DE10152430C1 - Device used in air-conditioning systems for evaporating a liquid comprises an evaporating chamber connected downstream of a cloud chamber and into which a liquid mist is completely transferred into the gas phase using additional diluent air - Google Patents

Device used in air-conditioning systems for evaporating a liquid comprises an evaporating chamber connected downstream of a cloud chamber and into which a liquid mist is completely transferred into the gas phase using additional diluent air

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Abstract

Device used for evaporating a liquid comprises a cloud chamber (1) into which a liquid is sprayed as a mist (15) using an atomizing nozzle (6). In an evaporating chamber (3) connected downstream of the cloud chamber the liquid mist is completely transferred into the gas phase using a suitable quantity of additional diluent air (12). The transition piece (2) between the cloud chamber and the evaporating chamber is designed so that little, if any, air vortex is transferred from the cloud chamber into the evaporating chamber. An Independent claim is also included for a process for evaporating a liquid using the above device. Preferred Features: The cloud chamber has at least one outlet opening (5) for precipitated mist droplets. The transition piece protrudes into the cloud chamber.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verdunstung einer Flüssigkeit, enthaltend eine Nebelkammer, in die eine Flüssigkeit mittels einer Zerstäuberdüse als Flüssigkeitsnebel eingesprüht wird.The present invention relates to a device for evaporating a liquid, containing a cloud chamber into which a liquid is sprayed by means of an atomizing nozzle Liquid mist is sprayed.

Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verdunstung einer Flüssigkeit.Furthermore, the present invention relates to a method for evaporation of a Liquid.

Die Überführung einer Flüssigkeit in die Gasphase wird meist durch Verdunstung unter Hitzeeinwirkung durchgeführt. Die Verdunstung kann deutlich verstärkt werden, wenn die Flüssigkeit vorher in einen Nebel überführt wird. Das Entweichen dieses Nebels in die Umgebung ist jedoch oft problematisch, da sich die Flüssigkeit wieder niederschlagen kann und insbesondere bei inhomogenen Flüssigkeitsgemischen keineswegs vollständig verdunstet.The conversion of a liquid into the gas phase is usually prevented by evaporation Exposure to heat. Evaporation can be significantly increased if the Liquid is first transferred into a mist. The escape of this fog into the However, the environment is often problematic because the liquid condenses again can and in no way completely, especially with inhomogeneous liquid mixtures evaporates.

Duftstoffe, insbesondere natürliche oder Designerduftstoffe, sind meist Flüssigkeitsgemische aus Substanzen mit stark unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften. Das Ausbringen wird oft mittels wärmeunterstützter Verdunstung in sogenannten Duftlampen durchgeführt. Auch mittels Versprühen aus Drucksystemen werden Duftstoffe als Aerosol ausgebracht.Fragrances, especially natural or designer fragrances, are mostly Liquid mixtures of substances with very different physical and chemical properties. The spreading is often carried out by means of heat Evaporation carried out in so-called fragrance lamps. Also by spraying Printing systems are applied with fragrances as an aerosol.

Die wärmeunterstütze Verdunstung führt nur beim Einsatz kleiner Mengen, welche relativ schnell vollständig verdunsten, zu einer gleichmäßigen Freisetzung der gesamten Duftstoffzusammensetzung. Große erwärmte Mengen an Duftstoffkompositionen werden statt dessen wärmefraktioniert und erleiden eine Verfälschung der Duftwahrnehmung.The heat-assisted evaporation leads only when using small amounts, which are relative evaporate quickly completely, to an even release of the whole Perfume composition. Large quantities of fragrance are warmed instead they are heat-fractionated and suffer from a distortion of the fragrance perception.

Handelsübliche Sprühsyteme setzen den Duftstoff als Nebeltröpfchen frei. Dies führt immer zu einer nachteiligen hohen Konzentrationswolke des Wirkstoffes und nicht selten schlägt sich die gröbere Tröpfchenfraktion in der Umgebung nieder. Häufig wird der Duftstoff zur nebelförmigen Ausbringung daher in einer alkoholischen Verdünnung vorgelegt. Dies ist jedoch nicht für alle Anwendungen akzeptabel.Commercially available spray systems release the fragrance as droplets of fog. this leads to always to a disadvantageous high concentration cloud of the active ingredient and not infrequently the coarser droplet fraction is reflected in the area. Often the Fragrance for mist-like application therefore in an alcoholic dilution submitted. However, this is not acceptable for all applications.

