DE10126273A1 - Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids, insbesondere eines Nebel- oder Löschfluids - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids, insbesondere eines Nebel- oder Löschfluids, mit einem Verdampferkörper, in welchem wenigstens ein Verdampferkanal ausgebildet ist, wobei dem Verdampferkanal über eine Zuführöffnung das Fluid oder ein bereits teilweise verdampftes Fluid in Form von nassem Dampf oder ein Gemisch hieraus zuführbar ist und wobei das im Wesentlichen vollständig verdampfte Fluid aus einer Austrittsöffnung entweicht, wobei der Querschnitt des Verdampferkanals von der Zuführöffnung in Richtung der Austrittsöffnung sich erweiternd ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids, insbesondere eines Nebel- oder Löschfluids, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan­ spruchs 1.

Vorrichtungen zur Verdampfung eines Fluids können beispielsweise zum Zweck des Vernebelns eines Raums, beispielsweise des Innenraums eines Kfz, eingesetzt werden. Eine derartige Vorrichtung kann als Diebstahlssicherung dienen, wobei der erzeugte Nebel beim Versuch, sich unberechtigt Zutritt zum Fahrzeug zu verschaffen oder das Fahrzeug unautorisiert zu bewegen, die nicht berechtigte Person in ihren Aktionen be­ hindert bzw. eindeutig von außen erkennbare Zeichen für eine nicht berechtigte Benut­ zung des Fahrzeugs erzeugt. Des Weiteren kann eine Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids, entsprechend ausgebildet, auch für Feuerlöschzwecke verwendet werden. Für beide Verwendungszwecke ist es erforderlich, dass die Verdampfungsvorrichtung in relativ kurzer Zeit eine ausreichende Dampfmenge liefert. Zudem ist es in vielen Fällen wünschenswert, dass die Verdampfungsvorrichtung eine geringe Baugröße auf­ weist.

Aus der DE 196 42 574 A1 ist eine Nebelkartusche bekannt, bei der ein mit einer Thermitmischung gefülltes Heizkörpergehäuse in das Gehäuse der Nebelkartusche eingesetzt ist. Das Heizkörpergehäuse weist an seinem Außenumfang Rippen auf, um einen möglichst optimalen Wärmeübergang vom Heizkörpergehäuse auf das zu ver­ dampfende Fluid zu ermöglichen, welches in dem im Wesentlichen ringförmigen Raum zwischen der Innenwandung des Kartuschengehäuses und der Außenwandung des Heizkörpergehäuses vorgesehen ist. Im Deckel des topfförmigen Kartuschengehäuses sind mehrere Austrittsöffnungen vorgesehen, aus denen nach dem Aktivieren der Ther­ mitmischung der erzeugte Dampf austritt. Des Weiteren ist in der DE 196 42 574 A1 eine Ausführungsform beschrieben, bei der das Heizkörpergehäuse von einem Ver­ dampferkanal umgeben ist, welcher durch ein das Heizkörpergehäuse wendelförmig umgebendes Rohr ausgebildet sein kann oder in einen das Heizkörpergehäuse umge­ benden Mantel eingegossen ist.

