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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Zerstäuben von
Flüssigkeiten,
insbesondere zum Kühlen
und/oder Befeuchten von Umgebungen.
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Systeme
zum Kühlen
und Befeuchten von Umgebungen durch Zerstäuben von Wasser sind bekannt.
Wasser wird auf einen hohen Druck gebracht und Sprüheinrichtungen
zugeführt,
die das Wasser zerstäuben.
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Bei
der Verwendung derartiger Systeme muss normalerweise die Dimensionierung
dieser Systeme basierend auf der Größe der zu klimatisierenden
Umgebung angepasst werden, und die Installation derartiger Systeme
ist nicht einfach implementierbar.
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In
den Patentdokumenten
US-A-2003111746 ,
US-A-6237896 und
WO-A-0218162 sind
Flüssigkeitszerstäubungssysteme
gemäß der Präambel von
Patentanspruch 1 beschrieben.
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Hinsichtlich
des hierin beschriebenen Stands der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein System zum Zerstäuben
von Flüssigkeiten bereitzustellen,
das leicht anwendbar und einfach installierbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein in Patentanspruch 1 spezifiziertes Flüssigkeitszerstäubungssystem
gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein
Flüssigkeitszerstäubungssystem
bereitgestellt, das einfach installierbar ist, weil es nicht direkt
mit einem Wassernetz verbunden werden muss. Ein mit einer Flüssigkeit gefüllter Behälter kann
(durch Räder)
leicht vor Ort transportiert und gegebenenfalls mit einer Stromversorgung
für den
Betrieb einer Pumpe verbunden und in Betrieb genommen werden. Auf
diese Weise kann das System in einer beliebigen Umgebung im Innen- oder
Außenraum
angeordnet und leicht bewegt werden. Der Behälter wird vorzugsweise derart
mit Flüssigkeit
gefüllt,
dass das System für
einen halben oder sogar einen ganzen Tag oder länger eigenständig betreibbar
ist.
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Außerdem kann
die Anzahl von Düsen
aufgrund eines mit der Pumpe verbundenen geeigneten Druck-/Durchflussregelventils
variabel sein, so dass das System breit variierbar ist und eine
Anpassung der Dimensionierung des Systems im Voraus an die zu klimatisierende
Umgebung nicht erforderlich ist. Das Regelventil gibt überschüssige Flüssigkeit
in den Behälter
ab, so dass eine für
das System verwendete Pumpe einen niedrigen Energie- und Wasserverbrauch
hat.
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Vorzugsweise
kann, wenn der Flüssigkeit, die
normalerweise Wasser ist, Duftstoffe oder Produkte, wie beispielsweise
Sonnenschutzmittel, hinzugefügt
werden, und/oder wenn die Flüssigkeit
durch diese ersetzt wird, das System auch andere interessante Funktionen
ausführen.
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Die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der
folgenden ausführlichen
Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung verdeutlicht, die als nicht einschränkendes
Beispiel in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt sind; es zeigen:
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1 ein
Beispiel eines Flüssigkeitszerstäubungssystems,
das nicht alle Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ein
weiteres Beispiel eines Flüssigkeitszerstäubungssystems;
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3 eine
schematische Darstellung eines herkömmlichen Pumpsystems;
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4 eine
schematische Darstellung eines erfindungegemäßen Pumpsystems; und
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5 eine
Modifikation eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitszerstäubungssystems.
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1 zeigt
einen Behälter 10 mit
einer zylindrischen, quaderförmigen
oder anderen Form, wobei der Behälter
Räder 11 und
Stoppbremsen 12 aufweist.
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Der
Behälter 10 weist
einen unteren Bereich 13, der dafür vorgesehen ist, eine Flüssigkeit 14 aufzunehmen,
und einen oberen Bereich 15 auf, der durch einen Zwischenraumn 16 vom
darunterliegenden unteren Bereich 13 abgegrenzt ist.
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Zum
oberen Ende des unteren Bereichs 13 hin (unmittelbar unter
dem Zwischenraum 16) ist ein Ventil 17 für die Zufuhr
von Flüssigkeit 14 angeordnet,
das einen Schwimmer 18 zum Schließen des Ventils 17 aufweist.
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Ein
unteres Ventil 19 ist über
ein Rohr 20 mit einem Filter 21 und darüber mit
einer durch einen Motor 23 angetriebenen Pumpe 22 verbunden.
