DE4231480A1

DE4231480A1 - Prodn. of stable mists e.g. air-water mists for visible tagging of air flows - by feeding to mixing region vapour obtd. from evaporator continuously supplied with liq., and into cooling region, cooled gas

Info

Publication number: DE4231480A1
Application number: DE4231480A
Authority: DE
Inventors: Thomas Von Dipl Ing Kahlden; Michael Kilgus; Kurt Jacob
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-20
Filing date: 1992-09-20
Publication date: 1993-04-15

Abstract

Low contamination mist is produced by feeding to a mixing region vapour produced from an evaporator continuously supplied with liq., and cooled gas produced by this device by continuously introducing gas into a cooling section. Vapour condenses in the cold gas and so discharges the mixt. as mist at the outlet from the mixing region. Pref. electric heated evaporator unit is fed pure water from a reservoir via a metering pump/valve (5); simultaneously, an oil-free compressor, etc. feeds air which is filtered before forming to a buffer tank with condensate drain and re-filtering. Air flow is regulated by valve and passes through a bath of liq. N2 contained in a Dewar flask; the bath contg. a condensate tray. Cold air and steam from the evaporator flow along a mixing tube to form a mist cloud which is discharged via duct to be used as tracer material; excess condensn. is pptd. and returned to the evaporator via drain. USE/ADVANTAGE - Visible tagging of air currents for the testing/commissioning of pharmaceutical or electronics type clean-rooms etc. with reduced contamination from deposition of the tagging agent in the clean environment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von kontaminationsarmem Nebel. Sie findet ihre besondere Bedeutung auf dem Gebiet der Reinraumtechnik.The invention relates to a method and an apparatus for generating low contamination fog. It finds its special meaning in the field of Clean room technology.

Reinräume sind Räume und Bereiche, die gegenüber der Umgebung staubärmer sind, z. B. Operationssäle, Fertigungsstätten der Pharmaindustrie oder der Elektronikindustrie zur Herstellung von Halbleitern. Definitionen und Abnahmeprozeduren der Reinraumtechnik sind in Richtlinien des VDI beschrieben.Cleanrooms are rooms and areas that are less dusty than the environment, e.g. B. operating rooms, manufacturing facilities in the pharmaceutical industry or Electronics industry for the production of semiconductors. Definitions and Acceptance procedures for clean room technology are described in the VDI guidelines.

Die Schaffung der Staubfreiheit in Reinräumen geschieht mittels der Filtration von Luft, die in die entsprechenden Räume eingeblasen wird. Somit herrscht in den Reinräumen, insbesondere in Abhängigkeit von der Reinheitsklasse, eine mehr oder weniger kontinuierliche Strömung, die nur mit Meßgeräten quantitativ erfaßbar ist. In vielen Fällen ist es jedoch erforderlich, die qualitativen Strömungsverhältnisse zu beurteilen. Hierzu sollten die Luftströmungen sichtbar gemacht werden können.The creation of dust-free in clean rooms is done by the filtration of Air that is blown into the corresponding rooms. Thus there prevails in the Cleanrooms, especially depending on the cleanliness class, one more or less continuous flow, which can only be quantified with measuring instruments. In in many cases, however, it is necessary to consider the qualitative flow conditions judge. For this purpose, the air flows should be made visible.

Bei der Strömungssichtbarmachung in Reinräumen darf nur so wenig wie möglich Kontamination, so z. B. luftgetragene Tröpfchen oder Feststoffe, in den Raum eingebracht werden. Alle in der Luft befindlichen Verunreinigungen können sich auf Oberflächen im Reinraum niederschlagen, was nicht erwünscht ist.When making the flow visible in cleanrooms, only as little as possible Contamination, e.g. B. airborne droplets or solids in the room be introduced. All airborne contaminants can accumulate Knock down surfaces in the clean room, which is not desirable.

Bisher angewandte Verfahren und Vorrichtungen zur Strömungssichtbarmachung beruhen darauf, einen feinen Nebel zu erzeugen, der sich entsprechend den Strömungsverhältnissen im Raum verteilt und so die Beurteilung dieser Strömungsverhältnisse ermöglicht.Previously used methods and devices for flow visualization rely on creating a fine mist that matches the Flow conditions distributed in the room and so the assessment of this Flow conditions enabled.

Bekannt ist z. B. ein Gerät, das unter Ausnutzung von Ultraschall Wasser vernebelt. Versuche mit diesem Gerät haben jedoch ergeben, das dabei eine große Wassermenge in den Reinraum eingetragen wird, was insbesondere im Zusammenhang mit der Pharmazie-Technik nicht erwünscht ist.Is known for. B. a device that nebulizes water using ultrasound. However, tests with this device have shown that there is a large amount of water is entered in the clean room, which is particularly in connection with the Pharmaceutical technology is not desirable.

