DE2341988C3 - Vorrichtung zur Erzeugung eines dichten Sprühnebels (Aerosols) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines dichten Sprühnebels (Aerosols) aus einer in einem Gas suspendierten Flüssigkeit, bestehend aus mindestens zwei Zerstäubersystemen, denen jeweils ein Flüssigkeitsstrom und ein primärer Zerstäubergassirom sowie ein durch die Ansaugwirkung dieser beiden Ströme angesaugter zusätzlicher, von einer stromaufwärtigen Stelle herrührender Trägergasstrom zugeführt ist und die derart hintereinander geschaltet sind, daß der abgegebene Aerosolstrom eines jeweils vorgeschalteten Systems den zusätzlichen Trägergasstrom des jeweils folgenden Systems bildet
Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der DE-PS 9 27 920, und zwar deren F i g. 7, die eine Mehrzahl von Einzelzerstäubersystemen zeigt, die über zum Teil stark gekrümmte Verbindungsschläuche mit einer zweimaligen Strömungsumlenkung bis zu 180° hintereinander geschaltet sind. Jedes einzelne Zerstäubersystem besteht dabei aus einem Flüssigkeitsbehälter, aus welchem über eine konzentrische Steigleitung die Flüssigkeit aufgrund einer zentralen Druckgasströmung angesaugt wird. Als wesentlich erkennt die bekannte Vorrichtung die Anordnung eines sogenannten Gasstromsteuers, welches in dem Austrittskegel des Druckgases mit seiner Basis so angeordnet ist, daß eine oder mehrere Basiskanten den Mantel des Gasaustrittskegels berühren, so daß die Hauptmenge des Gasstroms an den Kanten fächerförmig ausgebreitet wird. In einer Gegenströmung zu diesen beiden ersten Strömungsarten, nämlich druckfreie, durch einen Ansaugvorgang bewirkte Flüssigkeitsströmung und die Druckgasströmung kommt dann noch eine durch einen senkrecht nach oben verlaufenden Kamin nach unten angesaugte Zusatzträgergasströmung, die dem eigentlichen Fluß aus primärem Druckgas und nach oben gerissenem Flüssigkeitsgasstrom entgegengesetzt ist Nach einer erneuten Umlenkung sämtlicher drei miteinander nunmehr vermischten Strömungsarten tritt das so gebildete Aerosol aus einer sich etwa in Höhe der Mitte des Kamins für die Trägergaszuführung befindlichen seitlichen Austrittsöffnung aus.

Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer, — beim Ausführungsbeispiel der F i g. 7 dieser Veröffentlichung, — von drei Einzelzerstäubersystemen in Form einer Zerstäuberbatterie wird das Erzeugnis des ersten Zerstäubers in den Sog des zweiten Zerstäubers eingeführt. Die bekannte Zerstäubereinrichtung ist, insbesondere in der eher umständlichen Batterieform, kompliziert aufgebaut, wobei sich durch die starken Krümmungen der die Einzelzerstäubersysteme verbindenden Schläuche nicht ausschließen läßt, daß es an deren Wandungen zu einem erheblichen Abregnen kommt.

Bekannt ist weiterhin aus der DE-PS 74 301 eine Einrichtung zur Wasserzerstäubung, bei der zwei Düsen jeweils gegeneinander gerichtet sind, von denen eine eine kegelförmige Ausnehmung aufweist. Man erzielt so einen kegelförmigen Absprühwinkel, der aber ausschließlich aus Wasserstrahlen besteht, denn diese bekannte Zerstäubereinrichtung arbeitet ohne eine Druckgaszuführung. Durch einen üblichen Ansaugvorgang der Umgebungsluft ergibt sich dann eine Art Luftzug, der auch zerstäubte Wassertröpfchen enthält, die so in die Umgebungsluft eingebracht werden können. Diese bekannte Wasserzerstäubungseinrichtung umfaßt auch die Bildung zweier solcher Wassersprühkegel unter Verwendung von jeweils zwei Düsensprüheinrichtungen, wodurch sich eine doppelte Wirkung erzielen läßt, da doppelt so viel Primärwassersprühtröpfchen in den Raum eingebracht werden. Eine Kombinationswirkung mit anderen Mechanismen ergibt sich aber nicht.

