DE2840723A1

DE2840723A1 - Aerosolapparat

Info

Publication number: DE2840723A1
Application number: DE19782840723
Authority: DE
Inventors: Margherita Craighero
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-20
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1980-01-03
Also published as: YU221078A; FR2429045A1; IT7883405A0; GB2026347A; CA1122517A; IT1105653B; FR2429045B1; JPS553884A; DE2840723C2; CH631639A5; AT370376B; GB2026347B; ATA645078A; US4301970A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

OPt.-l.NG.

^- /I H. KINKELDEY

~Ι DR-ING

W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

DR PER NAT Ofl_-PwvS.

P. H. JAKOB

DlPL-INa

G. BEZOLD

DR PER NAT

8 MÜNCHEN 22

MAXIMIUANSTRASSE 43

Aerosolapparat

Vorliegende Erfindung besieht sich, auf einen Aerosolapparat für geschlossene Räume, wobei mit dem erfindungsgemäßen Aerosolapparat insbesondere der Zweck verfolgt wird, daß bei der Verspriihung keine Benetzung mit flüssigen Substanzen erfolgt.

Eine korrekte Zerstäubung einer Flüssigkeit ermöglicht die Bildung kleinster Teilchen, die als Tröpfchen bezeichnet werden und die in die Luft gelangen und dort während einer langen Zeitdauer verbleiben.

Obgleich die Tröpfchen innerhalb eines wohldefinierten Größenbereiches liegen, geben sie zu keiner Benetzung der Oberflächen, mit denen sie in Berühung gelangen,' Anlaß und verhindern dadurch die Bildung von Rückstandskondensationen sowohl auf in dem Raum vorhandenen Gegenständen als auch auf Personen.

-2-

909881/0544

TILEFON (OBO) 933809 TELEX Οβ-3β9βΟ TELEGRAMMS MONAPAT TELEKOPIERER

COPY

Dieses Ergebnis ist bei der Zerstäubung allgemein von größter Wichtigkeit, umsomehr dann, wenn die zerstäubten Substanzen giftig sind und in der Atmosphäre nur in einer vorgeschriebenen Konzentration enthalten sin dürfen.

Die zerstäubte flüssige Substanz soll auch deswegen in der Atmosphäre in einer bestimmten Minimalkonzentration vorhanden sein, damit ihre Wirkung optimal ist. Im Falle einer sterilisierenden oder desinfizierenden Substanz muß beispielsweise nicht nur die Saumdesinfektion oder -sterilisation gewährleistet sein, sondern gleichzeitig auch die absolute toxikologische Sicherheit.

Bekanntlich bleiben die Tröpfchen in der gasförmigen Umgebung suspendiert und erfahren eine andauernde und rasche Wirbelbewegung, die sogenannte Braunsche Bewegung. Zur Anregung dieser Erscheinung der Eigenbewegung und folglich der dynamischen Aktivität der Tröpfchen kann eine evtl. elektrostatische Ladung beitragen, welche auch eine Erhöhung der Diffusionsgeschwindigkeit und Haltbarkeit der Suspension zur Folge hat.

Weiter ist bekannt, daß innerhalb gewisser um.äußerst begrenzter Dimensionsbereiche, die daher umso weniger definierbar sind, die zerstäubte Substanz eine äußerst große Berührungsfläche besitzt. Wenn man beispielsweise eine !Flüssigkeitskugel von einem Zentimeter Durchmesser in Be-

2 tracht zieht, so hat diese eine Oberfläche von 3 cm und ein Volumen von etwa o.5 cm . Wenn man dasselbe Volumen entsprechend zerstäubt, so kann es Milliarden von Nebeltröpfchen bilden, die in der Lage sind, wenn sie eng aneinanderliegen, eine Oberfläche von 3 & also zehntausendmal mehr als die Anfahgsflache abzudecken. Dies zeigt, daß die Aktivität einer zerstäubten Flüssigkeit enorm ist und daß die Menge der in der Luft dispergierten Nebeltröpfchen ein Bombardement und folglich eine Zerstörung der die Luft des behandelten Raumes verunreinigenden Mikroflora gewährleistet.

