DE3706593A1

DE3706593A1 - Ultraschall-zerstaeubungseinrichtung

Info

Publication number: DE3706593A1
Application number: DE19873706593
Authority: DE
Inventors: Minoru Takahashi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1987-02-28
Publication date: 1987-09-17
Also published as: KR930004011B1; US4746466A; KR870009191A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschall-Zerstäu bungseinrichtung, die beispielsweise für ein Befeuchtungs gerät, eine Verdampfungs- bzw. Verdunstungseinrichtung oder dgl. verwendbar ist und Flüssigkeiten, z.B. Wasser, durch Ultraschallschwingungen zerstäubt, um die Flüssig keit zu verdampfen bzw. zu verdunsten.

Stand der Technik

Fig. 9 zeigt schematisch den Aufbau eines herkömmlichen Heim-Befeuchtungsgeräts (i.f. kurz Befeuchter bzw. Luft befeuchter genannt), das ein kastenförmiges Gehäuse 80 auf weist, in dessem Inneren ein Zerstäubertank 81 untergebracht ist. Der Zerstäubertank 81 ist mit einem Ultraschall- Schwingungserreger 82 versehen, der an der Bodenplatte des Tanks angebracht ist. Am Bodenteil des Gehäuses sind fer ner ein Transformator 83, ein elektrisches Gebläse 84, das Luft zum Zerstäubertank 81 bläst, und eine Treiberschal tung 85 für den Schwingungserreger 82 angebracht. Im obe ren Teil des Gehäuses 80 sind ein Wassertank 87, der Was ser 86 speichert, und neben dem Wassertank 87 eine Abzugs röhre 88 untergebracht. An der Bodenplatte des Wassertanks 87 ist ein automatisches Wasserventil 89 befestigt. Das Gehäuse 80 ist im unteren Teil mit einer Luft-Einlaßöff nung 91 versehen, durch die die vom Gebläse 84 benötigte Luft einströmt. Die vom Gebläse 84 verdichtete Luft strömt in Richtung des Pfeils zunächst über die Treiberschaltung 85, so daß sie den Leistungstransistor der Treiberschal tung kühlt. Anschließend tritt die Luft in den Zerstäuber tank 81 ein, umströmt eine durch den Schwingungserreger gebildete Wassersäule 90 und tritt durch die Abzugsröhre 88 mit Wasser angereichert aus. Der günstigste Wasserstand in dem Wassertank 81 hängt von der Schwingungsfrequenz des Schwingungserregers 82 (im allgemeinen im Bereich zwischen 1,8 MHz und 2,4 MHz) und der Schwingungsleistung der Ab strahlfläche ab. Der Ultraschall-Schwingungserreger 82 und die Treiberschaltung 85 bilden eine Ultraschall-Zerstäu bereinheit 110.

Die herkömmlichen Ultraschall-Zerstäubungseinrichtungen haben insbesondere als Heim-Luftbefeuchter eine große Verbreitung gefunden, da sie eine angenehme Luftfeuchtig keit erzeugen. Die meisten Geräte sind jedoch für Räume mit einer Grundfläche von etwa 3,3 · 4 m² ausgelegt, für die eine Verdampfung bzw. Verdunstung von ungefähr 400 cm³/h erforderlich ist. Die Geräte sind dabei so ausge legt, daß sie bei voll gefülltem Wassertank 87 etwa 8 Stunden lang mit maximaler Leistung betrieben werden kön nen. Dementsprechend ist ein Wassertank mit einer Kapazi tät zwischen 4 und 5 Liter Wasser erforderlich. Da der Wassertank 87 auf dem Zerstäubertank 81 angebracht ist, ergibt sich ein großer Hohlraum 92 zwischen dem Transfor mator 83, dem Gebläse 84 und dem Wassertank 87, so daß die Zerstäubungseinrichtung relativ groß ist. Andererseits wäre auch bei kleinen Räumen mit einer Grundfläche von 2,25 · 3,3 m² bis 3,3 · 3 m² oder bei mit einer Heizung versehenen Räumen ein Luftbefeuchter pro Raum erforder lich. Die herkömmlichen Geräte benötigen jedoch viel Plat z, ihre Verdunstungskapazität ist für kleine Räume zu groß und ihre Anschaffungskosten zu hoch. Die macht es unmög lich, einen Luftbefeuchter für jeden Raum anzuschaffen, so daß sich das Problem ergibt, daß in der Regel nur ein Luftbefeuchter in einem relativ großen Raum, beispiels weise dem Wohnzimmer verwendet wird.

