VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON BODENNEBEL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bodennebel als Effekt beispielsweise im Bereich der Bühnentechnik, mit einer ein Nebelfluid z.B. auf Glykolbasis verdampfenden Nebelmaschine.

[0002] Bekannte Nebelmaschinen verdampfen ein Nebelfluid, welches in unterschiedlicher Zusammensetzung den Ansprüchen zusammen mit den Einstellparametern der Maschinen gerecht wird. So können etwa die Standzeit und die Dichte wie auch die Fließgeschwindigkeit eingestellt und variiert werden. Auch bei Feuerlöschübungen wird Bühnennebel eingesetzt, um Rauch zu simulieren, damit der Umgang mit einer Atemschutzausrüstung realitätsnahe trainiert werden kann. Für Bodennebel, der wie ein Schaumteppich besondere Bühneneffekte herbeiführt oder unterstützt, wird Trockeneis, nämlich festes tiefgekühltes CO₂, eingesetzt. Wenn dieses bei Raumtemperatur verdampft, bildet sich eine sehr schöne, gleichmäßige und lang anhaltende Nebelschicht auf dem Boden, die durch Lichteffekte noch besser in Szene gesetzt werden kann. Die Beschaffung und Kühlung ausreichender Mengen von Trockeneis ist jedoch problematisch und auch teuer. Man hat für diesen Zweck auch flüssigen Stickstoff eingesetzt, der jedoch ebenfalls gekühlt werden muss. Nebel aus verdampfendem Trockeneis verdrängt den Luftsauerstoff, sodass es zu Atembeschwerden und zu Kopfschmerzen beim Menschen kommen kann. Dieser Nebel hat auch Einfluss auf die Stimme, die bei längerem Kontakt mit Trockeneisnebel durch Austrocknung im Hals nachteilig verändert wird. Weder CO₂ noch Stickstoff sind der Gesundheit förderlich. Der mit Trockeneis erzielbare Effekt lässt sich annähernd auch mit Verdampfer-Nebelmaschinen herstellen, welchen eine Kühlstufe nachgeschaltet ist. EP-A-0 158 038 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung von Bodennebel.

[0003] Unabhängig von der Nebelbildung sind zur Abkühlung an heißen Tagen sogenannte Hazer bekannt, also Ventilatoren mit feinsten Wassertröpfchen im Luftstrom. Diese kühlen den Luftstrom ab und beeinflussen das Empfinden des Menschen bei großer Hitze positiv.

[0004] Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren für die Herstellung eines effektvollen Bodennebels zur Verfügung zu stellen, der lang anhaltend, in keiner Weise gesundheitsschädlich ist und als angenehm von Sängern, Schauspielern, Musikern sowie vom Publikum empfunden wird. Dies wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Es ist besonders zweckmäßig, den von einer Nebelmaschine unter Druck ausströmenden Nebel zur Wasseranreicherung durch ein Wasserbad zu führen, aus dem der Nebel wieder aufsteigt und ausgeblasen wird. Als besonders wirksam hat es sich erwiesen, wenn dem Nebel aus der Nebelmaschine zur Anreicherung mit Wasser Wassertröpfchen, vorzugsweise fein zerstäubtes Wasser mit einer Tröpfchengröße von 2µ bis 10µ zugesetzt werden, die den Nebel am Boden halten. Diese feinsten Wassertröpfchen haften an den Nebelmolekülen, stabilisieren diese und halten sie am Boden. Selbst wenn ein solcher Bodennebel in einem Orchestergraben fließt und dann weiter ins Publikum, wird keinerlei unangenehmer Geruch verspürt. Dieser Nebel wird als erfrischend empfunden. Auch auf die Stimmbänder von Sängern hat dieser Nebel einen positiven Einfluss.