90~9³831/Q54*

Demnach ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines Aerosolapparates zur Zerstäubung von Flüssigkeiten zu Tröpfchen von o.3 - 15 Mikrometern, so daß diese gleichzeitig eine keimtötende Wirkung sowohl in der Luft (hierzu reichen Tröpfchen von 0.5-6 Mikrometer aus) als auch auf Oberflächen (Tröpfchen zwischen 6 und 1o Mikrometer) ausüben können und überdies der den üblichen Sprays gemeinsame Nachteil der "Benetzung^lr vermieden wird.-

Ein weiters Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Aerosolapparates für Flüssigkeiten, der befähigt ist, eine flüssige Lösung in der Gasphase (Luft) von begrenzten Räumen in Form von Tröpfchen mit einem Durchmesser zwischen 0.3 - 15 Mikrometern ohne Änderung der Temperatur der Lösung zu dispergieren.

Weiters ist ein Ziel der Erfindung die elektrostatische Ladung der Tröpfchen mit einer Ladung von beliebigem Vorzeichen.

Schließlich ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Zerstäubung der gewünschten Aerosolflüssigkeit auch in Gegenwart von Menschen.

Der erfindungsgemäße Zerstäuber besteht im wesentlichen aus einem geschlossenen Behälter mit Lufteintrittsöffnungen und v/enigstens einer Ausstoßöffnung für das Gemisch bestehend aus Luft und der zu zerstäubenden Flüssigkeit.

Aus einem Hohlraum wird die zu zerstäubende Flüssigkeit mittels einer geeigneten mechanischen Vorrichtung angesaugt, welche sie in schichtförmigem Zustand auf eine Schleuderscheibe aufbringt, die mit einer ringförmigen Prallwand zusammenwirkt.

Zwischen der ringförmigen Prallwand und der Schleuderscheibe strömt Luft, die durch die genannten Lufteintrittsöffnungen angesaugt wurde. Diese Luft kann vorher filtriert werden.

-4-

9G9881/Q544

Das Luft-Flüssigkeitsgemisch, das entweder durch den mechanischen Aufprall gegen die Prallwand oder durch Anlagerung an die Luft zerstäubt wurde, wird abgeführt und, während die größeren Flüssigkeitsteilchen nicht zuletzt wegen der mechanischen Ausbildung der einzelnen Organe nach unten fallen, werden die verbleibenden Teilchen durch geeignete Filtrations- und Kalibrierungswände in mehreren Stufen in ihrer Größe ausgewählt. ·

Das Aerosolgeraisch kann vor seinem Austritt mit der gewünschten Polarität geladen und zwischen ferromagnetische Platten hindurchgeführt werden.

TJm eine zweckentsprechende Mischung zu garantieren, werden erfindungsgemäß Ablenkleitungen vorgesehen, welche die Mischung in einer Zone sammeln, wo sie sich ausdehnt und beschleunigt wird, so daß sie, wenn sie aus den Ablenkleitungen austritt, gegen Allauf flächen prallt, welche allfällige benetzende Tröpfchen auffangen und in den Kreislauf zurückführen .

Erfindungsgemäß kann am Auslaß ein gespaltener Ring aus verchromtem Kupfer vorgesehen werden, welcher die Funktion einer klimatherapeutischen Ionisierung hat.

Der vorzugsweise am Ende der Austrittsöffnung des Aerosolgemisches angeordnete Ring hat den Zweck, die auf die Ionisierung des Gemisches zurückzuführende Aktivität zu steigern und so dem Gemisch eine besondere klimatherapeutische Rauiawirkung zu geben.

Demnach bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Aerosolapparat zum Zerstäuben von flüssigen Substanzen, wie z.B. steriliesierenden, desinfizierenden, giftigen, balsamartigen oder desodorierenden Flüssigkeiten od.dgl., unter Bildung von Aerosoltröpfchen, der durch einen geschlossenen Behälter mit einer Vielzahl von Lufteintrittsöffnungen und

-5-

909881/054*

wenigstens einer Austrittsföffnung für das Aerosolgemisch, welcher Behälter in seinem unteren Teil einen Flüssigkeitsaufnahmeraum aufweist, in dessen Innerem mechanische Einrichtungen zum Ansaugen und schichtformigen Zentrifugieren der Flüssigkeit, eine ringförmig angeordnete Prallwand, ein -inneren -Behälte^-^ie-lehei-xäi-e--genann t en Luft eintritt so f f nungen mit der genannten Prallwand verbindet, und eine Vielzahl von Einrichtungen zum Filtrieren der Flüssigkeit und Kalibrieren der Tröpfchen in gegenseitiger Zuordnung und Zusairimenwirkung vorgesehen sind, wobei -vorzugsweise Einrichtungen zur elektrostatischen Aufladung des Aerosolgemisches und Einrichtungen zur magnetischen Aufladung des Aerosolgemisches oder Einrichtungen zur Ionisierung desselben vorgesehen sind, gekennzeichnet ist.

