². Um daher eine Fläche von ι km² (io¹⁰ cm²) wirksam zu bestreichen, sind io¹⁰/2,5i X 10-⁴ = 4 X io¹³ Tropfen erforderlich. Da jeder Sprühregentropfen (4/3) π i?³ p₂ = 4,2When a spray droplet of radius R precipitates, it has a tendency to collect mist droplets whose centers are less than R + r from the center of the spray droplet. The smallest "area of influence" of the spray droplet is therefore, neglecting any forces of attraction between the spray and mist, dropf chen ' (R + r ) ² and the effective coated area £ - (R + r) ² . If R = 10 ~ ² cm and r = 10 ~ ³ cm, for which E = 0.660, then the effective coated area per drop will be 0.660- (1.1 X 10 ~ ² ) ² cm ² = 2.51 X io ^"4 cm ^2. therefore, in order (IO ² ¹⁰ cm) effective to sweep an area of ι km ^2, io ¹⁰ / 2,5i X 10- ⁴ = 4 X io ¹³ drops required. Since each Sprühregentropfen (4/3 ) π i? ³ p ₂ = 4.2

X io~~~⁶ mg wiegt, ist das erforderliche Gewicht 4 X ι o¹³ X 4,2 X 10—⁶ mg = 1,7 X ι ο⁵ kg. Für eine io~⁴ N-Lösung von Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid (Äquivalentgewicht 340) werden demnach 1,7 X io⁵ X 340 X 10—⁴ mg = 5,7kg benötigt. Sprühmaschinen von dem gegenwärtig verwendeten Typ zum Versprühen von Insektenvertilgungsmitteln über große Flächen können unmittelbar oder in abgeänderter Form benutztX io ~~~ ^{weighs 6} mg, the required weight is 4 X ι o ¹³ X 4.2 X 10- ⁶ mg = 1.7 X ι ο ⁵ kg. For io ~ ⁴ N solution of lauryl dimethyl (equivalent weight 340) 1.7 X io thus be ⁵ x 340 x 10- ⁴ mg = 5.7kg needed. Spray machines of the type currently in use for spraying insecticides over large areas can be used directly or in modified form

werden. Diejenigen, bei denen ein Heißluftgebläse angewendet wird, um eine Verbreitung des versprühten Materials zu unterstützen, sind in den Fällen brauchbar, in denen die Sprühregentröpfchen in eine beträchtliche Höhe gelangen müssen, obgleich mit diesem Typ von Sprühmaschinen ein bestimmter Teil zur Verdampfung der Sprühregentröpfchen führt. Wichtig ist auch, daß der erzeugte Sprühregen keine merklichen Gewichtsanteile an kleinen' Tröpfchen enthalten darf, die selbst die Sichtbarkeit vermindern würden.will. Those on whom a heat gun is used to spread the spray Support materials are useful in cases where the spray droplets must go to a considerable height, albeit with this type of spraying machine certain part leads to the evaporation of the spray droplets. It is also important that the generated Drizzle must not contain any noticeable weight fractions of small 'droplets, which even the Would decrease visibility.

Das Sprühverfahren zerteilt den Nebel rascher als das Rauchverfahren auf Grund folgender Überlegungen: The spray process breaks up the mist more quickly than the smoke process due to the following considerations:

a) Es ist eine bestimmte Zeit erforderlich, um den Rauch im Nebel zu verteilen, in den Tropfen zu lösen und einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. a) It takes a certain amount of time for the smoke to disperse in the mist, in the drops to solve and achieve a state of equilibrium.

. b) Das Rauchverfahren ist auf den Zusammenstößen zwischen den Nebeltröpfchen selbst aufgebaut, um ein Niederschlagen einzuleiten. Da diese jedoch klein sind, ist die anfängliche Koagulation gering. Dieser Grad der Koagulation wächst aber in dem Maß, wie größere Tröpfchen gebildet werden, die sich durch den Nebel hindurch, rascher niederschlagen, indem sie sich mit anderen Tröpfchen vereinigen.. b) The smoking process is based on the collisions between the mist droplets themselves, to initiate a knockdown. However, since these are small, there is initial coagulation small amount. However, this degree of coagulation increases as larger droplets are formed, which, through the fog, are precipitated more quickly by interacting with other droplets unite.

