EP3638389B1 - Vorrichtung zur herstellung von effektnebel - Google Patents

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EP3638389B1
EP3638389B1 EP18737140.6A EP18737140A EP3638389B1 EP 3638389 B1 EP3638389 B1 EP 3638389B1 EP 18737140 A EP18737140 A EP 18737140A EP 3638389 B1 EP3638389 B1 EP 3638389B1
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EP
European Patent Office
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fog
mixing chamber
main mixing
ultrasonic
heating element
Prior art date
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EP18737140.6A
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English (en)
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EP3638389A1 (de
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Mario Gerard TOMAZETICH
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP3638389B1 publication Critical patent/EP3638389B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63J—DEVICES FOR THEATRES, CIRCUSES, OR THE LIKE; CONJURING APPLIANCES OR THE LIKE
    • A63J5/00—Auxiliaries for producing special effects on stages, or in circuses or arenas
    • A63J5/02—Arrangements for making stage effects; Auxiliary stage appliances
    • A63J5/025—Devices for making mist or smoke effects, e.g. with liquid air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0615—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0081—Apparatus supplied with low pressure gas, e.g. "hvlp"-guns; air supplied by a fan
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0483—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with gas and liquid jets intersecting in the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/1686—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed involving vaporisation of the material to be sprayed or of an atomising-fluid-generating product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/22—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc

Definitions

  • the invention relates to a device for producing effect fog, in particular in the field of stage technology, comprising a fog generator equipped with a heating element, with a fog fluid being evaporated by means of the heating element, as well as at least one ultrasonic atomizer arranged in a housing on the bottom of a main mixing chamber generated mist can be conducted into the main mixing chamber, and wherein a baffle wall is further provided in the main mixing chamber near an outlet opening.
  • Such a device is for example in the patcit0001: AT 517497 A -. described.
  • a fog fluid that has been vaporized in a fog generator by means of a heating element is enriched in a mixing chamber with a fine aerosol from an ultrasonic nebulizer in order to obtain an easily controllable effect fog for stage technology with numerous positive properties.
  • the two nebulae generated in this way do not combine, but with this arrangement essentially behave like each individual nebula on its own.
  • the atomized mist from the ultrasonic nebulizer is not very stable and settles quickly, giving off a lot of condensate moisture around the machine.
  • the vaporized fog fluid has the disadvantages described above.
  • the droplet size of the ultrasonic nebulizer is set to the fog particle size of the vaporized fog fluid and, on the other hand, the two fog streams are brought together and mixed at the point of origin of the ultrasonic aerosol by a forced air jet, whereby the water droplets adhere to the fog particles and a more stable and height-adjustable effect fog can be generated.
  • the vaporized fog fluid is directed into the suction area of a fan for the forced air flow, which, however, leads to condensate deposits on the rotor blades of the fan and thus to problems in the operation of the machine and a poorer end result.
  • the object of the present invention to provide the device according to patcit0005: AT 517497 A -.
  • the effect fog produced has again significantly improved properties with regard to its stability and can be produced in different quantities freely selectable by the user and at different altitudes.
  • the formation of condensation in the area of the outlet should be avoided.
  • the stage fog should not additionally dry the stage air but from the artists present, such as singers and Musicians, are perceived as pleasant or not disturbing. So that a wide range of applications with different stage sizes and different climatic conditions can be covered, the machine should have a wide range of setting options, but at the same time be inexpensive to manufacture and operate cost-effectively.
  • this object is achieved in that a premixing chamber is additionally provided, into which an air flow generated by a fan and the mist generated by the mist generator can be introduced via respective access openings, and that the premixing chamber is connected to the main mixing chamber by means of an overflow opening, the overflow opening is arranged in the main mixing chamber opposite the baffle.
  • the frequency of the ultrasonic atomizer is chosen so that the droplet size is adapted to the mist particle size and optimal accumulation takes place.
  • An ideal droplet size is in the range of 2 ⁇ m and 10 ⁇ m.
  • Excess aerosol is deposited as condensate via the baffle in the main mixing chamber and an optimally stable effect mist can be ejected via the outlet opening.
  • the baffle wall can be installed vertically, horizontally or at an inclined angle, depending on the structural conditions in the device.
  • the fog created in this way has positive effects on the humidity in the stage area, which is of particular benefit to the artists working there. Furthermore, this effect mist can be kept stable for longer periods of time at different altitudes on the stage and also does not lead to condensate deposits in the area around the device.
  • the premixing chamber and / or the transfer opening are aligned with the main mixing chamber in such a way that the air-mist stream coming from the premixing chamber hits the water surface above the ultrasonic atomizer at an oblique angle.
  • the adhesion of the water droplets from the aerosol is particularly effective when the homogenized air-mist flow is directed directly onto the water surface above the ultrasonic atomizer. Due to the air flow forced in this way, this adhesion is achieved immediately when the individual aerosol droplets are formed.
