DE758686C

DE758686C - Einrichtung zum Erzeugen mechanischer Ultraschallschwingungen

Info

Publication number: DE758686C
Application number: DEM146783D
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Muck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1939-12-28
Filing date: 1939-12-28
Publication date: 1953-02-16

Description

Einrichtung zum Erzeugen mechanischer Ultraschallschwingungen Die bekannten Verfahren und tinrichtungen zur Erzeugung mechanischer Ultraschallschwingengen haben alle den Nachteil, daß sie nur eine geringe Leistung haben. Es ist daher bisher insbesondere nicht möglich gewesen, in einem Gas Ultraschallschwingungen von praktisch brauchbarer Leistung zu erzeugen. Gase haben eine so große Dämpfung, daß man sie sogar als Abschirrnmittel für Ultraschallschwingungen verwendet hat, beispielsweise an der Rückseite piezoelektrischer Kristallschwinger. Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung zum Erzeugen mechanischer Ultraschallschwingungen zu schaffen, die die bekannten Einrichtungen an Leistungsfähigkeit ganz erheblich übertrifft. Die Einrichtung nach der Erfindung stellt eine Verbesserung der bekannten Lochsirenen dar, bei denen ein Gasstrom durch eine durchlochte, umlaufende Scheibe periodisch unterbrochen wird und hierdurch je nach der Lochzahl und der Umdrehungsgeschwindigkeit Schwingungen von Schall- oder Ultraschallfrequenz erzeugt. Die Lochachsen können hierbei parallel oder schräg zur Achse des anblasenden Gasstromes stehen. Auch bei der Einrichtung nach der Erfindung wird ein Gasstrom mittels eines durchbrochenen Steuerkörpers, vorzugsweise einer durchlochten umlaufenden. Steuerscheibe, periodisch unterbrochen, doch sind erfindungsgemäß die Achsen der Durchbrechungen in der Bewegungsrichtung des Steuerkörpers abwechselnd vorwärts und rückwärts schräg gestellt. Bei den bekannten Einrichtungen mit gleichgerichteten geraden oder schrägen Durchbrechungen haben die durch die Lochscheibe erzeugten Gasstromstöße stets gleiche Richtung. Bei der Einrichtung nach der Erfindung haben sie abwechselnd entgegengesetzte Richtung. Hierdurch sind die erzielte Schwingung und ihre Wirkung erheblich kräftiger.
An Hand -zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele werden die Vorteile der Erfindung und weitere Einzelheiten erläutert.
In Fig. i ist ein Druckgasbehälter i mit einer als Düse 2 ausgebildeten Auslaßöffnung und mit einem Einlaßrohr 3 versehen. Vor der Düse 2 ist ein Steuerkörper 4 angeordnet, der in der Zeichnung nur teilweise und im Schnitt wiedergegeben ist. Der Steuerkörper kann in bekannter Weise als eine runde Scheibe ausgebildet sein, die von einem an sich beliebigen Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor, in Umdrehung versetzt werden kann. Am Umfang des scheibenförmigen Steuerkörpers 4 ist, wie in der Zeichnung im Schnitt gezeigt ist, eine Anzahl Löcher angebracht, und zwar derart, daß sich beim Umlaufen der Scheibe die Löcher an der Auslaßöffnung der Düse a vorbeibewegen. Strömt aus der Druckkammer i durch die Düse z ein Gasstrom, beispielsweise ein Luftstrom, aus, so wird dieser periodisch unterbrochen. Bei geeigneter Anzahl der Löcher und geeigneter Umdrehungszahl der Scheibe 4 wird der aus der Düse a austretende Gasstrom in Ultraschallfrequenz unterbrochen, so daß auf der der Düse abgewandten Seite der Scheibe ein in Ultraschallfrequenz unterbrochener Gasstrom entsteht. Der Gasstrom führt also mechanische Schwingungen in Ultraschallfrequenz aus, die bei genügender Größe der Einrichtung von beträchtlicher Leistung sein können.