Aus der US-PS 47 71 608 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Nebel bekannt, bei der in einem großen erhitzten Behälter Dampf erzeugt wird, der über eine Leitung in einen Behälter mit flüssigem Kältemittel gelangt, über die freiliegende Oberfläche des Kältemittels geleitet wird und sich dabei in einen Nebel umwandelt, der Wassertröpfchen enthält. Die Nebelerzeugung kann dabei durch mehr oder weniger weites Einschieben eines Dampfabgaberohrs in den Kältemittelbehälter in der Weise beeinflußt werden, daß sich der Abstand des Dampfaustritts aus dem Rohr zur Kältemitteloberfläche ändert. Zusätzlich ist auch noch ein Regelventil in der Dampfleitung vorgesehen.From US-PS 47 71 608 a device for generating fog is known in the steam is generated in a large heated container, which is fed in via a line a container with liquid refrigerant passes over the exposed surface of the Is directed refrigerant and thereby transforms into a mist that Contains water droplets. The smoke generation can be done by more or less inserting a steam discharge pipe into the refrigerant tank as far as possible be influenced that the distance of the steam outlet from the pipe to Refrigerant surface changes. In addition, there is also a control valve in the Steam line provided.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung von kontaminationsarmem Nebel anzugeben, wobei die Verbesserungen insbesondere die Voraussetzungen zur Erfüllung der nachstehenden Forderungen bieten sollen:Based on this state of the art, the aim of the invention is an improved Method and an improved device for producing low-contamination Specify fog, the improvements in particular the requirements for To meet the following requirements:

a) Good controllability of the temperature, the amount and the consistency of the generated fog;
b) The temperature of the generated fog should in particular Room temperature adjustable;
c) As little contamination as possible should be entered with the fog will.

Die gestellte Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den im Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den im Anspruch 30 angegebenen Mitteln gelöst. Die Unteransprüche geben jeweils weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung an.The task is performed with respect to the method in claim 1 and solved with respect to the device with the means specified in claim 30. The subclaims each give further refinements of the invention Method and the device according to the invention.

Das besondere Charakteristikum der Erfindung gegenüber dem oben angeführten Stand der Technik liegt darin, daß der aus kontinuierlich zugeführter Flüssigkeit erzeugte Dampf in einer Mischstrecke mit einem Kaltgas zusammengeführt wird. Es ergeben sich daraus vielfältige, in den Unteransprüchen näher angegebene Regelungsmöglichkeiten zur Beeinflussung des Dampfes, des Kaltgases und des sich in der Mischstrecke aufgrund der Kondensation des Dampfes bildenden Nebels.The special characteristic of the invention compared to the above State of the art is that of continuously supplied liquid generated steam is combined in a mixing section with a cold gas. It this results in diverse, specified in the subclaims Control options for influencing the steam, the cold gas and the in the mixing section due to the condensation of the vapor forming vapor.

Nachstehend wird die Erfindung hinsichtlich des Verfahrens und der Vorrichtung im Rahmen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei ist auf die Zeichnung Bezug genommen, die eine Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung zeigt, und zwarBelow, the invention with respect to the method and the device in Framework of exemplary embodiments explained in more detail. It is on the drawing Reference made a device according to the invention in schematic Representation shows, namely

Fig. 1 im Rahmen eines ersten und Fig. 1 in the context of a first and

Fig. 2 im Rahmen eines zweiten Ausführungsbeispiels. Fig. 2 in the context of a second embodiment.

Mit 1 ist in Fig. 1 ein Verdampfer dargestellt. Er kann zur Umgebung offen sein, so daß ein Überdruckventil nicht unbedingt erforderlich ist. Der Dampf kann auf irgendeine Art gewonnen werden. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird Dampf durch Erhitzen von Wasser mittels dem Verdampfer 1 zugeführter elektrischer Energie erzeugt. 1 1, an evaporator is illustrated in Fig.. It can be open to the environment so that a pressure relief valve is not absolutely necessary. The steam can be obtained in any way. In the exemplary embodiment described here, steam is generated by heating water by means of electrical energy supplied by the evaporator 1 .

Aus dem Verdampfer 1 führt im wesentlichen senkrecht nach oben ein Dampfführrohr 2, an dessen Ende der erzeugte Dampf in die Mischstrecke 3 abgegeben wird. Der Verdampfer 1 ist über einen Wasserzulauf mit einem Reinstwasser enthaltenden Vorratsbehälter 4 verbunden. Die Regelung der im Verdampfer 1 erzeugten Dampfmenge erfolgt durch Regelung einer im Wasserzulauf angeordneten Pumpe 5. Alternativ kann anstelle der Pumpe 5 im Wasserzulauf auch ein Ventil vorgesehen sein, dem das Wasser aufgrund der Schwerkraft aus dem höher gelegenen Vorratsbehälter zufließt. In diesem Fall erfolgt die Regelung der Dampfmenge durch Regelung des Wasserdurchflusses mit Hilfe des Ventils. Die Oberflächentemperatur T₁ des Verdampfers 1 wird in beiden Fällen auf einem solchen Niveau gehalten, daß das Wasser sowohl bei niedriger als auch bei hoher Wasserzufuhr sofort verdampft. A vapor guide tube 2 leads from the evaporator 1 essentially vertically upwards, at the end of which the steam generated is discharged into the mixing section 3 . The evaporator 1 is connected via a water inlet to a storage container 4 containing ultrapure water. The amount of steam generated in the evaporator 1 is regulated by regulating a pump 5 arranged in the water inlet. Alternatively, instead of the pump 5 , a valve can also be provided in the water inlet, to which the water flows due to gravity from the reservoir located higher up. In this case, the amount of steam is regulated by regulating the water flow with the help of the valve. In both cases, the surface temperature T _{1 of} the evaporator 1 is kept at such a level that the water evaporates immediately both when the water supply is low and when it is high.

