DE69409543T2

DE69409543T2 - Vorrichtung zur nebelerzeugung

Info

Publication number: DE69409543T2
Application number: DE69409543T
Authority: DE
Inventors: Alfons B-2100 Deurne Vandoninck
Original assignee: JAICO NV
Current assignee: JAICO NV
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2014-11-25
Also published as: ATE164961T1; US5803359A; ZA949222B; JPH09506450A; BE1007744A3; ES2117380T3; CA2177286A1; EP0730771B1; AU8101494A; AU685189B2; NO944552L; WO1995014981A1; DE69409543D1; NO944552D0; EP0730771A1; KR950014040A; KR0142218B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels, wie diese in den beigefügtgn Patentansprüchen definiert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die es erlaubt, eine relativ geringe Menge einer Flüssigkeit extrem schnell zu vergasen bzw. zu verdampfen, um einen geschlossenen Raum vollständig oder nahezu vollständig zu füllen.
Die Erfindung beabsichtigt insbesondere, eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels welcher eine Menge eines nicht durchsichtigen Dampfes in einem Raum erzeugt werden kann, ausgehend von einem Startsignal, das von einer Alarmvorrichtung ausgesendet wird, so daß im Falle eines Einbruches der Einbrecher sich in einem Raum befindet, wo irgendeine visuelle Beobachtung oder Orientierung unmöglich geworden ist.
Die Verwendung eines Nebels, welcher einen oder mehrere Räume füllt, als Mittel zur Verhinderung von Einbrüchen, ist durch das deutsche Patent DE-A-21 61 378 nahegelegt. Diese Druckschrift gibt jedoch keinerlei Hinweise, wie große Mengen eines Nebels schnell erzeugt werden können. Dies ist in der Tat ein absolutes Erfordernis, um dieses Verfahren mit Erfolg anzuwenden.
Das französische Patent 2 501 960 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines künstlichen Nebels, wobei Wasser vorerhitzt werden muß, um thermische Energie aufflüssiges oder gefrorenes CO&sub2; zu übertragen, um dieses CO&sub2; in die Dampfphase zu verdampfen. Diese Übertragung erfolgt in einem nachfolgenden Mischraum oder in einen Misch- und Speicherraum. Die hier verwendete thermische Energie wird deshalb nicht verwendet, um einen ausreichenden Druck auszuüben, der es erlaubt, den künstlichen Nebel schnell auszusenden.
Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung ist somit, große Mengen eines Nebels zu erzeugen und diesen durch Verwendung von Druck zu verteilen, wobei der Nebel kontinuierlich in einer geringen Menge einer Flüssigkeit während einer bekannten und vorbestimmten Zeitdauer erzeugt werden kann.
Um dies erfindungsgemäß zu erreichen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf:
a) einen ersten geschlossenen Kessel, der auf einer Temperatur gehalten wird und mit einer Mischung gefülltist, die aus mono- oder polyvalenten Alkoholen und einer Flüssigkeit und/oder einem Gas oder einer Mischung von Flüssigkeiten oder Gasen besteht, die solch eine Dampfdruckkurve aufweisen, daß Druck durch Vanierung der Temperatur der Mischung erzeugt werden kann,
b) einen zweiten geschlossenen Kessel mit einem Wärmeaustauscher, welcher bei einer Temperatur gehalten wird, die höher ist als die Temperatur der Flüssigkeiten und/oder Gase in dem ersten Kessel,
c) eine Rohrleitung, die die Flüssigkeit oder die Flüssigkeitsmischung aus dem ersten Kessel mit der Innenseite des zweiten Kessels verbindet, wobei die Rohrleitung ein Ventil aufweist, das darin zwischen dem ersten und dem zweiten Kessel angeordnet ist und die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kessel nach Aktivierung durch ein Signal öffnet, das von einer Alarmvorrichtung ausgesendet worden ist,
d) einen Auslaß in der Wand des zweiten Kessels zur Verteilung des in diesen letzteren Kessel erzeugten Nebels in die Umgebung, gewünschtenfalls durch Verwendung eines an dem Auslaß angeordneten Rohrleitung.
Ebenfalls erfindungsgemäß werden der erste und der zweite Kessel durch thermostatisch gesteuerte Heizwiderstände auf der erforderlichen Temperatur gehalten und der unter
b) erwähnte Wärmeaustauscher wird von einer Masse gebildet, die auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird, wobei die Flüssigkeit, die Flüssigkeitsmischung oder die Flüssig-Gas-Mischung, die aus dem ersten Kessel kommt, auf der Masse verdampft und/oder überhitzt werden kann.
In einer bevorzugt angewendeten Ausführungsform besteht diese Masse aus Metallpartikeln (Abfallspäne).
