Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols, mit einem motorisch angetriebenen Gebläse zur Erzeugung eines Luftstromes und mindestens einer motorisch angetriebenen Schleuderscheibe, die eine ihr zugeleitete Flüssigkeit in einem Film ausschleudert, welcher durch den axial über den Umfangsrand der Schleuderscheibe blasenden Luftstrom in Nebeltröpfchen zerrissen wird.
Bei den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art hat sich beim Vernebeln wässriger Flüssigkeiten der Nachteil gezeigt, dass ein Teil der Flüssigkeitströpfchen beim Abschleudern von der Schleuderscheibe infolge der Zentrifugalkraft den Luftstrom quer zu durchlaufen vermag, ohne vom Luftstrom vollständig erfasst und fortgetragen zu werden.
Zur Beseitigung dieses Nachteiles sieht die vorliegende Erfindung vor, dass ausserhalb des Umfangsrandes der Schleuderscheibe und im Strömungsweg des Luftstromes ein Kranz von feststehenden Lamellen angeordnet ist.
Die sonst nach aussen entweichenden Flüssigkeitsteilchen werden an diesen Lamellen zurückgehalten und dann mittels des Luftstromes in der gewünschten Richtung von den Lamellen weggeblasen.
In der Zeichnung sind beispielsweise einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt den vordern Teil einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols gemäss einer ersten Ausführungsform teils in Ansicht und teils im axialen Längsschnitt;
Fig. 2 ist eine Teilansicht der Vorrichtung von rechts in Fig. 1 gesehen;
Fig. 3, 4 und 5 zeigen je einen Teil verschiedener anderer Ausführungsformen in zu Fig. 1 analoger Darstellung.
Gemäss Fig. 1 ist ein elektrischer Antriebsmotor a in einem innern Gehäuseteil b angeordnet, welcher zur Drehachse des Motors im wesentlichen parallel verlaufende Flügel c aufweist. Mit Hilfe der Flügel c ist der innere Gehäuseteil b in einem äusseren Gehäuseteil d lösbar eingesetzt. Zwischen den Gehäuseteilen b und d ist ein im Querschnitt ringförmiger Luftleitkanal e vorhanden, der sich gegen das vordere, in Fig. 1 rechts liegende Stirnende des Gehäuses verjüngt und am genannten Stirnende in einen ringförmigen Austrittsspalt ausmündet.
Die Motorwelle i ist hohl ausgebildet und dient zur Zuführung der zu vernebelnden Flüssigkeit aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter. Der vordere, in Fig. 1 sichtbare Teil der Motorwelle i trägt zwei Schleuderscheiben 1, die mit ihren Umfangsrändern elastisch aneinander anliegen. Der Durchmesser der Scheibe I stimmt mit dem Aussendurchmesser des innern Gehäuseteils b wenigstens annähernd überein, so dass der aus dem Kanal e austretende Luftstrom in axialer Richtung der Scheiben an deren Umfangsrand vorbeistreicht. Zwischen den Scheiben I ist ein Hohlraum vorhanden, der durch radiale Öffnungen 2 mit dem Innenraum der hohlen Welle i in Verbindung steht. Ein mit radialen Durchlässen versehenes Distanzierungsstück 3 ist zwischen die Scheiben 1 eingelegt.
Die eine Scheibe 1 liegt gegen eine auf der Welle i befestigte Nabe 4 an, und gegen die andere Scheibe list eine Kappe 5 mit Hilfe einer Schraube m angepresst, die in das Ende der Welle i eingeschraubt ist und deren Hohlraum gegen aussen abschliesst.
