Verfahren und Vorrichtung zur innigen Mischung von Gas mit einer Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur innigen Mischung von Gas mit einer Flüssigkeit, die zerstäubt wird, und wobei das Gemisch von Verunreinigungen befreit wird, insbesondere zur Bildung von Aerosolen aus Raumluft und Flüssigkeiten in feinst verteilter Form. Das Ziel der nachstehend näher beschriebenen Erfindung ist es, die mannigfachen Nachteile und Mängel der bisher bekannten verschiedenartigen Flüssigkeitszersväuber und der Apparate zur Bildung von Nass-Aerosoien zwecks Luftreinigung zu beseitigen.
Es ist erwiesen, dass die vorerwähnten Geräte als Luftkonditionierungsund Luftreinigungsvorrichtungen durch sichtbare Ne gelbildung auch bei noch so feiner Form der Flüssig keitszerstäubung einen rasch sedimentierenden Niederschlag bilden und dadurch die in der Raumluft enthal- tenden Schmutzpartikel, und zwar nur während ihres Betriebes auf dem Boden niederzuschlagen vermögen, dass aber nach Abschalten des jeweiligen Gerätes diese niedergeschlagenen Schmutzpartikel im Niederschlag der zerstäubten Flüssigkeit vorübergehend gebunden bleiben, dann aber durch die Bodenwärme des Raumes getrocknet werden und in Staubform wieder in die Raumluft gelangen.
Auf solche Weise wird die Warmluft wohl mit einer bestimmten Flüssigkeit angefeuchtet, aber die in der Luft enthaltenen Verunreinigungen werden nicht entfernt, sondern durchlaufen nur einen Kreislauf, und der Schmutz der Luft bleibt nach wie vor im Raum. Ebenso verhält es sich mit den bekannten Ozongeräten, die wohl durch Ozonbildung die Raumluft keimfrei und geruchlos zu machen vermögen, aber dieselbe von anhaftenden Verunreinigungen praktisch nicht befreien können.
Konzentriertes Ozon O3 ist bekanntlich für Mensch und Tier ein gefährliches Gift, aber in normalen Atemluft-Sauerstoff Oe übergeführt bzw. verdünnt, wie dies mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich ist, wohl zum Leben unentbehrlich.
Gemäss der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Einrichtungen dadurch vermieden, dass das Gas, z. B. die Raumluft, der gegebenenfalls Ozon aus einer an sich bekannten Ozonerzeugungsvorrichtung zugesetzt wird, mit einer oder mehreren zu zerstäubenden Flüssigkeiten, in einem zentralen Mischraum miteinander vermischt wird, dieses Gemisch dann zur innigen Mischung durch mehrstufige Kompression und Expansion mittels enger Spalte und dazwischen geschalteter Expansionsräume eines Zentrifugalgebläses nach aussen strömt und durch Vermischung mit einem durch Schleuderflächen erzeugten Teilstrom des Gases, also z. B. der Raumluft, an die Innenwandung eines Gehäuses geschleudert wird, wo an dort angebrachten Oberflächenvergrösserun- gen, z. B. Aufrauhungen, Rippen, Nadeln, Schraubenwendeln, der im Gas, z.
B. in der Raumluft, enthaltene Schmutz mit Flüssigkeitsteilchen niederge schlagen und in groben Tropfen kondensiert wird, so dass er durch ein Ableitungsrohr nach aussen abgeführt werden kann, Während das Gemisch zwangläufig ebenfalls nach aussen geführt als nahezu nie derschlagfreies Aerosol ab strömt.
