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Allgemeiner
Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein wie im Oberbegriff des ersten
Anspruchs offenbartes Gerät zum
Erzeugen von Nebel.
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Nebelgeräte stoßen auf
dem Gebiet von Alarmvorrichtungen auf großes Interesse. Im Dokument
EP-A-0 730 771 ist ein Nebelgerät
offenbart, aus dem bei Aktivierung durch eine Alarmvorrichtung beinahe
sofort eine Menge eines kaum durchsichtigen Dampfes ausgestoßen wird.
Das Ausstoßen
des Dampfes verringert die Sichtbarkeit in der Umgebung des Geräts auf ein
Mindestmaß und
erschwert den Richtungssinn von unbefugten Personen, die Zugang zu
dem Raum zu erlangen versuchen, in dem der Nebel ausgestoßen wurde.
Dies ist im Fall von Geschäften
oder Warenhäusern,
wo im Fall eines Einbruchs häufig
bedeutende Mengen an Waren weggenommen werden, von besonderem Interesse.
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Das
im Dokument EP-A-0 730 771 offenbarte Gerät umfasst einen ersten Behälter, in
dem ein nebelerzeugendes Gemisch aus Propylenglykol und Triethylenglykol
zusammen mit einer Menge an Wasser als Treibmittel untergebracht
ist. Das Gemisch ist bei einer hohen Temperatur, unter dem Siedepunkt des
Alkoholgemischs, aber über
dem Siedepunkt des Wassers, untergebracht. Als Folge ist das Wasser zumindest
teilweise verdampft, wodurch ein Überdruck im ersten Behälter sichergestellt
ist. Der erste Behälter
ist an einen Wärmeaustauscher
angeschlossen, welcher mit einem Wärmeaustauscher zum Erhitzen
und Verdampfen des Alkoholgemischs zum Erzeugen des Nebels ausgerüstet ist.
Der Wärmeaustauscher
wird bei einer zweiten Temperatur über der ersten Temperatur gehalten,
die ausreichend hoch ist, um das Alkoholgemisch zu verdampfen. Der
Anschluss zwischen dem ersten Behälter und den Wärmeaustauschern
ist durch ein Ventil sichergestellt, das unter normalen Umständen geschlossen
ist, aber bei Aktivierung durch die Alarmvorrichtung geöffnet wird.
Bei Aktivierung durch die Alarmvorrichtung wird das Ventil zwischen
dem ersten Behälter
und dem Wärmeaustauscher
geöffnet. Aufgrund
des Überdrucks
im ersten Behälter
wird das Alkoholgemisch dazu gezwungen, beim Öffnen des Ventils vom ersten
Behälter
zum Wärmeaustauscher zu
strömen.
Im Wärmeaustauscher
wird das Gemisch weiter erhitzt, verdampft, und schließlich aus dem
Auslass ausgestoßen,
um den Nebel zu erzeugen.
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Doch
da das heiße
Glykol-Wasser-Gemisch korrosiv ist, müssen die Teile, durch die dieses
Gemisch verlagert wird, aus teuren, nicht korrosionsempfindlichen
Materialien hergestellt werden. Es besteht daher ein Bedarf an einem
Gerät,
das einer Korrosion weniger unterliegt.
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Aus
dem Dokument GB-A-1 039 729 ist ein Raucherzeuger zum Erzeugen von
Rauch zum Prüfen
von Lüftungssystemen,
für Windkanalprüfungen, zur
Sichtbarmachung von Luftströmen
usw. bekannt. Der Rauchgenerator des Dokuments GB-A-1 039 729 umfasst
einen Behälter
mit flüssigem
Kohlendioxid. Beim Öffnen
des Behälters
verläuft
eine vorbestimmte Menge des flüssigen
Kohlendioxids zu einem Druckmesser und weiter durch ein Druckminderungsventil
zu einem Behälter,
der Öl
enthält.
Gleichzeitig mit dem Zwingen des Öls, vom Behälter durch eine Abzugsleitung
zu strömen,
geht das Kohlendioxidgas in einen fortlaufenden Strom von feinen
Blasen über,
der sich mit dem Öl
vermischt, um einen Schaum zu bilden. Das Öl wird vom Ölbehälter ausgehend dazu gezwungen,
durch einen Wärmeaustauscher
und weiter zu einem Ventil zu strömen, von dem, wenn es geöffnet ist,
für einen
Zeitraum von ungefähr
zwei Minuten ein nicht explosiver, dichter weißer Rauch ausgestoßen wird.
Kohlendioxid ist bevorzugt, da es einen dichten weißen Rauch
ergibt.