Für die Kondensation des Dampfes in der Mischstrecke 3 wird ein Kaltgas benötigt. Dieses wird dadurch gewonnen, daß ein Verdichter 6, der z. B. ein ölfreier Kompressor oder ein Ventilator sein kann, aus der Umgebung Luft ansaugt. Diese wird nach dem Verdichteraustritt durch ein erstes Aerosolfilter 7 in einen Vorrats- oder Pufferbehälter 8 geleitet. Dieser Behälter ist mit einem Kondensatablaß 9 und aus Sicherheitsgründen auch mit einem Überdruckventil 10 ausgestattet. Zur Verbesserung der Aerosolreinheit der aus dem Vorratsbehälter 8 ausströmenden Luft wird diese in einem zweiten Filter 11 nochmals gefiltert.A cold gas is required for the condensation of the steam in the mixing section 3 . This is obtained in that a compressor 6 , the z. B. can be an oil-free compressor or a fan, sucks air from the environment. After the compressor emerges, this is passed through a first aerosol filter 7 into a storage or buffer container 8 . This container is equipped with a condensate drain 9 and for safety reasons also with a pressure relief valve 10 . In order to improve the aerosol purity of the air flowing out of the storage container 8 , it is filtered again in a second filter 11 .

Zur Regelung des Gasdurchflusses und damit der Kaltgaszufuhr zur Mischstrecke 3 ist ein elektrisch geregeltes Ventil 12 vorgesehen, daß z. B. in der Gasleitung zwischen dem Vorratsbehälter 8 und dem zweiten Filter 11 angeordnet sein kann. Die mit dem Ventil 12 zu regulierende Gasmenge richtet sich zum einen nach der gewünschten Temperatur T₂ des aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung austretenden Nebels und zum anderen nach der benötigten Nebelmenge. Ist die Nebeltemperatur T₂ zu hoch, wird mehr Luft zugeführt und umgekehrt. Aufgrund dieser Gasmengenregelung kann der Verdampfer 1 vorteilhaft immer im selben Betriebspunkt arbeiten.To regulate the gas flow and thus the cold gas supply to the mixing section 3 , an electrically controlled valve 12 is provided that z. B. can be arranged in the gas line between the reservoir 8 and the second filter 11 . The amount of gas to be regulated with the valve 12 depends on the one hand on the desired temperature T ₂ of the mist emerging from the device according to the invention and on the other hand on the amount of mist required. If the fog temperature T _{2 is} too high, more air is supplied and vice versa. Because of this gas quantity control, the evaporator 1 can advantageously always work at the same operating point.

Wie oben ausgeführt, kann zwar zur Beeinflussung des erzeugten Nebels auch die Dampfzufuhr zur Mischstrecke 3 geregelt werden, die Regelung der Luftmenge bietet jedoch den Vorteil, mit einer geringeren Totzeit behaftet zu sein als die Regelung der Dampfmenge. Grundsätzlich besteht aber die Möglichkeit, sowohl die Gas- als auch die Dampfzufuhr oder auch nur die Dampfzufuhr zur Mischstrecke 3 zu regeln.As stated above, the steam supply to the mixing section 3 can also be regulated to influence the generated mist, but the regulation of the air quantity offers the advantage of being less dead-time than the regulation of the steam quantity. Basically, however, there is the possibility of regulating both the gas and the steam supply or even the steam supply to the mixing section 3 .