In der EP 0878 242 A2 sind ähnliche Vorrichtungen zum Verdampfen und/oder Verne­ beln einer Flüssigkeit beschrieben. Beispielsweise ist in den Fig. 8-10 eine Ausführungsform dargestellt, bei der in der Außenwandung eines mit einer Thermitmischung gefüllten Heizkörpergehäuses eine oder mehrere Rillen vorgesehen sind, die durch das Anliegen der Innenwandung eines ringförmigen Kühlkörpers einen oder mehrere Ver­ dampferkanäle ausbilden. Diese Verdampferkanäle dienen für das weitere Trocknen des verdampften Fluids, das von einem den Kühlkörper umgebenden Ringraum, in welchem die Erzeugung eines nassen Dampfes erfolgt, den Verdampferkanälen zugeführt wird. Das Zuführen des nassen Dampfes in die Verdampfungskanäle erfolgt über jeweils eine Drossel, welche durch eine Bohrung kleineren Durchmessers gebildet ist. Hierdurch wird der Massenstrom am Eingang eines Verdampferkanals begrenzt. Dies ist erforder­ lich, um einen Verdichtungsstoß zu vermeiden, der aufgrund des konstanten Quer­ schnitts des Verdampferkanals über seine Länge infolge der weiteren Erhitzung und damit Volumenausdehnung des zu trocknenden Dampfes entstünde, wenn dem Ver­ dampferkanal der zu trocknende Dampf bzw. das zu verdampfende Fluid über seinen voll geöffneten Querschnitt zugeführt würde.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids, insbesondere eines Nebelfluids, zu schaffen, welche eine geringe Baugröße aufweist und gleichzeitig die Erzeugung von Dampf mit einem großen Massenstrom ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch einen Verdampferkanal, der einen sich von der Zuführöffnung in Richtung der Austrittsöffnung erweiternden Quer­ schnitt aufweist, eine gegenüber Verdampferkanälen mit konstantem Querschnitt we­ sentlich verbesserte Ausnutzung des Verdampferquerschnitts erreicht wird. Dem größe­ ren Raumbedarf des immer heißer werdenden Heißdampfes wird auf diese Weise Rech­ nung getragen. Gegenüber bekannten Vorrichtungen mit konstantem Kanalquerschnitt ergibt sich somit eine Reduzierung des Platzbedarfs, wodurch kleinere Bauformen möglich sind.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Verdampferkanal mehrere Bereiche mit jeweils konstantem Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt der Bereiche in Richtung auf die Austrittsöffnung zunimmt. Eine derartige Ausführungsform gewähr­ leistet zwar keine optimale Ausnutzung des Kanalquerschnitts, jedoch ergibt sich in diesem Fall eine sehr einfache Herstellung des Verdampferkörpers.

In einer anderen Ausführungsform weist der Verdampferkanal einen oder mehrere Be­ reiche mit jeweils sich kontinuierlich vergrößerndem Querschnitt auf. Hierdurch ergibt sich gegenüber der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine weiter verbesserte Aus­ nutzung des Kanalquerschnitts bzw. der Oberfläche des Verdampfungskanals in Bezug auf den Wärmeübergang auf das zu verdampfende Fluid bzw. den zu trocknenden bzw. vollständiger zu verdampfenden nassen Dampf.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Verdampferkörper ein erstes Ele­ ment, in dessen Innen- oder Außenwandung wenigstens eine nutförmige Ausnehmung zur Bildung des wenigstens einen Verdampferkanals vorgesehen ist. Das erste Element kann als Hohlelement, vorzugsweise als Hohlzylinder, ausgebildet sein. In Verbindung mit einem zweiten Element, welches eine Wandung aufweist, die mit der Innenwandung oder mit der Außenwandung des ersten Elements im Sinne einer Abdichtung der we­ nigstens einen nutförmigen Ausnehmung zusammenwirkt, wird wenigstens ein Ver­ dampferkanal vorbestimmter Länge gebildet. Selbstverständlich können in der betref­ fenden Wandung des zweiten Elements ebenfalls nutförmige Ausnehmungen vorgese­ hen sein, die mit den Ausnehmungen in der entsprechenden Wandung des ersten Ele­ ments einen Verdampferkanal mit entsprechend vergrößertem Querschnitt bilden. Ent­ sprechend kann eine einen Verdampferkanal bildende nutförmige Ausnehmung auch nur in der betreffenden Wandung des zweiten Elements vorgesehen sein.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die jeweils zusammenwir­ kenden Wandungen des ersten und zweiten Elements einen vorbestimmten geringen Winkel mit der Längsachse einschließen, vorzugsweise im Bereich von 0,1° bis 5°, so dass sich beim Ineinanderschieben der beiden Elemente bereits bei relativ geringen axialen Kräften hohe radiale, eine Abdichtung des Kanals bewirkende radiale Kräfte ergeben und ein guter Wärmeübergang ohne ein Verlöten oder Verschweißen der Ele­ mente zuverlässig erreicht wird.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist unmittelbar angren­ zend an die innere oder äußere Wandung des Verdampferkörpers eine wärmeerzeugen­ de und/oder wärmespeichernde Einrichtung vorgesehen, wobei ein gut wärmeleitender Übergang von der wärmeerzeugenden und/oder wärmespeichernden Einrichtung zum Verdampferkörper ausgebildet ist. Die wärmeerzeugende und/oder wärmespeichernde Einrichtung kann dabei als pyrotechnische Heizeinrichtung ausgebildet sein, welche eine pyrotechnische Heizmischung oder eine Thermitmischung umfasst. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Aufwand eine ansteuerbar aktivierbare Einrichtung zur Verdampfung des Fluids realisieren, welche in kurzer Zeit eine große Dampfmenge erzeugt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die wärmeerzeugende und/oder wärmespeichernde Einrichtung ein wärmespeicherndes Medium umfassen, beispiels­ weise eine Salzlösung, ein Öl oder ein bei Raumtemperatur festes, durch Energiezufuhr verflüssigbares, beispielsweise metallisches Wärmespeichermedium. Das Wärmespei­ chermedium kann von einer externen Einrichtung mit Wärmeenergie versorgt werden.