b5 Vorrichtungen, mit denen sich geeignete Substanzen versprühen oder zerstäuben lassen, sind von allgemeinem Interesse und finden ein besonderes Anwendungsgebiet bei der Erzeugung von in einen Aerosolzustand

versetzten Erzeugnissen, wobei es häufig erwünscht ist, eine extrem feine Partikelgröße im Aerosolstrom zu erzielen, die in einer Größenordnung von 10 Mikron oder weniger liegen und wobei insbesondere eine beträchtliche Anzahl solcher kleinster Partikel pro Volumeneinheit des Trägermediums, üblicherweise eines gasförmigen Mediums, vorhanden sein sollten.

Die vorliegende Erfindung ordnei sich bevorzugt in den Rahmen ein, der sich aus einem Zerstäubergrundprinzip ergibt, welches beispielsweise in der US-PS 34 21 692 beschrieben ist und welches im folgenden als sogenanntes »Babington-System« bezeichnet wird. Dieses Babington-System entsprechend US-PS 34 21 692 besteht im wesentlichen darin, daß man einen flüssigen dünnen Film über eine geeignete Oberfläche fließen läßt, die eine sehr kleine Öffnung aufweist und daß man durch diese öffnung ein Gas austreten läßt, welches den Flüssigkeitsfilm durchquert und winzige Tröpfchen der Flüssigkeit von dem Film abhebt, während es dem Teil des Filmes, der "icht zerstäubt oder versprüht wird, ermöglicht wird, an der öffnung vorbeizufließen und dann zur Wiederherstellung eines Kreislaufs dem System erneut zugeführt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen Sprühnebel mit extrem hoher Dichte zu schaffen, in welcher sich extrem kleine Partikel in feinster Verteilung befinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs als bekannt vorausgesetzten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß sämtliche Zerstäubersysteme innerhalb einer gemeinsamen, eine im wesentlichen einheitlich geradlinige Wandung aufweisenden Kammer längs der Kammerlängsachse angeordnet sind und daß das jeweilige Zerstäubersystem so ausgebildet ist, daß der von ihm abgegebene Aerosolstrom in Flußrichtung des ankommenden, zusätzlichen Trägergasstroms verläuft.

Untersuchungen haben gezeigt, daß sich mit der erfindungsger.iäßen Vorrichtung Aerosolströme ergeben, die Partikelgrößen in der Größenordnung zwischen 4 bis 5 Mikron bei Dichten von mindestens der Größenordnung von 10 Millionen Partikel pro cm³ des Trägergases aufweisen.

Dabei ist besonders vorteilhaft, daß bei einer Aufbereitung flüssiger Medikamente ein solches Aerosol direkt in den Atemtrakt eingeführt werden kann, wobei man aufgrund der hohen Nebeldichten und der geringen Pai tikelgröße zu sehr großen Mengen vernebelter Substanz pro Zeiteinheit gelangen kann.

Bei der Beurteilung vorliegender Erfindung ist von Bedeutung, daß bei sich schnell bewegenden, strömenden Medien, die einer Vielzahl von Turbulenzen und Verwirbelungen ausgesetzt sind, Vorhersagen auf einer deterministischen Grundlage, d. h. also durch Abschätzen der technischen Gegebenheiten bei bekannten Systemen, praktisch nicht möglich sind, da sich solche turbulenten dynamischen Systeme einer Berechnung im wesentlichen entziehen. Man ist daher auf sehr vielen Gebieten der Strömungstechnik auf Untersuchungen mittels Windkammern und ähnlichen Einrichtungen angewiesen, um günstige Formen entwickeln zu können.

Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch niedergelegten Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und können diesen entnommen werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Aufbau und Wirkungsweise anhand der Zeichnung im einzelnen näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform, bei der innerhalb

einer gemeinsamen Kammer zwei Zerstäubersysteme wirkungsmäßig hintereinander angeordnet sind, wobei die Zerstäubersysteme auf pneumatischer Grundlage arbeiten,

F i g. 2 ist eine der Darstellung der F i g. 1 ähnliche Ausführungsform, bei der jedoch die Zerstäubersysteme

ίο nach dem Babington-Prinzip arbeiten;

Fig.3 stellt eine dritte Ausfühiungsform unter Verwendung von Ultraschallzerstäubern dar, während die

F i g. 4 als Teilausschnitt eine Ausführungsform zeigt, mit welcher sich die Wirkung insbesondere des in F i g. 2 dargestellten Systems verbessern läßt

Wie die F i g. 1,2 und 3 zeigen, ist eine Vernebelungs- oder Sprühkammer t vorgesehen, die deshalb so genannt ist, weil ihr Zweck darin besteht, das Trägermedium, sei es durch Selbstansaugung oder durch ein erzwungenes Einsaugen in eine gegebene Richtung zu leiten und um das Trägermedium während der Einführung der vernebelten bzw. zerstäubten oder in einen Aerosolzustand versetzten Substanz durch die Zerstäubersysteme in der Kammer 1 auf einen vorgegebenen Bereich zu beschränken. Im folgenden wird ausschließlich noch die Bezeichnung Kammer verwendet

In der Darstellung der F i g. 1 und 2 sind die Kammern 1 und 10 selbptansaugend ausgebildet, d.h. daß das Trägermedium, in diesem Falle Luft oder irgendein bekanntes Gas in die Kammer durch öffnungen 2 bzw. 12 aufgrund der Wirkung der Zerstäubersysteme selbst eingesaugt wird, da die Zerstäubersysteine in den F i g. 1 und 2 beide pneumatisch ausgebildet sind und die Freigabe von unter Druck stehender Luft benötigen, um die zu zerstäubende flüssige Substanz zu vernebeln oder zu zerstäuben. In Fi g. 1 erfolgt die Zerstäubung mittels des einfachen Doppeldüsensystems, wobei die Flüssig· keit unter Druck durch eine Leitung 3 gepreßt wird; in eine Leitung 5 wird ein unter Druck stehendes Gas eingefüllt und die Zerstäubung der flüssigen Substanz erfolgt dann bei einem Auftreffen bzw. bei einem Zusammenprall des Flüssigkeitsstroms mit dem Gasts strom. Als allgemeine Regel sei erwähnt, daß das Gas unter einem beträchtlichen Druck steht, etwa in der Größenordnung von 3,52 kg pro cm², daher ist die Geschwindigkeit des Gasstromes ausreichend, um einen Fluß der zerstäubten oder vernebelten Flüssigkeit in der Richtung auf den Auslaß durch die Kammer zu veranlassen, d.h. bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 nach rechts.

An einem vorgegebenen Punkt, der in F i g. 1 mit dem Abstand D bezeichnet ist, passiert der fließende Strom vernebelter, d. h. zerstäubter Partikel ein zweites Zerstäubersystem, das ein Duplikat des ersten Zerstäubersystems sein kann und eine Luftdüse 5' und eine Flüssigkeitsdüse 3' aufweist, wobei dann zusätzliche zerstäubte Flüssigkeit in das Trägermedium eingeführt

bo wird.

Das Trägermedium, das in diesem Fall einfach als ein geeigneter zusätzlicher Trägergasstrom definiert sein kann, wird durch die Ansaugöffnungen 2 unter der Wirkung der Zerstäubungsdüsen eingesogen, die eine

b) Fruckreduzierung innerhalb der Kammer 1 angrenzend an deren abgeschlossenes Ende erzeugen. Der in die Kammer durch die Ansaugöffnungen 2 eingesaugte Trägergasstrom vermischt sich mit der versprühten

Flüssigkeit in der ersten Stufe. Der Trägergasstrom ist nun vorkonditioniert, d. h. er hat zusätzliche Feuchtigkeit absorbiert und trägt auch einige freie Flüssigkeit in Aerosolform mit sich, diese Mischung wird dann gegen da? zweite Zerstäubersystem beschleunigt, d. h. in Richtung auf das Auslaßende der Kammer. Bei ihrem Durchlauf zum Auslaß ist der Trägergasstrom bzw. die dann schon dort vorliegende Mischung wiederum einer zusätzlichen Spriiherzeugung ausgesetzt, die zusätzliche freie Flüssigkeitspartikel in den vorkonditionierten Trägergasstrom einführt

Die Beschreibung dieses Phänomens, von welchem angenommen wird, daß es zu wesentlich verbesserten Ergebnissen führt, sei zum vorliegenden Zeitpunkt noch aufgeschoben (hierauf wird weiter unten noch genauer eingegangen), da zunächst noch auf gegenständliche Ausführungsbeispiele eingegangen werden soll, wobei man sich jedoch vergegenwärtigen soll, daß dieses Phänomen sämtlichen Ausführungsformen von Zerstäubungsvorrichtungen gemeinsam ist, die in der Lage sind, entsprechend dem neuen Grundprinzip zu arbeiten.

