PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10252895A1 19.05.2004
Titel Verfahren und Anordnung zur Abscheidung von Partikeln aus der Luft
Anmelder CargoLifter AG i.Ins., 15910 Krausnick, DE
Erfinder Sharp, John, 82194 Gröbenzell, DE
Vertreter Patentanwälte Effert, Bressel und Kollegen, 12489 Berlin
DE-Anmeldedatum 12.11.2002
DE-Aktenzeichen 10252895
Offenlegungstag 19.05.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.2004
IPC-Hauptklasse B64B 1/70
IPC-Nebenklasse B03C 3/38   B03C 3/40   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Abscheidung von Partikeln aus der Luft. Beim Betrieb eines Luftschiffes führt verbrauchter Kraftstoff zu einer kontinuierlichen Abnahme des vom Traggas auszubalancierenden Gewichts. Die Abscheidung von Partikeln erfolgt durch Erzeugung eines elektrischen Feldes als eine dünne Schicht an der Oberfläche der Luftfahrzeuge oder die elektrische Aufladung der Hülle durch die Bewegung des Luftfahrzeugs kann dazu ausgenutzt werden. Die Hülle des Fahrzeugs kann etwa in der Mitte in Längsrichtung durch eine elektrische Isolierung in zwei obere und untere Hüllenhälften geteilt werden, die mit einem geregelten Hochspannungsgenerator in Verbindung stehen. Auf dem Hüllenmaterial sind eine Vielzahl dünner Matten aus leitfähigem Material angeordnet und in der jeweiligen Hüllenhälfte miteinander und einem Pol des Hochspannungsgenerators verbunden. Kapazitive Matten sind in einer verteilten Matrix angeordnet. Die Erfindung kann auch zur Luftreinigung über Gebieten mit umweltbelastenden Partikeln in der Umgebung eingesetzt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Gewinnung von Ballast für Luftfahrzeuge leichter als Luft.

Beim Betrieb eines Luftschiffes mit einer Füllung aus Traggas resultiert aus dem während der Fahrt verbrauchten Kraftstoff eine kontinuierliche Abnahme des vom Traggas zu balancierenden oder zu tragenden Gewichtes. Bei Luftschiffen mit Wasserstoff als Traggas wurde im Stand der Technik der Gewichtsverlust durch Ablassen von Traggas und damit entsprechend reduzierte Tragfähigkeit ausgeglichen. Bei modernen Luftschiffen mit Heliumfüllung ist diese Methode aus wirtschaftlichen Gründen nicht mehr möglich. An Bord des Luftschiffes muss während der Fahrt Masse in Form von Ballast gewonnen/zurück gewonnen werden.

Aus der Druckschrift DE-PS 465 461 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Gewinnung von Ballast aus den Auspuffgasen der Motoren der Luftschiffe bekannt. Die Gase werden zu ihrer Abkühlung durch hohle Blätter der zum Betrieb des Luftschiffes verwandten Propeller geführt. Das sich im Propeller niederschlagende Wasser wird durch entsprechend ausgebildete und um den Propeller angeordnete Vorrichtungen aufgefangen.

Die US-amerikanischen Luftschiffe "Akron" und "Macon" waren mit luftgekühlten Ballastwassergewinnungsanlagen ausgestattet. Die verwendeten Wärmetauscher vergrößerten den Luftwiderstand wesentlich und erforderten eine sehr aufwendige Reinigung und Wartung.

In der VDI-Zeitschrift Bd. 83, Nr. 15, (1939) ist die Ballastwassergewinnung im Luftschiff LZ 130 beschrieben. Die Abgase der dort eingesetzten Kolbenmotoren durchfließen dabei einen dreistufigen Kühler. In der ersten Stufe wird das heiße Abgas mittels umströmender Umgebungsluft von 500° C auf ca. 400°C gekühlt. In einem Wasserkühler der zweiten Stufe wird eine Abgastemperatur von 50°C erreicht. In einem abschließenden luftgekühlten Wärmetauscher wird das Abgas auf etwa 5°C über Umgebungstemperatur abgekühlt. Bei Kolbenmotoren konnte mit einer solchen Anlage unter bestimmten Bedingungen eine Gewichtskompensation des Kraftstoffverbrauchs erreicht werden. Diese Anlagen waren groß und schwer und verursachten je nach Kühlerauslegung einen erheblichen zusätzlichen Luftwiderstand oder einen Verlust an Effizienz der Antriebe des Luftschiffes.

