DE2338503A1

DE2338503A1 - Ultraschallgenerator

Info

Publication number: DE2338503A1
Application number: DE19732338503
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fujieda; Taro Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1973-07-30
Publication date: 1974-02-21
Also published as: JPS4934826A; AT346614B; DE2338503B2; NL179555C; CA984282A; AU5839273A; GB1441951A; IT992746B; ZA735101B; DE2338503C3; NL7310543A; ATA667473A; BE803001A; CH588303A5; FR2195172A5; NO140456B; NL179555B; NO140456C; US3885902A; SE396702B

Description

DR. BFRG DIPL. ING. STArF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45 2338 SO ^

Dr. Berg Dfpl.-lng. Stapf, 8 München 86, P. O. Box 86 02 45

ihr Zeichen Unser Zeichen 8 MÜNCHEN 80 OJ) Hill

Your ref. Our ref. MauerkircherstraBeVs^' w U Ll

Anwaltsakte 24 189

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd, Kadoma-shi, Osaka-fu/Japan

Ultraschallgenerator

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallgenerator.

Ultraschallenergie wird in großem Umfang auf vielen Gebieten, wie beispielsweise zum Reinigen, Schweißen, zur Flüssigkeitszerstäubung usw. angewendet. Im allgemeinen werden magnetostriktive oder piezoelektrische

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ORIGINAL INSPECTED

Wandler verwendet, um die elektrische Schwingung in mechanische Schwingung umzuwandeln. Darüber hinaus ist ein Schalltrichter oder Hornstrahler an einem Ulträschallwandler angebracht, um die mechanische Schwingung zu verstärken; ein-solcher Trichter oder Strahler wird in mit Ultraschall arbeitenden Schweißgeräten oder Einrichtungen zur Flüssigkeitszerstäubung verwendet.

Die mit Ultraschall arbeitenden Einrichtungen zur Flüssigkeitszerstäubung werden beispielsweise in Verbindung mit Brennern für flüssigen Brennstoff wegen der Vorteile verwendet, die im folgenden noch in Verbindung mit de» Verfahren zum Zerstäuben von flüssigem Brennstoff beschrieben wird, bei welchem der flüssige Brennstoff über eine kleine öffnung unter hohem Druck eingespritzt wird. Hierbei besteht ein erster Vorteil darin, daß bei der mit Ultraschall arbeitenden Zerstäubungseinrichtung für flüssigen Brennstoff eine motorgetriebene Pumpe zum Einspritzen des flüssigen Brennstoffs unter hohem Druck über eine öffnung entfallen kann, da ein auf einer schwingenden Fläche eines Ultraschallwandlers gebildeter, dünner Film in zerstäubte Partikel zerfallen kann. Infolge-dessen kann der flüssige Brennstoff der schwingenden Fläche beispielsweise mittels einer die Schwerkraft ausnützenden Einrichtung zugeführt werden,

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so daß keine Pumpe erforderlich ist.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß bei der mit Ultraschall arbeitenden Zerstäubungseinrichtung für flüssigen Brennstoff eine Düse mit verhältnismäßig großem Durchmesser verwendet werden kann, um die zu zerstäubende Flüssigkeit der schwingenden oder Zerstäubungsfläche zuzuführen. Bei herkömmlichen Verfahren muß der flüssige Brennstoff über eine kleine öffnung ausgestoßen werden, die, was sehr oft vorkommt, leicht verstopft wird; auch diese Schwierigkeit ist bei dem Verfahren zum Zerstäuben von Brennstoff mittels Ultraschall überwunden.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß die Menge des zerstäubten flüssigen Brennstoffs fortlaufend in einem großen Bereich von Null bis zu einem Maximum oder umgekehrt in einfacher Weise allein dadurch geändert werden kann, daß die Strömungsgeschwindigkeit des der schwingenden oder Zerstäubungsfläche zuzuführenden, flüssigen Brennstoffs gesteuert wird, während im Vergleich hierzu bei dem herkömmlichen Verfahren nur die Menge des zerstäubten flüssigen Brennstoffs innerhalb eines begrenzten Bereichs geändert werden kann.

Um aber die oben genannten Vorteile des mit Ultraschall

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arbeitenden Verfahrens zur Zerstäubung von flüssigem Brennstoff in vollem Umfang ausnutzen zu können, müssen die folgenden Schwierigkeiten beseitigt und/oder folgenden Forderungen genügt sein.

Eine erste Schwierigkeit besteht darin, einen elektroakustischen Ultraschallwandler, welcher in der folgenden Beschreibung nur noch als Ultraschallwandler bezeichnet wird, bei seiner Resonanzfrequenz oder bei einer dieser sehr nahe liegenden Frequenz anzusteuern, um im Betrieb einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, da der Ultraschallwandler im allgemeinen einen hohen Q- oder Gütefaktor hat. Die Resonanzfrequenz hängt im allgemeinen von den Abmessungen, der Form usw. ab, so daß, wenn sich die Abmessungen des Ultraschallwandlers infolge einer Temperaturänderung ändern, sich auch die Resonanzfrequenz ändert. Der Ultraschalloszillator muß daher den Ultraschallwandler bei seiner Resonanzfrequenz oder bei einer dieser sehr nahe liegenden Frequenz betreiben.

Eine zweite Schwierigkeit besteht darin, eine optimale Schwingungsamplitude aufrecht zu erhalten, um die geforderten Partikelgrößen des zerstäubten Brennstoffs zu erhalten. Wenn die Amplitude über einen optimalen Pegel hinaus zunimmt, nimmt die Partikelgröße aufgrund

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der Kavitation allmählich zu, während wenn die Amplitude unter einen optimalen Pegel abnimmt, keine Zerstäubung des flüssigen Brennstoffs mehr stattfindet.

Eine dritte Schwierigkeit besteht darin, eine Einrichtung zum Anlegen eines verhältnismäßig großen Übergangspegels an dem Ultraschallwandler zu schaffen, wenn mit der Zerstäubung von flüssigem Brennstoff begonnen wird, und dann eine vorbestimmte Zeit nach dem Beginn der Zerstäubung einen eingeschwungenen Eingangspegel an dem Ultraschällwandler anzulegen. Insbesondere wenn ein dünner Film von flüssigem Brennstoff auf der Zerstäubungsfläche gebildet, aber noch nicht zerstäubt ist, ist zur Zerstäubung eine größere Energiemenge erforderlich, als wenn der flüssige Brennstoffilm gerade zerstäubt wird. Dies bedeutet, daß die Belastung des Ultraschallwandlers größer ist.wenn mit der Zerstäubung begonnen wird, so daß selbst wenn der dem eingeschwungenen Zustand entsprechende Eingangspegel angelegt ist, die Schwingungsamplitude kleiner ist als im eingeschwungenen Zustand. Somit muß am Anfang der Eingangspegel an dem Ultraschallwandler größer sein als der Eingangspegel, der für die Zerstäubung im eingeschwungenen Zustand erforderlich ist, und er muß dann, nachdem die Zerstäubung begonnen hat, auf den normalen Eingangspegel zurückgebracht werden. In der folgenden Beschreibung wird diese Forderung zur Vereinfachung der Beschreibung als "die Hysterese" bezeichnet.