Im folgenden soll der Aufbau der Ultraschall-Zerstäuber einheit 110, die für den vorstehend beschriebenen Luftbe feuchter verwendet wird, in Verbindung mit den Fig. 10 und 11 beschrieben werden.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel für einen Ultraschall-Befeuch ter, der eine herkömmliche Zerstäubereinheit verwendet; Fig. 11 zeigt eine Aufsicht auf die Ultraschall-Zerstäu bereinheit. In den Fig. 10 und 11 bezeichnet das Be zugszeichen 101 eine Metall-Grundplatte mit einer großen Wandstärke, beispielsweise ein Aluminiumgußteil. Ein pie zoelektrischer Ultraschall-Schwingungserreger 103 in Form einer scheibenförmigen Piezokeramik ist mittels einer elastischen Abstützung 102 an der Metall-Grundplatte 101 befestigt. Die schwingende Fläche des piezoelektrischen Schwingungserregers 103 ist geneigt in Bezug auf die Metall-Grundplatte 103 angeordnet, d.h. auch in Bezug auf die Oberfläche des zu verdunstenden bzw. zu zerstäubenden Wassers. Eine gedruckte Leiterplatte 104 für die Treiber schaltung 103 ist mit Schrauben an dem einen Ende der Metall-Grundplatte 101 befestigt. Die so aufgebaute Ultra schall-Zerstäubereinheit 110 ist wasserdicht an einer Befestigungsöffnung im Boden des Wassertanks 112 be festigt, der das Wasser 111 speichert.

Ausdrücklich wird darauf hingewiesen, daß die schwingende Fläche des piezoelektrischen Schwingungserregers (im fol genden auch als Piezoschwinger bezeichnet) geneigt in bezug auf die Wasseroberfläche angeordnet ist, um den Zerstäubungswirkungsgrad zu erhöhen. Der Grund hierfür ist, daß die Zerstäubung im Bereich des vorderen Endes der Wassersäule 114 erfolgt, die durch die Ultraschallwellen erzeugt wird; wenn nun die schwingende Fläche des Schwin gungserregers 103 nicht geneigt ist, steigt die Wasser säule 114 senkrecht nach oben; in diesem Falle fallen große, nicht zerstäubte Wassertropfen an der Wassersäule herab, wodurch der Zerstäubungswirkungsgrad verschlechtert wird. Um dies zu verhindern, ist die schwingende Fläche geneigt, so daß auch die Wassersäule geneigt ist; hier durch wird verhindert, daß nicht zerstäubte große Wasser tropfen direkt an der Wassersäule herabfallen, so daß der Zerstäubungswirkungsgrad verbessert wird.

Bei der beschriebenen Zerstäubereinheit ist die Treiber schaltung unterhalb oder neben dem Piezoschwinger angeord net. In beiden Fällen sind die beiden Elemente mit Leitungs drähten verbunden. Dies erhöht die von der Einheit einge nommene Fläche; in Folge hiervon benötigt das Gerät, in das die Einheit eingebaut wird, viel Platz.

Wenn ferner die schwingende Fläche des Schwingungserregers 103 geneigt ist, ist die Neigungsrichtung der Wassersäule 114 entsprechend dem Typ der Ultraschall-Verdampungs- bzw. Verdunstungseinrichtung definiert, beispielsweise ent sprechend dem Aufbau der Zerstäubungsröhre oder dgl. Da die gedruckte Leiterplatte 104 unsymmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt des Schwingungserregers 103 angeordnet ist, ist es bei dem herkömmlichen in den Fig. 10 und 11 dargestellten Gerät schwierig, die Ultraschall-Zerstäuber einheit 110 gedreht an dem Gehäuseteil der Ultraschall- Verdunstungseinrichtung zu befestigen, um die Neigungs richtung der schwingenden Fläche des Schwingungserregers 103 vorzugeben. Dehalb sind in der Vergangenheit vier Arten von Ultraschall-Zerstäubereinheiten geliefert wor den, die die durch Pfeile A, B, C und D angegebenen Nei gungsrichtungen von Piezoschwingern ermöglichen, die Her stellung entsprechend ausgebildeter Ultraschall-Ver dunstungseinrichtungen erlauben. Deshalb sind vier Fer tigungslinien entsprechend der jeweiligen Neigungsrichtung des Piezoschwingers erforderlich gewesen, was Probleme aufgeworfen hat, da der Zusammenbau mühsam ist und der für die Herstellung erforderliche Aufwand erhöht wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ultraschall-Zerstäubungseinrichtung anzugeben, die im Vergleich zu herkömmlichen Geräten verkleinert und bei der der für die Produktion erforderliche Aufwand verringert ist.

Darstellung der Erfindung

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß wird eine kleine und wenig aufwendige Ultra schall-Zerstäubungseinrichtung geschaffen, die in einem relativ kleinen Raum untergebracht werden kann, und die sich dadurch auszeichnet, daß in einem Bereich bzw. Raum in dem Gehäuse der Einrichtung neben dem Zerstäubertank eine Energiequelle, die die für die Zerstäubereinheit notwendige Energie bereitstellt, und ein elektrisches Gebläse, das Luft zu dem Zerstäubertank bläst, longitudinal bzw. vertikal nebeneinander angeordnet sind.