Die Pumpe 22 und der Motor 23 sind im oberen Bereich 15 angeordnet
und liegen auf dem Zwischenraum 16 auf.
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Ein
aus dem Behälter 10 austretendes
Zufuhrrohr 24 verbindet die Pumpe 22 mit einem
Verteiler 25 und darüber
mit mehreren Düsen 26.
Die Düsen 26 verteilen
zerstäubtes
Wasser 27 in die Umgebung.
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Die
Pumpe 22 weist einen Druckmesser 28 zum Regeln
des durch die Pumpe ausgegebenen Drucks und einen mit einem Rohr 30 verbundenen Kapazitäts- oder
Durchflussregler 29 zum Ableiten überschüssiger Flüssigkeit in den unteren Bereich 13 auf.
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Der
untere Bereich 13 des Behälters 10 wird über das
Zulaufventil 17 mit Flüssigkeit
gefüllt.
Es können
auch andere Systeme zum Einfüllen
von Flüssigkeit 14 verwendet
werden.
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Beispielsweise
wird das Ventil 17 zum Befüllen mit dem Wassernetz verbunden,
und nachdem der untere Bereich 13 des Behälters 10 mit
Flüssigkeit
gefüllt
ist, wird es vom Wassernetz getrennt.
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Die
Abmessungen des unteren Bereichs 13 müssen basierend auf der gewünschten
Anwendung festgelegt werden. Beispielsweise muss, wenn vier Düsen 26 verwendet
werden, die dazu geeignet sind, zerstäubtes Wasser mit einer Durchflussrate
von 1,5 l/h auszugeben und das System aufeinanderfolgend für 8 Stunden
verwendet werden soll, der untere Bereich 13 ein Fassungsvermögen von
mindestens 48 l haben.
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Die
Flüssigkeit
wird vom unteren Bereich 13 angesaugt, durchläuft das
Rohr 20 und den Filter 21 und tritt in die Pumpe 22 ein.
Dadurch wird die Flüssigkeit
auf einen hohen Druck gebracht, und das Zufuhrrohr 24 führt die
Hochdruckflüssigkeit
Düsen 26 zu,
deren Anzahl 1 oder mehr betragen kann, wobei die Düsen über den
Verteiler 25 mit dem Rohr 24 verbunden sind, und
wobei der Verteiler einen Einlass und mehrere Auslässe aufweist,
mit denen die Düsen 26 verbunden
sind. Geeignete Rohre (nicht dargestellt), die zwischen dem Verteiler 25 und
den Düsen 26 verbunden
sind, ermöglichen
eine räumliche
Verteilung der Düsen 26 für eine bessere
Verteilung des zerstäubten
Wassers 27 in die Umgebung.
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Basierend
auf der Anzahl der im System vorhandenen Düsen und durch Kontrollieren
des Druckmessers 28 wird die Kapazität bzw. der Durchfluss/Druck
durch den Durchflussregler 29 typischerweise auf einen
Druckwert von 70 bar eingestellt (was jedoch auch von der Auslassöffnung der
Düsen 26 abhängig ist).
Die überschüssige Flüssigkeit
in der Pumpe 22 wird durch das Auslassrohr 30 in
den unteren Bereich 13 abgeleitet.
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Die
verwendete Flüssigkeit 14 ist
vorzugsweise Wasser, sie kann jedoch eine beliebige andere Flüssigkeit
sein, und ihr können
gemäß dem gewünschten
Anwendungszweck insbesonde re Duftstoffe, Entwesungsmittel, Desinfektionsmittel,
Sonnenschutzmittel, usw. beigemischt werden.
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Die
Besonderheit des Systems ist, dass es, nachdem es durch Verbinden
des Systems mit dem Wassernetz mit einer Flüssigkeit befüllt wurde,
aufgrund der Räder 11 in
eine beliebige Umgebung transportiert werden kann, ohne dass eine
besondere Installation erforderlich ist. Es muss lediglich eine Spannungsversorgung
für den
Motor 23 vorgesehen sein. Der Motor 23 wird vorzugsweise
durch eine Netzspannungsversorgung mit Energie versorgt, aufgrund
seines niedrigen Energieverbrauchs kann er jedoch auch durch Batterien
mit einer geeigneten Kapazität
mit Energie versorgt werden.