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Das
Dokument WO 92/19344A offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen eines
Rauchs oder Dunsts, die eine Erhitzungskammer zum Erhitzen des raucherzeugenden
Fluids aufweist. Das raucherzeugende Fluid (ein Glykolfluid auf "Wasserbasis") wird von einem
Behälter,
in dem das raucherzeugende Fluid untergebracht ist, zur Erhitzungskammer
getrieben. Die Er hitzungskammer umfasst eine rohrförmige Fluidleitung
mit einem Einlass für
das zu erhitzende raucherzeugende Fluid und einem Auslass für das erhitzte
Fluid. Bevor das raucherzeugende Fluid die raucherzeugende Maschine
betritt, wird die Heizvorrichtung eingeschaltet, um die rohrförmige Fluidleitung
vorzuheizen. Der Auslass der rohrförmigen Fluidleitung ist an
einer Ausdehnungskammer angebracht, die einen Auslass in der Form
eines Rohrs aufweist. Wenn die Vorrichtung in Betrieb steht, wird raucherzeugendes
Fluid vom Behälter
zur und durch die rohrförmige
Fluidleitung verlagert, wo das Fluid erhitzt und verdampft wird,
um Rauch zu bilden, welcher Rauch anschließend die Ausdehnungskammer betritt.
In der Ausdrehungskammer sammelt sich jedwedes überschüssige Fluid im erzeugten Rauch
und wird es zurückgehalten,
bis es wegdampft. In der Vorrichtung von D1 wird das raucherzeugende
Fluid durch eine Pumpe vom Behälter
zur Erhitzungskammer getrieben. Die Pumpe kann jedoch durch einen Aerosolbehälter zum
Treiben des raucherzeugenden Fluids vom Behälter zur und durch die rohrförmige Fluidleitung
ersetzt werden.
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Das
Dokument DE 30 22 851 A, das eine Grundlage für den Oberbegriff von Anspruch
1 bildet, offenbart einen Raucherzeuger, der einen Speicherbehälter zum
Unterbringen eines raucherzeugenden flüssigen Gemischs, zum Beispiel
eines Gemischs aus Glycerol und Paraffinöl, zusammen mit einem Treibgas,
zum Beispiel CO2, bei einem Druck von 5 bis
10 Bar umfasst. Der Behälter
ist an einen Wärmeaustauscher
zum Erhitzen und Verdampfen des nebelerzeugenden Gemischs zum Erzeugen
des Rauchs angeschlossen. Der Anschluss zwischen dem Wärmeaustauscher
und dem Behälter
wird durch ein Rohr mit einem magnetischen Ventil sichergestellt.
Stromabwärts
des magnetischen Ventils ist ein Mischventil bereitgestellt, um
das Alkoholgemisch mit CO2 zu mischen, bevor
es den Wärmeaustauscher
betritt. Beim Öffnen
des magnetischen Ventils wird das raucherzeugende Fluid vom Lagerbehälter durch
das Rohr in den Wärmeaustauscher
getrieben, in dem das Fluid erhitzt und verdampft wird, um den Rauch
zu erzeugen. Der Wärmeaustauscher
ist an einen Auslass zum Ausstoßen
des Rauchs unter Druck angeschlossen.
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Das
Dokument GB 2 328 874 offenbart einen Raucherzeuger zum Erzeugen
eines Dunst mit niedriger Dichte. Die raucherzeugende Maschine umfasst ein
Fluidzufuhrmittel, das einen Behälter
zum Unterbringen des raucherzeugenden Fluids, typischerweise 20%
Wasser und 80% Glyzerin, zusammen mit einem Treibmittel zum Treiben
des raucherzeugenden Fluids zu und durch eine erhitzte Leitung enthält. Die erhitzte
Leitung umfasst einen Einlass für
das zu erhitzende raucherzeugende Fluid und einen Auslass, aus dem
der Dampf unter dem Druck des sich in der erhitzten Leitung ausdehnenden
Fluids gezwungen wird. Zwischen dem Fluidzufuhrmittel und der erhitzten
Leitung ist ein Einwegventil vorhanden, um sicherzustellen, dass
das raucherzeugende Fluid, das sich in der erhitzten Leitung zu
Dampf ausdehnt, als ein Rauch durch den Auslass ausgestoßen wird, ohne
das Vorhandensein einer Pumpe oder eines Einlassdrucks zu benötigen.
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Das
Dokument US-A-3,802,624 betrifft ein Verfahren zum Zerstreuen natürlicher
Nebel und Wolken durch Sprühen
von mehrfunktionellen Alkoholen in einer fein zerstreuten Form in
den Nebel oder die Wolken. Im Dokument US-A-3,802,624 ist offenbart, dass diese
mehrfunktionellen Alkohole nämlich
hervorragende Eigenschaften aufweisen, die es ihnen ermöglichen,
die Dichte von Wolken und, insbesondere, die Dichte von Nebel zu
beseitigen. Zum Beispiel können
Kumuluswolken zerstreut werden, indem Diethylenglykol durch eine
geeignete Düse
in einer solchen Weise unter die Basis dieser Wolken gesprüht wird,
dass kleine Tropfen mit einem Durchmesser von 50 bis 100 u gebildet
werden. Mit Druck beaufschlagte Gase wie etwa fluorierte Kohlenwasserstoffe
können
als Treibmittel für
die mehrfunktionellen Alkohole verwendet werden.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Nebelgerät bereitzustellen, das einer
Korrosion weniger unterliegt.