Daher war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdunstungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Stoffgemische ohne die Zugabe von Lösungsmitteln gleichmäßig und vollständig sowie ohne Tropfenabscheidung verdunstet werden können.It was therefore the object of the present invention to provide an evaporation device To provide with the mixtures of substances without the addition of solvents can be evaporated evenly and completely and without droplet separation.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Verdunstung einer Flüssigkeit gelöst, enthaltend eine Nebelkammer, in die eine Flüssigkeit mittels einer Zerstäuberdüse als Flüssigkeitsnebel eingesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebelkammer eine Verdunstungskammer nachgeschaltet ist, in der der Flüssigkeitsnebel mittels einer geeigneten Menge zusätzlicher Verdünnungsluft unter Vermischung vollständig in die Gasphase überführt wird, wobei das Übergangsstück zwischen der Nebelkammer und der Verdunstungskammer so ausgeführt ist, daß keine oder fast keine Luftwirbel von der Nebelkammer in die Verdunstungskammer übertragen werden.This object is achieved by a device for evaporating a liquid, containing a cloud chamber into which a liquid is sprayed by means of an atomizing nozzle Liquid mist is sprayed in, characterized in that the cloud chamber has a Evaporation chamber is connected downstream, in which the liquid mist by means of a suitable amount of additional dilution air with mixing completely into the Gas phase is transferred, the transition piece between the cloud chamber and the Evaporation chamber is designed so that no or almost no air vortices from the Fog chamber can be transferred to the evaporation chamber.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Nebelkammer mindestens eine Ablauföffnung für abgeschiedene Nebeltropfen auf. Dieser Ablauf kann beispielsweise direkt in den Vorlagebehälter der Zerstäuberdüse führen.In a preferred embodiment, the cloud chamber has at least one Drain opening for separated fog drops. This process can, for example lead directly into the storage container of the atomizer nozzle.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ragt das Übergangsstück in die Nebelkammer hinein und verringert so den Eintrag von Luftwirbeln und großen Nebeltropfen in das Übergangsstück.In a further preferred embodiment, the transition piece projects into the Fog chamber into it and thus reduces the entry of air vortices and large ones Drop of fog in the transition piece.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Übergangsstück eine ausreichende Verengung und/oder Länge auf und vermeidet so weitestgehend eine Übertragung von Luftwirbeln von der Nebelkammer in die Verdunstungskammer.In a particularly preferred embodiment, the transition piece has a sufficient narrowing and / or length and thus largely avoids one Transfer of air vortices from the cloud chamber to the evaporation chamber.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Einlaßöffnung der Verdünnungsluft in der Verdunstungskammer zur Einlaßöffnung des Nebels so positioniert ist, daß eine Verwirbelung beider Luftströme stattfindet.In a further particularly preferred embodiment, the inlet opening is the Dilution air in the evaporation chamber to the inlet opening of the mist is positioned that a swirling of both air flows takes place.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdunstung einer Flüssigkeit, bei dem die Flüssigkeit zuerst in einer Nebelkammer in einen Nebel überführt wird, wobei gleichzeitig durch Impaktion an der Innenwand eine Vorabscheidung großer Nebeltropfen erfolgt, und anschließend der Feinstnebel unter weitestgehender Vermeidung von Wirbeln in eine zweiten Kammer gelangt, in der der Nebel mit Verdünnungsluft verwirbelt wird und so vollständig verdunstet. Another aspect of the present invention relates to a method for evaporation a liquid in which the liquid is first in a fog chamber into a fog is transferred, at the same time a pre-separation by impaction on the inner wall large drops of fog occur, and then the fine mist under the most extensive Avoiding eddies gets into a second chamber in which the mist coexists Dilution air is swirled and thus evaporates completely.  

