DE112007000745B4

DE112007000745B4 - Nebel-Wirbler

Info

Publication number: DE112007000745B4
Application number: DE112007000745T
Authority: DE
Inventors: Stephan Moelders
Original assignee: Individual
Current assignee: Moelders Stephan Alfons Karl Dr De; Stephan Alfons Karl Moelders De
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2027-03-31
Also published as: GB2452860A; DE112007000745A5; GB0817670D0; US20080074864A1; DE102006014734A1; WO2007112976A1; GB2452860B

Abstract

Nebel-Wirbler, insbesondere für die Luftbefeuchtung, mit einer durchsichtigen und mit Leuchtmitteln (11) versehenen Wirbelkammer, die einen einstückigen nahezu rotationssymmetrischen Mantel (1) aufweist, der einen ebenen Lufteintrittsspalt besitzt, der so gestaltet ist, dass er entlang der gesamten Mantelfläche der Wirbelkammer in Richtung der Rotationsachse der Wirbelkammer verläuft und die Luft tangential in die Wirbelkammer eintritt, wobei die Ebene des Lufteintrittsspalts senkrecht zur Mantelfläche der Wirbelkammer am Lufteintrittsspalt verläuft und wobei die Wirbelkammer einen Deckel (5) mit mittiger Luftaustrittsöffnung, in der ein Lüfter (6) angebracht ist, sowie einen Boden (7) aufweist, wobei am Boden der Wirbelkammer ein Ultraschall-Nebelerzeuger (3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nebel-Wirbler, insbesondere für die Luftbefeuchtung, mit einer Wirbelkammer, in der mittels eines Lüfters ein Luftstrom erzeugt wird und die einen mit einem Lufteinlass versehenen, nahezu rotationssymmetrischen Mantel, einen Boden und einen mittig mit einer Austrittsöffnung versehenen Deckel aufweist, wobei dem Boden der Wirbelkammer ein Ultraschall-Nebelerzeuger zugeordnet ist und die über den Lufteinlass zugeführte Luft im Inneren der Wirbelkammer einen sich in der Umfangsrichtung entlang dem Mantel bewegenden Luftstrom erzeugt, der den vom Ultraschall-Nebelgenerator aufsteigenden Nebel umschließt und mittig in der Wirbelkammer einen auf die Austrittsöffnung im Deckel gerichteten Nebelwirbel erzeugt.
Ein derartiger als Luftbefeuchter verwendeter Nebel-Wirbler ist beispielsweise aus US 6 883 724 B2 und US 2 062 158 A sowie aus der Druckschrift DE 20103621 U1 bekannt. Die beschriebenen Ausführungen haben den Vorteil, dass ein außerordentlich feiner Nebel erzeugt wird, der intensiv mit der zugeführten trockenen Luft in Kontakt gebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass die sehr feinen Nebeltröpfchen verstärkt und schnell verdunsten, so dass das mit dem Nebel in die Luft eingetragene Wasser nicht wieder ausfällt oder die Oberflächen von im Ausströmbereich befindlichen Gegenständen benetzt.
Weiterhin haben solche Nebel-Wirbler den Vorteil, dass im Wasser gelöste Substanzen wie zum Beispiel Kalk oder dgl. mit dem zerstäubten Wasser ausgetragen werden und dementsprechend nicht in dem Gerät zurückbleiben und dieses verstopfen. Insofern unterscheiden sich diese Luftbefeuchtungsgeräte entscheidend von solchen, die nach dem Verdunstungsprinzip arbeiten und sich schnell mit Rückständen zusetzen.
Aus den zuletzt genannten Gründen sind solche hochleistungsfähigen Luftbefeuchter nicht nur zur Luftbefeuchtung in gewerblichen Räumen (Kliniken, Labors, Fertigungsstätten, etc.) geeignet, sondern auch für Wohnräume. Der Verwendung in Wohnräumen steht jedoch entgegen, dass solche Nebel-Wirbler als den Wohnraum störende maschinelle Einrichtungen empfunden werden.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, den bekannten Nebel-Wirbler dahingehend weiterzubilden, dass dieser ohne Beeinträchtigung seiner Funktionalität als Dekorationsobjekt, nämlich als so genanntes Effektgerät verwendbar ist, welches sich gut in Wohnräumen, Büros, Foyers oder ähnlich anspruchsvoll ausgestatteten Räumen eingliedern lässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend vom Nebel-Wirbler der eingangs genannten Art vor, dass der Mantel der Wirbelkammer durchsichtig ist, dass der Lufteinlass im Mantel so ausgestaltet ist, dass die Luftzufuhr in die Wirbelkammer über die axiale Länge des Mantels gleichmäßig verteilt erfolgt und dass der Wirbelkammer Leuchtmittel zugeordnet sind, die den Nebelwirbel im Inneren der Wirbelkammer anleuchten.