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Eine vierte Schwierigkeit besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, die Zerstäubung unmittelbar abzustellen und gleichzeitig zu verhindern, daß wenn irgendeines der Teile der mit Ultraschall arbeitenden Einrichtung zum Zerstäuben von. flüssigem Brennstoff aussetzt oder versagt, kein flüssiger Brennstoff, ohne daß er zerstäubt ist, ausgestoßen wird. Insbesondere wenn die mit Ultraschall arbeitenden Brenner für flüssigen Brennstoff nicht mit derartigen Einrichtungen versehen sind, ist eine Störung an dem Ultraschallwandler unvermeidbar.

Eine fünfte Schwierigkeit ist darin zu sehen, die Schwingungsamplitude des Ultraschallwandlers zu vergrößern, wenn.die Temperatur der zu zerstäubenden Flüssigkeit abnimmt, da dann die Viskosität der Flüssigkeit zunimmt.

Eine sechste Schwierigkeit besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher eine die Zufuhr des flüssigen Brennstoffs steuernde Einrichtung sofort unterbrochen wird, wenn ein Motor zum Antrieb eines

die Gebläses aussetzt oder versagt, da die Zufuhr des flüssigen Brennstoffs steuernde Einrichtung und das Gebläse während des Betriebs unabhängig voneinander gesteuert werden. Wenn die Zufuhr von flüssigem

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Brennstoff an den Ultraschallwandler nichi; sofort abgestellt wird, würde der flüssige Brennstoff weiter zerstäubt, wegen des Mangels an Primärluft aber unvermeidlich nur eine unvollständige Verbrennung stattfinden. Ferner würde nicht nur der Ultraschallwandler, sondern auch die Zündeinrichtung stark beschädigt.

Eine siebte Schwierigkeit besteht schließlich noch darin, eine Einrichtung zum Entleeren des flüssigen Brennstofföls zu schaffen, das in der Brennstoffzuführeinrichtung zurückbleibt, nachdem die Brennstoffzufuhr-Steuereinrichtung, beispielsweise ein Solenoidventil geschlossen ist, so daß der restliche flüssige Brennstoff, welcher nicht zerstäubt ist, nicht mehr zu einer Verbrennungskammer ausgestoßen werden kann oder in einem Gehäuse einer mit Ultraschall arbeitenden Einrichtung zur Zerstäubung von flüssigem Brennstoff zurückbleibt.

Die Erfindung soll daher eine mit Ultraschall arbeitende Flüssigkeitszerstäubungseinrichtung schaffen, mit welcher im wesentlichen die oben erwähnten Schwierigkeiten überwunden werden können. Ferner soll die Erfindung einen Ultraschallbrenner für flüssigen Brennstoff schaffen, bei welchem die vorerwähnte, mit Ultraschall arbeitende Flüssigkeitszerstäubungseinrichtung verwendet ist, um dadurch den oben angegebenen

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Forderungen zu genügen und die oben aufgeführten Schwierigkeiten zu überwinden.

Wenn eine gedämpfte Admittanz eines Ultraschallwandlers so klein ist, daß sie im Vergleich mit einer dynamischen Admittanz vernachlässigbar ist, wird letztere* ein Maximum bei der Resonanzfrequenz des Ultraschallwandlers, wenn er bei Nennspannung betrieben wird, so daß der Steuer- oder Treiberstrom ebenfalls ein Maximum wird. Die positive Rückkopplung des Steuerstroms wird daher dazu verwendet, einen Oszillator der Art zu schaffen, bei welchem eine Resonanzfrequenz automatisch nachläuft bzw. nachgeführt ist. Die Gegenkopplung des Steuerstroms wird ebenfalls zum Steuern der Ausgangsspannung des Oszillators verwendet, um dadurch eine geforderte Schwingungsamplitude zu stabilisieren. Gemäß der Erfindung sind der Ultraschalloszillator und die Anordnung der vorbeschriebenen Art in einer ]?lüssigkeitszerstäubungseinrichtung oder einem Brenner für flüssigen Brennstoff zusammengefaßt, so daß die Betriebszuverlässigkeit und -sicherheit weitgehend sichergestellt werden kann.

Gemäß der Erfindung steuert somit ein Ultraschalloszillator einen elektroakustischen Ultraschallwandler mittels einer Rechteckspannung. Ferner ist ein automatisches Resonanzfreouenz-Nachführ- oder Nachlaufsystem

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vorgesehen, in welchem die Steuerspannung positiv zu dem Oszillator rückgekoppelt ist; darüber hinaus ist ein System zur Steuerung der Schwingungsamplitude
durch Gegenkoppeln der Steuerspannung an der Gleichspannungsquelle für den Oszillator vorgesehen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen ist. Es zeigen: .

Figur 1 ein Schaltbild einer mit Ultraschall arbeitenden Flüssigkeitszerstäubungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Figur 2 ein Schaltbild einer Gleichspannungsquelle mit zwei Ausgängen, einer Schaltanordnung und einer Steuerschaltung zum Steuern der Schaltanordnung;

Figur 3 eine Darstellung eines mit Ultraschall arbeitenden Brenners für flüssigen Brennstoff gemäß der Erfindung; und

Figur 4 ein Schaltbild eines in dem Brenner in Figur eingebauten Taktgebers.

In Figur 1 weist ein Ultraschallxvandler oder ein

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magnetostriktiver Oszillator 10 eine auf seinen Schenkeln 10a angebrachte Spule 1Ί sowie eine schwingende Fläche auf, die am Boden eines kegelstumpfförmigen Schalltrichters oder Hornstrahlers 12 angebracht ist. Wenn eine Wechselspannung, deren Frequenz gleich der Resonanzfrequenz des magnetostriktiven Oszillators 10 und des Hornstrahlers 12 ist, an der Spule 11 eingeprägt ist, wird deren dynamische Admittanz ein Maximum, so daß der maximale Strom hindurch fließt. Hierdurch wandelt dann der magnetostriktive Oszillator 10 die elektrischen Schwingungen mit maximalem Wirkungsgrad in mechanische Schwingungen um, und die Amplitude der zu der Endfläche 13 des kegelstumpfförmigen Hornstrahlers 12 senkrechten mechanischen Schwingung kann besser verstärkt werden als die Amplitude der mechanischen Schwingungen an der Bodenfläche des Hornstrahlers. Der Verstärkungsfaktor hängt vom Material, der Form usw. des Hornstrahlers 12 ab.