Wird als Medium ein metallisches Wärmespeichermedium gewählt, beispielsweise Aluminium, Messing oder ein Lot, so ist eine Haltetemperatur bei der gewünschten Verdampfungstemperatur erzielbar, indem eine geeignete Legierung verwendet wird.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können der Verdampferkörper und die wärmeerzeugende und/oder wärmespeichernde Einrichtung als integrierte Kartusche ausgebildet sein, wobei der Verdampferkörper gleichzeitig als Behälter zur Aufnahme des wärmeerzeugenden und/oder wärmespeichernden Mediums ausgebildet ist. Hier­ durch ergibt sich eine einfache und kostengünstige Herstellung der Vorrichtung.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungs­ beispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids im Längsschnitt;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Verdampfung eines Fluids als integriert ausgebildete Kartusche;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines rohrförmigen Elements zur Realisierung eines Verdampferkörpers nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Elements zur Realisierung eines Verdampferkörpers mit einem sich kontinuierlich erweiternden Ver­ dampferkanal.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 zur Verdampfung eines Fluids 3 umfasst ein Gehäuse 5, welches aus einem hohlen, beispielsweise hohlzylindrischen Wandteil 7, einem Bodenteil 9 und einem Deckelteil 11 besteht. Das Wandteil 7 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einem inneren Teil 7a, beispielsweise aus Edelstahl, und einem damit verbundenen äußeren Teil 7b, beispielsweise aus einem kurzzeitig temperaturstabilen Kunststoff, bestehen. Das Wandteil 7 kann mit dem Bodenteil 9, welches ebenfalls aus Kunststoff bestehen kann, verklebt und/oder verpresst sein. Hierzu kann das Bodenteil 9 eine ringförmige Erhebung 9a aufweisen. Zusätzlich kann zur Abdichtung zwischen der Außenwandung der ringförmigen Erhebung 9a und der Innenwandung des Wandteils 7 ein Dichtelement 13, beispielsweise in Form eines O-Rings vorgesehen sein. Zur Ver­ bindung des Wandteils 7 mit dem Bodenteil 9 kann auch (ggf. zusätzlich) eine Ver­ schraubung vorgesehen sein, welche in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Das De­ ckelteil 11 kann in gleicher Weise wie das Bodenteil 9 mit dem Wandteil 7 verbunden sein. Das Deckelteil 11 kann im Wesentlichen wie das Bodenteil 9 ausgebildet sein und eine umlaufende ringförmige Erhebung 11a aufweisen. Zur Abdichtung zwischen der Außenwandung der ringförmigen Erhebung 11a und der Innenwandung des Wandteils 7 kann ein weiteres Dichtelement 15, beispielsweise in Form eines O-Rings vorgesehen sein. Ebenso kann können das Wandteil 7 und das Bodenteil 9 oder das Wandteil 7 und das Deckelteil 11 einstückig ausgebildet sein.

Im Inneren des Gehäuses 5 ist eine Heizkartusche 17 vorgesehen, die ein erstes, vor­ zugsweise im Wesentlichen hohlzylindrisches Element 19 aufweist, welches in seiner Innenwandung und in seiner Außenwandung jeweils eine nutförmige Ausnehmung 21 bzw. 23 aufweist. Das erste Element 19 besteht aus einem gut wärmeleitenden, ausrei­ chend temperaturstabilen Material, beispielsweise Aluminium.