Die Übertragung dieser Technik auf moderne Dieselmotoren oder Wellenleistungsgasturbinen ist nur mit großem Zusatzaufwand möglich und führt zu inakzeptablen technischen Lösungen. Gasturbinen werden bei wesentlich höherem Luftüberschuss betrieben. Damit sinkt auch der "Taupunkt" der Abgase. Das bedeutet einen höheren Kühlaufwand für einen größeren Massendurchsatz.

Allgemein im Stand der Technik bekannt ist, Elektrofilter als elektrische Gasreinigungsanlage einzusetzen. Bei Anlagen zur elektrostatischen Entstaubung von Abgasen mit Hilfe von Gleichstrom passieren bei hoher Spannung mit Staub beladene Abgase ein elektrisches Feld. Die Staubteilchen werden aufgeladen und abschließend an Metalldrähten oder Blechen abgeschieden.

Aus der Druckschrift DE-AS 1 466 075 ist außerdem eine Anordnung zur Vermeidung statischer Aufladungen bei Flugzeugen bekannt. Diese Anordnung wird für niedrig fliegende Flugzeuge angewandt, aus denen ein Sprühnebel eines gegen Erdpotential elektrisch geladenen Behandlungsmittels auf die darunter liegende Vegetation abgegeben wird. Die elektrische Aufladung der Behandlungssubstanz setzt ein hohes elektrostatisches Feld zwischen dem Abgabepunkt des Behandlungsmaterials und den auf Erdpotential liegenden zu behandelnden Pflanzen voraus, damit eine große Gleichmäßigkeit der Verteilung der Behandlungssubstanz bewirkt wird. Das wird dadurch erreicht, dass zwischen der Entladungselektrode und dem Flugzeugkörper ein regelbarer Hochspannungsgenerator liegt, dessen Spannung so geregelt wird, dass die elektrische Feldstärke der der unmittelbar das Flugzeug umgebenden Atmosphäre entspricht.

Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Anordnung zur Gewinnung von Ballast für Luftfahrzeuge leichter als Luft vorzuschlagen.

Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 9. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass das Verfahren zur Gewinnung von Ballast für Luftfahrzeuge leichter als Luft durch Abscheidung von Partikeln aus der Luft bzw, Umgebungsatmosphäre an Körperoberflächen so ausgeführt wird, dass die Partikel zur Gewinnung von Ballast und/oder der Reinigung der Luft durch Erzeugung eines elektrischen Feldes als eine dünne Schicht an der Oberfläche oder in leichter als Luft (LTA)-Luftfahrzeugen, insbesondere Luftschiffen, abgeschieden werden.

Zusätzlich kann die elektrische Aufladung der Hülle durch die Bewegung des LTA-Luftfahrzeugs zur Abscheidung von Partikeln ausgenutzt werden.

Das Verfahren wird durch einige weitere Methoden mit synergistischem Effekt weiterentwickelt gemäß den Ansprüchen 3 bis 8.

Verschiedene Anordnungen, insbesondere zur Realisierung des Verfahrens, sind möglich. In einer ersten erfindungsgemäßen Anordnung ist die Hülle eines LTA-Luftfahrzeugs etwa in der Mitte in Längsrichtung durch eine elektrische Isolierung in eine obere und eine untere Hüllenhälfte geteilt, die mit einem geregelten Hochspannungsgenerator in Verbindung stehen.

In Ausgestaltung der Erfindung sind auf dem Hüllenmaterial eine Vielzahl dünner Matten aus leitfähigem Material angeordnet und in der jeweiligen Hüllenhälfte miteinander und einem Pol des Hochspannungsgenerators verbunden, wobei die kapazitiven Matten in einer verteilten Matrix angeordnet. Es ist zweckmäßig, dass die Matten in den Schichtenaufbau des Hüllenmaterials eingebunden sind.

Es ist zum Erhalt unterschiedlicher Funktionen eines Luftschiffes notwendig, dass wichtige Funktionsteile des LTA-Luftfahrzeugs nicht in das elektrostatische Feld einbezogen sondern frei gehalten werden.

