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Atomiseur de liquide
L'invention concerne un atomiseur de liquide à chambre de tourbillonnement creuse. Dans un atomiseur de liquide de ce genre, le liquide que l'on veut atomiser doit être admis, pour une capacité déterminée,sous une pression élevée,atteignant 30 à 70 atmosphères dans la chambre de tourbillonnement afin qu'il soit animé d'une vitesse tangentielle et axiale telle que le liquide sorte sous la forme d'une mince couche conique qui se divise en gouttelettes. Au cours de cette opération, un noyau d'air se cons- titue dans la chambre de tourbillonnement, perpendiculairement au- dessus du milieu de l'orifice de sortie.
Il est évident que la haute pression d'admission requise pour une capacité déterminée
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de 1-*atomiseur - t un facteur défavorable pour l'atomisation et en outre,que ce e forme de réalisation ne peut être reproduite à plus grande écheile que dans une mesure limitée,
L'invention vise à provoquer l'atomisation pour une pression d'admission sensiblement moindre,en imprimant aux parti- cules de liquide la vitesse tangentielle requise par des moyens mécaniques..;
A cette fin, l'atomiseur de liquide suivant l'inven- @ tion est muni d'un noyau cylindrique susceptible de rotation dis- @ posé dans l'axe de la chambre de tourbillonnement et capable de tourner à une vitesse très élevée.
La forme de réalisation de l'invention offre de plus l'avantage d'une possibilité de réglage pour une pression cons- @ tante par correction du nombre de tours,
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, @ le noyau a une surface lisse et s'étend jusque dans l'orifice de eortie. La hauteur de la paroi de l'orifice de sortie est limitée à une dimension maximum en rapport avec le frottement engendré et la distance du noyau à la paroi de l'orifice de sortie est propor- tionnelle à cette hauteur.
La forme de réalisation préférée est susceptible d'exécution à plus grande échelle suivant la capacité @ requise. @
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le @ noyau s'étend jusqu'à proximité de l'orifice de sortie. Dans cette forme de réalisation, le noyau peut avoir deux configunations diffé- rentes. Dans un cas, une chemise entoure le noyau et les goutte- lettes de liquide sont forcées de passer dans l'espace ménagé entrer la chemise et le noyau dans leur parcours vers l'orifice de sortie.
Dans l'autre cas, la partie supérieure du noyau porte un certain nombre d'ailettes qui son groupées périphériquement dans un plan, . On atomiseur comprenant l'un des deux noyaux indiqués
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ne convient toutefois pas pour une exécution à plus grande échelle pour une capacité plus élevée et un atomiseur de cette forme de réalisation a une capacité qui est limitée à 1-1,5 tonne par heure.
Un exemple d'atomiseur suivant l'invention est décrit avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une coupe axiale de l'atomiseur de liquide suivant l'invention;
Fig. 2 est une coupe axiale de la forme de réalisation préférée de l'atomiseur;
Fig. 3 est une coupe axiale de l'atomiseur dont le noyau est entouré d'une chemise;
Fig. 4 est une coupe axiale de l'atomiseur dont le noyau porte des ailettes; et,
Fig. 5 est une vue en perspective du noyau portant les ailettes.
Les Fig. 1, 2, 3 et 4 sont à l'échelle 1/1.
La chambre de tourbillonnement cylindrique creuse 1 comprend deux canaux d'admission tangentielle 2 ot un orifice de sortie 3 de 11,6 mm. Dans l'axe de la chambre 1 se trouve un noyau cylindrique massif 4 qui est actionné par un moteur électrique ou une turbine à air comprimé 5 dont le nombre de tours par minute atteint au coins 65.000.
Le nombre de tours peut diminuer en rai- son inverse du diamètre dans le cas d'un orifice de sortie plus
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grand, Le joint ;tre 1-*Lxe du noyau et la paroi uo 1'atuzai.zaur est sollicité par l'air cúL.prh..5 a;\:u pur la conduite à air com- primé 6. .'s :uc.t IL peut Evid<,rrtnt être obtenue autrereiit au3.,li, Dunn la forzie da rcnlicatiL'n prél\:réc, le noyau s'étoi14 jusque d"ne l'orifice de :'vrt10 co.;acs indique 1tur la 1-'1,. 2.