Wie F i g. 2 zeigt, besteht das einfachste Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einer Kammer 10, die auch als Ansaugkammer bezeichnet werden kann und die ein abgeschlossenes Endteil 11 und eine Auslaßöffnung 13 aufweist. An Stelle der eher konventionellen pneumatischen Zerstäuber, wie weiter vorn beschrieben, umfaßt die Sprühkammer 10 sogenannte »Babington-Zerstäubersysteme«, die das Zerstäubungsprinzip verwenden, welches in dem weiter vorn schon erwähnten US-Patent 34 21 692 beschrieben ist. Bei diesem System wird ein unter einem verhältnismäßig niedrigem Druck stehendes Sprühgas durch Leitungen 15 und 17 einem Paar in Reihe angeordneter horizontal zueinander ausgerichteter hohler Luftkammern bzw. Beruhigungsräumen in Form von Sphären 16 und 18 zugeführt. Die Oberflächen der Sphären 16 und 18 sind mit der zu zersprühenden oder zu zerstäubenden Substanz überflutet, beispielsweise Wasser oder einer Salzlösung oder irgend einer anderen flüssigen Substanz, in welcher ein lösbarer Feststoff aufgelöst ist; die Überflutung der Sphären 16 und 18 erfolgt über Leitungen 22 und 24, die auf die oberen Bereiche der Sphären ausgerichtet sind. Die Kontur der Sphären und die Flußrate der Flüssigkeit ist so bemessen, daß die Substanz einen dünnen, dynamisch unter Spannung stehenden bzw. gedehnten Film über jeder Sphäre bildet. Die Sphären sind mit sehr kleinen Schlitzen oder öffnungen 25 und 27 ausgestattet, aus denen der unter relativ niedrigem Druck stehende primäre Zerstäubergasstrom (Luft) austritt und den Film durchquert und dabei gleichzeitig sehr kleine Tropfen von dem Film abhebt und in die Kammer dispergiert Restteile des Films werden in Auffangschalen 14 und 19 aufgefangen und über geeignete, nicht dargestellte Mittel wieder dem Versorgungssystem für die Flüssigkeit in zyklischer Rückführung zugeführt

Auch hier erzeugt der aus den Schlitzen oder Öffnungen 25 und 27 ausströmende Gasstrom eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung auf die Auslaßöffnung 13 mit dem Erfolg, das durch die Ansaugöffnungen 12 angrenzend an das abgeschlossene Ende 11 der Sprühkammer 10 eine Ansaugung des Trägergasstroms erfolgt

Bevor auf eine Erläuterung der beschriebenen Erscheinung eingegangen wird, soll schließlich noch ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung der Erfindung an Hand der Fig.3 näher erläutert werden.

Eine Kammer 20 ist mit einer Seitenwandung 32 versehen. In Reihe angeordnet, d. h. hintereinander geschaltet innerhalb der Kammer 1 ist ein Paar von Zerstäubersystemen 34, 36, die hier nach dem Ultraschallsystem arbeitend angeordnet sind und die die Vernebelung der Flüssigkeit durch hochfrequente Schwingungen bewirken. Da bei der Zerstäubung eine Ultraschalltechnik verwendet wird, ist es offensichtlich, daß zusätzliche Mittel vorgesehen sein müssen, um den

ίο Fluß des Trägergasstroms durch die Kammer 20 hervorzurufen. Es ist offensichtlich, daß zur Erzeugung des gewünschten Ergebnisses verschiedene Mittel verwendet werden können. Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 und lediglich zur Darstellung eines solchen Mittels ist ein Ventilator 38 gezeigt, der zur Bewirkung eines Luftdurchflusses durch die Öffnung 42 am rückwärtigen Ende der Kammer 20 von einem Motor 40 angetrieben wird. Auf diese Weise wird dann der Trägergasstrom in einer Weise, die als erzwungene Ansaugung bezeichnet werden kann, veranlaßt, durch die Kammer 20 und über die in Reihe hintereinander angeordneten Zerstäubersysteme 34 und 36 zu fließen.