  • the baffle is designed as an insertable into the main mixing chamber element, which is a Has recess for the passage of the effect mist in the direction of an outlet opening, the recess being arranged in the vertical direction at the end of the baffle wall which is remote from the ultrasonic atomizer, and / or in the horizontal direction at the end of the baffle wall remote from the outlet opening.
  • the baffle wall can be formed by two plates which can be telescoped into one another, one of the two plates having the recess on one end face. The baffle can thus be inserted particularly easily in the main mixing chamber in corresponding grooves.
  • the recess faces away from the water surface as well as from the outlet opening of the device so that the generated effect mist passes as large as possible of the surface of the baffle wall before it emerges from the device, whereby excess condensate can be effectively separated.
  • a nozzle is provided at the access opening from the mist generator to the premixing chamber, the inner diameter of the outlet opening of the nozzle being smaller than the inner diameter of an evaporator hose wrapped around the heating element, in which the mist fluid to the heating element and subsequently to can be conveyed to the access opening after evaporation. It has been found to be advantageous that a densely concentrated mist is generated in the heating element, which is achieved by the constriction in the nozzle at the access opening. This measure also leads to the fact that the adhesion of the aerosol to the mist is further improved.
  • ultrasonic atomizers are arranged on the bottom of the main mixing chamber, the ultrasonic atomizers being controllable individually and / or in switching groups independently of one another.
  • a control unit is provided, by means of which the number and power of the active ultrasonic atomizers, the speed of the fan and the ejection power of the fog generator can be regulated, whereby different effects due to different mixing conditions between evaporated fog fluid and atomized water as well different total amounts of effect fog generated can be set.
  • the frequency of the ultrasonic atomizer can also be regulated by the control unit.
  • it can also be advantageous to adjust the frequency of the individual atomizers in order to generate different droplet sizes in the aerosol and thus to influence the effectiveness of the adhesion to the mist particles. This can also be necessary, for example, if the air flow through the fan is increased and the aerosol and air-mist flow are mixed with stronger turbulence. Any incomplete adhesion can thus be counteracted, for example, by increasing the frequency of the ultrasonic atomizer.
  • the individual ideal setting conditions are to be selected by the respective stage technician in coordination with the operating location and the desired effect.
  • control unit has a programmable memory in which presettings for the individual adjustable parameters can be stored.
  • presettings for the individual adjustable parameters can be stored.
  • all of the mentioned parameters of the device are set manually by the user via individual controllers.
  • certain default settings are already stored in a memory of a control unit, so that the user only has to select, for example, a certain level of the effect mist or an output quantity, and the control unit regulates the individual setting parameters according to the stored specifications.
  • a humidity sensor is provided which is coupled to the control unit, the parameters regulated by the control unit being correctable by compensation factors stored in the memory on the basis of the data received from the humidity sensor, so that a constant effect mist can be generated independently of the environment is.
  • the device can be further automated, as a result of which different locations of use can also be recorded by the device, and the correspondingly selected pre-settings can be adjusted by means of compensation factors.
  • a very dry operating environment for example at an open-air event in a rather dry climate zone, a higher aerosol output is likely to be required than in a small basement event room in moderate climates.
  • the most important factor for the operation of the device is the air humidity in the environment. This has the greatest influence on the behavior of the emerging effect mist. It goes without saying for the average person skilled in the art that further sensors for the determination of corresponding compensation factors can be integrated if this should be necessary for a special application.
  • the mist generator equipped with a heating element is arranged in a common housing with the ultrasonic atomizer, the fan and the two mixing chambers, or that the mist generator is designed as a separate module and can be coupled with its outlet opening to the access opening of the premixing chamber is.
  • the entire device can be arranged in a common housing.
  • the device can also be used as a retrofit kit for existing conventional fog generators, for example if they are already in use at the place of use.
  • the fog generator which is already present as a separate module, can then simply be connected with its outlet opening to the access opening of the premixing chamber.
  • a UV light source is provided in the main mixing chamber, which is used to sterilize the effect mist generated.
  • both the vaporized fog fluid and the aerosol are sterile due to the high temperature at their respective points of origin.
  • the schematically illustrated embodiment of a device according to the invention has a housing 2 in which a mist generator 1 with a heating element is accommodated.
  • a fog fluid is fed via a hose to the heating element, where the fog fluid evaporates and is then introduced into a premixing chamber 8 via an access opening 14 in the form of a nozzle 13.
  • a fan 9 is arranged, which introduces a forced air flow into the premixing chamber 8.
  • the mist generated by the mist generator 1 is thereby already swirled in the premixing chamber 8 and thus homogenized and dried.