Bei dem Rauchverfahren ist es notwendig, eine bestimmte Materialmenge im Nebel zu verteilen, während beim Sprühverfahren die Verwendung eines Sprühüberschusses nicht nachteilig ist. Jedoch ist der für das Rauchverfahren erforderliche Apparat weniger kompliziert und teuer. Beim Sprühverfahren ist der Transport von großen Tröpfchen auf eine Höhe von einigen wenigen hundert Fuß schwierig, wenngleich das Versprühen mit Hubschraubern oder anderen Flugzeugen .oder von Gebäudedächern dazu beiträgt, diese Schwierigkeit zu überwinden. Für Laboratoriumsuntersuchungen für das Verfahren gemäß der Erfindung können Nebel wie folgt hergestellt werden:With the smoking process it is necessary to distribute a certain amount of material in the mist, while in the spray process the use of excess spray is not disadvantageous. However the apparatus required for the smoking process is less complicated and expensive. In the spray process is the transport of large droplets to a height of a few hundred feet difficult, albeit spraying with helicopters or other aircraft. or from the roofs of buildings helps to overcome this difficulty. For laboratory tests for Using the method according to the invention, mist can be produced as follows:

Ein Luftstrom wird durch ein Filter gesaugt, um zufällig vorhandene Keimkerne zu beseitigen. Er gelangt als feiner Blasenstrom in einen Generator, der mit Wasser von einer konstant auf 50 bis 6o° C gehaltenen Temperatur gefüllt ist. Der austretende Luftstrom und Wasserdampf gelangt in eine Kammer, die auf 80 bis 90⁰ C gehalten wird (Wiedererhitzer), und wird dann mit den Kernpartikelchen des Rauches gemischt, die, wie weiter unten beschrieben, erhalten werden. Die Mischung der aus dem Erhitzer austretenden Kernpartikelchen und des Dampfes wird in zwei Teile geteilt und durch zwei gleichartige Kammern in Form von io-Liter-Flaschen gesaugt. Wenn die Durchflußmenge genau eingestellt ist, bildet sich in den Flaschen ein Nebel. Diese sind durch ein besonderes Rohr untereinander verbunden, so daß die Druckbedingungen usw. in jeder Flasche die gleichen sind. Der Nebel in der einen Flasche kann dann für Kontrollzwecke verwendet werden, während der andere in irgendeiner gewünschten Weise behandelt wird.A stream of air is sucked through a filter to remove any germs that may be present. It arrives as a fine stream of bubbles in a generator that is filled with water at a constant temperature of 50 to 60 ° C. The exiting stream of air and water vapor passes in a chamber which is maintained at 80 to 90 ⁰ C (reboiler), and is then mixed with the core particles of the smoke, which can be obtained as described below. The mixture of the core particles emerging from the heater and the steam is divided into two parts and sucked through two similar chambers in the form of 10 liter bottles. If the flow rate is set precisely, a mist will form in the bottles. These are interconnected by a special pipe so that the pressure conditions etc. are the same in each bottle. The mist in one bottle can then be used for control purposes while the other is treated in any desired manner.

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Die verwendeten Kernpartikelchen des Rauches bestehen aus Jodsilber, Calciumchlorid oder Magnesiumperchlorat. Eine Acetonlösung von Jodsilber kann in einem Zerstäuber nach dem Sprühtyp unter Verwendung eines Leüchtgasstromes zerstäubt und die austretende Mischung von Leuchtgas und Lösung verbrannt werden, wobei eine kleine Flamme von ungefähr ι bis 2 cm Länge angewendet wird. Der Rauch gelangt dann in den Erhitzer durch einen Glaskamin.The core particles used in the smoke consist of iodized silver, calcium chloride or magnesium perchlorate. An acetone solution of iodide silver can be atomized in a spray type atomizer using a stream of fluorescent gas and the exiting mixture of luminous gas and solution are burned, with a a small flame about ι to 2 cm in length is used. The smoke then goes into the heater through a glass fireplace.