Die Erfindung wird unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aerosolapparates im Vertikalschnitt zeigt.

Der Aerosolbehälter 1o hat im dargestellten Fall eine längszylindrische Form, er kann jedoch auch eine beliebige andere Form besitzen. Der Mittelteil 11 des Behälters 1o weist eine Vielzahl von Lufteintrittsöffnungen 12 auf, im Deckel 13 des Behälters 1o ist wenigstens ein Austrittskanal 14 vorgesehen, an detn ggf. ein Richtungs- und Verteilermundstück angebracht werden kann. Der untere Raum 15 dient zur Aufnahme der zu zerstäubenden Flüssigkeit und weist einen Abdeckring 16 auf, der sich, planar auf dem Aufnahmeraum erstreckt und im Zusammenwirken mit radialen Wänden die zu zerstäubende Flüssigkeit im wesentlichen ruhig hält. In der Mitte weist der Raum 15 einen Trennring 17 auf, der dazu beiträgt, die Flüssigkeit ruhig zu halten und mit dem Sumpf 18 für die Sedimentabsetzung zusammenwirkt. Der Raum 15 kann über die Tülle 19 beschickt werden, wobei diese Beschickung aufgrund der Gegenwart der Trennwand 2o auch während des Betriebs erfolgen kann. Die Ent-

-6-9G98B1/0544

fernung evtl. zurückgebliebener Flüssigkeit und der Sedimente erfolgt über den Verschluß 19· Das vorzugsweise durch einen Elektromotor gebildete Antriebsorgan 21 ist im Inneren des Apparates in einer Kammer 22 montiert, die über die Kanäle 23 mit den Lufteintrittsoffnungen 12 verbunden ist, in welche austauschbare Filter 24 einsetzbar sind. Die Kammer 22 weist unten eine ringförmige Sperre 25 für die Führung des Luftstromes und eine ringförmige Prallwand 26 auf. Das mit der Antriebswelle des Elektromotors 21 verbundene Schaufelrad 27 saugt die Luft über die Öffnungen 12 an und schleudert sie gegen die Verbindungswand 29, welche sie zur ringförmigen Prallwand 26 leitet. Das sich fortschreitend erweiternde Saugrohr 3o verläuft koaxial zum Schaufelrad 27 und ist mit diesem fest verbunden. Dieses Rohr wirkt über die Kanäle 31 mit der Oberfläche der Zentrifugenscheibe 32 zusammen, welche ihrerseits der ringförmigen Prallwand 26 zugeordnet ist. Aufgrund seiner Ausbildung verdrängt das Rohr 3o auf seiner Innenwand die in 15 enthaltene Flüssigkeit nach oben. Die Wände für die Filtrierung und fortschreitende Kalibrierung der Tröpfchen 33» 133 dienen dazu, den Größenbereich der Tröpfchen fortschreitend auszuwählen, wobei diese Wände in beliebiger Anzahl vorhanden sein oder auch fehlen können, wenn es bestimmte Forderungen verlangen. Vorzugsweise sind die Wände 33 in einer Anzahl von zwei bis sechs, insbesondere vier, und die Wände 133 in einer Anzahl von eins bis fünf, insbesondere drei, vorhanden, wobei die Wände 33 ohne besondere Halterungen eingesetzt werden, wogegen die Wände 133 auf 45 aufgeschraubt werden. Vorzugsweise werden Filtereinsätze, die im Handel unter der Bezeichnung Kalibrierfilter erhältlich sind, eingesetzt, der letzte Einsatz 133 kann ggf. aus einer perforierten, permanent magnetisierten Gummiplatte, die unter dem Warennamen Ferriflex bekannt ist oder aus einem analogen Material bestehen, welches die Aufgabe hat, das Aerosolgemisch zu magnetisieren. Die Rückhaitesperre 34 verhindert den freien Durchtritt des aus den Tröpfchen und der Luft bestehenden Gemisches. Die Leitrohre 35 nehmen mit der in der Nähe der Sperre 34 befindlichen Öffnung die Mischung auf, beschleunigen sie und