In Fig.4 ist ein modifiziertes Ausführungsbeispiel einer Sprühquelle dargestellt, die in Verbindung mit jedem beliebigen pneumatischen Zerstäubersystem arbeiten kann, aus Gründen der Einfachheit jedoch in Verbindung mit dem weiter vorn schon erwähnten »Babington«-System beschrieben wird. Die Änderung besteht darin, daß in den Weg des an der Düse oder der sphärischen Oberfläche erzeugten Sprühnebels oder Zerstäubungstrichters ein Prallelement angeordnet wird. Wie gezeigt ist dieses Prallelement 48 an einem Träger 46 befestigt, derart, daß es direkt mit der öffnung 25 in der sphärischen Luftkammer 16 ausgerichtet ist. Auf diese Weise werden die von dem die äußere sphärische Oberfläche der Sphäre 16 umgebenden dynamischen Film weggerissenen oder abgetragenen kleinen Flüssigkeitspartikel direkt in Kontakt mit dem Prallelement 48 gebracht und aufgrund des ihnen innewohnenden Moments bei Kontakteinwirkung mit dem Prallelement 48 weiter aufgebrochen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Prallelement eine Kugel. Insgesamt hat sich herausgestellt, daß gerade eine solche Form in hervorragender Weise mit dem Babington-System harmoniert. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Formen und Ausbildungsarten von Parallelementer innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegen wobei die größeren Abmessungen des Prallelementes

so seine Konfiguration und seine Positionen relativ zu derr Vernebelungsstrom und der Düse in Abhängigkeit vor dem verwendeten pneumatischen System und damit vor der Stromgeschwindigkeit der Partikelformation unc dergleichen veränderlich ist

Im folgenden soll nun genauer auf die zugrunde liegende Theorie hinsichtlich der Wirkungsweise de: Erfändung eingegangen werden, wobei sich nacl Kenntnisnahme der grundlegenden verwendeten Mitte sofort die Frage stellt wie der Betrieb einer solchei Vorrichtung verläuft Durch Beobachtung und verglei chende Resultate und Testergebnisse wird angenom men, daß die vorliegende Vorrichtung deshalb wesent lieh bessere Ergebnisse erbringt weil der Trägergas strom normalerweise mindestens einen beträchtliche!

Teil der aus der Sprühquelle austretenden kleinei Partikel absorbiert Es wird angenommen, daß ein< solche Absorption deshalb auftritt, weil der Trägergas strom ungesättigt ist d. h. sein Feuchtigkeitsgehalt ist se

daß die relative Feuchte des Trägergases unterhalb von 100% liegt, bevor er mit der versprühten bzw. vernebelten Flüssigkeit züi-Minmentrifft, die im ersten Kontaktbereich von Zerstäubersystem erzeugt wird.

Wird dabei ein Sprühnebel b/.w. ein Zerstäubungszustand erzeugt, der sehr kleine Partikel aufweist, dann sind es diese Partikel, die zuerst in den Trägergasstrom absorbieren bzw. verdampfen, um den Feuchtigkeitsgehalt bzw. die relative Feuchte desselben zu erhöhen, während die etwas größeren Sprühpartikel die sind, die körperlich mit dem Trägergasstrom mitgeführt oder mitgerissen werden. Wesentlich größere Partikel, die von Gravitations- oder anderen Kräften beeinflußt werden, werden nicht vom Trägergasstrom mitgeführt und nässen an den umgebenden Objekten aus.

Ist dann der Trägergasstrom auf diese Weise vorkonditioniert, d. h. befindet er sich nahe seinem Sättigungspunkt, wenn er auf den (nächsten) Sprühnebel auftrifft, dann werden die kleineren Tröpfchen nicht mit hoher Geschwindigkeit absorbiert, sondern werden in dem Trägergasstrom fein verteilt schwebend gehalten und verbleiben bis zu ihrem Aufbringungszeitpunkt in Tröpfchenform.