  • the resulting mist-air mixture is introduced into the main mixing chamber 4 through an overflow opening 10 and passed over the ultrasonic atomizers 5, which are covered with liquid, and which are arranged on the bottom 3 of the main mixing chamber 4.
  • the ultrasonic atomizers 5 are combined into switching groups 16 of ten ultrasonic atomizers 5 each and can be switched on or off individually depending on the application.
  • the mist-air mixture is thus mixed with the aerosol droplets generated by the ultrasonic atomizers 5, the aerosol droplets adhering to the mist particles.
  • the effect mist generated is directed against a baffle 7. Excess condensate can still settle here before the effect mist is directed via a recess 12 in the baffle wall 7 in the direction of the outlet opening 6.
  • the recess in the baffle wall 7 is placed in such a way that it is arranged at the upper end in the vertical direction and at the end remote from the outlet opening 6 in the horizontal direction so that the effect mist has to travel a maximum path and thus a maximum contact area with the baffle wall 7 before exiting the device.
  • Fig. 2 the device is off Fig. 1 shown in a side sectional view. It can be clearly seen here that the entire premixing chamber is inclined towards the bottom surface 3 of the main mixing chamber 4 so that the air / mist flow generated hits the water surface 11 above the ultrasonic atomizer 5.
  • the water surface 11 is always kept constant so that the ultrasonic atomizers 5 can work optimally. This of course means that depending on the number of active switching groups, the appropriate amount of liquid must be introduced into the main mixing chamber, which is achieved in a known manner by controlling a feed pump coupled with corresponding liquid level indicators. If, due to a fault in the feed pump, the liquid level above the ultrasonic atomizer 5 is too high, a corresponding alarm can be triggered.
  • a pumping unit (not shown) can be provided which Excess liquid conveyed into a separation container.
  • any water can be used as the liquid for the ultrasonic atomizer, but distilled and / or demineralized water is preferred, since the desired effects can be implemented particularly well and the device is less soiled by deposits.

Landscapes

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  • Air Humidification (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Effektnebel, insbesondere im Bereich der Bühnentechnik, umfassend einen mit einem Heizelement ausgestatteten Nebelgenerator, wobei mittels des Heizelements ein Nebelfluid verdampft wird, sowie zumindest einen in einem Gehäuse am Boden einer Hauptmischkammer angeordneten Ultraschallzerstäuber, wobei der vom Nebelgenerator erzeugte Nebel in die Hauptmischkammer leitbar ist, und wobei ferner in der Hauptmischkammer nahe einer Auslassöffnung eine Prallwand vorgesehen ist.
    • Stand der Technik
  • Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der patcit0001: AT 517497 A --. beschrieben. Hier wird ein in einem Nebelgenerator mittels Heizelement verdampftes Nebelfluid in einer Mischkammer mit einem feinen Aerosol aus einem Ultraschallvernebler angereichert, um einen gut kontrollierbaren Effektnebel für die Bühnentechnik mit zahlreichen positiven Eigenschaften zu erhalten.
  • Herkömmliche Effektnebel basieren in den meisten Fällen entweder auf mittels Heizelementen verdampften Nebelfluiden oder auf Trockeneis, welches durch rasches Sublimieren einen bodennahen dichten Nebel erzeugt. Beide Prinzipien sind mit vielen Nachteilen behaftet. Verdampfbare Nebelfluide sind teilweise gesundheitsschädlich oder feuergefährlich. Der damit erzeugte Effektnebel steigt im Bühnenbereich rasch auf und verteilt sich, wodurch er schlecht kontrollierbar ist. Rund um den Nebelgenerator bildet sich häufig Kondensat, welches umstehende Gerätschaften sowie den Bühnenboden mit einer öligen Schicht aus kondensiertem Nebelfluid überzieht, was unerwünscht ist und zu Unfällen oder Beschädigungen führen kann. Die verdampften Fluide werden von Sängern und Musikern als störend empfunden, da sie die Luft im Bühnenbereich austrocknen und damit für das Singen und Musizieren hinderlich sind.
  • Ähnliches gilt auch für Anlagen die auf Trockeneis basieren. Abgesehen davon, dass deren Betrieb aufgrund des benötigten Trockeneises kostspielig ist, kann dieser Nebel wiederum nur in Bodennähe gehalten werden und steigt nicht in höhere Schichten. Auch hier wird die Luft massiv ausgetrocknet bzw. mit CO2 angereichert, was beispielsweise bei Orchestergräben zu massiven Problemen führen kann bzw. den Einsatz zusätzlicher Entlüftungsanlagen erfordert.