In Ausgestaltung der Erfindung werden zum Erzeugen der erforderlichen elektrostatischen Kräfte durch Reibung geeignete Beschichtungen auf das Hüllenmaterial aufgetragen. Es ist zweckmäßig, dass am LTA-Luftfahrzeug Auffangeinrichtungen für Regenwasser angeordnet sind, deren Zweck später erörtert wird.

In weiterer Ausgestaltung wird der Hochspannungsgenerator aus dem vorhandenen Bordnetz-Stromerzeugungssystem gespeist. Der Hochspannungsgenerator soll eine Umkehr der elektrischen Ladung ermöglichen.

In Ausgestaltung der Erfindung sind an verschiedenen Punkten am LTA-Luftfahrzeug Messfühler für die vorhandene Feldstärke angeordnet.

In einer zweiten erfindungsgemäßen Anordnung führt in Längsrichtung ein axialer Luftkanal durch das LTA-Luftfahrzeug, um den sich im hinteren Bereich ein Koaxial-Kondensator erstreckt. An dessen oberer Platte ist ein Hochspannungsgenerator angeschlossen und unter dessen unterer Platte eine Auffangfläche mit Sammelbehälter angeordnet.

Es kann zweckmäßig sein, dass die Bewegung des Luftstromes im Luftkanal durch ein Gebläse beschleunigt wird.

Erfindungsgemäß erfolgt in periodischen Zeitabständen eine Ladungsumkehr am Koaxial-Kondensator und damit ein Abfallen der Makroteilchen in die Auffangfläche, wobei in periodischen Zeitabständen eine Förderung der abgesetzten Makroteilchen der Auffangfläche in einen Sammelbehälter erfolgen kann.

Nach einer dritten ergänzenden Anordnung sind zur Erzeugung eines ionisierten Gasstromes innerhalb der Hülle des LTA-Luftfahrzeugs etwa in seiner Mitte Ionisationskammern in Form von Hochspannungs-Entladevorrichtungen angeordnet, denen eine Zirkulationseinrichtung zur Erzeugung von Zirkulationsströmungen des Gases entlang der Innenwandung der Hülle vorgeordnet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung zirkuliert das ionisierte Gas innerhalb der Hülle des LTA-Luftfahrzeugs durch ein System elektrisch angetriebener Gebläse und/oder Konvektionsströme. Eine Aufheizung des Traggases zur Auftriebserhöhung die Konvektionsströme erzeugt zusätzlichen Nutzen.

In weiterer Ausgestaltung soll das Hüllenmaterial eine Akkumulation und Verteilung der durch Zirkulation des ionisierten Gases erzeugten elektrischen Ladung auf der Hülleninnenseite auf die Außenseite ermöglichen. Erfindungsgemäß ist die Ladungsverteilung auf der Hüllenoberfläche durch Veränderung der Richtung und Geschwindigkeit der Zirkulation des ionisierten Gases sowie dessen Volumen einstellbar.

Es ist notwendig, dass die Hochspannungs-Entladevorrichtungen gegen die elektro-magnetischen Felder durch einen Faradayschen Käfig abgeschirmt werden und wichtige Funktionsteile des LTA-Luftfahrzeugs nicht in das elektrostatische Feld einbezogen sind. Auch hier ist es zweckmäßig, dass am LTA-Luftfahrzeug zusätzlich Auffangeinrichtungen für Regenwasser angeordnet sind. Bei allen Anordnungen kann der Fachmann nach der Lehre der Erfindung einen Ausgleich der Schwerpunktverschiebung durch die Masse der abgeschiedenen Makroteilchen mittels interner Trimmeinrichtung des LTA-Luftfahrzeugs ausbalancieren.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert unter Einbeziehung einer Zeichnung mit Prinzipdarstellungen möglicher Ausführungsformen der Erfindung:

Es zeigen:

1: eine erste Ausführungsform der Erfindung;

2: eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

3: eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

Als Basisannahme für die Erfindung wird davon ausgegangen:

  • – eine Luftschiff-Hülle hat eine Oberfläche von etwa 42.000 m2;
  • – ein großes Lasten-Luftschiff verbraucht für eine Langstreckenmission etwa 40 t Treibstoff.