L'épaisseur de la paroi 7 de l'orifice de tortie est do 1,6 mm et
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la 14r,:eur 8 do l'orifico de sortie M.nuln1ro est do 0,4 Ms. ss..:.:n 1t. fur:.c !..le ré-li>atiiii que ruprbsonto la Fig. 3, le r,w>,;,u :'{t< r.-J wic- ;i:.tanco do 1 à 1,5 mm au-àosiuo du
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plan de l'orifice de sortie,afin d'empêcher un colmatage direct, d'une part,et de maintenir entre certaines limites l'épaisseur de la couche conique sortante,d'autre part. Une chemise 9 est dispo- sée autour du noyau à une distance 10 de celui-ci telle que la résistance offerte aux particules de liquide est aussi faible que possible, cette distance valant 2 à 4 mm.
La chemise se termine à la partie supérieure à une certaine distance de la paroi de la chambre,mais est munie à la partie inférieure d'une bride 11 se trouvant à une distance de 0,1 mm de la paroi de la chambre et faisant obstacle au passage de la majeure partie du courant de liquide. Le diamètre du noyau est égal ou à peu près égal à celui de l'orifice de sortie.
La forme de réalisation que représente la Fig. 4 est en principe identique à celle de la Fig. 3 mais le noyau est muni de cinq ailettes 12 qui sont disposées à la partie supérieure du noyau périphériquement dans un plan. Les ailettes 12 ont la forme indiquée sur la Fig. 5 et une hauteur d'environ 4 mm et font avec l'axe du noyau un angle de 45 .
L'atomiseur de liquide suivant l'invention fonctionne suivant le principe de la chambre do tourbillonnement creuse clas- sique, qui n'est pas davantage décrit. Le grand avantage de cet atomiseur est, cosse indiqué, que la réalisation à une plus grande échelle au moins dans le cas de la forme de réalisation de la Fig. 2 est aisée et que le liquide à atomiser est admis sous une pression moindre que dans un atomiseur sans noyau.
Dans la forme de réalisation que représente la Fig. 3, l'épaisseur de la couche des particules liquides sortantes est moinare que dans la forme de réalisation que représente la Fig.4 du fait quo pour une même vitesse de rotation du noyau, les par- ticules do liquide ont une vitesse tangentielle plus élevée.
Les atomiseurs de liquide suivant les Fige 3 et 4 ne
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peuvent être réalisés à plus grande échelle parce que le noyau doit être alors animé d'une vitesse de rotation supersonique.
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Liquid atomizer
A hollow swirl chamber liquid atomizer is disclosed. In a liquid atomizer of this kind, the liquid which is to be atomized must be admitted, for a determined capacity, under a high pressure, reaching 30 to 70 atmospheres in the swirl chamber so that it is animated with a tangential and axial velocity such that the liquid exits in the form of a thin conical layer which divides into droplets. During this operation, an air core is formed in the swirl chamber, perpendicularly above the middle of the outlet.
It is obvious that the high inlet pressure required for a given capacity
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1- * atomizer - t an unfavorable factor for atomization and further, that this embodiment can only be reproduced on a larger scale to a limited extent,
The object of the invention is to induce atomization at a substantially lower inlet pressure, by imparting to the liquid particles the tangential speed required by mechanical means.
For this purpose, the liquid atomizer according to the invention is provided with a rotatable cylindrical core disposed in the axis of the swirl chamber and capable of rotating at a very high speed.
The embodiment of the invention also offers the advantage of an adjustment possibility for a constant pressure by correcting the number of turns,
In the preferred embodiment of the invention, the core has a smooth surface and extends into the outlet port. The height of the wall of the outlet orifice is limited to a maximum dimension in relation to the friction generated and the distance from the core to the wall of the outlet orifice is proportional to this height.