Der durchsichtige Mantel des Nebel-Wirblers gemäß der Erfindung macht es im Zusammenwirken mit den Leuchtmitteln möglich, das interessante Geschehen im Inneren der Wirbelkammer zu beobachten. Ästhetisch ansprechend ist insbesondere der sich in der Mitte der Wirbelkammer ausbildende Nebelwirbel, der in der Ausprägung an einen Tornado erinnert. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Nebel-Wirblern ist ein extrem gleichmäßiger, laminarer Eintrittsluftstrom besonders wichtig, der durch die nahezu rotationssymmetrische Form des Mantels auch laminar weiter getragen wird. Zum Einen gewährleistet der besonders laminare Luftstrom die Bildung eines ästhetisch ansprechenden, scharf abgegrenzten Nebelwirbels, zum Anderen gewährleistet der besonders laminare Luftstrom eine dauerhaft gute Durchsicht durch den klar durchsichtigen Mantel. Die der Wirbelkammer zugeführte Luft bildet beim Einströmen in die Wirbelkammer entlang der gesamten Innenseite des Mantels eine sich über die volle axiale Länge erstreckende, gleichmäßige Schicht aus trockener Luft, die den Durchtritt von Nebeltröpfchen verhindert. Auf diese Weise bleibt die Mantelfläche stets trocken, frei von Ablagerungen und damit gut durchsichtig.
Die angestrebte extreme Gleichmäßigkeit der Verteilung der zugeführten Luft lässt sich am einfachsten dadurch bewerkstelligen, dass in dem nahezu rotationssymmetrischen Mantel ein über die axiale Länge erstreckender Lufteintrittsspalt angeordnet wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, eine Vielzahl von Einblasdüsen vorzusehen, die sich über die Höhe des Mantels verteilen. Ebenso ist es denkbar, zur gleichmäßigen Luftverteilung mehrere besonders gestaltete Düsen vorzusehen, die die Luft derart lenken, dass sich die angestrebte Verteilung über die Innenseite des Mantels ergibt.
Zur Steuerung der Stärke des Luftstroms und damit der Ausprägung des Nebelwirbels kann die Lüfterleistung regelbar sein.
Bei Verwendung einer brennbaren Flüssigkeit statt Wasser lässt sich ein Feuer-Wirbel erzeugen, der die Verwendungsfähigkeit der Erfindung als Effektgerät dramatisch erhöht.
Um die Ähnlichkeit des Nebel-Wirbels mit einem Tornado zu steigern, kann unter dem Deckel eine zusätzliche Nebelquelle angeordnet werden, die unmittelbar unterhalb des Deckels eine den gesamten Querschnitt abdeckende Nebelschicht erzeugt. Eine solche Nebelschicht erweckt den Eindruck eines tanzenden Tornados, der wie in der Natur aus einer Wolkendecke hervorbricht.
Ein weiterer interessanter Effekt kann dadurch herbeigeführt werden, dass in dem Mantel der Wirbelkammer ein Lautsprecher angeordnet wird, dessen Schall den Nebelwirbel beaufschlagt. Mit einer solchen Schallquelle lassen sich zum Beispiel im Inneren der Nebelkammer stehende Wellen erzeugen, die im Nebel des Nebelwirbels sichtbar werden.
Für einen lang anhaltenden Dauerbetrieb ist vorgesehen, dem Ultraschall-Nebelerzeuger eine automatisch arbeitende Nachfüllstation zuzuordnen. Eine solche Nachfüllstation sorgt dafür, dass dem Ultraschall-Nebelerzeuger stets in ausreichender Menge Wasser für die Nebelerzeugung zur Verfügung steht.
Die Verneblung unterschiedlichster Substanzen ermöglicht ein Becheraufsatz, der unmittelbar über dem Ultraschall-Nebelerzeuger angeordnet werden kann. So können Substanzen mit einem herkömmlichen Wasser-Ultraschall-Nebelerzeuger vernebelt werden, die nicht mit Wasser in Berührung kommen sollen.
Die Wirbelkammer lässt sich mit Messfühlern für Temperatur, Druck, Luftfeuchte etc. ausstatten und als Lehr- und Forschungsobjekt in der Strömungs- und Atmosphärenforschung einsetzen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: Schematisch einen horizontalen und vertikalen Schnitt durch einen Nebel-Wirbler gemäß der Erfindung entlang der Linien A-A und B-B;
