DE2239950A1 - Handgeraet zur fluessigkeitszerstaeubung - Google Patents

Handgeraet zur fluessigkeitszerstaeubung

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Description

Handgerät zur Flüssigkeitszerstäubung
Die Erfindung betrifft ein Handgerät zur Flüssigkeitszerstäubung mit einem Vorratsbehälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit.
In der Praxis sind Aerosol-Sprühdosen mit einem unter temperaturabhängigem Eigendruck stehenden Treibmittel weit verbreitet. Derartige Sprühdosen sind aber sowohl in der Handhabung als auch in der Aufbewahrung nicht ganz ungefährlich,, Einerseits kann durch unsachgemäße Behandlung, insbesondere durch Überhitzung eine Explosion einer solchen Sprühdose mit der damit verbundenen Gefährdung von Personen erfolgen. Andererseits hat auch bereits ein Undichtwerden eines wie bei Sprühdosen verwendeten Sprühventils schon zu Raumluftverunreinigungen oder zu Verschmutzungen und Beschädigungen von Gegenständen v beispielsweise von Schränken oder Autos„ in denen Sprühdosen aufbewahrt wurdens, geführt«, Zur Flüssigkeiteszerstäubung sind auch bereits Geräte -in der Art von Sprüh- oder Spritzpistolen
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bekannt geworden, a-,B. zum Absp&ühen von Blumen mit. Wasser Bei solchen Geräten"wird in erster Linie eine größer© Meng© Flüssigkeit zusammen mit mitgerissener Luft verteilte Be= sonders feine Verteilungen und homogene Gemisch© lassen sich mit solchen Geräten kaum erreichen0 Außerdem muß die F»p© derartiger Geräte von Hand betätigt werden«, Eine derartig© Handbetätigung erfreut sicla abeWg -wl© die Uas©tzs8hl@ß füp ■■ Sprühdosen zeigen, keiner besonderen Beliebtheit feeiia F«felilasB9
Es ist mithin eine Aufgabe des3 Erfind«asß eis, Handgerät Flüssigkeitszerstäubung
besondere nicht unter Druck steht und daß trotzdem ohne Muskelarbeit in Betrieb gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Handgerät zur Flüssigkeitszerstäubung mit einem Vorratsbehälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit gelöst, daß erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein aus der Offenlegungsschrift 20 32 433 an sich bekanntes Schwingsystem mit einer zu Biegeschwingungen anzuregenden Arbeitsplatte, ein Gebläse und der Vorratsbehälter konstruktiv zu einem Handgerät zusammengefaßt sind, wobei das Gebläse so angeordnet ist, daß sein Luftstrom an der Arbeitsplatte des Schwingsystems entlang geführt ist und wobei mittels eines Fördermedianismus die Flüssigkeit aus dem Behälter durch ein Leitungssystem und eine Ausspritzdüse auf die Arbeitsplatte gespritzt wird.
Ein wie erfindungsgemäßes Handgerät eignet sich vorzugsweise für die Zerstäubung kosmetischer Flüssigkeiten, z.B. von Parfüm oder Rasierwasser. Gerade bei derartigen Flüssigkeiten ist die Beimischung von Druckmitteln, wie sie bei Sprühdosen verwendet werden, besonders unerwünscht.
Weitere Erläuterungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung zu Figuren bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor.
Für die äußere Formgebung des erfindungsgemäßen Handgerätes kann von bekannten Gestaltungen fUr Haartrockner ausgegangen werden. Insbesondere ist eine Formgebung ähnlich einer Pistole mit entsprechend abgewinkelten Handgriff besondere zweckmäßig. In diesem Handgriff kann in sehr günstiger Welse der Vorratsbehälter angeordnet werden.
Weiter« Erläuterungen zur Erfindung und zu weiteren Ausgestaltungei und Weiterbildungen gehen sue der Beschreibung zu einer besondere bevorzugten AusUhrungsfom der Erfindung hervor.
