DE2925059A1

DE2925059A1 - Vibrationszerstaeuber

Info

Publication number: DE2925059A1
Application number: DE19792925059
Authority: DE
Inventors: Dennis Harvey
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1980-01-10
Also published as: GB2024048A; GB2024048B; US4277025A; FR2429899A1; IT1121783B; IT7923364A0; JPS555799A

Description

- 3 ~
Patentanwälte'

Dipl.-lng. Dipl.-Chem.

υιμι.-iiia. uipi.-unem. Dipl.-lng. ¹^ G T* Ik Π C Q,

E.Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser *-^ ^ UiJ

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen; P 2400 20.Juni 1979

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG Gartenstrasse 2
6300 Zug, Schweiz

Vibrationszerstäuber

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vibrationszerstäuber zum Zerstäuben einer Flüssigkeit, beispielsweise eines flüssigen Treibstoffs für einen Motor oder einen Wärmeaustauscherkessel .

In der Praxis ist es schwierig den Schwingungsknoten eines Vibrationszerstäubers exakt zu bestimmen. Dieser Schwingungsknoten muß so festgelegt werden, daß der Zerstäuber im Bereich dieses Schwingungsknotens starr an einer zugehörigen Befestigungsvorrichtung angebracht werden kann. Da am Schv ingungsknotenpunkt praktisch keine Vibrationen vorhanden sind, geht auf diese Weise nur wenig oder keine Energie von dem Zerstäuber in die Befestigungsvorrichtung während des Betriebs des Zerstäubers verloren.
Schw/Ba

909882/0809

2325059

Bisher war es üblich nur Vibrationen in Längsrichtung des Zerstäubers zu berücksichtigen. Radiale Vibrationen und radiale Bewegungen auf Grund der Wirkung des Poisson¹sehen Beiwerts sind bisher üblicherweise vernachlässigt worden. Dies war hauptsächlich deshalb der Fall, weil es praktisch unmöglich ist, eine Vibrationsfreie Ebene sowohl unter den Längsebenen als auch unter den Querebenen zu finden. Da radiale Vibrationen und radiale Bewegungen vernachlässigt wurden, traten Energieverluste aus dem Zerstäuber in seine Befestigungsvorrichtung auf.

In jüngster Zeit ist versucht worden, radiale Vibrationen und radiale Bewegungen beim Anbringen von Vibrationszerstäubern zu berücksichtigen; die Erfindung beruht darauf, daß weitere Energieverluste aus dem Zerstäuber längs des Flüssigkeitseinlaßrohrs auftreten, das dem Zerstäuber die Flüssigkeit zuführt.

Mit Hilfe der Erfindung sollen die Energieverluste des Zerstäubers in das Flüssigkeitseinlaßrohr während der Vibrationsperioden des Zerstäubers auf ein Minimum herabgesetzt oder reduziert werden.

Nach der Erfindung ist ein Vibrationszerstäuber zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mit einem DUsenabschnitt, aus dem die Flüssigkeit ausgestossen wird, einem Körperabschnitt mit einer Vibrationsvorrichtung und einem an dem Körper abs chnitb befestigten Flüssigkeitseinlaßrbhr dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrs eine Anzahl halber Wellenlängen für die Schallgeschwindigkeit in dem Rohr beträgt, so daß beim Betrieb des Zerstäubers die in das Rohr abgestrahlte Energie phasengleich in den Körperab-

909882/0 809

2325Q59

schnitt reflektiert wird.

Üblicherweise ist an dem Rohr ein flexibler Flüssigkeitseinlaßschlauch festgeklemmt. Dieser Schlauch kann beispielsweise ein Gummischlauch oder ein Kunststoffschlauch sein.