Ferner wird die kleine und unaufwendige Zerstäubungsein richtung, die in einem relativ kleinen Raum untergebracht werden kann, dadurch weitergebildet, daß ein Teil der Bodenplatte des Wassertanks nach unten vorspringt; dieser Vorsprung ist so ausgebildet, daß er einen anderen Bereich als die Abzugsröhre für den Sprühnebel, der in dem Zer stäubertank gebildet wird, einnimmt; ferner sind ein Was serstands-Detektor, der einen unnötigen Energieverbrauch verhindert, sowie ein automatisches Wasserventil vorge sehen, das am Boden des Vorsprungs angebracht ist und Wasser in den Zerstäubertank nachfüllt.

Ferner ist bei einer Weiterbildung der Erfindung ein pie zoelektrischer Schwingungserreger auf einer Metall-Grund platte angeordnet, die Befestigungslöcher aufweist, die punktsymmetrisch zu dem Mittelpunkt des piezoelektrischen Schwingungserregers sind; eine Elektroden-Zuleitung, die den piezoelektrischen Schwingungserreger kontaktiert, ist direkt mit dem Leitungsmuster einer gedruckten Schaltung für die Treiberschaltung verbunden, die den piezoelektri schen Schwingungserreger zu Schwingungen anregt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu tert, in der zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht von vorne einer erfindungsge mäßen Zerstäubungseinrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt bei der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt bei der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht in Richtung des Pfeils C in Fig. 1,

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ausfüh rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ultra schall-Zerstäubereinheit,

Fig. 6 eine Aufsicht derselben,

Fig. 7 eine Ansicht von vorne dieser Einheit,

Fig. 8(a) einen Schaltplan eines Beispiels einer bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ver wendeten Treiberschaltung,

Fig. 8(b) eine Treiberschaltung, die Maßnahmen zur Reduzierung des Rauschens aufweist,

Fig. 9 schematisch einen Querschnitt durch eine herkömmliche Einrichtung,

Fig. 10 eine Schnittansicht von vorne einer Ultra schall-Verdunstungseinrichtung, bei der eine herkömmliche Ultraschall-Zerstäubereinheit eingebaut ist, und

Fig. 11 eine Aufsicht auf eine herkömmliche Ultra schall-Zerstäubereinheit.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein erfindungsgemäßes Ausführungs beispiel. Ein Gerätekörper 1 hat einen rechteckigen hori zontalen Querschnitt und ist oben und unten offen. An der Grundfläche des Körpers ist eine Bodenplatte 2 mit Schrau ben 3 befestigt. In dem Körper 1 ist ein Zerstäubertank 4 vorgesehen, der nicht getrennt von dem Körper 1 aufgebaut ist. Um die Größe des Körpers 1 zu verringern, nutzt der Zerstäubertank 4 eine Seitenplatte 5 des Gerätekörpers 1 sowie Teile der vorderen und hinteren Frontplatte 6 bzw. 7 gemeinsam mit dem Körper 1 und ist aus der Seitenplatte 5 sowie der vorderen und hinteren Frontplatte 6 bzw. 7, einer Trennplatte, die sich in Längsrichtung im Mittelteil des Körpers 1 senkrecht zur Zeichenebene erstreckt, und einer Bodenplatte 9 zusammengesetzt.

Ein Ultraschall-Schwingungserreger (i.f. auch als Ultra schallschwinger bezeichnet) 10 ist an der Bodenplatte 9 des Zerstäubertanks 4 befestigt. Zur Befestigung des Ul traschallschwingers 10 ist ein ringförmiger Vorsprung 12 eines Metallgehäuse 11 bzw. einer Metallbüchse, die aus Aluminium oder dgl. besteht, und in die der Ultraschall schwinger 10 eingesetzt ist, durch eine nicht dargestellte Dichtung in eine kreisförmige Öffnung der Bodenplatte 9 eingesetzt. Schrauben 15 sind in Befestigungsvorsprünge 14 an vier Ecken des Gehäuses 11 bzw. Löcher in der Boden platte 9 eingesetzt. Die Schrauben 9 sind in Innengewinde eingedreht, die sich an der oberen Oberfläche der Grund platte 9 befinden. Ein Leistungstransistor 17, der den Ultraschallschwinger 10 treibt, ist an der unteren Ober fläche des Metallgehäuses 1 derart befestigt, daß er in Kontakt mit dem Wasser 18 in dem Zerstäubertank 4 steht und somit wassergekühlt wird; der Transistor 17 kann di rekt durch das Wasser in dem Zerstäubertank gekühlt wer den, so daß der Platzbedarf reduziert wird. Um den Aufbau der Treiberschaltung weiter zu verkleinern, ist an der unteren Fläche des Metallteils 11 ein Arm 19 vorgesehen; an dem Arm 19 ist ein Träger bzw. eine Leiterplatte 21 mittels einer Schraube 22 befestigt; verschiedene Elemen te, die auf der Platte 21 die Treiberschaltung bilden, sind um den Leistungstransistor 17 herum derart angeord net, daß die diesen umgeben, wodurch der Platzbedarf für die Zerstäubereinheit, die u.a. aus der Treiberschaltung einschließlich des Schwingungserregers 10, den Treiber elementen 20, dem Leistungstransistor usw. besteht, weiter verringert wird.

