DE102004045053A1

DE102004045053A1 - Vorrichtung zur Zerstäubung eines Fluides

Info

Publication number: DE102004045053A1
Application number: DE102004045053A
Authority: DE
Inventors: Gregor Dahlhoff
Original assignee: Boga Ges fur Moderne Ger GmbH; Boga Gesellschaft fur Moderne Geratetechnik GmbH
Current assignee: Boga Ges fur Moderne Ger GmbH; Boga Gesellschaft fur Moderne Geratetechnik GmbH
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-30
Also published as: US20070187526A1; US7631815B2; EP1791650A1; DE502005002693D1; ATE384584T1; WO2006029777A1; EP1791650B1

Abstract

Vorrichtung zur Zerstäubung eines Fluids mit einem Behälter (1) für das zu zerstäubende Fluid, mit einem ersten Messmittel, mit dem das Fluidniveau in dem Behälter messbar ist (2), mit einem Steuer- und/oder Rgelmittel (6), mit dem die Zerstäubungsrate DOLLAR I1 regelbar ist, mit einem Zerstäubungsmittel (3), mit dem das im Behälter (1) befindliche Fluid zerstäubbar ist, wobei die Zerstäubungsrate mittels Steuer- und Regelmittel (6) aus dem gemessenen Fluidniveau (s) ermittelbar ist, und mit einem Einstellmittel, mit dem die gewünschte Zerstäubungsrate DOLLAR I2 einstellbar ist (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerstäubung eines Fluids mit einem Behälter für das zu zerstäubende Fluid, einem Zerstäubungsmittel, mit dem das im Behälter befindliche Fluid zerstäubbar ist und mit einem Einstellmittel, mit dem die gewünschte Zerstäubungsrate einstellbar ist.

Vorrichtungen zur Zerstäubung eines Fluids der vorgenannten Art werden beispielsweise zum Befeuchten von Luft verwendet. Derartige Luftbefeuchter können beispielsweise eingesetzt werden, um Gemüse und Obst in Kühltheken oder auch in Kühlräumen feucht zu halten und so ein Austrocknen des Obstes und Gemüses zu verhindern. Weiter können Vorrichtungen zur Zerstäubung eines Fluids eingesetzt werden, um Luft mit einem bestimmten Wirkstoff zu versetzen. Der Wirkstoff kann dazu entweder in flüssiger Form vorliegen und selbst zerstäubt werden oder aber in einer anderen Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser gelöst sein, wobei dann diese Lösung durch die Vorrichtung zerstäubt wird. Die Zerstäubung von Wirkstoffen kann ebenfalls zum Frischhalten von Obst und Gemüse verwendet werden. Weitere Anwendungsgebiete sind jedoch die Medizintechnik oder aber die Desinfektion von Räumen oder Gerätschaften.

Insbesondere bei dem Einsatz von Vorrichtungen zur Zerstäubung eines Fluids in der Medizin- und Desinfektionstechnik ist es auch meist notwendig, dass eine definierte Menge des Fluids gleichmäßig zerstäubt wird. Eine Regelung der Zerstäubungsrate ist bei den bisherigen Vorrichtungen jedoch nicht vorgesehen.

Ein nahe liegender Ansatz die Zerstäubungsrate zu regeln, liegt darin, an einem Auslass der Vorrichtung die Menge des zerstäubten Fluids zu erfassen. Dieses ist jedoch technisch sehr aufwendig und zu vertretbaren Kosten nicht realisierbar.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zerstäubung eines Fluids der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Zerstäubungsrate regelbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung der eingangs genannten Art zusätzlich ein erstes Messmittel aufweist, mit dem das Fluidniveau in dem Behälter messbar ist, dass die Vorrichtung ferner ein Steuer- und/oder Regelmittel aufweist, mit dem die Zerstäubungsrate regelbar ist, wobei die Zerstäubungsrate mittels des Steuer- oder Regelmittels aus dem gemessenen Fluidniveau ermittelbar ist. Mit einem Einstellmittel ist die gewünschte Zerstäubungsrate einstellbar.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit zunächst das Fluidniveau im dem Behälter gemessen. Damit kann eine Änderung des Fluidniveaus in dem Behälter ermittelt werden. Bei einer bekannten Geometrie des Behälters, kann aus der Veränderung des Fluidniveaus eine Veränderung des Fluidvolumens ermittelt werden. Da die Veränderung des Fluidvolumens abhängig von dem zerstäubten Fluidvolumen ist, lässt sich dadurch die tatsächliche Zerstäubungsrate ermitteln. Diese kann dann zum Ermitteln einer Regeldifferenz mit der gewünschten Zerstäubungsrate verglichen werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Fördermittel aufweisen, mit dem das zu zerstäubende Fluid aus einem Vorratsbehälter in den Behälter gefördert wird. Das Fördermittel kann eine Pumpe sein.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein zweites Messmittel aufweisen, das den Füllstand im Vorratsbehälter misst. Dieses zweite Messmittel kann ein Niveaustab sein.

Mittels eines Transportmittels kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das zerstäubte Fluid abgeführt werden. Ein geeignetes Transportmittel ist ein Lüfter beziehungsweise Ventilator.

