DE1099239B - Ultraschall-Vibrator zum Dispergieren von Fluessigkeiten in einem Gas - Google Patents

Ultraschall-Vibrator zum Dispergieren von Fluessigkeiten in einem Gas

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DE1099239B
DE1099239B DEN16942A DEN0016942A DE1099239B DE 1099239 B DE1099239 B DE 1099239B DE N16942 A DEN16942 A DE N16942A DE N0016942 A DEN0016942 A DE N0016942A DE 1099239 B DE1099239 B DE 1099239B
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Ernest Arthur Neppiras
Wilfred Owen Roberts
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallvibrator zum Dispergieren und/oder Zerstäuben von Flüssigkeiten in einem Gas.
Wesentliche Schwierigkeiten, welche beim Bau von Ultraschall-Vibratoren für beim Dispergieren von Flüssigkeiten anzuwendenden Vorrichtungen auftreten, sind folgende:
1. Es muß eine hinreichende Intensität mit geeigneter Frequenz erzielt werden.
2. Es müssen Maßnahmen getroffen werden, um die Gesamtmenge oder nahezu die Gesamtmenge der zu behandelnden Flüssigkeit ein ausreichend intensives Schwingungsgebiet erreichen zu lassen, wobei das Gebiet sehr hoher Intensität auf eine Grenzfläche oberhalb der Vibratoroberfläche beschränkt bleibt.
Zur Lösung der zuerst genannten Schwierigkeit ist es bereits bekanntgeworden, Resonanzvibratoren in Vereinigung mit Fokussierungsresonanzsystemen, z.B. konischen Metallstiften oder Hörnern, anzuwenden; solche Systeme sind jetzt überall bekannt und werden allgemein bei Ultraschall-Vibratoren angewandt.
Die zweite Schwierigkeit wird meist dadurch gelöst, daß die Flüssigkeit schnell über die Vibratoroberfläche in einem begrenzten Strom geführt wird.
Die Erfindung bezweckt, einen verbesserten Vibrator zu schaffen, insbesondere zur Herstellung von BrennstofF-Luft-Gemischen zur Anwendung in Verbrennungsmotoren.
Gemäß der Erfindung enthält der Ultraschall-Vibrator ein Rohr zur Durchführung des Gases, ein bei Ultraschallfrequenz resonierendes Fokussierungshorn, dessen wirksame Oberfläche innerhalb des Rohres liegt, einen elektromechanischen Wandler, um das Horn mit Ultraschallfrequenz vibrieren zu lassen, und Mittel zur Zuführung der Flüssigkeit an die wirksame Oberfläche, welche die Flüssigkeit zerstäubt.
Die Flüssigkeit wird vorzugsweise der wirksamen Oberfläche durch eine Leitung zugeführt, die sich von dieser Oberfläche annähernd bis zur Ebene des Knotenpunkts des Horns erstreckt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden an Hand der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennstoff-Luft-Dispergiervorrichtung für einen Verbrennungsmotor;
Fig. 2 zeigt eine andere Vorrichtung eines Fokussierungsresonanzhorns.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein elektromechanischer Wandler 1, z. B. ein magnetostriktiver Umformer oder ein piezoelektrischer Umformer, mit einem Resonanzhorn 2 üblicher Form gekoppelt. Das Horn 2 ist mit einer Leitung 3 versehen, die sich von der wirksamen Oberfläche des Horns bis zu der Stelle des Schwingungsknotenpunkts im Horn erstreckt, wo die Ultraschall-Vibrator zum Dispergieren
von Flüssigkeiten in einem Gas
Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 11
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 7. Juli 1958
Ernest Arthur Neppiras, Reigate, Surrey,
und Wilfred Owen Roberts, London
(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden
Leitung sich in Form einer Querleitung 4 fortsetzt, mit welcher die Flüssigkeitszuführungsleitung 5 auf bekannte Weise verbunden ist. Da die Flüssigkeit nahe oder in der Ebene des Knotenpunktes zugeführt wird, werden Komplikationen vermieden, die auf die Vibrationen des Zuführungsrohrs und dessen Verbindungen zurückzuführen sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist das Resonanzhorn vorzugsweise vertikal angeordnet, wobei die wirksame Oberfläche oben liegt. Die Flüssigkeit kann aus einem Behälter 6 zugeführt werden, der derart angeordnet werden kann (z. B. durch Pegelbestimmungsmittel), daß der normale Pegel der Flüssigkeit in der Leitung 3 gerade unterhalb der wirksamen Oberfläche liegt. Wenn Ultraschall-Vibrationen des Wandlers 1 an dem Resonanzhorn 2 angelegt werden, wird die Flüssigkeit in Form eines Nebels aus der Leitung herausgedrängt. Die Luft oder ein anderes Gas, in das die Flüssigkeit verspritzt wird, kann zwangsweise quer über die Fläche des Resonanzhorns durch ein Rohr oder eine Leitung 7 geführt werden, so daß die Flüssigkeit in sehr fein verteiltem Zustand in der Luft oder in dem Gas dispergiert wird. Die Anordnung des Behälters 6 kann derart sein, daß die Zuführung der Flüssigkeit gerade hinreicht, um die durch das Resonanzhorn von den Schwingungen verarbeitete Flüssigkeitsmenge auszugleichen.