Der Raum 23 neben dem Zerstäubertank 4 wird durch eine quer bzw. horizontal verlaufende Unterteilungs- bzw. Trennplatte 24 unterteilt, die etwa in der Mitte des Kör pers 1 angeordnet ist. In dem Raum unter der Trennplatte 24 ist ein Transformator 25 vorgesehen, der Teil der Ener gieversorgung der Zerstäubereinheit 74 ist. Der Transfor mator 25 ist dadurch befestigt, daß Schrauben 28 in Vor sprünge 27 auf beiden Seiten am unteren Ende eines Be festigungsrahmens 26 des Transformators 25 eingesetzt und in Gewinde-Sacklöcher 30 eingeschraubt sind, die sich in in Längsrichtung verlaufenden Vorsprüngen 29 in den Innen seiten der vorderen und hinteren Frontplatten 6 bzw. 7 des Körpers 1 befinden.

Auf der waagrechten Trennplatte 24 ist ein elektrisches Gebläse 31 vorgesehen, das - wie in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt - Luft in den Zerstäubertank 4 bläst. Auf der Trennplatte 24 ist ein Sockel 33 zur Befestigung eines Antriebsmotors 32 vorgesehen; dabei bezeichnen das Bezugs zeichen 34 ein Joch, 37 eine Windung an dem Joch 34, 38 einen Rotor und 39 eine Abtriebswelle. Das Joch 34 des Motors 32 ist auf dem Sockel 33 angeordnet; Befestigungs schrauben 35 sind in Löcher in dem Joch 34 eingesetzt und in Innengewinde 36 in dem Sockel 32 eingeschraubt, so daß der Motor 32 befestigt ist. Die waagrechte Trennplatte 24 ist mit einer Öffnung 70 zur Ventilation und zur Leitungs verbindung versehen. Eine Seitenplatte 43 des Körpers 1 ist ebenfalls mit einer Belüftungs- und Ventilationsöff nung 71 versehen. Ein Gebläserad (Silocco) 41, das mit Schaufeln versehen ist, ist an der Abtriebswelle 39 be festigt. Eine waagrechte Unterteilungs- bzw. Trennplatte, die auch als unterer Gehäuseteil für das Gebläserad 41 dient, ist auf einen Vorsprung 42 an der Innenwand der Seitenplatte 43 des Körpers bzw. der vertikalen Trennplat te 8 aufgelegt und beispielsweise mit Klebstoff be festigt. Ein oberes Lager 44 des Rotors 38 ist in eine zentrale Öffnung in der waagrechten Trennplatte 40 einge paßt. Das Bezugszeichen 46 bezeichnet ein oberes Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt, das an der horizontalen Trennplatte 40 befestigt ist. Das Gehäuse 46 hat in seinem mittleren Bereich eine Einlaßöffnung 47; wie in Fig. 3 zu sehen ist, steht eine in dem Gehäuse 46 vorgesehene Aus laßöffnung in Verbindung mit einer Öffnung 49, die in der vertikalen Unterteilungs- bzw. Trennplatte 8 vorgesehen ist. Auf diese Weise ist das Gebläserad 41 horizontal gerichtet, so daß die Gesamthöhe des Gebläses 31 ein schließlich des Motors 32 zur Reduzierung der Größe des Gehäuses 1 verringert ist.

Ein Wassertank 50, der mit Wasser 18 gefüllt ist, hat eine Anlagekante 51, mit der er an der oberen Kante des Gehäu ses 1 anliegt. Wenn die Anlagekante 51 an dem Gehäuse 1 anliegt, wirkt der Wassertank 50 auch als Abdeckung für den Zerstäubertank 4, die verhindert, daß zerstäubtes Wasser aus dem Zerstäubertank 4 nach außen fließt.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein Teil der Grund platte des Wassertanks 50, und zwar der über dem Gebläse rad 41 liegende Teil nach oben versetzt und entsprechend die Seitenwand 52 ausgebildet, so daß sich eine Aussparung 53 ergibt, die als Lufteinlaß dient; eine Einlaßöffnung 54 ist zwischen der oberen Kante der Seitenplatte 43 des Körpers 1 und der Aussparung 53 ausgebildet; in der Ein laßöffnung 54 ist ein Filter 55 angebracht. Da sich die Einlaßöffnung 54 bei auf dem Fußboden stehendem Gerät sehr hoch oben befindet, wird das Ansaugen von Staub etc. mini miert; ferner kann auch dann, wenn sich die verschieden sten Gegenstände auf dem Fußboden befinden, sichergestellt werden, daß Luft angesaugt wird, so daß Einbaubeschränkun gen minimiert sind. Zudem wird der Strömungsweg von der Öffnung 54 zu dem Zerstäubertank 4, den das Gebläse 31 aufbringen muß, reduziert, da das Gebläse 31 oberhalb der Energieversorgung 25 und das Gebläserad (Silocco) 41 ober halb des Motors 32 sowie die Einlaßöffnung 54 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Wassertank 50 angeordnet sind. Da darü berhinaus der Leistungstransistor 17 wassergekühlt ist, ist eine Luftkühlung durch das Gebläse 31 nicht erforder lich, so daß die Kapazität des Gebläses 31 verringert wer den kann, was ebenfalls zur Verkleinerung der Abmessungen beiträgt.

