DE102013106102A1 - Device for producing a solid aerosol - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (10) zum Erzeugen eines Feststoffaerosols, mit einem Aerosolgenerator (12) zum Erzeugen von Aerosolteilchen, welche zusammen mit Misch- und/oder Transportgasen einen durch die Kenngrößen Volumenstrom und Konzentration bestimmten Probenstrom bilden, wobei der Aerosolgenerator (12) folgende Komponenten aufweist: – einen Aerosolteilchen-Erzeugungsbereich (24), – eine Gaszufuhreinrichtung (26) zur Zufuhr eines für die Teilchenerzeugung benötigten Gases in den Aerosolteilchen-Erzeugungsbereich (24), – einen sich in Strömungsrichtung des Feststoffaerosols an den Aerosolteilchen-Erzeugungsbereich (24) unmittelbar anschließenden Mischbereich (28), – eine Gaszufuhreinrichtung (30) zur Zufuhr eines Verdünnungsgases in den Mischbereich (28) und – einen sich in Strömungsrichtung des Feststoffaerosols an den Mischbereich (28) anschließenden Aerosol-Auslass (32), wobei die Kenngrößen Volumenstrom und Konzentration fest eingestellt sind.Device (10) for generating a solid aerosol, with an aerosol generator (12) for generating aerosol particles which, together with mixed and / or transport gases, form a sample stream determined by the parameters of volume flow and concentration, the aerosol generator (12) having the following components: - An aerosol particle generation area (24), - A gas supply device (26) for supplying a gas required for particle generation into the aerosol particle generation area (24), - A mixing area directly adjoining the aerosol particle generation area (24) in the direction of flow of the solid aerosol (28), - a gas supply device (30) for supplying a diluent gas into the mixing area (28) and - an aerosol outlet (32) adjoining the mixing area (28) in the direction of flow of the solid aerosol, with the parameters volume flow and concentration being fixed are.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Feststoffaerosols, mit einem Aerosolgenerator zum Erzeugen von Aerosolteilchen, wobei der Aerosolgenerator folgende Komponenten aufweist: (a) einen Aerosolteilchen-Erzeugungsbereich, (b) eine Gaszufuhreinrichtung zur Zufuhr eines für die Teilchenerzeugung benötigten Gases in den Aerosolteilchen-Erzeugungsbereich, (c) einen sich in Strömungsrichtung des Feststoffaerosols an den Aerosolteilchen-Erzeugungsbereich unmittelbar anschließenden Mischbereich, (d) eine Gaszufuhreinrichtung zur Zufuhr eines Verdünnungsgases in den Mischbereich und (e) einen sich in Strömungsrichtung des Feststoffaerosols an den Mischbereich anschließenden Aerosol-Auslass. The invention relates to an apparatus for producing a solid aerosol comprising an aerosol generator for producing aerosol particles, the aerosol generator having the following components: (a) an aerosol particle production region, (b) a gas supply device for supplying a gas required for particle generation in the aerosol particles (D) a gas supply device for supplying a diluent gas into the mixing region; and (e) an aerosol outlet adjoining the mixing region in the direction of flow of the solid aerosol.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der
Eine Anwendung für eine derartige Vorrichtung ist das Bereitstellen von Referenz-Festkörperaerosolen zur Kalibrierung von Teilchendetektoren, für Filtertests, etc. One application of such a device is to provide reference solid state aerosols for calibration of particle detectors, for filter tests, etc.
Zur Kalibrierung von Teilchendetektoren werden oft Feststoffaerosole mit unterschiedlichen Teilchenkonzentrationen bei gleichbleibenden Teilchenparametern benötigt. To calibrate particle detectors, solid-state aerosols with different particle concentrations and constant particle parameters are often needed.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Feststoffaerosols anzugeben, welche sich durch eine besonders kompakte Bauform auszeichnet. It is an object of the invention to provide a device for generating a solid aerosol, which is characterized by a particularly compact design.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. The object is achieved according to the invention by the features of the independent claim. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, which individually or in combination may constitute an aspect of the invention.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Aerosolteilchen, welche zusammen mit Misch- und/oder Transportgasen einen durch die Kenngrößen Volumenstrom und Konzentration bestimmten Probenstrom bilden, durch eine feste Einstellung der Kenngrößen Volumenstrom und Konzentration gekennzeichnet sind. Durch diese feste Einstellung kann eine besonders kompakte Bauform erzielt werden, da auf das Vorsehen von aufwendigen Einstellmitteln zur Einstellung der Konzentration bzw. des Volumenstroms weitestgehend verzichtet werden kann. In the device according to the invention, it is provided that the aerosol particles, which together with mixing and / or transport gases form a sample stream determined by the characteristic variables volume flow and concentration, are characterized by a fixed setting of the characteristic variables volume flow and concentration. By this fixed setting, a particularly compact design can be achieved, as can be dispensed with as far as possible on the provision of expensive adjustment means for adjusting the concentration or the volume flow.
