DE1153330B - Nebelkammer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

M34288 Ic/85 g

ANMELDETAG: 24. MAI 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 22. AUGUST 1963

Die Erfindung betrifft eine Nebelkammer mit einer in einem zylindrischen Mantel im Abstand angeordneten Brennkammer mit einer Primärluft- und Brennstoffzufuhr sowie einem Austrittsrohr mitNebelstoff austrittsdüse und am Umfang der Brennkammer angeordneten Öffnungen für den Eintritt von Sekundärverbrennungsluft. Zur Erzeugung von künstlichen Nebeln, insbesondere zur Schädlingsbekämpfung, sind bereits Einrichtungen bekannt, bei denen mindestens ein Vorratsbehälter für die Wirkstofflösung, eine Druckluftanlage mit Druckverteilungsleitung und mindestens ein Arbeitskessel vorgesehen sind, aus dem die Lösung zerstäubt wird und der mit mindestens einer Nebeldüse versehen ist. Mit dieser bekannten Einrichtung wird der künstliche Nebel dadurch erzeugt, daß der Wirkstoff in Lösungsmittel aufgelöst wird, dessen Siedepunkt über 0° C liegt und diese Lösungen anschließend mit Preßluft von mehreren atü so weit zerstäubt werden, daß mindestens ein Teil der ausgeblasenen Tröpfchen beim Austritt aus einer besonders geformten Düse einen Durchmesser von weniger als 50 « aufweist. Das Verfahren ist im wesentlichen für Großraumvernebelung mittels stationärer Einrichtungen vorgesehen.

Bei einer anderen bekannten Vernebelungseinrichtung, besonders für Säuren, sind in einem Mantelrohr Säure- und Wasserzerstäubungsdüsen angeordnet, wobei der Abstand der beiden Düsen durch teleskopartige Ausbildung der Zuleitungs- oder Ummantelungsrohre regelbar ist. Hierdurch soll die Beladung der mit zerstäubter Säure in Berührung kommenden Luft genau geregelt werden können, so daß je nach dem Druck des Wassers die Nebelbildung verstärkt oder abgeschwächt werden kann. Mit dieser bekannten Einrichtung wird der Nebel ohne Wärmezufuhr von außen erzeugt.

Es sind andererseits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen Rauch-, Nebel- oder Dampfwolken durch Mischen von raucherzeugenden Stoffen mit Verbrennungsgasen erzeugt werden, wobei diese Mischung in die Luft ausgestoßen wird. Bei einem dieser bekannten Verfahren wird in einer Verbrennungskammer Brennstoff und unter Druck stehende Luft in einem Brenner entzündet, die so entstehenden Verbrennungsgase in einem Strahl zum Auslaß geleitet, wobei der den Rauch od. dgl. erzeugende Stoff diesem Strom unter Bildung der Mischung hinzugeführt wird. Eine bekannte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer Verbrennungskammer, einer Pumpe und einem Kompressor, um Brennstoff und Luft unter Druck in die Brennkammer einzuführen, wodurch ein Strom von Verbrennungsgasen entsteht, Nebelkammer

Anmelder: Motan G.m.b.H., Überlingen (Bodensee)

Dipl.-Ing. Walter Dürr, Isny,

und Bernhard Strittmatter, Nußdorf (Bodensee),

sind als Erfinder genannt worden

dem ein rauch- od. dgl. erzeugender Stoff hinzugefügt wird. Über nacheinander angeordnete hohlkegelige Metallringe wird Sekundärluft in die ringförmige Peripherie der Verbrennungszone zugeführt und dann zu einem Verteiler geleitet.

Diese bekannte Vorrichtung ist konstruktiv aufwendig, zumal für den Antrieb des Kompressors ein besonderer Elektromotor notwendig ist, wobei die vom Kompressor angesaugte Luft tangential in den sogenannten Ofen, der eine Verbrennungskammer darstellen soll, eingeblasen wird.

Um die Nachteile dieser durchweg nur stationär verwendbaren Nebelerzeugungsanlagen zu beseitigen, hat man auch schon kleinere und bauüch einfachere sowie leicht bedienbare Nebelgeräte geschaffen, bei denen das Vernebelungsgut einem durch periodisch verpuffende Verbrennung eines zündfähigen Gemisches erzeugten Gasstrom zugesetzt wird, wobei das Verpuffungsgerät aus einer Verpuffungskammer und einem abgeschlossenen engeren Rohrabschnitt besteht, in dessen Endbereich die Zufuhrdüsen für das Vernebelungsgut vorgesehen sind.