Mit einer gegebenen Menge Wasserdampf kann ein Nebel unter Verwendung von hygroskopischen Kernpartikelchen (z. B. Calciumchlorid oder Magnesiümperchlorät) erhalten werden, der optisch dichter ist, d. h. eine kleinere Tröpfchengröße besitzt. Es besteht kein'großer Unterschied zwischen den Nebeln, die mit -den beiden Typen von hygroskopischen Kernpartikelchen erhalten werden.
Ein Nebel, der, wie oben erwähnt, aus reinem Wasser hergestellt wird, hauptsächlich mit unlöslichen Jodsilberkernen, ist nicht sehr stabil. Er hat die Neigung, sich niederzuschlagen. Es werden daher geringe Mengen von flüchtigen Elektrolyten, z. B. Ammoniak, Schwefeldioxyd, Schwefelwasserstoff und' Chlorwasserstoff, zugefügt, um den Nebel zu stabilisieren. Ammoniak ist am besten geeignet, da die starke Adsorption des Hydroxylions eine hohe negative Ladung ergibt, die das Wachstum der Partikelchen durch Zusammenstoß zu verhindern sucht. Für die allgemeine Praxis enthält das Wasser im Dampferzeuger geringe Mengen von Ammoniumhydroxyd, so daß Nebel verschiedener Stabilität nach Belieben erhalten werden können.With a given amount of water vapor, a mist can be obtained using hygroscopic core particles (e.g. calcium chloride or magnesium perchlorate) which is optically denser, ie has a smaller droplet size. There is no great difference between the mists obtained with the two types of hygroscopic nuclear particles.
A mist made from pure water, as mentioned above, mainly with insoluble iodized silver nuclei, is not very stable. He has a tendency to prostrate himself. There are therefore small amounts of volatile electrolytes, e.g. B. ammonia, sulfur dioxide, hydrogen sulfide and 'hydrogen chloride, added to stabilize the mist. Ammonia is best because the strong adsorption of the hydroxyl ion results in a high negative charge which tends to prevent the growth of the particles by collision. For general practice, the water in the steam generator contains small amounts of ammonium hydroxide, so that mist of various stability can be obtained at will.

Die Nebel wurden nach dem oben beschriebenen Verfahren in einer 'Kammer hergestellt, die aus einem senkrechten Röhr von 15 cm Höhe und 4 cm Durchmesser bestand. Die Kernpartikelchen des Rauches bestanden aus Silberjodid, und die NebelThe mists were produced according to the method described above in a 'chamber consisting of a vertical tube 15 cm high and 4 cm Diameter existed. The core particles of the smoke consisted of silver iodide, and the mist

. wurden durch Zugabe von bestimmten Mengen Ammoniak stabilisiert. Das Rohr war in geeigneter Weise beleuchtet, und es wurde die Sedimentationsgeschwindigkeit der Nebel unter dem Einfluß der Schwere beobachtet; ^wobei die Messungen an ungefähr fünfzig Nebeln gemacht wurden (geringster Tröpfchenradius ungefähr 10μ). Die Sedimentationsgeschwindigkeit dieser stabilisierten Nebel wurde während der Versuchszeit (bis zu 8 Sekunden) als konstant befunden, ein Hinweis, daß die Tropfengröße konstant war.. were stabilized by adding certain amounts of ammonia. The pipe was more suitable Way lit, and it became the sedimentation rate of the mist under the influence of the Severity observed; ^ taking the measurements at approximately fifty mists were made (least Droplet radius about 10μ). The rate of sedimentation this stabilized mist was found to be constant during the test period (up to 8 seconds), an indication that the Drop size was constant.

Ähnliche Versuche wurden mit gleichartigen Nebeln gemacht, denen Rauch von einem der als Kation aktiven Mittel, wie z. B. Cetylpyridinchlorid, Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid und Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid, zugesetzt worden ist. Für jedes oberflächenaktive Mittel wurden Messungen an ungefähr fünfzig Nebeln durchgeführt, und in jedem Fall wurde gefunden, daß die Sedimentationsgeschwindigkeiten mit der Zeit ganz rasch anstiegen, ein Hinweis auf das Wachstum der Partikelchen durch Zusammen · stoß. Die Ergebnisse zeigten, daß in einem Nebel mit einem Wassergehalt von 10 g/m³ Zusammenstöße im Mittel in der Größenanordnung von 0,1 pro Tropfen und Sekunde vorkommen. Der tatsächliche Wert hängt von dem verwendeten oberflächenaktiven Mittel, von der Teilchengrößenverteilung im Nebel und von der Menge des zugefügten Rauches ab (dies ist sehr schwierig zu kontrollieren, da die verwendeten Mengen klein waren).Similar attempts have been made with similar mists, which smoke from one of the agents active as a cation, such as e.g. B. cetylpyridine chloride, lauryldimethylbenzylammonium chloride and stearyldimethylbenzylammonium chloride has been added. Measurements were made on approximately fifty mists for each surfactant and in each case it was found that the sedimentation rates increased very rapidly with time, indicative of particle growth by collision. The results showed that in a fog with a water content of 10 g / m ³ collisions occur on average in the order of magnitude of 0.1 per drop per second. The actual value depends on the surfactant used, the particle size distribution in the mist and the amount of smoke added (this is very difficult to control as the amounts used were small).