-7-

stoßen sie aus der Mündung 37 in der ETähe der Wand des Deckels aus. Der ringförmige Ablenkanschluß 38 bringt das Gemisch neuerlich von der Peripherie in die Mitte des Apparates und weiter zur Schale 39, welche eine Abzugsöffnung 4o für die Abfuhr von evtl. in ihr und auf der Sperre 34- gebildeten Kondensflüssigkeit aufweist. Über die Austrittsöffnung 41 gelangt das Gemisch in die Expansionskammer 42, in welcher die Geschwindigkeit des Gemisches herabgestzt wird und sich evtl. vorhandene benetzende Tröpfchen absetzen können. In der Kammer 42 können Einsätze 43 vorgesehen sein, um den Tröpfchen eine elektrostatische Ladung mit beliebigem Vorzeichen zu erteilen.

Ggf. kann das den Behälter 1o bildende Material ein dielektrisches Material mit schwacher elektrostatischer Affinität sein, welches befähigt ist, der an ihm vorbeistreichenden Aerosolmischung eine gewünschte elektrostatische Ladung mitzugeben.

Wenn der Motor 21 läuft, so wird durch das Schaufelrad 27 die bei 24 filtrierte Luft durch die Kanäle 12 angesaugt. Die angesaugte Luft strömt um den Motor herum nach unten und gelangt zum Schauielrad 27, von wo aus sie gegen die Verbindungswand 29 und sodann gegen die Prallwand 26 und auf die Zentrifugierscheibe 32 geschleudert v/ird, wo sie mit dem durch diese Scheibe bewirkten schichtförmigen Flüssigkeitsstrom in Berührung gelangt. Dabei wird zugleich mit der Zerstäubung der Flüssigkeit an der Prallwand 26 ein Luft-Flüssigkeitsnebel erzeugt. Iin Verlauf seines Weges nach oben zum Auslaß 14 trifft dieses Gemisch auf eine Vielzahl von Filtern 33 - 133, durch welche fortschreitend die Tröpfchen in Abhängigkeit von ihrem Durchmesser sortiert werden.

Von der durch den Mittelteil des Behälters 11 gebildeten oberen Kammer aus tritt die Mischung in die Leitrohre 35 ein, aus welchen sie gegen die Innenwand des Deckel 13 geschleudert wird. Dabei dehnt sich die Mischung wieder aus, wird langsamer und strömt zwischen dem Ablenkanschluß 38 und der Schale 39, bevor es zum Auslaß 41 gelangt. Nach dem Austritt

909881/0544

aus diesem wird das Gemisch wieder langsamer und dehnt sich in der Kammer 42 aus, bevor es den Apparat durch den Kanal verläßt. Beim Austritt aus dem Kanal 14 wird die Luft durch den ggf. eingesetzten Ring 44 behandelt, der dazu dient, die Luft zu inoisieren.

Der am Ende der Ausmündung 14 angebrachte Ring 44 hat den Zweck, die ionisierende Wirkung des Gemisches zu verstärken und somit dem Gemisch eine klimatotherapeutische Raumwirkung zu verleihen.

Der Ring 44 besitzt einen vollen Einschnitt und wird in einem Winkel eingesetzt, der durch den magnetischen ITordpol und deni vollen Einschnitt bestimmt ist. Vorzugsweise besteht der Ring 44 aus Kupfer, insbesondere aus verchromtem Kupfer. Der Winkel zwischen dem magnetischen Nordpol und dem vollen Einschnitt hängt von der behandelten Flüssigkeit ab.

Vor ihrem Austritt kann das Aerosolgemisch wie oben erwähnt elektrostatisch und / oder magnetisch aufgeladen werden.

Die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates kann in vMer Hinsicht abgeändert werden, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Beispielsweise ist es möglich, die Scheibe für die Schichtenzentrifugierung becherförmig auszubilden, in den Expansionskammern Zwischenwände anzuordnen usw..