Diese als sogenannte Schwingbrenner mit periodisch verpuffender Verbrennung arbeitenden Geräte, bei denen ein ständiger durch Druckwechsel bedingter Wechsel in der Strömungsrichtung auftritt, müssen hinsichtlich Brennkammer, Verbrennungskanal und Ausstoßrohr zwecks Erzielung einer vorbestimmten Betriebsfrequenz ganz bestimmte Konstruktionsbedingungen und Betriebsbedingungen erfüllen. Die Geräte sind demnach bei wechselnden Betriebsbedingungen, insbesondere für unterschiedliche Ausstoßmengen, schwerer regelbar. Ein Nachteil ist ferner, daß Nebeleinrichtungen mit periodischen Verpuffungen bei jeder Verpuffung knallartige Geräusche erzeugen, die in vielen Fällen sehr unerwünscht sind.

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Es ist ferner ein Verfahren zum Zerstäuben und Verdampfen von Flüssigkeiten, insbesondere Pflanzenschutzmitteln, mit Hilfe eines durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Gebläses bekannt, wobei die Flüssigkeit zunächst durch die Strömungs- und Wärmeenergie der Abgase der Brennkraftmaschine in einer Kammer zerstäubt, verdampft und mit den Abgasen gemischt wird und das Gemisch dann dem Gebläseluftstrom zugeführt und mit diesem aus einer Düse ausgeblasen wird.

Bei einer Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ragt ein an die Auspuffleitung der Brennkraftmaschine angeschlossenes, am anderen Ende geschlossenes Rohr waagerecht in eine geschlossene Kammer, in die über dem Rohrende eine Flüssigkeitsleitung mündet, wobei unter dieser Mündung in demRohrende eine gegen die Mündung gerichtete Ausflußöffhung für die Abgase vorgesehen ist und von der Kammer eine Leitung in die Druckluftleitung führt. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß sie ausschließlich mit den Abgasen einer üblichen Brennkraftmaschine arbeitet, woraus sich ebenfalls ergibt, daß der Wärmebedarf nicht ausschließlich auf die Aufbereitung des Nebels einregelbar ist, wobei es außerdem ein Nachteil ist, daß sich die Menge des zu erzeugenden Nebels nur in Abhängigkeit von der Leistung der Brennkraftmaschine einregeln läßt.

Demgegenüber soll durch die Erfindung eine im Aufbau einfache, wenig Raum erfordernde Nebelkammer geschaffen werden, in der die zur Erzeugung des Nebels erforderlichen Heißgase durch Verbrennung unmittelbar erzeugt werden, und die weiterhin so aufgebaut ist, daß sie ohne zusätzliche Bauelemente an den Austrittsstutzen eines Gebläses oder eines sonstigen Drucklufterzeugers, beispielsweise auch eines an sich bekannten Schädlingsbekämpfungsgerätes, bei dem zum Austrag des Schädüngsbekämpfungsmittels ein Gebläse vorgesehen ist, angeschlossen werden kann.

Die erfindungsgemäße Nebelkammer mit einer in einem zylindrischen Mantel im Abstand angeordneten Brennkammer mit einer Primärluft- und Brennstoffzufuhr sowie einem Austrittsrohr mit Nebelstoffaustrittsdüse und am Umfang der Brennkammer angeordneten Öffnungen für den Eintritt von Sekundärverbrennungsluft kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch eine Druckluftzufuhr zur geschlossenen Seite der Brennkammer, die von der Brennstoffdüse sowie von diese umgebenden Eintrittsöffnungen für die Primärluft durchbrochen wird und durch eine Verengung des Brennkammerquerschnittes gegenüber dem eigentlichen Nebelraum sowie durch vor dieser Verengung über den Umfang der Brennkammer verteilte Sekundärlufteintrittsöffnungen, die von dem Kühlluftringkanal der Brennkammer abgezweigt sind.

Damit diese im Aufbau einfache und billig herstellbare Nebelkammer ohne Schwierigkeiten an den Druckluftkanal eines Gebläses angeschlossen werden kann, weist in weiterer Ausbildung der Erfindung der Zylinder einen Stutzen auf, der unmittelbar vor den Primärlufteintrittsöffnungen liegt, wobei der Brennkammerzylinder von einem koaxialen Mantelzylinder umgeben ist und dadurch einen Ringkanal bildet, der im Bereich des Austrittsrohres in eine Fortsetzung des Ringkanals übergeht.