Wenn die Ultraschallwandler der vorbeschriebenen Art zum Zerstäuben von Flüssigkeit verwendet wird, ist eine Einrichtung zum Zuführen der an der Endfläche 1J des Hornstrahlers 12 zu zerstäubenden Flüssigkeit vorgesehen. Wie in Figur 1 dargestellt, ist beispielsweise die Ausstoßöffnung einer Düse 14 an der Endfläche 13 des

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Homstrahlers 12 offen und ihr Einlaß im Knotenpunkt des Hornstrahlers 12 an eine Flüssigkeitszufuhrleitung angeschlossen.

Als nächstes wird ein Ultraschalloszillator zum Betreiben des magnetostriktiven Oszillators oder Wandlers 10 beschrieben. Ein in seiner Gesamtheit mit P bezeichneter Verstärker weist eine Phasenschieberschaltung mit einem Kondensator 40 und einem veränderlichen Widerstand 41 und einen zweistufigen Verstärker auf. Die erste Stufe des Verstärkers weist einen Kopplungskondensator 42, Vorspannungswiderstände 43, 44 und 46, einen Überbrückungskondensator für den Widerstand 46, einen Transistor 45, und die Primärwicklung 49 eines Kopplungstransformators 48 auf; die zweite Stufe weist die Sekundärwicklungen 50 und 51 des Transformators 48, zwei Transistoren 52 und 53 und einen in Reihe mit einer Ausgangsschaltung geschalteten Blockkondensator 54 auf. Eine Rückkopplungsschaltung weist einen Stromwandler 60 auf, dessen Primärwicklung 61 in Reihe mit der Ausgangsschaltung des Verstärkers geschaltet ist; ein Widerstand 63 ist parallel zu der Sekundärwicklung 62 des Stromwandlers 60 geschaltet. Die Spannung an der Primärwicklung 61 wird an den Verstärker P zurückgekoppelt, welcher zusammen mit der Rückkopplungsschaltung einen ültraschalloszillator bildet.

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Im folgenden wird die Betriebsweise des Ultraschalloszillators beschrieben. Von einer noch zu beschreibenden Gleichstromquelle wird der Oszillator mit Gleichstrom versorgt; die Transistoren 52 und 53 werden abwechselnd an- und abgeschaltet, so daß an der Spule 11 im wesentichen eine Rechteckspannung erhalten wird. Die Scheitelspannung ist gleich der halben Amplitude der Gleichspannung der Gleichspannungsquelle. Eine gedämpfte Admittanz an den Anschlüssen des Wandlers oder Oszillators 10 soll ausreichend klein im Vergleich zu der dynamischen Admittanz bei einer Resonanzfrequenz und bei einer Frequenz der Rechteckspannung sein, die gleich einer Resonanzfrequenz £q des magnetostriktion Oszillators 10 ist. Wie oben ausgeführt, wird, die dynamische Admittanz bei der Resonanzfrequenz f_Q ein Maximum und wird kleiner, wenn die Frequenz von der Resonanzfrequenz f_Q abgewichen ist.

Die an den magnetostriktiven Oszillator 10 angelegte Rechteckwellenspannung kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

wobei e die Spannung ist, E die Seheitelspannung ist,

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die gleich der halben Amplitude der Gleichspannung E_Q ist, £*> die Kreisfrequenz (gleich 2/ff_Q) und t die Zeit ist

Die Scheitelspannungen der ungeradzahligen Harmonischen betragen 1/3» 1/5··. und 1/(2n-1) der Scheitelspannung der Grundkomponente. Infolgedessen ist die Admittanz des magnetostriktiven Oszillators 10 bezüglich der Frequenzen der hochfrequenten Komponenten niedrig und die Scheitelspannungen der Harmonischen nehmen ab, wenn die Ordnungszahl der Harmonischen zunimmt, so daß der Strom, dessen Frequenz gleich der Resonanzfrequenz f_Q ist, durch die Spule 11 fließt. Der Strom, welcher proportional dem durch die Primärwicklung 61 des Transformators 60 fließenden Stroms ist, fließt über eine parallel zu dessen Sekundärwicklung 62 geschalteten Widerstand 63, so daß eine Spannung an dem Widerstand 63 proportional zu dem Steuerstrom mit Frequenz f_Q ist.

Andererseits ist die gedämpfte Admittanz des magnetostriktiven Oszillators 10 ausreichend klein im Vergleich zu der Bewegungsadmittanz, so daß der durch die Spule 11 fließende Strom proportional zu der Schwingung des magnetostriktiven Oszillators ist. Die Schwingung des magnetostriktiven Oszillators 10 wird

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daher bei Resonanzfrequenz f_Q ebenso wie der durch die Spule 11 fließende Strom ein'Maximum. Ferner wird auch die Spannung an der Primärwicklung 61 des Transformators 60 ein Maximum. Die Spannung an der Primärwicklung 61 wird positiv zu der Phasenschieberschaltung rückgekoppelt, und der Ausgang der Phasenschieberschaltung wird mittels des Transistors 45 verstärkt, so daß das Schalten der Transistoren 52 und 53 fortgesetzt werden kann. Die Konstante der Phasenschieberschaltung wird mittels des veränderlichen Widerstands 41 so gesteuert, daß die Phasenverschiebung insgesamt 0 oder 360° wird. Ferner ist der Verstärkungsfaktor größer als eins gewählt. Hierdurch wird dann automatisch eine Schwingung bei der Resonanzfrequenz fQ erreicht. Die übliche an ein Paar Eingangsanschlüsse 20 und 22 angelegte Netzspannung wird mittels eines Transformators 22 auf eine entsprechende Spannung heruntergesetzt, mittels eines Diodengleichrichters 23 gleichgerichtet und mittels eines Glättungskondensators 24 geglättet. Die Spannung an dem Glättungskondensator 24 liegt am Eingang eines Gleitspannungsreglers an, welcher einen Transistor 34, einen weiteren Transistor 35 zum Verstärken und Fehler feststellen eine Zenerdiode 32 für eine Bezugsspannung, Vorspannungswiderstände 31 und 33 und einen Koppelkondensator 36 aufweist. Die Wechselspannung an dem Widerstand 63 in der Phasen-

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schieberschaltung ist proportional dem durch die Spule fließenden Steuerstrom und damit der Schwingungsfrequenz des magnetostriktiven Oszillators 10. Diese Spannung wird mittels einer Gleichrichterschaltung mit einer Diode 64, einem Widerstand 65 und einem Kondensator gleichgerichtet und geglättet und ist im wesentlichen proportional dem durch die Spule 11 fließenden Strom. Infolgedessen ist die Spannung an dem Kondensator '66 proportional der Schwingung des magnetostriktiven Oszillators 10 und wird zum Regeln der Ausgangsspannung des Oszillators verwendet, so daß die Schwingung des magnetostriktiven Oszillators 10 konstant gehalten werden kann. Die Spannung an dem Kondensator 26 ist durch eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 68 und einem veränderlichen Widerstand 67 geteilt und wird an die Basis des Transistors 35 angelegt, so daß die Ausgangsspannung auf einem vorbestimmten Pegel gehalten werden kann. Hierdurch kann die Schwingung des magnetostriktiven Oszillators 10 auf einem vorbestimmten, konstanten Pegel gehalten werden.