  • Bereits in der
    patcit0002: DE 3442905 A --.
    bzw. der
    patcit0003: EP 0158038 A --.
    wurde angedacht, ein verdampftes Nebelfluid mit einem zerstäubten Wasser-Luft Aerosol anzureichern. Die genannten Druckschriften befassen sich jedoch nur mit dem Aufbau eines herkömmlichen Ultraschallzerstäubers, wie er auch für Luftbefeuchter eingesetzt wird und verweisen lediglich darauf, dass ein Nebelgenerator, welcher ein Nebelfluid verdampft diesem zugeordnet, sprich danebengestellt, wird. Eine Vermischung des Nebels und des Aerosols erfolgt hier also nachgeordnet den beiden Maschinen, wobei sich in der Praxis zeigte, dass dies zu keinem befriedigenden Ergebnis führt. Die beiden so erzeugten Nebel verbinden sich nicht, sondern verhalten sich bei dieser Anordnung im Wesentlichen, wie jeder einzelne Nebel für sich. Der zerstäubte Nebel aus dem Ultraschallvernebler ist wenig stabil und setzt sich rasch ab, wobei viel Kondensatfeuchtigkeit rund um die Maschine abgegeben wird. Das verdampfte Nebelfluid hat die weiter oben beschriebenen Nachteile.
  • Aus diesem Grund wurde eine Vorrichtung geschaffen, wie sie auch in der patcit0004: AT 517497 A --.
    beschrieben ist. Hier wird einerseits die Tröpfchengröße des Ultraschalverneblers auf die Nebelpartikelgröße des verdampften Nebelfluids eingestellt und andererseits werden die beiden Nebelströme am Entstehungsort des Ultraschallaerosols durch einen forcierten Luftstrahl zusammengeführt und vermengt, wodurch eine Anhaftung der Wassertröpfchen an den Nebelpartikeln stattfindet und ein stabilerer und in der Höhe einstellbarer Effektnebel erzeugt werden kann. In einer Ausführungsform wird auch vorgeschlagen, dass das verdampfte Nebelfluid in den Ansaugbereich eines Ventilators für die forcierte Luftströmung geleitet wird, was jedoch zu Kondensatablagerungen an den Rotorblättern des Ventilators führt und damit zu Problemen beim Betrieb der Maschine und zu einem schlechteren Endergebnis.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorrichtung gemäß der patcit0005: AT 517497 A --.
    dahingehend zu verbessern, dass der erzeugte Effektnebel nochmals deutlich verbesserte Eigenschaften hinsichtlich seiner Stabilität aufweist und in unterschiedlichen vom Benutzer frei wählbaren Mengen und in unterschiedlichen Höhenlagen produziert werden kann. Dabei soll eine Kondensatbildung im Bereich des Auslasses vermieden werden. Gleichzeitig soll der Bühnennebel auch die Bühnenluft nicht zusätzlich trocknen sondern von den anwesenden Künstlern, wie beispielsweise Sänger und Musiker, als angenehm bzw. nicht störend wahrgenommen werden. Damit eine große Bandbreite an Anwendungen mit unterschiedlichen Bühnengrößen und unterschiedlichen klimatischen Bedingungen abgedeckt werden kann, soll die Maschine vielfältige Einstellmöglichkeiten aufweisen, dabei aber gleichzeitig günstig herstellbar und kosteneffizient betreibbar sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zusätzlich eine Vormischkammer vorgesehen ist, in welche ein von einem Ventilator erzeugter Luftstrom sowie der vom Nebelgenerator erzeugte Nebel über jeweilige Zugangsöffnungen einleitbar sind, und dass die Vormischkammer mittels einer Übertrittsöffnung mit der Hauptmischkammer verbunden ist, wobei die Übertrittsöffnung in der Hauptmischkammer gegenüberliegend der Prallwand angeordnet ist. Durch das Vorsehen einer Vormischkammer, wird das vom Heizelement verdampfte Nebelfluid im Luftstrom des Ventilators getrocknet und durch verwirbeln homogenisiert, sodass es mit einheitlicher Nebelpartikelgröße in die Hauptmischkammer geleitet wird, wo es durch den Druck des Luftstroms vom Ventilator auf den Entstehungsort des Aerosols oberhalb der Wasseroberfläche der Ultraschallzerstäuber geleitet wird. Die Frequenz der Ultraschallzerstäuber ist dabei so gewählt, dass die Tröpfchengröße an die Nebelpartikelgröße angepasst ist und eine optimale Anlagerung stattfindet. Eine ideale Tröpfchengröße liegt dabei im Bereich von 2 µm und 10 µm. Über die in der Hauptmischkammer befindliche Prallwand wird überschüssiges Aerosol als Kondensat abgeschieden und ein optimal stabiler Effektnebel kann über die Auslassöffnung ausgestoßen werden. Die Prallwand kann dabei je nach baulichen Verhältnissen in der Vorrichtung vertikal, horizontal oder auch in schrägem Winkel eingebaut sein. Der so erzeugte Effektnebel hat positive Auswirkungen auf die Luftfeuchtigkeit im Bühnenbereich, was vor allem den dort arbeitenden Künstlern zu Gute kommt. Ferner kann dieser Effektnebel in unterschiedlichen Höhenlagen auf der Bühne für längere Zeiträume stabil gehalten werden und führt auch nicht zu Kondensatabscheidungen im Bereich rund um die Vorrichtung.