Es empfiehlt sich, die Austrittsöffnung für den Nebelstoff in Richtung der strömenden Verbrennungsgase in an sich bekannter Weise an einer Stelle hinter der Brennkammer anzuordnen, an der der Strömungsquerschnitt gegenüber der Brennkammer verengt ist, und an der weiterhin die Temperatur der Verbrennungsgase durch Zumischen von Gebläseluft unterhalb der Entzündungstemperatur des zu vernebelnden Stoffes liegt.

Um mit Sicherheit eine Entzündung des zu vernebelnden Stoffes zu verhindern, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Austrittsrohr so ίο lang gehalten werden, daß das aus ihm austretende Nebelstoff-Abgas-Gemisch unter seine Entzündungstemperatur bei seinem Weg durch das Austrittsrohr abgekühlt wird.

Bei einer baulich einfachen Ausführungsform ist die Brennstoffdüse nach einem weiteren Merkmal der Erfindung von den Primärlufteintrittsöffnungen düsenförmig umgeben, wodurch zugleich eine gute Zerstäubung des aus der Brennstoffdüse austretenden Brennstoffes erreicht wird.

Um in der Verbrennungskammer eine möglichst konzentrierte Verbrennung zu erhalten und die Verbrennungskammer auch strömungstechnisch gegenüber dem Abgasteil abzugrenzen, sind die Sekundärluftschlitze tangential so angeordnet, daß die durch diese Schlitze eintretende Sekundärluft etwa gegen die Mitte der Brennkammer gerichtet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die in der Brennkammer befindlichen Flammgase durch den Eintritt von Sekundärluft verzögert werden und so zum Ausbrennen innerhalb der eigentlichen Brennkammer veranlaßt werden. Es ist zweckmäßig, die Primär- und Sekundärlufteintrittsöffnungen in der Brennkammer derart zu bemessen, daß nur die zur Verbrennung notwendige Luft in die Brennkammer gelangt.

Um eine rasche Abkühlung der Verbrennungsgase auf eine Temperatur unterhalb der Entzündungstemperatur bereits unmittelbar hinter der eigentlichen Verbrennungszone zu erzielen, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise einstellbare, größere Gebläselufteintrittsöffnungen unmittelbar hinter der eigentlichen Brennkammer vorgesehen sein.

Der erfindungsgemäße Nebelkopf ist so ausgebildet

und angeordnet, daß er unmittelbar an den Druckaustritt des Gebläses eines an sich bekannten Sprühgerätes anschließbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß ein an sich bekanntes Sprühgerät, das bisher ausschließlich zum Sprühen oder Stäuben geeignet gewesen ist, auch zusätzlich zum Ausbringen von Nebel verwendet werden kann.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Nebelkopfes dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Nebelkopf;
Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des Nebelkopfes.

Der erfindungsgemäße Nebelkopf besteht aus einem zylindrischen Mantelteil 1 mit einem an den Druckluftkanal des Gebläses anzuschließenden Stutzen 4. In dem zylindrischen Teill liegt koaxial die zylindrische Brennkammer 2, deren Durchmesser kleiner als der des Zylindermantels 1 ist. Beide Zylinderteile 1 und 2 sind an ihrem vorderen Ende vorteilhaft zu einem strömungstechnisch günstigen Mundstück für den ungehinderten Austritt der strömenden Gase ausgebildet. Bei dem dargestellten Nebelkopf gehen beide zylindrischen Teile 1, 2 bei 2 α gleichmäßig konisch in das

Austrittsmundstück 5 von kleinerem Durchmesser über, wobei der die Gebläseluft führende Ringraum 8 sich zu einem entsprechend kleineren Ringraum 8' verengt.

