DK174157B1 - Sprøjtedyse og fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler - Google Patents

Description

DK 174157 B1

Den foreliggende opfindelse angår en sprøjtedyse og en fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler, og især en fremgangsmåde til at udsende væske som meget fine partikler, og en dyse, som hovedsageligt benytter trykluft som højtryksgas til at udsprøjte væske.

5 Dyserne vist i fig. 1 og 2 er blev udviklet til at udsprøjte væske som fine partikler. Sprøjtedysen vist i fig. 1 frembringer et første stadium af små væskedråber 2 ved at tilføre væske til den cylindriske luftpassage 1, hvor den blandes med luft i blandekammeret 1', der er beliggende ved enden af luftpassagen, og udsendes fra enden af dysen. Strålerne bestående af det første stadium af væskedråber 2 konvergerer indbyrdes og støder sammen til dannel-10 se af endnu finere partikler af et andet stadium af små væskedråber 3. Denne udformning af en sprøjtedyse kan udsende vand som 10 pm partikler ved en sprøjterate på 1 kg/min., med et lufWvæskeforhold på 2300Nl/kg.

Sprøjtedysen vist i fig. 2 er et dobbelt rørarrangement, som udsender væske fra en midteråbning 4 og trykluft fra området, der omgiver væsken. I denne sprøjtedyseudformning 15 forstyrres væske, der udsendes ved midten, af den omgivende luft til dannelse af små drå ber. Denne forstyrrelse ved hjælp af den omgivende luftstrøm fortsætter indad mod midten af væsken, men, medens den gør dette, aftager luftens hastighed gradvis og resulterer i større væskedråber. Dette skyldes, at dråberne der omgiver væsken, der udsendes i midterområdet, forstyrrer dennes evne til at blive blandet med luft, og dårlig blanding resulterer 20 i større dråber.

Sprøjtedyseme vist i fig. 1 og 2 gør det muligt at danne fine dråber af en væske ved hjælp af trykluft. Imidlertid kan sprøjtedysen vist i fig. 1, selvom den kan benyttes til en væske såsom rent vand, der ikke indeholder faste bestanddele, ikke benyttes til væsker, som indeholder faste bestanddele, såsom spraytørringsvæsker. Dette skyldes, at når dråberne tørrer 25 inden i blandekammeret Γ, danner faste bestanddele, der er opløst i væsken en slam, som progressivt akkumuleres på kammervæggene, og inden for blot nogle min. drift tilstopper denne akkumulerede slam blandekammeret Γ. Selvom denne slamdannelse på kammer- DK 174157 B1 2 væggene er meget lille, vil den forstyrre luftstrømmen med høj hastighed tilstrækkeligt, til at forhindre dannelsen af fine væskedråber. Specielt kan væsker, som indeholder faste bestanddele ikke udsprøjtes med mindre, der er tilvejebragt en dysekonstruktion, som undgår aflejringer på alle steder ved sprøjtedysens ende.

5 Sprøjtedysen vist i fig. 1 er en dyse med såkaldt indre blanding, som blander luft og væske inden i selve sprøjtedysen. Denne dyse er begrænset til kun at udsende væsker, som ikke danner faste stoffer, når de tørres, og har den ulempe, at den ikke kan udsprøjte fine partikler, af uensartede væsker.

Sprøjtedysen vist i fig. 2 er af typen med ydre blanding, og som blander luft og væske 10 udenfor sprøjtedysen. Dysetilstopning, som beskrevet ovenfor, opstår ikke ved denne sprøjtedyse. Imidlertid er det ved denne sprøjtedyse nødvendigt at gøre midteråbningen 4 meget lille og udsende væske i en meget smal strøm for at danne fine partikler. Som følge af, at midteråbningen 4 ved denne sprøjtedysekonstruktion skal være meget lille, er mængden af udsprøjtet væske pr. tidsenhed meget lille. Til partikeldiametre på 10 pm eller 15 mindre, har denne sprøjtedyses midteråbning en indre diameter på 0,2 mm ved et luft/væ-skeforhold på 2000 Nl/kg. Udsprøjtningsraten overskrider i dette tilfælde end ikke 15 g/min. Forsøg på at forøge størrelsen af midteråbningen og opnå fine partikler resulterer i meget store luft/væskeforhold fra 10.000 til 100.000 Nl/kg. Dette forøger drastisk mængden af den benyttede trykluft og kan ikke benyttes i praksis.

20 De kendte systemer med indre blanding fremkom på baggrund af anstrengelser for at opnå fine partikler ved at forbedre luft-væskeblandingen og dispersionen sprøjtedyse med to fluidumfaser. En sprøjtedyse med to fluidumfaser er en dyse, hvor fluidum i væskefase omdannes til fine partikler ved påvirkning af trykluft i gasfase. Imidlertid bevirker udsprøjtning af væsker, såsom spraytørringsvæsker, der indeholder faste bestanddele, med 25 en dyse med indre blanding, indre størkning og dysetilstopning. Som følge heraf er det nødvendigt at udsprøjte væsker, såsom spraytørringsvæsker, der indeholder bestanddele, der bliver faste, når de tørrer, ved hjælp af en dyse, med en ydre blanding.

3 DK 174157 B1

Luft/væskeforholdet må ved en sprøjtedyse med ydre blanding være meget stor for at opnå fine partikler. Specielt har denne type sprøjtedyse den ulempe, at der forbruges store mængder trykluft. Yderligere kan sprøjtedy sediameteren ikke være stor. Da der ikke forefindes en dyse, der er i stand til at forstøve store mængder væske, må flere hundrede til 5 flere tusinder sprøjtedyser kombineres for dannelsen af et anvendeligt udsprøjtningsapparat. Dette er for nuværende ikke praktisk anvendeligt.

Både sprøjtedyseme vist i fig. I og 2 udsender dråber i et fuldt keglemønster, ikke i et hult keglemønster. En hul kegle er en type sprøjtemønster, som er ringformet. I modsætning hertil er en fuld kegle en konus af udsendte dråber med et indre, der er fuldstændigt fyldt 10 med væskedråber. Generelt er hule kerner bedre til spraytørringsformål. Dette skyldes, at ved et konusmønster, der er fuldstændig udfyldt med væskedråber, forhindres dråberne ved midten i at blive tørret hurtigt.

Den foreliggende opfindelse har til formål at løse disse og yderligere ulemper ved kendt teknik. Det er således det primære formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe 15 en sprøjtedyse og en fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler, ved hvilken der til stadighed sikres stor udsprøjtningsmængde ved brug af en enkelt dyse, som kan udsprøjte væske som meget fine partikler med et ensartet størrelsesfordeling ved brug af små mængder gas eller lavt gas/væskeforhold, og som samtidig kontinuerligt kan udsprøjte endog væsker, som indeholder faste bestanddele, over lange tidsperioder uden slamophob-20 ning.

Det er et andet primært formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en sprøjtedyse og en fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler, ved hvilken et antal væsker kan blandes i en enkelt sprøjtedyse.

Det er endvidere et primært formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en 25 sprøjtedyse og en fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler, ved hvilken det også om nødvendigt er muligt at udsende væsken i et hult konusmønster.

Ovennævnte og yderligere formål og træk ved opfindelsen vil fremgå nærmere af den efterfølgende detaljerede beskrivelse under henvisning til tegningen.