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Figur 1 zeigt ein Prinzipbild .eines erfindungsgemäßen Handgerätes in einer bereits erwähnten Pistolenform. Mit 1 ist das äußere Gehäuse bezeichnet. Innerhalb dieses Gehäuses befindet sich ein motorgetriebenes Gebläse 2 in an sich bekannter Konstruktion. Kit 3 ist das erfindungsgemäß vorgesehene, im Luftstrom 102 des Gebläses 2 angeordnete piezoelektrische Schwingsystem bezeichnet. Einzelheiten dieses piezoelektrischen Schwingsystems 3 sind aus der DOS 20 32 431 en sich bekannt. Es besteht im wesentlichen aus einer zu einem Kegelstumpf entarteten Biegeschwingerplatte, an der ein piezoelektrischer Wandler, in der Art einer Scheibe aus Piezokeramik, befestigt ist. An dem dünneren Ende des Kegelstumpfes befindet sich die Arbeitsplatte 7» auf deren Oberfläche eine Flüssigkeit durch Ultraschallschwingungen des Systems zu einem Nebel feinster Tröpfchen zerstäubt werden kann. Die Flüssigkeit wird aus einem Vorratsbehälter 10 mittels eines Fördermechanis-· mus 11 über eine Zuführungsleitung 12 durch die Ausspritzdüse 14 auf die Oberfläche der Platte 7 aufgespritzt. Der in der Figur schematisch dargestellte Fördermechnismus 11 ist so dimensioniert, daß nur eine derart große Flüssigkeitsmenge auf die Platte 7 befördert wird, die durch die Schwingung der Platte 7 laufend zerstäubt werden kann. Zum Wegblasen des Flüssigkeitsnebels ist die Arbeitsplatte 7 vorteilhafterweise in einem kleinen Winkel, von beispielsweise 15°» gegenüber dem Luftstrom 102 abgeneigt angeordnet. Durch diesen Luftstrom wird bereits weitestgehend eine größere Ansammlung von Flüssigkeit auf der Oberfläche der Arbeitsplatte 7 verhindert.
Vorteilhafterweise ist die Spitze der Ausspritzdüse 14 gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung der Oberfläche der Arbeitsplatte gegenüber sehr naher, z.B. in einem Abstand von Ö,1mm angeordnet. Dadurch wird eine sonst mögliche Tropfenbildung und ein Ablenken des aus der Windung austretenden Flüssigkeitsstrahles vermieden. Ein derart geringer Abstand hat noch einen weiteren Vorteil, nämlih daß ein Verkalken des zerstäubenden Systems unterbunden wird. Evtl. sich an der Mündung ansetzender Kalk wird durch die Ultraschallbewegung
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der Wassertröpfchen stets wieder zerschlagen wegtransportiert.
Insbesondere kann die Spitze der Anspritzdüse 14 so nahe der Oberfläche der Platte 7 angeordnet sein, daß diese die Oberfläche sogar leicht berührt. Auch in diesem Falle können sich keine einzelnen Tropfen an der AustxvLttspffnung der Düse bilden, da die Flüssigkeit gleich auf die Arbeitsplatte übergeleitet wird. Die Austrittsöffnung der Düse wird vorteilhafterweise so angeordnet, daß sie der Platte in einem Bereich eines ihrer Schwingungsknoten gegenübersteht. Ein solcher Ort liegt etwas außerhalb des Zentrums der Platte. Damit wird eine jegliche nennenswerte Dämpfung der Schwingung der Platte ausgeschlossen, die infolge einer tatsächlichen Berührung zwischen Platte und Ausspritzdüse andernfalls eintreten könnte. Auch bei dieser Konstruktion wird eine mögliche Kalkablagerung an und in der Düse 14 durch die Ultraschallbewegung stets wieder von selbst entfernt, und zwar spätestens wenn die Kalkablagerung die Arbeitsplatte berühren sollten.
Die Halterung des Schwingsystems 3 und die Halterung 15 der Ausspritzdüse 14 sind so ausgeführt, daß Vibrationen des Gehäuses 1 auf diese Teile nicht übertragen werden können. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Abstand zwischen Düse und Arbeitsplatte konstant bleibt, d.h. durch Schwingungen des Gehäuses nicht verändert wird.
Zur elektrischen Anregung des Schwingsystems 3 bzw. des Wandlers 5 ist eine elektronische Schaltung 121 vorgesehen, die sich in einem Gehäuse 21 befindet. Vorteilhafterweiße ist dieses Gehäuse zwecks Kühlung der Schaltung in dem Luftstrom des Gebläses 2 angeordnet. Für eine besonders intensive Kühlung kann der Transistor 122 der Leistungsendstufe dieser Schaltung auch außerhalb des Gehäuses 21 unmittelbar in diesem Luftstrom angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Schwingsystem 3 in der Wandung des Gehäuses 21 eingefügt. Das Schwingsystem 3 hat einen Flansch 103» der mit dem Körper 4 im Bereich eines
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Schwingungsknotens fest verbunden ist. Durch diesen Flansch, ist das Gehäuse 21 dicht abgeschlossen, so daß die Schaltung uid der elektrische Anschluß des Wandlers 5 gegen die Flüssigkeit geschützt sind.