Die Abkühlung der gefilterten Luft erfolgt durch ihre Einleitung in eine kalte, in einem Dewargefäß 14 aufgenommene Flüssigkeit 13, die z. B. flüssiger Stickstoff sein kann. Zweckmäßig ist jedoch, die Luft vorher zu trocknen. Hierzu passiert sie eine Kühlfalle 15, in der ihr ein hoher Prozentsatz Feuchtigkeit entzogen wird. Die Kühlfalle befindet sich, wie die Zeichnung zeigt, innerhalb des Dewargefäßes 14 und wird von dem flüssigen Stickstoff 13 gekühlt. Ist die Kühlfalle 15 durch Vereisung von der aus der Luft abgeschiedenen Feuchtigkeit gesättigt, wird sie aus dem Dewargefäß 14 herausgezogen und durch Einstecken einer zweiten ersetzt. Alternativ zur Kühlfalle 15 könnte die Luft auch durch eine Adsorptionstrocknung geleitet werden. In jedem Fall bietet der Einsatz einer Entfeuchtung aber den Vorteil, daß die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit nicht den als Kältemittel verwendeten flüssigen Stickstoff 13 vereist, was eine regelmäßige Enteisung des Dewargefäßes 14 erfordern würde.The cooling of the filtered air takes place by introducing it into a cold liquid 13 taken up in a dewar 14 which, for. B. can be liquid nitrogen. However, it is advisable to dry the air beforehand. To do this, it passes through a cold trap 15 , in which a high percentage of moisture is extracted. The cold trap is, as the drawing shows, inside the dewar 14 and is cooled by the liquid nitrogen 13 . If the cold trap 15 is saturated by the moisture separated from the air by icing, it is pulled out of the dewar 14 and replaced by inserting a second one. As an alternative to the cold trap 15 , the air could also be passed through an adsorption dryer. In any case, the use of a dehumidifier has the advantage that the moisture contained in the air does not freeze the liquid nitrogen 13 used as the refrigerant, which would require regular defrosting of the dewar 14 .

Alternativ zur bisher beschriebenen Gaszufuhr mittels des aus der Umgebung Luft ansaugenden Verdichters 6 besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, aus einem Gasdruckbehälter oder einem Gasversorgungssystem hochreines und trockenes Gas zu entnehmen und direkt in den flüssigen Stickstoff 13 in dem Dewargefäß 14 einzuleiten. Eine vorherige Gasentfeuchtung erübrigte sich dann.As an alternative to the previously described gas supply by means of the compressor 6 , which draws in air from the environment, there is also the possibility within the scope of the invention of removing highly pure and dry gas from a gas pressure vessel or a gas supply system and introducing it directly into the liquid nitrogen 13 in the dewar 14 . A previous gas dehumidification was then unnecessary.

Aus der Kühlfalle 15 gelangt die nun trockene und gefilterte Luft in ein Gaszuführrohr 16, das in den flüssigen Stickstoff 13 eintaucht und in diesem frei endet. Aus dem Ende des Gaszuführrohrs 16 strömt die Luft über mehrere Öffnungen in den flüssigen Stickstoff 13 aus. Um eine möglichst starke Abkühlung zu erreichen, soll die Gasaustrittsstelle so tief wie möglich unter der Oberfläche des flüssigen Stickstoffs 13 liegen. Aufgrund der Mehrzahl von Öffnungen am Ende des Gaszuführrohrs 16 bilden sich kleine Gasblasen, die eine tiefere Temperatur annehmen als große.From the cold trap 15 , the now dry and filtered air passes into a gas feed pipe 16 which is immersed in the liquid nitrogen 13 and ends freely in it. The air flows out of the end of the gas supply pipe 16 into the liquid nitrogen 13 via a plurality of openings. In order to achieve the greatest possible cooling, the gas outlet point should be as deep as possible below the surface of the liquid nitrogen 13 . Due to the plurality of openings at the end of the gas supply pipe 16 , small gas bubbles are formed which have a lower temperature than large ones.

Die gekühlte Luft tritt an der Oberfläche des flüssigen Stickstoffs 13 aus und wird über die in der Zeichnung dargestellte Gasaustragsleitung 19 aus dem Dewargefaß 14 zur Mischstrecke 3 geleitet.The cooled air emerges from the surface of the liquid nitrogen 13 and is passed from the dewar 14 to the mixing section 3 via the gas discharge line 19 shown in the drawing.

Zum verstärkten Austrag abgekühlten Gases kann mit einem regelbaren Ventilator 20 ein zusätzlicher Luftstrom in das Dewargefäß 14 eingeleitet und auf die Oberfläche des flüssigen Stickstoffs aufgeblasen werden. Diese Luft kühlt sich an der Oberfläche des flüssigen Stickstoffs ab, jedoch nicht soweit wie die über das Gaszuführrohr 16 eingebrachte Luft. Der zusätzliche Luftstrom mischt sich in der Gasaustragsleitung 19 mit der übrigen Luft und gelangt mit dieser zur Mischstrecke 3.For increased discharge of cooled gas, an additional air flow can be introduced into the dewar 14 with a controllable fan 20 and inflated onto the surface of the liquid nitrogen. This air cools on the surface of the liquid nitrogen, but not as far as the air introduced via the gas supply pipe 16 . The additional air flow mixes in the gas discharge line 19 with the rest of the air and with it reaches the mixing section 3 .