Vorzugsweise werden Nebeltropfen mit einer Größe von mehr als 200 µm, besonders bevorzugt mit einer Größe von mehr als 50 µm, durch die Beschleunigung durch die Zerstäuberdüse an der Innenwand der Nebelkammer durch Impaktion abgeschieden.Fog droplets with a size of more than 200 μm are preferred preferably with a size of more than 50 microns, by the acceleration by the Atomizer nozzle deposited on the inside wall of the cloud chamber by impaction.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Transportgeschwindigkeit der Nebeltropfen so eingestellt, daß die Geschwindigkeit der Nebeltropfen mit einer Größe von mehr als 200 µm (Durchmesser), vorzugsweise mit einer Größe von mehr als 50 µm, durch das Durchgangsstück geringer ist als ihre Sinkgeschwindigkeit.In a further preferred embodiment, the transport speed of the Fog drops set so that the speed of the fog drops with a size of more than 200 µm (diameter), preferably with a size of more than 50 µm, through the passage piece is lower than their sinking speed.

Bevorzugt werden die in der Nebelkammer abgeschiedene Nebeltropfen durch eine Rücklaufzuführung wieder in die Vorlage der Zerstäuberdüse überführt.The mist drops separated in the mist chamber are preferred by a Return feed line transferred back into the template of the atomizer nozzle.

Im Falle der Verwendung einer Einstoffzerstäuberdüse wird vorzugsweise eine zusätzliche Trägerluft in die erste Kammer eingegeben.In the case of using a single-substance atomizing nozzle, an additional one is preferably used Carrier air entered into the first chamber.

Ein zur Lösung der Aufgabe geeignetes Verfahren ist in den Patentansprüchen 6 bis 11 beschrieben.A suitable method for solving the problem is in claims 6 to 11 described.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen durchgeführt.The process according to the invention is preferably carried out using those described above Devices carried out according to the invention.

Die Vorrichtung und das damit durchführbare Verfahren werden im folgenden kurz und beispielhaft dargestellt.The device and the method that can be carried out with it are briefly described below and shown as an example.

Eine Zerstäuberdüse produziert ausreichend kinetische Energie zur Verwirbelung des Luftdruckstrahls und zur Abscheidung der Tröpfchenfraktion, welche eine relativ zur Gesamttröpfchenmenge große Masse besitzen, an der Innenwand der Nebelkammer (Impaktion).An atomizer nozzle produces sufficient kinetic energy to swirl the Air pressure jet and for the separation of the droplet fraction, which is a relative to Total droplets have a large mass on the inner wall of the cloud chamber (Impaction).

Die verbleibende vorfraktionierte Feinstnebelfraktion gelangt nun mit der Luftströmung in ein Übergangsstück aus der Nebelkammer hinaus. Durch dieses Übergangsstück gelangen vorzugsweise nur Tröpfchen, deren Absinkgeschwindigkeit geringer ist als die Geschwindigkeit der aufsteigenden Luftmasse. Dies führt zu einer weiteren Abscheidung von unerwünscht großen Tropfengrößen aus der Nebelmasse.The remaining pre-fractionated fine mist fraction now enters with the air flow a transition piece out of the cloud chamber. Through this transition piece preferably only droplets whose rate of descent is lower than that Velocity of the rising air mass. This leads to further separation of undesirably large droplet sizes from the mist mass.

Gleichzeitig gewährleistet das Übergangstück eine völlige Beruhigung der Luftverwirbelung. Dadurch wird vermieden, daß durch Luftwirbel auch Tröpfchengrößen mit großem Durchmeser ausgetragen werden können, die dann unvollständig in der folgenden Verdunstungskammer verdunsten.At the same time, the transition piece ensures complete calming of the Air turbulence. This avoids droplet sizes due to air vortices  can be carried out with a large diameter, which is then incomplete in the evaporate following evaporation chamber.

Der von allen größeren Tröpfchen befreite Nebel gelangt so in die Verdunstungskammer. In dieser Verdunstungskammer wird über ein geeignet angeordnetes Einlaßstück eine ausreichend große Menge Verdünnungsluft unter erneuter Wirbelbildung zugeführt, und so eine vollständige Verdunstung des Nebels erreicht.The mist, freed from all larger droplets, then enters the evaporation chamber. In this evaporation chamber is a suitably arranged inlet piece a sufficiently large amount of dilution air is supplied with the formation of new vortices, and so complete evaporation of the fog is achieved.

Durch die vorhergegangene Abscheidung größerer Tröpfchenanteile aus dem Nebel liegen nur noch hinreichend kleine Tröpfchen vor. Diese Tröpfchen haben eine sehr große Oberfläche im Verhältniss zu ihrer Masse, was zu einem schnellen Übergang in die Gasphase führt.Due to the previous separation of larger droplets from the mist there are only sufficiently small droplets. These droplets are very large Surface in relation to its mass, resulting in a quick transition into the Gas phase leads.

