AT515941A4 - Kondensationspartikelzähler mit einer Sättigungseinheit und einer nachgeschalteten Kondensationseinheit - Google Patents
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Abstract
Kondensationspartikelzähler mit einer Sättigungseinheit (1) und einer nachgeschalteten Kondensationseinheit (2), durch die zwischen einem Einlass (3) und einem zu einer Zähleinheit (16) führenden Auslass (4) zumindest ein Kanal (5) für einen Aerosolstrom verläuft. Die Sättigungseinheit (1) und die Kondensationseinheit (2) weisen eine Mantelhülse (12) mit einer inneren Mantelwandung (21) auf, die von einem Kern (6) durchsetzt ist, wobei die Kernwandung (20) und die innere Mantelwandung (21) einen zwischen ihnen gebildeten Kanal (5) begrenzen.
Description
Kondensationspartikelzähler mit einer Sättigungseinheit und einer nachgeschalteten
Kondensationseinheit
Die Erfindung betrifft einen Kondensationspartikelzähler mit einer Sättigungseinheit und einernachgeschalteten Kondensationseinheit, durch die zwischen einem Einlass und einem zueiner Zähleinheit führenden Auslass zumindest ein Kanal für einen Aerosolstrom verläuft.
Kondensationspartikelzähler sind im Stand der Technik seit langem bekannt und werdenbeispielsweise in der Reinraumtechnik oder zur Messung von Abgasströmen verwendet.
Ein Beispiel für den grundsätzlichen Aufbau eines Kondensationspartikelzählers kann etwader EP 2194370 A1 oder EP 2194371 A1 entnommen werden. Diese offenbaren einen Kon¬densationspartikelzähler mit einer Sättigungseinheit, einem Kondensator und einer optischenMesszelle, wobei die Sättigungseinheit in einem Winkel von ca. 6 bis 7° geneigt, in Strö¬mungsrichtung ansteigend angeordnet ist. Sie besteht aus einem länglichen, quadratischenAluminiumblock, der mit einer elektrischen Heizvorrichtung ausgestattet ist. Die zylindrischeInnenwandung des Aluminiumblocks ist mit einem porösen Belag aus geschäumten Po¬lyethylen ausgekleidet, der über ein Reservoir mit einem zu verdampfenden Arbeitsmedium,beispielsweise Butanol, gespeist wird. Das Aerosol strömt von einem Einlass am unterenEnde der Sättigungseinheit durch diesen hindurch, wobei eine gesättigte Atmosphäre er¬zeugt wird, und gelangt am oberen Ende der Sättigungseinheit über eine Austrittsöffnung inein vertikal angeordnetes, gekühltes Steigrohr, das als Kondensator wirkt, und in dem derübersättigte Dampf an den Partikeln kondensiert. Die auf diese Weise im Kondensator aufeine Größe von einigen Mikrometern vergrößerten Partikel gelangen dann über eine Verein¬zelungsdüse in eine Messkammer, in welcher sie mithilfe eines Laseroptiksystems detektiertund gezählt werden. Der Partikelstrom wird dabei von einer Vakuumpumpe erzeugt, die derMesskammer nachgeschaltet ist.
Zur Strömungshomogenisierung in der Sättigungseinheit ist es aus den obengenanntenDruckschriften weiters bekannt, im Strömungskanal zentrisch ein als Stab ausgebildetesVerdrängungselement anzuordnen. Durch den L-Förmigen Übergang zwischen der Sätti¬gungseinheit und dem Kondensator kommt es jedoch im Kondensator zu Strömungsstörun¬gen, die zu erheblichen Partikelverlusten und damit zu einem verfälschten Messergebnisführen. Weiters führen die Strömungen zu einer stark verschmierten Zähleffizienzkurve inHinblick auf die Größe der aufzuwachsenden Aerosole.
