DE879179C - Vorrichtung zum Beschallen, insbesondere von Aerosolen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Beschallen, insbesondere von Aerosolen Bei der Schallbehandlung für industrielle und medizinische Zwecke ist es üblich, die zu behandelnden Stoffe oder Körper unmittelbar den vom Schallerzeuger ausgehenden Schallwellen auszusetzen. Dabei wird die Schallstrahlung an die zu beschallenden Flächen und Räume zum Teil durch Schallführungsmittel angepaßt, die durch Reflexion die für den jeweiligen Zweck gewünschte Umlenkung, Sammlung oder Ausbreitung der vom Schallerzeuger ausgehenden Schallwellen bewirken.
• Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Schallwellen vom Schallerzeuger aus entlang der einen Seite einer schallübertragenden Wand geführt und die zu behandelnden Stoffe oder Körper auf der anderen Seite der Einwirkung der durch die Wand übertragenen Schallenergie ausgesetzt werden. Ein solches Verfahren erschließt Möglichkeiten der Schallübertragung mannigfacher Art. So läßt sich hiermit auf einfache Weise die Schallenergie von einem kleinen auf einen großen Querschnitt der Ausbreitung übertragen. Eine solche Verteilung von stark konzentriert verfügbarer Schallenergie auf eine große Fläche ist besonders erwünscht, wenn große Mengen eines Aerosols in dünner Schicht beschallt werden sollen.
• Weiterhin ergibt sich durch das neue Verfahren der Vorteil einer großen Freizügigkeit beim Gestalten des Behandlungsraumes, da die mittelbare Übertragung eine bequeme unabhängige Anpassung sowohl an die Eigenart der verwendeten Schallerzeuger als auch an die Form des Behandlungsraumes durch entsprechende Gestaltung der Schallführungsmittel gestattet.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. I eine Vorrichtung zur Beschallung von Aerosolen in horizontalem Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 2, Fig. 2 einen Axialschnitt zu Fig. I, Fig. 3 eine andere Ausführungsform -der-Vorrichtung im Querschnitt nach der Linie B-B der Fig. 4; Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie C-C der Fig. 3.
• Die dargestellten Vorrichtungen dieneri zur Ausscheidung von Schwebeteilchen aus Aerosolen.
• Sie bestehen im wesentlichen aus einer Behandlungskammer, die über ein besonderes, noch näher zu beschreibendes Übertragungssystem mit einer Ultraschalls irene verbunden ist.
• Fig. I und 2 zeigen eine Behandlungskammer in Form eines zylindrischen Ringraumes I. Die zu heschallenden Aerosole werden der Kammer I durch einen Kanal 2 oben zugeführt. Die Sirene 3 mit ihrem Läufer 4 wirkt nicht unmittelbar auf die Behandlungskammer ein, vielmehr wird die primäre axiale Schallstrahlung a (Fig. 2) ihres kreisringförmigen Lochkranzes 5 in die radial nach außen gerichtete Strahlung einer zylindrischen schallübertragenden Wand 6 als Sekundärstrahler transformiert, die die Innenbegrenzung der Behandlungskammer I bildet. Hierzu werden die von der Sirene ausgehenden Schallwellen in einem zylindrischen als Koppeiraum dienenden Ringkanal 7 auf der Innenseite der schallübertragenden Wand 6 entlang geführt. Die Wand 6 ist auf ihrem ganzen Umfang und ihrer ganzen Länge mit vielen Löchern 8 versehen, die als Ausgang für die radiale Strahlung der Schallenergie dienen. Am unteren Ende des Schalleitkanals 7 ist ein Reflektor g angeordnet, so daß sich in dem Kanal 7 ein System stehender Schallwellen ausbildet. Die Löcher 8 sind axial im Abstand einer halben Wellenlänge des Schalles (2/2) im /Kanal 7 angeordnet, derart, daß sie mit den für die Ausbildung der radialen Strahlung günstigsten Knotenstellen des stehenden Schallfeldes im Koppelraum zusammenfallen.
• Die radiale Schallstrahlung in der Kammer I ist quer zu der axial gerichteten Strömung des Aerosols gerichtet. Dabei ist der Abstand zwischen der schallübertragenden Wand 6 und der reflektierenden Außenwand der Kammer I so gewählt, daß die erste Xnotenzone der in der Kammer sich ausbildenden stehenden Schallwellen mit der Außenwandung zusammenfällt. Die Schwebeteilchen des Aerosols werden dann in einer Entfernung i/4 von der Außenwandung zusammengetrieben, koagulieren und fallen in Richtung der Strömung nach unten in einen Fangraum I0, während das gereinigte Gas durch einen Abzugskanal 11 fortgeführt wird.
• Die Gleichströmung der Sirene wird durch ein zentrales Rohr I2 abgeleitet, das über einen Durchgang unmittelbar oberhalb des Reflektors g mit dem Schalleitkanal 7 in Verbindung steht.