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Ein
Nebelgerät,
das einer Korrosion gegenüber
weniger empfindlich ist, kann mit den technischen Merkmalen des
kennzeichnenden Teils des ersten Anspruchs erhalten werden.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Beim
Gerät dieser
Erfindung umfasst das Mittel zum Treiben des Alkoholgemischs vom
Behälter,
in dem es untergebracht ist, zum Wärmeaustauscher eine Menge eines
Treibgases, wovon zumindest ein Teil im nebelerzeugenden Alkoholgemisch gelöst ist.
Das Treibgas wird aus der Gruppe von teilweise halogenierten Kohlenwasserstoffen,
vorzugsweise aus der Gruppe von teilweise fluorierten Kohlenwasserstoffen,
gewählt.
Die Menge des Treibgases ist so gewählt, dass sich der Druck im
Alkohol/Treibmittel-Behälter dem
Dampfdruck des Treibgases annähert.
Die Zusammensetzung des nebelerzeugenden Alkoholgemischs ist so
gewählt,
dass es zumindest einen Bestandteil enthält, der fähig ist, das Treibgas zumindest
teilweise zu lösen.
Der Behälter enthält somit
das flüssige
Alkoholgemisch mit dem gelösten
Treibgas, wobei sich letzteres im Gleichgewicht mit Treibgas in
der Gasphase über
dem Flüssigkeitsspiegel
befindet.
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Die
Verwendung eines Treibgases, um das nebelerzeugende Gemisch vom
Behälter,
in dem es untergebracht ist, zum Wärmeaustauscher zu treiben,
weist den Vorteil auf, dass Korrosionsprobleme auf ein Mindestmaß verringert
werden können.
Bei den Temperaturen, die im Wärmeaustauscher
zurückbleiben,
werden Glykolverbindungen oxidiert, zerfallen sie, und bringen sie
Korrosionsprobleme mit sich. Der Erfinder hat beobachtet, dass,
nachdem Nebel erzeugt und ausgestoßen wurde und der Behälter mit
dem nebelerzeugenden Gemisch erneut verschlossen ist, nach wie vor
ein wenig des nebelerzeugenden Alkoholgemischs im Anschluss zwischen dem
Behälter
und dem Wärmeaustauscher
wie auch im Wärmeaustauscher
selbst zurückbleibt.
Der Erfinder hat nun herausgefunden, dass der Wärmeaustauscher durch die Verwendung
eines Treibgases als Treibmittel vom zurückbleibenden Alkoholgemisch befreit
wird, was er wie folgt erklärt.
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Nachdem
der Nebel ausgestoßen
wurde, fällt
der Druck im Inneren des Wärmeaustauschers auf
einen Wert, der sich dem Atmosphärendruck
annähert.
Beim Atmosphärendruck
dehnt sich das im Alkoholgemisch gelöste Treibgas aus und entweicht es,
und erzwingt es das Strömen
eines jeglichen nebelerzeugenden Gemischs, das im Wärmeaustauscher
zurückgeblieben
ist, zum Auslass des Wärmeaustauschers.
Wenn der Wärmeaustauscher
vom zurückbleibenden
Alkoholgemisch befreit wird, kann die Gefahr einer Korrosion auf
ein Mindestmaß verringert
werden.
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Die
Verwendung eines Treibgases als Mittel zum Treiben des nebelerzeugenden
Alkoholgemischs weist den Vorteil auf, dass eine verbesserte Ausdehnung
des nebelerzeugenden Gemischs und ein Nebel mit einer verlängerten
Lebensdauer mit einer verringerten Neigung, sich zu heben, erhalten werden
kann. Ohne eine Beschränkung
darauf zu beabsichtigen, glaubt der Erfinder, dass diese Wirkung drei
Erscheinungen zugeschrieben werden kann, die miteinander in einer
Beziehung stehen.
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Erstens
weisen teilweise halogenierte Kohlenwasserstoffe bei Raumtemperatur
einen hohen Dampfdruck auf, meistens über 8 oder 10 Bar. Beim Öffnen des
Behälters
mit dem nebelerzeugenden Gemisch erzeugt das Treibgas einen hohen
Ausdehnungskoeffizienten. Die Ausdehnung des Alkoholgemischs, wenn
dieses aus dem Auslass des Wärmeaustauschers
ausgestoßen
wird, scheint stärker
zu sein, als die mit dem Gerät
des Stands der Technik erhaltbare, und eine verbesserte Zerstreuung
des heißen
Alkoholgemischs zu einem Nebel mit Tröpfchen mit einer kleineren
Durchschnittsgröße mit sich zu
bringen. Die kleinere Durchschnittsgröße der Tröpfchen führt zu einem Nebel, dessen
Eigenschaften sich den Eigenschaften eines Aerosols annähern, mit
Teilchen mit einer verbesserten Neigung zum Schweben und einer verringerten
Neigung, sich niederzuschlagen.