DK 174157 B1 4

Det er ved hjælp af den foreliggende opfindelse lykkedes at afhjælpe ulemperne ved kendt teknik ved at udsprøjte væske i overensstemmelse med den efterfølgende fremgangsmåde.

5 Den overlegne evne, fremgangsmåden og dysen ifølge opfindelsen har til at danne meget fine partikler illustreres ved hjælp af en række udførelsesformer. Ved den foreliggende opfindelse tilvejebringes der supersoniske gasstrømme, der ledes mod en kant langs to væskestrømsflader, der danner nævnte kant. Normalt er de supersoniske gasstrømme luftstrømme. Afhængigt af anvendelsen kan der også benyttes andre gasser, såsom nitro-10 gen. Et kollisionspunkt dannes i området ved enden af kanten, hvor de supersoniske gasstråler mødes. En kraftig chokbølge dannes ved dette gasstrålekonvcrgenspunkt. En spalte tilvejebringes langs en væskestrømsflade, så at den forlængelse vil blive skåret af en gasstråle. Når væske sendes ud af spalten tvinger gasstrømmen denne mod væskestrømsfladen, mens den spredes ud til en tynd film. I denne tilstand strømmer væsken mod 15 kanten langs væskestrømsfladen. Den strømningsrate vokser, hvorved væsken bliver stadig tyndere, og denne strømmende tynde film slipper ved spidsen under dannelse af væskedråber. Væskedråbeme suges ind i konvergenspunktet for gasstråleme der rammer hinanden, og chokbølgen bevirker ved gasstrålekonvergenspunktet en yderligere opsplitning til dannelse af meget små væskedråber. De meget små væskedråber medføres af den kombi-20 nerede strøm af gasstrålerne fra begge sider af kanten til hurtigt at blive ført væk fra dysen,

Sprøjtedysen ifølge opfindelsen kan have et antal spalter, der er tilvejebragt på en væskestrømsflade og kan tilføre væske til væskestrømsfladen på begge sider af kanten. Væskerne der tilføres til væskestrømflademe fra et antal spalter, sammenblandes på væskestrømfla-deme, når de formes til en tynd film. Når den tynde film slipper kanten, kolliderer den med 25 en strømmende tynd film fra væskestrømsfladen på den modsatte side af kanten til at blive blandet med denne og danne væskedråber. Det sted, hvor strømmende tynde film kolliderer, kaldes væskekonvergenspunktet. Væskedråbeme, der dannes ved væskekonvergens- 5 DK 174157 B1 punktet, suges ved hjælp af gasstrømmen ind i gasstrålekonvergenspunktet, og de blandes yderligere og opsplittes på grund af chokbølgen til dannelse af meget små væskedråber.

Kort fortalt gør udsendelsesmetoden ifølge den foreliggende opfindelse brug af en supersonisk gasstrøm til tyndt at udsprede væske på en væskestrømflade til dannelse af en strøm-5 mende tynd film. Den strømmende tynde film opsplittes ved hjælp af en chokbølge ved et gasstrålekonvergenspunkt. Ved hjælp af denne fremgangsmåde er det muligt at danne fine partikler med en ensartet partikelstørrelsesfordeling, som ikke kan opnås ved brug af kendte fremgangsmåder.

Fig. 3 viser væske, der udsprøjtes fra en dyse, som fra et antal spalter leverer væske til 10 væskestrømflader, der er beliggende på begge sider af en kant. I sprøjtedysen ifølge fig.

3 spredes væsken tyndt ud til en tynd film på en væskestrømflade 37 i en zone 324 til dannelse af en tynd film. Væsken, der udspredes til en tynd film, bliver til væskedråber i en væskedråbedannelseszone foran kanten 37A og splittes yderligere op i fine partikler i en zone til dannelse af fine partikler. Væskedråbedannelseszonen er væskekonvergens-15 punktet 325 og zonen til dannelse af fine partikler er gasstrålekonvergenspunktet 326.

Hvad angår væskeblanding sker blandingen af de tynde film ved en første blandezone, som er væskestrømfladens 37 zone 324 til dannelse af en tynd film. Blanding ved væskestrømskollision sker ved en anden blandezone, som er væskekonvergenspunktet 325. Endelig sker vibrationsblanding ved en tredje blandezone, som er gasstrålekonvergenspunktet 326, 20 På denne måde blandes væsken ved den første, anden og tredje zone til opnåelse af ideel blanding og udsprøjtning.

Udsendelsesmetoden og dysen ifølge den foreliggende opfindelse, som udsprøjter væske som beskrevet ovenfor, har exceptionelle egenskaber, som ikke kan opnås ved kendte sprøjtedyser. For det første er mængden af væske udsendt pr. tidsenhed stor, og for det 25 andet kan der udsendes meget små væskedråber med ensartet størrelse. Dette skyldes, at udsendelsesmetoden og dysen ifølge opfindelsen udspreder væske til tynde film med en tykkelse på nogle pm ved hjælp af en gasstrøm med høj hastighed, der strømmer hen over DK 174157 B1 6 væskestrømsflader, styrer de strømmende tynde film frem til gasstrålekonvergenspunktet og opsplitter væsken i fine partikler på grund af højfrekvente aerodynamiske svingninger fremkaldt ved gasstrålekonvergenspunktet. Da den kant, hvorfra væsken udsprøjtes, kan gøres lang med ringform, spiralform eller et lineært arrangement har dette system yderli-5 gere den egenskab, at store mængder væske fra en enkelt dyse kan udsprøjtes som fine partikler med et lille gas/væskeforhold.

Endvidere kan sprøjtedysen og fremgangsmåden ifølge opfindelsen til at udsende væske som fine partikler kontinuerligt udsende selv væsker, der indeholder faste bestanddele, over lange tidsperioder, uden faste stoffer ophobes på dysen. Dette skyldes, at udsendelses-10 metoden og dysen ifølge opfindelsen udsprøjter væske, medens de strømmende tynde film udøver en selvrensende effekt på væskestrømsflademe og kanten. Endvidere kan udsendelsesmetoden og sprøjtedysen ifølge opfindelsen udsende fine partikler i alle strålemønstre, herunder lige, fuld konus, hul konus og horisontale radial mønstre ved forskellig indretning af kantens form og udsendelsesretning.

