專利名稱：蒸發單元及其制造方法
蒸發單元及其制造方法
技術領域：
本發明一方面涉及一種如權利要求l前序部分所述的蒸發單元，其 包括具有供表面分配待蒸發液體用的紡織結構的擴散層。
本發明另一方面涉及一種如權利要求14前序部分所述的制造蒸發
層，一 其中所述蒸、發單元id它們:々縱向邊緣在接縫部2^彼此連接到 一起 的網構成。
還公開了蒸發單元從衣服到大面積遮篷和防曬覆蓋物的種種可能應用。 在這樣一種由多層結構組成的蒸發單元中，液體被從位于高處的儲罐或 借助泵通過進料通道引入。在擴散層中，所述液體被分配在紡織結構中， 從而其可以大表面通過多孔性蒸發層蒸發。由此，可以實現宜人的冷卻效果。
US-A-4,342,203公開了 一種用于機動車輛的蒸發單元。如果蒸發單 元被用作例如機動車輛的遮蓋罩，則存在液體會由于重力而聚集在蒸發 單元的較低部分且甚至在那里以液態泄漏，而其它部分根本沒被提供液 體或提供的程度不足的問題。
本發明的目的在于提供一種蒸發單元及其制造方法，通過此蒸發單 元可以即使在大表面時也能實現液體的良好內部分配。
該目的一方面可通過具有權利要求l所述特征的蒸發單元，另一方 面可通過具有權利要求14所述特征的方法達到。優選實施方案記述在它 們各自的從屬權利要求中。
本發明的蒸發單元的特征在于，擴散層的紡織結構包括許多沿其外 側具有縱向凹槽的小纖維。
根據本發明的一個發現，毛細管效應對于液體在擴散層之內的分配 至關重要。殘留在各個小纖維之間的中間空隙也會導致毛細管效應，由 于毛細管效應液體沿小纖維的縱向#皮導過所迷中間空隙。
根據本發明，沿每個小纖維的外側形成一或多個縱向凹槽進一步增 強了此毛細管效應。因此，甚至在小纖維的更緊密排列堆積下，在紡織 結構之內也能產生期望的足夠自由空間，通過所述自由空間液體可以由于毛細管效應而流動。由于此特別強的毛細管效應，甚至可以抗重力實 現液體的分配，由此本發明的蒸發單元能完美地用于傾斜的遮篷或用于 衣服。從經濟的觀點看，使用水或基于水的液體是適合的。不過，其它 液體，例如基于醇的液體，也是適合的。
根據本發明，所述小纖維特別有利地具有多個縱向凹槽，其中所述
縱向凹槽的深度和寬度小于lliim。小纖維的這些細小的縱向凹槽特別是 在復絲紗中與相鄰小纖維的縱向凹槽相互作用時能提供期望的毛細管 效應。
根據本發明，所述小纖維特別優選地具有至少一個倒棱狀 (rinnenartig)縱向凹槽，其中所述縱向凹槽的深度和寬度大于l jum, 優選地在l-5pm的范圍內。特別優選1.5-2.5iiim的深度和寬度。通常，每 個小纖維只具有一個或幾個這種相對較大的縱向凹槽，這保證了即使在
緊密排列堆積小纖維的情況下也能有足夠的毛細管效應。所述縱向凹槽 可以通過噴絲頭的相應輪廓來預先決定。
根據本發明，規定了所述小纖維的直徑范圍為10-10(Him,優選地約 50pm。小纖維可以具有大致圓形或橢圓的形狀。不過，根據本發明，特 別優選地小纖維具有接近腎形的橫截面，在這樣情況下所述相對較大的 倒棱狀縱向凹槽被凸出的側面部分所包圍。單個小纖維的長度可以為從 幾毫米直至幾千米。
基本上，所述紡織結構可以為非織結構，例如無紡織物或所謂的縫 編織物，其中可以設定所述縫編小纖維的某些優選方向。根據本發明， 特別有利地擴散層的紡織結構包括含復絲紗的織物，其中復絲紗中含許 多小纖維。所述織物可以僅由這種復絲紗構成，也可由這種復絲紗與其 它紗特別是單絲紗的組合構成。在本發明的范圍內，復絲紗是指由許多 具有所述縱向凹槽結構的小纖維構成和紡成的紗。由于所述具有凹槽結 構的互相鄰接的外側，相當 一部分液體在復絲紗的內部在紗的縱向上通 過。如此，所述復絲紗提供了極強且定向的毛細管效應，并充當了液體 通過的"高速公路"。
