Um beispielsweise die Luftfeuchtigkeit in einem Raum zu er- höhen, ist es bekannt, dem Raum feuchte Luft zuzuführen.

Die Luft gelangt dabei normalerweise über einen Luftkanal in den Raum und wird im Luftkanal mit Wasser befeuchtet.

Zur Befeuchtung der durch den Luftkanal strömenden Luft werden verschiedene Verfahren angewendet. Ein effizientes Verfahren umfasst die Zerstäubung von Wasser im Luftstrom, wobei hierzu von Düsen Wasser in den Luftstrom gesprüht wird. Mit unterschiedlichsten Vorrichtungen ist versucht worden, eine optimale Verteilung der Wasserteilchen im Luftstrom und eine möglichst geringe Wasserabscheidung durch Tropfenbildung zu erreichen.

In der WO 95/10009 sind ein solches Verfahren und eine Be- feuchtungsvorrichtung offenbart, die durch Erzeugung einer Turbulenz im Luftstrom für eine Verteilung der von Düsen in den Luftstrom gesprühten Wasserteilchen sorgt. Durch Prall- flächen vor den Düsen werden die von den Düsen erzeugten Sprühstrahlen aufgeweitet.

In Anbetracht dessen, dass mit den bisher bekannten Be- feuchtungsvorrichtungen nicht immer eine effiziente Be- feuchtung der durchströmenden Luft erreicht wird, liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde. Zu schaffen ist eine Befeuchtungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art, mit der eine optimale Verteilung der Wasserteilchen im durchströmenden Luftstrom und eine möglichst geringe Was- serabscheidung erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Befeuch- tungsvorrichtung gelöst, wie sie im unabhängigen Patentan- spruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsvarianten er- geben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden : Eine Befeuch- tungsvorrichtung zur Befeuchtung von Gas in einem Gasstrom umfasst mindestens eine Düse, die im Gasstrom in Strömungs- richtung eine Flüssigkeit absprüht, und eine Einrichtung zur Aufweitung des von der Düse erzeugten Sprühstrahls. Die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung ist ausgebildet, um den Gas- strom im Bereich der Düse teilweise umzulenken, so dass zwischen der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung und dem Sprüh- strahl ein Unterdruck entsteht, durch den der Sprühstrahl aufgeweitet wird. Die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung lässt den Gasstrom zumindest teilweise so durch sie durchströmen, dass durchströmendes Gas eine Benetzung ihrer dem Sprüh- strahl zugewandten Seite zumindest vermindert.

Als Gas wird normalerweise Luft verwendet, während als Flüssigkeit im Allgemeinen Wasser eingesetzt wird.

Dadurch, dass durch die Umlenkung des Gasstroms zwischen der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung und dem durch die Düse erzeugten Sprühstrahl ein Unterdruck entsteht, werden die Randbereiche des Sprühstrahls nach aussen gesogen, d. h. der Sprühstrahl weitet sich auf. Indem die Sprühstrahl-Aufweit- einrichtung den Gasstrom zumindest teilweise in geeigneter Weise durch sie durchströmen lässt, kann eine Benetzung der dem Sprühstrahl zugewandten Seite der Sprühstrahl-Aufweit- einrichtung und allfälliger Kanalwände vermindert oder so- gar ganz verhindert werden. Die erfindungsgemässe Befeuch- tungsvorrichtung bewirkt eine schnelle und gleichmässige Verteilung der von der mindestens einen Düse abgesprühten

Flüssigkeitsteilchen, ohne dass an der Sprühstrahl-Aufweit- einrichtung oder an Kanalwänden viel Flüssigkeit verloren geht. Die erfindungsgemässe Befeuchtungsvorrichtung funkti- oniert praktisch unabhängig von der Geschwindigkeit des Gasstroms und auch bei stark unterschiedlichen Gasgeschwin- digkeiten innerhalb des Gasstroms. Ausserdem ermöglicht sie die Positionierung der Düsen nahe an den Kanalwänden.