Im folgenden wird die Betriebsweise zur Steuerung der Schwingung des magnetostriktiven Oszillators 10 beschrieben. Wenn die Schwingungsfrequenz des magnetostriktiven Oszillators 10 höher als ein vorbestimmter Pegel wird, nimmt der Steuerstrom zu, so daß die

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Wechselspannung an dem zu der Sekundärwicklung 62 des Transformators parallelgeschalteten Widerstands 63 ebenfalls proportional hierzu zunimmt. Hierdurch nimmt sodann auch die Gleichspannung an dem Kondensator 66 zu, so daß der Eingang an dem Spannungsregler O auch zunimmt. Das heißt, die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 55 nimmt zu, während die Spannung an seinem Kollektor und Emitter abnimmt, so daß der Ausgang an dem Spannungsregler Q herabgesetzt ist. Hierdurch wird dann die Schwingungsfreouenz des magnetostriktiven Oszillators 10 vermindert. Der vorbeschriebene Ablauf kann zyklisch wiederholt werden, bis die Schwingungsfreauenz des magnetostriktiven Oszillators 10 auf eine konstante Frequenz stabilisiert ist, welche einer mittels des veränderlichen Widerstands 67 vorbestimmten Spannung entspricht. Wenn in ähnlicher Weise die Schwingungsfrequenz des magnetostriktiven Oszillators 10 nMriger als ein vorbestimmter Wert wird, wird sie wieder auf eine vorbestimmte Frequenz zurückgebracht. Infolgedessen kann die Frequenz des magnetostriktiven Oszillators 10 immer auf einem vorbestimmten Pegel gehalten werden.

Da die Schwingungsamplitude des magnetostriktiven Oszillators 10 durch Teilen der Frequenz durch die Kreisfrequenz ausgedrückt ist, kann die Amplitude konstant gehalten v/erden, wenn die Kreisfrequenzabweichung vernachlässigbar ist.

Wenn beispielsweise der magnetostriktive Oszillator 10

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einen Ferrit auf v/eist, vom ΛΤ-Typ ist und mit 28 kHz schwingt, und wenn .der Hornstrahler 12 aus Aluminium hergestellt und eine exponentielle Form aufweist, dann beträgt die Resonanzfrequenzabweichung 500 Hz, wenn sich die Temperatur von -2O⁰C auf + 80⁰C ändert. Diese Frequenzabweichung von 500 Hz ist vernachlässigbar, da die Resonanzfrequenz beinahe gleich 28 kHz ist. Infolgedessen kann auch die Amplitude über dem vorerwähnten Temperaturbereich stabilisiert werden.

Wenn der Ultraschallwandler, der Oszillator, der Gleichspannungsregler und die Gleichspannungsquelle in Verbindung mit einer mit Ultraschall arbeitenden Flüssigkeitszerstäubungseinrichtung verwendet werden, muß der elektrische Eingang erhöht werden und höher sein als der Dauerstrom, wenn die Flüssigkeitszerstäubungseinrichtung in Gang gesetzt wird. In diesem Fall kann die eingangs definierte, sogenannte Hysterese-Schwierigkeit mittels folgender zwei Verfahren überwunden werden.

Das erste Verfahren wird anhand von Figur 2 beschrieben. In der in Figur 2 dargestellten Anordnung ist eine Gleichspannungsquelle mit zwei Eingängen als Gleichspannungsversorgung für den Ultraschalloszillator verwendet ; ferner sind eine Schaltungsanordnung zur Auswahl eines von zwei Ausgängen und eine Steuerschaltung zur

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Steuerung dieser Schaltungsanordnung vorgesehen. Die übliche Netzspannung, welche an den beiden Eingangsanschlüssen 20 und 21 anliegt, wird mittels des Transformators 22 auf eine entsprechende Spannung herabgesetzt, durch den Diodengleichrichter 23 gleichgerichtet und durch den Glättungskondensator 24 geglättet. Eine Schaltungsanordnung weist ein Relais 120 jnit einem beweglichen Kontakt 122 und feststehenden Kontakten 122Λ, 122B und 122C sowie einen Kondensator 29 auf. Ein Gleichspannungsausgang wird unmittelbar erhalten, während der andere Gleichspannungsausgang über einen Widerstand 25 erhalten wird. D. h, wenn der normalerweise offene Kontakt 122B geschlossen ist, wird die hohe Spannung an den Ultraschalloszillator angelegt, während die niedrige Spannung normalerweise an den Ultraschallgenerator über den normalerweise geschlossenen, mit dem Widerstand 25 verbundenen Kontakt 122A angelegt ist.

Die Steuerschaltung zur Steuerung der Schaltungsanordnung weist eine Spule 121 des Relais 120, einen Schalttransistor 26, einen Kondensator 27 und einen Widerstand 28 auf. Wenn die Netzspannung an die Eingangsanschlüsse 20 und 21 angelegt ist, fließt der Strom über den Kondensator 27 und den Widerstand 28 in die Basis des Transistors 26, so daß dieser angeschaltet wird. Hierdurch wird dann das Relais 120 erregt, so daß der normalerweise offene

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Kontakt 122B mit dem gemeinsamen Kontakt'122C verbunden ist» ütö die höhere Spannung an den Ultraschälloszillator anzulegen. Da der Ausgang des Oszillators von der Spannung der Spannungsquelle abhängt, wird der Ausgang größer, wenn &ie Ausgangsspannung der Versorgungsquelle zunimmt.

Der SasiBstroia dec Transistors 26 nimmt exponentiell ab und es ergibt sich der entsprechende Kollektorstrom. Schließlich v;ird das Relais 120 entregt, so daß der normalerweise geschlossene Kontakt 122A wieder geschlo Bs-en wird. Hierdurch ist dann die niedrigere Spannung an den Ultraschallgenerator über den Widerstand 25 angelegt, so daß auch der Ausgang des Ultraschallgenerators niedriger wird. Es ist sehr einfach, die Spannung an dem Kondensator auf einen solchen Wert einzustellen, daß die Flüssigkeit in ausreichender Weise zerstäubt werden kann und den Wert des Widerstands so zu wählen, daß ein gleichmäßiger Ausgang an den Ultraschallgenerator angelegt wird.