Allgemein liegt ein Problem bei der Konzeption von Kondensationspartikelzählern darin, dassdie für die erforderliche Sättigung notwendige Mindestbaulänge der Sättigungseinheit Ein¬schränkungen bei der Miniaturisierung der Vorrichtung mit sich bringt. Der Aufbau muss auch dafür Sorge tragen, dass etwaige Partikelverluste minimiert werden. Zu Partikelverlus¬ten kann es insbesondere dann kommen, wenn der Strömungskanal in der Sättigungseinheitzu breit ist. Eine Verschmälerung des Strömungskanals führt jedoch dazu, dass die Längeder Sättigungseinheit erhöht werden muss.
Hinsichtlich der Abmessungen von Sättigungseinheit und Kondensationseinheit wurden bei¬spielsweise für einen einfachen zylindrischen Kanal durch Simulation für einen Volumen¬strom von 1.000 sccm die folgenden Richtwerte ermittelt: 1. ) SättigungseinheitLs = 1167/Rs
Rs...Radius des Strömungskanals in der Sättigungseinheit [mm]
Ls...Aktive Sättigerlänge [mm] Für einen Durchmesser D = 6mm ergibt sich eine konstruktive Länge der Sättigungseinheitvon mindestens 300 mm (dies entspricht etwa 77 % des Wertes gemäß obiger Formel).
2. ) KondensationseinheitLk= 1390/RK
Rk...Radius des Strömungskanals der Kondensationseinheit [mm]
Lk...gekühlte Kondenserlänge [mm] Für einen Durchmesser D = 10 mm ergibt sich eine konstruktive Länge der Kondensations¬einheit von mindestens 200 mm (dies entspricht etwa 72% des Wertes gemäß obiger For¬mel). Für den gesamten Strömungskanal ergibt sich somit eine minimale Gesamtlänge von etwa500 mm.
Aus der US 3,738,751 ist ein diskontinuierlich arbeitender Kondensationskernzähler mit einerzylindrischen Sättigungseinheit bekannt, die von einem hohlen Kern durchsetzt ist, wobei alsDochtelemente für das Arbeitsfluid ein Fellbelag vorgesehen ist, der sowohl an der Außen¬wandung des Zylinders, als auch an der Außenwandung des Kerns angeordnet ist. Zur Mes¬sung wird die mit dem Arbeitsfluid gesättigte Atmosphäre über eine Leitung aus der Sätti¬gungseinheit abgesaugt und in eine Kondensationskammer verbracht, die sich in dem hoh¬len Kern der Sättigungseinheit befindet. Danach wird über eine Kolbeneinheit der Druck in der Kondensationskammer verringert, wodurch sich die Kondensationskeime an den Parti¬keln bilden. Der Partikelanteil wird dann mittels einer elektro-optischen Messanordnung, dieauf einer Durchleuchtung der Kondensationskammer basiert, ausgewertet.
Die Lehren aus der US 3,738,751 können nicht ohne weiteres auf kontinuierlich arbeitendePartikelzähler umgelegt werden. Insbesondere befindet sich der Kondensator bei der US3,738,751 mittig in der beheizten Sättigungseinheit, wodurch eine für kontinuierlich arbeiten¬de Vorrichtungen erforderliche Kühlung des Kondensators verhindert wird. Weiters ist eszweckmäßig, dass der Partikelstrom im Kondensator gegen die Schwerkraft von unten nachoben verläuft, da dies sicherstellt, dass anfallendes Kondensat an den Wänden nach untenrinnt und somit die nachgeschaltete optische Zähleinheit nicht verschmutzt. US 2013/01803251 A1 offenbart einen Partikelzähler, bei dem die Sättigungseinheit eineMantelhülse aufweist, in der als Sättigungsorgan ein im Wesentlichen zylindrisches porösesElement angeordnet ist. Das poröse Element ist von einem Kern durchsetzt, wobei im porö¬sen Element im Bereich zwischen dem Kern und der Mantelhülse zwei parallel zur Kernach¬se verlaufende vertikale Strömungsgänge für den Partikelstrom angeordnet sind. Zwischendem porösen Element und der Mantelwandung ist zumindest ein Spalt vorgesehen, umnachteilige Kapillareffekte zu vermeiden.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, einen Kondensationspartikelzählerzu schaffen, der eine besonders kompakte Bauform mit einer erhöhten Leistungsfähigkeitvereint.