15 På tegningen viser: fig. 1 et tværsnit gennem en kendt sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler, fig. 2 skematisk et tværsnit gennem en anden udformning af en kendt sprøjtedyse, til at udsende væske som fine partikler, fig. 3 et tværsnit gennem en udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen, og 20 hvoraf det fremgår at væske udsendes som fine partikler, fig. 4 et tværsnit gennem en udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen til at udsende væske som fine partikler, 7 DK 174157 B1 fig. 5 et tværsnit gennem en anden udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen til at udsende væske som fine partikler, fig. 6 skematisk en dyse med en 0“-udsendelsesvinkel, og som har væskestrømsflader og en ringformet kant, 5 fig. 7 skematisk en dyse med en a°-udsendelsesvinkel, og som har væskestrømsflader og en ringformet kant, fig. 8 skematisk en dyse med en 180°-udsendelsesvinkel, og som har væskestrømsflader og en ringformet kant, fig. 9 et tværsnit gennem endnu en udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen 10 til at udsende væske som fine partikler, og som har væskestrømsflader og en kant, fig. 10 et tværsnit gennem endnu en udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen til at udsende væske som fine partikler, og som har strømflader og en kant, fig. 11 i større målestok et tværsnit af de væsentlige dele af sprøjtedysen vist i fig. 10, fig. 12 i større målestok et tværsnit af endeområdet af den indre mellemring hørende til 15 sprøjtedysen, vist i fig. 11, fig. 13 et tværsnit gennem endnu en udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen til at udsende væske som fine partikler, og som har væskestrømsflader og en kant, fig. 14 i større målestok et tværsnit gennem væsentlige dele af sprøjtedysen vist i fig. 13, fig. 15 i større målestok et tværsnit af endeområdet af den indre mellemring, hørende til 20 sprøjtedysen vist i fig. 14, DK 174157 B1 8 fig. 16 et tværsnit gennem endnu en udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen til at udsende væske som fine partikler, og som har væskestrømflader og en kant, fig. 17 set fra enden gasstrømstilslutningshulrummet vist i fig. 16, fig. 18 et tværsnit gennem endnu en udførelsesform for en sprøjtedyse ifølge opfindelsen 5 til at udsende væske som fine partikler, og som har væskestrømsflader og en kant, fig. 19 set fra siden og forfra spiralformede ribber tilvejebragt mellem ringene vist i fig.

18, og fig. 20 set fra siden og set forfra kendte lige ribber tilvejebragt mellem ringene.

Sprøjtedysen er på begge sider af en kant forsynet med væskestrømsflader, hvorpå væske 10 kan strømme som en tynd film. Væskestrømsflademe har væskeudløb til at udsende væske i et skedeagtigt strømmønster. Væskeudløbene er udformet med spalteform med en given bredde. Den vinkel, et væskeudløb danner med en væskestrømflade er en stump vinkel. Væskeudløb er tilvejebragt på væskestrømsflader på begge sider af kanten eller kun på en væskestrømsflade på den ene side af kanten. Væskestrømsflademe fremmer udspredning 15 af væske til tynde filmstrømme ved en kurvatur i områderne nær kanten eller afbøjning af plane flader nær kanten. Trykgas udsendes fra gasudsendelsesåbninger på væskestrømsflademe. Gassen strømmer langs væskestrømsflademe mod kanten med supersonisk hastighed. Væskestrømflademe er glatte flader i retning af væskestrømmen. Gasudsendelsesåb-ningeme udmunder i retninger rettet mod væskeudløbene langs væskestrømsflademe.

20 Blandt sprøjtedyseme ifølge opfindelsen er en dyse med en ringformet kant forsynet med et gasstrømstilslutningshulrum, som kan forhindre væskedråber i at hænge fast på dysen. Gasstrømstilslutningshulrummet får gassen til at hvirvle rundt, medens den strømmer langs overfladen af sprøjtedysens endeområde. Dette gasstrømslag forhindrer fine væskedråber i at hænge fast på dysens ende.

9 DK 174157 B1

Yderligere kan udsendelsesvinklen af væskesprøjtet fra dysen indstilles ved hjælp af den retning, i hvilken den ringformede kant peger. Udsendelsesvinklen α er den vinkel, under hvilken væsken udsendes fra sprøjtedysen til dannelse af fine partikler. Fig. 6 viser en sprøjtedyse med indre væskestrømsflader aflige type. Denne dyses kant vender indad, og 5 dens sprøjtemønster er aflige type. Kantretningen ogudsendelsesvinklen for sprøjtedysen vist i fig. 7 er den samme. Hvis denne dyses udsendelsesvinkel α sænkes, vil sprøjtemønsteret blive fuld konus, og hvis udsendelsesvinklen α forøges, vil det blive en hul konus. Sprøjtedysen i fig. 8, har en udsendelsesvinkel α på 180° og sprøjtemønsteret er ikke konisk, men nærmere horisontalt og radialt udad. På den her beskrevne måde kan sprøjte-10 mønsteret af dysen ifølge opfindelsen uden begrænsning udformes, så det passer til anvendelsesformålet.

I det følgende beskrives detaljeret udførelsesformer for sprøjtedysen ifølge opfindelsen under henvisning til tegningen.

Den i fig. 4 viste sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler er forsynet med et 15 væskeudløb 45, som udsender væske i et ringformet mønster, en væskestrømsflade 47, på hvilken væske udsendt fra væskeudløbet 45 kan strømme og en gasudsendelsesåbning 410, som udsende trykgas ved gasstrømsfladen 47.

Sprøjtedysen vist i fig. 4 har en indre ring 411, en mellemring 412 og en ydre ring 413. Væskeudløbet 45 er beliggende mellem den indre ring 411 og mellemringen 412, en indre 20 forstøvningsgaspassage 414 er beliggende ved centrum af den indre ring 411 og en ydre forstøvningsgaspassage 415 er beliggende mellem yderringen 412 og den ydre ring 413.

Den indre ring 411 har cylindrisk form, og den indre overflade af mellemringen 412 har ligeledes cylindrisk form. Væskeudløbet 45 er en ringformet spalte med forudbestemt bredde tilvejebragt mellem den indre ring 411 og mellemringen 412. Det spalteformede 25 væskeudløb 45 har en sådan bredde, at det ikke forstyrrer strømmen af gas langs væskestrømsfladen. Spaltebredden af væskeudløbet 45 er derfor udformet med en optimal stør- DK 174157 B1 10 relse afhængig af den leverede mængde væskestrøm, længden af væskestrømsfladen 47, hastigheden af den indre forstøvningsgasstrøm på væskestrømsfladen 47, den indre diameter af væskeudløbet 45 og andre faktorer. F.eks. har væskeudløbets 45 spalte en bredde på 0,1 mm til 1,5 mm, fortrinsvis 0,1 mm til 1 mm og optimalt ca. 0,25 mm.

5 Diameteren af det ringformede væskeudløbs 45 spalte, har en optimal størrelse, der afhænger af mængden af den udsendte væskestrøm, spaltens bredde og andre faktorer. F.eks. kan diameteren af væskeudløbets 45 spalte være ca. 50 mm ved en sprøjtedyse der udsender 1000 g/min. af væske. Diameteren af væskeudløbets 45 spalte udformes større til større mængder væskestrøm og mindre til mindre mængder væskestrøm.

10 Endefladerne af den indre ring 411 og mellemringen 412 er bearbejdet til dannelse af en tilspidsende form, som tilvejebringervæskestrømsfladen 47. Væskestrømsfladen 47 på den indre ring 411 og mellemringen 412 ligger på en fælles flade for at undgå afbrydelse af gasstrømmen langs den indre rings 411 væskestrømsflade 47 ved diskontinuiteten mellem den indre ring 411 og mellemringen 412. Når den indre rings 411 og mellemringens 412 15 væskestrømsflade 47 ligger en enkelt flade, er der mellem de to ringe ikke noget trin langs væskestrømsfladen 47. Dette betyder, at gas på lineær måde strømmer fra den indre rings 411 væskestrømsflade 37 til mellemringens 412 væskestrømsflade 47. Til opnåelse af at den indre rings 411 og mellemringens 412 væskestrømsflade 47 ligger på en enkelt tilspidsende flade, kan den tilspidsende flade tilvejebringes efter at den indre ring 411 og 20 mellemringen 412 er blevet forbundet. Væskestrømsfladen 47 hørende til sprøjtedysen vist i fig. 4 har konisk form med en generel glat overflade.