An der Außenwandung des ersten Elements 19 ist ein zweites Element 25 vorgesehen, welches beispielsweise als Aluminiumrohr ausgebildet sein kann. Der Innendurchmes­ ser des Aluminiumrohrs 25 ist dabei so gewählt, dass er im Wesentlichen dem Außen­ durchmesser des ersten Elements 19 entspricht und sich eine ausreichende Dichtwir­ kung zwischen den beiden Teilen ergibt. Auf diese Weise entsteht ein abgedichteter Verdampferkanal 27.

Innerhalb des ersten Elements 19 ist ein drittes topfförmiges Element 29 vorgesehen, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des ersten Elements 19 entspricht. Hierdurch wird beim Einsetzen des dritten Elements in das erste Element eine Abdichtung der nutförmigen Ausnehmung 21 erreicht, so dass hierdurch ein weite­ rer Verdampferkanal 31 gebildet wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann die Außenwandung des dritten topfförmigen Teils 29 einen sich in Fig. 1 nach oben verringernden Durchmesser aufweisen. Mit anderen Worten, die Außenwandung des dritten Elements 29 entspricht dem Verlauf eines sich nach oben verjüngenden Kegelabschnitts. In entsprechender Weise ist die Innenwan­ dung des ersten Elements 19 so ausgebildet, dass sich der Innendurchmesser, wie in Fig. 1 dargestellt, nach unten vergrößert. Die Tangenten an die Innenwandung des ersten Elements 19 bzw. an die Außenwandung des dritten Elements 29, die keine radiale Komponente aufweisen, schließen somit einen relativ geringen Winkel mit der Achse A der Heizkartusche 17 bzw. der Vorrichtung 1 ein, der vorzugsweise im Bereich von 0,1° bis 5° liegt. Hierdurch lässt sich erreichen, dass beim Einsetzen des dritten, topfförmi­ gen Elements 29 in das erste Element 19 bereits bei Erzeugung einer geringen axialen Einsetzkraft hohe radial wirkende Abdichtkräfte zwischen den einander zugewandten Flächen erzeugt werden.

Selbstverständlich kann das zweite Element 25 in gleicher Weise mit dem ersten Ele­ ment verbunden sein. Die Verbindung dieser beiden Elemente kann jedoch auch durch Verkleben, Aufschrumpfen, Löten, Verschweißen oder dergleichen im Rahmen einer festen, unlösbaren Verbindung erfolgen. Der Vorteil der zuvor beschriebenen Verbin­ dung des ersten Teils 19 mit dem dritten Teil 29 über entsprechend geneigte Flächen besteht darin, dass das dritte Element 29 lösbar mit dem ersten Element 19 verbindbar ist. Dient das dritte Element 29, wie in Fig. 1 dargestellt, zur Aufnahme eines pyrotech­ nischen Materials oder einer Thermitmischung 33, so kann das dritte Element 29 nach dem einmaligen Aktivieren des wärmeenergieerzeugenden Materials 33 damit einfach und kostengünstig gegen einen neuen Einsatz ausgetauscht werden.

Das Fixieren der Heizkartusche 17 im Gehäuse 5 erfolgt dadurch, dass die Heizkartu­ sche mit ihrem unteren Ende in der ringförmigen Erhebung 9a des Bodenteils 9 gehalten ist. In ihrem oberen Bereich erfolgt die Fixierung der Heizkartusche 17 in gleicher Wei­ se durch das Deckelteil 11, wobei jeweils der obere Bereich des zweiten Elements 25 bzw. des dritten Elements 29 in entsprechenden Ausnehmungen bzw. deren Innenwan­ dungen im Deckelteil 11 gehalten sind. Zur Abdichtung können weitere Dichtelemente 35, 37, 39 zwischen der Innenwandung der ringförmigen Erhebung 9a bzw. der ring­ förmigen Erhebung 11a und der Außenwandung des zweiten Elements 25 sowie zwi­ schen der Innenwandung einer Aufnahmeausnehmung für das dritte Element 29 im Deckelteil 11 und der Außenwandung des dritten Elements 29 vorgesehen sein.