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Zweitens
wurde herausgefunden, dass die Nebelwolke eine Temperatur annimmt,
die nicht weit von der Umgebungstemperatur entfernt liegt. Dies kann
wie folgt erklärt
werden. Die Verdampfung des Alkoholgemischs, während es durch den Wärmeaustauscher
strömt,
bringt einen Anstieg des Drucks und ein Überhitzen des Treibgases mit
sich. Als Ergebnis zeigen sowohl das im Alkoholgemisch gelöste Treibgas
als auch der in der Gasphase vorhandene Anteil eine starke Ausdehnung,
und kann es als aus seinem Zustand explodierend bezeichnet werden,
wenn es aus dem Auslass des Wärmeaustauschers
ausgestoßen
wird. Die für
diese Explosion des Treibmittels benötigte Energie wird dem heißen Alkoholnebel
entzogen, der wiederum gekühlt
wird. Das Ergebnis ist eine Nebelwolke mit einer Temperatur, die
sich der Umgebungstemperatur annähert,
mit einer begrenzten Neigung, sich zur Decke hin zu bewegen. Je
besser die Ausdehnung des Treibgases ist, eine desto bessere Kühlung kann
erhalten werden, und desto besser werden die Aerosoleigenschaften,
die Qualität
und die Lebensdauer des Nebels sein.
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Drittens
weist der Nebel, der mit dem Gerät dieser
Erfindung erhalten werden kann, einen niedrigeren Wassergehalt als
der Nebel des Stands der Technik mit einer verringerten Neigung,
sich niederzuschlagen, und einer längeren Niederschlagungsverzögerung auf.
Beim Gerät
des Stands der Technik wird die Anwesenheit von Wasser im nebelerzeugenden
Gemisch benötigt,
um die Aufbrechwirkung des nebelerzeugenden Gemischs zu kleinen
Tröpfchen zu
verstärken,
wenn der Nebel ausgestoßen
wird. Beim vorliegenden Gerät
erzeugt das Treibgas diese Wirkung, so dass auf die Verwendung von
Wasser zu diesem Zweck größtenteils
verzichtet werden kann.
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Der
Erfinder hat ferner beobachtet, dass die Nebelwolke die erhebliche
Position ungefähr
zwischen dem Boden und zwei oder drei Meter darüber einnimmt und an dieser
verbleibt. Dies ist die erhebliche Position, die sich der Position
der Größe eines Einbrechers
oder etwas mehr als dieser annähert.
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Beim
Gerät dieser
Erfindung reicht das Volumenverhältnis
der Menge des Treibmittels in Bezug auf die Menge des Alkohols vorzugsweise
von 2 bis 30 und bevorzugt von etwa 10 bis 25%. Ein Verändern der
Menge des Treibmittels gestattet das Steuern der Temperatur der
Nebelwolke und das An passen ihrer Temperatur an die Temperatur der
Umgebung, um die Qualität
und die Lebensdauer der Nebelwolke zu verbessern. Unter 2% werden
das Aufbrechen und die Zerstreuung unzufriedenstellend, und über 30%
wird die Dichte des Nebels unzureichend.
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Vorzugsweise
ist der Behälter
mit dem nebelerzeugenden Gemisch und dem Treibgas in einem Gehäuse angebracht,
das abnehmbar an den Wärmeaustauscher
angeschlossen werden kann. Die Verwendung einer abnehmbaren Einheit
gestattet die Wiederverwendung des Nebelgeräts, nachdem es in Betrieb gebracht
wurde, und das Verbessern der Sicherheit des Geräts. Beim früheren Gerät wurde das nebelerzeugende
Alkoholgemisch bei einer erhöhten Temperatur
im Behälter
untergebracht. Vor dem Wiederbefüllen
musste darauf geachtet werden, dass der erste Behälter ausreichend
heruntergekühlt
wurde, bevor neuer Alkohol hinzugefügt wurde, oder bevor er entfernt
und durch neuen ersetzt wurde. Da das nebelerzeugende Alkoholgemisch
bei der vorliegenden Erfindung bei Raumtemperatur untergebracht werden
kann, werden die Vorsichtsmaßnahmen,
die beim bekannten Gerät
benötigt
werden, überflüssig gemacht.
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Beschreibung
der Figuren
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Die
Erfindung wird in den beiliegenden Figuren und der Beschreibung
der Figuren näher
erklärt.