Ved at tilvejebringe væskestrømsfladen 47 både på den indre ring 411 og midterringen 412, udmunder væskeudløbet 45 ved et mellemliggende område set langs væskestrømsfladen 47. Hældningsvinklen γ af væskestrømsfladen 47 tilvejebragt på den indre ring 411 25 og mellemringen 412 ervalgtsåat vinklenmellem væskeudløbet45 og væskestrømsfladen 47 er en stump vinkel.

11 DK 174157 B1

En central ring 416 er anbragt ved enden af den indre ring 411 og gasudsendelsesåbningen 410 udmunder mellem denne centrale ring 416 og den indre ring 411. Selvom det ikke er vist på figuren, er den centrale ring 411 fastgjort i en forudbestemt stilling på den indre ring 411. Den centrale rings 416 ydre overflade tilspidser, så at den følger væskestrømsfla-5 den 47 på den indre ring 411. Gasudsendelsesåbningen 410, der er dannet mellem den centrale ring 416 og den indre ring 411 er også en ringformet spalte. Trykgas udsendes fra denne gasudsendelsesåbning 410 på laminar måde og frembringer en gasstrøm ved høj hastighed langs væskestrømsfladen 47.

Gaspassagen 414 kan i den indre ring 411 være forbundet med en kilde af trykgas F.

10 Gasudsendelsesåbningen 410 udsender indre forstøvningsgas, som strømmer langs væske-strømsfladen 47. Kilden af trykgas F tilfører gas til gasudsendelsesåbningen 410 med tryk på f.eks. 1 kp/cm2 til 200 kp/cm2 og fortrinsvis 3 kp/cm2 til 20 kp/cm2. Hvis gastrykket af den indre forstøvningsgas forøges, vil ikke blot hastigheden af gasstrømmen langs væske-strømsfladen 47 blive forøget til mere effektivt at udsprede væsken til en tynd film, men 15 væskedråbeme 49 kan gøres endnu mindre. Imidlertid kræves en speciel kompressor for at forøge gastrykket op over et vist niveau og energiforbruget bliver også stort. Et optimalt gastryk fastlægges derfor på baggrund af den nødvendige dråbestørrelse og energiforbru get. Generelt benyttes der ofte et gastryk på ca. 6 kp/cm2.

Udover den indre forstøvningsgas udsendes der også ved sprøjtedysen vist i fig. 4 en ydre 20 forstøvningsgas ved væskestrømfladens 47 periferi. De to gasstrømme kolliderer ved gasstrålekonvergenspunktet ved enden af kanten 47A og fremkalder højfrekvente aerodynamiske svingninger. De højfrekvente aerodynamiske svingninger opsplitter den tynde væskefilm til effektiv dannelse af fine partikler. .......

Den ydre forstøvningsgas udsendes fra en udsendelsesåbning 417 for ydre forstøvningsgas 25 tilvejebragt mellem mellemringen 412 og den ydre ring 413. Endefladen af mellemringen 412 er væskestrømsfladen 47, periferien af mellemringens 412 ende har cylindrisk form og kanten 47 A er tilvejebragt ved enden af væskestrømsfladen 47. Ved denne udformning DK 174157 B1 12 af mellemringen 412 er kanten 47A dannet ved enden af væskestrømsfladen 47 og danner en spids vinkel på 180° - hældningsvinkel γ. Imidlertid kan, selvom det ikke er vist i denne figur, mellemringens periferi også være tilspidsende for justering af kantvinklen β.

Sprøjtedysen vist i fig. 4 udsender væske som fine partikler som følger: 5 (1) Komprimeret indre forstøvningsgas tilføres fra gaspassagen 414, der er beliggende ved centrum af den indre ring 411, ydre forstøvnings gas leveres fra udsendelsesåbningen 417 for den ydre forstøvningsgas mellem mellemringen 412 og den ydre ring 413, og væske leveres til væskestrømsfladen 47 fra væskeudløbet 45.

(2) Væske leveret til væskestrømsfladen 47 spredes ud til en strømmende tynd film 48 10 ved hjælp af den indre forstøvningsgas, som med høj hastighed strømmer langs væskestrømsfladen 47.

Eksempelvis leveres væske fra væskeudløbet 45 med indre forstøvningsgas strømmende med Mach 1,5 langs væskestrømsfladen 47. Hvis det forreste randområde af den strømmende tynde film 48 opnår en hastighed på 1/20 af hastigheden af den indre 15 forstøvningsgas, vil dens hastighed være 25,5 m/sek. Hvis diameteren af den cirkulære kant 47A dannet ved enden af væskestrømsfladen 47 er 50 mm og der leveres 11/min af væske, vil tykkelsen af den strømmende tynde film 48 blive 4 pm.

(3) Når den 4 pm tykke strømmende film passerer hen over væskestrømfladens 47 kant 47A bliver den til væskedråber, som suges ind i gasstrålekonvergenspunktet, bliver 20 opdelt og brudt op i fine væskedråber 49. Den indre forstøvningsgas og den ydre forstøvningsgas kolliderer ved gasstrålekonvergenspunktet og fremkalder høj frekvente aerodynamiske svingninger. Disse aerodynamiske svingninger omdanner den tynde film og væskedråbeme til endnu finere partikler.

13 DK 174157 B1 (4) De fine væskedråber 49 føres hurtigt væk og spredes fra gasstrålekonvergenspunktet af den indre forstøvningsgasstråle og den ydre forstøvningsgasstråle, hvorved genforening undgås.

Idet der nu henvises til fig. 5 er der vist en sprøjtedyse, som blander en væske A og en væ-5 ske B til dannelse af fine partikler. Sprøjtedysen vist i fig. 5 har en dobbelt ledningsstruktur, hvor mellemringen 412 i sprøjtedysen vist i fig. 4 er opdelt i en indre mellemring 512A og en ydre mellemring 512B. Et væskeudløb 55 er tilvejebragt mellem den indre mellemring 512A og den ydre mellemring 512B. Den ringformede indre mellemring 512 A har indre og ydre flader, der tilspidser til dannelse af væskestrømsflader 57, som konver-10 gerer til en spidsvinklet kant 57A. Den ydre mellemrings 512B endeflade tilspidser også til dannelse af en væskestrømsflade 57. Den ydre mellemrings 512B væskestrømsfladen 57 er tilknyttet en af den indre mellemrings 512A væskestrømsflader 57, som en enkelt kontinuerlig flade.

Sprøjtedysen vist i fig. 5 har væskestrømsflader 57, der er tilvejebragt på både den indre 15 og ydre overflade af den indre mellemring 512A. Et udløb 55 for væske A er tilvejebragt på den indre væskestrømsflade 57 og et udløb 55 for væske B er tilvejebragt på den ydre . væskestrømsflade 57. Yderligere er der tilvejebragt en udsendelsesåbning 510 for indre forstøvningsgas i den indre ring 511, og en udsendelsesåbning 517 for ydre forstøvningsgas er tilvejebragt mellem den ydre mellemring 512B og den ydre ring 513.