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2 zeigt
eine Alternative, gemäß der das Zufuhrrohr 24 nicht
aus dem Behälter 10 herausgeführt ist,
weil der Verteiler 25 und damit die mehreren Düsen 26 direkt
im oberen Bereich 15 des Behälters 10 angeordnet
sind. Die Anzahl der Düsen
und ihre Anordnung können
derart gewählt
werden, dass das zerstäubte
Wasser 27 zu einer oder mehreren Seiten des Behälters 10 hin
ausgerichtet wird. Gegebenenfalls kann der Abschnitt des Behälters 10,
in dem die Düsen 26 angeordnet
sind, einen kleineren Durchmesser haben als der gesamte Behälter.
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Die
Pumpe 22 ist eine Pumpe mit Kolben, vorzugsweise eine Hochdruckpumpe
mit im Vergleich zu herkömmlichen
Pumpen spezifischen Merkmalen.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Pumpsystems. Ein Zufuhrrohr 40 transportiert
Flüssigkeit
zur Pumpe 41. Am Auslass (bei einigen Pumpen auch im Inneren)
der Pumpe 41 sind ein Umgehungsventil 42 und ein
Rückschlagventil 43 angeordnet.
Die unter Druck stehende Flüssigkeit
wird daher dem Auslassrohr 44 zugeführt. Es wird veranlasst, dass
die vom Umgehungsventil 42 zurückfließende Flüssigkeit durch ein Rückflussrohr 45 in
die Pumpe 41 zurückgeleitet
wird.
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Das
Pumpsystem definiert den Auslassdruck durch Regeln des Umgehungsventils 42.
Die Druckregelung kann in diesem Fall auf eine begrenzte Weise ausgeführt werden.
Außerdem
wird veranlasst, dass eine Flüssigkeitsmenge
in die Pumpe zurückgeleitet
wird, so dass eine größere Pumpenleistung
erforderlich ist und die Temperatur und der Energieverbrauch zunehmen.
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Erfindungsgemäß wird vorteilhaft
ein in 4 dargestelltes Pumpsystem verwendet.
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Über ein
Zufuhrrohr 40 wird der Pumpe 41 Flüssigkeit
zugeführt.
Am Auslass der Pumpe 41 wird dem Auslassrohr 44 unter
Druck stehende Flüssigkeit
zugeführt.
Ein Ventil 46 zum Regeln des Durchflusses ist im Rückflussrohr 47 angeordnet.
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In
diesem Fall sind das Umgehungsventil 42 und das Rückschlagventil 43 nicht
vorhanden.
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Die
Umgehung ist nicht mehr erforderlich, weil der Druck/Durchfluss
der Flüssigkeit
nun durch das Ventil 46 geregelt wird. Das Rückschlagventil 43 ist
nicht mehr erforderlich, weil, auch wenn rücklaufende Flüssigkeit
vorhanden wäre,
diese in das Rücklaufrohr 47 und
nicht in die Pumpe 41 laufen würde.
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Das
Durchflussregelventil 46 weist einen Mikrometerregler auf,
der die Durchflussregelung des umlaufenden Wassers im Rohr 47 und
damit des Durchlusses/Drucks im Auslassrohr 44 ermöglicht. Durch
das Rücklaufrohr 47 wird
veranlasst, dass die rücklaufende
Flüssigkeit
vom Durchflussregelventil 46 nicht in die Pumpe 41,
sondern außerhalb
der Pumpe 41 zurückgeleitet
wird.
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In 4 transportiert
das Rohr 47 die Flüssigkeit
in das Rohr 40 zurück,
das sich in einem Niederdruckabschnitt der Schaltung befindet.
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Gemäß den 1 und 2 gibt
das Auslassrohr 30 die überschüssige Flüssigkeit
in den unteren Bereich 13 des Behälters 10 ab.
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Das
Pumpsystem definiert den Auslassdruck durch Regeln des Durchflussregelventils 46,
das durch eine Mikrometereinstellung eine Druckeinstellung innerhalb
eines breiten Druck-/Durchflussbereichs ermöglicht. Außerdem hat die Pumpe, weil kein
Rücklauf
in die Pumpe stattfindet, nicht den Nachteil herkömmlicher
Pumpen, so dass es trotz des breiten Druck-/Durchflussregelungsbereichs möglich ist,
eine kleinformatigere Pumpe zu verwenden.