Die Erkenntnis eines solchen Phänomens führt dann zu der Schlußfolgerung, daß dann, wenn zwei Zerstäubersysteme in Reihe innerhalb einer Kammer so angeordnet werden, daß die erste Sprühanordnung der Vorkonditionierung des Trägergasstroms dient, eine wesentlich verbesserte Wirkungsweise jeder bekannten Sprühapparatur erreicht wird, da es auf diese Weise gelingt, die physische Anzahl schwebender fein verteilter T-öpfchen geringer und sehr geringer Größe zu vergrößern. Dabei wurde weiterhin festgestellt daß ein solcher Vorgang am wirkungsvollsten in der Weise durchgeführt wird, daß die in Reihe hintereinander angeordneten Zerstäubersysteme in einer Kammer positioniert werden, in einer Weise, daß der vorkonditionierte Trägergasstrom dem zweiten bzw. weiter vorne angeordneten Zerstäubersystem von dem ersten bzw. dem rückwärtigen Zerstäubersystem in vollständig vorkonditioniertem Zustand zugeführt wird, mit dem Ergebnis, daß der Sprühnebelauslaß, d. h. die Ausgangszerstäuberleistung des zweiten Zerstäubersystems tatsächlich insgesamt in verwendungsfähiger Tröpfchenform transportiert wird.

Zur weiteren Erläuterung der wesentlich überlegenen Arbeitsweise der beschriebenen Zerstäubervorrichtung sei darauf hingewiesen, daß offensichtlich durch die Verwendung von hintereinander angeordneten Zerstäubersystemen der Sprühnebel des rückwärtigen Zerstäu bersystems in den Sprühnebel gezogen wird, der von dem vorderen Zerstäubersystem erzeugt wird. Auf diese Weise füllt der Sprühnebel von dem hinteren oder ersten Zerstäubersystem in beträchtlich wirkungsvollerer und zweckvollerer Weise die Leerstellen zwischen den Flüssigkeitspartikeln aus, die von dem vorderen Zerstäubersystem erzeugt werden. Gehen im Gegensatz dazu eine Vielzahl von Sprühnebeln von einem einzigen Zerstäubersystem aus, dann treten Turbulenzen auf und die Kollisionsrate, d. h. die Auftreffwahrscheinlichkeit flüssiger Tröpfchen aufeinander ist

größer. Beide Faktoren verursachen eine Anhäufung bzw. Agglomeration von Partikeln und ein nachfolgendes »Ausregnen« bzw. ein Niederschlagen der Partikel innerhalb der Anordnung oder der Verteilerleitung bzw. des Sprühschlauches. So ist es beispielsweise bei einem mcdzinischen Ncbulisaior mit einer einzigen Zerstäuberanordnung, die eine Vielzahl von Schlitzen verwendet, im hohen Maße wahrscheinlich, daß ein großes, nicht alembares Partikel (d. h. größer als 10 Mikron) mit einem in hohem Maße atembaren Partikel von 2 oder 3 Mikron kollidiert und daher das kleinere Partikel daran hindert, vom Verteilerschlauch freizubleiben und von dem Patienten eingeatmet zu werden. Wenn dagegen die beiden Tröpfchen in einer Reihenschaltungsanordiiung erzeugt, wobei das vordere Zerstäubersystem das größere Partikel und das hintere Zerstäubersystem das kleinere Partikel erzeugt, dann ist es im höchsten Maße wahrscheinlich, daß das kleinere Partikel in eine der leeren Zwischenräume des Sprühnebels eingesaugt wird, der von dem vorderen Zerstäubersystem erzeugt wird Auf diese Weise wird es dann durch die Verteilerleitung geführt und trägt zur Sprühnebeldichte bei, die von dem gesamten Nebulisator erzeugt wird. Dadurch, daß die Zerstäubersysteme in Reihe d. h. hintereinander angeordnet werden, erreichen die größeren bzw. nicht atembaren Partikel, die von dem ersten Zerstäubersystem erzeugt werden, niemals den Sprühkegel bzw. den Sprühbereich des vorderen oder zweiten Zerstäubersystems, da ihr abfallender Bahnverlauf ein Ausregnen bewirkt. Dies trägt dazu bei, daß es gelingt, einen solchen Vernebler von einer Anhäufung bzw. Überfüllurig nicht atembarer großer Partikeln freizuhalten, was wiederum die Wahrscheinlichkeit verringert, daß sich die Möglichkeit einer Kollision und Agglomeration, wie weiter vorn beschrieben, ergibt. Darüberhinaus wird durch die Hintereinanderanordnung der Zerstäubersysteme die relative Geschwindigkeit der Sprühpartikel, die von den einzelnen Zerstäubersystemen erzeugt werden, reduziert. Dies begünstigt eine wirkungsvollere Mitnahme der Tröpfchen, was es wiederum ermöglicht, daß mehr flüssige Partikel pro Volumenseinheit an Trägerluft transportiert werden.