[0005] Eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der in der Nebelmaschine gebildete Nebel in den Ansaugbereich eines Ventilators geführt ist, in dessen Überdruck-Luftströmung ein oder mehrere Ultraschallzerstäuber, im Zentrum des Ventilators oder im Umkreis desselben vorgesehen sind. Durch den bereits im Luftstrom enthaltenen Wasseranteil wird das Vermischen beschleunigt und der Nebel tritt unverzüglich mit entsprechend einstellbarer Geschwindigkeit aus. Die einzelnen Parameter wie Nebelmenge, Fließgeschwindigkeit und Wassergehalt können separat eingestellt werden, weil die Mischzone als Mischkammer ausgebildet ist und über je einen Eingang für die Nebelmaschine und für eine forcierte Luftströmung von einem Ventilator verfügt und wenn die Luftströmung und der Nebel in der Mischkammer über den Wasserzerstäuber und über mindestens eine nachgeordnete Prallwand zur Wasserabscheidung geführt sind. Hier kommen also drei Strömungen in der Mischkammer zusammen, nämlich der klassische Nebel aus einer Verdampfer-Nebelmaschine mit nach Menge und Größe einstellbaren Wassertröpfchen in einer aufsteigenden Wolke etwa aus einem Ultraschallzerstäuber und schließlich der drehzahlregelbare Luftstrom des Ventilators. Diese Ströme werden besonders gut und wirksam gemischt, wenn sie in spitzen Winkeln in der Mischkammer aufeinander treffen, gegebenenfalls im Gegenstrom mit den Wassertröpfchen des Zerstäubers in Berührung kommen und aus der Mischkammer dann als homogener mit Wasser angereicherter Bodennebel austreten. Die Mischkammer enthält eine Prallwand, bevor der Nebel die Mischkammer verlässt. Diese wirkt als Wasserabscheider, muss überströmt werden und entzieht dem Nebel überschüssiges Wasser. Höhe und Neigung sind einstellbar, um den erwünschten Wassergehalt im Nebel zu erreichen. Das überschüssige Wasser gelangt unmittelbar zum Zerstäuber und wird auf diese Weise wieder nutzbringend eingesetzt.

[0006] Der Wasserzerstäuber kann, wie erwähnt, unmittelbar dem am Ausgang einer Nebelmaschine angeordneten Ventilator zugeordnet sein, aus dem dann der fertige Bodennebel austritt. Der Ventilator mit Zerstäuber kann aber auch die mit Wasser angereicherte Luft in eine Mischkammer blasen, in die auch der Nebel einer Nebelmaschine gelangt. Die Mischkammer enthält mindestens eine Prallwand zu Abscheidung überschüssigen Wassers. Im Anschluss an die Prallwand tritt der fertige Bodennebel aus. Es ist zweckmäßig, wenn in die Mischzone bzw. in die Mischkammer eine Kühleinrichtung integriert bzw. der Mischkammer nachgeschaltet ist. Diese Maßnahme unterstützt die Bodennebelbildung. Ein besonders wirkungsvolles Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass als Kühleinrichtung Peltierelemente im Anschluss an mindestens eine Prallwand, insbesondere zwischen mehreren im Abstand zueinander angeordneten Prallwänden vorgesehen sind, die mit gegenüber liegenden, in die Zwischenräume eintauchenden Prallwänden ein Labyrinth bilden.

[0007] In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele zum Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer ersten Variante, die nicht zu der Erfindung gehört.

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Variante,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer dritten Variante und

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer alternativen Ausführungsform nach Fig. 2 im Grundriss.