Mit Vorteil ist die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung so aus- gebildet, dass das durchströmende Gas die Aufweitung des Sprühstrahls begrenzt. Dabei werden die Flüssigkeitsteil- chen am Rand des durch den Unterdruck aufgeweiteten Sprüh- strahls durch das auftreffende Gas zurückgedrängt. Zu die- sem Zweck muss durch die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung ge- nügend Gas mit einer genügend grossen Geschwindigkeit durchgelassen werden. Zuviel Gas mit einer zu grossen Ge- schwindigkeit darf die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung aber auch nicht passieren, damit der Sprühstrahl nicht unnötig eingeengt wird.

Vorteilhafterweise ist die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung so ausgebildet, dass das durchströmende Gas ein entlang ih- rer dem Sprühstrahl zugewandten Seite strömendes Gaspolster bildet. Durch das Gaspolster wird verhindert, dass Flüssig- keitsteilchen aus dem Sprühstrahl mit der Sprühstrahl-Auf- weiteinrichtung in Kontakt treten.

Mit Vorteil weist die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung eine Vielzahl von Öffnungen auf, deren Öffnungsquerschnittsflä- che jeweils 0,2 mm2 _ 30 mm2, vorzugsweise 1 mm2-3 mm2, beträgt. Öffnungen mit solchen Öffnungsquerschnittsflächen, die ausserdem möglichst gleichmässig verteilt sind, haben sich als geeignet erwiesen, eine Benetzung der Sprühstrahl- Aufweiteinrichtung weitgehend zu verhindern.

Bevorzugt beträgt der Anteil der Öffnungen an der Fläche der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 10%-40%, vorzugsweise 20%-30%. Ein solcher Anteil gewährleistet eine Gasdurch- flussrate und eine Aufweitung des Sprühstrahls im gewünsch- ten Ausmass, d. h. ohne dass es zu einer Benetzung der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung kommt bzw. höchstens zu einer deutlich kleineren als bei einer Sprühstrahl-Aufweit- einrichtung, die kein Gas durchströmen lässt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die Öffnun- gen runde Löcher mit einem Durchmesser von maximal 5 mm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 1 mm-2 mm. Solche Löcher ermöglichen eine gleichmässige Gasströmung und kön- nen vergleichsweise einfach hergestellt werden.

Vorteilhafterweise ist die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung zumindest teilweise flächig ausgebildet und in einem Winkel zur Strömungsrichtung des Gasstroms angeordnet, der gleich dem halben Öffnungswinkel des Sprühstrahls 30°, vorzugs- weise 10°, ist. Der von der Düse in Strömungsrichtung des Gasstroms abgesprühte Sprühstrahl weist einen Öffnungswin- kel auf, der sich normalerweise hälftig beidseits der gera- den Absprührichtung erstreckt, die der Strömungsrichtung des Gasstroms entspricht. Dabei ist der Sprühstrahl im All- gemeinen kegelförmig, denkbar ist aber beispielsweise auch ein sich über eine gewisse Grundbreite erstreckender Sprüh- strahl, wenn eine Flachdüse verwendet wird. Die gewählte Anordnung der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung sorgt für ei- nen geeigneten Abstand zwischen dem Sprühstrahl und der dem Sprühstrahl zugewandten Seite der Sprühstrahl-Aufweitein- richtung und eine geeignete Aufweitung des Sprühstrahls. Zu beachten ist, dass mit"Öffnungswinkel"im vorliegenden Zu- sammenhang der Öffnungswinkel des von der Düse abgesprüh- ten, nicht aufgeweiteten Sprühstrahls gemeint ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Sprüh- strahl-Aufweiteinrichtung in Strömungsrichtung des Gas- stroms gesehen am Ende nach aussen vom Sprühstrahl weg ge- bogen. Dies hat ein gleichmässigeres Aufweiten des Sprüh- strahls am Ende der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung zur Folge und verhindert ein Zurückreissen von Flüssigkeits- teilchen aufgrund von Wirbelbildung, was zu einer Benetzung der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung führen würde.