Vorzugsweise beträgt die Länge des Rohrs eine Wellenlänge. In diesem Fall kann der Schlauch mit Hilfe einer Klemme an dem Rohr an einer Stelle festgeklemmt werden, die im Abstand einer Viertelwellenlänge oder im Abstand von drei Viertelwellenlängen von der Befestigungsstelle des Rohrs am Körperabschnitt entfernt liegen.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Länge des Rohrs eine Wellenlänge beträgt, ist das Rohr an einer Befestigungsvorrichtung, beispielsweise einem Motoreinlaßkrümmer, mittels eines O-Rings angebracht, der sich im Abstand eines Viertels oder im Abstand von drei Vierteln einer Wellenlänge vom Befestigungspunkt des Rohrs am Körperabschnitt befindet. Vorteilhafterweise besteht der O-Ring aus Gummi.

Die Vibrationsvorrichtung kann eine piezoelektrische Fristallvorrichtung sein, doch können auch andere Vibrationsvorrichtungen, beispielsweise eine elektromagnetische Vorrichtung, benutzt werden.

Der Zerstäuber ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er ein von einem Kugelventil gebildetes Absperrorgan aufweist, das das Ausspritzen der Flüssigkeit aus dem Zerstäuber verhindert, wenn der Körperabschnitt nicht in Vibrationen versetzt ist.

909882/0809

2925Q59

Der Vibrationszerstäuber nach der Erfindung kann dazu benutzt werden, Treibstoff in den Motor eines Fahrzeugs einzuspritzen; er kann auch zum Einspritzen von Brennstoff in einen Wärmeaustauscherkessel benutzt werden, der beispielsweise in einer Zentralheizungsanlage angewendet wird.

üblicherweise wird der Vibrationszerstäuber in Ultraschallschwingungen versetzt. In der Praxis kann die untere Grenze dieser Ultraschallschwingungen in der Nähe der oberen Hörbarkeitsgrenze des menschlichen Ohres liegen. Es ist jedoch erwünscht, daß die Schwingungen eine solche Frequenz haben, daß sie normalerweise nicht vom menschlichen Ohr gehört werden können, so daß übermässiger Lärm vermieden wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine erste Ausführungsform der Erfindung und Fig.2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

In Fig.1 ist ein Vibrationszerstäuber 2 zum Zerstäuben einer Flüssigkeit dargestellt. Der Zerstäuber 2 enthält einen Düsenabschnitt 4, aus dem die Flüssigkeit durch eine öffnung 6 ausgespritzt wird, die normalerweise von einem Rückschlagkugelventil 8 verschlossen ist. Der Düsenabschnitt 4 ist mit einem einstückig geformten Körperabschnitt 10 verbunden. Auf der vom Düsenabschnitt entfernten Seite des Körperabschnitts 10 ist eine Vibrationsvorrichtung in Form eines piezoelektrischen Kristalls angebracht. Dieser piezoelektrische Kristall 12 ist mit

909882/0809

einer (nicht dargestellten) elektrischen Anschlußleitung ausgestattet, damit er erregt werden kann, wenn dies erwünscht ist.

Ein aus Metall bestehendes Flüssigkeitseinlaßrohr 14 ist gemäß der Darstellung mit dem Körperabschnitt verbunden; die Länge dieses Rohrs 14 beträgt eine Wellenlänge. Das Rohr 14 ist mit einem Treibstoffansaugkrümmer 16 eines (nicht dargestellten) Motors mittels eines aus Gummi bestehenden O-Rings 18 verbunden, der in einer Ringnut 20 im Ansaugkrümmer 16 sitzt. Der 0-Ring 18 ist im Abstand von drei Vierteln einer Wellenlänge vom Befestigungspunkt des Rohrs 14 am Körperabschnitt 10 angebracht. In Fig.2 sind Teile, die mit Teilen von Fig.1 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen; ihr exakter Aufbau und ihre Wirkungsweise werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht erneut beschrieben. In der Ausführungsform von Fig.2 ist am Rohr 14 ein Gummischlauch 22 mittels einer Rohrklemme 24 befestigt. Die Rohrklemme 24 befindet sich gemäß der Darstellung in einem Abstand von drei Vierteln einer Wellenlänge vom Befestigungspunkt des Rohrs 14 am Körperabschnitt

Im Betriebszustand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vibrationszerstäuber bewirkt eine elektrische Erregung der Kristalle 12 das Vibrieren der Zerstäuber, wodurch der Verschlußkörper 8 von seinem Sitz weggeschüttelt wird, so daß Treibstoff aus dem Rohr und einem Treibstoffkanal 26 in jedem Zerstäuber 2 durch die jeweilige Öffnung 6 austreten kann.