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1 zeigt
einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Geräts dieser
Erfindung.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Gerät dieser
Erfindung einen Behälter 1,
der durch ein Rohr 3 an einen Wärmeaustauscher 2 angeschlossen
ist. Der Behälter 1 enthält ein Gemisch 4 zum
Erzeugen des Nebels. Der Behälter 1 ist
vorzugsweise in einem Gehäuse
angebracht, das durch ein Anschlussstück 9 abnehmbar an
den Wärmeaustauscher 2 angeschlossen
werden kann. Der Wärmeaustauscher 2 ist
bereitgestellt, um das nebelerzeugende Gemisch 4, das im
Behälter 1 enthalten
ist, zu verdampfen. Der Wärmeaustauscher 2 bietet
einen Zugang zu einer Auslassmündung 6,
aus der Nebel 7 in die Umgebung ausgestoßen werden
kann.
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Der
Behälter 1 ist
durch ein Ventil 8 verschlossen. Das Ventil 8 ist
bereitgestellt, um bei Betätigung
geöffnet
zu werden, um ein Strömen
des nebelerzeugenden Gemischs 4 vom Behälter 1 zum Wärmeaustauscher 2 zu
gestatten. Dazu kann das Ventil 8 zum Beispiel mit einer
Alarmvorrichtung gekoppelt sein und bei Betätigung durch die Alarmvorrichtung
geöffnet
werden. Das Ventil ist bereitgestellt, um nach einem voreingestellten
Zeitraum, vorzugsweise, nachdem eine vorbestimmte Menge des nebelerzeugenden
Gemischs den Behälter 1 verlassen hat
und eine vorbestimmte Menge an Nebel erzeugt wurde, verschlossen
zu werden. Ein Zeitgeber, der an das Ventil 8 angeschlossen
ist, kann zum Beispiel das Schließen des Ventils 8 nach
einem voreingestellten Zeitraum bewirken. Dies gestattet das Wiederverwenden
des Geräts,
ohne die Notwendigkeit mit sich zu bringen, das nebelerzeugende
Gemisch jedes Mal aufzufüllen.
Die Menge des freigegebenen Nebels wird durch die Öffnungszeit
des Ventils 8, den gesamten Widerstand der Ventile und
Rohre, und den Druck des Treibmittels bestimmt werden.
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Um
das Strömen
des nebelerzeugenden Gemischs 4 vom Behälter 1 zum Wärmeaustauscher 2 zu
erzwingen, wenn dieser geöffnet
ist, enthält
der Behälter 1 ein
Treibmittel 5 zum Treiben des nebelerzeugenden Gemischs 4.
Das Treibmittel 5 umfasst eine Menge eines Treibgases,
wovon zumindest ein Teil in zumindest einem Bestandteil des für die Nebelerzeugung
verantwortlichen Alkoholgemischs gelöst ist. Der Druck des Treibgases
wird auf einen Wert reguliert, der etwas niedriger als der Dampfdruck
des Treibgases sein kann, sich diesem aber vorzugsweise annähert. Mit
diesem Dampfdruck kann eine optimale Ausdehnung und Aufbrechung
des verdampften nebelerzeugenden Gemischs erhalten werden.
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Die
Nebelerzeugung wird durch Wählen
der Natur des Treibgases in einer solchen Weise, dass zumindest
ein Teil davon in zumindest einem Bestandteil des nebelerzeugenden
Gemischs löslich
ist, und durch Optimieren der Menge des Treibmittels im nebelerzeugenden
Gemisch optimiert. Geeignete Treibgase zur Verwendung mit dieser
Erfindung beinhalten die Gruppe von teilweise halogenierten, vorzugsweise
teilweise fluorierten, Kohlenwasserstoffen, da diese einen verhältnismäßig hohen
Dampfdruck bei Raumtemperatur, d. h., einen Dampfdruck über 4, vorzugsweise
8, und insbesondere 10 Bar, aufweisen. Unter 4 Bar wird der Ausdehnungskoeffizient
des Treibmittels niedrig, und über
10 Bar ist eine optimale Nebelerzeugung gefunden.
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Das
Ausmaß an
Treibgas, das im Behälter 1 vorhanden
ist, kann innerhalb weiter Bereiche verändert werden. Im Allgemeinen
wird jedoch darauf geachtet werden, dass so viel Treibgas wie möglich im Alkoholgemisch
gelöst
wird und das gelöste
Treibmittel im Gleichgewicht mit dem Treibmittel in der Gasphase
steht.
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Bevorzugte
Treibgase sind die sogenannten teilweise fluorierten Kohlenwasserstoff-HFC-Gase, oder
Gemische, die ein oder mehr HFC-Gase enthalten. Bevorzugte HFC-Gase
beinhalten Difluormethan, Trifluorethan, CH3-CF3, 1,1,1,2-Tetrafluorethan,
Pentafluorethan, CHF2-CF3, 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluorpropan und Gemische von zwei
oder mehr dieser Verbindungen. Diese Gemische sind im Allgemeinen
als, zum Beispiel, R125, oder als sogenannte Solkane®, z.