20 Denne udformning af sprøjtedysen kan udsende væske, medens væske A og væske B blandes og spredes jævnt. De to forskellige væsker der tilføres til de to væskestrømsflader, når kanten som en tynd film, og føres til væskekonvergenspunktet og blandes, når væske-strømmene kolliderer. Denne blanding føres videre til gaskonvergenspunktet, hvor den blandes ved vibration til dannelse af fine væskedråber. Som følge heraf kan denne sprøjte-25 dyse blande to væsker fuldstændigt og udsprøjte dem som fine partikler. Yderligere kan denne sprøjtedyse, idet den leverer væske til væskestrømsflader på begge sider af kanten udsprøjte en dobbelt så stor væskemængde, som dysen vist i fig. 4, og reducere gas/væ- DK 174157 B1 14 skeforholdet til det halve. Endvidere opnås partikler af høj kvalitet, da den selvrensende effekt af kanten er tilnærmelsesvis perfekt.

Idet der nu henvises til fig. 9 er den viste sprøjtedyse med et antal væskeudløb 95 langs væskestrømsflademe 97. Ved denne udformning af sprøjtedysen kan der gennem de for-5 skellige væskeudløb 95 leveres forskellige væsker, og disse udsprøjtes samtidigt. Væskerne leveret til væskestrømflademe strømmer frem til kantens spids, medens de blandes som tynde film. De danner fine væskedråber og udsprøjtes, medens de blandes ved væskekon-vergenspunktet og gasstrålekonvergenspunktet.

Idet der henvises til fig. 10 og 11 er der vist en sprøjtedyse, der er i stand til at udsprøjte 10 endnu finere partikler. Sprøjtedysen vist i denne og andre figurer har en dobbelt ledningsstruktur svarende til sprøjtedysen vist i fig. 5, og hvor mellemringen 1012 er opdelt i en indre mellemring 1012A og en ydre mellemring 1012B. Et væskeudløb 105 er tilvejebragt mellem den indre mellemring 1012A og den ydre mellemring 1012B. Den indre mellemring 1012A har indre og ydre overflader, der tilspidser til dannelse af væskestrømsflader 15 107, som mødes i en spidsvinklet kant 107A. Den ydre mellemrings 1012B endeflade er også tilspidsende til dannelse af en væskestrømsflade 107.

Fig. 12 illustrerer i større målestok væskestrømsflademe. Som vist i fig. 12 er den indre mellemrings 1012 væskestrømsflader 107 trukket tilbage i området ved væskeudløbene 105 til dannelse af et lille trin i forhold til en retlinet forlængelser af den ydre midterrings 20 1012B og indre rings 1011 væskestrømsflader 107, der er beliggende på hver sin side af

den indre mellemring 1012A. Som vist ved hjælp af pile på figuren har en dyse med denne type væskestrømsflader den egenskab, at gas, der med høj hastighed strømmer langs væskestrømsflademe 107, kan fjerne væske fra væskeudløbene 105. Dette skyldes, at den indre mellemrings 1012A væskestrømsflader 107 ikke rager ud over væskestrømsflademe 25 107 på de to sider. Selvom det ikke er vist, vil, såfremt den indre mellemrings 1012A

væskestrømsflader 107 ragerud over de retlinede forlængelser af væskestrømsflademe 107 15 DK 174157 B1 på de to sider, gassen kollidere med de udragende dele, og væsken vil ikke bliver udleveret jævnt.

Yderligere er dysen vist i forstørret målestok i fig. 12, udformet med buede væskestrømsflader 107 på den indre mellemring 1012A, som bevirker, at endeområdet rager ud i de ret-5 linede forlængelser, at de hosliggende væskestrømsflader 107. Ved en sådan udformning af den indre mellemrings 1012A væskestrømsflader 107 rammer gassen, der med høj hastighed strømmer i retning af pilene langs væskestrømsflademe 107, kraftigt mod væske-strømflademe 107 endeområde og tillader en endnu tyndere udspredning af den tynde væskefilmstrøm langs væskestrømsflademe 107. Som følge heraf har denne type sprøj-10 tedyse den egenskab, at væske kan udsendes som meget fine partikler, fieks. 1 pm til 5 pm partikler.

Sprøjtedyseme vist i disse figurer kan udsprøjte væske i et hult konusmønster, når kant-vinklerne af den ydre mellemring 1012B, den indre mellemring 1012A og den indre ring er udformet som vist i figurerne.

15 Sprøjtedyseme vist i fig. 4,5,10 og 13 er udformet med gaspermeabelt materiale 418,518, 1018 og 1318 i endeområdeme af den centrale ring og den ydre ring, som danner udleveringsåbningen for den indre forstøvningsgas og udleveringsåbningen for den ydre forstøvningsgas. Det gaspermeable materiale har en porøsitet, som bevirker at gas, derunder tryk kommer ind i udleveringsåbningeme, passerer gennem materialet og udleveres fra dets 20 overflade. F.eks. er det gaspermeable materiale et sintret rustfrit metal. Det gaspermeable materiale udleverer en del af gassen fra gasudleveringsåbnmgeme på dets overflade, og dette bevirker, at partikler forhindres i at hænge fast på overfladerne af den indre rings og den ydre rings endeområder.

Idet der henvises til fig. 13 er der vist en sprøjtedyse, som kan udlevere fine partikler i 25 både et hult konusmønster og et fuldt konusmønster. Fig. 14 viser i større målestok et tværsnit af væsentlige dele af endeområdet af dysen vist i fig. 13. Denne dyse har en dob- DK 174157 B1 16 belt ledningsstruktur svarende til sprøjtedysen vist i fig. 5, og hvor mellemringen 1312 er opdelt i en mindre mellemring 1312A og en ydre mellemring 1312B. Væskeudløb 135 er tilvejebragt mellem den indre mellemring 1312A og den ydre mellemring 1312B. Den indre mellemring 1312 A har indre og ydre overflader, som tilspidser til dannelse af væske-5 strømsflader 137, som mødes i en spidsvinklet kant 137A. Den ydre mellemrings 1312B endeflade har en væskestrømsflade 137, der faktisk er lige i forhold til den ydre mellemring 1312B.

Fig. 15 viser i større målestok væskestrømsflademe 137 tilvejebragt på den indre mellemring 1312A. Som vist i fig. 15 er den indre mellemring 1312A væskestrømsflader 137 i 10 området ved væskeudløbene 135 beliggende lavere, ligesom ved dysen ifølge fig. 12, til dannelse af et lille trin i forhold til de retlinede forlængelser af den ydre mellemrings 1312B og den indre rings 1311 væskestrømsflader 137 beliggende på hver sin side. Som vist ved hjælp af pilene i figuren har en dyse med denne type væskestrømsflader også den egenskab, at gas, der med høj hastighed strømmer langs væskestrømsflademe 137, jævnt 15 kan fjerne væske fra væskeudløbene 135.