2: in ähnlicher Darstellung wie 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Nebel-Wirbler gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform;
3: in ähnlicher Darstellung wie 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Nebel-Wirbler gemäß der Erfindung in einer dritten Ausführungsform;
4: schematisch eine automatisch arbeitende Nachfüllstation für den Ultraschall-Nebelerzeuger.
Der in 1 dargestellte Nebel-Wirbler gemäß der Erfindung besteht aus einer durchsichtigen Wirbelkammer (1), die mit einem Lufteintrittsspalt versehen ist, der sich über die gesamte Länge der Mantelfläche der Kammer erstreckt, und die eine Luftaustrittsöffnung besitzt, die sich zentral im Deckel (5) der Kammer befindet. Dem Boden (7) der Kammer ist ein Gefäß (2) mit einem Ultraschall-Nebelgerät (3) inkl. Spritzschutz (4) zugeordnet. Das Gefäß ist mit Wasser gefüllt (8). Mit Hilfe eines Lüfters (6), der sich an der Austrittsöffnung befindet, wird ein Luftstrom erzeugt (9). Der durch das Ultraschall-Nebelgerät erzeugte Nebel wird durch den Luftstrom in Rotation versetzt, so dass sich ein Nebelwirbel (10) ausbildet, der der Ausprägung nach an einen Tornado erinnert. Dieser vom Luftstrom (9) umhüllte Nebelwirbel (10) wird mittig über die Austrittsöffnung im Deckel (5) ausgetragen, ohne die durchsichtigen Oberflächen der Wirbelkammer, das heißt den Mantel (1) zu berühren. Dies deshalb, weil der nahezu rotationssymmetrische Mantel in Verbindung mit dem Lufteintrittsspalt den eintretenden Luftstrom (9) extrem gleichmäßig, über die gesamte axiale Länge erstreckend, am gesamten Umfang des Mantels laminar entlang führt und damit den Kontakt zwischen dem Mantel und dem aufsteigenden Nebel verhindert. Der Nebelwirbel (10) wird zur Erhöhung des optischen Reizes mit farbigem oder weißem Licht aus LEDs (11) oder Halogenstrahlern (11) mit auswechselbaren optischen Filtern (12) angestrahlt.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß 1 im Wesentlichen dadurch, dass der Wirbelkammer (1) ein Lautsprecher (13) und ein zweiter Nebelgenerator (14) zugeordnet sind, wobei letzterer ein Nebelfluid verdampft. Mit Hilfe des Lautsprechers kann der Nebelwirbel (10) zu Resonanzschwingungen angeregt werden, deren Schwingungsmuster in dem Nebelwirbel (10) sichtbar ist. Die zweite Nebelquelle (14) erzeugt unmittelbar unterhalb des Deckels (5) eine den gesamten Querschnitt der Wirbelkammer abdeckende Nebelschicht (15). Bei Vorhandensein der Nebelschicht (15) sieht es so aus, als ob der Nebelwirbel wie ein Tornado aus einer Wolkendecke dringt. Dieses Szenario wird von oben oder unten mit den beschriebenen Leuchtmitteln (11, 16) angeleuchtet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist die Wirbelkammer mit Sensoren (23) für physikalische Messgrößen wie Druck, Temperatur Windgeschwindigkeit und Luftfeuchte ausgestattet. Zur Beeinflussung der Stärke des Nebelwirbels ist die Leistung des Lüfters in weiten Grenzen steuerbar. Weiterhin ist die Schale mit einem Becheraufsatz mit Membranboden (18) ausgestattet, der es erlaubt, Flüssigkeiten (19) ohne Kontakt zum Ultraschall-Nebelgerät und ohne Kontakt mit Wasser zu vernebeln. Zusätzlich kann der Nebelwirbel mit Hilfe einer Spaltlichtquelle (16) mit einem schmalen Lichtspalt (17) angestrahlt werden, so dass optische Horizontalquerschnitte (Lichtschnitte) von der Nebelsäule aufgenommen werden können.
4 zeigt die automatische Nachfüllung des Ultraschall-Nebelerzeugers. Hierzu dient ein Wasservorratsbehälter (20), der von einem Halter (21) abgenommen, nachgefüllt, und wieder aufgesetzt werden kann, ohne den laufenden Betrieb des Nebel-Wirblers zu unterbrechen. Der Wasservorrat in der Schale (2) füllt sich nach dem Prinzip kommunizierender Röhren selbständig über den Verbindungsschlauch (22) auf.
In einer weiteren Ausführung gemäß 1 ist die Wirbelkammer so groß ausgeführt, dass man diese betreten kann. In dieser Ausführung können die Auswirkungen des Luftwirbels regelrecht erlebt werden.