Ein zylindrisches Element 56, dessen oberes und unteres Ende an der oberen bzw. unteren Begrenzungsplatte des Wassertanks 50 befestigt ist, ist an einem Teil des Was sertanks 50 entsprechend dem oberen Abschnitt des Schwin gungserregers 10 vorgesehen. Eine Abzugsröhre 57 für die Feuchtigkeit ist in das zylindrische Teil eingepaßt. Das untere Ende der Röhre 57 ist etwas höher als der Wasser spiegel L in dem Zerstäubertank 4, der durch das später beschriebene automatische Wasserventil 61 bestimmt wird.

Fig. 3 zeigt, daß an der einen Ecke des Zerstäubertanks 4 eine waagrechte Platte 58 befestigt ist, auf der ein Was serstands-Detektor 59 angebracht ist, der selbsttätig den Betrieb des Schwingungserregers 10 bei zu niedrigem Was serstand mittels eines Sicherungsschwimmers oder dgl. beendigt und unnötigen Energieverbrauch verhindert. Ein Teil 60 der Bodenfläche des Wassertanks 50, der dem Zer stäubertank 4 entspricht, springt vor, so daß er auch einen anderen Bereich als den Bereich in dem Zerstäuber tank 4, in dem der Schalter 59 vorgesehen ist, sowie den Bereich, der von der Abzugsröhre und dem Wasser eingenom men wird, einnimmt; an der unteren Fläche des vorspringen den Bereichs 60 ist ein automatisches Wasserventil 61 angebracht, durch das Wasser 18 durch den vorspringenden Bereich 60 zur Vergrößerung der Flächen eingefüllt wird,

Das automatische Wasserventil 61 besteht - wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist - aus einem Rohr 62 mit Außengewinde, das von der unteren Fläche des vorspringen den Bereichs vorspringt, einem Rohr 63 mit Innengewinde, das in das Außengewinde des Rohrs 62 geschraubt ist, einem rohrförmigen Ventilsitz 64, der koaxial mit dem Rohr 63 angeordnet ist, einer in den Ventilsitz 64 eingesetzten Stange 66, deren unteres Ende mit der Bodenfläche des Zerstäubertanks 4 mittels eines Zapfens 65 verbunden ist, einem Ventilkörper 67, der auf- und abbewegbar an der Stange 66 angebracht ist, und einer Vorspannungsfeder 69, die um die Stange 66 gewickelt ist und zwischen den Ven tilkörper 67 und einen Feder-Einspannbund 68 am oberen Ende der Stange 66 eingespannt ist. Wenn sich der Wasser stand L in dem Zerstäubertank 4 unter die untere Oberflä che des Rohrs 63 erniedrigt, wird ein Luft-Strömungsweg geöffnet, so daß Luft zwischen dem Ventilsitz 64 und dem Ventilkörper 67 hindurch treten kann; hierdurch fließt die gleiche Wassermenge wie Luft in den Wassertank 50 eingetreten ist, vom Wassertank 50 in den Zerstäubertank 4; dieser Mechanismus ist wohlbekannt.

In der Zerstäubungseinrichtung schwingt der Schwingungser reger 10, so daß sich eine Wassersäule 72 in der Abzugs röhre 57 bildet; um die Wassersäule 72 bildet sich Sprüh nebel, der von dem Luftstrom in der Abzugsröhre 57, der durch das Gebläse 31 erzeugt wird, mitgenommen wird und aus dem Abzugs-Strömungsweg austritt, der durch eine die Strömung lenkende Platte 73 definiert ist. Es ist zu be achten, daß der Schwingungserreger 10 geneigt ist, so daß sich eine geneigte Wassersäule 72 bildet, wodurch verhin dert wird, daß der erzeugte Sprühnebel wieder in die Was sersäule zurückfällt; dies erhöht die Zerstäubungs-Ausbeu te.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für eine Ultraschall-Zerstäubereinheit beschrieben werden, wie sie für die vorstehend beschriebe ne Einrichtung verwendet werden kann.