Ferner kann die Raumluft im Luftansaugkanal durch eine Ozon (O3) erzeugende Vorrichtung entkeimt und geruchlos gestaltet werden. Beim darauffolgenden Passieren der Mischvorrichtung wird das Ozon vermittels des dort entstehenden Mikronebels verdünnt bzw. in Atem-Sauerstoff (02) übergeführt und somit der verbrauchte Sauerstoff der Raumluft ergänzt. Um den 5 auerstoffverbrauch bei der Ozonbildung zu ergänzen, wird zweckmässig dem Apparat durch eine Rohrleitung von aussen her die hiezu unbedingt notwendige Frischluft zugeführt.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt noch darin, dass das gewonnene Endprodukt keinerlei sichtbaren Niederschlag bildet, da z. B. die angesaugte Raumluft zufolge der Wärmeverdunstung, hervorgerufen durch die Expansion des Luft-Flülssigkeits- Gemisches, im Gehäuse dauernd unterkühlt wird und demzufolge die entstehenden Aerosole niederschlagsfrei gebildet werden können, also als Trocken-Aerosole. Eine noch wirksamere Unterkühlung der Raumluft kann durch Beigabe von Eiskristallen im Ansaugstutzen bewirkt werden. Allenfalls für medikamentöse Behandlung oder für sonstige Spezialzwecke notwen dige Wärme kann durch entsprechende Heizkörper nach der erfolgten Mischung jeweiliger Medien je nach Bedarf zugeführt werden.
Der Mischvorrichtung im Inneren des Gehäuses können gleichzeitig mehrere Flüs sigkeitszuleitungen mit verschiedenartigen flüssigen Medien, die sich z. B. mit Wasser oder selbst untereinander nicht mischen lassen, direkt zugeführt werden. Ebenso können die Schmutz-und Konden sat-Ablassventile mit entsprechenden Filtern versehen und nach Bedarf vergrössert werden.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer Ausführung beispielsweise dargestellt, die zur Erzeugung eines Aerosols aus Raumluft und einer Flüssigkeit dient.
Das mehrstufige, konusförmig gestaltete Zentrifugalgebläse 20 wird durch einen Motor 26, der im Sockel 27 des Gerätes angeordnet ist, in Rotation versetzt. Mit 28 ist ein Dosiergefäss benannt, das Flüssigkeit zur Luftreinigung enthält, wie z. B. Wasser mit oder ohne Beimengung von bestimmten Wirkstoffen, wie z. B. Desinfektionsmitteln, Medikamenten, ätherische Ölen, Duftstoff aller Art, Kosmetica, Antibiotica, Insekten-Bekämpfungsmittel und dergleichen. Rotiert das Gebläse 20, so wird in Richtung des Pfeiles 1 eintretende Raumluft mit der Flüssigkeit, welche durch das Rohr 21 strömt (Pfeil 2) in einem Mischraum 3 vermischt.
Dieses Gemisch wird dann infolge der Rotation des Gebläses 20 zunächst durch die in der Wandung des Mischraumes 3 angebrachten Öffnungen 4 angesaugt, hierauf durch die in dem konusförmig gestalteten Gebläse 20 sternförmig angeordneten Förderschaufeln 8 weiter durchgemischt, dann durch die Spalte 4a zwischen der oberen Deckscheibe 10 mit den darauf fixierten Luft förderschaufeln 9 und der unteren Platte 11 vermöge der Zentrifugalkraft nach aussen gepresst und anschliessend in der sich nach oben erweiternden Vertiefung 23 mit Hilfe der darin sternförmig angeordneten Förderschaufeln 12 des Gebläses expandiert, worauf es schliesslich durch weitere Spalte 5 an der Peripherie der Mischvorrichtung zusammengedrückt und mit einem in Richtung des Pfeiles 7 verlaufenden Teilstrom der Raumluft nach dem Verlassen der Mischvorrichtung zusammengeführt wird.
Das gesamte Gemisch wird an die Innenwand 14 des Gehäuses 13 geschleudert. In Richtung der Pfeile 16 und 17 strömt dann das gereinigte und eventuell mit Wirkstoffen versehene Aerosolgemisch niederschlagsfrei durch das Ringsieb 18 ab, während die im groben Luftflüssigkeitsgemisch angesammelten Schmutzpartikel an den Schraubenwendeln 15 im Tropfen bildenden Kondensat zu einem Kanal 31 und weiter über das Schmutz-Ableitungsrohr 19 mit den darin enthaltenen Verunreinigungen zu einer ausserhalb des Gehäuses angebrachten Filterkammer geleitet oder direkt in einen hiezu bestimmten Kanal abgeführt werden.