• Fig. 3 und + zeigen eine Beschallungsvorrichtung mit einer flachen ebenen Behandlungskammer I3, die über eine schallübertragende Wand 14 mit einem entsprechend großen ebenen Schalleitkanal 15 verbunden ist. Dieser ist durch ein Zwischen stück I6 an die Sirene I7 angeschlossen. Durch das Zwischenstück wird die kreisringförmige Fläche des Sirenenlochkranzes in den rechteckigen Querschnitt des Schalleitkanals übergeführt. Der Abstand zwischen der schallübertragenden Wand 14 und der gegenüberliegenden reflektierenden Wand der Kammer I3 ist wieder so gewählt, daß sich ein stehendes Schallfeld ausbildet, dessen erste ausgeprägte Knotenzone an der reflektierenden Wand der Kammer liegt. Die Schwebeteilchen, die sich unter dem Einfluß der Schallwellen in einem Abstand von etwa A/4 von der Wand sammeln und bei der Schwingung im Schallfeld teilweise koagulieren, sinken auf Fangbleche 18 herab, die in regelmäßigem Abstand schräg übereinanderliegend in der Kammer 13 angeordnet sind. Die Bleche können zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes in der Kammer I3 mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden sein, so daß sie die Schwebeteilchen anziehen und festhalten. Am Ende des Schalleitkanals 15 ist wieder ein Reflektor 21 angebracht. Dieser ist zum Durchlaß der Sirenengleichströmung mit Löchern 22 versehen.
• Sofern mit den Schwebeteilchen auch ein Teil des Gases der Behandlungskammer in den Staubkanal 10 abgezogen wird, ist eine Nachbehandlung zur restlosen Trennung von Gas und Sdiwebeteilchen vorzusehen.
• Bei der ringzylindrischen Form könnte die Behandlungskammer auch auf der Innenseite des Schalleitkanals liegen, oder es könnte dort zusätzlich eine zweite Behandlungskammer angeordnet sein. Ferner ließe sich durch ein kegelförmiges Verbindungsstück zwischen Sirene und Leitkanal oder Koppelraum der Durchmesser der Behandlungskammer über den des Sirenenlochkranzes vergrößern. Gegebenenfalls kann man auch auf die Anordnung einer fest angeschlossenen Schallkammer verzichten und die zu behandelnden Stoffe oder Körper z. B. durch Hilfsgeräte in das Schallfeld bringen.
• Es ist ferner möglich, eine ebene, scheil)enförmige Behandlungskammer unmittelbar an den Lochkranz der Sirene anzuschließen, wenn man die Schallwellen von einem zylindrischen Lochkranz der Sirene aus radial nach außen in einen den Lochkranz umschließenden kreisringförmigen Koppelraum leitet, oder indem man von einem axial strahlenden Lochkranz aus die Schallwellen in einen solchen kreisringförmigen Koppelraum umlenkt. So ist es möglich, die Schallenergie ohne große Trichter oder Schallführungskanäle auf eine große Fläche zu verteilen. Vorteilhaft wird man im Koppelraum sowohl als auch in der Beschallungskammer stehende Schallwellen erzeugen.
• Die Löcher in der schallübertragenden Wand können, wenn im Koppelraum nicht stehende, sondern fortschreitende Schallwellen erzeugt werden, in einem von i/2 abweichenden Abstand, insbesondere in kleinerem Abstand, angeordnet werden. Insbesondere bei der obenerwähnten kreisscheibenförmigen Schallkammer mit radialer Füh- rung der Schallwellen im Koppelraum kann es rorteilhaft sein, die Löcher in der schallübertragenden Wand mit der Entfernung von der Schallquelle größer bzw. zahlreicher werden zu lassen. Will man die Möglichkeit eines Gasübertritts durch die schallübertragende Wand völlig ausschließen, so kann man an Stelle von Öffnungen schallübertragende Membranen vorsehen oder die ganze schallübertragende Wand als Membran ausbilden.
• Die Stärke des Schalleitkanals und seine Länge ist der Frequenz und Intensität des erzeugten Schalles und den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen. um einen möglichst guten Wirkungsgrad der Schallül>ertragung zu erzielen.
• Das neue Verfahren läßt sich auch mit Sirenen anderer Bauart und auch mit anderen Luftschallerzeugern durchführen. Schließlich ist es sinngemäß auf Einrichtungen zur Erzeugung und Übertragung von Flüssiglceitsschall anwendbar.
• PATENTANSPROCHE: I. Vorrichtung zur Beschallung, insbesondere von Aerosolen, zur Ausscheidung der in ihnen enthaltenen Sehxvebeteilchen, gekennzeichnet durch eine schallübertragende Wand (6, 14), die so zu dem Schallerzeuger (3. I7) angeordnet ist, daß die Schallwellen durch einen Kanal (7, I5) entlang der einen Seite der schallübertragenden Wand geführt werden, während auf der anderen Seite der Beschallungsraum (I, I3) angeordnet oder anschließbar ist.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen entlang der schallübertragenden Wand (6, Ißj sich erstreckenden Schallführungskanal (7. 15) zur Ausbildung stehenden Schallwellen.