Ein weiteres ringscheibenförmiges Dichtelement 41 kann zwischen den oberen Stirn­ seiten des ersten Elements 19 und des zweiten Elements 25 und der stirnseitigen Innen­ wandung des Deckelteils 11 vorgesehen sein. Über dieses Dichtelement 41 beaufschlagt die stirnseitige Innenwandung des Deckelteils 11 das erste und zweite Element 19, 25 der Heizkartusche 17 in axialer Richtung, so dass die gewünschten radialen Dichtkräfte zwischen der Außenwandung des dritten Elements 29 und der Inennwandung des ersten Elements 19 erzeugt werden. Die Aufnahmeausnehmung für den oberen Bereich des dritten Elements 29 im Deckelteil 11 ist hierzu derart ausgebildet, dass eine Beaufschla­ gung der oberen stirnseitigen Wandung des dritten Elements 29 allenfalls erst dann erfolgt, wenn das erste Element 19 so weit auf das dritte Element 29 aufgeschoben wurde, dass ausreichend hohe radiale Dichtkräfte entstanden sind.

Ein derartiges Verspannen des ersten Elements 19 und des dritten Elements 29 lässt sich selbstverständlich auch dann erreichen, wenn das dritte Element 29, in axialer Richtung gesehen, umgekehrt konisch ausgebildet ist. In diesem Fall kann das erste Element 19 auf dem Bodenteil 9 aufsitzen und das dritte Element 29 mittels des Deckelteils 11 in das erste Element 19 hinein gedrückt werden.

Im Deckelteil 11 ist des Weiteren ein Elektrodendurchlasselement 43 vorgesehen, über welches nicht dargestellte Elektroden in das Innere des dritten Elements 29 geführt sind, wobei die Elektroden so weit in den mit der pyrotechnischen oder Thermitmischung 33 gefüllten Bereich ragen, dass eine Aktivierung bzw. ein Zünden des Materials gewähr­ leistet ist. Die Elektroden können hierzu über einen in das Material 33 ragenden Heiz oder Glühdraht verbunden sein, so dass bei Stromfluss durch die Elektroden der Heiz­ draht bis zum Glühen erhitzt wird und die pyrotechnische oder Thermitmischung 33 zündet. Anstelle des Heiz- oder Glühdrahtes kann auch ein Element treten, das bei Stromdurchfluss ein Plasma erzeugt. Dies eignet sich z. B. für das Zünden einer Ther­ mitmischung. Der Innenraum des dritten Elements 29 ist in der Regel nicht vollständig mit dem Material 33 gefüllt. Um das Deckelteil 11 vor den Verbrennungsprodukten zu schützen, wird der mit Material gefüllte Teilbereich des Innenraums durch ein Schei­ benelement 45 begrenzt. Das Element 45 kann beispielsweise durch Einpressen, Ein­ kleben oder Einrasten an der Innenwandung des dritten Elements 29 fixiert sein. Das Scheibenelement besteht vorzugsweise aus Stahl oder Kupfer.

Die untere Stirnseite des dritten Elements 29 ist so ausgebildet, dass der der Achse A benachbarte Bereich über die seitlichen Bereiche (in Fig. 1 nach unten) hinausragt. Demzufolge bleibt beim Einsetzen des dritten Elements 29 bzw. der Heizkartusche 17 in das Gehäuse 5 ein Ringraum 47 frei, der eine Verbindung zwischen den Verdampfer­ kanälen 27 und 31 bewirkt. Die nutförmigen Ausnehmungen 27 bzw. 31 sind hierzu so ausgebildet, dass an der unteren Stirnseite des ersten Elements 19 entsprechende Öff­ nungen in den Ringraum 47 münden bzw. beide Ausnehmungen einfach am unteren Ende des Elements 19 auslaufen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist im zweiten Element 25 im oberen Bereich der ringförmigen Ausnehmung 23 bzw. des Verdampferkanals 27 wenigstens eine Zuführöffnung 49 vorgesehen, die mit dem Element 51 membranartig verschossen ist.

Auf diese Weise wird nach dem Aktivieren des Wärmeenergie erzeugenden Materials 33 im Inneren des dritten Elements 29 der Heizkartusche 17 die erzeugte Wärmeenergie über die Wandung des dritten Elements 29 an das erste Element 19 und von diesem über das zweite Element 25 an das zu verdampfende Fluid 53 übertragen, welches im Ring­ raum zwischen der Innenwandung des Wandelements 7 und der Außenwandung des zweiten Elements 25 der Heizkartusche 17 im Gehäuse 5 aufgenommen ist.