Dieses und weitere Ziele werden von einem Kondensationspartikelzähler der eingangs ge¬nannten Art erreicht, bei dem die Sättigungseinheit und die Kondensationseinheit eine Man¬telhülse mit einer inneren Mantelwandung aufweisen, die von einem Kern durchsetzt ist, wo¬bei die Kernwandung und die innere Mantelwandung den zwischen ihnen gebildeten Kanalbegrenzen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache und kostengünstige Bauweise,die mit einem vorteilhaften Strömungsverlauf kombiniert ist. Der kontinuierliche Partikelstromdurchläuft die Sättigungseinheit und die Kondensationseinheit vom Einlass bis zum Auslass,wobei über den gesamten Kanal ein wohldefinierter Strömungsverlauf mit einer vorzugswei¬se im Wesentlichen laminaren Strömung erzielt werden kann. Dabei können Mantel- undKernwandung über ihren jeweiligen gesamten Umfang beabstandet sein und so den Kanalbilden, der Kanal kann aber auch nur in einem oder mehreren Umfangsbereichen ausgebil¬det sein und Mantel- und Kernwandung berühren sich in den übrigen Bereichen.
Dabei lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile auf konstruktiv einfache Weise verwirkli¬chen. Um den Strömungsverlauf vorteilhaft zu beeinflussen können die Kernwandung und/oder die Mantelwandung glatt verlaufend oder konturiert ausgebildet sein. Zum Beispielkönnen sie eine wendelartige Kontur aufweisen.
In vorteilhafter Weise kann der Kanal einen ringförmigen Querschnitt mit einem Kerndurch¬messer di und einem Mantelwandungsdurchmesser da aufweisen. Die jeweiligen Durchmes¬ser können dabei über die Längserstreckung des Kanals hin variieren. In einer Variante derErfindung ist der ringförmige Querschnitt des Kanals entlang der Längsrichtung des Kanalskonstant. Dies ermöglicht eine homogene Übersättigung in der Kondensationseinheit beikurzer Bauform, wobei die Kernwandung und die Mantelwandung vorzugsweise konzentrischangeordnet sind. Alternativ könnten der Kern und/oder die Mantelwandung beispielsweiseauch eine Kegel-, beziehungsweise Kegelstumpfform aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kanal bei bestimmungsgemäßerVerwendung des Kondensationspartikelzählers im Wesentlichen vertikal angeordnet.
Dadurch wird der Ablauf des Kondensats im Kondensor sichergestellt und das Reservoirkann in Bezug auf den oder die Sättigungsorgane vorteilhaft angeordnet werden.
Weiters kann in vorteilhafter Weise zwischen der Sättigungseinheit und der Kondensations¬einheit ein Kondensatfänger vorgesehen sein, um das in der Kondensationseinheit bzw. inRichtung der Sättigungseinheit zurückfließende Kondensat aufzufangen.
In vorteilhafter Weise kann der Kondensatfänger als Filtrationselement ausgebildet sein, bei¬spielsweise in Form eines Molekularsiebs. Dadurch lässt sich das zurückfließende Konden¬sat in der Sättigungseinheit wiederverwenden, wobei sichergestellt ist das die Reinheit desKondensats der des Betriebsmittels entspricht.
In einerweiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform verläuft der Kanal ge¬radlinig. Ein geradliniger Verlauf ohne Krümmungen, Kurven oder Kanten erleichtert denZusammenbau der Einheit.
In einer beispielhaften spezifischen Ausführungsform der Erfindung kann der Kanal eineSpaltbreite B im Bereich von etwa 2,3 mm bis etwa 3,0 mm und eine Länge Ls der Sätti¬gungseinheit im Bereich von etwa 62 mm bis etwa 82 mm aufweisen. Im Bereich dieser Ab¬messungen ist eine Minimierung der Partikelverluste zu erwarten. Im Vergleich zu einer Sät¬tigungseinheit ohne Kern und mit einem Radius von 2,3 bis 3,0 mm entspricht dies einerVerkürzung der erforderlichen Baulänge um mehr als 70 %.