909882/0809

Es ist zu erkennen, daß die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung nur als Beispiele angegeben worden sind, die ohne weiteres abgewandelt werden können. Beispielsweise könnten der O-Ring 18 und die Rohrklemme 24 im Abstand einer Viertelwellenlänge vom Befestigungspunkt des Rohrs 14 am Körperabschnitt 10 angebracht sein. Falls es erwünscht ist, könnte der Vibrationszerstauber 2 auch zum Einspritzen anderer Flüssigkeiten als Treibstoff in andere Geräte als Motoren und Heizkessel eingesetzt werden. Der Vibrationszerstauber könnte beispielsweise dazu benutzt werden, Flüssigkeiten wie Chemikalien und Farbe zu verspritzen. Falls es erwünscht ist, könnte auch der von einem Kugelventil gebildete Verschlußkörper weggelassen werden, wobei der Vibrationszerstäuber 2 in diesem Fall einen festen Flüssigkeitsstrahl (der gesammelt und wieder zurückgeführt werden könnte, falls dies erwünscht ist) bis zu dem Zeitpunkt ausstossen würde, an dem der piezoelektrische Kristall 12 erregt wird, worauf der Vibrationszerstäuber 2 und insbesondere seine Spitze in Vibrationen versetzt wird, so daß er den Flüssigkeitsstrahl zerstäubt.

909882/0809

Claims

Patentanwälte Oipl.-Ing. 2925059 Dipl.-lng. Dipl.-Chem. G. Leiser E. Prinz Dr. G. Hauser Ernsbergerstrasse 19 8 München 60

Unser Zeichen; P 2400 20.Juni 1979

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG Gartenstrasse 2
6300 Zug, Schweiz

Patentansprüche

f 1. yvibrationszerstäuber zum Zerstäuben einer Flüssigkeit V^/mit einem Düsenabschnitt, aus dem die Flüssigkeit ausgestossen wird, einem Körperabschnitt mit einer Vibrationsvorrichtung und einem an dem Körperabschnitt befestigten Flüssigkeitseinlaßrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrs eine Anzahl halber Wellenlängen für die Schallgeschwindigkeit in dem Rohr beträgt, so daß beim Betrieb des Zerstäubers die in das Rohr abgestrahlte Energie phasengleich in den Körperabschnitt reflektiert wird.
2. Vibrationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rohr ein flexibler Flüssigkeitseinlaßschlauch festgeklemmt ist.
3. Vibrationszerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrs eine Wellenlänge beträgt und daß der flexible Flüssigkeitseinlaßschlauch an dem Rohr mittels einer Klemme festgeklemmt ist, die im Abstand einer Viertelwellenlänge

Schw/Ba 909882/0 809

ORIGfNAL INSPECTED

2325Q59

oder im Abstand von drei Viertelwellenlängen vom Befestigungspunkt des Rohrs am Körperabschnitt angebracht ist.
4. Vibrationszerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrs eine Wellenlänge beträgt, und daß das Rohr an einer Befestigungsvorrichtung mittels eines O-Rings angebracht ist, der sich im Abstand einer Viertelwellenlänge oder im Abstand von drei Viertelwellenlängen vom Befestigungspunkt des Rohrs am Körperabschnitt befindet.
5. Vibrationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsvorrichtung eine piezoelektrische Kristallvorrichtung ist.
6. Vibrationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von einem Kugelventil gebildeten Verschlußkörper, der das Ausspritzen der Flüssigkeit aus dem Zerstäuber verhindert,wenn der Körperabschnitt nicht in Vibrationen versetzt ist.

909882/0 809