DE2741996C3 - Device for atomizing jets or drops of liquid - Google Patents
Device for atomizing jets or drops of liquidInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung b^ieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeitsstrahlen oder -tropfen unter Verwendung eines Ultraschall-Erzeugers mit Schallwandler die zur Aufnahme eines die Flüssigkeit tragenden Gasstromes einen Strömungskanal aufweist.The present invention draws on one Device for atomizing jets or drops of liquid using an ultrasonic generator with a sound transducer which has a flow channel for receiving a gas flow carrying the liquid having.
Eine derartige Vorrichtung >st beispielsweise bekannt «us der GB-PS 15 20 137. Bei dieser Vorrichtung ist im Strömungskanal ein axial zur Strömungsrichtung «ngeordneter rohrförmiger Ultraschallschwinger vorgesehen, der an einem durch die Wand des Strömungskanals hindurchragenden Schwingungsübertrager befestigt ist. Der Ultraschallschwinger wird so erregt, daß die Rohrwand zu Biegeschwingungen angeregt wird. Durch eine besondere Vorrichtung wird die zu zerstäubende Flüssigkeit direkt auf die innere und/oder die äußere Oberfläche des Ultraschallschwingel -Rohres geleitet.Such a device is known, for example «From GB-PS 15 20 137. In this device, an axial to the flow direction is in the flow channel «Nordinated tubular ultrasonic transducer provided, which is attached to a vibration transmitter protruding through the wall of the flow channel is. The ultrasonic vibrator is excited in such a way that the pipe wall is excited to flexural vibrations. By means of a special device, the liquid to be atomized is directly applied to the inner and / or the outer surface of the ultrasonic vibrating tube.
Bei einer anderen aus der US-PS 24 14 494 bekannten Vorrichtung der genannten Art ist im Strömungskanal eine von der Seitenwand her in Schwingungen versetzbare Platte vorgesehen, deren Ebene in Achsrichtung des Strömungskanals verläuft.In another known from US-PS 24 14 494 device of the type mentioned is in the flow channel a plate which can be made to vibrate from the side wall is provided, the plane of which is in the axial direction of the flow channel runs.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Zerstäubungsvorrichtung so zu gestallen, daß mit geringem Aufwand und billigen aber mechanisch stabilen Ultraschan-Erzeugern eine hohe ZerstäuberieistUng Und eine sehr ferne Zerstäubung von vorzugsweise kleiner als 5 μίτι erzeugt werden kärtmThe object of the present invention is to be achieved by providing an atomizing device in this way gestallen that with little effort and cheap but mechanically stable ultrasonic generators a high Atomization power and a very distant atomization of preferably smaller than 5 μίτι be generated kärtm
Erfindungsgemäß wird dies dadurch ermöglicht, daß im Strömungskärtäi ein scheiben- öder plattenförmiger Schallerzeuger als Dickenschwinger mit einem auf der der Strömürigsrichtüng entgegürigericihteteh Seite angeordneten Schallwandlef Vorgesehen ist, dessen Abstrahlrichtung und damit die erzeugten Schallwellen im. wesentlichen in Richtung des Strömungskanals verlaufen und daß die Fläche des Ultraschall-Erzeugers mit Schallwandler kleiner ist als der Querschnitt des Strömungskanals an der Stelle der gegenseitigen Zuordnung.According to the invention this is made possible in that in the flow map a disc-shaped or plate-shaped one Sound generator as a thickness transducer with one arranged on the side opposite to the flow direction Schallwandlef is provided, its Direction of radiation and thus the generated sound waves in the. essentially in the direction of the flow channel run and that the surface of the ultrasonic generator with sound transducer is smaller than the cross section of the Flow channel at the point of mutual assignment.
Durch diese Maßnahme wird einerseits erreicht, daß die zu zerstäubenden Partikel auf dem Zerstäuber auftreffen und gleichzeitig wird durch den Schallwandlcr eine hohe Energiedichte im Auftreffbereich erhalten.By this measure it is achieved on the one hand that the particles to be atomized on the atomizer hit and at the same time is through the Schallwandlcr get a high energy density in the impact area.