Als nächstes wird anhand von Figur 1 das zweite Verfahren beschrieben. Wenn die Ausgangsspannung des Spannungsreglers Null ist, ist, wenn die Zerstäubung der Flüssigkeit begonnen wird, die Spannung am Emitter und Kollektor des Transistors ^J- sehr niedrig, so daß der Eingang an dem Spannungsregler ein Maximum wird. Wenn darin die Zerstäubung

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begonnen hat, wird die Ausgangsspannung des Spannungsreglers Null und danach muß sie um 100$ erhöht werden. D.h., es ist ein Zeitgeber erforderlich, um die Ausgangsspannung in einer vorbestimmten Zeit von Null auf 100$ zu erhöhen. Diese Anordnung wird nunmehr anhand von Figur 1 beschrieben.

Ein Transistor 71 ist paiaLlel zu dem Widerstand 68 geschaltet und seine Basis ist mit dem Emitter des Transistors 34· über einen in Reihe mit einem Kondensator 73 geschalteten Widerstand 72 verbunden. Anfangs ist der Kondensator 73 kurzgeschlossen, so daß der Basisstrom des Transistors 71 hoch und dieser dadurch angeschaltet ist. Hierdurch nimmt die Ausgangsspannung des Spannungsreglers ab. Die Werte des veränderlichen Widerstands 67 und des Widerstands 68 sind so gewählt, daß die Abnahme der Ausgangsspannung kleiner ist als die Durchbruchspannung der Zenerdiode 32. Infolgedessen wird die Ausgangsspannung praktisch Null. Nach Verstreichen einer bestimmten Zeit wird der Kollektorstrom des Transistors 71 auf Null herabgesetzt, so daß die Ausgangsspannung um 100$ erhöht ist.

Als nächstes wird die Anordnung beschrieben,, um den Fall zu verhindern bzw. ihm entgegenzuwirken, wenn der magnetostriktive Oszillator 10 aussetzt, so daß die Flüssigkeit nicht

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zerstäubt wird und über die Zerstäubungsfläche 13 des Hornstrahlers 12 fließt. Hierzu ist ein Solenoidventii 92 zwischen Abschnitte 90 und 91 einer Rohrleitung eingesetzt, über welche die Flüssigkeit dem Hornstrahler 12 zu deren Zerstäubung zugeführt wird; das Solenoidventii wird mittels einer Steuerschaltung 100 gesteuert, die auf eine Frequenz- oder Amplitudenänderung des Ultraschallwandlers 10 anspricht, d.h. der Steuerstrom fließt über dessen Spule 11. Wenn daher die Schwingungsamplitude einen vorbestimmten Pegel übersteigt, wird ■ das Solenoidventii 92 geöffnet, so daß Flüssigkeit zugeführt wird; wenn aber die Amplitude kleiner als ein vorbestimmter Pegel wird, wird das Solenoidventii 92 geschlossen und dadurch die Zufuhr an flüssigem Brennstoff zu dem für die Zerstäubung vorgesehenen Hornstrahler 12 unterbrochen.

Die Steuerschaltung 100 weist beispielsweise ein Relais und eine Schmitt-Schaltung auf, die so zwischengeschaltet sind, daß wenn die Amplitude niedriger als ein vorbestimmter Pegel wird, das Relais erregt wird, so daß der Speisestrom von der Netzleitung über die Anschlüsse 101 und 102 zu dem Solenoidventii 92 abgeschaltet wird. Die Gleichspannung an dem Kondensator 24 kann der (nicht dargestellten) Schmitt-Schaltung über zwei Eingangsanschlüsse 103 und 105 zugeführt werden, während die

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Eingangsspannung oder das -signal von dem Kondensator 66 an den Einschluß 104 der Schmitt-Schaltung angelegt wird. Wenn die Schwingungsamplitude des magnetostriktiven Oszillators 10 aus irgendeinem Grund kleiner wird als ein vorbestimmter Pegel, nimmt ,der durch die Spule 11 fließende Steuerstrom ab, so daß die Spannung an dem Kondensator 66 ebenfalls abnimmt. Die Schmitt-Schaltung wird dann ausgelöst und dadurch das Relais erregt, um auf diese Weise den Speisestrom zu dem Solenoidventil und damit die Brennstoffzufuhr zu dem Hornstrahler 12 zu unterbrechen.

Wenn die mit Ultraschall arbeitende Flüssigkeitszerstäubungseinrichtung über einem großen Temperaturbereich verwendet wird, nimmt die Viskosität der zu zerstäubenden Flüssigkeit zu, wenn die Temperatur abnimmt. Infolgedessen ist es sehr vorteilhaft eine Vorrichtung zu schaffen, um entsprechend der Temperaturabnahme automatisch die Schwingungsamplitude des die Flüssigkeit zerstäubenden Hornstrahlers 12 zu erhöhen. Hierzu ist in der Flüssigkeitszufuhrleitung 90 ein Thermistor 80 angeordnet, um die Temperatur der Flüssigkeit zu fühlen. Der Thermistor ist mit einem veränderlichen Widerstand 67 verbunden, so daß die an den Spannungsregler angelegte Steuerspannung entsprechend der Temperaturänderung von der Widerstandsänderung des Thermistors 80 abhängt.

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Somit wird die Ausgangsspannung des Spannungsreglers entsprechend der Temperatur'änderung geändert, so daß die Schwingungsamplitude der schwingenden Oberfläche 13 des Hornstrahlers 12 ebenfalls entsprechend der Temperaturänderung verändert wird. D.h., wenn die Temperatur der zugeführten Flüssigkeit abnimmt, nimmt auch die an den Spannungsregler anzulegende Steuerspannung ab, so daß die Ausgangsspannung des Spannungsreglers ansteigt. Hierdurch steigt dann auch die Ausgangsspannung des Ultraschallgenerators an, so daß die Schwingungsamplitude an der schwingenden Oberfläche 13 des Hornstrahlers 12 zunimmt. Hierdurch kann die Flüssigkeit mit einem vorbestimmten Grad zerstäubt werden.