B. Solkane 410A, Solkane 507 usw., von Solvay im Handel erhältlich.
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Was
das nebelerzeugende Gemisch 4 betrifft, kann von den Gemischen
Gebrauch gemacht werden, die einem Fachmann im Allgemeinen bekannt
sind. Das nebelerzeugende Gemisch, das zur Verwendung mit dem Gerät dieser
Erfindung geeignet ist, wird gewöhnlich
Wasser, zumindest einen Alkohol und zumindest ein Glykol enthalten.
Falls gewünscht,
können
Gemische von zwei oder mehr Alkoholen und Gemische von zwei oder
mehr Glykolen verwendet werden. Doch um die Qualität des Nebels zu
optimieren, enthält
das nebelerzeugende Gemisch vorzugsweise ungefähr 5 bis 15 Vol.% Wasser, 7,5
bis 25 Vol.% Ethanol, und 50 bis 80 Vol.% Glykol. Das Glykol kann
ein Gemisch aus 10 bis 25 Vol.% Triethylenglykol und als Rest Dipropylenglykol
sein, obwohl auch andere Glykole und Glykolgemische verwendet werden
können.
Ein Beispiel eines sehr geeigneten nebelerzeugenden Alkoholgemischs
ist: 10 Vol.% Wasser, 16,5 Vol.% Ethanol, 10 Vol.% Triethylenglykol
und 63 Vol.% Dipropylenglykol. Ein Beispiel eines anderen geeigneten
nebelerzeugenden Gemischs ist 14,3 Vol.% Ethanol, 54,8% Dipropylenglykol,
8,8% Triethylenglykol, 8,8% Wasser und 13,3% HFC R-125.
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Ethanol
wird hinzugefügt,
da es ein Lösemittel
für das
Treibgas ist. Es können
jedoch ebenso andere Alkohole verwendet werden. Das Vorhandensein
von Dipropylenglykol wird gegenüber
niedrigen Glykolen wie etwa zum Beispiel Diethylenglykol bevorzugt,
da ersteres bei den Temperaturen, die im Gerät zurückbleiben, kaum mit Wasser
reagiert, während
letzteres mit Wasser reaktiv ist, um korrosive Verbindungen zu erzeugen.
Das Vorhandensein von Triethylenglykol wird bevorzugt, da dies das
Erhöhen der
Dichte des Nebels gestattet. Das Vorhandensein von Dipropylenglykol
wird bevorzugt, da aufgrund ihres niedrigeren Siedepunkts und ihrer
Viskosität
die Umwandlung dieser Verbindung zu einem Aerosol leichter ist.
Das Vorhandensein von Dipropylenglykol bringt die Bildung von Tröpfchen mit
einer verglichen mit Triethylenglykol verhältnismäßig geringeren Größe mit sich,
wodurch die Durchsichtigkeit des Nebels verringert wird. Das Ergebnis
der Verwendung dieses Gemischs ist ein dichter, kaum durchsichtiger
Nebel mit einer verzögerten
Neigung zur Niederschlagung.
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Das
Vorhandensein von Wasser wird bevorzugt, da dies das Gemisch unbrennbar
macht. Es wird jedoch bevorzugt, die Menge an Wasser im nebelerzeugenden
Gemisch auf einen Wert unter 15 Vol.%, vorzugsweise unter 10 oder
5 Vol.%, zu beschränken,
um die Zersetzung des Glykols, wenn es erhitzt wird, zu beschränken, und
um die Lebensdauer der Nebelwolke zu verlängern.
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Das
nebelerzeugende Alkoholgemisch kann ferner, falls gewünscht, zusätzliche
Verbindungen umfassen. Geeignete Beispiele beinhalten Menthol, Tränengas usw.
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Es
ist wichtig, dass beim Entfernen des Behälters 1 das Entweichen
jeglichen nebelerzeugenden Gemischs, das im Behälter 1 zurückbleibt,
in die Umgebung so weit wie möglich
beschränkt
wird. Um dies zu erreichen, umfasst der Behälter ein Ventil 8, das
solange geschlossen bleibt, als das Gerät nicht aktiviert wird, um
Nebel zu erzeugen, und erneut geschlossen wird, nachdem es für einen
voreingestellten Zeitraum geöffnet
wurde, um die Nebelerzeugung zu gestatten. Dies kann zum Beispiel
durch Bereitstellen eines elektrischen Stroms zum Ventil 8 bei
der Betätigung
des Geräts
erreicht werden. Solange kein elektrischer Strom zum Ventil 8 vorhanden
ist, bleibt das Ventil 8 geschlossen und verschließt es den
Behälter 1.
Sobald es elektrischen Strom erhält,
wird das Ventil 8 geöffnet,
um einen Strom vom Behälter 1 zu
gestatten. Die Zeit, die das Ventil 8 offen bleibt, wird
vorzugsweise z. B. durch einen Zeitgeber gesteuert, um zu verhindern,
dass das gesamte nebelerzeugende Gemisch auf einen Schlag verbraucht wird.