Der Masseverlust durch den Treibstoffverbrauch muss durch eine Ballastaufnahme ausgeglichen werden. Durch Induzieren einer elektrostatischen Ladung auf der Hüllenoberfläche ist es möglich, eine Schicht aus Teilchen zu erlangen, die aus den Schmutzstoffen in der Außenluft abgezogen werden. Geht man von einer durchschnittlichen Makroteilchendichte von 1000 kg/m3 aus, muss auf der Oberfläche eine Schicht von 1 mm aufgebaut werden, um den notwendigen Ballast zu erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abscheidung von Partikeln aus der Luft an Körperoberflächen wird so ausgeführt, dass die Abscheidung von Partikeln zur Gewinnung von Ballast und/oder der Reinigung der Luft durch Erzeugung eines elektrischen Feldes als eine dünne Schicht an der Oberfläche oder innerhalb leichter als Luft (LTA)-Luftfahrzeugen, insbesondere Luftschiffen, erfolgt.

Zusätzlich kann die elektrische Aufladung der Hülle durch die Bewegung des LTA-Luftfahrzeugs zur Abscheidung von Partikeln ausgenutzt werden.

Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mehrere Prinzipanordnungen und deren Kombination möglich, um eine verbesserte und flexiblere Lösung zu erzielen. Das sind Anordnungen nach folgenden Prinzipien:

  • – Nutzung des Luftschiff-Stromerzeugungssystems zum Aufbau einer Ladung über eine Matrix aus kapazitiven Matten auf oder in der Hülle. (1)
  • – Nutzung der elektrostatischen Kräfte durch Reibungseffekte infolge der Bewegung des Luftschiffes durch die Luft mit geeigneten Beschichtungen oder Hüllenmaterialien. (in Kombination mit anderen Lösungen)
  • – Abscheidung von Makroteilchen, die durch einen axialen Kanal in das Innere des Luftschiffes gelangen. (2)
  • – Zirkulation eines ionisierten Gases innerhalb der Heliumfüllung zur Unterstützung des elektrostatischen Effektes an der Hüllenoberfläche. (3)

An Bord eines Luftschiffes L ist eine Elektroenergieanlage vorhanden, die sowohl ein Drehstrom- als auch ein Gleichspannungsnetz versorgt. Zur Erzeugung der nach 1 erforderlichen elektrostatischen Felder ist eine Spannung von etwa 10 kV erforderlich, um die Anfangshaftung der ersten Makroteilchenschicht zu gewährleisten. Trotz der hohen Spannung ist der Leistungsbedarf zur Erzeugung des Feldes gegenüber dem gesamten Elektroenergiebedarf sehr gering. Die Hochspannung ist auch nicht ständig erforderlich.

Zur Erzeugung der Hochspannung können allgemein bekannte Anordnungen, z.B. eine Spannungsvervielfacherelektronik, verwendet werden.

Nach 1 wird die Hülle des Luftschiffes L durch eine elektrische Isolierung 1 in eine obere O und eine untere Hüllenhälfte U längs geteilt. An die in einer Matrixanordnung auf der Oberfläche der Luftschiffhülle oder am zweckmäßigsten im Hüllengewebeaufbau eingebetteten leitfähigen Maschengitter jeder Hälfte O; U wird ein Pol des Hochspannungsgenerators angelegt. Damit erfolgt die Verteilung der Ladungen weitgehend auf die gleiche Art und Weise wie in einem Flächenkondensator. Die Steuerung der Dicke der Makroteilchenschicht erfolgt durch Regelung der Höhe der Spannung und der Verweilzeit des erzeugten elektrostatischen Feldes. Da die induzierten elektrostatischen Ladungen in der Hülle nach dem Aufbau der ersten Schichten durch die Bewegung des Luftschiffes L eine weitere Anziehung von Makroteilchen bewirken, kann die Hochspannung abgeschaltet werden. Eine Ladungsumkehr durch Umschalten der Pole des Hochspannungsgenerators G ist erforderlich, um den Aufbau der Makroteilchenschicht zu steuern und am Ende der Mission des Luftschiffes L abwerfen zu können.