Mit Vorteil ist die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung zwei- schenklig ausgebildet und weitet sich der Sprühstrahl zwi- schen den beiden Schenkeln auf. Solche Sprühstrahl-Aufweit- einrichtungen bewirken die gewünschte Aufweitung des Sprüh- strahls ohne Benetzung der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung auf effiziente Weise und können ausserdem kostengünstig hergestellt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Düse eine Hochdruckdüse mit einem Betriebsdruck zu 10 bar, vor- zugsweise > 60 bar. Mit solchen Düsen kann die Flüssigkeit gut zerstäubt werden.

Bei einer alternativen Ausführungsvariante ist die Düse eine Niederdruckdüse mit einem Betriebsdruck < 10 bar. Dies hat den Vorteil, dass kein Hochdruck aufgebaut zu werden braucht.

Bevorzugt weist die Befeuchtungsvorrichtung eine Vielzahl von regelmässig verteilten Düsen und Sprühstrahl-Aufweit- einrichtungen auf. Mit Vorteil ist jeder Düse eine Sprüh- strahl-Aufweiteinrichtung zugeordnet. Es kann so Gas mit einem praktisch beliebig grossen Strömungsquerschnitt be- feuchtet werden.

Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Befeuchtungsvor- richtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand zweier Ausführungsbeispiele detaillierter beschrie- ben. Es zeigen : Fig. 1-einen Längsschnitt durch einen Luftkanal mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Befeuchtungsvorrichtung ; Fig. 2-eine Ansicht von vorne der gemäss Fig. 1 im Luftkanal angeordneten Befeuchtungsvorrichtung ; Fig. 3-perspektivisch die Düsen und Sprühstrahl-Aufweit- einrichtungen der Befeuchtungsvorrichtung von Fig.

1 ; Fig. 4-eine Düse und eine Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung gemäss Fig. 3 in vergrösserter Darstellung, wobei runde Löcher in der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung nur in einem Endbereich und stark vergrössert ge- zeichnet sind ; Fig. 5-den Ausschnitt A der Sprühstrahl-Aufweiteinrich- tung von Fig. 4 in vergrösserter Darstellung ; Fig. 6-die Düse und die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung von Fig. 4 in einer Seitenansicht während des Be- feuchtens ; und Fig. 7-perspektivisch die Düsen und Sprühstrahl-Aufweit- einrichtungen eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Befeuchtungsvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Ausschnitte aus einem Luftkanal 7, über den beispielsweise einem Raum Frischluft zugeführt

wird. Durch den Luftkanal 7 strömt Luft in der Strömungs- richtung gemäss Pfeil 4. Im Luftkanal 7 ist eine erfin- dungsgemässe Befeuchtungsvorrichtung angeordnet, die zwölf gleichmässig über den Strömungsquerschnitt verteilte Düsen 1 aufweist, denen jeweils eine Sprühstrahl-Aufweiteinrich- tung 2 zugeordnet ist. Die Düsen 1 und die Sprühstrahl-Auf- weiteinrichtungen 2 sind an einem Gestell 5 befestigt, wel- ches seinerseits an den Seitenwänden des Luftkanals 7 be- festigt ist. Die Düsen 1 werden über Wasserleitungen 6 mit Wasser versorgt, das von diesen dann in Strömungsrichtung 4 der Luft abgesprüht wird, wobei das Wasser zerstäubt wird und die Luft befeuchtet. Die Düsen 1 sind jeweils in einem flachen mittleren Bereich 25 zwischen zwei Schenkeln 23,24 einer Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2 angeordnet, was bei- spielsweise in Fig. 3 deutlich erkennbar ist.

Die Fig. 4 und 5 zeigen, dass die Sprühstrahl-Aufweitein- richtungen 2 mit einer Vielzahl von Öffnungen 22 in Form von runden Löchern versehen sind. Die Öffnungen 22 sind gleichmässig und ganz über die beiden Schenkel 23,24 und den mittleren Bereich 25 der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2 verteilt, in Fig. 4 sind aber aus Übersichtlichkeitsgrün- den nur einige Öffnungen 22 am Ende des Schenkels 23 einge- zeichnet, und zwar aus Darstellungsgründen stark vergrös- sert. Der Durchmesser der Öffnungen 22 beträgt in Wirklich- keit etwa 1,5 mm und der Anteil der Öffnungen 22 an der Ge- samtfläche der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2 beträgt etwa 25%, so dass ein genügend grosser Anteil der auf die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2 auftreffenden Luft durch die Öffnungen 22 strömt.