Hierzu soll auf die Fig. 5 bis 7 bezug genommen werden:

Eine Metall-Grundplatte 120, die beispielsweise aus Alumi nium mit einer Dicke von etwa 0,8 bis 1 mm besteht, weist an gegenüberliegenden Seiten Seitenteile 121 A und 121 B auf, die senkrecht umgebogen sind. Im Mittelabschnitt der oberen Oberfläche der Grundplatte 120 sind eine ringförmi ge Rippe 124, die in eine Befestigungsausnehmung 123 der Bodenfläche 122 des Wassertanks einer Verdunstungseinrich tung eingepaßt ist, radiale Rippen 125, die sich außerhalb der ringförmigen Rippe 124 erstrecken, Befestigungsteile 127, die an den vier Ecken vorgesehen sind, Befestigungs löcher 128, die dazu dienen, die Grundplatte 120 an der Ultraschall-Zerstäubungseinrichtung zu befestigen, sowie ein Befestigungsloch 126 innerhalb der ringförmigen Rippe 124 vorgesehen; die vorstehend beschriebenen Teile können beispielsweise gleichzeitig durch einen Preßvorgang in der Platte 120 erzeugt werden.

Ein Schwingungserreger-Aufbau 130 besteht aus einem schei benförmigen piezoelektrischen Schwingungserreger 132, der eine Elektrode 131 auf einer ultraschallabstrahlenden Oberfläche der scheibenförmigen piezoelektrischen Keramik und auf der gegenüberliegenden Seite eine Gegenelektrode 131 B aufweist, einem Element 135 aus einem elastischen Harz, das die Form eines Rohrs mit geschlossenem Ende hat und das an seiner inneren Umfangsfläche mit einer schräg zur Rohrachse verlaufenden ringförmigen Ausnehmung 133 und an seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Vielzahl von ringförmigen konvexen Vorsprüngen 134 versehen ist, einer ersten Elektrode 136 A, die mit einem Teil der Elektrode 131 A auf der Strahlungsseite in Kontakt steht und einer zweiten Elektrode 136 B, die in federndem Kontakt mit der Gegenelektrode 131 B ist. Die zweite Elektrode 136 B, die die Gegenelektrode 131 B des piezoelektrischen Schwin gungserregers 132 kontaktiert, ist in dem Element 135 angeordnet; ein Anschlußdraht 137 B für die zweite Elek trode 136 B ist durch den Boden des federnden Elements 135 geführt. Die erste Elektrode 136 A, die den herumgezogenen Teilabschnitt der Elektrode 131 A des piezoelektrischen Schwingungserregers 131 kontaktiert, ist dem piezoelektri schen Schwingungserreger 132 überlagert; beide Elemente sind wasserdicht an der inneren Umfangsfläche der geneig ten ringförmigen Ausnehmung 133 in dem Element 135 einge paßt; ein Zuleitungsdraht 137 A der ersten Elektrode 136 A ist durch das Bodenteil des Elements 135 nach außen ge führt.

Ferner ist ein Identifizier-Vorsprung 138 mit konvexer Form an der inneren Umfangsfläche des Elements 135 vorge sehen, der die Neigungsrichtung (Pfeil X) des piezoelek trischen Schwingungserregers 132 angibt.

Der vorstehend beschriebene Schwingungserreger-Aufbau 130 ist wasserdicht in die innere Umfangsfläche der Schwin gungserreger-Befestigungsausnehmung 126 der Grundplatte 120 eingepaßt, so daß die Neigungsrichtung des piezoelek trischen Schwingungserregers 132 in eine vorgegebene Rich tung gerichtet ist.

Die Metall-Grundplatte 120 hat eine im wesentlichen quadra tische Form, wie dies aus Fig. 6 zu erkennen ist; ferner ist ihre Form punktsymmetrisch zum Mittelpunkt des piezo elektrischen Schwingungserregers 132; die in den Befesti gungsabschnitten 127 an den vier Ecken der Grundplatte 120 vorgesehenen Befestigungslöcher 128 sind so angeordnet, daß sie ebenfalls punktsymmetrisch hinsichtlich des Mit telpunkts des piezoelektrischen Schwingungserregers 132 sind. Jedes der Befestigungslöcher kann - je nach Anwen dungsfall - ein Durchgangsloch oder ein mit einem Gewinde versehenes Loch sein.