[0008] Sämtliche Ausführungsbeispiele gehen von einer handelsüblichen Nebelmaschine 1 aus. Diese Geräte arbeiten zumeist auf Verdampferbasis und besitzen einen Tank für ein Nebelfluid. Gemäß Fig. 1 ist dem Ausgang der Nebelmaschine 1 ein Ventilator 2 nachgeschaltet, der den Nebel aus der Nebelmaschine 1 bedarfsgerecht beschleunigt und in dessen Überdruckbereich ein Wasserzerstäuber 3 angeordnet ist. Letzterer wird über ein Röhrchen 4 von einem Wasserbehälter 5 gespeist. Der Wasserzerstäuber 3 kann als Sprühdüse ausgebildet sein, wenn das Wasser mit erhöhtem Druck zugeführt bzw. herausgesaugt wird. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn der Wasserzerstäuber 3 auf Ultraschallbasis arbeitet, wie dies bei Luftbefeuchtern bekannt ist. Der Nebel nimmt die hauchfeinen Wassertröpfchen in einer Mischzone 6 auf, die von einer Mischkammer 7 gebildet wird und verlässt die als Zusatzgerät zur Nebelmaschine 1 ausgebildete Vorrichtung an einem Mundstück 8 als mit Wasser angereicherter, schwerer Bodennebel. Sowohl die Ventilatordrehzahl, als auch die Menge des zerstäubten Wassers sind regelbar, damit der Bodennebel den Erfordernissen angepasst werden kann. Die Einstellungen erfolgen derart, dass der Bodennebel keine Feuchtigkeitsspuren auf einer Bühne oder dergleichen hinterlässt. Wenn die Nebelmaschine 1 bereits mit einem Ventilator am Ausgang ausgestattet ist, dann entfällt der Ventilator 2 und es kann unmittelbar der Zerstäuber 3 in den ausgestoßenen Nebelstrom eingeschaltet werden. Gemäß Fig. 1 ist die Positionierung des Zerstäubers 3 im Zentrum der Nebel-Luftströmung zweckmäßig. Es können alternativ oder zusätzlich Zerstäuber 3 auch ringförmig im Nebel-Luftstrom vorgesehen sein.

[0009] Fig. 2 zeigt eine Variante einer der Nebelmaschine 1 nachgeordneten Vorrichtung. Diese Vorrichtung verfügt über ein Gehäuse mit einem Eingang 9 für den Nebel der Nebelmaschine 1 sowie über einen zweiten Eingang 10 zur Ansaugung von Luft durch einen drehzahlregelbaren Ventilator 11. Im Inneren des Gehäuses ist ein Zerstäuber 12 vorgesehen, der mit einem Wasserbehälter (nicht dargestellt) in Verbindung steht. Nach Fig. 2 sprüht der Zerstäuber 12 nach oben, also direkt in die Mischzone mit dem zuströmenden Nebel und die eingeblasene Luft vom Ventilator 11. Der Bereich des Gehäuses wird als Mischkammer 13 bezeichnet. Der mit Wasser angereicherte Nebel gelangt in einen Wasserabscheider 14, bevor er aus einem Mundstück 15 austritt. Der Wasserabscheider 14 umfasst hier mehrere Prallwände 16, die ein Labyrinth für den durchströmenden Nebel bilden und überschüssiges Wasser aus dem Nebel entnehmen. Letzteres rinnt zurück zum Zerstäuber 12. Im Wasserabscheider 14 befindet sich ferner eine Kühleinrichtung 17 für den durchströmenden Nebel, die beispielsweise von Peltierelementen gebildet sein kann. Fig. 3 betrifft eine Ausführungsform, bei der der Zerstäuber 18 nicht am Boden der Mischkammer 13 (Fig. 2), sondern wie bei Fig. 1 unmittelbar einem Ventilator 19 für Frischluft nachgeordnet ist. In einer Mischkammer 20 erfolgt die Vereinigung des Nebels mit den Wassertröpfchen aus der Ventilatorströmung. Hier ist symbolhaft nur eine Prallwand 21 zur Abscheidung von überschüssigem Wasser dargestellt. Der angereicherte, schwere Nebel muss diese Prallwand 21 übersteigen, verliert dabei nicht ausreichend an die Nebelmoleküle gebundenes Wasser und gelangt hinter der Prallwand 21 zu einem tiefer liegenden Ausgang 22, der allenfalls von einer Kühlmanschette umgeben sein kann.

[0010] Fig. 4 bezieht sich auf Fig. 2, kann aber sinngemäß auch für andere Ausführungsformen gelten. Die beiden Eingänge 9 und 10 führen den Nebelstrom und den Luftstrom nicht parallel, sondern in einem spitzen Winkel aufeinander zu - hier mit Kreuzungspunkt in der Wolke der vom Zerstäuber 12 hochgesprühten Wassertröpfchen. Es kommt zu einer besonders guten Durchmischung und Anbindung der hauchfeinen Wassertröpfchen an den Nebel. Der Wasserabscheider 14 sorgt dafür, dass der austretende Nebel zwar angereichert mit Wasser bleibt, jedoch kein überschüssiges Wasser verliert, um weder die Bühne, noch die Akteure, die Zuschauer oder Gegenstände zu benetzen.