Als nächstes wird die Verwendung der Brennstoff-Zerstäubungseinrichtung der vorbeschriebenen Art anhand der Figur 3» bei einem mit Ultraschall arbeitenden Brenner für flüssigen Brennstoff beschrieben; eine in ihrer Gesamtheit in Figur 1 und 3 mit 1 bezeichnete Schaltungsanordnung weist den Ultraschalloszillator oder -generator und eine Gleichspannungsversorgungsquelle für den Ultraschallgenerator auf. Ein Zündtransformator 2 dient zum Erzeugen eines Funkens zwischen der schwingenden Oberfläche 203 und einer von einem Isolierteil getragenen Zündkerze 202. Verbrennungsluft wird mittels eines von einem Motor angetriebenen Gebläses 3 in ein Gehäuse

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eingeleitet. Eine Fotozelle oder ein fotoelektrischer Wandler 401 ist in dem Gehäuse 301 so angeordnet, daß über eine öffnung 403 auf sie bzw. ihn Licht von der Flamme fallen kann, wenn Verbrennungsluft durch das Gehäuse 301 strömt, aber kein Licht über ein Abschirmteil 402 auftrifft j wenn keine Verbrennungsluft in das Gehäuse 301 eingeleitet wird. In· dem Gehäuse 301 ist ferner die mit Ultraschall betriebene Flüssigkeitzerstäubungseinrichtung angeordnet, welche den Ultraschallwandler, die Brennstoffzuführleitung, die Zündkerze, das Gebläse und den fotoelektrischen Wandler 401 aufweist.

Die Luft strömt in dem Gehäuse 301 um den Ultraschallwandler 10 und den die Flüssigkeit zerstäubenden Hornstrahler 12 und strömt über öffnungen 302 und 403 in eine Verbrennungskammer. Ein Schutzrelais 6 steuert entsprechend dem Signal von dem fotoelektrischen Wandler 401 den Zündtransformator 2, die Steuerschaltung 100 des Solenoidventils 92 und einen Zeitgeber 5 für ein nachträgliches Reinigen bzw. Durchblasen, wie im folgenden noch beschrieben wird. Die Energie wird über ein Paar Anschlußklemmen 601 und 602 und einen Schalter 603 an das Relais 6 angelegt. Mittels des vorerwähnten Zeitgebers 5 kann der Ultraschallgenerator, die Gleichspannungsversorgungsquelle 1 und der Motor zum Betreiben des Gebläses 3 gesteuert werden.

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Im folgenden wird die Betriebsweise der Anordnung beschrieben. Wenn der Schalter 603 geschlossen ist, wird an den Zündtransformator 2, den Zeitgeber 5 und,die Steuerschaltung 100 über das Schutzrelais 6 sowie an die Anordnung 1 mit dem Ultraschalloszillator oder -generator sowie an die Gleichspannungsversorgung sowie den Gebläsemotor Energie angelegt. Der Steuerstrom fließt über die Spule 11 des Ultraschallwandlers 10, der dadurch in Schwingung versetzt wird, und die Verbrennungsluft wird mittels des Gebläses J über das Gehäuse 301 in die Verbrennungskammer eingeleitet. Das Solenoidventil 92 wird erregt, um selbst zu öffnen und flüssigen Brennstoff über Leitungen 91 und 90 der Düsenöffnung 14 des Hornstrahler s 12 zuzuführen.

Der flüssige Brennstoff wird am Ende oder auf der schwingenden Fläche 13 des Hornstrahlers 12 zerstäubt und mit der mittels des Gebläses 3 zugeführten Primärluft gemischt; Die Brennstoff-Luftmischung wird dann durch den Funken gezündet, der zwischen der Zündkerze 202 und dem Rand 203 der Endfläche 13 des Hornstrahlers erzeugt wird. Ein vorbestimmtes Zeitintervall nach der Zündung unterbricht ein in dem Schutzrelais 6 eingebauter Zeitgeber die Stromzufuhr zu dem Zündtransformator 2 und es wird die Verbrennung in eingeschwungenem Zustand begonnen. Das Abschirmteil 402 befindet sich dann in der in Figur 3 durch gestrichelte Linien angegebenen Lage,

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da Primärluft zugeführt wird, so daß auf den fotoelektrischen Wandler 401 über die' öffnung 403 licht von der Flamme fällt und dieser ein Signal an das Schutzrelais 6 abgibt.

Um die Verbrennung abzustellen, wird der Schalter 603 geöffnet, so daß der Versorgungsstrom zu dem Solenoidventil 92 unterbrochen wird. Hierdurch wird auch die Zufuhr an flüssigem Brennstoff zu dem Hornstrahler 12 unterbrochen. Ferner wird die Energieversorgung von dem Schutzrelais 6 zu dem Zeitgeber 5 über ein Paar Anschlüsse E]? unterbrochen; der Zeitgeber 5 wird jedoch über den Anschluß 602 mit Energie versorgt, so daß die Energiezufuhr an dem Gebläsemotor und an der Ansteuereinrichtung 1 für eine vorbestimmte Zeit über die Anschlüsse 20 und 21 erhalten bleibt. D.h., der Zeitgeber arbeitet als Abschalt-Verzögerungszeitgeber. Da die Energie dem Gebläsemotor und der Ansteuereinrichtung 1 in der vorbeschriebenen Weise zugeführt wird, wird der in der Rohrleitung 90 zurückgebliebene, flüssige Brennstoff verbrannt oder zerstäubt und in die Verbrennungskammer ausgestoßen, so daß kein flüssiger Brennstoff in dem Gehäuse 301 zurückbleibt.

Bei einem Aussetzen des Gebläses 2, so daß keine Primärluft in das Gehäuse 301 eingeblasen wird, bewegt sich

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das Abschirmteil 402 in die in Figur 3 durch ausgezogene Linien dargestellte Lage, in der kein Licht auf den fotoelektrischen Wandler 401 auffällt. In diesem Pail unterbricht dann das Schutzrelais 6 die Energiezufuhr an dem Soinoidventil 92 und dem Zeitgeber 5 zur nachträglichen Reinigung, so daß die Verbrennung abgestellt wird. Mittels des Abschirmteils 402 wird somit gefühlt, ob Primärluft zugeführt wird oder nicht.

Wenn der durch die Spule 11 fließende Steuerstrom unter einen vorbestimmten Pegel abfällt, unterbricht das Schutzrelais 6 die Energiezufuhr zu der Steuerschaltung 100, so daß das Solenoidventil 92 geschlossen wird. Hierdurch wird auch die Verbrennung abgestellt, und das Abschirmteil 402 unterbricht das sonst auf den fotoelektrischen Wandler 401 auftreffende Licht. Infolgedessen wird mit dem Schutzrelais 6 die Energiezufuhr an das Solenoidventil 92 und an den Zeitgeber 5 zur nachträglichen Reinigung unterbrochen.