Die gleiche Wirkung kann jedoch auch auf eine rein mechanische Weise,
mit einem Ventil, das von außerhalb
des Behälters 1 betätigt werden
kann, erhalten werden.
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Der
abnehmbare Anschluss des Behälters 1 an
den Wärmeaustauscher 2 erleichtert
das Auffüllen des
nebelerzeugenden Gemischs, nachdem dieses verbraucht wurde, und
erhöht
die Sicherheit des Geräts.
Es ist beabsichtigt, dass der Behälter 1 als Ganzes
ersetzt wird, um ein Auffüllen
des Alkoholgemischs als solches zu vermeiden. Somit besteht keine
Notwendigkeit, darauf zu achten, dass sich das Alkoholgemisch vor
dem Auffüllen
in einem ausreichenden Ausmaß abgekühlt hat,
was beim Gerät
des Stands der Technik der Fall war.
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Die
Verwendung eines Treibgases als ein Mittel, um das nebelerzeugende
Gemisch zu zwingen, vom Behälter 1 zum
und durch den Wärmeaustauscher 2 zu
strömen,
weist mehrere Vorteile auf.
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Das
Gerät dieser
Erfindung ist, hauptsächlich
aus zwei Gründen,
im Vergleich zum Gerät
des Stands der Technik energiesparend. Das Gerät dieser Erfindung ist daher
fähig,
aus seinen eigenen Bestandteilen einen ausreichend hohen Druck zu
erzeugen. Die Verwendung eines Treibgases als ein Mittel, um das
nebelerzeugende Gemisch zu treiben, bringt mit sich, dass das nebelerzeugende
Gemisch bei einem einfachen Öffnen
des Behälters 1 gezwungen
wird, den Behälter
zu verlassen. Das Treibgas spielt die Schlüsselrolle beim Erhöhen des
Drucks, wenn der Behälter 1 geöffnet wird,
im Wärmeaustauscher,
wie auch beim Aufbrechen des flüssigen
Alkoholgemischs, um den Nebel zu bilden. Somit kann auf die Verwendung
von Dampf zu diesem Zweck verzichtet werden. Zweitens besteht durch
die Verwendung eines Treibgases als Treibmittel nicht länger die
Notwendigkeit, das nebelerzeugende Alkoholgemisch bei einer hohen
Temperatur im ersten Behälter
unterzubringen.
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In
Ermangelung der Notwendigkeit, Dampf zu erzeugen, können die
Abmessungen des Geräts verringert
werden. Der Erfinder hat ferner herausgefunden, dass das im nebelerzeugenden
Gemisch gelöste
Treibgas verglichen mit Dampf eine deutlich höhere Aufbrechkapazität aufweist,
was bedeutet, das eine voreingestellte Nebelmenge nun mit einer
geringeren Menge des nebelerzeugenden Gemischs erzeugt werden kann.
Das zieht den Vorteil nach sich, dass die Menge des Alkoholgemischs,
die im Behälter
untergebracht ist, verringert werden kann, wie auch die Abmessungen
des Geräts
verringert werden können,
ohne dass dies auf Kosten der Menge des erzeugten Nebels geschieht.
Es besteht auch nicht länger
die Notwendigkeit, das nebelerzeugende Alkoholgemisch bei erhöhten Temperaturen
unterzubringen, um die Ansprechzeit zu verkürzen, was das Gerät wirtschaftlich
günstig
macht.
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Die
Verwendung von Treibgas als ein Mittel zum Treiben des Alkoholgemischs
vom ersten Behälter 1 zum
Wärmeaustauscher 2 gestattet
das Verringern der Aufenthaltszeit des nebelerzeugenden Gemischs
im Wärmeaustauscher,
da das Treibgas einen größeren Ausdehnungskoeffizienten
aufweist. Die verringerte Aufenthaltszeit zusammen mit dem verringerten
Wassergehalt gestattet, dass die Gefahr von unerwünschten
Nebenreaktionen, die einen Zerfall des nebelerzeugenden Alkoholgemischs
im Wärmeaustauscher
mit sich bringen, auf ein Mindestmaß verringert wird. Darüber hinaus
wird durch das Verringern der Gefahr des Vorhandenseins von zurückbleibendem
Alkoholgemisch, wenn das Gerät
nicht in Verwendung steht, die Gefahr einer Korrosion auf ein Mindestmaß verringert.
Daher kann der Wärmeaustauscher
aus den billigeren gewöhnlichen
Materialen, z. B. normalem Stahl, hergestellt werden, und macht nicht
länger
die Verwendung von qualitativ hochwertigem Edelstahl notwendig.
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Die
Verwendung von Treibgas als Mittel zum Treiben des Alkoholgemischs
vom ersten Behälter 1 zum
Wärmeaustauscher 2 führt zu einer
verbesserten Zerstreuung des nebelerzeugenden Gemischs, wenn dieses
ausgestoßen
wird. Durch das gleichzeitig verringerte Wasser kommt noch hinzu,
dass die Tröpfchengröße, wenn
der Nebel ausgestoßen
wird, noch weiter verringert werden kann.