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Der
Behälter 10,
der in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sowohl die Flüssigkeit als
auch das Pumpsystem umschließt,
hat ein zylinderförmiges
Erscheinungsbild, d. h., die Höhe
des Behälters
ist größer als
sein Durchmesser. Es sind Behälter 10 mit
anderen Formen möglich,
beispielsweise in der Form eines Quaders mit einer Basis, deren
Länge größer ist
als die Höhe
des Quaders. In diesem Fall kann das Pumpsystem, außer dass
es über
dem Zwischenraum 16 oberhalb der Flüssigkeit 14 angeordnet
werden kann, auch in der Nähe
des Behälters
für die
Flüssigkeit
angeordnet werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird, wenn ein Zwangsentlüftungssystem mit den Düsen 26 kombiniert
wird, veranlasst, dass der abgegebene zerstäubte Strahl schneller wird
und daher eine größere Strecke
abdecken kann. Insbesondere werden spezifische Vorteile erhalten,
wenn ein Rohr mit einem geeigneten Durchmesser von beispielsweise
etwa 0,5 cm mechanisch in der Nähe
jeder Düse 26 angeordnet
wird, wobei das offene Ende auf der gleichen Höhe wie die Auslassöffnung der
Düse 26 angeordnet
ist, und diesem Rohr Druckluft beispielsweise mit einem Druck zwischen
etwa 2 und 5 bar zugeführt
wird.
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Die
Druckluft kann durch eine in der Nähe der Pumpe 22 angeordnete
Pumpe erzeugt werden.
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5 zeigt
ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitszerstäubungssystem.
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Ein
bewegliches Untergestell 50 mit zwei Rädern 51 und zwei Beinen 52 trägt eine
nicht unbedingt erforderliche untere Struktur 53, die eine
Flüssigkeit 54 enthält. Auf
einer Seite der unteren Struktur 53 ist ein Ventil 55 zum
Zuführen
von Flüssigkeit 54 angeordnet,
dem ein Filter 56 und ein Schwimmer 57 folgen,
wodurch ein Schließventil
gebildet wird.
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Eine
obere Struktur 58 ist auf Bolzen 59 der unteren
Struktur 53 aufgehängt,
um die sie drehbar ist. Die obere Struktur 58 weist einen
Motor 60 auf, der eine Pumpe 61 und einen Ventilator 62 antreibt. Vom
Ausgang der Pumpe 61 erstreckt sich ein Zufuhrrohr 62 für die Hochdruck-Flüssigkeit.
Dieses Rohr 62 ist mit einem Verteiler 63 und
darüber
mit mehreren Düsen 64 verbunden,
die sich von der oberen Struktur in eine vorgegebene Richtung erstrecken.
Die Pumpe 61 weist außerdem
einen Druckmesser 65 und einen mit einem Auslassrohr 67 verbundenen
Durchflussregler 66 auf. Das Auslassrohr 67 gibt überschüssige Flüssigkeit
in die untere Struktur 53 aus. Einem Flüssigkeitszufuhrrohr 68 wird Flüssigkeit
von der unteren Struktur 53 zugeführt, und das Rohr führt die
Flüssigkeit
der Pumpe 61 zu. Ein Rohr 69 zum Wiedergewinnen
von in der oberen Struktur 58 kondensierter und abtropfender
Flüssigkeit
verbindet die obere Struktur mit der unteren Struktur 53.
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Der
Ventilator 62 ist derart angeordnet, dass ein Luftstrom
in die für
die Düsen 64 vorgegebene Richtung
erzeugt wird. Die obere Struktur 58 weist in der Nähe der Düsen 64 einen
offenen Bereich auf, um zu veranlassen, dass durch den Luftstrom
die Strömungsgeschwindigkeit
der von den Düsen 64 ausgegebenen
zerstäubten
Flüssigkeit
erhöht
wird.
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Der
Ventilator 62 wird durch den Motor 60 direkt angetrieben
und ist auf der gleichen Achse angeordnet, vorzugsweise stromaufwärts vom
Motor 60 und von der Pumpe 61. Ein einzelner Motor 60 treibt sowohl
die Pumpe 61 als auch den Ventilator 62 an.
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Daher
ermöglicht
der Ventilator 62 neben einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
der von den Düsen 24 ausgegebenen
Flüssigkeit
auch eine Kühlung
des Motors 60.