Die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtungen 2 sind im vorliegenden Fall geeignet gebogene Lochbleche. Solche sind relativ ein- fach und kostengünstig herstellbar. Denkbar sind aber ins- besondere auch Sprühstrahl-Aufweiteinrichtungen 2 aus

Kunststoff, Keramik etc.

Aus Fig. 6 ist die Funktion der Sprühstrahl-Aufweiteinrich- tung 2 ersichtlich. Die Düse 1 sprüht im Betrieb Wasser ab, das einen Sprühstrahl 3 mit einem Öffnungswinkel a gleich nach der Düse 1 bildet. Der Öffnungswinkel a hängt von der gewählten Düse 1 ab und beträgt im vorliegenden Fall ca.

65°. Es handelt sich hier um eine Hochdruckdüse mit einem Betriebsdruck von 60 bar, einsetzbar sind aber auch Düsen 1 mit einem anderen Bertriebsdruck, insbesondere auch Nieder- druckdüsen. Düsen 1 mit unterschiedlichen Sprühwinkeln a und Betriebsdrücken sind im Handel erhältlich.

Die beiden Schenkel 23,24 der Sprühstrahl-Aufweiteinrich- tung 2 sind in einem Winkel zur Strömungsrichtung 4 der Luft angeordnet, der hier gleich dem halben Öffnungswinkel a + ca. 10° ist. Die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2 lenkt die auftreffende Luft grösstenteils nach aussen, insbeson- dere nach oben und unten, und sorgt auf diese Weise für ei- nen Unterdruck zwischen dem Sprühstrahl 3 und der dem Sprühstrahl 3 zugewandten Seite 21 der Sprühstrahl-Aufweit- einrichtung 2. Durch diesen Unterdruck werden Wasserteil- chen am Rande des Sprühstrahls 3 nach aussen gesogen, wo- durch der Sprühstrahl 3 aufgeweitet wird. Da ein gewisser Anteil der auftreffenden Luft gemäss den Pfeilen 41 durch die Öffnungen 22 der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2 strömt, wird die Aufweitung des Sprühstrahls 3 aufgrund der auf den Sprühstrahl 3 auftreffenden Luft begrenzt. Zwischen der Seite 21 der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2 und dem Sprühstrahl 3 bildet sich ein Luftpolster, das entlang der Seite 21 strömt. Dieses Luftpolster verhindert weitgehend ein Benetzen der Sprühstrahl-Aufweiteinrichtung 2. Die En- den 231,241 der beiden Schenkel 23,24 der Sprühstrahl- Aufweiteinrichtung 2 sind nach aussen gebogen, um eine Wir-

belbildung und somit ein Zurückreissen der Wasserteilchen zu verhindern.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäs- sen Befeuchtungsvorrichtung gemäss den Fig. 1 bis 6 erfolgt die Aufweitung der Sprühstrahlen 3 durch die Sprühstrahl- Aufweiteinrichtungen 2 grösstenteils nach oben und unten, da die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtungen 2 alle vertikal an- geordnet sind, d. h. jeweils ein Schenkel 23 sich oben und ein Schenkel 24 sich unten befindet.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Befeuchtungsvorrichtung sind die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtungen 2 abwechslungsweise verti- kal und horizontal ausgerichtet. Dies kann allenfalls bei weiter auseinander liegenden Düsen 1 eine gleichmässigere Verteilung der zerstäubten Wasserteilchen bringen.

Zu den vorbeschriebenen Befeuchtungsvorrichtungen sind wei- tere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrück- lich erwähnt sei noch : - Die Sprühstrahl-Aufweiteinrichtungen 2 können anstatt zweischenklig auch mehrschenklig oder teilweise konisch ausgebildet sein.

- Die Öffnungen 22 können auf Teilbereiche der Sprühstrahl- Aufweiteinrichtung 2 beschränkt sein. Insbesondere ist es denkbar, dass der mittlere Bereich 25 der Sprühstrahl- Aufweiteinrichtung 2 bis auf den Durchlass für die Düse 1 keine Öffnungen aufweist.