  • Es ist ein weiteres vorteilhaftes Merkmal, dass die Vormischkammer und/oder die Übertrittsöffnung derart zur Hauptmischkammer ausgerichtet sind, dass der von der Vormischkammer kommende Luft-Nebel-Strom in einem schrägen Winkel auf die oberhalb des Ultraschallzerstäubers befindliche Wasseroberfläche trifft. Die Anhaftung der Wassertröpfchen aus dem Aerosol ist besonders effektiv, wenn der homogenisierte Luft-Nebel-Strom unmittelbar auf die Wasseroberfläche oberhalb der Ultraschallzerstäuber gerichtet ist. Durch den so forcierten Luftstrom wird diese Anhaftung unmittelbar bei der Entstehung der einzelnen Aerosoltröpfchen erreicht.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist es vorgesehen, dass die Prallwand als ein in die Hauptmischkammer einsetzbares Element ausgestaltet ist, welches eine Aussparung für den Übertritt des Effektnebels in Richtung einer Auslassöffnung aufweist, wobei die Aussparung in vertikaler Richtung an dem Ende der Prallwand angeordnet ist, welches vom Ultraschallzerstäuber entfernt ist, und/oder in horizontaler Richtung an dem von der Auslassöffnung entfernten Ende der Prallwand angeordnet ist. In einer besonders einfachen Ausführungsform kann die Prallwand durch zwei teleskopartig ineinanderschiebbare Platten ausgebildet sein, wobei eine der beiden Platten an einer Stirnseite die Aussparung aufweist. Die Prallwand kann so besonders einfach in die Hauptmischkammer in entsprechende Nuten eingesetzt werden. Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Aussparung sowohl von der Wasseroberfläche abgewandt ist, als auch von der Auslassöffnung der Vorrichtung, damit der erzeugte Effektnebel eine möglichst große Oberfläche der Prallwand passiert, bevor er aus der Vorrichtung austritt, wodurch überschüssiges Kondensat effektiv abgeschieden werden kann.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal ist es, dass an der Zugangsöffnung vom Nebelgenerator zur Vormischkammer eine Düse vorgesehen ist, wobei der Innendurchmesser der Austrittsöffnung der Düse geringer ist als der Innendurchmesser eines um das Heizelement gewickelten Verdampferschlauches, in welchem das Nebelfluid zum Heizelement und in weiterer Folge nach dem Verdampfen zur Zugangsöffnung beförderbar ist. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass im Heizelement ein dicht angereicherter Nebel erzeugt wird, was durch die Verengung in der Düse bei der Zugangsöffnung erreicht wird. Auch diese Maßnahme führt dazu, dass die Anhaftung vom Aerosol am Nebel weiter verbessert wird.
  • Es ist ferner ein vorteilhaftes Merkmal, dass am Boden der Hauptmischkammer mehrere, vorzugsweise zwischen 1 und 120 Ultraschallzerstäuber, angeordnet sind, wobei die Ultraschallzerstäuber einzeln und/oder in Schaltgruppen unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Durch das Vorsehen mehrerer Ultraschallzerstäuber bzw. Gruppen von Ultraschallzerstäubern kann einerseits ein großes Spektrum an unterschiedlichen Ausstoßmengen von Effektnebel erreicht werden, andererseits kann durch das Einstellen des Verhältnisses von erzeugtem Aerosol durch die Ultraschallzerstäuber zu erzeugtem Nebel durch den Nebelgenerator auch die Höhenlage des austretenden Effektnebels beeinflusst werden.
  • Dabei ist es ein weiteres vorteilhaftes Merkmal, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, mittels welcher die Anzahl und Leistung der aktiven Ultraschallzerstäuber, die Geschwindigkeit des Ventilators sowie die Auswurfleistung des Nebelgenerators regulierbar sind, wodurch unterschiedliche Effekte aufgrund verschiedener Mischbedingungen zwischen verdampftem Nebelfluid und zerstäubtem Wasser sowie auch unterschiedliche Gesamtmengen an erzeugtem Effektnebel einstellbar sind. Je mehr Wassertröpfchen an den durch das Heizelement erzeugten Nebel angehaftet werden, desto schwerer ist der austretende Effektnebel, wodurch dieser eher in Bodennähe verweilt. Wird dieses Verhältnis zu einem geringeren Aerosolanteil verschoben, dann können Effektnebelschichten auch in höheren Lagen erzeugt werden. Wenn eine höhere Ausstoßmenge benötigt wird, so können alle Parameter entsprechend reguliert werden. So kann etwa die Auswurfleistung des Nebelgenerators und die Geschwindigkeit des Ventilators erhöht werden, während gleichzeitig mehr einzelne Ultraschallzerstäuber oder Ultraschallzerstäuberschaltgruppen zugeschaltet werden.