Nicht immer wird der zusätzliche Luftstrom erforderlich sein, er ist aber dann von Vorteil, wenn in bestimmten Anwendungsfällen der Volumenstrom des aus der Vorrichtung hinter der Mischstrecke 3 austretenden Nebels bei alleiniger Verwendung des vom Verdichter 6 erzeugten Luftstroms zu gering wäre. Über den zusätzlichen, mit dem regelbaren Ventilator 20 erzeugten Luftstrom läßt sich überdies der gesamte Kaltluftstrom besser regeln.The additional air flow will not always be necessary, but it is advantageous if, in certain applications, the volume flow of the mist emerging from the device behind the mixing section 3 would be too low if only the air flow generated by the compressor 6 were used . In addition, the entire cold air flow can be better regulated via the additional air flow generated with the controllable fan 20 .

Der in Fig. 1 dargestellte Deckel 17 des Dewargefäßes 14 ist mit einer Einfüllöffnung für den flüssigen Stickstoff 13, einer Halterung für die Kühlfalle 15 und mit einer Durchführung für die Gasaustragsleitung 19 versehen.The lid 17 of the dewar 14 shown in FIG. 1 is provided with a filling opening for the liquid nitrogen 13 , a holder for the cold trap 15 and a passage for the gas discharge line 19 .

Das kalte Gas wird in der Mischstrecke 3 mit dem aus dem Dampfführrohr 2 austretenden Dampf zusammengeführt. Dabei kondensiert der Dampf. Es bildet sich ein über den gesamten Querschnitt der an die Mischstrecke 3 anschließenden Rohrführung 22 verteilter Nebel der entsprechend geregelten Temperatur T₂. Statt einer Rohrführung 22 kann selbstverständlich auch ein Schlauch vorgesehen sein, über den der erzeugte Nebel zum gewünschten Ort der Strömungssichtbarmachung gelangt.The cold gas is combined in the mixing section 3 with the steam emerging from the steam feed pipe 2 . The steam condenses. A mist of the correspondingly regulated temperature T ₂ is formed which is distributed over the entire cross section of the pipe guide 22 adjoining the mixing section 3 . Instead of a pipe guide 22 , a hose can of course also be provided, through which the generated mist reaches the desired location for the flow visualization.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist im Bereich der Mischstrecke eine Kondensatabführung 23 vorgesehen, über die in der Mischstrecke 3 sich bildende Wassertropfen in den Vorratsbehälter 4 zurückgeführt werden.As can be seen in FIG. 1, a condensate drain 23 is provided in the area of the mixing section, via which water drops forming in the mixing section 3 are returned to the storage container 4 .

Mit Bezug auf Fig. 2 wird die Erfindung nachstehend im Rahmen eines zweiten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel haben.With reference to FIG. 2, the invention is explained in more detail below in the context of a second embodiment, wherein like reference characters have the same meaning as in the previously described embodiment.

Die Erzeugung des Dampfes und seine Zufuhr zur Mischstrecke 3 erfolgt unverändert. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel. The steam is generated and supplied to the mixing section 3 unchanged. As in the first embodiment.

Unterschiedlich ist jedoch die Erzeugung und die Zufuhr des Kaltgases, das dadurch gewonnen wird, daß ein Kältvergaser 25 im Dewargefaß 14 aufgenommenen flüssigen Stickstoff, in den der Kältvergaser 25 eintaucht, in die Gasphase überführt. Der Kaltvergaser 25 besteht aus Metall, dessen Oberfläche mit einem elektrischen Heizdraht versehen ist.What is different, however, is the generation and supply of the cold gas, which is obtained by converting a cold gasifier 25 into the gas phase in the liquid nitrogen taken up in the dewar vessel 14 , into which the cold gasifier 25 is immersed. The cold gasifier 25 is made of metal, the surface of which is provided with an electric heating wire.

Durch Einbringen elektrischer Energie in den Heizdraht erwärmt dieser das Metall und der flüssige Stickstoff vergast.By introducing electrical energy into the heating wire, it heats the metal and the liquid nitrogen gasifies.

Über eine Öffnung im Deckel 17 des Dewargefäßes wird der gasförmige Stickstoff in ein Führungsrohr 26 eingeleitet.The gaseous nitrogen is introduced into a guide tube 26 via an opening in the lid 17 of the dewar.

Mit Hilfe eines Ventilators 28 wird Luft aus der Umgebung, zum Beispiel aus dem Reinraum, dessen Strömungsverhältnisse untersucht werden sollen, in die Luftzuführleitung 29 eingeleitet, mit dem aus dem Führungsrohr 26 austretenden kalten Stickstoff in Gasphase zusammengeführt und bei 27 gemischt.With the aid of a fan 28 , air from the environment, for example from the clean room, the flow conditions of which are to be investigated, is introduced into the air supply line 29 , is combined with the cold nitrogen emerging from the guide tube 26 in the gas phase and mixed at 27 .

Das kalte Gasgemisch gelangt danach, insbesondere aufgrund der Förderwirkung des Ventilators 28, zur Mischstrecke 3, in der es zur Nebelbildung mit dem heißen Dampf zusammengeführt wird.The cold gas mixture then reaches the mixing section 3 , in particular due to the conveying action of the fan 28 , in which it is combined with the hot steam to form fog.