Die elektronische Schaltung wird über die Zuleitungen 23 vorzugsweise mit Netzstrom betrieben» Das Handgerät kann aber auch für Batteriebetrieb ausgelegt sein, wozu in dem Gehäuse 1 noch zusätzlich ein Raum zur Aufnahme von Trockenbatterien 123 vorgesehen ist.
Zum Antrieb des Gebläses 2, z.B- eines Radialgebläses, ist ein in der Figur nicht dargestellter an sich bekannter Elektromotor vorgesehen. Soweit als .Fördermechanismus eine mechanische Pumpe verwendet ist, ist diese vorteilhafterweise mechanisch mit dem Gebläse gekoppelt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß die Flüssigkeitsmenge mit der Intensität des Luftstromes gekoppelt ist. Von Bedeutung ist dies insbesondere für die Anfangsphase des Betriebes des Handgerätes, in der das Gebläse noch nicht volle Leistung erreicht hat., Anstelle einer mechanisch betriebenen Kreiselpumpe kann auch eine elektromagnetische Kolben- oder Membranpumpe verwendet werden«,
Eine besondere Art eines Fördermechanismus ist diejenige, bei der unter Staudruck des Gebläses stehende Luft in den Vorratsbehälter hereingedrückt wird. Diese Luft verdrängt di© Flüssigkeit aus dem Behälter durch die Leitung 12 auf die Arbeitsplatte 7. Auch bei dieser Ausgestaltung ist automatisch erreicht, daß die Fördermenge der Flüssigkeit von der durch das Gebläse geförderten Luftmenge abhängt.
Um das erfindungsgemäße Handgerät möglichst vielseitig verwendbar.zu machen, ist gemäß einer besonderen Ausgestaltung vorgesehen, daß der Vorratsbehälter gegen einen anderen gleichen Vorratsbehälter austauschbar ist.' Es können ein© größere Anzahl von Vorratsbehältern-vorgesehen sein, die
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mit Jeweils verschiedenen Flüssigkeiten beispielsweise Parfüm, Rasierwasser, Desodorant, Rachencpray, einerseits aber auch mit Insektenvertilgungsmittel, dünnflüssiger Möbelpolitur oder mit einem Mittel zur Luftverbesserung in Räumen gefüllt sein können.
Für die Auswechselbarkeit des Magazins ist der oben beschriebene Fördermechnismus mit Stauluft besonders geeignet. Im Falle mechanischer Förderpumpen müssen diese in die Flüssigkeit eintauchen, während beim Stauluftprinzip eine bloße Ankopplung der Stauluft-Zuleitung und der Leitung 12 zur Ausspritzdüse genügt. Figur 2 zeigt im Schema eine derartige Metallausgesteltung. Der auswechselbare Vorratsbehälter ist wieder mit 10 bezeichnet. Zur Zuführung der Stauluft ist ein trichterförmiges Gebilde 31 mit einem anschließenden Rohr 32 vorgesehen. Dieses Rohr 32 wird mittels eines Steckverschlußes an den Behälter 10 angeschlossen. Mit einem entsprechenden Steckverschluß ist die Leitung 12 angeschlossen. Am Vorratsbehälter sind Kugelventile 33 und 34 vorgesehen, die den Behälter verschließen, sobald dieser aus dem Handgerät herausgenommen wird. Durch Stift 35 bzw. 36, die im Rohr 32 bzw. in der Leitung 12 angeordnet sind, werden Kugelventile 33 und 34 offengehalten, sobald der Vorratsbehälter sich in der für ihn vorgesehenen Aufnahme in dem Handgerät befindet.
Figur* 3 zeigt schematisch in welcher Weise das Handgerät lageunabhängig gemacht werden kann. In dem Behälter 10 ist anschließend en die Leitung 12 ein Schlauch 41 vorgesehen, an dessen unteren Ende sich ein Gewicht 42 befindet, daß das Schlauchende stets in Richtung auf den tiefsten Punkt des Behälters 10 ausrichtet. Auf diese Weise kann auch eine nur noch geringe Menge 43 einer Flüssigkeit im Behälter 10 entnommen werden.
Das piezoelektrische Schwingsystem 3 arbeitet vorzugsweise mit einer Frequenz von etwa 100 kHz. Hierfür hat es eine
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Arbeitsplatte mit einer Dicke von 1mm und einem Durchmesser mit 10mm. Der Kegelstumpf 4 hat an seiner engsten Stelle einen Durchmesser von etwa 5»5mm und sein größter Durchmesser beträgt etwa 17mm. Die Höhe des Kegelstumpfes ist etwa 17mm und die Dicke der Scheibe des elektromechanischen Wandlers 5 beträgt etwa 1mm. Diese Maßangaben stellen eine vorteilhafte Bemessung dar, die auch einen ungefähren Eindruck von den Größenabmessungen vermitteln sollen. Insbesondere bei der Wahl anderer Anregungsfrequenzen können andere Abmessungen geeigneter sein.