根據本發明，由于所述復絲紗由每平方厘米對黃截面10000-300000個 小纖維構成且所述小纖維的相互距離大部分小于2pm,所以獲得了極好 的毛細管效應。
原則上，擴散層自己就可以構成蒸發單元。根據本發明，由于擴散
5發層，所以實現了極好的蒸發 和冷卻效果。所述蒸發層可被擴散層中的液體在氣態時穿過。所述多孔
性蒸發層特別是具有至少80。/o的孔隙度且孔徑為約0.7pm的膜。膜的厚 度優選地可為約20ium，其中液體只有在氣態下才能穿過。所述膜是通過 已知方法由塑料如PE或PTFE制成的，或者是PU(聚氨酯)凝結成的。所 迷多孔性蒸發層提供對擴散層中的污垢和微生物污染物的防護。優選 地，可以在擴散層的兩側都設置蒸發層。從而，在兩側都可以進行液體 的蒸發。
本發明的蒸發單元的另一種實施方案在于，擴散層的紡織結構在一 側具有緊密阻擋層。此阻擋層是不透液體的，且幾乎不透蒸氣，由此蒸 發只能在一側進行。這樣一種蒸氣阻擋可以由例如聚氨酯制成，層厚為 O.l-lmm。為了使蒸發單元總體上具有織物狀排列，所述蒸氣阻擋優選 地設計成透明的。
此外，根據本發明有利地提供至少一個含織物的保護層。所述保護 性織物特別是設置在敏感的多孔性蒸發層上以防此敏感層受到外部機 械作用，其中所述保護性織物可以具有敞開或封閉的網眼。所述保護性 織物的網眼寬度可以在0.1-lmm之間，在這種情況下優選地形成約l/3的 敞開表面。紗直徑可以為約70pm。通過使用特別是由ETFE(乙烯四氟乙 烯)構成的單絲紗，實現了對污垢的低敏感性。通過使用 一或多個保護層， 可以整體上提高所述層狀蒸發單元的強度。
根據本發明，由于小纖維由包括PET(聚酯)、PEN(聚萘二曱酸乙二 醇酯)、PP(聚丙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、LCP(液晶聚酯)、UHMWPE(超 高分子量聚乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(乙烯四氟乙烯)、PVDF(聚 偏二氟乙烯)和/或PAC(聚丙烯腈)的材料制成，在蒸發單元的高穩定性和 強度情況下獲得了極好的毛細管效應。還可包括同樣用于纖維制造的礦 物和/或陶瓷材料，例如S-玻璃、R-玻璃或CF(碳)。
根據本發明的 一 個有利的擴展方案，通過將擴散層的織物設計成親 水性形式的，進一步增強了所述毛細管效應。特別是，對于本身為疏水 性的織物來說，這是通過使用親水物質處理特別是涂覆小纖維、由小纖 維紡成的紗和/或織物來實現的。例如，這可以通過用表面活性劑浸漬或 等離子體處理來完成。
根據本發明，由于各層是彼此膠合或焊接在一起的，所以可以獲得特別緊湊和耐磨的蒸發單元結構。所述膠合可以通過粉狀膠合劑或松細 無紡織物即所謂的蛛網來實現，由此各層之間、特別是擴散層與蒸發層 之間的滲透性進一步得以保證。
可以是在擴散層之上或之內延伸的泡沫塑料通道。
為了實現液體的良好表面分配，根據本發明，蒸發織物由彼此沿其 縱向邊緣連接、特別是焊接或膠合在一起的網構成，在這種情況下形成 了接縫部分，且沿所述接縫部分設置有用于向擴散層進料和輸送液體的 進料通道。如此可以制成具有極大表面的蒸發單元，并沿各個網的接縫