The preferred embodiment is capable of being implemented on a larger scale depending on the capacity required. @
In another embodiment of the invention, the core extends to near the outlet port. In this embodiment, the core can have two different configurations. In one case, a jacket surrounds the core and the droplets of liquid are forced to pass through the space provided to enter the jacket and core on their way to the outlet.
In the other case, the upper part of the core carries a certain number of fins which are grouped peripherally in a plane. On atomizer comprising one of the two cores indicated
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However, not suitable for larger scale execution for higher capacity and an atomizer of this embodiment has a capacity which is limited to 1-1.5 tons per hour.
An example of an atomizer according to the invention is described with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is an axial section of the liquid atomizer according to the invention;
Fig. 2 is an axial section of the preferred embodiment of the atomizer;
Fig. 3 is an axial section of the atomizer, the core of which is surrounded by a jacket;
Fig. 4 is an axial section of the atomizer, the core of which carries fins; and,
Fig. 5 is a perspective view of the core carrying the fins.
Figs. 1, 2, 3 and 4 are at 1/1 scale.
The hollow cylindrical swirl chamber 1 comprises two tangential inlet channels 2 ot an outlet port 3 of 11.6 mm. In the axis of the chamber 1 is a massive cylindrical core 4 which is driven by an electric motor or a compressed air turbine 5 whose number of revolutions per minute reaches 65,000 corners.
The number of turns may decrease in inverse proportion to the diameter in the case of a larger outlet orifice.
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large, The joint; being 1- * Lxe of the core and the wall uo 1'atuzai.zaur is stressed by the air cúL.prh..5 a; \: u pure compressed air pipe 6.. ' s: uc.t IL can Evid <, rrtnt be obtained in another way au3., li, Dunn la forzie da rcnlicatiL'n pr \: rec, the nucleus expands to the orifice of: 'vrt10 co .; acs indicates 1tur la 1-'1 ,. 2.
The thickness of the wall 7 of the tortie hole is 1.6 mm and
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la 14r,: eur 8 do the output port M.nuln1ro est do 0.4 Ms. ss ..:.: n 1t. fur: .c! .. the re-li> atiiii that ruprbsonto the Fig. 3, the r, w>,;, u: '{t <r.-J wic-; i: .tanco do 1 to 1.5 mm au-àosiuo du
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plane of the outlet orifice, in order to prevent direct clogging, on the one hand, and to keep the thickness of the outgoing conical layer within certain limits, on the other hand. A jacket 9 is disposed around the core at a distance 10 therefrom such that the resistance offered to the liquid particles is as low as possible, this distance being 2 to 4 mm.
The liner ends at the top at a certain distance from the wall of the chamber, but is provided at the bottom with a flange 11 located at a distance of 0.1 mm from the wall of the chamber and obstructing the passage of most of the liquid stream. The diameter of the core is equal to or approximately equal to that of the outlet port.
The embodiment shown in FIG. 4 is in principle identical to that of FIG. 3 but the core is provided with five fins 12 which are arranged at the upper part of the core peripherally in a plane. The fins 12 have the shape shown in FIG. 5 and a height of about 4 mm and make an angle of 45 with the axis of the core.
The liquid atomizer according to the invention operates on the principle of the conventional hollow swirl chamber, which is not further described. The great advantage of this atomizer is, pod indicated, that the realization on a larger scale at least in the case of the embodiment of FIG. 2 is easy and the liquid to be atomized is admitted under a lower pressure than in a coreless atomizer.
In the embodiment shown in FIG. 3, the thickness of the layer of the outgoing liquid particles is less than in the embodiment shown in Fig. 4 owing to the fact that for the same rotational speed of the core, the liquid particles have a higher tangential speed. .
Liquid atomizers according to Figs 3 and 4 do not
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can be made on a larger scale because the nucleus must then be driven at a supersonic speed of rotation.