Durch die Kopplung von Gebläse und Fördermechanismus kann das erzeugte Luft-Flüssigkeits-Nebelgemisch mittels eines dem Gerät vorgeschaltete Thyrdstorreglers oder Ptentiometers fein dosiert werden mit steigender Geschwindigkeit des transportierenden Luftstromes nimmt auch die pro Zeiteinheit auf den Zerstäuberteller aufgebrachte Flüssigkeitsmenge zu.
Durch die spezielle Ausspritzung der Flüssigkeit auf die Arbeitsplatte und durch ein abgeschlossenes System von Vorrätsbehälter, Fördermechanismus und Zuführungsleitung ist das Gerät im Gegensatz zu herkömmlichen Spraydosen lageunabhängig.
Durch den Luftstrom des Gebläses kann der Nebel aus feinsten Flüssigkeitströpfchen gezielt meterweit transportiert werden.
Das erfindungsgemäße Handgerät ist insbesondere auch für gewerbliche Zwecke, z.B. für Friseurbetriebe geeignet. Dieses Handgerät kann dafür gleichzeitig auch als Haartrockner ausgebildet sein.
15 Patentansprüche
3 Figuren
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Claims (14)

Patentansprüche
1.J Handgerät zur Flüssigkeitszerstäubung mit einem Vorratsbehalter für die zu zerstäubende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß ein aus der Offenlegungsschrift 20 32 433 an sich bekanntes" Schwingsystem (3) mit einer zu Biegeschwingungen anzuregenden Arbeitsplatte (7)» ein Gebläse (2) und der Vorratsbehälter (10) konstruktiv zu einem Handgerät zusammengefaßt sind, wobei das Gebläse (2) so angeordnet ist, daß sein Luftstrom (102) an der Arbeitsplatte (7) des Schwingsystems (3) entlang geführt ist und wobei mittels eines Fördermechanismus (11) die Flüssigkeit (43) aus dem Behälter (10) durch ein Leitungssystem (12) und eine Ausspritzdüse (14) auf die Arbeitsplatte (7) gespritzt wird.
2. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auswechselbarer Vorratsbehälter (10) vorgesehen ist.
3. Handgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Fördermechanismus (11) ein Pumpe vorgesehen ist.
4. Handgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpe (11) und Gebläse (2) bezüglich· ihrer Umdrehung mechanisch gekuppelt sind.
5. Handgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Fördermechanismus (10) eine Zuführungsleitung (31, 32) unter Staudruck stehende Luft des Gebläses in den Vorratsbehälter vorgesehen ist, die zur Verdrängung der Flüssigkeit aus dem Behälter (10) und durch die Ausspritzdüse (14) hindurch dient.
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6. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die für den Betrieb des Schwingsystems erforderliche elektronische Schaltung (121) in dem Handgerät angeordnet ist.
7. Handgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung (121) oder wenigstens Teile
(122) derselben zwecks Kühlung im Luftstrom (102) des Gebläses angeordnet sind.
8. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Schwingsystem (6) in der Wandung eines Gehäuses (21) für die Schaltung (121) eingefügt ist.·
9. Handgerät-nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e kenn zeichnet, daß in dem Handgerät ein Raum zur Aufnahme von elektrischen Batterien (123) für den elektrischen Betrieb des Schwingsystems und des Gebläses vorgesehen ist.
10. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch ge-, kennzeichnet , . daß die Arbeitsplatte (7) des Schwingsystems (3) in einem kleinen Winkel, vorzugsweise in einem Winkel von 15°, gegenüber dem Luftstrom (102) abgeneigt angeordnet ist.
11. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Spitze der Ausspritzdüse (14) des Leitungssystems (12) sehr nahe der Oberfläche der Arbeitsplatte (7) angeordnet ist.
12. Handgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitse der Ausspritzdüse um ein vorgegebenes Maß außerhalb der Mitte der Arbeitsplatte (7) auf diese gerichtet ist.
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13. Handgerät nach eineüi der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorratsbehälter (10) gegen einen gleichen Behälter austauschbar ausgeführt und in dem Handgerät eingebaut ist.
14.Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß ein austauschbarer Behälter (10) mit selbstschließenden Ventilen (33» 34) versehen ist.
15«Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß für die Lageunabhängigkeit an dem Leitungssystem (12) innerhalb des Behälters ein Schlauch (41) mit einem beschwerenden Gewicht (42) am unteren Ende des Schlauches angeschlossen ist (Fig. 3).
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