Auf eine entsprechend abgesetzte Partie des innern Gehäuseteils b ist ein Ring 6 aufgesetzt, der mit einem Kranz von Lamellen 7 versehen ist, die in gleichmässigen Abständen voneinander ausserhalb des Umfangsrandes der Schleuderscheiben I fest an geordnet sind. Die Lamellen 7 ragen in den Austrittsspalt des Luftleitkanals e hinein und reichen bis zum äussern Gehäuseteil d. Fig. 2 zeigt, dass die Lamellen 7 gegenüber der zur Welle i radialen Richtung geneigt sind und zwar derart, dass sie wenigstens annähernd rechtwinklig stehen zur Bewegungsrich tung, in welcher die auf die betreffende Lamelle auftreffenden Flüssigkeitsteilchen vom Rand der Scheiben I abgeschleudert würden, wenn keine Luft durch den Kanal e strömen würde.
Die genannte Bewegungsrichtung der Flüssigkeitsteilchen ist die Richtung des Geschwindigkeitsvektors Ve, der sich zusammensetzt aus einer von der Rotation der Scheiben I herrührenden Geschwindigkeitskomponente Vt, die tangential zum Umfang der Scheiben verläuft, und einer von der Zentrifugalkraft herrührenden Geschwindigkeitskomponente Vr, die radial zu den Scheiben verläuft. Ausserdem sind die Lamellen 7 derart in bezug aufeinander angeordnet, dass, in der Richtung des Geschwindigkeitsvektors Ve von jedem Punkt des Umfanges der Scheiben I aus gesehen, kein freier Durchblick zwischen den einander benachbarten Lamellen 7 möglich ist. Mit andern Worten heisst das, dass keine Flüssigkeitströpfchen vom Umfang der Scheiben 1 nach aussen zwischen den Lamelden 7 hindurchgeschleudert werden können.
Die Ausbildung der übrigen, in Fig. 1 und 2 nicht dargestellten Teile der Vorrichtung ist gleich wie z. B. bei dem in der schweizerischen Patentschrift Nr. 351240 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist auf der in Fig. 1 linken Endpartie der Welle i ein Gebläserad vorhanden zur Erzeugung eines Luftstromes durch den Kanal e.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Bei eingeschaltetem Motor a drehen sich die Schleuderscheiben 1 entsprechend dem Pfeil R in Fig. 2. Dabei wird durch Zentrifugalwirkung der Schleuderscheiben Flüssigkeit aus dem nicht gezeichneten Vorratsbehälter in den Hohlraum der Welle i eingesaugt und zwischen den Scheiben I nach aussen geschleudert, wobei die Flüssigkeit beim Durchtritt durch den engen Spalt zwischen den beiden Scheibenrändern zu einem dünnen Film ausgebreitet wird. Gleichzeitig erzeugt das erwähnte, nicht dargestellte Gebläserad einen Luftstrom durch den Kanal e. Der den Austrittsspalt des Kanals e verlassende Luftstrom bläst etwa rechtwinklig zum genannten Flüssigkeitsfilm und zerreisst denselben in kleine Nebeltröpfchen, die im Luftstrom davongetragen werden und ein Aerosol bilden, wie in Fig. 1 bei A veranschaulicht ist.
Diejenigen Flüssigkeitströpfchen, die vom Luftstrom nicht richtig erfasst werden, prallen gegen die Lamellen 7 und werden auf diese Weise daran gehindert, in radialer Richtung weiter nach aussen zu fliegen. An den Lamellen 7 bildet sich Kondensat, das, da die Lamellen im Luftstrom angeordnet sind, vom Luftstrom weggeblasen und ebenfalls in feine Nebeltröpfchen zerstäubt wird, wie in Fig. 1 mit B angedeutet ist. In einiger Entfernung von der beschriebenen Vorrichtung vereinigen sich die Nebelstrahlen A und B.
Durch die Lamellen 7 wird die beabsichtigte Nebelbildung verbessert.
Die in Fig. 3 veranschaulichte Ausführungsvariante unterscheidet sich vom beschriebenen Beispiel lediglich dadurch, dass das in der Strömungsrichtung des Luftstromes weisende Ende der Lamellen 7a eine schräg verlaufende Begrenzung aufweist.