Die Treiberschaltung für den piezoelektrischen Schwin gungserreger 132 kann beispielsweise eine selbstschwingen de "Colpitt"-Oszillatorschaltung sein, bei der die Kollek toren auf Bezugspotential liegen; eine derartige Schaltung ist in Fig. 8(a) gezeigt; die Treiberschaltung kann typischerweise auf einer gedruckten Schaltung 140 aufge baut sein (Fig. 7). Die gedruckte Schaltung 140 ist pa rallel zu dem ebenen Teil der Metall-Grundplatte 120 ange ordnet; die Verbindungsleitungen 137 A und 137 B der Elek troden 136 A und 136 B, die an den piezoelektrischen Schwingungserreger 132 gepreßt sind, sind direkt mit den Leiterbahnen 141 auf der Rückseite der gedruckten Schal tung verbunden. Die gedruckte Schaltung 140 ist an dem Seitenteil 121 mittels Schrauben befestigt; ferner ist sie mittels eines Bolzens 142 an dem anderen Seitenteil 121 B gehalten.

In dem Raum um den Aufbau 133 für den Schwingungserreger sind auf der gedruckten Schaltung 140 die Einzelteile 150 der Treiberschaltung angeordnet, beispielsweise ein Tran sistor TR, ein variabler Widerstand VR mit dem die Aus gangsleistung einstellbar ist, usw. Der Transistor TR ist mittels einer Schraube an einem nach innen umgebogenen Teil 151 des Seitenteils der Metall-Grundplatte befestigt, so daß die entwickelte Wärme abgegeben werden kann. Das Seitenteil 121 B ist mit einem Durchgangsloch 152 verse hen, so daß der "Trimm-Widerstand" VR von außen einge stellt werden kann.

Die vorstehend beschriebene Ultraschall-Zerstäubereinheit ist an der Seite der Zerstäubungseinrichtung dadurch be festigt, daß die Metall-Grundplatte in das Befestigungs loch 123 im Bodenteil 122 des Wassertanks der Zerstäu bungseinrichtung, der die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnimmt, mittels eines O-Rings 153 wasserdicht angebracht ist.

Wie in Fig. 7 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, ist ein Abschirmelement 155 so angeordnet, daß es die Rückseite der gedruckten Schaltung umgibt, um zu verhin dern, daß elektrische Störungen austreten; das Abschirm element 155 ist leitend mit der Grundplatte 120 verbunden.

In diesem Falle kann das Abschirmgehäuse aus Eisen oder einem BS-Blech mit einer Dicke von 0,3-0,5 mm bestehen. Ein LC-Filter kann - wie in Fig. 8(b) gezeigt ist - in die Spannungsversorgungs-Leitungen eingeschaltet werden, um zu verhindern, daß sich Störungen ausbreiten können. Wie vorstehend beschrieben, sind erfindungsgemäß die Ener gieversorgung, die die Energie für eine Zerstäubungsein heit und ein elektrisches Gebläse, das Luft in einen Zer stäubertank bläst, lateral bzw. horizontal in dem Raum neben dem Zerstäubertank in dem Geräte-Gehäuse angeordnet. Deshalb wird der in dem Gehäuse zur Verfügung stehende Raum effektiv genutzt, so daß die Verdunstungseinrichtung miniaturisiert wird und Verdunstungseinrichtungen geringer Kapazität auch in kleinen Räumen verwendet werden können, da sie nur wenig Platz benötigen. Zusätzlich ist eine Mi niaturisierung möglich, obwohl Zerstäubungseinrichtungen verwendet werden, die nur einen geringen Aufwand erfor dern.

Ferner springt erfindungsgemäß der Bodenteil eines Wasser tanks, der korrespondierend zu dem Zerstäubungstank in dem Gehäuse angeordnet ist, nach unten vor, so daß er nicht die Fläche beansprucht, die für die Auslaßröhre für die zerstäubte Flüssigkeit vorgesehen ist; darüberhinaus weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen Wasserstands- Detektor auf, der überflüssiges Heizen verhindert; ferner weist der Vorsprung zum Nachfüllen von Wasser in den Zer stäubertank ein automatisches Wasserventil auf, das in dem Bodenteil des Vorsprungs vorgesehen ist. Auf diese Weise kann der Raum in dem Zerstäubungstank effektiv genutzt werden, um eine Miniaturisierung der gesamten Einrichtung sicher zu stellen, was wiederum dazu beiträgt, daß eine Einrichtung mit geringer Kapazität auch in kleinsten Räu men verwendet werden kann, ohne daß aufwendige Bauteile erforderlich wären.

