DE966620C

DE966620C - Einrichtung zum Herstellen von Aerosolen

Info

Publication number: DE966620C
Application number: DES26275A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Eugen Sauter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-12-12
Filing date: 1951-12-12
Publication date: 1957-08-29

Description

Einrichtung zum Herstellen von Aerosolen Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Herstellen von Aerosolen, insbesondere solchen zur medizinischen Inhalation oder Desinfektion.
Auch in der chemischen und in der Nahrungsmittelindustrie ist diese Aufgabe häufig gegeben, beispielsweise bei der Herstellung von Milchpulver.
Zerstäubtlngsgeräte sind in großer Zahl bekannt.
Beispielsweise ist eine Zerstäubungsvorrichtung bekannt, bei der die zu zerstäubende Flüssigkeit von einem über eine Flüssigkeitsansaugdüse hinstreichenden Gasstrom aufgenommen wird. Zu einer feineren Zerstäubung sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen die Flüssigkeit mittels eines Schall- oder Ultraschallschwingers zerstäubt wird.
Dennoch besteht in der Praxis häufig der Wunsch nach einer Zerstäubungseinrichtung, die eine noch feinere Zerstäubung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Einrichtung nach der Erfindung gelöst. Die Einrichtung besteht erfindungsgemäß aus der Kombination einer Zerstäubungsvorrichtung, bei der die zu zerstäubende Flüssigkeit von einem annähernd im rechten Winkel über eine Flüssigkeitsansaugdüse hinstreichenden Gasstrom aufgenommen wird, und einer Zerstäubungsvorrichtung, bei der die Flüssigkeit mittels eines Schall- oder Ultraschallschwingungserzeugers zerstäubt wird, wobei die Ansaugdüse in an sich bekannter Weise selbst einen Teil des Schwingungserzeugers darstellt.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Es ist beispielsweise möglich, die Düse. selbst als einen Teil eines Schwingungsgebers auszubilden, wobei sie aus einem piezoelektrischen, vorzugsweise kera- mischen Schwingkörper bestehen kann, der mit einer oder mehreren Bohrungen, insbesondere in der Größenordnung von Kapillaren, versehen ist.
Durch die Einrichtung nach der Erfindung ist es möglich, die zu zerstäubenden Flüssigkeitsteilchen besonders klein zu halten. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann diese Teilchengröße noch weiter herabgesetzt werden. wenn die Flüssigkeit bei der Zerstäubung einem elektrostatischen Feld ausgesetzt wird, das in dem Zerstäubungsraum vor zudem Düsenmund erzeugt wird. Es ist bekannt, daß die Einwirkung eines statischen Feldes auf eine Flüssigkeit die Oberflächenspannung der Flüssigkeit herabsetzt. Durch die zusätzliche Anordnung eines statischen Feldes bei der Einrichtung nach der Erfindung können also noch feiner zerteilte Aerosole hergestellt werden.
In der Zeichnung sind in den Fig. I und 2 zwei Ausführungsmöglichkeiten der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt.
In der Fig. I besteht der Düsenkörper I aus ferromagnetischem Stoff, z. B. Nickel, und stellt den Schwingkörper eines WIagnetostriktionsschwingers dar. Der Düsenkörper ist von der Erreger wicklung 2 umgeben. Ferner besitzt er eine Kapillare 3> in die im Schwingknoten des Düsenkörpers das Zuleitungsrohr 4 einmündet. Das Blasrohr j ist so angeordnet, daß sein Gasstrom über den Düsenmund hinwegstreicht, die Flüssigkeit ansaugt und zerstäubt. Zusätzlich wird die Flüssigkeit am Düsenmund durch die vom Düsenmund entstehenden Schall- bzw. Ultraschallschwingungen zerstäubt. Die Wirkung dieser Schwingungen ist besonders kräftig, weil die Schwingungsamplitude des Düsenkörpers an dessen Enden am größten ist.
Der Körper I besitzt an seinem oberen Ende eine trichterförmige Vertiefung, so daß immer eine gewisse Flüssigkeitsmenge den Schall- bzw. Ultraschallschwingungen ausgesetzt ist.
Der Düsenkörper I ist ferner an den Hochfrequenzgenerator 7 angeschlossen und steht zusammen mit diesem auf Hochfspannungspotential gegen Erde. Als Spannimgsquelle dient der Transformator 8. Unter dem Einfluß des elektrostatischen Feldes, das sich zwischen dem Körper I und einer über ihm angeordneten Elektrode 6 ausbildet, erniedrigt sich die Oberflächenspannung der zu zerstäubenden Flüssigkeit. Zur Erzeugung des Feldes kann auch ein hohes Gleichspannungspotential zwischen dem Körper I und der Elektrode 6 erzeugt werden, das sich deshalb gut eignet, da alle Flüssigkeitsteilchen gleichnamig aufgeladen werden und sich so in der Luft gegenseitig abstoßen.