An der Innenwandung 14 des Gehäuses 13 schliesst sich ein gegen die Mitte zu eingezogener Führungsteil 22 an, der das gewonnene Gemisch zu dem zentralen Luftzufuhrrohr 30 hin umlenkt und diesem entlang zufolge der Formgebung des Rohres durch das Ringsieb 18 radial in den Raum abströmen lässt. Wie man aus der Zeichnung ersieht, kann oben auf das Gehäuse 13 eine Schale 29 aufgesetzt werden, durch die über eine Zuleitung Frischluft zugeführt werden kann. Man hat es so in der Hand, die dem Gerät zuströmende Raumluft innerhalb des Gerätes selbst schon mit Frischluft zu mischen und so zu verbessern. Das im Gebläse zwischen der oberen Deckscheibe 10 mit den Luftförderschaufeln 9 und der unteren Platte 11 durchgepresste Medium erfährt auf seinem Wege zur Peripherie eine zweimalige Kompression und dazwischen eine Expansion.
Durch diesen Vorgang erfolgt bereits eine äusserst innige Vermischung und Zerstäubung.
Mit 24 sind Elektroden bezeichnet, die, an eine Stromquelle 25 angeschlossen, durch das erzeugte Ozon die angesaugte Luft keimfrei und geruchlos machen.
Die beiden Platten 10 und 11 des Zentrifugalgebläses 20 sind auswechselbar, und die Höhe der durch sie gebildeten Spalte 4a, 5 ist durch eine Feder, die den Anpressdruck der beiden Platten reguliert, einstellbar.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Aus führungsbeispiel beschränkt. Es können statt des dargestellten einen Behälters 28 für die Flüssigkeit auch deren mehrere vorgesehen sein, wobei von jedem über ein Dosierungsorgan eine Leitung 21 in den Mischraum 3 führt. Auch kann eine dieser Leitungen 21 direkt an die Wasserleitung angeschlossen werden.
Es ist selbstverständlich auch möglich, das vorliegende Verfahren zur Herstellung von Luft-Brennstoff-Gemischen für Brennkammern und Verbrennungskraftmaschinen zu verwenden, wobei sich der Vorteil ergibt, dass das Mischungsverhältnis genau dosiert werden kann, wobei durch die homogene innige Mischung eine vollständige Verbrennung ohne schädliche Rückstände eintritt.
Method and device for the intimate mixing of gas with a liquid
The invention relates to a method and a device for the intimate mixing of gas with a liquid, which is atomized, and wherein the mixture is freed of impurities, in particular for the formation of aerosols from room air and liquids in finely divided form. The aim of the invention, which is described in more detail below, is to eliminate the manifold disadvantages and deficiencies of the various types of liquid atomizers known heretofore and of the apparatus for forming wet aerosols for the purpose of air purification.
It has been proven that the above-mentioned devices as air conditioning and air cleaning devices form a rapidly sedimenting precipitate through visible gel formation, even with the finest form of liquid atomization, and thereby deposit the dirt particles in the room air on the floor only during operation However, after switching off the respective device, these deposited dirt particles remain temporarily bound in the precipitate of the atomized liquid, but are then dried by the warmth of the floor in the room and return to the air in the form of dust.
In this way, the warm air is humidified with a certain liquid, but the impurities contained in the air are not removed, but only go through a cycle, and the dirt in the air still remains in the room. It is the same with the known ozone devices, which are able to make the room air sterile and odorless by ozone formation, but are practically unable to free it from adhering impurities.
Concentrated ozone O3 is known to be a dangerous poison for humans and animals, but when converted or diluted in normal breathing oxygen Oe, as is possible with the method of the present invention, it is probably indispensable for life.
According to the invention, the disadvantages of the known devices are avoided in that the gas, e.g. B. the room air, which is optionally added to ozone from an ozone generator known per se, is mixed with one or more liquids to be atomized in a central mixing room, this mixture is then intimately mixed by multi-stage compression and expansion by means of narrow gaps and interposed Expansion chambers of a centrifugal fan flows outwards and by mixing with a partial flow of the gas generated by centrifugal surfaces, so z. B. the room air, is thrown against the inner wall of a housing, where attached there surface enlargements, z. B. roughening, ribs, needles, helical coils, which in the gas, z.
B. in the room air, contained dirt with liquid particles beat down and is condensed in coarse droplets so that it can be discharged to the outside through a discharge pipe, while the mixture inevitably also outwards as an almost never impact-free aerosol flows off.