Claims

Nebel-Wirbler, insbesondere für die Luftbefeuchtung, mit einer durchsichtigen und mit Leuchtmitteln (11) versehenen Wirbelkammer, die einen einstückigen nahezu rotationssymmetrischen Mantel (1) aufweist, der einen ebenen Lufteintrittsspalt besitzt, der so gestaltet ist, dass er entlang der gesamten Mantelfläche der Wirbelkammer in Richtung der Rotationsachse der Wirbelkammer verläuft und die Luft tangential in die Wirbelkammer eintritt, wobei die Ebene des Lufteintrittsspalts senkrecht zur Mantelfläche der Wirbelkammer am Lufteintrittsspalt verläuft und wobei die Wirbelkammer einen Deckel (5) mit mittiger Luftaustrittsöffnung, in der ein Lüfter (6) angebracht ist, sowie einen Boden (7) aufweist, wobei am Boden der Wirbelkammer ein Ultraschall-Nebelerzeuger (3) angeordnet ist.
Nebel-Wirbler gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein brennbarer Nebel in der Wirbelkammer erzeugt wird, der nach Entzündung einen Flammenwirbel erzeugt.
Nebel-Wirbler gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Deckels (5) eine zusätzliche Nebelquelle (14) angeordnet ist, die unmittelbar unterhalb des Deckels eine den gesamten Querschnitt der Wirbelkammer abdeckende Nebelschicht (15) erzeugt.
Nebel-Wirbler gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mantel (1) der Wirbelkammer ein Lautsprecher (13) angeordnet ist, dessen Schall einen Nebelwirbel (10) zu sichtbaren Resonanzschwingungen anregt.
Nebel-Wirbler gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ultraschall-Nebelerzeuger (3) eine automatisch arbeitende Nachfüllstation (20, 21, 22) zugeordnet ist.
Nebel-Wirbler gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu vernebelnde Flüssigkeit (19) mit einem Becheraufsatz mit Membranboden (18) von einem Umgebungsmedium des Ultraschall-Nebelgeräts (Wasser, 8) getrennt vorgehalten wird.
Nebel-Wirbler gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkammer mit Messfühlern (23) für physikalische Messgrößen wie Druck, Temperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit ausgestattet ist.