In vorteilhafter Weise kann an der Kernwandung und an der Mantelwandung ein von einemArbeitsmittel tränkbares Sättigungsorgan vorgesehen sein. Das Sättigungsorgan bedecktdabei die Kern- und Mantelwandung zumindest teilweise oder auch vollständig. Indem auch am Kern ein Sättigungsorgan angeordnet ist, kann die Baulänge der Sättigungseinheit ver¬kürzt werden. Alternativ ist es auch möglich, als Kern einen einfachen Metallteil zu verwen¬den um eine einfache und kostengünstige Lösung zu realisieren. Als Sättigungsorgan kön¬nen beispielsweise ein flächiges Dochtelement oder Wiek, ein offenporiges Schaummaterialoder ein anderes im Stand der Technik bekanntes und für diesen Zweck geeignetes Materialverwendet werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Innenfläche des Basiskörpersund/oder die Mantelwandung und/oder die Kernwandung im Bereich der Berührungsflächezum jeweiligen Sättigungsorgan mit einem Material beschichtet sein, das die Grenzflächen¬spannung zwischen dem Arbeitsfluid und der an das Sättigungsorgan angrenzenden Flächesenkt. Dadurch werden störende Kapillareffekte an den Grenzflächen vermieden.
Bei einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dassder Kern zumindest im Bereich der Kondensationseinheit Kühlkanäle aufweist. Dadurch lässtsich die Kondensation verbessern und somit die Bauweise nochmals verkürzen.
Weiters kann zwischen dem Auslass der Kondensationseinheit und der Zähleinheit in vorteil¬hafter Weise eine Konditionierungseinheit für den Aerosolstrom vorgesehen sein. In einerVariante der Erfindung ist zwischen dem Auslass der Kondensationseinheit und der Zählein¬heit, vorzugsweise stromabwärts einer Konditionierungseinheit für den Aerosolstrom, eineVereinzelungsdüse vorgesehen. Dies erlaubt es, die Vorrichtung an verschiedenartige Zäh¬leinheiten und an unterschiedliche Einsatzbedingungen anzupassen und durchgängig einedefinierte und im Wesentlichen laminare Strömung zu gewährleisten.
Gemäß einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform kann dem Einlass zur Sättigungsein¬heit eine spiralförmige Zuleitung vorgelagert sein. Dadurch lässt sich mit einer geringen Bau¬höhe eine homogene Strömung erzielen, was wiederum die Partikelverluste minimiert. Güns¬tigerweise ist der Kern zumindest teilweise von der spiralförmigen Zuleitung umgeben.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestal¬tungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig. 1 die Sättigungseinheit und die daran anschließende Kondensationseinheit in einerperspektivischen, schematischen Darstellung;
Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht der Einheit der Fig. 1;
Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht von der Kondensationseinheit nachgelagerten Ein¬heiten; und
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen Bauhöhe und
Spaltbreite in der Sättigungseinheit.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Sättigungseinheit 1 und der Kondensations¬einheit 2 des erfindungsgemäßen Kondensationspartikelzählers. Die Baueinheit weist eineBasis 11 auf, in der eine Mantelhülse 12 mit einem konzentrisch darin angeordneten Kern 6angeordnet sind, wobei die dem Kern 6 zugewandte Oberfläche der Mantelhülse 12 als Man¬telwandung 21 bezeichnet wird. Die der Mantelhülse 12 zugewandte Oberfläche des Kerns 6wird dementsprechend als Kernwandung 20 bezeichnet.
Mantelhülse 12 und der Kern 6 ragen nach oben aus der Basis 11 heraus. Mantelhülse 12und Kern 6 sind voneinander beabstandet, sodass sie einen Kanal 5 mit einem ringförmigenQuerschnitt ausbilden, wobei der Innendurchmesser der Mantelhülse 12 dem äußerenDurchmesser des Kanals entspricht (Manteldurchmesser da) und wobei der innere Durch¬messer des Kanals dem Kerndurchmesser d, entspricht. Für die Spaltbreite B zwischen Man¬telwandung 21 und Kernwandung 20 gilt somit B=(da-dj)/2. Die Spaltbreite B ist im dargestell¬ten Ausführungsbeispiel konstant entlang der Längserstreckung des Kanals 5, kann aberauch variieren.