Hierbei werden besondere Vorteile durch die Realisierung der folgenden Merkmale erzielt:

1) Da die Befestigungslöcher 128 der Metall-Grundplatte 128 punktsymmetrisch in Bezug auf den Mittelpunkt des piezoelektrischen Schwingungserregers 132 sind, kann die Einbaulage der Einheit in Bezug auf die Zerstäubungsein richtung durch einfaches drehen geeignet festgelegt wer den. Deshalb kann auch bei einem geneigten Einbau der schwingenden Fläche des Schwingungserregers die Neigungs richtung optimal an die verschiedenen Verdunstungseinrich tungen angepaßt werden. Hierdurch wird die Herstellung, die Lagerhaltung und der Zusammenbau wesentlich verein facht.
2) Die Zuleitungen für die Elektroden, die an den piezo elektrischen Schwingungserreger 132 gepreßt sind, sind direkt mit den Leitungen der gedruckten Schaltung 140 verbunden, wobei die gedruckte Schaltung in der Nähe der Grundfläche des den Schwingungserreger tragenden Aufbaus 130 angebracht sind, um die Dicke des Aufbaus zu reduzie ren.
3) Die Bauteile der Treiberschaltung sind in dem Raum um den piezoelektrischen Schwingungserreger bzw. den diesen tragenden Aufbau auf einer gedruckten Schaltung angeord net, so daß die Packungsdichte vergrößert und die Miniaturisierung erhöht wird.
4) Die Metall-Grundplatte 120 wird von einem dünnen Blech, das beispielsweise aus Aluminium besteht, gebildet, und weist Rippen zur Erhöhung ihrer Steifigkeit, wie bei spielsweise die ringförmige Rippe 124, die den piezoelek trischen Schwingungserreger umgibt, und die radialen Rip pen 125 auf, die sich außerhalb der ringförmigen Rippe erstrecken, und die durch einen Preßvorgang oder dgl. hergestellt werden können, so daß die Produktionskosten verglichen mit einer dicken gegossenen Grundplatte wesent lich verringert werden.
5) Leitend mit der Grundplatte 120 ist ein dünnes Metall blech verbunden, das die Treiberschaltung vollständig umschließt; Filter sind in die Oszillatorschaltung und die gedruckte Schaltung eingebracht, so daß Netzstörungen und elektrische Störungen verringert werden.

Claims

1. Ultraschall-Zerstäubungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse der Ultraschall- Zerstäubungseinrichtung angrenzend an einen Zerstäubertank eine Energieversorgungseinheit zur Energieversorgung der Zerstäubereinheit und eines elektrischen Gebläses, das Luft zum Zerstäubertank bläst, angeordnet ist, wobei die Energieversorgungseinheit und das elektrische Gebläse vertikal übereinander (longitudinal) angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinheit unterhalb und das elektrische Gebläse oberhalb angeordnet sind, wobei das elektrische Gebläse mit einem "Silocco"- Gebläse versehen ist, das horizontal (lateral) angeordnet ist, und das Silocco-Gebläse an einem Antriebsmotor ange bracht ist, und
daß ein Lufteinlaß für das Gebläse zwischen dem Gehäuse und einem darin angeordneten Wassertank vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungstransistor der Zerstäubereinheit wassergekühlt wird.

4. Ultraschall-Zerstäubungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse der Zerstäubungs einrichtung ein Wassertank angeordnet ist, dessen Boden teil einen nach unten vorspringenden Teil aufweist, der so ausgebildet ist, daß er einen anderen Bereich als die Abzugsröhre für den in dem Zerstäubertank gebildeten Sprühnebel einnimmt, und
daß ein Wasserstands-Detektor, der unnötiges Heizen ver hindert, und ein automatisches Wasserventil, das an dem Bodenteil des Vorsprungs angebracht ist, für das Wasser in dem Zerstäubertank vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassertank mit seinem Außenumfang in wenigstens einen Teil der oberen Kante des Zerstäubertanks eingepaßt ist, und
daß der Wassertank so ausgebildet ist, daß er als Ab deckung für den Zerstäubertank dient.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzugstank bzw. die Ab zugsröhre sich durch den Wassertank erstrecken.

7. Ultraschall-Zerstäubereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß ein piezoelektrischer Schwin gungserreger auf einer Metall-Grundplatte angeordnet ist, die Befestigungslöcher aufweist, die punktsymmetrisch zu dem Mittelpunkt des piezoelektrischen Schwingungserregers sind, und daß eine Elektroden-Zuleitung den piezoelektri schen Schwingungserreger kontaktiert, die direkt mit dem Leitungsmuster einer gedruckten Schaltung für die Treiber schaltung verbunden sind, die den piezoelektrischen Schwingungserreger zu Schwingungen anregt.

8. Ultraschall-Zerstäubereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile der Treiberschal tung in dem Raum um den piezoelektrischen Schwingungser reger auf der gedruckten Schaltung angeordnet sind.

9. Ultraschall-Zerstäubereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-Grundplatte aus einem dünnen Blech besteht und eine ringförmige Rippe, die den Umfang des piezoelektrischen Schwingungserregers um gibt, sowie radiale Rippen aufweist, die sich außerhalb der ringförmigen Rippe erstrecken.

10. Ultraschall-Zerstäubereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschirmgehäuse in Form eines Metallblechs leitend mit der Metall-Grundplatte verbunden ist, so daß sie die gedruckte Schaltung um schließt, und daß die gedruckte Schaltung ein LC-Rausch filter aufweist.