Diese Art der Kaltgaserzeugung bietet die Möglichkeit, durch Regelung der Heizleistung des Kaltvergasers 25 direkt die Menge des gasförmigen Stickstoffs und damit die Temperatur des der Mischstrecke 3 zugeleiteten Kaltgasgemisches zu beeinflussen.This type of cold gas generation offers the possibility of directly influencing the amount of gaseous nitrogen and thus the temperature of the cold gas mixture fed to the mixing section 3 by regulating the heating power of the cold gasifier 25 .

Überdies kann die Temperatur und die Menge des von der Mischstelle 27 abgeführten Kaltgasgemisches zusätzlich oder auch allein durch eine Beeinflussung des Ventilators 28 geregelt werden.In addition, the temperature and the amount of the cold gas mixture discharged from the mixing point 27 can be regulated additionally or solely by influencing the fan 28 .

Das Verfahren und die Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel bieten gegenüber dem zuerst erläuterten Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß mit dem Einleiten von Luft in die kalte Flüssigkeit einhergehende, bzw. beim Aufblasen von Außenluft auf die Oberfläche der kalten Flüssigkeit auftretende Eisbildung nicht erfolgen kann.Offer the method and the device according to the second embodiment Compared to the first embodiment, the advantage that Introducing air into the cold liquid, or when inflating Outside air does not form ice on the surface of the cold liquid can be done.

Dafür ist allerdings der Verbrauch von flüssigem Stickstoff, der in die Gasphase zu überführen ist, in Kauf zu nehmen.However, this is due to the consumption of liquid nitrogen in the gas phase conviction is to be accepted.

Wie dargelegt, erfolgt die Nebelerzeugung nach der Erfindung durch Mischen von Kältgas mit Heißdampf in einer Mischstrecke. Aufbauend auf diesem Prinzip ermöglicht die Erfindung eine einfach aufgebaute und zuverlässig arbeitende Vorrichtung und ein einfach durchführbares Verfahren, das eine Vielzahl von Regelungsmöglichkeiten zur Beeinflussung des erzeugten Nebels bietet.As stated, the mist generation according to the invention is carried out by mixing Refrigerant gas with superheated steam in a mixing section. Building on this principle The invention enables a simply constructed and reliable working Device and an easy to carry out process that a variety of Offers control options for influencing the generated fog.

Insgesamt sind damit aufgrund der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Möglichkeiten zum Sichtbarmachen von Strömungen, insbesondere in Reinräumen, gegeben.Overall, this is due to the invention compared to the prior art improved ways of making currents visible, especially in Given clean rooms.

BezugszeichenlisteReference list

1 Verdampfer
2 Dampfführrohr
3 Mischstrecke
4 Vorratsbehälter
5 Pumpe
6 Verdichter
7 erstes Aerosolfilter
8 Vorrats- oder Pufferbehälter
9 Kondensatablaß
10 Überdruckventil
11 zweites Filter
12 elektrisch regelbares Ventil
13 kalte Flüssigkeit
14 Dewargefäß
15 Kühlfalle
16 Gaszuführrohr
17 Deckel
19 Gasaustragsleitung
20 regelbarer Ventilator
22 Rohrführung
23 Kondensatablaß
25 Kaltvergaser
26 Führungsrohr
27 Mischstelle
28 Ventilator
29 Luftzuführleitung 1 evaporator
2 steam guide tube
3 mixing section
4 storage containers
5 pump
6 compressors
7 first aerosol filter
8 storage or buffer containers
9 condensate drain
10 pressure relief valve
11 second filter
12 electrically adjustable valve
13 cold liquid
14 Dewar
15 cold trap
16 gas supply pipe
17 lid
19 gas discharge line
20 adjustable fan
22 Pipe routing
23 condensate drain
25 cold carburetor
26 guide tube
27 mixing point
28 fan
29 Air supply line

Claims

1. Process for generating low-contamination mist, in which from a Evaporator continuously supplied liquid amount of steam on the one hand and continuously introduced into a cooling device and with this device cooled gas on the other hand are fed to a mixing section, the steam in the cold gas condenses and the mixture thus generated as a mist from the mixing section is dissipatable.

2. The method of claim 1, wherein the temperature and / or the amount of the Mixing section emerging mist by influencing the cooling device supplied gas and / or the steam supplied to the mixing section is regulated.

3. The method according to claim 2, in which the amount of steam is influenced for control.

4. The method according to claim 3, in which to regulate the amount of steam Evaporator quantity of liquid continuously fed is influenced.

5. The method according to one or more of claims 2 to 4, in which the control Amount of gas is affected.

6. The method according to claim 5, wherein the control takes place by means of a control valve, the the gas flow is fed from a compressor.

7. The method according to claim 6, wherein the valve is electrically controlled.

8. The method according to one or more of claims 1 to 7, wherein the gas through Introducing it into a cold liquid is cooled.