部分形成進料通道。由此，所述進料通道不會在所述層狀(flachig)蒸 發單元中導致任何額外的干擾，從而可以沿所述網實現不受干擾的液體分配。
根據本發明，本發明的制造蒸發單元的方法特征在于沿接縫部分設 置有用于向擴散層進料和輸送液體的進料通道。這帶來了上述優點。所
述網的寬度可以為l-3m,由此還可實現具有良好液體分配的大尺寸遮篷 的經濟生產。
本發明還包括按照此方法制造的蒸發單元。
為獲得液體沿到擴散層中的進料通道的良好分配，根據本發明，在
通道的液體可以直接進入擴散層，從而液體可被迅速分配到擴散層中。 下面，通過附圖所示的優選實施方案對本發明作進一步描述，其中 圖l是本發明的蒸發單元結構的示意截面圖； 圖2是具有進料通道的蒸發單元的示意橫截面圖； 圖3-8是用于本發明的蒸發單元的小纖維的顯微圖象。
分配i體的擴散層12。擴散y^^復絲織物構成，所述復絲^物至少在相 當程度上由復絲紗編織而成。厚度為0.5mm的擴散層12還用以提供機械強度。
在擴散層12之下與之相接設置了阻擋層16。阻擋層16是不透水和不 透氣的。它充當對來自下方的污垢和積』械損傷的防護，并防止液體向下 方蒸發。阻擋層16可以是無色的，或也可以染成任意顏色。該層的厚度 為約0.15mm。在擴散層12之上設置了作為多孔性蒸發層14的膜，其厚度為約 20|im。分配在擴散層12中的液體可以以水蒸汽形式但不能以液體形式穿 過蒸發層14,因為所述蒸發層是不透液體的。蒸發層14還用于保護擴散 層12不受污垢以及由藻類、細菌和真菌引起的污染的影響。設置在上面的厚度為0.12mm的保護層18由網眼織物構成，并充當對 敏感的薄蒸發層14的保護。如圖2所示的蒸發單元10可以由網20構成，其中每個網20都具有根 據
圖1所述的層狀結構。沿阻擋層16的縱向邊緣22通過對接設置了所述 網20。參照圖2，右邊的網20設計成能使擴散層12突出到阻擋層16的縱 向邊緣22之外，借此形成擴散層12的突出13。突出13與相鄰的另一網20 的擴散層12重疊并與之特別是通過熱焊接連接。在突出13的焊縫部分 24,擴散層12不再能傳輸液體。對于以這種方式連接在一起的兩個網20, 在位于其上的部分和相鄰部分中，在接縫部分24中各自的蒸發層14和保 護層18被除去，從而形成用于進料通道的自由空間。借助于沿接縫部分 24延伸的拱形覆蓋膜26，為形成進料通道28而將如此產生的自由空間覆 蓋和以相對于周圍環境不透液體的形式將其封閉。為此，以不透液體的 形式將覆蓋膜26與所述兩個網20的上側相連。由此形成的進料通道28至少在一側連接到泵或液體容器，從而液體 能夠在進料通道28中縱向于接縫部分24流動，并可從以不透液體的方式 焊接的接縫部分24的雙側到達擴散層12中。液體的流動在圖2中用黑色 箭頭指示。相鄰擴散層12的重疊和它們在接縫部分24的液密性連接導致 了兩個相鄰網20向下向阻擋層16方向上的可靠的液密性連接。在圖3-4中，更詳細地顯示了本發明的小纖維30的結構。在本實施例 中，這些小纖維具有大致圓形的截面，且V形的缺口以倒棱狀縱向凹槽 34的形式沿小纖維30的縱軸延伸。接近于此倒棱狀縱向凹槽34，在外側 上形成了其它的細小縱向凹槽32，它們連同相鄰的小纖維一起在復絲紗 中產生了出色的毛細管效應。在圖5-8中，更詳細地顯示了不同的小纖維30上的所述細小的縱向凹 槽32。
權利要求
1.蒸發單元，包括-具有供表面分配待蒸發液體用的紡織結構的擴散層(12)，其特征在于-擴散層(12)的紡織結構包括許多小纖維(30)，所述小纖維(30)沿其外側具有縱向凹槽(32，34)。