Über ein Anzeigemittel kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Zerstäubungsleistung, d. h. die tatsächliche Zerstäubungsrate angezeigt werden. Ebenso ist es möglich, dass auch die gewünschte Zerstäubungsrate oder andere Daten angezeigt werden.

Über ein Kommunikationsmittel kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung Informationen über den Zerstäubungsvorgang in ein Datennetz (BUS-System, Telefondatennetz, Rechneranschluss) einspeisen und entgegennehmen. Bei den Kommunikationsmitteln kann es sich um Buchsen beziehungsweise Stecker und/oder ein Modem handeln.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorteilhaft das erste Messmittel ein Ultraschallsensor oder auch ein Laser-, Mikrowellen-, induktiver, kapazitiver oder optischer Sensor sein. Das Zerstäubungsmittel ist vorteilhaft ein Ultraschallgenerator.

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerstäuben eines Fluids ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 einen Regelkreis der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Behälter 1, in welchen das zu zerstäubende Fluid vorgehalten wird. Zum Zerstäuben des Fluids umfasst die Vorrichtung einen Ultraschallzerstäuber 3 der am beziehungsweise im Boden des Behälters 1 vorgesehen ist. Der Ultraschallzerstäuber 3 hat eine äußere Beschaltung 4, die auf einem Schaltungsträger vorgesehen ist. Der Ultraschallzerstäuber 3 wird über die Beschaltung 4 so mit einem Strom- und/oder einer Spannung versorgt, das in einem gewünschten Maße das in dem Behälter 1 vorgesehene Fluid zerstäubt wird. Das zerstäube Fluid reichert sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter 1 an und wird an einem Transportmittel 9, im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Ventilator, über ein Rohr 15 aus dem Behälter 1 herausgeblasen.
Zum Regeln der Zerstäubungsrate des von dem Ultraschallzerstäuber 3 zerstäubten Fluids weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Steuer- und/oder Regelmittel 6 auf, das einerseits mit der Beschaltung 4 des Ultraschallzerstäubers 3 verbunden ist, um Stellsignale an die Beschaltung 4 liefern zu können, und andererseits mit einem ersten Messmittel 2 verbunden ist, mit dem das Niveau des Fluids in dem Behälter 1 gemessen werden kann. Bei dem ersten Messmittel 2 handelt es sich um einen Ultraschallabstandssensor, der an der Oberseite des Behälters 1 angebracht ist.
Die Funktionsweise der Regelung (2) ist so, dass über das erste Messmittel 2 kontinuierlich oder zu diskreten Zeitpunkten der Füllstand des Fluids im Behälter 1 gemessen wird. Das dem Füllstand s des Fluids entsprechende Signal wird an das Steuer- und/oder Regelmittel 6 geliefert. In dem Steuer- und/oder Berechnungsmittel wird aus dem Wert für den Füllstand in einer Rechnereinheit S die Zerstäubungsrate V ._ist ermittelt. Dazu wird die Veränderung ṡ ermittelt, aus welcher ohne weiteres bei bekanntem Querschnitt des Behälters 1 die tatsächliche Zerstäubungsrate V ._ist ermittelt werden kann. Bei einem Behälter 1 mit einem gleichförmigen Querschnitt, ist es ausreichend, die Veränderung des Füllstands s mit der Querschnittsfläche des Behälters zu multiplizieren. Im Grunde genommen erhält man dann die Veränderung des Volumens des in dem Behälter 1 gelagerten Fluids. Da jede Veränderung des Fluidvolumens und insbesondere jede Abnahme des Fluidvolumens im Behälter 1 durch eine Zerstäubung des Fluids hervorgerufen wird, muss die Veränderung des Fluidvolumens der Zerstäubungsrate entsprechen.
Die so ermittelte, tatsächliche Zerstäubungsrate V ._ist wird dann mit der gewünschten Zerstäubungsrate V ._soll verglichen. Aus der zwischen den beiden Werten bestehenden Regeldifferenz ermittelt dann ein Regler des Steuer- und/oder Regelungsmittels 6 die Stellgröße, die an die Beschaltung 4 des Ultraschallzerstäubers gegeben wird. Ist die tatsächliche Zerstäubungsrate V ._ist zu gering, wird die Leistung des Ultraschallzerstäubers 3 vergrößert, ist die tatsächliche Zerstäubungsrate dagegen größer als die gewünschte Zerstäubungsrate V ._soll, wird die Leistung des Ultraschallzerstäubers 3 durch den Regler verkleinert.
Das Steuer- und/oder Regelungsmittel 6 ist außerdem mit einem Anzeigemittel 5 verbunden, in welchem beispielsweise die tatsächliche Zerstäubungsrate V ._ist und/oder die gewünschte Zerstäubungsrate V ._soll angezeigt wird.
Über ein Einstellmittel 7, das mit dem Steuer- und/oder Regelungsmittel 6 verbunden ist kann der gewünschte Wert für die Zerstäubungsrate V ._soll eingestellt werden. Mit dem Einstellmittel sind baulich verschiedene Leuchtdioden 7a verbunden, mit welchen der Betriebszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung angezeigt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat drei Schnittstellen 11, 12, 16 mit denen die erfindungsgemäße Vorrichtung an Datennetze anschließbar ist. Bei der ersten Schnittstelle 11 handelt es sich um einen Anschluss, über welchen die Vorrichtung an einen Bus anschließbar ist. Bei der zweiten Schnittstelle 12 handelt es sich um eine Buchse, über welchen die Vorrichtung an ein Telefonnetz anschließbar ist. Geräteseitig ist dem Anschluss 12 ein Modem 10 vorgeschaltet. An der seriellen Schnittstelle 11 ist ein Rechner anschließbar. Sowohl das Modem 10 als auch die Schnittstellen 11 und 16 sind mit dem Steuer- und/oder Regelmittel 6 verbunden. Mit den Schnittstellen 11, 12 und 16 ist es möglich, die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus der Ferne zu überwachen oder aber auch aus der Ferne zu steuern.
Da in dem Behälter 1 nur ein endliches Volumen des zu zerstäubenden Fluids zur Verfügung steht und um ein Trockenlaufen der Vorrichtung zu verhindern muss in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich Fluid nachgefüllt werden. Bei der in der 1 dargestellten Vorrichtung, wird in regelmäßigen Abständen neues Fluid in den Behälter 1 geleitet. Die Vorrichtung weist dazu eine Pumpe 8 auf, die Fluid aus einem auswechselbaren Vorratsbehälter 13 über einen sogenanten Niveaustab 14 ansaugt und in den Behälter 1 fördert. Bei dem auswechselbaren Vorratsbehälter 13 handelt es sich um einen Kanister, in welchen der Niveaustab 14 einsetzbar ist.
Der Niveaustab 14 ist so ausgestaltet, dass über eine Verbindungsleitung zur Steuer- und/oder Regelungsmittel bei einem niedrigen Fluidstand in dem Vorratsbehälter eine Vorwarnung gegeben wird. Bei einem noch niedrigeren Niveau des Fluids in dem Vorratsbehälter 13 wird schließlich von dem Niveaustab 14 eine Warnung an das Steuer- und/oder Regelmittel 6 gegeben. Die Vorwarnung soll einem Bediener auf den bevorstehenden Wechsel des Vorratsbehälters aufmerksam machen, die Warnung soll letztendlich den Bediener dazu veranlassen, dass der Vorratsbehälter 13 ausgewechselt wird. Der Füllstand im Behälter 1 wird, um ein Trockenlaufen des Ultraschallzerstäubers 3 zu verhindern, von dem ersten Messmittel 2 überwacht.
Sobald das Fluidniveau im Behälter 1 eine untere Grenze unterschritten hat, aktiviert das Steuer- und/oder Regelungsmittel 6 die Pumpe 8, um Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 13 in den Behälter 1 zu fördern. Durch den Transport des Fluids aus dem Vorratsbehälter 13 in den Behälter 1 wird das Fluidniveau in dem Behälter 1 verändert. Dieses hat natürlich auf die Regelung der Zerstäubungsrate einen Einfluss, die auf der Messung des Füllstandes in dem Behälter 1 beruht. Es ist daher notwendig, die aus dem Vorratsbehälter 13 in den Behälter 1 gepumpte Flüssigkeitsmenge bei der Regelung zu berücksichtigen. Alternativ kann die Regelung für den Moment, in dem Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 13 in den Behälter 1 gepumpt wird, abgeschaltet werden. Da der Flüssigkeitstransport aus dem Vorratsbehälter 13 in den Behälter 1 nur kurz andauert, hat ein Abschalten der Regelung der Zerstäubungsrate keinen Einfluss auf die Praxistauglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Claims