Auf der Anströmseite der Gebläseluft ist die Brennkammer 2 geschlossen ausgeführt. Sie besitzt lediglich eine zentrale Lufteintrittsöffnung, in welcher die Brennstoffdüse 3 mit Zufuhrleitung 3' derart angeordnet ist, daß ein Teil des auf den Zylinder der Brennkammer 2 auftreffenden Luftstromes durch den freien Ringquerschnitt 6 in die Brennkammer eintreten kann und beim Vorbeiströmen an der Düse 3 den Brennstoff mitreißt und feinst zerstäubt. Der größere Teil der Gebläseluft strömt in dem Ringkanal 8, 8' entlang. Um die Durchwirbelung und damit die Verbrennung des Brennstoffluftgemisches in der Brennkammer zu intensivieren, wird über vorzugsweise tangential liegende Schlitze 7 ein weiterer Teilstrom der Gebläseluft in den vorderen Teil der Brennkammer eingeführt. Die Einführung dieses Teiles der Verbrennungsluft kann tangential gegen den eingeführten Brennstoff hin erfolgen. Hierdurch soll gleichfalls die eigentliche Brennzone in der Brennkammer möglichst klein gehalten werden, so daß eine intensive Verbrennung auf kleinstem Raum erfolgt. Das tangentiale Einführen der Gebläseluft hat außerdem den Vorteil, daß die Brennkammerwand hierdurch verhältnismäßig stark gekühlt wird, während im Brennkammerzentrum eine außerordentlich hohe Hitze entstehen kann. Vorteilhaft werden bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Ringquerschnitt 6 und die Lufteinlaßöffnungen 7 so bemessen, daß nur die zur Verbrennung nötige Menge Luft in die Brennkammer gelangt.

Der zu vernebelnde Stoff wird an einer Stelle in die Brennkammer eingeführt, an der der Verbrennungs-Vorgang abgeschlossen ist. Er gelangt also in ein sehr heißes Abgas, kann aber nicht brennen, weil kein Sauerstoff zur Verfügung steht. Um eine intensive Vernebelung zu erreichen, muß die Austrittsöffnung 9 der Nebelstoffzufuhrleitung 10 im Strom der Abgase und/oder heißen Gebläseluft und im Wärmewirkungsbereich der Abgase liegen. Außerdem muß hinter der Ausströmöffnung 9 noch ein genügend großer Mischweg für den vernebelten Stoff und das Verbrennungsgas-Luft-Gemisch vorhanden sein. Beim Ausführungsbeispiel ist die am Ende der Zufuhrleitung 10 befindliche Austrittsöffnung 9 unmittelbar hinter dem konisch oder düsenförmig ausgebildeten Übergang 2 α von der Brennkammer 2 zum Austrittsmundstück 5 angeordnet. Durch Aufdampfen des Nebelstoffes und durch Abkühlung im Mundstück 5 durch die außen vorbeiströmende Luft muß die Temperatur des Nebelstoff-Abgas-Gemisches am Ende des Mundstücks so niedrig sein, daß sich dieses Gemisch beim Zutritt von Luft nicht mehr entzündet. Hieraus folgt, daß das Mundstück 5 so lang ausgeführt werden muß, daß das austretende Nebelstoff-Abgas-Gemisch unter die Entzündungstemperatur des Gemisches abgekühlt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird demnach ein sehr langes Mundstück 5 erforderlich sein. δο

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist schematisch gezeigt, auf welche Weise der erfindungsgemäße Nebelkopf besonders klein gestaltet werden kann. Hinter der eigentlichen Brennzone, die etwa an der Stelle der tangentialen Schlitze 7 endet, wird über größere Eintrittsquerschnitte 11, die vorzugsweise ebenfalls tangential in die zylindrische Brennkammer einmünden, eine größere Menge Druckluft in die Brennkammer eingeführt. Durch Mischung dieser kühlen Gebläseluft mit dem aus der Brennzone abströmenden heißen Brennstoff-Luft-Gemisch wird dessen Temperatur rasch vermindert. Durch die Schlitzeil wird nach Bedarf so viel Luft zugeführt, daß die Temperatur der Verbrennungsgase unter der Entzündungstemperatur des zu vernebelnden Stoffes liegt. Bei Vernebelung von temperaturempfindlichen Nebelstoffen wird zweckmäßig die Temperatur der Abgase auf diese Weise so weit herabgesetzt, daß die im Nebelstoff enthaltenen Wirkstoffe zur Schädlingsbekämpfung nicht zerstört werden. Die Regelung der Luftzufuhr erfolgt durch beüebige an sich bekannte Mittel, beispielsweise eine Drosselklappe 12 od. dgl.

Bei dieser Ausführungsform kann die Austrittsöffnung 9 für die Nebelflüssigkeit auch unmittelbar hinter den Schlitzen 11 liegen.