Anhand von Eigur 4 wird der Zeitgeber 5 zur nachträglichen Reinigung im einzelnen beschrieben, welcher als Abschalt-Verzögerungszeitgeber arbeitet. Die übliche an einen Anschluß P angelegte Spannung wird gleichgerichtet und durch eine Reihenschaltung aus einer Diode 501 und einem Kondensator 502 geglättet} die Spannung an dem Kondensator 502 wird über einen Widerstand 505 an die Basis eines

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Schalttransistors 504 angelegt, dessen Last eine Spule 505 eines Relais ist. Ein normalerweise geschlossener Kontakt 5O5A des Relais ist mit dem Anschluß Έ verbunden; ein normalerweise offener Kontakt 5O5B ist mit einem Anschluß 602 und ein gemeinsamer Kontakt 5O5C ist mit dem Anschluß 21 verbunden. Die an den Anschluß 21 angelegte Spannung wird mittels einer Reihenschaltung aus einer Diode 506, einem Widerstand 507 und einem Kondensator 509 gleichgerichtet und geglättet; die Spannung an dem Kondensator 509 wird an die Relaisspule 505» den Transistor 504 und einen Widerstand 508 angelegt.

Wenn der Schalter 605 (s. !Figur 3) geschlossen ist, wird die übliche Spannung eingespeist, daß BasdsBtrom in den Transistor 504 fließt. Der Transistor 504 wird angeschaltet und dadurch das Relais erregt, so daß der bewegliche Kontakt 5O5D den normalerweise offenen Kontakt 5O5B mit dem gemeinsamen Kontakt 5O5C verbindet. Hierdurch wird die Energiezufuhr über den Anschluß 3? unterbrochen, und der Kondensator 502 wird über die Basis des Transistors 504 und den Widerstand 503 entladen. Der Entladestrom nimmt mit der Zeit exponentiell ab, so daß der Kollektorstrom des Transistors 504, welcher über die Relaisspule 505 fließt ebenfalls kleiner wird. Hierdurch wird das Relais entregt, so daß

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der bewegliche Kontakt 5O5D den normalerweise geschlossenen Kontakt 5O5A mit dem gemeinsamem Kontakt 505c verbindet. An dem Anschluß F liegt aber keine Spannung an, so daß auch an dem Anschluß. 21 keine Spannung anliegt. Die Energiezufuhr über den Anschluß

durch

21 wird ein vorbestimmtes Zeitintervall nach Unterbrechung der Energiezufuhr von dem Schutzrelais 6 über den Anschluß P unterbrochen.

Wie vorbeschrieben, wird der Ultraschallwandler, dessen Gütefaktor Q hoch ist und dessen gedämpfte Admittanz im Vergleich mit der dynamischen Admittanz bei Resonanzfrequenz verhältnismäßig klein ist, immer in sehr wirksamer Weise bei seiner Resonanzfrequenz angesteuert. Da nur die positive Rückkopplungsschaltung in einem solchen Pail vorgesehen ist, so daß der durch die Spule fließende Steuerstrom in die Spannung umgesetzt wird, die hrerseits zu dem Verstärker rückgekoppelt wird, ist die Schaltung im Aufbau sehr einfach. Ferner hält der Spannungsregler eine vorbestimmte konstante Spannung aufrecht, so daß die Schwingung des Ultraschallwandlers mittels der Gegenkopplung des Steuerstroms konstant gehalten werden kann. Der Spannungsregler dient auch zur Kompensation von Schwankungen der Netzspannung, so daß die konstante Schwingung des Ultraschallwandlers auch in solchen Fällen sichergestellt ist.

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Darüber hinaus kann eine sehr wirksame und automatische Flüssigkeitszerstäubung durchgeführt werden, wenn eine ■einfache zusätzliche Schaltung vorgesehen istj auf diese Weise kann ein sehr sicherer, mit Ultraschall arbeitender Brenner für flüssigen Brennstoff geschaffen werden, wenn dieser einfache Mechanismus und diese einfache Schaltung zusätzlich vorgesehen sind. Obwohl der Wandler als ein magnetostriktiver Wandler oder Oszillator beschrieben worden ist, ist selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung auch bei einem piezoelektrischen Wandler oder Oszillator angewendet werden kann, wobei dann gemäß der Erfindung keine Spule zum Feststellen der Schwingung zusätzlich zu der Steuerspule vorgesehen zu sein braucht.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

rij/Ultraschallgenerator gekennzeichnet durch

(a) einen Ultraschallwandler (10), dessen dynamsiche Admittanz bei der Resonanzfrequenz ein Maximum wird;

(b) einen Oszillator mit einem Verstärker (P), um den Ultraschallwandler (10) mit einer Rechteckspannung bei der Resonanzfrequenz oder bei einer sehr nahe bei der Resonanzfrequenz liegenden Frequenz anzusteuern, und mit einer Rückkopplungsschaltung (6o-63) zum Rückkoppeln der Verstärkerwechsel-spannung proportional zu dem den Ultraschallwandler (10) steuernden Strom, und

(c)eine Gleichspannungsquelle (20-24) für den Oszillator.

2. Ultraschallgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle (20-24) einen Gleichspannungsregler (Q) aufweist, dessen Eingangsspannung eine dem Steuerstrom proportionale Gleichspannung ist.

3. Mit Ultraschall arbeitender Zerstäuber mit einem Ultraschallgenerator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine

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Einrichtung zur Zuführung der zu zerstäubenden Flüssigkeit an die·schwingende Fläche (13) des elektroakustischen Ultraschallwandlers (10) vorgesehen ist.

4. Mit Ultraschall arbeitender Zerstäuber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungsquelle (20-24) wahlweise zwei unterschiedliche Ausgangsspannungen zuführbar sind.

5· Mit Ultraschall arbeitender Zerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle (20-24) eine Schaltanordnung (29, 120,122A - 122C) zur Auswahl von einer der beiden unterschiedlichen Ausgangsspannungen und eine Steuerschaltung (26 - 28; 121) zur Steuerung der Schaltanordnung aufweist.

6. Mit Ultraschall arbeitender Zerstäuber nach einem der Ansprüche 3 »4 oder 5» gekennzeichnet durch eine Einrichtung (92) zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeit der dem Ultraschallwandler (10) zuzu führenden Flüssigkeit, und

eine Einrichtung (100) zum Steuern der die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit steuernde Einrichtung (92) entsprechend dem Steuerstrom.

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γ. Mit Ultraschall arbeitender Zerstäuber nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Zeitgebereinrichtung, mittels welcher die Steuereingangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls von 0% auf 100$ erhöht werden kann.

8. Mit Ultraschall arbeitender Zerstäuber nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine Einrichtung (80) zum Fühlen der Temperatur der zu zerstäubenden Flüssigkeit, um die Steuereingangsspannung entsprechend der gefühlten Temperatur zu ändern.