Vorteilhaft für das vorgestellte Verfahren ist die Verwendung einer Düse mit hohem Anteil an feinsten Nebeltröpfchen, wie sie beispielsweise in der DE 44 17 709 A1 beschrieben wird.The use of a nozzle with a high proportion is advantageous for the method presented on the finest fog droplets, as described for example in DE 44 17 709 A1 becomes.

Die mit Duftstoff hochangereicherte Luftmasse entweicht dann aus einer Öffnung aus der Vorrichtung. Sie kann nun auch ohne Tropfenabscheidung, beispielsweise über eine Schlauchleitung in eine Klimaanlage geleitet werden.The air mass highly enriched with fragrance then escapes from an opening in the Contraption. You can now also without droplet separation, for example via a Hose line to be led into an air conditioning system.

Das vorgestellte Verfahren ermöglicht die unverfälschte Freisetzung von Duftstoffen in die Umgebungsluft ohne Verdünnungslösungen. Die vorgestellte Vorrichtung ermöglicht auch das Freisetzen von großen Mengen Duftstoff in kurzer Zeit, so daß eine Beduftung großer Räume über eine Klimaanlage ermöglicht wird. Gerade für diese Anwendung ist die aerosolfreie Ausbringung aus Sicherheitgründen besonders wichtig.The method presented enables the unadulterated release of fragrances into the Ambient air without dilution solutions. The device presented also enables the release of large amounts of fragrance in a short time, so that a great fragrance Space is made possible by air conditioning. This is precisely for this application aerosol-free application is particularly important for safety reasons.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows Fig. 1 a preferred embodiment of the inventive device.

Die dargestellte Abbildung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt eine Nebelkammer 1, in welcher mittels Druckluft 8 und einer Zerstäuberdüse 6 ein Flüssigkeitsnebel 15 aus der zu verdunstenden Flüssigkeit erzeugt wird.The illustrated illustration of a preferred embodiment of the device according to the invention shows a fog chamber 1 , in which a liquid mist 15 is generated from the liquid to be evaporated by means of compressed air 8 and an atomizing nozzle 6 .

Der erzeugte Flüssigkeitsnebel 15 wirbelt 9 in dieser Nebelkammer 1 umher. Anschließend gelangt der verbleibende Feinstnebel über den Gaslauf 10 in das Übergangsstück 2. Hier findet eine deutliche Beruhigung der Gasbewegung statt. The generated liquid mist 15 swirls around 9 in this mist chamber 1 . Subsequently, the remaining micromist over the gas path 10 passes into the transition piece. 2 There is a significant calming of the gas movement here.

Beim Austritt des Feinstnebels 11 aus dem Übergangsstück 2 in die Verdunstungskammer 3 wird dieser nun abermals mit einer zusätzlichen Verdünnungsluft 12 aus der Lufteinlaßöffnung 7 vermischt und verwirbelt 13. In dieser Verdunstungskammer 3 löst sich der Feinstnebel 11 vollständig auf.Upon exiting the Feinstnebels 11 of the transition piece 2 in the evaporation chamber 3 of this will now be again mixed with an additional dilution air 12 from the air inlet opening 7 and vortexed 13. In this evaporation chamber 3 11 solves the micromist completely.

Aus einer Öffnung 4 entweicht die hochangereicherte, aber nebelfreie Luftmasse 14. Die Ablauföffnung 5 am unteren Ende der Vorrichtung hat Verbindung zum Vorratsgefäß (nicht gezeigt) der Flüssigkeit. Hier laufen die Flüssigkeitsmengen zurück, die in der Nebelkammer 1 an der Wand abgeschieden wurden.The highly enriched but fog-free air mass 14 escapes from an opening 4 . The drain opening 5 at the lower end of the device is connected to the storage vessel (not shown) of the liquid. Here the amounts of liquid run back, which were deposited on the wall in the cloud chamber 1 .