9. The method of claim 8, wherein the liquid is liquid nitrogen.

10. The method of claim 8 or 9, wherein the gas before being introduced into the cold Liquid passes through a cold trap in which moisture is extracted.

11. The method of claim 8 or 9, wherein the gas before being introduced into the cold Liquid to remove moisture is passed through an adsorption dryer.

12. The method according to one or more of claims 8 to 11, wherein the gas from a in the cold liquid immersed gas line through several openings in this liquid is initiated.

13. The method according to one or more of claims 8 to 12, in which in addition to gas introduced into the cold liquid is another gas generated by a fan Gas stream is inflated to the surface of the cold liquid and so cooled, and that the gas introduced into the cold liquid and that onto the surface of the cold Liquid inflated gas is fed to the mixing section as a combined gas stream.

14. The method of claim 13, wherein the fan for influencing the inflated Amount of gas is regulated.

15. The method according to one or more of claims 1 to 14, in which the Evaporator continuously fed liquid is water.

16. The method according to claim 15, wherein the water is ultrapure water and the evaporator flows from a reservoir.

17. The method according to one or more of claims 1 to 9 and 12 to 16, in which the Gas continuously introduced into the cooling device as a high purity and dry gas is removed from a gas pressure vessel or a gas supply system.

18. The method of claim 17, wherein the gas is nitrogen or air.

19. The method according to one or more of claims 1 to 16, wherein the continuous gas introduced into the cooling device is air.

20. The method of claim 19, wherein the air is removed from the environment.

21. The method of claim 20, wherein the air of the cooling device over at least one Aerosol filter is supplied.

22. The method of claim 20 or 21, wherein the air of the cooling device via a Storage or buffer container is supplied.

23. The method according to one or more of claims 1 to 5, and 15 and 16, in which the cooling gas supplied to the mixing section is a mixture brought together at a mixing point from air and cold nitrogen gasified.

24. The method of claim 23, wherein the gaseous cold nitrogen Cold gas portion formed by means of a liquid contained in a dewar Nitrogen immersed cold gasifier is obtained, which this liquid nitrogen in transferred the gas phase.

25. The method of claim 24, wherein the refrigeration gasifier is made of metal, the Surface is provided with an electrical heating wire, which is the metal for gasification of the liquid nitrogen heated.

26. The method of claim 25, wherein the portion of refrigerant gas formed by the air Environment, especially a clean room, is removed.

27. The method of claim 26, wherein the air with a fan to the mixing point is promoted.

28. The method according to claim 27, wherein the regulation of the amount of cold gas or Cold gas temperature over the air content by influencing the delivery rate of the Fan takes place.

29. The method according to claim 27 or claim 28, in which to regulate the The amount of cold gas or the cold gas temperature via the nitrogen content the heating output of the Cold gasifier is affected.

30. Device for generating low-contamination mist, with a device ( 1 , 4 , 5 ) for evaporating a liquid, in particular water, with a device ( 13 , 14 ; 25 , 26 , 27 ) for cooling a gas, in particular air , and with means ( 2 , 19 ) for supplying the steam and the cooled gas to a mixing section ( 3 ), from which the mixture can be removed as a mist formed in the cold gas due to the condensation of the steam.

31. The device according to claim 30, with means ( 5 , 12 , 20 ; 28 ) for influencing the gas supplied to the cooling device ( 13 , 14 ; 25 , 26 , 27 ) and / or the steam supplied to the mixing section ( 3 ) for regulating the Temperature and / or the amount of the mist that can be removed from the mixing section ( 3 ).

32. Apparatus according to claim 30 or 31, wherein the device ( 1 , 4 , 5 ) for evaporating the liquid comprises a storage container ( 4 ) and an evaporator ( 1 ) connected thereto via a line, the liquid continuously from the storage container ( 4 ) flows in and continuously releases thermal energy to this liquid.

33. Apparatus according to claim 32, in which a pump ( 5 ) is integrated in the line, which pumps the liquid from the storage container ( 4 ) to the evaporator ( 1 ).

34. Apparatus according to claim 33, wherein the pump ( 5 ) is adjustable for regulating the amount of steam.

35. Apparatus according to claim 32, in which a valve is integrated in the line, with which the liquid supply to the evaporator ( 1 ) can be regulated.

36. Device according to one or more of claims 30 to 35, in which between the evaporator ( 1 ) and the mixing section ( 3 ) a substantially vertically arranged steam guide tube ( 2 ) is provided through which the steam from the evaporator ( 1 ) to the mixing section ( 3 ) is removable.

37. Device according to one or more of claims 30 to 36, wherein the device ( 13 , 14 ) for cooling the gas comprises a Dewar vessel ( 14 ) partially filled with a cold liquid ( 13 ), in particular with liquid nitrogen.

38. Device according to claim 37, in which the gas can be introduced into the cold liquid by means of a gas supply tube ( 16 ) immersed in the cold liquid ( 13 ).