Nach dem Beginn des Zuführens von Wärmeenergie in das Fluid 53 wird dieses zu­ nächst soweit erwärmt bzw. verdampft, bis der Druck einen vorbestimmten Wert über­ schreitet, der das Verschlusselement 51 zum Bersten bringt. Anschließend tritt das Fluid 53, bzw. ein entsprechend nasser Dampf oder ein Gemisch hieraus über die Zuführöff­ nung 49 in den Verdampferkanal 27 ein. Beim Durchlaufen des Verdampferkanals 27 wird das Fluid weiter erhitzt bzw. weiter verdampft. Nachdem der wendelförmig verlau­ fende Verdampferkanal 27 durchlaufen ist, tritt das Fluid/Dampfgemisch bzw. ein noch relativ nasser Dampf in die untere Öffnung des Verdampferkanals 31 ein.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass zwischen der bodenseitigen Stirnwandung des dritten Elements 29 und der ihr zugewandten Fläche des Bodenteils 9 selbstverständlich ein Dicht- bzw. Wärmedämmmaterial S5, beispielsweise in Form einer Dichtscheibe, vor­ gesehen sein kann.

Sowohl der Verdampferkanal 27 zwischen der Zuführöffnung 49 und der bodenseitigen Austrittsöffnung einen konstanten Kanalquerschnitt aufweist, ist der Verdampferkanal 31 so ausgebildet, dass sein Kanalquerschnitt in Richtung von seiner bodenseitigen Zuführöffnung zur Austrittsöffnung, welche mit einer Austrittsöffnung 57 im Deckelteil 11 verbunden ist, einen sich kontinuierlich erweiternden Querschnitt aufweist. Hier­ durch wird erreicht, dass mit einem immer vollständiger werdenden Verdampfungszu­ stand des Fluids 53 dessen erhöhtem Volumenbedarf Rechnung getragen wird. Ein Verdichtungsstoß, der quasi zu einer "Verstopfung" des Verdampferkanals 31 führen würde, wird auf diese Weise sicher vermieden. Der Kanalquerschnitt ist dabei vorzugs­ weise so gewählt, dass an jedem Punkt des Kanals 31 (über seine Länge gesehen) der Kanalquerschnitt in einem differentiellen Längenelement so gewählt ist, dass das diffe­ rentielle Volumen dem Volumen des darin enthaltenen verdampften Fluids bei der jeweiligen Temperatur und dem jeweiligen Druck angepasst ist.

Selbstverständlich könnte auch bereits der Verdampferkanal 27 mit einem sich erwei­ ternden Querschnitt ausgebildet sein.

Durch die Ausbildung jeweils eines Verdampfungskanals sowohl an der Innenwandung bzw. Außenwandung des ersten Elements 19 ergibt sich der Vorteil eines ausreichend langen Verdampfungskanals (mit entsprechend großer Öberfläche für den Wärmeüber­ gang) bei gleichzeitig geringer Bauhöhe. Zudem kann die Zuführöffnung 49 in einem Bereich gewählt werden, der bei einer unvollständigen Füllung des Ringraums mit dem zu verdampfenden Fluid 53 oberhalb des Flüssigkeitspegels liegt. Dies gilt zumindest bei einer Verwendung der Vorrichtung 1 in der in Fig. 1 dargestellten aufrechten Stel­ lung. Der unmittelbare Eintritt von nicht verdampften Fluid 53 in den Verdampferkanal 27 wird somit vermieden.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids, welche im Wesentlichen lediglich als Heizkartusche, ähnlich der Heizkartusche 17 nach Fig. 1 ausgebildet ist. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 100 weist ein Ge­ häuse 102 auf, welches ein Wandteil 104, ein darin eingreifendes topfförmiges Teil 106 und ein Deckelteil 108 umfasst. Das topfförmige Teil 106 weist in seiner Außenwan­ dung eine wendelförmig verlaufende nutförmige Ausnehmung 110 auf, die entlang ihres Verlaufs in zwei Bereiche mit unterschiedlichem Querschnitt gegliedert ist.