Besonders zweckmäßig ist es, eine vorherige Grobzerstäubung vorzunehmen, wobei eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeitstropfen im Gasstrom vorhanden iit Hierdurch wird die Zerstäubung in kleinste Partikel beschleunigt, so daß sehr große Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit zu kleinsten Partikeln zerstäubt werden können. Gegebenenfalls können beide Zerstäubungsarten in einer gemeinsamen Vorrichtung angewendet werden. Wird für die Grobzerstäubung das Vergaserprinzips verwendet, wie es in der Automobiltechnik üblich ist, dann ist eine Feinzerstäubung bei Anwendung der Erfindung mit sehr geringem Energieaufwand möglich.It is particularly useful to carry out a previous coarse atomization, one where possible uniform distribution of the liquid droplets in the gas flow. This results in atomization accelerated into the smallest particles, so that very large amounts of liquid per unit of time to the smallest particles can be atomized. If necessary, both types of atomization can be carried out in a common device be applied. If the carburettor principle is used for coarse atomization, as it is in the Automobile technology is common, then a fine atomization when using the invention with very little Energy expenditure possible.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels beschrieben.Further advantageous details of the invention are illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment described.
Mit 1 ist ein Gehäuse bezeichnet in dem ein Strömungskanal 2 z. B. mit durchgehend konstantem Querschnitt vorgesehen ist. Von der Einströmungsöffnung 3 her können Flüssigkeitsstrahlen oder Flüssigkeitstropfen 4 beispielsweise aus einem Lochsieb oder einer oder mehreren Düsen, z. B. Vergaserdüsen, in den Strömungskanal 2 eintreten. Im Zuge des Strömungskanals 2 ist eine Querschnittserweiterung 5 vorgesehen, in deren Bereich, vorzugsweise an der Stelle des größten Querschnitts, ein ring- oder plattenförmiger Schallerzeuger 6 angeordnet ist, dessen Fläche wenigstens annähernd senkrecht zum Strömungskanal 2 verläuft. Zweckmäßig ist der Schallerzeu?er 6 zentrisch im Strömungskanal 2 bzw. der Erweitaiung 5 angeordnet und seine Fläche ist kleiner als der Querschnitt der Erweiterung 5, jedoch vorteilhaft nur wenig kleinen oder etwa genauso groß, oder vorzugsweise größer als der Querschnitt des Strömungskanals 2 vor der Erweiterung 5. Hierdurch soll erreicht werden, daß möglichst viele zu zerstäubende Partikel auf die Oberfläche des Schallerzeugers 6 oder dem mit diesem gekoppelten oder verbundenen, dem Gasstrom zugewandten Schallwandler 7 auftreffen. Durch die Berührung mit dieser mit einer Frequenz von zweckmäßig über 100 kHz, insbesondere ca. 2 MHz. in Richtung des Strömungskanals 2 schwingenden Oberfläche des Echallerzeugers 6 bzw. des Schallwandlers 7, tritt bei entsprechender Aufprall und/oder Schwingungsenergie die Zerstäubung der Partikel 4 ein.1 with a housing is referred to in which a flow channel 2 z. B. with constant constant Cross section is provided. Liquid jets or liquid droplets can flow from the inflow opening 3 4, for example, from a perforated screen or one or more nozzles, e.g. B. carburetor jets, in the Enter flow channel 2. In the course of the flow channel 2, a cross-sectional widening 5 is provided, in their area, preferably at the point of the largest cross section, an annular or plate-shaped sound generator 6 is arranged, the surface of which runs at least approximately perpendicular to the flow channel 2. The sound generator 6 is expediently centric in the Flow channel 2 or the extension 5 arranged and its area is smaller than the cross section of the enlargement 5, but advantageously only a little small or about the same size, or preferably larger than the cross section of the flow channel 2 before Extension 5. This is to ensure that as many particles to be atomized as possible on the Surface of the sound generator 6 or that coupled or connected to it and facing the gas flow Sound transducer 7 strike. By touching this with a frequency of expedient over 100 kHz, in particular approx. 2 MHz. towards the Flow channel 2 vibrating surface of the echo generator 6 or the sound transducer 7 occurs corresponding impact and / or vibration energy causes the atomization of the particles 4.