Vorrichtung zur Zerstäubung eines Fluids – mit einem Behälter (1) für das zu zerstäubende Fluid; – mit einem ersten Messmittel, mit dem das Fluidniveau in dem Behälter messbar ist (2); – mit einem Steuer- und/oder Regelmittel (6), mit dem die Zerstäubungsrate (V ._ist) regelbar ist – mit einem Zerstäubungsmittel (3), mit dem das im Behälter (1) befindliche Fluid zerstäubbar ist, wobei die Zerstäubungsrate mittels Steuer- und Regelmittel (6) aus dem gemessenen Fluidniveau (s) ermittelbar ist; – mit einen Einstellmittel, mit dem die gewünschte Zerstäubungsrate (V ._soll) einstellbar ist (7).
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fördermittel (8) das zu zerstäubende Fluid aus einem Vorratsbehälter (13) in den Behälter (1) fördert.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel (8) eine Pumpe ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Messmittel (14) den Füllstand im Vorratsbehälter (13) misst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messmittel (14) ein Niveaustab ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transportmittel (9) das zerstäubte Fluid abführt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel (9) ein Lüfter oder ein Ventilator ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigemittel (5) die Zerstäubungsleistung anzeigt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest ein Kommunikationsmittel aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmittel ein Modem oder eine Schnittstelle zu einem Bussystem ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Messmittel (2) ein Ultraschallsensor ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungsmittel (3) ein Ultraschallgenerator ist.