Die bei Langstreckenmissionen von Luftschiffen erforderliche Blitzschutzanlage wird durch die vorgeschlagene Anordnung nicht negativ beeinflusst. Unter Wolkenbedingungen erfolgt durch die Bewegung des Luftschiffes und den Hüllenaufbau eine statische Aufladung, die aber durch die Erfindung in die Regelung der Feldstärke einbezogen wird.

Extreme Witterungsbedingungen, wie heftiger Regen und Sturm erfordern Maßnahmen, die einen Masseverlust durch teilweises Ablösen der angesammelten Makroteilchenschicht ausgleichen können. So ist es zweckmäßig, an der Luftschiffhülle Vorrichtungen zur Aufnahme von Regenwasser vorzusehen.

In der 2 ist eine Anordnung zur Abscheidung der Makroteilchen im Inneren des Luftschiffes L dargestellt. Der die Makroteilchen enthaltene Luftstrom tritt in einen axialen Luftkanal LK ein, der vom Bug zum Heck des Luftschiffes L verläuft. Die Geschwindigkeit des Luftstromes kann durch Gebläse im Luftkanal LK erhöht werden. Eine um den Luftkanal LK herum angeordnete Ladeeinrichtung in der Ausführung als Koaxial-Kondensator K, die sich über eine sich aus der erforderlichen Fläche ergebenden Entfernung entlang des Luftkanals LK erstreckt, dient zum Anziehen der Makroteilchen durch eine von einem Hochspannungsgenerator G induzierten elektrostatischen Ladung. Durch Anlegen einer Umkehrladung an diesen Koaxial-Kondensator K werden die Makroteilchen in periodischen Abständen von den aufgeladenen Oberflächen in eine darunter befindliche Auffangfläche A abgegeben. Diese Auffangfläche A kann in der Art einer schiefen Ebene ausgeführt sein. Von dieser Auffangfläche A wird die angesammelte Masse von Makroteilchen in periodischen Abständen in einen Sammelbehälter abgeführt, z.B. durch ein Förderband. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die angesammelten Makroteilchen tatsächlich innerhalb des Luftschiffes L vorliegen. Damit wird das Problem eines möglichen Verlustes durch starken Regen oder Wind vermieden.

Die in der 3 dargestellte Anordnung dient der Erzeugung und Zirkulation von ionisierten Gasen im Luftschiff. Der Einsatz von Hochspannungs-Entladevorrichtungen als Ionisationskammern IK, die etwa in der Mitte des Luftschiffes L angeordnet sind, erleichtert die Erzeugung eines ionisierten Gasstromes. Vor der Ionisationskammer IK ist eine Zirkulationseinrichtung Z angeordnet, durch die und einem System weiterer Gebläse und/oder Konvektionsströme zirkuliert das ionisierte Gas innerhalb der Hülle. Die Konvektionsströme entstehen beim Wärmeaustausch mit der Heliumfüllung. Das ionisierte Gas wird so zirkuliert, dass es das Aufbringen einer Ladung auf der Innenfläche der Hülle gewährleistet. An die Materialeigenschaften der Hülle werden bestimmte Anforderungen gestellt. Das Material muss statische Ladungen leicht akkumulieren und verteilen, so dass die Bildung einer Makroteilchenschicht auf der Hüllen-Außenfläche ermöglicht wird. Die Richtung und Geschwindigkeit der Zirkulation des ionisierten Gases bestimmen zusammen mit seinem Volumen die Ladungsverteilung an der Hülle.

Um die Hochspannungs-Entladevorrichtungen herum müssen besondere Vorkehrungen in der Form eines Faradayschen Käfigs getroffen werden, um die Luftschiff-Systeme gegen die Auswirkungen elektromagnetischer Felder abzuschirmen.

Bei der Auswahl des zu ionisierenden Gases hatten die Erfinder eine Reihe von wichtigen Eigenschaften zu berücksichtigen, die entscheidend für eine gute Ladungsverteilung sind.

Um die Auswirkung auf die Tragfähigkeit des Heliums zu minimieren, muss die Dichte niedrig sein. Da das ionisierte Gas versucht, sich wieder mit den abgelösten Elektronen zu verbinden, muss dessen Rekombinationsneigung gering sein. Um den Energiebedarf zum Betreiben der Entladevorrichtung gering zu halten, muss das Gas eine niedrige Ionisationsenergie erfordern.