Yderligere har ved dysen vist i fig. 15 mellemringens 1312A væskestrømsflader 137 hældningsvinkler, der ændres langs fladerne til at skråtstille endeområdet, så at det rager ind i de retlinede forlængelser af de hosliggende væskestrømsflader 137. Med den indre mellemrings 1312A væskestrømsflader 137 udformet med et sådant knæk, rammer gas, 20 dermedhøj hastighedstrømmeriretningafpilenelangsvæskestrømsflademe 127,kraftigt mod væskestrømflademe 137 endeområde, og tillader en endnu tyndere udspredning af den tynde væskefilm, der strømmer langs væskestrømsflademe 137. Som følge heraf har denne type sprøjtedyse den egenskab, at væske kan udsendes som meget fine partikler.

Yderligere er kantvinklen β af sprøjtedysen vist i fig. 15 60°, hvilket er 30° større end 25 kantvinklen af sprøjtedysen vist i fig. 12. En sprøjtedyse med en stor kantvinkel β tilvejebringer ved gasstrålekonvergenspunktet en kraftig kollision af supersoniske gasstrømme fra væskestrømsflademe på begge sider af kanten. Dette tillader en mere fin opsplit- 17 DK 174157 B1 ning af væskedråbeme. Da hastigheden af gasstråleme der konvergerer imidlertid falder mere, nedsættes væskedråbespredningen, og der opstår genforening af dråber. Som følge heraf vælges en optimal vinkel β ud fra både den benyttede væskes egenskaber og væskestrømsmængden.

5 Sprøjtedysen vist i fig. 13 kan udsende væske i både et hult konusmønster og et fuldt konusmønster. For udsendelse af væske i et hult konusmønster gøres udsendelsestrykket af den indre forstøvningsgas, der udsendes fra udsendelsesåbningen 1310 for den indre forstøvningsgas, større end udsendelsestrykket af det ydre forstøvningsgas, der udsendes fra udsendelsesåbningen 1317 for den ydre forstøvningsgas. Omvendt kan væske udsendes 10 i et fuld konusmønster, såfremt udsendelsestrykket af den ydre forstøvningsgas, der udsendes fra udsendelsesåbningen 1317 for den ydre forstøvningsgas, gøres større end udsendelsestrykket af den indre forstøvningsgas, der udsendes fra udsendelsesåbningen 1310 for indre forstøvningsgas.

Idet der nu henvises til fig. 16, er der vist en sprøjtedyse, som ikke gør brug af et perme-15 abelt materiale, men som forhindrer tågevedhæftning ved en ny udformning. Dysen vist i fig. 16 er forsynet med et gasstrømstilslutningshulrum, der er beliggende i den centrale rings 1616 endeflade, gasstrømstilslutningshulrummet 1619 er således tilvejebragt i sprøjtedysens endeflade. Gasstrømstilslutningshulrummet 1619 er forbundet med passagen 1614 for indre forstøvningsgas mellem den indre ring 1611 og den centrale ring 1616 via 20 et gennemgående hul 1620 i den centrale ring 1616.

Som vist i fig. 17 udmunder det gennemgående hul 1620 en tangentiel retning i forhold til den indre radius af gasstrømstilslutningshulrummet 1619. Det gennemgående hul 1620 udmunder således i en retning, der bringer den udsendte gas til at rotere ind i gasstrømstilslutningshulrummet 1619. Overfladen af gasstrømstilslutningshulrummet 1619 er glat, 25 så at gas og partikler let bevæges langs denne. Endvidere er gasstrømstilslutningshulrummets 1619 ydre rand strømlinet med et bæreplansprofil, der er jævnt afrundet i retning mod gasudsendelsesåbningen 1610.

DK 174157 B1 18

Ved denne type sprøjtedyse vil trykgas, når den sendes ud af det gennemgående hul 1620 og kommer ind i gasstrømstilslutningshulrummet 1619 i tangentiel retning, ramme mod den tilspidsende indre overflade af gasstrømstilslutningshulrummet 1619 og blive spredt ud til et tyndt lag, mens der dannes et cirkulerende strømmønster. Her kan den procentvise 5 andel af gas, der strømmer i retningen mod gasstrømstilslutningshulrummets 1619 udløb (opad i fig. 16) indstilles ved hjælp af hældningsvinklen Θ af gasstrømstilslutningshulrummet 1619. Når hældningsvinklen Θ er 15 ° som vist i fig. 16, vil andelen af den cirkulerende gasstrøm, der bevæges i retning mod udløbet være 70%. De resterende 30% er cirkulerende gasstrøm, der bevæges i retning mod bunden af gasstrømstilslutningshulrummet 1619.

10 Denne gas mister hastigheden, når den når bunden af gastilslutningshulrummet 1619, og bliver derefter blandet med de tidligere nævnte 70% af gasstrømmen, der cirkulerer med høj hastighed og udleveres fra gasstrømstilslutningshulrummet 1619.

Gasstrømmen, der med høj hastighed cirkulerer langs gasstrømstilslutningshulrummets 1619 indre overflade, bevæger sig op ad den tilspidsende indre overflade og frem til det 15 bæreplansformede strømlinede område. Når den når randen, strømmer den langs den bæreplansformede overflade og suges ind i strømmen af indre forstøvningsgas, der udsendes fra udsendelsesåbningen 1610 for indre forstøvningsgas. Da den bæreplansformede strømlinede område buer jævnt udad mod gasudsendelsesåbningen 1610, strømmer gassen langs overfladen, og der tilvejebringes et gaslag på den centrale rings 1616 endeflade.

20 Da dette gaslag dækker hele den centrale rings 1616 endeflade, hænger partikler ikke fast på denne. For at tillade en jævnt udlevering af gas fra gasstrømstilførselshulrummet 1619 er det ønskværdigt med ca. 6 gennemgående huller 1620. Antallet af gennemgående huller kan også være meget større. Endvidere kan gas, såfremt den sideværts bredde af de gennemgående huller forøges til dannelse af spalter, udleveres j ævnt fra gasstrømstilslutnings-25 hulrummet med mindre end 5 huller.

Idet der henvises til fig. 18 er der vist en sprøjtedyse, som reducerer gas/væskeforholdet og mere effektivt omdanner væskedråber til fine partikler. Dysen i fig. 18 har spiralfor- 19 DK 174157 B1 mede ribber 1822, der er beliggende i gaspassageme 181 og væskepassageme 1821. Som vist i fig. 19 er de spiralformede ribber tilvejebragt for at påføre væskestrømmen en rotation. Rotationsretningen kan være med uret eller mod uret, men der tilvejebringes samme rotationsretning for væsken og gassen, der strømmer på den samme væskestrømsflade.

5 Dette er for at forhindre bølger i den tynde filmstrøm på væskestrømsflademe og undgå en reduktion af rotationsenergien eller strømningshastigheden. Rotationsretningeme af strømningerne på væskestrømsflademe på modstående sider af kanten er i modsat retning af hinanden. Væske og gasstrømmene, der ledes frem til væskekonvergenspunktet og gas-strålekonvergenspunktet kolliderer med modsatte rotationsretninger. Dette resulterer ikke 10 i en simpel kollision af væskestrømmene, men i en kollision med rotation, hvilke forbedrer dråbeopsplitningsfunktionen.

Ribber, som de spiralformede ribber 1822, er også nyttige til at bringe ringenes centre korrekt på linie under samling.