[0011] Ergänzend sei vermerkt, dass ein Vermischen von Nebel und Wassertröpfchen auch im Gegenstrom möglich ist. Es kann beispielsweise in Fig. 4 der Wasser-Zerstäuber 12 schräg gegen den heranströmenden Nebel und gegen die Luftströmung des Ventilators 11 gerichtet sein. Auch dadurch tritt eine Wirkungsgraderhöhung und eine noch bessere Anbindung der Wassertröpfchen an den Nebel ein.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Bodennebel als Effekt, beispielsweise im Bereich der Bühnentechnik, umfassend eine ein Nebelfluid z.B. auf Glykolbasis verdampfende Nebelmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebelmaschine (1) eine als Mischkammer (7, 13, 20) ausgebildete Mischzone (6) zur Vermischung des Nebels mit Wassertröpfchen aus einem Ultraschallzerstäuber (3, 12, 18) nachgeordnet ist, wobei die Mischkammer (7, 13, 20) über je einen Eingang (9, 10) für die Nebelmaschine (1) und für eine forcierte Luftströmung von einem Ventilator (2, 11, 19) verfügt, und wobei die Luftströmung und der Nebel in der Mischkammer (7, 13, 20) über den Ultraschallzerstäuber (3, 12, 18) und über mindestens eine nachgeordnete Prallwand (16, 21) zur Wasserabscheidung geführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallzerstäuber (3,12,18) Wassertröpfchen mit einer Tröpfchengröße von 2µ bis 10µ erzeugt, welche in Folge mit dem Nebel der Nebelmaschine vermischbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Nebelmaschine (1) gebildete Nebel in den Ansaugbereich des Ventilators (2, 11, 19) geführt ist, in dessen Überdruck-Luftströmung ein oder mehrere Ultraschallzerstäuber, im Zentrum des Ventilators (2, 11, 19) oder im Umkreis desselben vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft- und die Nebelströmungen in einem spitzen Winkel in die Mischkammer (7, 13, 20) einmünden, bevorzugt im Gegenstrom auf die Wassertröpfchen des Ultraschallzerstäuber (3, 12, 18) treffen und in der Symmetrieachse der Mischkammer (7, 13, 20) als Bodennebel aus dieser austreten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallzerstäuber (3, 12, 18) im Zentrum eines Ventilators (2, 11, 19) angeordnet ist, der die mit Wasser angereicherte Luft in die als Mischkammer (7, 13, 20) ausgebildete Mischzone (6) bläst, aus der der Nebel nach Überwinden einer Prallwand (16, 21) austritt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mischkammer (7, 13, 20) eine Kühleinrichtung (17) integriert bzw. der Mischkammer (7, 13, 20) nachgeschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühleinrichtung (17) Peltierelemente zwischen mehreren im Abstand zueinander angeordneten Prallwänden (16, 21) vorgesehen sind, die mit gegenüberliegenden, in die Zwischenräume eintauchenden Prallwänden (16, 21) ein Labyrinth bilden.

Claims

1. A device for performing a method for producing a ground fog as an effect, for example in the field of stage technology, comprising a fog machine evaporating a fog fluid, e.g. glycol-based, characterized in that a mixing zone (6) formed as a mixing chamber (7, 13, 20) for mixing the fog with water droplets from an ultrasonic atomizer (3, 12, 18) is arranged downstream of the fog machine (1), wherein the mixing chamber (7, 13, 20) each has an inlet (9, 10) for the fog machine (1) and for a forced air flow from a fan (2, 11, 19), and wherein the air flow and the fog in the mixing chamber (7, 13, 20) are guided via the ultrasonic atomiser (3, 12, 18) and via at least one impact wall (16, 21) arranged downstream for water separation.