  • Dabei ist es ein zusätzliches vorteilhaftes Merkmal, dass durch die Steuereinheit zusätzlich die Frequenz der Ultraschallzerstäuber regulierbar ist. Neben der Regulierung der Anzahl der aktiven Ultraschallzerstäuber kann es auch von Vorteil sein, die Frequenz der einzelnen Zerstäuber zu justieren, um damit unterschiedliche Tröpfchengrößen im Aerosol zu erzeugen und damit die Effektivität des Anhaftens an den Nebelpartikeln zu beeinflussen. Dies kann beispielsweise auch notwendig werden, wenn der Luftstrom durch den Ventilator erhöht wird und die Durchmischung von Aerosol und Luft-Nebel-Strom mit stärkeren Verwirbelungen stattfindet. Einem eventuell unvollständigen Anhaften kann so beispielsweise durch eine Erhöhung der Frequenz der Ultraschallzerstäuber entgegengewirkt werden. Die einzelnen idealen Einstellbedingungen sind dabei vom jeweiligen Bühnentechniker in Abstimmung mit dem Betriebsort und dem gewünschten Effekt zu wählen.
  • Als weiteres bevorzugtes Merkmal kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinheit über einen programmierbaren Speicher verfügt, in welchem Voreinstellungen für die einzelnen regulierbaren Parameter hinterlegbar sind. Im einfachsten Fall werden all die genannten Parameter der Vorrichtung über einzelne Regler vom Benutzer manuell eingestellt. Es kann aber auch vorgesehen sein, gewisse Voreinstellungen bereits in einem Speicher einer Steuereinheit zu hinterlegen, sodass der Benutzer nur mehr beispielsweise eine gewisse Höhe des Effektnebels oder eine Ausstoßmenge auswählen muss, und die Steuereinheit die einzelnen Einstellparameter entsprechend den gespeicherten Vorgaben reguliert.
  • Dabei ist ein weiteres vorteilhaftes Merkmal, dass ein Luftfeuchtigkeitssensor vorgesehen ist, welcher mit der Steuereinheit gekoppelt ist, wobei die von der Steuereinheit regulierten Parameter aufgrund der vom Luftfeuchtigkeitssensor empfangenen Daten um im Speicher hinterlegte Ausgleichsfaktoren korrigierbar sind, damit unabhängig von der Umgebung ein konstanter Effektnebel erzeugbar ist. Dadurch kann die Vorrichtung weiter automatisiert werden, wodurch auch unterschiedliche Einsatzorte von der Vorrichtung erfasst werden können, und die entsprechend gewählten Voreinstellungen durch Ausgleichsfaktoren justiert werden. Bei einer sehr trockenen Betriebsumgebung, beispielsweise bei einer Open-Air Veranstaltung in einer eher trockenen Klimazone, wird voraussichtlich eine höhere Ausstoßleistung des Aerosols benötigt werden, als in einem kleinen Kellerveranstaltungsraum in gemäßigter Klimazone. Wesentlichster Faktor für den Betrieb der Vorrichtung ist dabei die in der Umgebung vorliegende Luftfeuchtigkeit. Diese beeinflusst am stärksten das Verhalten des austretenden Effektnebels. Es versteht sich für den Durchschnittsfachmann, dass noch weitere Sensoren für die Bestimmung von entsprechenden Ausgleichsfaktoren eingebunden sein können, wenn dies bei einer speziellen Anwendung notwendig sein sollte.
  • Ein weiteres bevorzugtes Merkmal ist es, dass der mit einem Heizelement ausgestattete Nebelgenerator in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Ultraschallzerstäuber, dem Ventilator und den beiden Mischkammern angeordnet ist, oder dass der Nebelgenerator als separates Modul ausgebildet ist und mit seiner Ausgangsöffnung an die Zugangsöffnung der Vormischkammer koppelbar ist. Als kompakteste Form kann die gesamte Vorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Je nach Anwendungsgebiet kann die Vorrichtung aber auch als Nachrüstsatz für bestehende herkömmliche Nebelgeneratoren eingesetzt werden, wenn diese beispielsweise am Einsatzort bereits in Verwendung sind. Der bereits als separates Modul vorliegende Nebelgenerator kann dann mit seiner Ausgangsöffnung einfach an der Zugangsöffnung der Vormischkammer angeschlossen werden.