Furthermore, the room air in the air intake duct can be sterilized and made odorless by an ozone (O3) generating device. When it subsequently passes through the mixing device, the ozone is diluted by means of the micro-mist produced there or converted into breathing oxygen (O2), thus supplementing the oxygen used in the room. In order to supplement the oxygen consumption during ozone formation, the fresh air that is absolutely necessary for this is expediently supplied to the apparatus from the outside through a pipe.
A major advantage of the invention is that the end product obtained does not form any visible precipitate, since z. B. the sucked in room air due to the evaporation of heat, caused by the expansion of the air-liquid mixture, is constantly supercooled in the housing and consequently the resulting aerosols can be formed without precipitation, so as dry aerosols. An even more effective subcooling of the room air can be achieved by adding ice crystals in the intake manifold. At most, heat necessary for drug treatment or other special purposes can be supplied as required by appropriate heating elements after the respective media have been mixed.
The mixing device inside the housing can simultaneously several liq sigkeitszuleitungen with various types of liquid media that z. B. do not mix with water or even with each other, are fed directly. The dirt and condensate drain valves can also be provided with appropriate filters and enlarged as required.
In the drawing, the object of the invention is shown in an embodiment, for example, which is used to generate an aerosol from room air and a liquid.
The multistage, cone-shaped centrifugal fan 20 is set in rotation by a motor 26 which is arranged in the base 27 of the device. With 28 a dosing vessel is named that contains liquid for air purification, such as. B. water with or without the addition of certain active ingredients, such as. B. disinfectants, medicines, essential oils, fragrances of all kinds, cosmetics, antibiotics, insect control agents and the like. When the fan 20 rotates, room air entering in the direction of the arrow 1 is mixed with the liquid flowing through the pipe 21 (arrow 2) in a mixing space 3.
As a result of the rotation of the fan 20, this mixture is first sucked in through the openings 4 made in the wall of the mixing chamber 3, then further mixed by the conveyor blades 8 arranged in a star shape in the cone-shaped fan 20, then through the gap 4a between the upper cover disk 10 With the air conveying blades 9 fixed thereon and the lower plate 11 pressed outwards by centrifugal force and then expanded in the upwardly widening recess 23 with the aid of the fan conveying blades 12 arranged in a star shape, whereupon it finally expands through further gaps 5 on the periphery the mixing device is compressed and merged with a partial flow of the room air running in the direction of arrow 7 after leaving the mixing device.
The entire mixture is thrown against the inner wall 14 of the housing 13. In the direction of arrows 16 and 17, the cleaned aerosol mixture, which may have been provided with active ingredients, then flows through the ring sieve 18 without precipitation, while the dirt particles collected in the coarse air-liquid mixture on the helical coils 15 in the drop forming condensate to a channel 31 and further via the dirt discharge pipe 19 with the contaminants contained therein to a filter chamber attached outside the housing or be discharged directly into a channel intended for this purpose.
The inner wall 14 of the housing 13 is followed by a guide part 22 drawn in towards the center, which deflects the mixture obtained to the central air supply pipe 30 and allows it to flow radially into the room through the ring sieve 18 due to the shape of the pipe. As can be seen from the drawing, a shell 29 can be placed on top of the housing 13, through which fresh air can be supplied via a supply line. It is up to you to mix the room air flowing into the device with fresh air within the device itself and thus improve it. The medium pressed through in the fan between the upper cover plate 10 with the air delivery blades 9 and the lower plate 11 experiences a double compression on its way to the periphery and an expansion in between.
This process already results in an extremely intimate mixing and atomization.
With 24 electrodes are designated which, connected to a power source 25, make the sucked air sterile and odorless by the generated ozone.
The two plates 10 and 11 of the centrifugal fan 20 are interchangeable, and the height of the gaps 4a, 5 formed by them can be adjusted by a spring which regulates the contact pressure of the two plates.
The invention is not limited to the exemplary embodiment shown from. Instead of the one shown, a container 28 for the liquid can also be provided, a line 21 leading from each into the mixing space 3 via a metering device. One of these lines 21 can also be connected directly to the water line.
It is of course also possible to use the present method for the production of air-fuel mixtures for combustion chambers and internal combustion engines, with the advantage that the mixing ratio can be precisely dosed, with the homogeneous intimate mixture resulting in complete combustion without harmful residues entry.