2. 根據權利要求l的蒸發單元，特征在于所述小纖維(30)具有許多深度和寬度小于l pm的縱向凹槽(32,34)。
3. 根據權利要求1或2的蒸發單元，特征在于所述小纖維(30)具有至少一個深度和寬度大于l |um,優選地在l-5 iLim之間的倒棱狀縱向凹槽(34)。
4. 根據權利要求l-3中任意一項的蒸發單元，特征在于所述小纖維(30)的直徑為10-100)um,優選地為約50ium。
5. 根椐權利要求l-4中任意一項的蒸發單元，特征在于所述擴散層(12)的紡織結構包括含復絲紗的織物，所述復絲紗包含許多小纖維(3 0)。
6. 根據權利要求5的蒸發單元，特征在于所述復絲紗由每平方厘米橫截面10000-300000、優選100000-250000個小纖維(30)構成，且所述小纖維(30)的相互距離大部分小于2 ju m。
7. 根據權利要求l-6中任意一項的蒸發單元，特征在于所迷擴散層(12)的紡織結構在至少一側上具有多孔性蒸發層(14)。
8. 根據權利要求l-7中任意一項的蒸發單元，特征在于所述擴散層(12)的紡織結構在一側上具有緊密阻擋層(16)。
9. 根據權利要求l-8中任意一項的蒸發單元，特征在于提供了至少一個含織物的保護層(18)。
10. 根據權利要求l-9中任意一項的蒸發單元，特征在于所述小纖維由含PET(聚酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、LCP(液晶聚酯)、UHMWPE(超高分子量聚乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(乙烯四氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PAC(聚丙烯腈)、礦物材料和/或陶瓷材料的材料制成。
11. 根據權利要求1-10中任意一項的蒸發單元，特征在于所述擴散層(12)的織物設計成親水，性形式的。
12. 根據權利要求l-ll中任意一項的蒸發單元，特征在于所述各層(12,14,16,18)彼此膠合或焊接在一起。
13. 根據權利要求1-12中任意一項的蒸發單元，特征在于該單元由彼此沿其縱向邊緣(22)連接在一起、特別是焊接或膠合在一起的網(20)構成，在這種情況下形成了接縫部分(24),和特征還在于沿所述接縫部分(24)設置有用于向擴散層(12)進料和輸送液體的進料通道(28)。
14. 制造蒸發單元(10)的方法，所述蒸發單元(10)具有供表面分配待蒸發液體用的擴散層(12),其中所述蒸發單元(10)由網(20)構成，所述網(20)彼此沿其縱向邊緣(22)在接縫部分(24)連接在一起，其特征在于沿接縫部分(24)設置有用于向擴散層(12)進料和輸送液體的進料通道(28)。
15. 根據權利要求14的方法，特征在于設置了多孔性蒸發層(14),.少部分^支除去。
全文摘要
本發明涉及蒸發單元及其制造方法。所述蒸發單元包括具有供表面分配待蒸發液體用的紡織結構的擴散層。為了很好地分配液體，擴散層的所述紡織結構包括許多具有沿其外表面的縱向凹槽的小纖維。
文檔編號A41D13/00GK101652082SQ200880006455
公開日2010年2月17日 申請日期2008年1月15日 優先權日2007年3月23日
發明者C·莫勒, D·M·格羅斯, M·J·弗里德爾, R·欣德爾 申請人:塞法爾股份公司