39. The apparatus of claim 38, wherein the gas supply pipe ( 16 ) ending in the cold liquid ( 13 ) has a plurality of gas outflow openings at its mouth end.

40. Apparatus according to claim 38 or 39, wherein the gas is supplied to the gas supply pipe ( 16 ) with a compressor ( 6 ).

41. The apparatus of claim 40, wherein a first aerosol filter ( 7 ) is arranged in the flow path between the compressor ( 6 ) and the gas supply pipe ( 16 ).

42. Apparatus according to claim 41, in which a storage or buffer container ( 8 ) is arranged in the flow path between the first aerosol filter ( 7 ) and the gas supply pipe ( 16 ).

43. Apparatus according to claim 42, wherein the reservoir or buffer container ( 8 ) is provided with a condensate drain ( 9 ).

44. Apparatus according to claim 42 or 43, wherein the storage or buffer container ( 8 ) has a pressure relief valve ( 10 ).

45. Device according to one or more of claims 35 to 37, in which a second filter ( 11 ) is arranged in the flow path between the storage or buffer container ( 8 ) and the gas supply pipe ( 16 ).

46. Device according to one or more of claims 42 to 44, in which an electrically controllable valve ( 12 ) for regulating the amount of gas is arranged in the flow path between the compressor ( 6 ) and the gas supply pipe ( 16 ).

47. Device according to one or more of claims 38 to 46, in which a cold trap ( 15 ) which is immersed in the cold liquid ( 13 ) and is cooled by this liquid is arranged inside the dewar ( 14 ) and into which the gas to be cooled is dried can be introduced and from which this gas can be supplied to the gas supply pipe ( 16 ).

48. Device according to one or more of claims 38 to 46, in which an adsorption drying for drying the gas is provided in the flow path between the compressor ( 6 ) and the gas supply pipe ( 16 ).

49. Apparatus according to claim 38 or 39, in which the gas to be cooled can be supplied to the gas supply pipe ( 16 ) from a gas pressure container or gas supply system charged with high-purity and dry gas.

50. Device according to one or more of claims 38 to 49, in which a controllable fan ( 20 ) is provided, with which in addition to the gas flow introduced into the gas supply pipe ( 16 ), a further gas flow via a further gas supply line ( 24 ) into the room Above the cold liquid ( 13 ) can be introduced into the dewar ( 14 ), this further gas stream being coolable on the surface of the cold liquid ( 13 ).

51. Device according to one or more of claims 38 to 49 or according to claim 43, in which a gas discharge line ( 19 ) opens into the space in the dewar ( 14 ) above the cold liquid ( 13 ) and connects this space with the mixing section ( 3 ) , The gas stream introduced into the gas feed pipe ( 16 ) and emerging on the surface of the cold liquid ( 13 ) and possibly the further gas stream can be fed through this gas discharge line ( 19 ) to the mixing section ( 3 ).

52. The apparatus of claim 51, wherein the dewar ( 14 ) has a lid ( 17 ) which is provided with an opening for filling the cold liquid ( 13 ), which has a holder for the cold trap ( 15 ) and through which Gas discharge line ( 19 ) is guided.

53. Apparatus according to claim 51 or 52, in which a condensate drain ( 23 ) is provided in the region of the transition of the gas discharge line ( 19 ) into the mixing section ( 3 ), via which condensate can be discharged into the storage container ( 4 ).

54. Apparatus according to claim 37, with liquid nitrogen as a cold liquid, in which a cold gasifier ( 25 ) is immersed in the liquid nitrogen.

55. Apparatus according to claim 54, wherein the cold gasifier ( 25 ) consists of metal, the surface of which is provided with an electrical heating wire, wherein the metal can be heated to gasify the liquid nitrogen by introducing electrical energy into the heating wire.

56. Apparatus according to claim 55, in which a guide tube ( 26 ) is provided, via which the gaseous nitrogen formed with the cold gasifier ( 25 ) can be fed from the dewar to a mixing point ( 27 ) located in the flow path of the cold gas upstream of the mixing section ( 3 ) is.

57. The apparatus of claim 56, wherein the guide tube ( 26 ) through the lid ( 17 ) of the dewar ( 14 ) is guided.

58. Apparatus according to claim 56 or claim 57, in which an air supply line is provided, via which air taken from the surroundings, in particular a clean room, can be supplied to the mixing point ( 27 ) for combining with the gaseous nitrogen.

59. Apparatus according to claim 58, in which a fan ( 28 ) is provided for conveying the air in the air supply line ( 29 ) and for conveying the cold gas formed at the mixing point ( 27 ) from the air and the gaseous nitrogen to the mixing section ( 3 ) .

60. Apparatus according to claim 59, in which means for influencing the delivery capacity of the fan ( 28 ) are provided for regulating the amount of cold gas or the temperature of the refrigerant gas.

61. Apparatus according to claim 59 or according to claim 60, in which means for influencing the heating output of the cold gasifier ( 25 ) are provided for regulating the amount of cold gas or the cold gas temperature.