Dadurch ergibt sich an jeder Lamelle eine Keilspitze 8, an welcher die kondensierte Flüssigkeit hauptsächlich weggeblasen wird zur Bildung der Nebelstrahlen B.
Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 4 sind die Lamellen 7b ebenfalls mit einer Keilspitze 8 versehen, die aber zufolge entgegengesetzt schräg verlaufender Endbegrenzung der Lamellen jetzt nicht mehr aussen, sondern innen liegt. Ein weiterer Unterschied der Ausführungsform nach Fig. 4 liegt darin, dass die Lamellen 7b an einem Ring 6a angeordnet sind, der am äussern Gehäuseteil d abgestützt ist.
Die Lamellen 7b reichen ferner nicht bis zum innern Gehäuseteil b, sondern nur bis zu einem zusätzlichen Ring 10, welcher den Austrittsspalt des Luftkanals e in einen innern und einen äussern Teil unterteilt.
Die Lamellen 7b ragen nur in den äussern Teil des Austrittsspaltes hinein.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die Lamellen 7c wieder an einem Ring 6 angeordnet, der am innern Gehäuseteil b abgestützt ist. Der Austrittsspalt des Luftkanals e ist auch hier durch einen Ring 10a in einen innern und einen äussern Teil unterteilt. Im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 4 greifen hier die Lamellen in den innern Teil des Austrittsspaltes hinein.
Die verschiedenen gezeigten Ausbildungsformen könnten selbstverständlich auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden. Die Lamellen können auch eine andere als die in Fig. 2 gezeigte Neigung haben und gegebenenfalls radial zu den Schleuderscheiben 1 verlaufen.
Device for generating an aerosol
The present invention relates to a device for generating an aerosol, with a motor-driven blower for generating an air flow and at least one motor-driven centrifugal disk which ejects a liquid supplied to it in a film which is formed into droplets of mist by the air flow blowing axially over the circumferential edge of the centrifugal disk is torn.
In the previously known devices of this type, when nebulizing aqueous liquids, the disadvantage has been that some of the liquid droplets when being thrown off the centrifugal disk can cross the air flow due to the centrifugal force without being completely captured and carried away by the air flow.
To eliminate this disadvantage, the present invention provides that a ring of stationary lamellae is arranged outside the peripheral edge of the centrifugal disk and in the flow path of the air stream.
The liquid particles that otherwise escape to the outside are retained on these lamellae and then blown away from the lamellae in the desired direction by means of the air flow.
In the drawing, for example, some embodiments of the subject matter of the invention are illustrated.
1 shows the front part of a device for generating an aerosol according to a first embodiment, partly in view and partly in axial longitudinal section;
Fig. 2 is a partial view of the device as seen from the right in Fig. 1;
3, 4 and 5 each show a part of various other embodiments in a representation analogous to FIG.
According to FIG. 1, an electric drive motor a is arranged in an inner housing part b, which has vanes c extending essentially parallel to the axis of rotation of the motor. With the help of the wings c, the inner housing part b is releasably inserted in an outer housing part d. Between the housing parts b and d there is an air duct e with an annular cross section, which tapers towards the front end of the housing on the right in FIG. 1 and opens into an annular outlet gap at the said end.
The motor shaft i is hollow and is used to supply the liquid to be atomized from a storage container (not shown). The front part of the motor shaft i visible in FIG. 1 carries two centrifugal disks 1, which rest elastically against one another with their peripheral edges. The diameter of the disk I corresponds at least approximately to the outer diameter of the inner housing part b, so that the air flow emerging from the channel e sweeps past the circumferential edge of the disks in the axial direction. Between the disks I there is a cavity which is connected to the interior of the hollow shaft i through radial openings 2. A spacer piece 3 provided with radial passages is inserted between the disks 1.