Zum Reinigen von z. B. Flugzeugrennstrecken nach dem Sprühverfahren werden Sprühmaschinen in geeigneten Abständen entlang den Rennstrecken eingesetzt. Jeder Sprühregen erfordert einen Rotationszerstäuber, und die Felder des Sprühregens werden so angeordnet, daß eine vollständige Bedeckung der Rennstrecke mit Sprühregen gewährleistet ist. Die Reinigung wird auf der Rennstrecke parallel oder unter dem kleinsten Winkel zur Windrichtung durchgeführt. "*'■' For cleaning z. B. Aircraft racetracks after the spraying process, spray machines are used at suitable intervals along the racetracks. All drizzle requires a rotary atomizer and the areas of drizzle are arranged to ensure complete drenching of the racetrack. The cleaning is carried out on the racetrack parallel to or at the smallest angle to the wind direction. "* '■'

Für die Reinigung von größeren Flächen, wo der Nebel gewöhnlich vom Wind getragen wird (gerade nach bei 0,05 m pro Stunde), werden die Sprühregen rundherum am Umfang der Fläche verteilt und an der Aufwindseite veranlaßt, einen »Vorhang« zu bilden, durch den der Nebel auf seinem Weg zu dem Flächenbereich dringt. Dies ergibt ein Niederschlagen des dahinziehenden Nebels an den im Aufwind liegenden Sprühregen, und eine gereinigte Fläche breitet sich windabwärts über die zu reinigende Fläche aus. Der Vorhang go muß dabei so hoch sein, daß ungereinigter Nebel keine Zeit hat, über ihn unter die erforderliche Mindesthöhe für die Reinigung herabzufallen, und zwar bis zu einem Zeitraum, in welchem die andere Seite der zu reinigenden Fläche erreicht ist. Beispielsweise fallen Tröpfchen von 1O₁M Radius'ohne Berührung bei einer Geschwindigkeit von 120 Fuß pro Stunde aus. Wenn daher eine Fläche von ι Quadratmeile bis zu einer Mindesthöhe von 100 Fuß gereinigt werden soll und die Windgeschwindigkeit 1 m pro Stunde beträgt, muß die Höhe des Sprühregenvorhanges 220 Fuß betragen. Es ist auch wünschenswert, wenigstens mit einigen Sprühregen entlang der Seite des Quadrates zu operieren, um seitwärts einen Antrieb des Nebels in die gereinigte Fläche zu verhüten.For cleaning larger areas, where the fog is usually carried by the wind (straight down at 0.05 m per hour), the drizzle is distributed around the perimeter of the area and caused to form a "curtain" on the updraft side that the mist penetrates on its way to the surface area. This results in a precipitation of the traveling mist on the drizzle lying in the updraft, and a cleaned area spreads downwind over the area to be cleaned. The curtain go must be so high that the uncleaned mist has no time to fall over it below the required minimum height for cleaning, up to a period in which the other side of the surface to be cleaned is reached. For example, falling droplets of 1O _1M Radius'ohne contact at a speed of 120 feet per hour. Therefore, if an area of 1/2 square mile is to be cleaned to a minimum height of 100 feet and the wind speed is 1 meter per hour, the drizzle curtain must be 220 feet. It is also desirable to operate with at least some drizzle along the side of the square to prevent sideways drift of the mist into the area being cleaned.