Zwecks Veränderung der Verweilzeit des in den heißen, jedoch unter die Entzündungstemperatur des Nebelstoffes abgekühlten Abgas-Gebläseluft-Strom zugemischten Nebelstoffes ist das Überrohr 13 oder eine andere geeignete Einrichtung vorgesehen, durchweiche der Strömungsweg des Nebelgemisches im Mundstück 5 des Brennerkopfes verlängert oder verkürzt werden kann. Bei einem langen Strömungsweg, also bei ausgezogenem Überrohr 13, ist die Verweilzeit des Nebelstoffes in dem heißen Abgas-Luft-Strom, also der Mischweg, groß, so daß trockener Nebel gebildet wird, während entsprechend der, Verkürzung des Mundstückes 5 und damit des Mischweges und der Verweilzeit nasser Nebel mit entsprechend gewünschten größeren Tröpfchen ausgebracht werden kann.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Nebelkammer mit einer in einem zylindrischen Mantel im Abstand angeordneten Brennkammer mit einer Primärluft- und Brennstoff-, zufuhr sowie einem Austrittsrohr mit Nebelstoffaustrittsdüse und am Umfang der Brennkammer angeordneten Öffnungen für den Eintritt von Sekundärverbrennungsluft, gekennzeichnet durch eine Druckluftzufuhr (4) zur geschlossenen Seite der Brennkammer (2), die von der Brennstoffdüse (3) sowie von diese umgebenden Eintrittsöffnungen (6) für die Primärluft durchbrochen wird und durch eine Verengung (2 a) des Brennkammerquerschnittes gegenüber dem eigentlichen Nebelraum (5) sowie durch vor dieser Verengung (2 a) über den Umfang der Brennkammer (2) verteilte Sekundärlufteintrittsöffnungen (7), die von dem Kühlluftringkanal (8) der Brennkammer (2) abgezweigt sind.

2. Nebelkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) einen an den Druckluftkanal eines Gebläses anschließbaren Stutzen (4) hat, der unmittelbar vor den Primärlufteintrittsöffnungen (6) liegt, und daß der Brennkammerzylinder (2) von einem koaxialen Mantelzylinder (1) umgeben ist und dadurch einen Ringkanal (8) bildet, der im Bereich des Austrittsrohres in eine Fortsetzung (8') des Ringkanals (8) übergeht.

3. Nebelkammer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (9) für den Nebelstoff in Richtung der strömenden Verbrennungsgase in an sich bekannter Weise an

einer Stelle hinter der Brennkammer (2) angeordnet ist, an der der Strömungsquerschnitt gegenüber der Brennkammer verengt ist, an der die Temperatur der Verbrennungsgase durch Zumischen von Gebläseluft unterhalb der Entzündungstemperatur des zu vernebelnden Stoffes liegt.

4. Nebelkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffdüse (3) von den Primärlufteintrittsöffnungen (6) düsenförmig umgeben ist.

5. Nebelkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftschlitze (7) tangential angeordnet und etwa gegen die Mitte der Brennkammer (2) gerichtet sind.

6. Nebelkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- und Sekundärlufteintrittsöffnungen (6, 7) in die Brennkammer derart bemessen sind, daß nur die zur Verbrennung notwendige Luft in die Brennkammer gelangt.

7. Nebelkammer nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Länge des Austrittsrohres (5), bei welcher das austretende Nebelstoff-Abgas-Gemisch unter seine Entzündungstemperatur abgekühlt ist.

8. Nebelkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks rascher Abkühlung der Verbrennungsgase auf eine Temperatur unterhalb der Entzündungstemperatur unmittelbar hinter der eigentlichen Verbrennungszone größere, vorzugsweise einstellbare Gebläselufteintrittsöffnungen (11) in die Brennkammer (2) vorgesehen sind.

9. Nebelkopf nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er unmittelbar an den Druckaustritt des Gebläses eines an sich bekannten Sprühgerätes anschließbar ist.

10. Nebelkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ringkanal (8') bis an das Ende des Austrittsrohres (5) erstreckt.

11. Nebelkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Austrittsrohres (5) und damit die Größe der Verweilzeit des vernebelten Stoffes in den heißen Gasen beispielsweise durch Anordnung eines axial verschiebbaren Überrohres (13) einstellbar eingerichtet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 473 957, 904 253,
920461, 924207, 973 514.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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