909881/0544

Leerseite

Claims

1.)Aerosolapparat zum Zerstäuben von flüssigen Substanzen, wie z.B. sterilisierenden, desinfizierenden, giftigen, balsamartigen oder desodorierenden Flüssigkeiten od.dgl. unter Bildung von Aerosoltröpfehe, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Behälter mit einer Vielzahl von Lufteintrittsöffnungen und wenigstens einer Austrittsöffnung für das Aerosolgemisch, welcher in seinem unteren Teil einen Flüssigkeitsäufnahmeraum aufweist, in dessen Innerem mechanische Einrichtungen zum Ansaugen und schichtförmigen Zentrifugieren der Flüssigkeit, eine ringförmig angeordnete Prallwand, ein innerer Behälter, welcher die genannten Lufteintrittsöffnungen mit der genannten Prallwand verbindet, und eine Vielzahl von Einrichtungen zum Filtrieren der Flüssigkeit und Kalibrieren der Tröpfchen in gegenseitiger Zuordnung und Zusammenwirkung vorgesehen sind, wobei vorzugsweise Einrichtungen zur elektrostatischen Aufladung des Aerosolgemisches und .Einrichtungen zur magnetischen Aufladung des Aerosolgemisches oder Einrichtungen zur Ionisierung desselben vorgesehen sind.

—2—
909881/0544

telefon (oat») asssea

TELEX O5-3S38O

TELBQRAMME MONAPAT

TELEKQPIETtSR

ORIGINAL INSPECTED

284Q723

2. Aerosolapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die mechanischen Einrichtungen zum Ansaugen und schichtförmigen Zentrifugieren der Flüssigkeit aus einem rotierenden, sich fortschreitend erweiterenden Rohr (3o) bestehen, dessen unterer, in die zu zerstäubende Flüssigkeit eintauchender Teil den kleinsten Durchmesser besitzt und dessen oberer, mit einer rotierenden Schichtbildungsscheibe 32 in Verbindung stehender Teil den größten Durchmesser besitzt, wobei Verbindungsöffnungen (3Ό zwischen dem Inneren des Ansaugrohres (3o) und der freien Oberfläche der Schichtbildungsscheibe (32) vorgesehen sind.

3. Aerosolapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die mechanischen Einrichtungen zum Ansaugen von Luft aus einem Schaufelrad (27) mit Saug- und Zentriefugierschaufeln (28) bestehen, wobei die mechanischen Einrichtungen zum Ansaugen von Luft zu den mechanischen Einrichtungen zum Ansaugen und schichtförmigen Zentrifugieren der Flüssigkeit koaxial zu einer Prallwand (26) liegen, die eine der rotierenden Schichtbildungsscheibe (32) zugeordnete ringförmige Ablenkwand (29) aufweist.

4-. Aerosolapparat nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet , daß der innere Behälter (22) oben Verbindungskanäle (23) für die Lufteintrittsoffnungen (12) aufweist und mit der Prallwand (26) verbunden ist, wobei dem Schaufelrad (27) zwischen diesem und den Lufteintrittsoffnungen ( eine ringförmige Strömungsleitwand zugeordnet ist«,

5- Aerosolapparat nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Filtrieren der Flüss^eit und zum Kalibrieren der Tröpfchen aus einer Vielzahl von Filterwänden (33-133) zur fortschreitenden und gegen den Auslaß (14-) hin selektiveren Kalibrierung bestehen .

-3-

909881/0544

6. Aerosolapparat nach, einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet , daß der Weg des Aerosolgemi6ch.es durch eine Rückhaltesperre (34) gesperrt ist, die von wenigstens einen geformten Leitrohr (35) mit .Eintrittssöffnung (36) in der Nähe der Sperre (34) und Austrittsöffnung (37) in der Nähe einer vertikalen oder annähernd vertikalen Wand durchsetzt ist, wobei die Sperre (3*0 für den Abzug der Kondensflüssigkeit vorzugsweise durchbrochen (4o) ist.

7. Aerosolapparat nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Weg des Aerosolgemisches wenigstens ein ringförmiger Ablenkanschluß (38) vorgesehen ist, der mit einer Schale (39) zusammenwirkt, die für den Abzug der Kondensflüssigkeit vorzugsweise durchbrochen (4o) ist.

8. Aerosolapparat nach einem der Ansprüche 1 - 7» dadurch gekenneeich.net , daß in der Nähe des Auslasses des Aerosolapparates ein in Bezug auf den magnetischen Nordpol orientierter und vorzugsweise aus Kupfer bestehender, gespaltener Ring (44) vorgesehen ist.

9. Aerosolapparat nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Magnetisierung des Aerosolgemisches vorgesehen sind.

1o. Aerosolapparat nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur elektrostatischen Aufladung des Aerosolgemisches vorgesehen sind.

909881/Q544