DE19925777A1 - Aerosolerzeugungsverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aerosolerzeugung, wobei die zu verdampfende Flüssigkeit in einem T-Stück mit einem Gas unter hohem Druck vereinigt wird, und beides zusammen durch eine beheizte Kapillare geleitet wird. Gas und Flüssigkeit mischen sich dabei aufgrund der Mischungsentropie, so daß am Ausgang der Kapillare der Flüssigkeitsverband schnell und vollständig zerfällt und ein feines Aerosol entsteht. DOLLAR A Der Einsatzbereich kann überall dort sein, wo Aerosole benötigt werden, z. B. beim Öl-Zerstäuberbrenner, bei der Lackierung, bei Inhalierungsgeräten in der Medizin, oder auch bei der Gemischbildung beim Verbrennungsmotor.

Description

Bei der Aerosolerzeugung von Flüssigkeiten wird häufig ein Gas eingesetzt, wobei dieses mehrere Funktionen hat. Das durch Überdruck durch eine Düse geleitete Gas nimmt eine hohe Strömungsgeschwindigkeit an, wodurch sich entsprechend dem Bernoulli-Gesetz der statische Druck vermindert und das Gas Flüssigkeit ansaugt und aufnimmt. Gleichzeitig sorgt die Reduzierung des statischen Druckes für eine Erhöhung des Dampfdruckes der Flüssigkeit. Schließlich entspannt sich das durch die Düse geführte Gemisch aus Gas und Flüssigkeit hinter der Düse, wobei die Flüssigkeit weiter zerstäubt.

Eine Verbesserung des Aerosols kann erreicht werden, wenn das Gas zuvor erhitzt wird (PN 590894), die zu verdampfende Flüssigkeit erhitzt wird (DE 22 09 346), oder auch beides vorgewärmt wird (PN 3805682). Nachteilig bei diesen Verfahren bleibt jedoch, daß die Mischzeit Flüssigkeit/Gas klein und deshalb der aerosolunterstützende Effekt des Gases gering bleibt.

Die Vorteile eines Gases zur Aerosolerzeugung lassen sich weitaus besser nutzen, wenn Gas 1 und Flüssigkeit 2 in einem T-Stück 3 zusammengebracht werden und beides gemeinsam durch eine beheizte Kapillare 4 geleitet wird (Fig. 1). Dabei mischen sich Gas und Flüssigkeit aufgrund der Mischungsentropie, wobei die Wechselwirkungskräfte zwischen den Flüssigkeitsmolekülen partiell aufgehoben werden. Da dieser Prozeß endotherm ist, muß bei kontinuierlichem Betrieb die Kapillare von außen beheizt werden, was den aerosolerzeugenden Effekt des Gases weiter unterstützt. Auf diese Weise wird auf der Kapillare ein Aerosol 6 vorerzeugt, das sich nach dem Verlassen der Kapillare aufgrund des Druckabfalles rasch vollständig ausbildet.

Mit den beiden Parametern zugeführte Gasmenge einerseits und Kapillartemperatur andererseits, lassen sich Aerosole 6 beliebiger Güte (Größe und Größenverteilung der einzelnen Flüssigkeitströpfchen) erzeugen. Je nach Anforderung kann jedes Gas zum Einsatz gelangen, z. B. Helium, Argon, Stickstoff oder auch Luft.

Die Beheizung 5 der Kapillare 4 kann beispielsweise über eine Kupferblock- Patronenheizung erfolgen oder auch durch direktes Hindurchleiten eines Heizstromes durch das Kapillarmaterial, insofern dieses ein Metall ist.

Bei diesem Verfahren muß der Querschnitt der Austrittskapillare 4 größer sein, als die Summe der Querschnitte von gas- und flüssigkeitsführender Kapillare 1 und 2.

Die Anordnung von gas- und flüssigkeitsführender Kapillare zueinander ist nicht beliebig. Wenn 1 die gasführende Kapillare ist, so wird von allein Flüssigkeit durch 2 angesaugt. Wird die Anordnung der beiden Kapillaren vertauscht, geschieht dies nicht. Der gewünschte Flüssigkeitsstrom muß dann durch eine Förderpumpe zudosiert werden (2. Patentanspruch).

Claims (2)

1. Verfahren zur Aerosolerzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit (2), welche auch eine Lösung sein kann, in einem T-Stück (3) einem linearen Gasstrom (1) zugeführt wird, so daß das strömende Gas von sich aus Flüssigkeit aufnimmt und beides zusammen durch eine beheizte Kapillare (4) geleitet wird.

2. Verfahren zur Aerosolerzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas (2) unter hohem Druck in einem T-Stück (3) im 90°-Winkel mit der zu verdampfenden Flüssigkeit (1), welche auch eine Lösung sein kann, vereint wird, wobei diese über eine Flüssigkeitspumpe zudosiert wird.