  • Schließlich ist es ein vorteilhaftes Merkmal, dass in der Hauptmischkammer eine UV-Lichtquelle vorgesehen ist, welche der Sterilisation des erzeugten Effektnebels dient. Prinzipiell sind sowohl das verdampfte Nebelfluid als auch das Aerosol durch die hohe Temperatur an ihren jeweiligen Entstehungspunkten keimfrei. Zusätzlich kann es jedoch von Vorteil sein beim Mischvorgang in der Hauptmischkammer den entstehenden Effektnebel vor dem Austritt aus der Vorrichtung nochmals mittels einer UV-Lichtquelle zu sterilisieren.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels sowie der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
    • Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit abgenommener Gehäuseabdeckung zeigt und
    • Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 zeigt.
    Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
  • Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Nebelgenerator 1 mit einem Heizelement untergebracht ist. Im Nebelgenerator 1 wird über einen Schlauch ein Nebelfluid zu dem Heizelement geführt, wo das Nebelfluid verdampft und anschließend über eine Zugangsöffnung 14 in Form einer Düse 13 in eine Vormischkammer 8 eingebracht wird. An einer weiteren Zugangsöffnung 15 der Vormischkammer 8 ist ein Ventilator 9 angeordnet, der eine forcierte Luftströmung in die Vormischkammer 8 einbringt. Der von dem Nebelgenerator 1 erzeugte Nebel wird dadurch bereits in der Vormischkammer 8 verwirbelt und damit homogenisiert und getrocknet.
  • Durch eine Übertrittsöffnung 10 wird das so entstandene Nebel-Luft-Gemisch in die Hauptmischkammer 4 eingebracht, und über die mit Flüssigkeit bedeckten am Boden 3 der Hauptmischkammer 4 angeordneten Ultraschallzerstäuber 5 geleitet. Die Ultraschallzerstäuber 5 sind im gezeigten Beispiel zu Schaltgruppen 16 von je zehn Ultraschallzerstäubern 5 zusammengefasst und können je nach Anwendung einzeln zu- bzw. abgeschaltet werden. In der Hauptmischkammer 4 wird somit das Nebel-Luft-Gemisch mit den von den Ultraschallzerstäubern 5 erzeugten Aerosoltröpfchen vermengt, wobei es zu einer Anhaftung der Aerosoltröpfchen an den Nebelpartikeln kommt. Damit diese Anhaftung besonders effektiv ist, ist es notwendig die Frequenz und Leistung der Ultraschallzerstäuber 5 auf die Leistung und Temperatur des Heizelements des Nebelgenerators 1 abzustimmen. Nur bei ähnlichen Größen zwischen Aerosolpartikel und Nebelpartikel kommt es zu der gewünschten Anhaftung und aufgrund der Mengenverhältnisse zwischen Nebel-Luftgemisch und Aerosol kann die gewünschte Schwere und damit Höhe des austretenden Effektnebels eingestellt werden.
  • Nach dem Vermischen in der Hauptmischkammer 4 wird der erzeugte Effektnebel gegen eine Prallwand 7 geleitet. Hier kann sich noch überschüssiges Kondensat absetzen, bevor der Effektnebel über eine Aussparung 12 in der Prallwand 7 in Richtung der Auslassöffnung 6 geleitet wird. Die Aussparung in der Prallwand 7 ist dabei so platziert, dass sie am oberen Ende in vertikaler Richtung und am von der Auslassöffnung 6 entfernten Ende in horizontaler Richtung angeordnet ist, damit der Effektnebel einen maximalen Weg und damit eine maximale Kontaktfläche mit der Prallwand 7 durchlaufen muss, bevor er aus der Vorrichtung austritt.