109 509/142
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Erzeugung sehr feiner Dispersionen oder Aerosole erleichtert wird, wenn die wirksame Oberfläche des Resönanzhorns konkav ausgebildet oder mit einer Vertiefung versehen wird, die einen kleinen Behälter für die Flüssigkeit bildet, wie dies in der Zeichnung veranschaulicht ist. Diese Bauart ist, wie ersichtlich, unterschiedlich zu der üblichen, flachen Bauart einer Spritzmündung, bei der eine Leitung auf einen kleinen Durchmesser beschränkt wird, um die durchgeführte Flüssigkeit zu zerstäuben.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Anwendung einer einzigen Umformer-Hornvorrichtung. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, können zwei solcher Vorrichtungen einander gegenüber angebracht werden, wobei die Vibratoren gegenphasig wirksam sind. Es können auch die zwei Resonanzhörner einen Winkel miteinander einschließen, wobei ihre wirksamen Oberflächen sich bis in das in Fig. 2 nicht dargestellte Rohr erstrecken, durch das die Luft oder das Gas zugeführt wird, in der (dem) der Aerosol gebildet werden soll.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Resonanzhorn mit einem Kopplungsglied verbunden werden, das an sich an einem geeignet gestalteten Wandler befestigt ist. Bei dieser Vorrichtung kann die Resonanzfrequenz des Horns und des Kopplungsglieds den Wert einer geeigneten Ultraschallfrequenz haben, wobei der Wandler des bei Ultraschallfrequenz betriebenen Typs sein kann. Es ist dabei ein Generator für Ultraschallfrequenzen entbehrlich, wenn der Wandler durch elektrische Stromimpulse wirksam gemacht wird, die jeweils dieResonanzhornvorrichtung anregen, um sie mit der Ultraschallfrequenz »vibrieren« zu lassen. Die Wiederholungsfrequenz der Impulse kann nach Wunsch geändert werden, z. B. zur Dosierung des Flüssigkeitsstromes.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Ultraschall-Vibrator zum Dispergieren und/' oder Zerstäuben von Flüssigkeiten in einem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Vibrator ein Rohr (7) zum Durchführen des Gases, ein bei Ultraschallfrequenz resonierendes Fokussierungshorn (2), dessen wirksame Oberfläche innerhalb des Rohres (7) liegt, einen elektromechanischen Wandler (1), durch den das Horn mit Ultraschallfrequenz in Schwingung gebracht wird, und Mittel (3, 4, 5) zur Zuführung der Flüssigkeit (6) an die die Flüssigkeit zerstäubende, wirksame Oberfläche enthält.
2. Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Flüssigkeit (6) ein Rohr (4) vorgesehen ist, das an dem Schwingungsknotenpunkt des Horns (2) befestigt ist.
3. Vibrator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Oberfläche konkav ausgebildet ist.
4. Vibrator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein einziges Horn mit dem Rohr zusammenarbeitet (Fig. 2).
5. Vibrator nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Horn (die Hörner)
(2) mit einem Kopplungsglied verbunden ist (sind), das mit einem elektromechanischen Wandler (1) für Ultraschallfrequenz verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEN16942A 1958-07-07 1959-07-04 Ultraschall-Vibrator zum Dispergieren von Fluessigkeiten in einem Gas Pending DE1099239B (de)

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GB1099239X 1958-07-07

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ID=10873947

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2557958A1 (de) * 1975-12-22 1977-06-23 Bosch Siemens Hausgeraete Ultraschall-fluessigkeitszerstaeuber
DE3735787A1 (de) * 1987-09-22 1989-03-30 Stiftung Inst Fuer Werkstoffte Verfahren und vorrichtung zum zerstaeuben mindestens eines strahls eines fluessigen stoffs, vorzugsweise geschmolzenen metalls
DE3732325A1 (de) * 1987-09-25 1989-04-13 Battelle Institut E V Vorrichtung zum zerstaeuben eines fluessigen mediums mit hilfe von ultraschall

Cited By (4)

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