Die Außenwandung des topfförmigen Teils 106 wirkt wiederum mit der Innenwandung eines darauf aufgeschobenen Wandteils 104 andichtend zusammen, so dass ein entspre­ chend dem Verlauf der nutförmigen Ausnehmung 110 ausgebildeter, dichter Verdamp­ ferkanal 112 entsteht. Im Bodenbereich des topfförmigen Teils 106 ist eine radial ver­ laufende Zuführöffnung 114 ausgebildet, welche mit dem Verdampferkanal 112 bzw. dessen erstem Abschnitt mit geringerem Querschnitt verbunden ist. Im oberen Bereich der Wandung des topfförmigen Teils 106 mündet der Verdampferkanal 112 in einen Ringraum 116, der mit mehreren Austrittsöffnungen 118 verbunden ist, die im Deckel­ teil 108 ausgebildet sind. Das Deckelteil 108 ist dichtend mit dem Wandteil 104 und dem topfförmigen Teil 106 verbunden. Zur Abdichtung können Dichtelemente 120, 122 zwischen einer Außenwandung des Deckelteils 108 und der Innenwandung des Wand­ teils 104 bzw. einer Außenwandung eines in das topfförmige Teil 106 eingreifenden Bereichs des Wandteils 104 und der Innenwandung des topfförmigen Teils 106 vorge­ sehen sein. In gleicher Weise kann das Wandteil 104 in seinem unteren Bereich mittels eines weiteren Dichtelements 124, welches zwischen der Innenwandung des Wandteils 104 und der Außenwandung des topfförmigen Teils 106 vorgesehen ist, abdichtend mit dem topfförmigen Teil 106 verbunden sein. Ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein durch ein Schutzelement 126 begrenzter Teil des Innenraums des topfför­ migen Teils 106 mit einem aktivierbaren, wärmeerzeugendem Material 35, beispiels­ weise einer pyrotechnischen oder Thermitmischung gefüllt. Es sind wiederum zwei Elektroden 128 (in nicht dargestellter Weise abdichtend) durch das Deckelteil 108 ge­ führt und mit einer Aktivierungseinrichtung 130 für das Aktivieren des wärmeenergie­ erzeugenden Materials 35 verbunden. Im einfachsten Fall kann es sich bei der Aktivie­ rungseinrichtung 130 um einen Heizdraht handeln.

Selbstverständlich kann die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 100 auch als Heizkartu­ sche in einer Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung 1 in Fig. 1 Verwendung finden. Hier­ zu könnte beispielsweise die Zuführöffnung 114 entsprechend verdämmt werden, so dass das zu verdampfende Fluid erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks nach dem Bersten des Verschlusselements in den Verdampferkanal 112 eintritt. Der Zuführöffnung 114 kann das zu verdampfende Fluid jedoch auf beliebige andere Weise, beispielsweise aus einem externen Vorratsbehälter, mit einem entsprechenden Druck zugeführt werden.

In umgekehrter Weise kann selbstverständlich auch die Inennwandung des dritten Ele­ ments 29 der Ausführungsform in Fig. 1 mit einer in Fig. 2 dargestellten Struktur 132 versehen sein, welche die Oberfläche des betreffenden Elements zur Verbesserung des Wärmeübergangs vergrößert. Beispielsweise kann die Struktur 132 Rippen in der In­ nenwandung des betreffenden Elements 29 bzw. 106 aufweisen.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung das topfförmige Element 106, wobei die beiden Bereiche der ringförmigen Nut 110, die einen jeweils verschiedenen Querschnitt aufweisen und den Verdampferkanal 112 definieren, besser erkennbar sind. Der in Fig. 3 dargestellte untere Bereich geht von einer ringförmigen Ausnehmung 134 aus, die, wie in Fig. 2 dargestellt, mit einer radialen Zuführöffnung 114 verbunden ist. Die Ver­ bindung des ersten Bereichs der nutförmigen Ausnehmung 110 mit geringerem Quer­ schnitt mit dem zweiten Bereich mit größerem Querschnitt erfolgt wiederum über einen ringförmigen Bereich 136.