Die Zirkulation des ionisierten Gases soll eine sich bewegende Schicht hervorrufen, die in Kontakt mit der Hüllen-Innenfläche steht. Zusätzlich zur elektrostatischen Aufladung der Hülle wirken die Ionen des dichteren Gases als Trennschicht, die die Wanderung der Heliumatome einschränkt. Das wirkt sich positiv auf die Betriebskosten aus.

Bei der praktischen Auslegung der vorgeschlagenen Anordnungen sind außerdem verschiedene Gegebenheiten zu berücksichtigen:

Zur Steuerung/Regelung des Systembetriebs sind eine Erfassung der Spannungsunterschiede und/oder eine Ladungsmessung erforderlich.

Der Luftstrom über bestimmten Bereichen der Hülle kann den Aufbau einer Makroteilchenschicht verhindern. Das kann sich aus hohen Oberflächengeschwindigkeiten ergeben, die lokale Kräfte hervorrufen, die stärker sind als die elektrostatischen Kräfte.

Der Aufbau der Teilchenschicht in bestimmten Bereichen der Hülle kann zu negativen Auswirkungen auf den Luftschiffbetrieb führen, wie z.B. die Flug-Steuerflächen.

Eine Ablagerung in solchen Bereichen wird durch entsprechende Konstruktion verhindert. Beim Anlegen eines Luftschiffes am Mast wird vorausgesetzt, dass vor Herstellung der Verbindung zum Mast die Entladung bereits abgeschlossen ist. Das gleiche gilt für die Handhabung des Luftschiffes. Da die Hülle dann, um die Makroteilchenschicht aufbauen zu können, zur Aufnahme einer höheren Ladung ausgelegt ist, sind diese Handhabungsverfahren entsprechend anzupassen.

Beim Flug durch starken Regen besteht die Gefahr, dass die anhaftenden Teilchen teilweise oder vollständig „abgewaschen" werden. Die Masseakkumulation wird daher durch ein Regenwasser-Erfassungssystem ergänzt.

Die Erfindung kann durch eine weitere Anpassung der statischen Hüllenaufladung auch dazu genutzt werden, die Gefahr von Blitzeinschlägen zu verringern. Durch eine Reduktion des Potentialunterschiedes zwischen dem Luftschiff und der Umgebung kann die Wahrscheinlichkeit von Blitzeinschlägen verringert werden. Die dazu benötigten Spannungen sind aber größer als die zur Massegewinnung erforderlichen Werte.

Die Erfindung ist besonders zur Ballastgewinnung als Masseausgleich zum Treibstoffverbrauch bei Luftfahrzeugen leichter als Luft geeignet. Der Energieverbrauch ist gering. Es werden keine die Umwelt belastenden Stoffe eingesetzt und es entstehen auch keine solchen Stoffe.

Da ein Luftschiff mit der erfindungsgemäßen Lösung auch Schmutz- und Schadstoffe aus der Luft einsammelt, kann dies auch zur Luftreinigung über Gebieten mit die Umwelt belastenden Partikeln in der Umgebung eingesetzt werden.

I elektrische Isolierung G Hochspannungsgenerator O obere Hüllenhälfte U untere Hüllenhälfte L Luftschiff LK axialer Luftkanal K Koaxial-Kondensator A Auffangfläche IK Oonisationskammer Z Zirkulationseinrichtung