Für die stufenweise fortschreitende Reinigung größerer Flächen können kleine Rauchgeneratoren über die Fläche verteilt verwendet werden, um die Ladung zu erniedrigen und das Niederschlagen zu beschleunigen. Die Austrittsgeschwindigkeit des Rauches in die Fläche hängt von der Windgeschwindigkeit ab, und die Menge muß gemäß dem Nebelvolumen geregelt werden, das die behandelte Fläche pro Zeiteinheit durchdringt, unter der Voraus-Setzung, daß man die erwartete Durchdringungshöhe des Rauches kennt. Small smoke generators can be used for the gradual cleaning of larger areas distributed over the area can be used to lower the charge and increase precipitation accelerate. The exit speed of the smoke into the area depends on the wind speed from, and the amount must be regulated according to the volume of mist that the treated area penetrates per unit of time, provided that the expected height of penetration of the smoke is known.

Mit beiden Rauch- oder Sprühverfahren ist allgemein eine periodische Zurücknahme der gereinigten Fläche notwendig in dem Maße, wie sich die gereinigte Fläche »bildet«, wie der Nebel von oben durch den gewöhnlichen Sedimentationsprozeß herabfällt (übliche Geschwindigkeit ungefähr ι cm/sec ohne Übertragung) oder wie der Nebel sich in horizontaler Richtung verbreitet. Bei Wind bewegt sich die ganze gereinigte Fläche wind-With either smoke or spray method there is generally a periodic withdrawal of the cleaned Surface necessary to the extent that the cleaned surface "forms", like the mist of falls down through the ordinary sedimentation process (usual speed approximately ι cm / sec without transmission) or how the fog spreads in a horizontal direction. In the wind the whole cleaned area moves wind-

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abwärts und wird durch mehr Nebel wieder an ihre Ausgangsstellung zurückgebracht.downwards and is brought back to its original position by more fog.

Soweit oben von einem Nebel die Rede ist, so sollen unter diesem Ausdruck auch Aerosole, wie z. B. dünne Nebel oder Wolken, fallen, die Wassertröpfchen enthalten.As far as a mist is mentioned above, this expression also includes aerosols, such as z. B. thin fog or clouds fall that contain water droplets.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A method for dividing fog, characterized in that first the density of the mist is brought into agreement with the weight of the water droplets each Unit of volume of the mist, then the type and size of the electrical charge on the droplets is detected and then in the mist a surface-active agent which can be adsorbed by the droplets Means is distributed in a manner corresponding to the findings that the electrical charges at least on the The outer surface of the droplets is significantly reduced and the degree of association of the Increases mist droplets and causes the mist to break up through precipitation.

2. The method according to claim i, characterized in that that the surfactant is introduced in the form of smoke in such a fine distribution that the adsorption of the agent is facilitated by the mist droplets.

3. The method according to claim 2, characterized in that the smoke particles are chosen that they contain a surface active ion with an electrical charge equal to that of the Surface charge of the mist droplets is opposite.

4. The method according to claim 3, characterized in that for a given volume of the treated mist, essentially all of the electrical charge on the smoke particles is equal to the total electrical charge of the mist droplets, so that the electrical Charge on the outer surface of the mist droplets is essentially neutralized.

S- method according to claim 1, characterized in that the surface active agent, the fog is added as a dilute solution of the agent in a volatile solvent so that the surface active agent upon evaporation of the solvent in the mist j is ₀ dispersed in fine particles.

6. The method according to claim 5, characterized in that the solution in the mist ■ is distributed by means of a stream of warm air.

7. The method according to claim 1, characterized ^ indicates that the surfactant is in the mist by spraying water is distributed to which the surfactant is added.

8. The method according to claim 7, characterized in that the water droplets have an electrical Surface charge is imparted to the as a result of the application of the surface-active By means of the charge generated on the mist droplets is opposite.

9. The method according to claim 8, characterized in that in a given volume of the treated mist, essentially the entire electrical charge of the water droplets is equal to the total electrical charge of the mist droplets.

10. The method according to claim 1, characterized by using tetraisoamylammonium chloride as a surfactant.

11. The method according to claim 1, characterized by using lauryldimethylbenzylammonium chloride as a surfactant.

12. The method according to claim 1, characterized by using stearyldimethylbenzylammonium chloride as a surfactant.

13. The method according to claim 1, characterized by using cetyl pyridine chloride as a surfactant.

Considered publications:
German patent specifications No. 306 293, 834 613.