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Die
Verwendung eines Treibgases als Treibmittel gestattet das Verbessern
der Sicherheit des Geräts.
Die mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Treibgase sind unbrennbar,
weisen feuerlöschende
Eigenschaften auf, und verringern die Gefahr von Explosionen.
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Der
Erfinder hat ferner beobachtet, dass, nachdem der Nebel ausgestoßen wurde
und das Ventil 8 verschlossen ist, nach wie vor ein wenig
des nebelerzeugenden Alkoholgemischs im Anschluss zwischen dem Behälter und
dem Wärmeaustauscher wie
auch im Wärmeaustauscher
selbst zurückbleibt. Beim
Gerät des
Stands der Technik wird dieses Alkoholgemisch im Wärmeaustauscher 2 zersetzt,
da sich dieser nach wie vor bei einer hohen Temperatur befindet.
Bei der vorliegenden Erfindung kann dieses Problem überwunden
werden, da der Großteil
des nebelerzeugenden Gemischs, das im Wärmeaustauscher zurückbleiben
würde,
durch das Treibgas gezwungen wird, den Wärmeaustauscher zu verlassen. Der
Erfinder ist nämlich
zur Einsicht gelangt, dass, nachdem der Nebel ausgestoßen wurde,
der Druck im Inneren des Wärmeaustauschers
auf einen Wert fällt,
der sich dem Atmosphäredruck
annähert.
Beim Atmosphäredruck
dehnt sich das im Alkoholgemisch gelöste Treibgas aus und entweicht,
und erzwingt es das Strömen
jedweden nebelerzeugenden Gemischs, das zwischen dem Ventil 8 und
dem Auslass 6 im Wärmeaustauscher 2 zurückbleibt,
zum Auslass 6 des Wärmeaustauschers 2.
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Der
Betrieb des Geräts
dieser Erfindung kann wie folgt beschrieben werden.
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Der
Behälter 1 enthält eine
Menge eines wie oben beschriebenen Alkoholgemischs und eine Menge
an Treibgas mit einem Dampfdruck von über 10 Bar bei Raumtemperatur.
Das Treibgas über
der Flüssigphase
steht im Gleichgewicht mit dem Treibgas, das im Alkoholgemisch gelöst ist.
Gewöhnlich befindet
sich am Boden des Behälters 1 eine
Schicht an flüssigem
Treibgas.
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Bei
Betätigung
durch eine Alarmvorrichtung wird das Ventil, das das Innere des
Behälters 1 verschließt, geöffnet. Dies
bringt eine plötzliche
Ausdehnung des Treibgases, das in der Gasphase und in der Flüssigphase
vorhanden ist, zugleich und eine augenblickliche Verlegung einer
Menge des gesamten Alkoholgemischs 4 vom Behälter 1 durch
das Ventil 8 und den Anschluss 3 zum Wärmeaustauscher 2 hin mit
sich. Im Wärmeaustauscher 2 wird
hauptsächlich zuerst
das Ethanol verdampft werden, worauf das Wasser und das Glykol folgt,
obwohl diese Erscheinungen beinahe gleichzeitig stattfinden, was
die Bildung eines feinen Dunsts verursacht. Aufgrund der darin zurückbleibenden
hohen Temperatur steigt der Druck an und wird der Dampf als Folge
davon mit einer hohen Geschwindigkeit als ein Aerosol von feinen
Flüssigkeitsteilchen
durch die Auslassmündung 6 ausgestoßen. Die
Ausdehnung des Treibgases, wenn es die Auslassmündung verlässt, bringt ein Abkühlen des
Alkohol-Glykol-Dampfs auf eine Temperatur mit sich, die sich der
Umgebungstemperatur annähert.
Der ausgestoßene
Nebel ist ein dichter weißer
Nebel, der eine Position zwischen ungefähr dem Boden und 2 bis 3 m
darüber
einnimmt, um dort für einen
verlängerten
Zeitraum zu verbleiben.
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Wenn
die vorbestimmte Menge des Alkoholgemischs gezwungen wurde, den
Behälter
zu verlassen, wird das Gerät
durch das Treibgas automatisch von jeglichem zurückbleibenden Alkoholgemisch
gereinigt. Sobald die vorbestimmten Menge an Alkohol den Behälter verlassen
hat und ausgestoßen
wurde, wird das Erhitzen des Wärmeaustauschers
unterbrochen. Der Druck im Inneren des Wärmeaustauschers fällt auf
einen Wert, der sich dem Atmosphäredruck annähert. Das
Treibgas, das im Alkoholgemisch gelöst ist, welches im Rohr 3 zurückbleibt,
dehnt sich aus und entweicht und zwingt jedwedes zurückbleibende
nebelerzeugende Gemisch, zum Auslass 6 des Wärmeaustauschers 2 zu
strömen.