  • In Fig. 2 ist die Vorrichtung aus Fig. 1 in einer seitlichen Schnittansicht gezeigt. Hier ist gut ersichtlich, dass die gesamte Vormischkammer zur Bodenfläche 3 der Hauptmischkammer 4 hin geneigt ausgerichtet ist, damit der erzeugte Luft-Nebelstrom genau auf die Wasseroberfläche 11 oberhalb der Ultraschallzerstäuber 5 trifft. Die Wasseroberfläche 11 wird immer konstant gehalten, damit die Ultraschallzerstäuber 5 optimal arbeiten können. Dies bedeutet natürlich, dass je nach Anzahl der aktiven Schaltgruppen jeweils die passende Menge an Flüssigkeit in die Hauptmischkammer eingebracht werden muss, was durch eine Steuerung einer Zufuhrpumpe gekoppelt mit entsprechenden Flüssigkeitsstandsanzeigern in bekannter Weise erreicht wird. Sollte aufgrund eines Fehlers der Zufuhrpumpe ein zu hoher Flüssigkeitsstand über den Ultraschallzerstäubern 5 zustande kommen, so kann ein entsprechender Alarm ausgelöst werden. Ferner kann eine Abpumpeinheit (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche überschüssige Flüssigkeit in einen Abscheidebehälter befördert. Als Flüssigkeit für die Ultraschallzerstäuber kann prinzipiell jedes Wasser eingesetzt werden, bevorzugt wird aber destilliertes und/oder entmineralisiertes Wasser verwendet, da damit die erwünschten Effekte besonders gut umsetzbar sind und die Vorrichtung weniger durch Ablagerungen verschmutzt wird.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Herstellung von Effektnebel, insbesondere im Bereich der Bühnentechnik, umfassend einen mit einem Heizelement ausgestatteten Nebelgenerator (1), wobei mittels des Heizelements ein Nebelfluid verdampft wird, sowie zumindest einen in einem Gehäuse (2) am Boden (3) einer Hauptmischkammer (4) angeordneten Ultraschallzerstäuber (5), wobei der vom Nebelgenerator (1) erzeugte Nebel in die Hauptmischkammer (4) leitbar ist, und wobei ferner in der Hauptmischkammer (4) nahe einer Auslassöffnung (6) eine Prallwand (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Vormischkammer (8) vorgesehen ist, in welche ein von einem Ventilator (9) erzeugter Luftstrom sowie der vom Nebelgenerator (1) erzeugte Nebel über jeweilige Zugangsöffnungen (14,15) einleitbar sind, und dass die Vormischkammer (8) mittels einer Übertrittsöffnung (10) mit der Hauptmischkammer (4) verbunden ist, wobei die Übertrittsöffnung (10) in der Hauptmischkammer (4) gegenüberliegend der Prallwand (7) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormischkammer (8) und/oder die Übertrittsöffnung (10) derart zur Hauptmischkammer (4) ausgerichtet sind, dass der von der Vormischkammer (8) kommende Luft-Nebel-Strom in einem schrägen Winkel auf die oberhalb des Ultraschallzerstäubers (5) befindliche Wasseroberfläche (11) trifft.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallwand (7) als ein in die Hauptmischkammer (4) einsetzbares Element ausgestaltet ist, welches eine Aussparung (12) für den Übertritt des Effektnebels in Richtung einer Auslassöffnung (6) aufweist, wobei die Aussparung (12) in vertikaler Richtung an dem Ende der Prallwand (7) angeordnet ist, welches vom Ultraschallzerstäuber (5) entfernt ist, und/oder in horizontaler Richtung an dem von der Auslassöffnung (6) entfernten Ende der Prallwand (7) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zugangsöffnung (14) vom Nebelgenerator (1) zur Vormischkammer (8) eine Düse (13) vorgesehen ist, wobei der Innendurchmesser der Austrittsöffnung der Düse (13) geringer ist als der Innendurchmesser eines um das Heizelement gewickelten Verdampferschlauches, in welchem das Nebelfluid zum Heizelement und in weiterer Folge nach dem Verdampfen zur Zugangsöffnung (14) beförderbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden (3) der Hauptmischkammer (4) mehrere, vorzugsweise zwischen 1 und 120 Ultraschallzerstäuber (5), angeordnet sind, wobei die Ultraschallzerstäuber (5) einzeln und/oder in Schaltgruppen (16) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, mittels welcher die Anzahl und Leistung der aktiven Ultraschallzerstäuber (5), die Geschwindigkeit des Ventilators (9) sowie die Auswurfleistung des Nebelgenerators (1) regulierbar sind, wodurch unterschiedliche Effekte aufgrund verschiedener Mischbedingungen zwischen verdampftem Nebelfluid und zerstäubtem Wasser sowie auch unterschiedliche Gesamtmengen an erzeugtem Effektnebel einstellbar sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit zusätzlich die Frequenz der Ultraschallzerstäuber (5) regulierbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit über einen programmierbaren Speicher verfügt, in welchem Voreinstellungen für die einzelnen regulierbaren Parameter hinterlegbar sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftfeuchtigkeitssensor vorgesehen ist, welcher mit der Steuereinheit gekoppelt ist, wobei die von der Steuereinheit regulierten Parameter aufgrund der vom Luftfeuchtigkeitssensor empfangenen Daten um im Speicher hinterlegte Ausgleichsfaktoren korrigierbar sind, damit unabhängig von der Umgebung ein konstanter Effektnebel erzeugbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem Heizelement ausgestattete Nebelgenerator (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (9) mit dem Ultraschallzerstäuber (5), dem Ventilator (9) und den beiden Mischkammern (4,8) angeordnet ist, oder dass der Nebelgenerator (1) als separates Modul ausgebildet ist und mit seiner Ausgangsöffnung an die Zugangsöffnung (14) der Vormischkammer (8) koppelbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptmischkammer (4) eine UV-Lichtquelle vorgesehen ist, welche der Sterilisation des erzeugten Effektnebels dient.
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