2. The device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic atomizer (3, 12, 18) produces water droplets with a droplet size of 2µ to 10µ which subsequently are mixable with the fog of the fog machine.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the fog formed in the fog machine (1) is guided into the suction region of the fan (2, 11, 19), in the overpressure air flow thereof one or more ultrasonic atomizers being provided in the centre of the fan (2, 11, 19) or in the periphery thereof.

4. The device according to claim 1 or 2, characterised in that the air and fog flows open into the mixing chamber (7, 13, 20) at an acute angle, impinge the water droplets of the ultrasonic atomiser (3, 12, 18), preferably countercurrently, and emerge in the axis of symmetry of the mixing chamber (7, 13, 20) as ground fog therefrom.

5. The device according to claim 1 or 2, characterised in that the ultrasonic atomiser (3, 12, 18) is arranged in the centre of a fan (2, 11, 19) which blows the air enriched with water into the mixing zone (6) formed as a mixing chamber (7, 13, 20) from which the fog emerges after overcoming an impact wall (16, 21).

6. The device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a cooling device (17) is integrated into the mixing chamber (7, 13, 20) or arranged downstream of the mixing chamber (7, 13, 20), respectively.

7. The device according to claim 6, characterized in that Peltier elements are provided as cooling means (17) between a plurality of spaced apart impact walls (16, 21) forming a labyrinth with opposite impact walls (16, 21) immersing into the intermediate spaces.

Revendications

1. Dispositif qui est destiné à mettre en oeuvre un procédé de fabrication d'un tapis de brouillard afin de créer des effets, par exemple sur une scène de spectacle, et qui comprend une machine fumigène vaporisant un fluide fumigène, par exemple à base de glycols, caractérisé en ce qu'une zone de mélange (6), réalisée sous forme d'une chambre de mélange (7, 13, 20) et servant à mélanger ledit brouillard avec des gouttelettes d'eau issues d'un atomiseur à ultrasons (3, 12, 18), est disposée en aval de la machine fumigène (1), la chambre de mélange (7, 13, 20) étant pourvue d'entrées (9, 10) destinées, respectivement, pour la machine fumigène (1) et pour un flux d'air forcé en provenance d'un ventilateur (2, 11, 19), ledit flux d'air et le brouillard passant également, au sein de la chambre de mélange (7, 13 ,20), par l'atomiseur à ultrasons (3, 12, 18) et puis, en aval, par au moins une chicane (16, 21) qui permet une condensation d'eau.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atomiseur à ultrasons (3, 12, 18) produit des gouttelettes d'eau ayant une taille de gouttelette comprise entre 2 µm et 10 µm, lesquelles peuvent ensuite être mélangées au brouillard issu de la machine fumigène.

3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le brouillard produit au sein de la machine fumigène (1) est passée dans la zone d'aspiration du ventilateur (2, 11, 19), un ou plusieurs atomiseurs à ultrasons étant disposés dans le flux d'air à pression positive de ce dernier, à savoir au centre du ventilateur (2, 11, 19) ou dans les environs de celui-ci.

4. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les flux d'air et de brouillard entrent dans la chambre de mélange (7, 13, 20) selon un angle aigu, de manière à qu'ils rencontrent, préférentiellement à contre-courant, les gouttelettes issues de l'atomiseur à ultrasons (3, 12, 18), puis quittent la chambre de mélange (7, 13, 20) suivant l'axe de symétrie de celle-ci, sous forme d'un tapis de brouillard.

5. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'atomiseur à ultrasons (3, 12, 18) est disposé au centre d'un ventilateur (2, 11, 19) soufflant l'air enrichi en eau dans la zone de mélange (6) laquelle est réalisée sous forme d'une chambre de mélange (7, 13, 20) et de laquelle le brouillard sortira, après avoir franchi une chicane (16, 21).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un organe de refroidissement (17) est intégré à la chambre de mélange (7, 13, 20) ou situé en aval de la chambre de mélange (7, 13, 20).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'en tant qu'organe de refroidissement (17), des modules Peltier sont disposés entre plusieurs chicanes (16, 21) qui sont espacées les unes des autres, de manière à former un labyrinthe avec des chicanes (16, 21) opposées s'avançant dans les interstices.

Zeichnung