Während jedoch bei den bekannten Anordnungen die beispielsweise zylindrischen Löcher des scheibenförmigen Steuerkörpers .4 achsparallel zueinander angeordnet sind, sind sie erfindungsgemäß, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zur Düsenachse schräg gestellt, und zwar abwechselnd nach links und rechts. Bewegt sich die Lochreihe des Steuerkörpers :I in der durch den Pfeil 5 angegebenen Richtung an der Düse 2 vorbei, so wird der aus der Düse leeraustretende Gasstrom abwechselnd nach links und rechts abgelenkt, so daß an der der Düse abgewandten Seite des Steuerkörpers Gasstromstöße von abwechselnd entgegengesetzter Richtung entsprechend dem Doppelpfeil 6 auftreten. Die Richtung der Gasstromstöße kann vorteilhaft durch eine Stoßfläche 7 noch besser festgelegt und gegebenenfalls in gewünschter Weise abgelenkt werden. Das Gas führt also an der der Düse a abgewandten Seite des Steuerkörpers mechanische Schwingungen aus, die bei geeigneter Ausbildung der Einrichtung in Ultraschallfrequenz erfolgen und von großer Energie sein können.
Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des in Fig. i gezeigten Ausführungsbeispieles, indem hier die Stoßfläche 7 noch einen zur Düsenachse parallelen Teil 8 besitzt. Dieser Teil der Stoßfläche ist in 1/4 Wellenlänge von der Düsenachse entfernt angeordnet und hat die Wirkung, daß jeweils die auf ihn gerichteten Gasstromstöße umgelenkt und tnit den Gasstromstößen der anderen Richtung phasengleich gleichgerichtet werden. Es treten hier also nur Gasstromstöße in der Richtung des Pfeiles 9 auf, die dafür eine gesteigerte Leistung haben.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern kann im Rahmen der Patentansprüche in mannigfacher Weise abgewandelt werden. So kann beispielsweise die Form der abwechselnd vorwärts und rückwärts schräg gestellten Durchbrechungen des Steuerkörpers 4 beliebig anders gewählt werden. Eine Regelung der Schwingleistung ist in bekannter Weise durch Steuerung des Gasdruckes möglich, während eine Frequenzänderung durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des Steuerkörpers geregelt werdenkann. Dieerfindungsgemäß in dem Gas erzeugten mechanischen Ultraschallschwingungen können entweder Selbstzweck sein, indem beispielsweise Aerosole beschallt werden, oder das schwingende Gas- kann bei genügender Energie auch als Mittel zum übertragen von Ultraschallschwingungen auf irgendwelche festen oder flüssigen Stoffe verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Einrichtung zum Erzeugen mechanischer Ultraschallschwingungen in Gasen, bei der ein Gasstrom mittels eines durchbrochenen Steuerkörpers, vorzugsweise einer durchlochten umlaufenden Steuerscheibe, periodisch unterbrochen ,wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Durchbrechutigen in der Bewegungsrichtung des Steuerkörpers abwechselnd vorwärts und rückwärts schräg gestellt sind.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der von der Auslaßöffnung (Düse 2) abgewandten Seite des Steuerkörpers Mittel zur seitlichen Ableitung der Gasstromstöße, beispielsweise eine Kammer mit senkrecht zur Düsenachse angeordneter Stoßfläche (7), vorgesehen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Mittel zur seitlichen Ablenkung dir Gasstromstöße, daß die nach der einen Querrichtung abgelenkten Gasstromstöße reflektiert und mit den nach der anderen Querrichtung abgelenkten Gasstromstößen, vorzugsweise phasengleich, gleichgerichtet werden. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß -zur Reflektierung der Gasstromstöße eine zur Düsenachse parallele und von dieser vorzugsweise um 1/a Wellenlänge entfernte Stoßfläche (8) vorgesehen ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 33 O22, 297978 395 023, 471 770; Bergmann, Ludwig, »Der Ultraschall«, 2. Aufl., Berlin 1039, S. 3 bis. 6; Warburg, Emil, »Lehrbuch der Experimentalphysik«, i2. und 13. Aufl., Tübingen 1912, S. roh bis, io8.