In der vorhergehenden Erläuterung und Diskussion war jeweils nur die Rede von zwei hintereinander angeordneten Zerstäubersyste/nen. Es versteht sich jedoch, daß eine beliebige Anzahl von Zerstäubersystemen verwendet werden kann. Je mehr Zerstäubersysteme hinzugefügt werden, die nacheinander von dem Trägergasstrom durchquert werden müssen, umso größer wird die Dichte des schließlich erzeugten Aerosols in Begriffen des Feuchtigkeitsgehaltes, und/ oder umso größer werden die Anzahl flüssiger, pro Einheitsvolumen des Trägergases transportierter Partikel, wobei man sich der theoretischen Maximaldichte annähert. Dabei haben Untersuchungsergebnisse gezeigt, die durch verschiedene Anordnungen von in dieser Weise in Reihe hintereinander positionierter Zerstäubersystemen gewonnen wurden, daß die Aerosoldichte von einer Vielzahl von Zerstäubersystemen beträchtlich und überproportional größer ist als die, die von einem einzigen Zerstäubersystem erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines dichten Sprühnebels (Aerosols) aus einer in einem Gas suspendierten Flüssigkeit, bestehend aus mindestens zwei Zerstäubersystemen, denen jeweils ein Flüssigkeitsstrom und ein primärer Zerstäubergasstrom sowie ein durch die Ansaugwirkung dieser beiden Ströme angesaugter zusätzlicher, von einer stromaufwärtigen Stelle herrührender Trägergasstrom zugeführt ist und die derart hintereinander geschaltet sind, daß der abgegebene Aerosclstrom eines jeweils vorgeschalteten Systems den zusätzlichen Trägergasstrom des jeweils folgenden Systems bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Zerstäubersysteme (3,5,3', 5'; 15,16,25,17,18, 27; 34, 36) innerhalb einer gemeinsamen, eine im wesentlichen einheitlich geradlinige Wandung aufweisenden Kammer (1, 10, 20) längs der Kammerlängsachse angeordnet sind und daß das jeweilige Zerstäubersystem so ausgebildet ist, daß der von ihm abgegebene Aerosolstrom in Flußrichtung des ankommenden, zusätzlichen Trägergasstroms verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ansaugöffnungen (2, 12, 42) zum Einlaß des zusätzlichen Trägergasstroms für¹ das erste Zerstäubersystem im abgeschlossenen, stromaufwärtigen Endbereich der gemeinsamen rohrförmig ausgebildeten Kammer (1, 10, 20) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Zerstäubersysteme aus einer hohlen, im Inneren über eine Leitung (15, 17) unter dem Druck eines Gases stehenden Sphäre (16, 18) bestehen, auf welche über darüber angeordnete Leitungen (22,24) ein Film der zu zerstäubenden Substanz auftropfbar ist und daß in den Sphären (25, 27) in Richtung des Auslaßendes (13) der Kammer (10) öffnungen (25, 27) zur Zerstäubung des Sprühmittels und zum Einbringen in den angesaugten Trägergasstrom vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts mindestens eines der Zerstäubersysteme und ausgerichtet auf die öffnungen (25) ein Prallelement (48) zur feineren Zerstäubung der flüssigen Partikel des Trägergasstromes angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei dem Zerstäubersystem lediglich ein Flüssigkeitsstrom und ein Trägergasstrom zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubersysteme Ultraschallzerstäuber (34, 36) sind und der Trägergasstrom mittels eines Ventilators (38) zwangsweise durch die Kammer (20) geführt ist.