In der Basis 11 ist eine Zuleitung 8 vorgesehen, über die der zu analysierende Aerosolstromeingebracht wird. Die Zuleitung 8 ist im Wesentlichen spiralförmig um den Kern herum ge¬führt und mündet am unteren Ende der Sättigungseinheit 1 mit einem Einlass 3 in den Kanal 5. Durch die spiral- bzw. schraubenförmige Krümmung der Zuleitung 8 wird das Strömungs¬verhalten des Aerosolstroms innerhalb des Kanals 5 definiert, wobei im Kanal 5 vorzugswei¬se eine im Wesentlichen laminare Strömung erzeugt wird, die schraubenartig um den Kernnach oben verläuft und beim Auslass 4 austritt, nachdem sie die Sättigungseinheit 1 und dieKondensationseinheit 2 durchströmt hat. Vorzugsweise ist der Querschnitt der Zuleitungbeim Einlass 3 an den ringförmigen Querschnitt angepasst um Strömungskanten weitgehendzu vermeiden. Je nach Erfordernis kann für die Zuleitung 8 auch eine andere Form gewähltwerden, wobei zum Beispiel auch eine zur Kernachse parallele laminare Strömung oder eineTurbulente Strömung bewirkt werden kann.
In Fig. 2 ist die in Fig. 1 dargestellte Baugruppe nochmals in einer Schnittansicht dargestellt.Unterhalb der Sättigungseinheit 1 ist in dem Bereich, in dem auch die spiralförmige Zuleitung8 verläuft, ein Reservoir 18 für das Arbeitsfluid 13 vorgesehen. Rund um den Kern 6 und ander Mantelwandung 21, bzw. im Bereich des Reservoirs 18 an einer Innenwandung der Ba- sis 11, ist jeweils ein Sättigungsorgan 7, 7‘ vorgesehen, welches sich jeweils über die ge¬samte Länge Ls der Sättigungseinheit 1 und nach unten in das Reservoir 18 hinein erstrecktund die Mantelwandung 21 und die Kernwandung 20 zumindest teilweise bedeckt. Um stö¬rende Kapillareffekte zu vermeiden, kann die Innenfläche des Basiskörpers 11 und/oder dieAußenfläche des Kerns 6 im Bereich der Berührungsfläche zum jeweiligen Sättigungsorgan7, 7‘ mit einem Material beschichtet sein, das die Grenzflächenspannung zwischen dem Ar¬beitsfluid und der an das Sättigungsorgan 7, 7‘ angrenzenden Fläche so senkt, dass eineKapillarwirkung verhindert wird. Als Beschichtungsmaterial könnten dazu zum Beispiel Teflonoder nicht-polare Kunststoffe verwendet werden. Das untere Ende der Sättigungsorgane 7, 7‘ taucht in die Arbeitsflüssigkeit, zum Beispiel Butanol, ein, und saugt die Flüssigkeit wie einSchwamm auf. Die Sättigungseinheit 1 wird durch eine in der Basis 11 vorgesehene Heizvor¬richtung (nicht dargestellt) erwärmt, um das Arbeitsfluid 13 über die Sättigungsorgane 7, 7‘zu verdampfen, sodass am oberen Ende der Sättigungsvorrichtung 1 eine gesättigte Atmo¬sphäre vorherrscht.