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Verdunstung einer Flüssigkeit enthaltend eine Nebelkammer (1), in die eine Flüssigkeit mittels einer Zerstäuberdüse (6) als Flüssigkeitsnebel (15) eingesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebelkammer (1) eine Verdunstungskammer (3) nachgeschaltet ist, in der der Flüssigkeitsnebel (15) mittels einer geeigneten Menge zusätzlicher Verdünnungsluft (12) unter Vermischung vollständig in die Gasphase überführt wird, wobei das Übergangsstück (2) zwischen der Nebelkammer und der Verdunstungskammer so ausgeführt ist, daß keine oder fast keine Luftwirbel von der Nebelkammer (1) in die Verdunstungskammer (3) übertragen werden.1. Device for evaporation of a liquid containing a fog chamber ( 1 ), into which a liquid is sprayed as a liquid mist ( 15 ) by means of an atomizing nozzle ( 6 ), characterized in that the fog chamber ( 1 ) is followed by an evaporation chamber ( 3 ) the liquid mist ( 15 ) is completely mixed into the gas phase by mixing with a suitable amount of additional dilution air ( 12 ), the transition piece ( 2 ) between the mist chamber and the evaporation chamber being designed such that no or almost no air vortices are released from the mist chamber ( 1 ) are transferred into the evaporation chamber ( 3 ). 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebelkammer (1) mindestens eine Ablauföffnung (5) für abgeschiedene Nebeltropfen aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the fog chamber ( 1 ) has at least one drain opening ( 5 ) for separated fog drops. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (2) in die Nebelkammer (1) hineinragt.3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the transition piece (2) protrudes into the spray chamber (1). 4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (2) eine ausreichende Verengung und/oder Länge aufweist und so eine Übertragung von Luftwirbeln von der Nebelkammer (1) in die Verdunstungskammer (3) weitestgehend vermieden werden.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transition piece ( 2 ) has a sufficient constriction and / or length and so a transmission of air vortices from the cloud chamber ( 1 ) in the evaporation chamber ( 3 ) are largely avoided. 5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (7) der Verdünnungsluft (12) zur Einlaßöffnung (Übergangsstück 2) des Feinstnebels (11) so positioniert ist, daß eine Verwirbelung beider Luftströme stattfindet.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inlet opening ( 7 ) of the dilution air ( 12 ) to the inlet opening (transition piece 2 ) of the fine mist ( 11 ) is positioned so that a swirling of both air flows takes place. 6. Verfahren zur Verdunstung einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zuerst in einer Nebelkammer in einen Nebel überführt wird, wobei gleichzeitig durch Impaktion an der Innenwand eine Vorabscheidung großer Nebeltropfen erfolgt, und anschließend der Flüssigkeitsnebel unter weitestgehender Vermeidung von Wirbeln in eine Verdunstungskammer gelangt, in der der Nebel mit Verdünnungsluft verwirbelt wird und so vollständig verdunstet. 6. Process for the evaporation of a liquid, characterized in that the Liquid is first converted into a mist in a mist chamber, whereby at the same time a pre-separation of large by impaction on the inner wall Mist drops occur, and then the liquid mist under the most extensive Avoiding eddies gets into an evaporation chamber in which the mist coexists Dilution air is swirled and thus evaporates completely.   7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Nebeltropfen mit einer Größe von mehr als 200 µm, vorzugsweise von mehr als 50 µm durch die Beschleunigung durch die Zerstäuberdüse an der Innenwand der Nebelkammer durch Impaktion abgeschieden werden.7. The method according to claim 6, characterized in that fog drops with a Size of more than 200 microns, preferably more than 50 microns by the Acceleration through the atomizer nozzle on the inside wall of the cloud chamber be deposited by impaction. 8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportgeschwindigkeit der Nebeltropfen mit einer Größe von mehr als 200 µm, vorzugsweise von mehr als 50 µm, durch das Übergangsstück geringer ist als ihre Sinkgeschwindigkeit.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the Transport speed of the fog droplets with a size of more than 200 µm, preferably of more than 50 microns, through the transition piece is less than theirs Sink rate. 9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nebelkammer abgeschiedene Nebeltropfen durch eine Rücklaufzuführung wieder in die Vorlage der Zerstäuberdüse gelangen.9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that in drops of mist separated by a return feed get back into the template of the atomizer nozzle. 10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Einstoffzerstäuberdüse eine zusätzliche Trägerluft in die Nebelkammer eingegeben wird.10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that at Using a single-substance atomizer nozzle an additional carrier air into the Fog chamber is entered. 11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdunstung mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 durchgeführt wird.11. The method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that evaporation by means of a device according to one of claims 1 to 5 is carried out.
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