In der Fig. 2 ist der Düsenkörper I ein Nickelrohr, dessen innerer Durchmesser verhältnismäßig klein ist. Das untere Ende des Schwingers taucht in das Vorratsgefäß 9, das die zu zerstäubende Flüssigkeit enthält. Die Enden des Körpers I sind abgeschrägt. Das Blasrohr ist wiederum mit 5 bezeichnet. Die zu zerstäubende Flüssigkeit steigt im Inneren des Körpers I hoch und wird von dem Luftstrom über die abgeschrägte Fläche des Düsen mundes geblasen. An der Schragfläche sind die IJltraschallschwingungen auf die Flüssigkeit wirksam; die Flüssigkeit wird hierdurch zusätzlich zerstäubt. Die Teile 2 und 6 bis 8 der Fig. I können in Fig. 2 in gleicher Weise ausgebildet sein. Der Einfachheit halber ist in Fig. 2 nur die Feldelektrode 6 dargestellt; diese hat wie in Fig. 1 Erdpotential, während der Körper I vorzugsweise unter negativer Spammng steht.
Die Verwendung eines piezoelektrischen Schwingers kann ähnlich erfolgen wie bei den beschriebenen Beispielen der Verwendung eines n.agnetostriktionsschwingers und ist daher in der Zeichnung nicht besonders dargestellt. Auch in diesem Falle wäre der Schwingkörper mit einer oder mehreren Bohrungen, z. B. Kapillarröhren, zu versehen, so daß die zu zerstäubende Flüssigkeit zu der schwingungsgebenden Fläche des Schwingers gelangt. Die weitere Anordnung der Elektrode und des Hochspannungsfeldes wäre sinngemäß wie bei den beschriebenen Beispielen auszuführen.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann mannigfach abgewandelt werden. Beispielsweise kann das Blasrohr 5, das bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 vorteilhaft aus Isolierstoff besteht, ganz oder teilweise metallisch sein und an Stelle der Elektrode ( Verwendung finden. Ferner ist es möglich, den Schwingkörper zur Vergrößerung der Oberfläche an der Seite, an der die zu zerstäubende Flüssig keit aus einer oder mehreren Kapillaren austritt, mit einem plattenförmigen Ansatz zu versehen.
Weiterhin kann die der Einrichtung nach der Erfindung zugeführte Flüssigkeit vorgewärmt werden, um auch hierdurch eine weitere Herabsetzung der Oberffächenspannung zu erzielen. Besonders gute Wirksamkeit der Einrichtung nach der Erfindung dürfte gegeben sein, wenn die über die Düse hinstreichende Luft erhitzt wird.
Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist es auch keineswegs nötig, daß der Schwingungserzeuger bis zum Düsenmund heranragt. So ist beispielsweise eine Ausführungsform der Einriciltung nach der Erfindung denkbar, bei der gemäß Fig. I oder 2 auf den Schwingkörper I ein aus einem anderen Stoff bestehender Düsenmund aufgesetzt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zum Herstellen von Aerosolen, insbesondere für medizinische Zwecke, gekennzeichnet durch die Kombination einer Zerstäubungsvorrichtung, bei der die zu zerstäubende Flüssigkeit von einem annähernd im rechten Winkel über eine Flüssigkeitsansaugdüse hinstreichenden Gasstrom aufgenommen wird, und einer Zerstäubungsvorrichtung, bei der die Flüssigkeit mittels eines Schall-oder Ultraschallschwingungserzeugers zerstäubt wird, wobei die Ansaugdüse in an sich bekann- ter Weise selbst einen Teil des Schwingungserzeugers darstellt.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem piezoelektrischen, vorzugsweise keramischen Schwillgkörper besteht, der mit einer oder mehreren Bohrungen, insbesondere in der Größenordnung von Kapillaren, versehen ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmund mit einer Fläche umgeben ist, über die die zu zerstäubende Flüssigkeit abstreicht.
4. Einrichtung nach Anspruch 3 mit im wesentlichen senkrecht nach oben gerichteter Düse, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmund von einer trichterförmigen Vertiefung umgeben ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenmund mit einer derart zur Düsenachse schrägen Fläche, z. B.

450, versehen ist, daß der Gasstrom auf diese Fläche auftrifft.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zerstäubungsraum an der Düsenmündung in einem elektrostatischen Feld befindet, wobei die Düse oder ein Teil derselben -vorzugsweise metallisch ist und eine Feldelektrode bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung M 5996 V/85 g; USA.-Patentschriften Nr. 2 481 620, 2 453 595; schweizerische Patentschrift Nr. 273 336.