One disk 1 rests against a hub 4 fastened on the shaft i, and a cap 5 is pressed against the other disk 1 with the aid of a screw m which is screwed into the end of the shaft i and closes its cavity from the outside.
On a correspondingly remote part of the inner housing part b, a ring 6 is placed, which is provided with a ring of lamellae 7, which are arranged at regular intervals outside the peripheral edge of the slinger I firmly. The lamellas 7 protrude into the exit gap of the air duct e and extend to the outer housing part d. Fig. 2 shows that the lamellae 7 are inclined with respect to the radial direction to the shaft i in such a way that they are at least approximately at right angles to the direction of movement in which the liquid particles hitting the respective lamella would be thrown from the edge of the disks I if no air would flow through channel e.
The mentioned direction of movement of the liquid particles is the direction of the speed vector Ve, which is composed of a speed component Vt resulting from the rotation of the disks I, which runs tangential to the circumference of the disks, and a speed component Vr resulting from the centrifugal force, which runs radially to the disks . In addition, the lamellae 7 are arranged in relation to one another in such a way that, viewed in the direction of the velocity vector Ve from every point on the circumference of the disks I, no clear view is possible between the lamellae 7 adjacent to one another. In other words, this means that no liquid droplets can be thrown from the circumference of the disks 1 outwards between the lamellae 7.
The formation of the other, in Fig. 1 and 2 not shown parts of the device is the same as, for. B. in the embodiment described in Swiss Patent No. 351240. In particular, a fan wheel is provided on the end portion of the shaft i on the left in FIG. 1 for generating an air flow through the channel e.
The operation of the device described is as follows: When the motor a is switched on, the centrifugal disks 1 rotate according to the arrow R in FIG. 2. The centrifugal action of the centrifugal disks draws liquid from the storage container (not shown) into the cavity of the shaft i and between the disks I is thrown outwards, the liquid being spread into a thin film as it passes through the narrow gap between the two edges of the pane. At the same time, the aforementioned impeller, not shown, generates an air flow through the channel e. The air flow leaving the outlet gap of the channel e blows approximately at right angles to the above-mentioned liquid film and tears it into small mist droplets which are carried away in the air flow and form an aerosol, as is illustrated at A in FIG.
Those liquid droplets which are not properly captured by the air flow collide against the lamellae 7 and are in this way prevented from flying further outward in the radial direction. Condensate forms on the lamellae 7, which, since the lamellae are arranged in the air stream, is blown away by the air stream and also atomized into fine mist droplets, as indicated by B in FIG. At some distance from the device described, the fog rays A and B.
The intended fog formation is improved by the slats 7.
The embodiment variant illustrated in FIG. 3 differs from the example described only in that the end of the lamellae 7a pointing in the direction of flow of the air flow has an obliquely running delimitation.
This results in a wedge tip 8 on each lamella, at which the condensed liquid is mainly blown away to form the fog jets B.
In the embodiment variant according to FIG. 4, the lamellae 7b are also provided with a wedge tip 8 which, however, as a result of the oppositely inclined end delimitation of the lamellae is no longer on the outside but on the inside. Another difference of the embodiment according to FIG. 4 is that the lamellae 7b are arranged on a ring 6a which is supported on the outer housing part d.
The lamellae 7b also do not extend to the inner housing part b, but only to an additional ring 10, which divides the exit gap of the air channel e into an inner and an outer part.
The lamellae 7b only protrude into the outer part of the exit gap.
In the embodiment according to FIG. 5, the lamellae 7c are again arranged on a ring 6 which is supported on the inner housing part b. The exit gap of the air channel e is also divided into an inner and an outer part by a ring 10a. In contrast to the embodiment according to FIG. 4, here the lamellae reach into the inner part of the exit gap.
The various forms of embodiment shown could of course be combined with one another in any way. The slats can also have a different inclination than that shown in FIG. 2 and, if necessary, run radially to the centrifugal disks 1.