Am Übergang von der Sättigungseinheit 1 (die im Wesentlichen innerhalb der Basis 11 an¬geordnet ist) zu der nach oben aus der Basis 11 herausragenden Kondensationseinheit 2 istrund um den Kern 6 sowie an der Mantelwandung 21 jeweils ein ringförmiger Kondensatfän¬ger 9, 9‘ für das an den Wänden der Kondensationseinheit zurückfließende Kondensat an¬geordnet. Der Kondensatfänger 9, 9‘ kann als Mikrofilter/Molekularsieb ausgebildet sein,sodass das zurückfließende Kondensat vom Kondensatfänger 9, 9‘ aufgefangen, in diesemgefiltert und derart aufbereitet wieder an die Sättigungsorgane 7, 7‘ abgegeben wird. Alterna¬tiv kann das Kondensat auch über eine Ableitung (nicht dargestellt) abgeführt und nach einerAufbereitung wieder dem Reservoir zugeführt werden.
Der Übergang von der Sättigungseinheit 1 zur Kondensationseinheit 2 wird von der Aerosol¬strömung im Wesentlichen ungehindert passiert, wobei die Strömung weiterhin schrauben¬förmig nach oben verläuft und im Kondensator 2 abgekühlt wird. Die Kühlung erfolgt im We¬sentlichen durch Konvektion über die verhältnismäßig dünne Mantelhülse 12. Um die Kühl¬wirkung zu verstärken können im Kern zusätzlich Kühlkanäle 10 vorgesehen sein, die voneinem Kühlmedium durchströmt werden. Auch die Mantelhülse 12 kann aktiv gekühlt wer¬den, beispielweise über entsprechende Kühlkanäle oder über Kühlschlangen oder Kühlrip¬pen an der Außenfläche der Mantelhülse 12. Während das Aerosol durch die Kondensationseinheit 2 strömt, kondensiert das Arbeitsfluidan den Partikeln, die als Kondensationskeime wirken, und wachsen dadurch bis zum Aus¬lass 4 der Kondensationseinheit 2 auf eine Größe an, die mit einer optischen Messvorrich¬tung gemessen werden kann. Dazu wir der Aerosolstrom mit den aufkondensierten Partikelnnach dem Auslass 4 zu einer Zähleinheit weitergeleitet, wobei der Strömungsquerschnitt nach dem Auslass 4 an die jeweiligen Gegebenheiten und Erfordernisse angepasst seinkann. Wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, kann dazu beispielsweise nach demAuslass 4 eine Konditionierungseinheit 14 den ringförmigen Strömungsquerschnitt wieder zueinem einzelnen durchgängigen Querschnitt zusammenführen, wobei in Fig. 3 ein spitz zu¬sammenlaufender Kernfortsatz 15 an den Kern 6 anschließend vorgesehen ist, um die Strö¬mung vorteilhaft zu beeinflussen. Nach der Konditionierungseinheit 14 wird der Aerosolstromder Zähleinheit 16 zugeführt, wobei die Zähleinheit 16 im dargestellten Fall eine Vereinze¬lungsdüse 17 aufweist, mittels der die aufkondensierten Partikeln zur Detektion vereinzeltdurch den Fokus einer Laseroptik geleitet werden.
Die Konditionierungseinheit 14 kann auch mit einer Kühlung versehen sein, um ein weiteresKondensieren des Aerosolstroms und ein weiteres Anwachsen der Partikel in der Konditio¬nierungseinheit 14 zu bewirken. In diesem Fall könnte die Konditionierungseinheit 14 auchals ein weiterer Kondensator betrachtet werden, wobei eine zweistufige Kondensation ver¬wirklicht wird.
Fig. 4 veranschaulicht in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen der Spaltbreite Bund der Länge Ls der Sättigungseinheit, wie er für eine beispielhafte erfindungsgemäße Aus¬führungsform durch Simulation ermittelt wurde. Die Gerade 19 entspricht einem Beispiel fürdas ermittelte optimale Verhältnis Ls/B, über das jeder Spaltbreite B eine optimale aktive Sät¬tigerlänge Ls zugeordnet werden kann. Unter Berücksichtigung anderer Einschränkungen,wie etwa der Bauform und den Strömungsbedingungen, kann für die Spaltbreite B einzweckmäßiger Bereich Β0ρτ definiert werden, der zwischen einer minimalen Spaltbreite Bminund einer maximalen Spaltbreite Bmax liegt. Diesem Bereich zwischen Bmin und Bmax kannüber die Gerade 19 ein entsprechender Längenbereich L0pt für die Sättigungseinheit Ls,mm -Ls,max zugeordnet werden.