De lige ribber 23 vist i fig. 20 efterlader en medstrøm (eng: wake) i strømmen selv, når 15 begge ender er strømlinede. Spiralformede ribber kan eliminere denne medstrøm. Som vist i fig. 18 vil, når lige ribber ændres til spiralformede ribbers 1822, væske, som passerer mellem sådanne spiralformede ribber 1822, blive påført en rotation, og væske som roterer presses af centrifugalkraften mod kanalvæggene. Som følge heraf spredes væsken ud langs cirkulære baner og bliver ensartet. I fig. 18 er hældningsvinklen δ af de spiralformede 20 ribber 1822, der er tilvejebragt i en væskepassage, eksempelvis 60°. Imidlertid kan hældningsvinklen δ ligge i området 30 til 70°, og fortrinsvis i området 45 til 65e. Hældningsvinklen er den vinkel, som de spiralformedes ribbers 1822 midterlinie danner med dysens midterlinie.

Hældningsvinklen af δ af de spiralformede ribber 1822, der er tilvejebragt i en gaspassage, 25 kan eksempelvis være 30°. Da gassens strømningsrate er højere end væskens, kan der også udvikles tilstrækkelig rotation ved en mindre hældningsvinkel δ. Hældningsvinklen δ af gaspassagens spiralformede ribber er fra 15 til 45° og fortrinsvis fra 25 til 35°.

DK 174157 B1 20

Hvis hældningsvinklen δ af de spiralformede ribber, der er tilvejebragt i gas- og væskepassagen, gøres stor, dannes der en god rotation, men modstanden mod den strømmende væske forøges. En optimal hældningsvinkel δ af de spiralformede ribber fastlægges under hensyntagen til både væskerotation og modstand.

5 Antallet af spiralformede ribber bestemmes af hældningsvinklen δ, ribbelængden og passagens diameterdimensioner, men ligger normalt i området 3 til 12 ribber. Endvidere er det bedst at minimere ribbebredden indenfor det tilladelige styrkeområde. Fremdeles er det bedst at afskære begge ribbeender skråt, som vist i fig. 19, for at undgå en afbrydelse af strømmen.

10 Det efterfølgende forsøg efterviste de exceptionelle egenskaber af en sprøjtedyse med supersoniske gasstrømme med modsat rotation. Til at begynde med blev en dyse med udformningen vist i fig. 18 og indre og ydre gaspassage og væskepassage med spiralformede ribber med modsatrettede rotationsretninger anbragt i et spraytørringsapparat og benyttet til udsprøjtning og tørring. Væsken til spraytørringsbrug var en opløsning af en 15 fluor-urasilbaseret medicinsk kilde af metabolisk inhibitor opløst i methylenchlorid. Forstøvnings gassen og tørregassen var luft. Tørrebetingelseme var en flowrate på 20 mVtime luft og en temperatur på 65 °C for den tilførte luft. Sprøjteforholdene var et tryk på 5 kp/cm2 for den indre forstøvningsluft, en flowrate på 1100 Nl/min. med en flowrate på 190 Nl/min. for den strøm, der blev tilført gasstrømsforbindelseshulrummet, en væske-20 flowrate på 800 g/min., et tryk på 5 kp/cm2 for den ydre forstøvningsluft, en luftflowrate på 1100 Nl/min., en flowrate på 800 g/min. for den ydre væskestrøm og et luft/væskefor-hold på 1260 Nl/kg udsprøjtet i 180 min.

Partikelstørrelsesfordelingen og den gennemsnitlige partikeldiameter for partiklerne opnået under disse forhold var som følger: 21 DK 174157 B1

Partikelstørrelsesfordeling (vægt%)

Dia- 14,92 10,55 7,46 5,27 3,73 2,63 1,69 1,01 0,66 0,43 0,34 meler 5 [μιη]____________ vsegt% 0__10,9 18.0 18,1 15,9 13,0 10,2 7,3 5,4 0,8 0

Gennemsnitlig partikeldiameter = 4,01 pm

Dernæst blev en dyse udformet ifølge fig. 18, men med indre og ydre spiralribber med samme rotationsretning benyttet ved den samme opløsning og samme tørreforhold. Yderligere blev 10 der benyttet væskestrømrater og luft/væske-forhold til opnåelse af samme 4 pm-partikler.

Disse var et tryk på 5 kp/cm2 for den indre forstøvningsluft, en flowrate på 1100 Nl/min. med en flowrate på 190 Nl/min. for den strøm, der blev til gasstrømsforbindelseshulrummet, en flowrate på 400 g/min. for den indre væske, et tryk på 5 kp/cm2 af den ydre forstøvningsluft, en luftflowrate på 1100 Nl/min., en flowrate på 450 g/min. for den ydre væske, og et 15 Iuft/væskeforhold på 2360 ΝΙ/kg udsprøjtet i 180 min.

Partikelstørrelsesfordelingen og den gennemsnitlige partikeldiameter for partiklerne opnået under disse forhold var som følger:

Partikelstørrelsesfordeling [vægt%] 20 Dia- 14,92 10,55 7,46 5,27 3,73 2,63 1,69 1,01 0,66 0,43 0,34 meter [μη»)_____________ vasgt% 3,3 10,6 17,9 16,0 13,3 12,4 1U 7,8 5,7 1,2 0

Gennemsnitlig partikeldiameter = 4,15 pm.

25 Sammenligningsresultateme af ovennævnte forsøg viser, at en sprøjtedyse med indre og ydre spiralformede ribber med samme rotationsretning danner partikler med en gennemsnitlig diameter på 4,15 pm ved brug af et luft/væskeforhold på 2360 Nl/kg. Selv disse egenskaber er exceptionelle og er klart bedre end for kendte sprøjtedyser. Endvidere dan- DK 174157 B1 22 ner en sprøjtedyser med spiralformede ribber, der har modsatte rotationsretninger, som påfører de supersoniske gasstrømme modsatrettede rotationer partikler med en gennemsnitlig diameter på 4,01 pm ved brug af et lufWvæskeforhold på 1260 Nl/kg. Dysen med supersoniske gasstrømme med modsatte rotationsretninger ved kanten danner partikler 5 med stort set samme diameter med tilnærmelsesvis dets halve luft/væskeforhold som dysen med supersoniske gasstrømme uden modsatrettet rotation. Dette skyldes at rotationspåvirkningen af gassen og væsken indenfor og udenfor kanten af dysens ende danner væskedråber, som er endnu mindre.

Endvidere blev der, selvom sprøjtedysen ifølge fig. 18 blev benyttet inden i spraytørrings-10 apparat i omgivelser, hvor der var mange svævende partikler på grund af virkningen af gasstrømstilslutningshulrummet ikke observeret nogen partikelvedhæftning til dysens spids, uanset retningen af den spiralformede ribberotation. Endvidere viste adskillelse af dysen ingen ophobning af faste stoffer inden i dysen eller på dysens kantområde, hvilket bekræftede, at det er muligt kontinuerligt at udsprøjte over lange tidsperioder.

15 Ovennævnte udførelsesform er et eksempel på anvendelsen af sprøjtedysen ifølge den foreliggende opfindelse til spraytørringsformål. Imidlertid kan sprøjtedysen ifølge den foreliggende opfindelse benyttes til andre formål på andre områder, hvor der er behov for at udsende en væske, som ensartede fine partikler. Eksempelvis kan sprøjtedysen ifølge opfindelsen benyttes til at sprøjte genstande uden at befugte dem, f.eks. med henblik på 20 sodfri væskeforbrænding, fugtjustering, fugttilsætning, køling, undgåelse af statisk elektri citet og undgåelse af elektrisk opladning. Andre anvendelser er, hvor der er behov for meget fine tåger, og hvor forskellige væsker skal blandes og udsprøjtes.