Andere Details und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich anhand der folgenden Beschreibung einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels in Übereinstimmung mit der Erfindung. Diese Beschreibung wird nur beispielhaft angegeben und beschränkt die Erfindung nicht. Die Bezugszeichen beziehen sich auf die beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist entlang eines Längsquerschnittes eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht einer Vorrichtung entsprechend einer möglichen Variante,
Fig. 3 ist eine ähnliche Ansicht des zweiten Kessels einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Variante.
Die in den drei Figuren dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Kombination oder Nebeneinanderanordnung von zwei Kesseln, die nachfolgend der erste Kessel 1 und der zweite Kessel 2 bzw. 2' und 2" bezeichnet werden. Bevorzugung wird einer zylindrischen Ausführungsform gegeben, aber es ist klar, daß einer der Kessel 1 und 2 oder beide Kessel einen anderen Querschnitt aufweisen können.
Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 ist der erste Kessel 1 bereichsweise mit einer Glykolmischung und Wasser gefüllt, was durch das Bezugszeichen 3 angezeigt ist.
Zum selben Zweck kann Gebrauch gemacht werden von einer Mischung verschiedener mono- oder polyvalenter Alkohole und einer Flüssigkeit und/oder eines Gases (oder einer Mischung von Flüssigkeiten und/oder Gasen), welche solch eine Dampfdruckkurve aufweist, daß der Druck in dem Raum 4 oberhalb der Flüssigkeit durch Varuerung der Temperatur der Mischung erzeugt werden kann.
Vorzugsweise wird eine Mischung verwendet, die aus ungefähr 48 % Propylenglykol, ungefähr 32 % Triethylenglykol und ungefähr 20 % Wasser besteht.
Bestimmte Alkohole erlauben es offensichtlich, einen "Nebel" zu erzeugen durch Erhitzung bis über die jeweiligen Siedepunkte. Diese Eigenschaft wurde insbesondere im Falle von bivalenten Alkoholen, den sogenannten Glykolen oder Diolen beobachtet. Die besten bekannten Vertreter dieser Gruppe sind: Propylenglykol, Ethylenglykol, Diethylenglykol und Triethylenglykol. Diole mit einem relativ hohen Molekulargewicht, wie Triethylenglykol, haben einen relativ hohen Siedepunkt und erzeugen einen ziemlich "schweren Nebel", der in einem niedrigen (Höhen-) Niveau anhaftet.
Diole mit einem relativ geringen Molekulargewicht, wie Propylenglykol, haben einen relativ geringen Siedepunkt und erzeugen einen ziemlich "leichten Nebel", der die Tendenz hat, aufzusteigen.
Durch wechselseitige Kombination der verschiedenen Typen von Diolen kann die Struktur des gebildeten Nebels beeinflußt werden im Hinblick auf Raumfülleigenschaften.
Andere mono-, bi-, tri- oder polyvalente Alkohole oder Mischungen dieser Alkohole können denselben Effekt erzeugen.
In dem Kessel 1 (nach beiden Ausführungsformen) ist ein Wärmewiderstand 5 angeordnet, der von einem Verteilarm 6, z.B. aus Aluminium, umgeben ist. Das Ganze bildet somit ein zylindrisches Teil, das in der Mitte des Kessels 1 angeordnet ist. Die Temperatur in diesem Kessel liegt in einer Größenordnung von 125/150º C.
In der Mischung der Flüssigkeiten und/oder Gase ist eine Rohrleitung 7 angeordnet, welche ein Ventil 8 aufweist, das darin angeordnet ist. Das Ventil 8 wird durch ein Signal aktiviert, das von einer Alarmvorrichtung ausgesendet wird, welche im Falle eines Einbruches reagiert. Diese Alarmvorrichtung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Die Rohrleitung 7 verläuft außerhalb des Kessels 1 abwärts und dringt in den Kessel 2 ein. Ausgehend von hier gibt es wenigstens drei mögliche Ausführungsformen, die nachfolgend nacheinander mit Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 beschrieben werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 tritt die Rohrleitung 7 an der Oberseite in der Mitte der Abdeckung 9 ein und erstreckt sich dann abwärts bis ungefähr zur Mitte der Sandmasse 10, die in dem Kessel 2 eingeschlossen ist. Die Sandmasse 10 berührt nicht die äußere Wand 11 des Kessels 2, sondern ist in einem inneren Rohr 12 eingeschlossen.
Anstelle einer Sandmasse können auch Metallpartikel 10' verwendet werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Sandmasse 10 (Fig. 1) oder die Metallpartikel 10' (Fig. 3) werden durch einen elektrischen Widerstand 13, der in der Bodenplatte 14 angeordnet ist, auf eine hohe Temperatur gebracht. Diese Temperatur liegt in einer Größenordnung von 320ºC. Die Bodenplatte 14 besteht aus einem Material mit einer hohen Wärmespeicherkapazität. Die Temperatur der Bodenplatte 14 wird auf einem konstanten Niveau gehalten, mit Hilfe eines Thermostaten 15, der in Kontakt mit der Bodenplatte ist oder darin angeordnet ist.