9. Mit Ultraschall arbeitender Brenner für flüssigen Brennstoff, insbesondere mit einem Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2 und einem mit Ultraschall arbeitenden Zerstäuber nach den Ansprüchen 3 bis 8, gekennzeichnet durch

(A) einen Ultraschallgenerator mit

(a) einem Ultraschallwandler (10), dessen dynamische Admittanz bei der Resonanzfrequenz ein Maximum ist,
(b)einem Oszillator mit einem Verstärker (P) zum Ansteuern des Ultraschallwandlers (10) mit einer Rechteckspannung bei Resonanzfrequenz oder bei einer sehr nahe bei der Resonanzfrequenz liegenden Frequenz und mit einer Rückkopplungs-

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schaltung (60-63) zum Rückkoppeln der Verstärkerausgangsspannung, welche, dem Strom proportional ist, mit welcher der Ultraschallwandler (10) angesteuert wird;

(c) einerGleichspannungsquelle (20-24) für den Oszillator;

(d) eine Einrichtung zur Zuführung der zu zerstäubenden Flüssigkeit an die schwingende Fläche (13) des Ultraschallwandlers (10),

(e) einer Gleichspannungsquelle.welche zwei unterschiedliche Ausgangsspannungen abgibt,

(f) einer Schaltanordnung (29;12o,i22A - 122C) zur Auswahl einer der beiden Ausgangsspannungen der zwei Ausgänge aufweisenden Gleichspannungsquelle, und

(g) ein** Steuerschaltung (26 - 28; 121) zum Steuern der Schaltanordnung;

(B) eine Zündelektrode (202) zum Zünden des zerstäubten flüssigen Brennstoffs;

(C) ein motorgetriebenes Gebläse (3) zur Zuführung des zerstäubten, flüssigen Brennstoffs in eine Verbrennungskammer;

(D) eine Einrichtung zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Brennstoffs;

(E) ein Gehäuse (301), das einen für die Zerstäubung vorgesehenen Bereich mit der Zündelektrode (202)

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und dem motorgetriebenen Gebläse (3) umgibt, und über welche Primär- oder Verbrennungsluft entlang dem für die Zerstäubung vorgesehenen Bereich strömt;

(P) einen in dem Gehäuse (301) angeordneten, fotoelektrischen Wandler (401) zur Aufnahme des von der Flamme in der Verbrennungskammer abgegebenen Lichts

(G) eine Einrichtung (92,100) zum Steuern der Brennstoffzufuhr zu dem Ultraschallwandler (10); und

(H) eine Einrichtung (6) zum Steuern der elektrischen Energieversorgung an die Gleichspannungsquelle, die Zündelektrode, den Motor zum Antrieb des Gebläses und die Einrichtung zur Steuerung der Zufuhr des flüssigen Brennstoffs entsprechend dem.Signal von dem fotoelektrischen Wandler.

10. Mit Ultraschall arbeitender Brenner für flüssigen Brennstoff, insbesondere mit einem Ultraschallgenerator nach den Ansprüchen 1 und 2 und mit einem mit Ultraschall arbeitenden Zerstäuber nach einem der Ansprüche 3-8, gekennzeichnet durch (A) einen Ultraschallgenerator mit

(a) einem Ultraschallwandler (10), dessen dynamische Adroittanz bei der Resonanzfrequenz ein Maximum ist,

(b) einem Oszillator mit einem Verstärker (P) zum Ansteuern des Ultraschallwandlers (10) mit

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einer Rechteckwelle bei Resonanzfrequenz oder bei einer sehr nahe bei der Resonanzfrequenz liegenden Frequenz, und mit einer Rückkopplungsschaltung (60-6$) zum Rückkoppeln der Verstärkerausgangsspannung, welche proportional dem Strom ist, mittels welcher der Ultraschallwandler (10) angesteuert wird,

(c) einer Gleichspannungsquelle (20-24) für den Oszillator,

(d) einer Steuerschaltung (26-28; 121), deren Eingangsspannung eine Gleichspannung ist, welche ihrerseits proportional dem Strom zum Steuern der Gleichspannung ist, und

(e) einer Einrichtung zum Zuführen des zu zerstäubenden, flüssigen Brennstoffs an die schwingende Fläche (13) des Ultraschallwandlers (10);

(B) eine Zündelektrode (2o2) zum Zünden des zerstäubten flüssigen Brennstoffs;

(C) ein motorgetriebenes Gebläse (3) zur Zuführung von zerstäubtem flüssigem Brennstoff in eine Brennkammer;

(D) ein Gehäuse (301), das einen für die Zerstäubung vorgesehenen Bereich mit dem Ultraschallwandler (10), die Einrichtung zur Zufuhr des flüssigen Brennstoffs, die Zündelektrode und das motorgetriebene Gebläse

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umgibt, und welches die Verbrennungs- oder Primärluft entlang den für die Zerstäubung vorgesehenen Bereich leitet;

(E) einen in dem Gehäuse (301) angeordneten, fotoelektrischen Wandler (401) zur Aufnahme des von der !"lamme in der Brennkammer abgegebenen Lichts;

(H¹) eine Einrichtung (92,100) zum Steuern der Zufuhr des flüssigen Brennstoffs an den Ultraschallwandler (10), und

(G) eine Einrichtung (6) zum Steuern der elektrischen Energiezufuhr an die Gleichspannungsquelle (1), die Zündelektrode (202), das motorgetriebene Gebläse und die Einrichtung zur Steuerung der Zufuhr von flüssigem Brennstoff.

11.Mit Ultraschall arbeitender Brenner für flüssigen Brennstoff, nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (402), um zu fühlen, ob die Verbrennungs- oder Primärluft durch das Gehäuse (301) strömt, wobei die die Energiezufuhr steuernde Einrichtung entsprechend den Signalen von der den Primärluftstrom fühlenden Einrichtung betätigbar ist.

12.Lit Ultraschall arbeitender Brenner für flüssigen

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Brennstoff nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung ■ zur Steuerung der die Zufuhr an flüssigem Brennstoff steuerndaiEinrichtung entsprechend dem Steuerstrom.

13.Mit Ultraschall arbeitender Brenner für flüssigen Brennstoff, nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber (5) zum Abschalten oder Verzögern der zwei Ausgänge aufweisenden Gleichspannungsquelle und des Motors für das Gebläse (3).

14-, Mit Ultraschall arbeitender Brenner für flüssigen Brennstoff nach Anspruch 10, gekennzeichnet, durch eine Einrichtung (80) zum Indern der Eingangsspannung entsprechend der Temperatur des zu zerstäubenden flüssigen Brennstoffs.

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