Opfindelsen kan ændres på mange måder, uden at der derved afviges fra dens ide, idet de anførte eksempler udelukkende tjener et illustrativt formål.

Claims (17)

1. Fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler, kendetegnet ved: (1) En gas bringes til med høj hastighed at strømme langs to væskestrømsflader (37,47, 5 57,97,107, 137,167,187), der er tilvejebragt på begge sider af en spidsvinklet kant (37A, 47A, 57A, 97A, 107A, 137A, 167A, 187A), som danner en grænse, (2) gasstrømmene langs væskestrømsflademe på de to sider af kanten bringes til at kollidere og danne højfrekvente aerodynamiske svingninger, (3) væske tilføres fra et væskeudløb (45,55,95,105, 135,165,185) langs mindst en af 10 væskestrømsflademe, (4) væske, der er tilført til væskestrømsfladen udbredes tyndt til en tynd filmstrøm (48, 58,98) og føres frem til kanten ved hjælp af gasstrømmen med høj hastighed langs væskestrømsfladen, (5) partikler (49,59,99), der fra kanten sprøjtes ind i gassen opsplittes ved hjælp af de 15 højfrekvente aerodynamiske svingninger foran kanten.

2. Fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 1, k e n d e t e g -net ved, at væsken tilføres langs de to væskestrømsflader (37, 57, 97, 107, 137, 167, 187), der er tilvejebragt på begge sider af den spidsvinklede kant (37A, 57A, 97A, 107A, 137A, 167A, 187A), som danner en grænse, og de tynde væskefilmstrømme bringes til at 20 kollidere ved enden af kanten og udsprøjtes.

3. Fremgangsmåde til at udsende væske som fine partikler ifølge krav l,kendeteg-n e t ved, at der tilføres et antal forskellige væsker langs væskestrømsflademe og de tynde filmstrømme blandes på væskestrømsflademe eller de bringes til at kollidere ved enden af kanten og udsprøjtes i blandet tilstand. DK 174157 B1

4. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler, kendetegnet ved, at den omfatter: 5 (1) Væskestrømsflader (37, 47, 57,97,107, 137,167, 187), der er tilvejebragt på begge sider af en spidsvinklet kant (37A, 47A, 57A, 97A, 107A, 137A, 167A, 187A), (2) et væskeudløb (45, 55, 95, 105, 135, 165, 185), der udmunder langs en væske-strømsflade, og som tilfører væske til væskestrømsfladen, og (3) gasudsendelsesåbninger(410,417;510,517;910,917; 1010,1017; 1310,1317; 1610, 10 1617; 1810, 1817), som udsender trykgas ved væskestrømsfladen i retning mod kanten, og som bringer væske, der er tilført til en væskestrømsflade, til at strømme mod kanten som en tynd filmstrøm (48, 58,98) og blive udsprøjtet fra kanten.

5. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 4, kendetegnet ved, at et væskeudløb (45) udmunder langs en væskestrømsflade (47) på den ene side af 15 kanten (47A).

6. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 4, kendetegnet ved, at væskeudløb (55,105,135,165,185) udmunder langs væskestrømsflader (57,107, 137, 167, 187) på begge sider af kanten.

7. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 4, kendetegnet 20 ved, at et antal væskeudløb (95) udmunder langs væskestrømsflademe (97). 1 Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 4, kendetegnet ved, at sprøjtedysen har en indre ring (411,511,911,1011,1311,1611,1811)ogenmel- DK 174157 B1 lemring(412,512,912,1012,1312,1612,1812), at et væskeudløb er tilvejebragt mellem den indre ring og mellemringen, at endefladerne af den indre ring og mellemringen danner en væskestrømsflade, og at en gasudsendelsesåbning udmunder gennem den indre ring.

9. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 8, kendetegnet 5 ved, at der udvendigt for mellemringen (412,512, 912,1012, 1312,1612, 1812) er anbragt en ydre ring(413,513,913, 1013,1313,1613,1813), og at der mellem den ydre ring og mellemringen er tilvejebragt en gasudsendelsesåbning (417, 517, 917, 1017, 1317, 1617,1817) til at udsende trykgas mod kanten ved enden af mellemringen.

10. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 9, kendetegnet 10 ved, at mellemringen (512, 912,1012,1312, 1612, 1812) omfatter en indre mellemring (512A, 912A, 1012A, 1312A, 1612A, 1812A) og en ydre mellemring (512B, 912B, 1012B, 1312B, 1612B, 1812B), at et væskeudløb udmunder mellem den indre mellemring og den ydre mellemring, at den indre mellemrings indre og ydre overflade tilspidser til tilvejebringelse af væskestrømsflader med en spidsvinklet kant ved deres skæringsområde, 15 at den ydre mellemrings endeflade tilspidser til dannelse af en væskestrømsflade, at den ydre mellemrings væskestrømsflade er knyttet til den indre mellemrings væskestrømsflade til dannelse af en enkelt flade og at en gasudsendelsesåbning (517,917,1017,1317,1617, 1817) udmunder mellem den ydre mellemring og den ydre ring.

11. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 8, kendetegnet 20 ved, at der er anbragt en central ring (416, 516,916,1016,1316,1616,1816) ved enden af den indre ring og at der er tilvejebragt en gasudsendelsesåbning (410,510,910, 1010, 1310, 1610,1810) mellem den centrale ring og den indre ring.

12. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 11,kendetegne t ved, at den centrale ring er af et gaspermeabelt materiale (418, 518,1018, 1318). DK 174157 B1

13. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 11,kendetegne t ved, at den centrale ring (1616, 1816) har et gasstrømstilslutningshulrum (1619, 1819) ved dens endeflade, at gasstrømstilslutningshulrummet (1619, 1819) er forbundet med gaspassagen (1614) mellem den indre ring (1611, 1811) og den centrale ring via et gen- 5 nemgående hul (1620,1820), der er tilvejebragt i den centrale ring, ogat det gennemgående hul udmunder i en skrå retning til at rotere gas, der sendes ind i gasstrømstilslutningshulrummet, i hulrummet.

14. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 13,kendeteg -net ved, at gasstrømstilslutningshulrummets overflade er en glat overflade, der bevirker 10 at gasstrømmen er en jævn laminar strøm.

15. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 13, kendeteg -n e t ved, at gasstrømstilslutningshulrummets periferi er strømlinet analogt til et bæreplan, som buer jævnt mod gasudsendelsesåbningen (1610,1810).

16. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 4, kendetegnet 15 ved, at der er tilvejebragt spiralformede ribber (1822) inden i en væskepassage (1821), som udsender væske og står i forbindelse med et væskeudløb (185).

17. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 4, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt spiralformede ribber i en gaspassage (181), som udsender gas og er forbundet med en gasudsendelsesåbning (1810,1817).

18. Sprøjtedyse til at udsende væske som fine partikler ifølge krav 17, kendeteg - net ved, at gasudsendelsesåbninger udsender trykgas med modsatte rotationsretninger på væskestrømsflademe (187) på hver side af kanten (187A).