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Gewinnung von Ballast für Luftfahrzeuge leichter als Luft, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel aus der Umgebungsatmosphäre des Fahrzeuges durch Erzeugung eines elektrischen Feldes als eine dünne Schicht an der äußeren oder innerhalb des Fahrzeugs an einer dafür hergerichteten Oberfläche des Fahrzeugs abgeschieden werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Aufladung der Hülle durch die Bewegung des LTA-Luftfahrzeuges zur Abscheidung von Partikeln ausgenutzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass innerhalb des Fahrzeugs in einem sich in Längsrichtung erstreckender axialer Luftkanal (LK) in dessen hinteren Bereich ein Koaxial-Kondensator (K) als Abscheideoberfläche verwendet wird, an dessen einer Platte der Hochspannungsgenerator (G) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes angeschlossen wird und unter dessen anderer, vorzugsweise unterer, Platte an einer Auffangfläche (A) mit Sammelbehälter die abgeschiedenen Partikel gesammelt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in periodischen Zeitabständen die elektrische Ladung umgekehrt wird am Koaxialkondensator (K) und damit ein Abfallen der Makroteilchen in die Auffangfläche (A) gesteuert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülle für das Traggas ein ionisiertes Gas erzeugt und so zirkuliert wird, dass es das Aufbringen einer Ladung auf der Innenfläche der Hülle gewährleistet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggas zur Auftriebserhöhung und Konvektionsstromerzeugung ionisierten Gases aufgeheizt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine eventuelle Schwerpunktverschiebung des Fahrzeugs durch die Masse der abgeschiedener Partikel mittels einer internen Trimmeinrichtung des LTA-Luftfahrzeugs ausgeglichen wird.
  8. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur temporären Reinigung der Atmosphäre in bestimmten Regionen über der Erde.
  9. Anordnung zur Gewinnung von Ballast für Luftfahrzeuge leichter als Luft , insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Hüllenoberfläche des oder eine Oberfläche im LTA-Luftfahrzeuges mit einem geregelten Hochspannungsgenerator (G) in Verbindung steht.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Hülle etwa in der Mitte in Längsrichtung durch eine elektrische Isolierung (I) in eine obere (O) und eine untere Hüllenhälfte (U) geteilt ist.
  11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Hüllenmaterial eine Vielzahl dünner Matten aus leitfähigem Material angeordnet und in der jeweiligen Hüllenhälfte (O; U) miteinander und einem Pol des Hochspannungsgenerators (G) verbunden sind.
  12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiven Matten in einer verteilten Matrix angeordnet sind.
  13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matten in den Schichtenaufbau des Hüllenmaterials eingebunden sind.
  14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der erforderlichen elektrostatischen Kräfte durch Reibung geeignete Beschichtungen auf das Hüllenmaterial aufgetragen werden.
  15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungsgenerator (G) aus dem vorhandenen Bordnetz-Stromerzeugungssystem gespeist wird.
  16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungsgenerator (G) eine Ladungsumkehr ermöglicht.
  17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an verschiedenen Punkten am LTA-Luftfahrzeug Messfühler für die vorhandene Feldstärke angeordnet sind.
  18. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb des Fahrzeugs liegende Oberfläche als in Längsrichtung sich erstreckender axialer Luftkanal (LK) durch das LTA-Luftfahrzeug ausgebildet ist, um den sich im hinteren Bereich ein Koaxial-Kondensator (K) erstreckt, an dessen oberer Platte der Hochspannungsgenerator (G) angeschlossen ist und unter dessen unterer Platte eine Auffangfläche (A) mit Sammelbehälter angeordnet ist.
  19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Luftstromes im Luftkanal (LK) durch ein Gebläse beschleunigt wird.
  20. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines ionisierten Gasstromes innerhalb der Hülle des LTA-Luftfahrzeuges etwa in seiner Mitte Ionisationskammern (IK) in Form von Hochspannungs-Entladevorrichtungen angeordnet sind, denen eine Zirkulationseinrichtung (Z) zur Erzeugung von Zirkulationsströmungen des Gases entlang der Innenwandung der Hülle vorgeordnet ist.
  21. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkulationseinrichtung als ein System elektrisch angetriebener Gebläse und/oder Konvektionsstromerzeuger für das ionisierte Gas ausgebildet ist.
  22. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Material für die Hülle des Luftfahrzeugs, welches geeignet ist, eine Akkumulation und Verteilung der durch Zirkulation des ionisierten Gases erzeugten elektrischen Ladung auf der Hülleninnenseite auf die Außenseite zu bewirken.
  23. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsverteilung auf der äußeren Oberfläche der Hülle durch Veränderung der Richtung und Geschwindigkeit der Zirkulation des ionisierten Gases sowie dessen Volumen einstellbar ist.
  24. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungs-Entladevorrichtungen gegen die elektromagnetischen Felder durch einen Faradayschen Käfig abgeschirmt sind.
  25. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wichtige Funktionsteile des LTA-Luftfahrzeuges nicht in das elektrostatische Feld einbezogen sind.
  26. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am LTA-Luftfahrzeug Auffangeinrichtungen für Regenwasser angeordnet sind.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com