Eine Ausführungsform beinhaltet eine dem Aerosolgenerator nachgeschaltete Verdünnungseinrichtung, die ein Mischrohr und eine Gaszufuhreinrichtung zur Zufuhr eines Verdünnungsgases in das Mischrohr zur weiteren Verdünnung der Feststoffaerosols aufweist. Diese nachgeschaltete Verdünnungseinrichtung ist eine zweite Kaskadenstufe einer Verdünnungskaskade. Durch die Verdünnung in zwei Kaskadenstufen können die Parameter im Mischbereich des Aerosolgenerators, also bei der ersten Kaskadenstufe, beibehalten und eine Agglomeratbildung der Aerosolteilchen stark eingeschränkt werden. Die erste Kaskadenstufe dient allein der Aufbereitung des Feststoffaerosols und gewährleistet ein konstant gutes Ausgangsaerosol. One embodiment includes a dilution device connected downstream of the aerosol generator and having a mixing tube and a gas supply device for feeding a dilution gas into the mixing tube for further dilution of the solid aerosol. This downstream dilution device is a second cascade stage of a dilution cascade. By diluting in two cascade stages, the parameters in the mixing region of the aerosol generator, ie in the first cascade stage, can be maintained and agglomeration of the aerosol particles can be severely restricted. The first cascade stage is used solely for the treatment of the solid aerosol and ensures a consistently good starting aerosol.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Blende oder eine Serie von Blenden vorgesehen, mittels derer die zugeführten Misch- und/oder Transportgase konstant dargestellt werden können. Vorzugsweise ist die Blende oder Serie von Blenden an der Gaszufuhr bzw. im Bereich der Gaszufuhreinrichtung angeordnet. According to a further embodiment, at least one diaphragm or a series of diaphragms is provided, by means of which the supplied mixing and / or transport gases can be displayed constantly. Preferably, the diaphragm or series of orifices is arranged on the gas supply or in the region of the gas supply device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Leitung auf, über die ein Eingang des Mischrohres der Verdünnungseinrichtung an den Aerosol-Auslass des Aerosolgenerators angeschlossen ist. According to a further embodiment of the invention, the device has a line, via which an input of the mixing tube of the dilution device is connected to the aerosol outlet of the aerosol generator.
Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass das Mischrohr direkt an den Aerosol-Auslass des Aerosolgenerators angeschlossen ist. Dadurch entsteht eine sehr kompakte Vorrichtung. Preferably, however, it is provided that the mixing tube is connected directly to the aerosol outlet of the aerosol generator. This creates a very compact device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Mischbereich des Aerosolgenerators und das Mischrohr der Verdünnungseinrichtung über ihre jeweiligen Gaszufuhreinrichtungen mit Verdünnungsgas aus einer gemeinsamen Gasquelle gespeist werden. Diese Gasquelle ist insbesondere eine Druckluftquelle. According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the mixing region of the aerosol generator and the mixing tube of the dilution device are fed via their respective gas supply means with diluent gas from a common gas source. This gas source is in particular a compressed air source.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aerosol-Erzeugungsbereich des Aerosolgenerators, der Mischbereich des Aerosolgenerators und das Mischrohr der Verdünnungseinrichtung über ihre Gaszufuhreinrichtungen mit Verdünnungsgas aus einer gemeinsamen Gasquelle gespeist werden. In a further embodiment it is provided that the aerosol generation region of the aerosol generator, the mixing region of the aerosol generator and the mixing tube of the dilution device are fed via their gas supply means with diluent gas from a common gas source.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Gaszufuhreinrichtung der Verdünnungseinrichtung über die Gaszufuhreinrichtung zur Zufuhr des Verdünnungsgases in den Mischbereich mit Verdünnungsgas gespeist. Die Einspeisung von Verdünnungsgas in das Mischrohr der Verdünnungseinrichtung erfolgt also über den Aerosolgenerator. In accordance with yet another preferred embodiment of the invention, the gas supply device of the dilution device is fed with dilution gas via the gas supply device for supplying the dilution gas into the mixing region. The feeding of dilution gas into the mixing tube of the dilution device thus takes place via the aerosol generator.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be described below.
Hierbei zeigt: Hereby shows:
Unmittelbar an den Aerosolteilchen-Erzeugungsbereich
Dem Aerosolgenerator
Das entsprechende Gas ist beispielsweise Druckluft. Das für die primäre Teilchenerzeugung benötigte Gas, also das für die Funkenbildung zwischen den Enden
Jede der Gaszufuhreinrichtungen
Die in den
Die
Die
Im Gegensatz zu den in den
Es ergibt sich somit eine kostengünstige, kompakte und betriebssichere Vorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Citations (3)
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EP0353746A2 (en) | 1988-08-04 | 1990-02-07 | Palas GmbH Partikel-und Lasermesstechnik | Device and method for producing a solid-particle aerosol |
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2013
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