Neben der Länge Ls der Sättigungseinheit und der Spaltbreite B können auch die Länge LRdes Reservoirs, die Länge LK des Kondensators, der Kerndurchmesser d, und der Mantel¬durchmesser da, die in Fig. 2 eingezeichnet sind, gemäß den jeweiligen Vorgaben und Ein¬satzbedingungen optimiert werden. Die Durchführung einer solchen Optimierung liegt imKenntnisbereich des Fachmanns.
Claims (15)
- Patentansprüche 1. Kondensationspartikelzähler mit einer Sättigungseinheit (1) und einer nachgeschalte¬ten Kondensationseinheit (2), durch die zwischen einem Einlass (3) und einem zu einer Zäh¬leinheit (16) führenden Auslass (4) zumindest ein Kanal (5) für einen Aerosolstrom verläuft,dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungseinheit (1) und die Kondensationseinheit (2)eine Mantelhülse (12) mit einer inneren Mantelwandung (21) aufweisen, die von einem Kern (6) durchsetzt ist, wobei die Kernwandung (20) und die innere Mantelwandung (21) den zwi¬schen ihnen gebildeten Kanal (5) begrenzen.
- 2. Kondensationspartikelzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ka¬nal (5) einen ringförmigen Querschnitt mit einem Kerndurchmesser (d,) und einem Mantel¬wandungsdurchmesser (da) aufweist.
- 3. Kondensationspartikelzähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ring¬förmige Querschnitt des Kanals (5) entlang der Längsrichtung des Kanals (5) konstant ist.
- 4. Kondensationspartikelzähler nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Kanal (5) bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Kondensationspartikelzählersim Wesentlichen vertikal angeordnet ist.
- 5. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬net, dass zwischen der Sättigungseinheit (1) und der Kondensationseinheit (2) ein Konden¬satfänger (9) vorgesehen ist.
- 6. Kondensationspartikelzähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass derKondensatfänger (9) als Filtrationselement ausgebildet ist.
- 7. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich¬net, dass der Kanal (5) geradlinig verläuft.
- 8. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich¬net, dass der Kanal eine Spaltbreite (B) im Bereich von etwa 2,3 mm bis etwa 3,0 mm undeine Länge (L) im Bereich von etwa 62 mm bis etwa 82 mm aufweist.
- 9. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich¬net, dass an der Kernwandung (20) und an der Mantelwandung (21) ein von einem Arbeits¬mittel tränkbares Sättigungsorgan (7) vorgesehen ist.
- 10. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich¬net, dass die Innenfläche des Basiskörpers (11) und/oder die Mantelwandung (21) und/oder die Kernwandung (20) im Bereich der Berührungsfläche zum jeweiligen Sättigungsorgan (7,7‘) mit einem Material beschichtet ist, das die Grenzflächenspannung zwischen dem Arbeits¬fluid und der an das Sättigungsorgan (7, 7‘) angrenzenden Fläche senkt.
- 11. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬zeichnet, dass der Kern (6) zumindest im Bereich der Kondensationseinheit (2) Kühlkanäle(10) aufweist.
- 12. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn¬zeichnet, dass zwischen dem Auslass (4) der Kondensationseinheit (3) und der Zähleinheit (16) eine Konditionierungseinheit (14) für den Aerosolstromvorgesehen ist.
- 13. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn¬zeichnet, dass zwischen dem Auslass (4) der Kondensationseinheit (3) und der Zähleinheit(16), vorzugsweise stromabwärts einer Konditionierungseinheit (14) für den Aerosolstrom,eine Vereinzelungsdüse (17) vorgesehen ist.
- 14. Kondensationspartikelzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn¬zeichnet, dass dem Einlass (3) der Sättigungseinheit eine spiralförmige Zuleitung (8) vorge¬lagert ist.
- 15. Kondensationspartikelzähler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass derKern (6) zumindest teilweise von der spiralförmigen Zuleitung (8) umgeben wird.
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