Brevet 3690552 – Dispersion de brouillard – 1972

1. Procédé d’élimination d’un brouillard chaud d’une zone qui comprend la dispersion d’une quantité efficace de structures fibreuses cellulosiques ayant une densité inférieure à 1,5 et une teneur initiale en humidité inférieure à 0,5% en poids, à partir de ladite zone et recueillir des gouttelettes de brouillard lorsqu’elles tombent à travers ladite zone sous l’influence de la gravité, lesdites structures cellulosiques tombent dans l’atmosphère à une vitesse de 1,5 pieds par seconde à 4,0 pieds par seconde.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites structures fibreuses cellulosiques sont réparties dans la partie supérieure de ladite zone pour être débarrassées du brouillard et laissées descendre vers le bas à travers ladite zone.

3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites structures fibreuses de cellulose contiennent de 5 à 20% en poids de matériau hygroscopique sec.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel lesdits matériaux hygroscopiques sont choisis dans le groupe constitué par le chlorure de sodium, le chlorure de calcium, l’urée, le chlorure de zinc et le formamide.

5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites structures fibreuses de cellulose sont choisies parmi le groupe de structures consistant en des morceaux de papier, des fibres coupées et des touffes de fibres reliées de manière lâche.

6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel lesdites structures fibreuses de cellulose sont des morceaux de papier non-renforcés n’ayant pas de surface supérieure à 1 pouce carré.

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel lesdites pièces de papier contiennent de 5% à 20% en poids de matériaux hygroscopiques secs.

8. Procédé selon la revendication 3, dans lequel 0,5 g. desdites structures fibreuses de cellulose sont dispersées dans chaque mètre cube d’atmosphère pour être débarrassées du brouillard chaud.

CONTEXTE DE L’INVENTION

La présente invention concerne un procédé de dissipation de brouillard à partir d’une zone désignée.

L’effet perturbateur du brouillard sur le transport est amplifié lorsque le brouillard s’installe dans des zones de densité de trafic particulièrement élevée, comme les aéroports achalandés, les accès étroits aux ports achalandés, les grandes intersections routières, les ponts fortement fréquentés, etc. Malgré des conditions de brouillard étendues, le trafic pourrait continuer à circuler et la perturbation serait réduite au minimum. Des tentatives ont été faites pour éliminer ou dissiper le brouillard dans des zones désignées qui affectent ou contrôlent de manière vitale les services de transport et certains succès ont été obtenus dans la destruction ou l’élimination des brouillards surfondus. Il convient de noter que les brouillards surfondus consistent en une dispersion de gouttelettes d’eau, lesquelles existent à des températures inférieures au point de congélation de l’eau. La distribution de cristaux d’iodure ou de glace carbonique à travers un brouillard surfondu fournit des noyaux qui permettent aux gouttelettes de geler et de se précipiter hors de l’atmosphère. Le propane liquide est un autre agent utilisé avec un certain succès et lorsqu’il est pulvérisé dans un tel brouillard, il refroidit les gouttelettes à un point tel qu’elles ne peuvent plus exister en tant que liquides mais sont converties en cristaux de glace. Le brouillard chaud, c’est-à-dire une dispersion ou une suspension de minuscules gouttelettes d’eau ayant une température supérieure au point de congélation de l’eau, est un phénomène plus gênant et qui ne se prête pas à la nucléation et à la précipitation comme un brouillard surfondu. Un brouillard chaud est une suspension extrêmement stable ayant peu ou pas de tendance à coalescer et tomber sous l’influence de la gravité. Puisque l’humidité relative de l’air dans lequel se trouve la suspension de brouillard chaud est de 100% ou presque, l’évaporation des gouttelettes est pratiquement impossible. Chauffer l’air abaisserait l’humidité relative mais la quantité de chaleur qui devrait être appliquée à cette fin serait totalement irréalisable. Des dispositifs mécaniques ont également été utilisés pour balayer virtuellement les gouttelettes d’eau de l’air, mais la surface couverte par de tels dispositifs est trop petite pour avoir une valeur significative. C’est parmi les objets de la présente invention de fournir un procédé pour éliminer le brouillard chaud des zones localisées.

RÉSUMÉ

Le contrôle ou la destruction du brouillard chaud est accompli selon la présente invention en dispersant à travers ledit brouillard une quantité efficace d’un matériau qui fonctionne à la fois pour absorber l’humidité et recueillir les gouttelettes d’eau de l’atmosphère. Les matériaux utilisés sont des structures fibreuses de cellulose ayant une faible densité, un faible rapport poids / volume, une faible teneur en humidité et la capacité d’absorber une quantité substantielle d’humidité et de collecter des gouttelettes d’eau. Les matériaux peuvent, en outre, avoir imprégné sur leurs surfaces une quantité d’un matériau hygroscopique pour favoriser une absorption plus rapide de l’humidité. Le faible rapport poids / volume permet au matériau de dériver lentement à travers l’atmosphère chargée de brouillard en recueillant des gouttelettes d’eau lors de sa descente.

DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE

La destruction ou l’élimination du brouillard chaud d’une zone donnée est accomplie selon la présente invention en dispersant dans ladite zone une quantité efficace de structures fibreuses de cellulose dont les structures fonctionnent pour absorber l’humidité de l’atmosphère adjacente et recueillir les gouttelettes d’eau avec lesquelles elles peuvent venir en contact. De préférence, les structures fibreuses cellulosiques sont dispersées au sommet ou à proximité du sommet de la zone à déblayer permettant aux structures de tomber lentement dans l’espace jusqu’au sol sous l’influence de la gravité, en recueillant des gouttelettes d’eau sur leur vol descendant.

Les structures fibreuses de cellulose utiles dans la présente invention ont une densité, apparente ou réelle, inférieure à 1,5. De plus, les structures fibreuses de cellulose sont dans un état sensiblement anhydre, c’est-à-dire que la teneur en humidité desdites structures est inférieure à 0,5% en poids sur la base du poids desdites structures. De tels niveaux d’humidité faibles peuvent être obtenus en les stockant dans des environnements à faible humidité ou de préférence en chauffant pour éliminer l’humidité et en les stockant ensuite dans des récipients étanches à la vapeur d’eau. Un chauffage à 110 ° C jusqu’à un poids constant est suffisant pour produire des structures de cellulose ayant la faible teneur en humidité requise. Il est également nécessaire que les structures cellulosiques aient une forme physique et une forme qui assurent, aérodynamiquement, une descente retardée vers le sol. Une efficacité de collecte excellente peut être obtenue si le taux de descente est dans la gamme d’environ 1,5 pieds par seconde à environ 4,0 pieds par seconde.

Il existe de nombreux types de structures fibreuses cellulosiques qui répondront aux exigences précédentes, par exemple, des touffes de coton, des fibres de cellulose naturelle hachées, telles que le coton ou le sisal, et de petits morceaux de papier conviendraient tous. Les touffes de coton dérivent lentement dans l’atmosphère et, en raison du grand volume d’action, elles constituent un collecteur efficace de gouttelettes d’eau sans subir de changement de forme. Des fibres de cellulose hachées peuvent être produites en hachant une corde de cellulose en petits morceaux avec un équipement de hachage de corde disponible. Peut-être que la meilleure des structures fibreuses pour la plupart des applications est le papier qui a été coupé en petits morceaux de différentes formes. Le papier doit être absorbant, poreux, non calibré et ne doit pas être traité de quelque manière que ce soit, ou avoir des additifs ou des finis qui réduiraient sa capacité à absorber l’humidité. Le papier essuie-tout, le papier filtre, le papier de soie, le papier utilisé pour l’impression de nouvelles sont certains des types les plus courants normalement considérés comme du papier absorbant et sont utiles aux fins de la présente invention. Pour être efficace dans l’enlèvement du brouillard, les morceaux de papier doivent être petits et aucune surface supérieure à un pouce carré. Ces petits morceaux de papier tournent dans leur vol descendant le long de leur axe le plus long. Une telle rotation augmente le volume d’air qui est exposé aux surfaces des structures de papier et diminue également la vitesse de descente de telles structures, augmentant ainsi l’efficacité de collecte du papier pour l’humidité et les gouttelettes dans l’atmosphère. Le papier peut être coupé dans n’importe quelle forme désirée, régulière et irrégulière. Une forme qui a été trouvée souhaitable parce qu’elle non seulement tourne mais descend dans une spirale descendante est un trapèze avec une extrémité concave, et l’autre convexe.

Dans les cas où l’on souhaite augmenter la vitesse initiale d’absorption d’eau des structures fibreuses de cellulose, les structures peuvent être traitées avec des quantités mineures d’agents hygroscopiques. De tels agents, en tant qu’amorces et promoteurs, augmenteront le taux initial d’absorption mais n’augmenteront pas de manière significative la quantité totale d’humidité recueillie par la structure. Les agents hygroscopiques sont bien connus et comprennent, à titre d’exemples, des matériaux tels que le chlorure de sodium, le chlorure de calcium, l’urée, le chlorure de zinc et le formamide. L’urée est un agent préféré en raison de sa plus faible densité (1,335) par rapport aux sels inorganiques (2,15) et parce que le composé organique fournit de l’azote pour la décomposition bactérienne, favorisant ainsi la biodégradabilité des structures cellulosiques. L’urée est un non-électrolyte, elle est relativement non corrosive et sa toxicité est négligeable. Les agents hygroscopiques sont ajoutés aux structures fibreuses de cellulose en une quantité allant de 5 à 20% en poids sur la base du poids de la structure. Si de tels agents sont ajoutés dans des solutions aqueuses, bien entendu, l’humidité est éliminée pour fournir une structure ayant une teneur en humidité inférieure à 0,5% en poids.