   3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, insbesondere mit einer Sirene als Schallerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schallerzeuger (3, I7) ein Ringkanal (7) angeschlossen ist, in dem die Schallxvellen in axialer Richtung geführt werden und dessen Außen- bzw. Innenwand zur Schallübertragung auf die Behandlungskammer dient.

   4. Vorrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der schallübertragenden Wand (6, 14) und der gegenüberliegellden reflektierenden Wand des Behandlungsraumes so groß in bezug zur Wellenlänge des Schalters ist, daß sich die reflektierende Wand an der Stelle der ersten Knotenzone befindet.

   5. Vorrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallführungskanal (7, I5) zur Erzeugung stehender Wellen an seinem Ende mit einem Reflektor (9, 2I) versehen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schallübertragende Wand (6, 14) durch eine an sich schallundurchlässige Trennwand gebildet wird, die mit vielen Öffnungen für den Schalldurchlaß versehen ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der schallübertragenden Wand in Abständen, die der halben Wellenlänge des Schalles im Führungskanal entsprechen, an den günstigsten Stellen zur Schallübertragung angeordnet sind.

   S. Vorrichtung nach Anspruch I oder einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schallübertragende Wand als Membran ausgebildet oder mit vielen membranförmigen Ühertragungsstellen versehen ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schallerzeuger und iKoppelraum durch einen Zwischenkanal (I6) miteinander verbunden sind, der die Schallwellen aus ihrer ursprünglichen Richtung in eine dem Koppelraum angepaßte Richtung und Zuordnung umlenkt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch I oder 9, dadadurch gekennzeichnet, daß an den Schallerzeuger (I7) ein flacher ebener Führungskanal (I5) mit schallübertragender Wand (14) angeschlossen ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch I0, gekennzeichnet durch einen langgestreckten ebenen Führungskanal mit im wesentlichen paralleler Schallwellenführung in Längsrichtung des Kanals.

   I2. Vorrichtung nach Anspruch I0, gekennzeichnet durch einen ebenen, kreisringförmigen Führungskanal mit radial nach außen gerichteter Schallwellenführung, der vorzugsweise an den Lochkranz einer Sirene angeschlossen ist.