Die ringförmigen Bereiche 134 und 136 sind im Wesentlichen zur Erleichterung des Fertigungsprozesses vorgesehen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines topfförmigen Elements 106, wobei die ringförmige Ausnehmung 110 jedoch mit einem sich kontinuierlich vergrößernden Querschnitt ausgebildet ist. Diese Variante stellt, physikalisch betrachtet, selbstver­ ständlich die bessere Wahl dar, da der Öffnungsquerschnitt des entstehenden Verdamp­ ferkanals an jedem Punkt seiner (gewendelten) Länge dem betreffenden differentiellen Volumen des Dampfs angepasst werden kann.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich sämtliche Merkmale, die vorstehend nur in Verbindung mit der einen oder anderen Ausführungsform beschrieben sind, soweit sinnvoll, auch bei der jeweils anderen Ausführungsform einsetzbar sind.

In beiden Fällen kann anstelle eines wärmeerzeugenden Materials, wie einer pyrotech­ nischen oder Thermitmischung auch ein rein wärmespeicherndes Material (oder auch eine Kombination aus beiden Möglichkeiten) eingesetzt werden. Im Fall eines rein wärmespeichernden Materials ist es erforderlich, extern Energie zuzuführen. Beispiels­ weise könnte im Inneren oder auch extern eine Heizvorrichtung vorgesehen sein, die Wärmeenergie in das wärmespeichernde Material einbringt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Verdampfung eines Fluids, insbesondere eines Nebel- oder Löschfluids,

• a) mit einem Verdampferkörper, in welchem wenigstens ein Verdampferkanal ausgebildet ist, wobei dem Verdampferkanal über eine Zuführöffnung das Fluid oder ein bereits teilweise verdampftes Fluid in Form von nassem Dampf oder ein Gemisch hieraus zuführbar ist und wobei das im Wesentli­ chen vollständig verdampfte Fluid aus einer Austrittsöffnung entweicht,

dadurch gekennzeichnet,

• a) dass der Querschnitt des Verdampferkanals von der Zuführöffnung in Richtung der Austrittsöffnung sich erweiternd ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer­ kanal mehrere Bereiche mit jeweils konstantem Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt der Bereiche in Richtung auf die Austrittsöffnung zunimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ver­ dampferkanal einen oder mehrere Bereiche mit jeweils sich kontinuierlich vergrö­ ßerndem Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehendem Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass der Verdampferkörper ein erstes Element umfasst, in dessen Innen- und/oder Außenwandung wenigstens eine nutförmig Ausnehmung zur Bildung des wenigstens einen Verdampfungskanals vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element als Hohlelement, vorzugsweise als Hohlzylinder, ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ver­ dampfungskörper wenigstens ein zweites Element umfasst, welches eine Wan­ dung aufweist, die mit der Innenwandung oder mit der Außenwandung des ersten Hohlelements im Sinne einer Abdichtung der wenigstens einen nutförmigen Aus­ nehmung zur Bildung des wenigstens einen Verdampferkanals zusammenwirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zu­ sammenwirkenden Wandungen des ersten und zweiten Elements einen vorbe­ stimmten geringen Winkel mit der Längsachse einschließen, vorzugsweise im Be­ reich von 0,1° bis 5°.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass unmittelbar angrenzend an die innere oder äußere Wandung des Ver­ dampferkörpers eine wärmeerzeugende und/oder wärmespeichernde Einrichtung vorgesehen ist, wobei ein gut wärmeleitender Übergang von der wärmeerzeugen­ den und/oder wärmespeichernden Einrichtung zum Verdampferkörper ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeerzeu­ gende und/oder wärmespeichernde Einrichtung als pyrotechnische Heizeinrich­ tung ausgebildet ist, welche eine pyrotechnische Heizmischung oder eine Ther­ mitmischung umfasst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeerzeu­ gende und/oder wärmespeichernde Einrichtung ein wärmespeicherndes Medium umfasst, vorzugsweise eine Salzlösung, ein Öl oder ein bei Raumtemperatur fes­ ter, durch Energiezufuhr verflüssigbares, beispielsweise metallisches Wärmespei­ chermedium.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeerzeugende und/oder wärmespeichernde Einrichtung innerhalb des Verdampferkörpers angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferkörper und die wärmeerzeugende und/oder wärmespeichernde Einrichtung als integrierte Kartusche ausgebildet sind, wobei der Verdampferkör­ per gleichzeitig als Behälter zur Aufnahme des wärmeerzeugenden und/oder wärmespeichernden Medium ausgebildet ist.