Dans une série d’expériences démontrant l’efficacité de la présente invention, un brouillard chaud a été créé dans une chambre à nuages ​​transparente qui mesurait 6 pieds de long et avait un volume total de 12 pieds cubes. La densité ou l’opacité du brouillard a été déterminée à l’aide d’un transmissomètre à cellule photoélectrique sensible, calibré avec des filtres d’atténuation standard dans le faisceau lumineux du transmissomètre pour déterminer la réponse de la photocellule en termes de visibilité réelle. Un brouillard épais a été produit dans la chambre à brouillard en injectant de la vapeur d’une chaudière à 250 ° F jusqu’à ce que la température atteigne 240 ° F. Ceci produisait suffisamment de brouillard et assurait une condensation constante sur les parois de la chambre. une expérience à l’autre. La température initialement à l’intérieur de la chambre et maintenue constamment à l’extérieur de la chambre est de 45 ° F. Une fois que la vapeur est dans la chambre, l’ensemble du système a une durée de 1 à 5 minutes jusqu’à ce qu’un diagramme d’atténuation ordonnée apparaisse. transmissomètre.

Exemple I

Dans cet exemple, le temps pour que le brouillard se dissipe sans aide dans la chambre, c’est-à-dire pour atteindre un transmissomètre de 10 (aucun brouillard visible le long de la longueur de 6 pieds de la chambre à brouillard était en moyenne de 13 minutes et 52 secondes. Une quantité de 10% de Na Cl sur le papier absorbant de 80 g donne une absorption plus rapide de l’humidité dans le papier absorbant. qu’une lecture de 10 a été obtenue en 4 minutes.

Exemple II

Parce qu’un effet significatif du point de vue de la destruction du brouillard sont les résultats qui se produisent dans les minutes qui suivent l’introduction des structures fibreuses de cellulose dans l’atmosphère et pendant lesquelles cette structure tombe au sol, cet exemple détermine les changements qui surviennent relativement. court intervalle de temps. Le point de départ 47 de chaque expérience est une opacité réelle ou une obscurité de 47 dans la chambre de trouble telle que déterminée avec des filtres d’atténuation standard. Dans l’expérience témoin, après un intervalle de deux minutes, l’opacité est passée de 47 à environ 10, ce qui correspond à une réduction d’opacité d’environ quatre fois. En contraste frappant avec la désintégration de brouillard naturel noté ci-dessus, l’introduction dans le haut de la chambre de nuage de 9,6 g. des morceaux de papier brun en forme de losange (environ 1 pouce le long de son grand axe et un demi pouce sur son axe court), ayant une teneur en humidité inférieure à 0,5% en poids, en 1 minute ont produit une opacité d’environ 4,5. Exprimé différemment, l’introduction de cette quantité de papier dans la moitié de l’intervalle de temps du contrôle a amélioré la transmission de la lumière d’un facteur supérieur à 2 par rapport au contrôle.

Exemple III

Dans cet exemple, 11,2 gms. de carrés de papier séchés au four, préparés à partir d’éponges en papier brun et d’un quart de pouce de chaque côté, imprégnés de 20% en poids d’urée, ont été introduits dans la partie supérieure de la chambre à brouillard et en une minute l’opacité de 47 à 6 ce qui est une amélioration significative sur le contrôle, dans la moitié du temps.

D’autres expériences ont été menées avec des morceaux de papier ronds, carrés, rectangulaires et trapézoïdaux. La forme ne semble pas être critique bien que la forme trapézoïdale avec des extrémités concaves-convexes descendra en spirale pendant qu’elle tourne, ce qui allongera son temps de séjour dans l’atmosphère. Il est clair que l’addition des agents hygroscopiques aux structures fibreuses de cellulose augmente la vitesse d’absorption de l’humidité par rapport aux structures non traitées. Aucune grande différence n’est trouvée aux fins de cette invention dans l’activité des agents.

Le temps de résidence dans l’atmosphère est, bien sûr, important dans la mesure où un long temps de résidence permettra aux structures de recueillir plus de gouttelettes d’eau. Par conséquent, les structures de petite taille, celles qui vont tourner et descendre lentement sont souhaitées. Par conséquent, le papier mince sera normalement préféré aux papiers épais et épais. Les structures qui tournent ou tournent sont préférées car elles ont un plus grand volume d’action.

Les structures fibreuses cellulosiques peuvent être dispersées par avion, hélicoptère, fusée ou tout autre moyen de livraison qui placera les structures à l’endroit désiré.

La quantité de structures fibreuses de cellulose séchée nécessaires pour éliminer le brouillard chaud varie avec la quantité d’humidité présente dans l’atmosphère. Un brouillard chaud normal moyen contient environ 0.5 gm. d’eau liquide par mètre cube. Pour absorber cette quantité d’humidité peut prendre jusqu’à 1,5 g. de structures cellulosiques imprégnées ou non d’agents hygroscopiques. Cependant, la forme physique ou la forme de la structure est telle que même après que l’humidité a été absorbée à sa capacité, la structure peut toujours recueillir des gouttelettes d’eau lorsqu’elle descend vers le sol. Par conséquent, aussi peu que 0,5 gm. des structures de cellulose du type décrit ici peuvent donc être suffisantes pour dégager un mètre cube de brouillard.

L’invention décrite en détail dans la description ci-dessus est susceptible de modifications et de modifications pouvant apparaître à l’homme du métier sans s’écarter du principe et de l’esprit de celle-ci. Le terme utilisé est à des fins de description et non de limitation, la portée de l’invention étant définie dans les revendications.