Die Rolle der Bodenplatte 14 mit Wärmewiderstand 15 in den beschriebenen Ausführungsformen kann von Elementen übernommen werden, die dieselbe Funktion ausführen können. Es ist z.B. möglich, den Kessel 2 so auszulegen, daß wenigstens ein Teil davon aus einem Material besteht oder eine Masse aufweist, das bzw. die eine hohe Wärmespeicherkapazität aufweist. Der Wärmewiderstand könnte dann in der Wand angeordnet sein oder an einem anderen Ort in der Masse.
Die in dem Kessel 2 bzw. 2" erzeugten Dämpfe verlassen diese Kessel durch einen Auslaß 16 bzw. 16'. Falls notwendig, kann eine Rohrleitung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, an diesen Auslässen 16, 16' angeordnet werden. Dies erlaubt es, die Vorrichtung an einem Ort anzuordnen oder in diesen zu inkorporieren, welcher nicht notwendigerweise der zu schützende Raum ist.
Mit Bezugnahme nun auf die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, daß der erste Kessel 1 denselben Aufbau zeigt.
Die Rohrleitung 71 die in den Kessel 2' eintritt, ist spiralförmig um einen Verteilarm 17 herumgewickelt, der in Thermoöl gebadet ist. Dieser Verteilarm, der beispielsweise aus Aluminium bestehen kann, weist einen Wärmewiderstand 18 auf. Die Spiralwicklungen der Rohrleitung 7 um den Verteilarm 17 sind mit dem Bezugszeichen 7' gekennzeichnet. Am Boden des Verteilarmes 17 ist die letzte Spiralwicklung der Rohrleitung 7' umgekehrt in eine Rohrleitung 7", durch welche der erzeugte Nebel austritt.
Mit Bezugnahme auf die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist zu erkennen, daß die innere Rohrleitung 12' an der Oberseite mit dem Teil verbunden ist, der als Deckel 9 des zweiten Kessels angesehen werden kann. Am Boden ist eine Durchtrittsöffnung 17 zwischen der Kante der inneren Rohrleitung 12' und der Bodenplatte 14' aufrechterhalten.
Aufgrund dieses Aufbaus wird eine bessere und stärkere Verteilung des Nebels sichergestellt.
Es wird bemerkt werden, daß die die Rohrleitung 7 in den Kessel 2' verlassende Mischung über die Metallpartikel 10' durch eine Verteilplatte 18 ausgesprüht werden. Dies verstärkt weiterhin die Energie, mit welcher die Mischung aus dem Kessel 2 durch den Ausgang 16' ausgetrieben wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet somit eine Anzahl von Vorteilen, die nachfolgend aufgeführt werden, wie:
- außergewöhnlich kompakter Aufbau;
- überhaupt keine beweglichen Teile. Die Vorrichtung weist nur ein Ventil auf;
- die erforderliche Mischung, gewöhnlich eine Glykolmischung, wird über eine einfache Fülleinrichtung gefüllt, weitere Aktionen sind nicht erforderlich;
- aufgrund des zylindrischen Aufbaus der Vorrichtung kann diese einfach isoliert werden und weist ein sehr vorteilhaftes Volumen-Oberflächenverhältnis auf;
- im Falle eines Leistungsabfalls (220 V) bleiben die innere Temperatur und die Wärmekapazität viele Stunden bei einem hohen Niveau, abhängig von der Zuverlässigkeit der Isolierung und in jedem Falle hoch genug, um nichtsdestoweniger die Funktion der Vorrichtung nach Anwendung eines 12 V-Steuersignals auf das Ventil zu gewährleisten;
- sehr einfacher Aufbau mit einer hohen Funktionssicherheit;
- das Glykol oder die Glykolmischung wird automatisch unter Druck gebracht, ohne Verwendung von Pumpen und/ oder Druckspeicherreservoirs;
- der Druck auf die Glykolmischung (oder ähnliche Mischung) ist ziemlich konstant. Dies resuliert in einer konstanten Verdampfung unabhängig von dem Glykolvolumen;
- ein relativ kleiner Wärmeaustauscher kann ausreichen, weil die Flüssigkeit bereits vorerhitzt wird, wenn sie dem Wärmeaustauscher zugeführt wird.
Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, und daß eine Vielzahl von Modifikationen möglich sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie dieser in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels mit einem ersten geschlossenen Kessel (1,1',1"), der eine Alkoholmischung zur Erzeugung des Nebels enthält, wobei der erste Kessel mit einem zweiten Kessel (2,2',2") verbunden ist, wobei die Vorrichtung außerdem Mittel zum Antreiben der Alkoholmischung aufweist, damit diese aus dem ersten zum zweiten Kessel fließt, wobei der zweite Kessel einen Wärmeaustauscher aufweist, welcher Mittel (13) zum Erwärmen des Wärmeaustauschers auf eine zweite Temperatur zum Verdampfen der Alkoholmischung zur Erzeugung von Nebel und einen Auslaß (16,16') zum Austreiben des Nebels unter Druck aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Kessel Mittel (5) zur Erhitzung des Kessels auf eine erste Temperatur unterhalb der zweiten Temperatur aufweist, und daß die Mittel zum Antreiben der Alkoholmischung eine dampferzeugende Flüssigkeit aufweisen, welche bei der ersten Temperatur verdampft, um einen Druck zum Antreiben der Alkoholmischung zu erzeugen.

2. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kessel mit dem zweiten Kessel durch eine Rohrleitung verbunden ist, die ein Ventil aufweist, wobei das Ventil derart angeordnet ist, um durch Betätigung eines Signals geöffnet zu werden, das durch eine Alarmvorrichtung ausgesendet wird.

3. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der erste Kessel eine Mischung aus etwa 48 % Propylenglykol, etwa 32 % Triethylenglykol und etwa 20 % Wasser enthält.

4. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kessel (1,1',2,2') auf der erforderlichen Temperatur durch thermostatisch gesteuerte Heizwiderstände gehalten wird.

5. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher eine Masse aufweist.

6. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus Metallpartikeln (10') besteht.

7. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus grobem Sand (10) besteht.

8. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus einem Grill besteht.

9. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kessel einen Körper und einen Wärmewiderstand zur Erwärmung des Körpers aufweist, wobei die Rohrleitung um den Körper gewickelt ist und weiter außerhalb des zweiten Kessels austritt, wobei ein Freiraum zwischen dem Körper und der Wand des zweiten Kessels gelassen wird, wobei der Freiraum mit einem Thermoöl oder dgl. gefüllt ist.

10. Vorrichtung zur Erzeugung eines Nebels nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kessel wenigstens bereichsweise aus einem wärmeisolierenden Material besteht oder dieses aufweist, wobei der zweite Kessel ein Wärmeelement zur Erwärmung dieses Materials oder dieser Masse aufweist.

11. Verfahren zur Erzeugung eines Nebels, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von Alkoholen und einer Flüssigkeit, die in einem unter Druck stehenden Kessel enthalten sind, erwärmt wird, um die Flüssigkeit zu verdampfen und die Alkohole zu zwingen, in einen Wärmeaustauscher bei einer Temperatur größer als der in dem unter Druck stehenden Kessel zu fließen, um die Alkohole zu verdampfen, um einen Alkoholdampf zu erzeugen, worauf der Alkoholdampf aus dem Wärmeaustauscher ausgetrieben wird, um Nebel zu bilden.