Die der Strömungsrichtung entgegengerichtete Oberfläche 8 des Schallwandlers 7 besitzt die Form eines flächigen Kegelstumpfes oder einer flachen /j-eckigen Pyramide. Der Schallerzeuger 6 ist als Dickenschwinger ausgebildet und besteht vorteilhafi aus Piezokeramik. Der Schallwandler 7 kann aus Aluminium bestehen und bildet mildem Schällerzeüger 6 eine bauliche Einheit Das Gänze ist auf einer Trägerplatte 9 montiert, die mittels Streben 10 im Strömungskanal 2 fixiert istThe surface 8 of the sound transducer 7, which is opposite to the direction of flow, has the shape a flat truncated cone or a flat / j-angular pyramid. The sound generator 6 is as Thickness oscillator is formed and is advantageously made of piezoceramic. The sound transducer 7 can be made from Aluminum is made up of and forms a mild peel generator 6 one structural unit The whole is on one Mounted carrier plate 9, which is fixed in the flow channel 2 by means of struts 10
Zwischen Schallerzeuger 6 und Trägerplatte 9 kann, falls erforderlich, eine elektrische Isolation Il vorgesehen sein.If necessary, electrical insulation II can be provided between the sound generator 6 and the carrier plate 9 be.
In dem vom Schallerzeuger 6 erzeugten Schallfeld kann die Flüssigkeit bzw, die Flüssigkeitspartikel 4 zu kleinsten Tropfen bis zur Nebelbildung zerstäubt werden, wenn die Schallenergie entsprechend bemessen wird. Dies wird insbesondere dann erreicht, wenn die Geschwindigkeit, mit der die Gasmoleküle im Schallfeld zu Schwingungen angeregt werden, gleich oder vorzugsweise größer ist als-die Schallgeschwindigkeit in dem betreffenden Gas, bei Luft also 5; 330 m/sec. bei Normalbedingungen. Bei Anwendung geringer Energie wird dies erfindungsgemäß mittels des Schallwandlers 7 erreichtIn the sound field generated by the sound generator 6, the liquid or the liquid particles 4 can The smallest drops can be atomized to form a mist, if the sound energy is measured accordingly will. This is achieved in particular when the Speed with which the gas molecules in the sound field are excited to vibrate, equal to or preferably greater than-the speed of sound in the gas in question, i.e. 5 for air; 330 m / sec. under normal conditions. When using low energy this is achieved according to the invention by means of the sound transducer 7
Bei der Anwendung der Erfindung als Vergaser für Verbrennungsmotoren, d, h, für die Zerstäubung von Benzin, wird um mit sehr geringer Energie zur Feinstzerstäubung auszukommen, das Benzin zunächst grob zerstäubt, z.B. mittels der bisherigen Art der Anwendung von Unterdruck und Anordnung einer Düse 12 in einem Staurohr 13, Durch die Feinstzerstäubung des Kraftstoffes für Verbrennungsmotoren wird die Verbrennung wesentlich verbessert und damit der Ausstoß giftiger Abgase, wie Kohlenmonoxid und Stickstoffoxide, vermindert und der Wirkungsgrad erhöht.When applying the invention as a carburetor for internal combustion engines, i.e. for the atomization of Petrol, in order to get by with very little energy for fine atomization, is petrol initially coarsely atomized, e.g. by means of the previous type of application of negative pressure and arrangement of a Nozzle 12 in a pitot tube 13, through the fine atomization of the fuel for internal combustion engines the combustion is significantly improved and with it the emission of toxic gases such as carbon monoxide and Nitrogen oxides, reduced and the efficiency increased.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19772741996 DE2741996C3 (en) | 1977-09-17 | 1977-09-17 | Device for atomizing jets or drops of liquid |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19772741996 DE2741996C3 (en) | 1977-09-17 | 1977-09-17 | Device for atomizing jets or drops of liquid |
Publications (3)
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (5)
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-
1977
- 1977-09-17 DE DE19772741996 patent/DE2741996C3/en not_active Expired
Also Published As
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