NL1026752C2 - Vernevelplaat voor het vernevelen van een fluïdum, werkwijze voor het vervaardigen van een vernevelplaat en toepassing van een vernevelplaat. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Vernevelplaat voor het vernevelen van een fluïdum, werkwijze voor het vervaardigen van een vernevelplaat en toepassing van een vernevelplaat.

5

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vernevelplaat voor het vernevelen van een fluïdum, omvattende twee oppervlaktezijden, een omtrekszijde en ten minste één doorgaande opening die zich uitstrekt tussen de twee oppervlaktezijden, waarbij 10 de opening een ingang aan een oppervlaktezijde, een doorgang, en een uitgang aan de andere oppervlaktezijde omvat, en de ingang, de doorgang en de uitgang zijn begrensd door een openingswand van de vernevelplaat.

Een dergelijke vernevelplaat is bekend uit de internationale 15 octrooiaanvrage WO-96/22460, waarin een sproeier is geopenbaard die uit meer lagen is opgebouwd welke lagen door elektroformering zijn verkregen, waarbij de doorgang een turbulentie doet ontstaan doordat de doorgang zodanig is opgesteld dat ten minste eenmaal de richting van de fluïdumstroming van een fluïdum dat vanaf de ingang naar de 20 uitgang stroomt verandert, zoals wordt toegelicht op pagina 6, regels 10-17 van de aanvrage. Deze verandering van stromingsrichting leidt tot turbulentie van de fluïdumstroming. Bij voorkeur staat de langsas van de doorgang onder een loodrechte hoek met de langsas van de ingang en uitgang. Een dergelijke vernevelplaat verbetert het 25 atomiseren van het fluïdum ten behoeve van het versproeien in de vorm van een nevel (m.a.w. het opsplitsen in kleine druppeltjes). Echter, een dergelijke vernevelplaat heeft een tamelijk complexe structuur door de meerlaagse opbouw en door de verschillen in richting van de langsassen van de doorgang enerzijds, en de ingang en de uitgang 30 anderzijds. Tevens heeft een meerlaagse structuur als nadeel dat de lagen stapsgewijs worden geproduceerd bij het vormen van de vernevelplaat waarbij de positionering van de verschillende lagen ten opzichte van elkaar kritisch is, hetgeen het productieproces bewerkelijk en kostbaar maakt teneinde afwijkingen in de 35 positionering van de lagen te minimaliseren. Voorts bestaat in het algemeen de behoefte aan een vernevelplaat die een nevel versproeit 1026752- 2 in een reproduceerbare sproeirichting en die de nevel versproeit volgens een voor betreffende toepassingen geschikte kegelvorm.

De uitvinding heeft ten doel om een of meer van de bovenstaande problemen geheel of gedeeltelijk op te lossen, in 5 samenhang met de bovenstaande algemene behoefte.

Daartoe heeft de vernevelplaat van de in aanhef genoemde soort volgens de uitvinding het kenmerk dat de ingang, de doorgang en de uitgang een gemeenschappelijke langsas hebben, waarbij het deel van de openingswand dat de doorgang begrenst, hoofdzakelijk evenwijdig is 10 aan de gemeenschappelijke langsas, en het deel van de openingswand dat de uitgang begrenst, vanaf de doorgang tot aan de oppervlakte-zijde waar de uitgang aanwezig is, divergerend is t.o.v. de gemeenschappelijke langsas. Door de evenwijdigheid van de openingswand ter hoogte van de doorgang t.o.v. gemeenschappelijke langsas, 15 heeft de doorgang van een opening een vrijwel constante doorsnede. De lengte van de doorgang (gemeten langs de langsas) is in hoofdzaak bepalend voor de reproduceerbaarheid van de sproeirichting. De lengte van de uitgang (gemeten langs de langsas) is in hoofdzaak bepalend voor de kegelvorm waarin de nevel versproeid wordt. Aldus kan men met 20 een dergelijke vernevelplaat aan de uitgang een nevel versproeien in een reproduceerbare sproeirichting en volgens een divergerende kegelvorm die geschikt is voor de beoogde toepassingen, welke hierna worden toegelicht. De vernevelplaat kan in elke gewenste vlakke vorm worden verschaft, bijvoorbeeld als een schijf, en heeft doorgaans 25 meer dan een doorgaande opening waardoor het fluïdum wordt geleid, bijvoorbeeld vier openingen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de vernevelplaat volgens de uitvinding is het deel van de openingswand dat de ingang begrenst, spiegelsymmetrisch met de uitgang t.o.v. het middellangs-30 vlak van de vernevelplaat. Hiermee wordt bedoeld dat het verloop van de openingswand die de uitgang begrenst, congruent is met het verloop van de openingswand die de ingang begrenst, maar dat de ingang resp. uitgang aan tegenovergelegen zijden van de vernevelplaat aanwezig zijn, en dus een tegenovergestelde oriëntatie hebben. Een dergelijke 35 vernevelplaat heeft als voordeel dat deze vanaf beide zijden kan worden gebruikt voor het vernevelen van een fluïdum, omdat aan beide zijden een uitgang aanwezig is die divergeert ten opzichte van de langsas. Dit vereenvoudigt het opnemen van een vernevelplaat in een 1026752- 3 samenstel, omdat er geen sprake is van een onderscheidbare boven- of onderkant. Bovendien is deze eenvoudig te vervaardigen zoals nog zal blijken. De vorm van de ingang is bij voorkeur een bell mouth vorm (klokvorm) i.v.m. drukopbouw indien de spuitmond in trilling gebracht 5 wordt met bijv. een piëzo.

Bij een volgende voorkeursuitvoeringsvorm van de vernevelplaat volgens de uitvinding is het deel van de openingswand dat de uitgang begrenst, divergerend volgens een, in langsdoorsnede van de vernevelplaat bezien, boogvorm. Een boogvorm heeft het voordeel dat een goede 10 verneveling - d.w.z. atomisering van het fluïdum - optreedt, in combinatie met een geschikte kegelvorm van de versproeide nevel.

Bij voorkeur heeft de vernevelplaat volgens de uitvinding een boogvorm met een constante radius. Naast de bovengenoemde voordelen heeft een dergelijke boogvorm het voordeel dat deze eenvoudig op 15 galvanische wijze kan worden gevormd in een galvanisch bad.

Bij verdere voorkeur staat bij een vernevelplaat volgens de uitvinding de gemeenschappelijke langsas in hoofdzaak loodrecht op het middellangsvlak van de vernevelplaat. Een dergelijke vernevelplaat heeft als voordeel dat de sproeirichting van de versproeide 20 nevel loodrecht staat op het vlak van de vernevelplaat zelf, waardoor de vernevelplaat, wanneer deze wordt opgenomen in een samenstel, eenvoudig kan worden gepositioneerd onder een gewenste hoek.

Bij meer voorkeur is de vernevelplaat volgens de uitvinding uit één stuk vervaardigd. Een vernevelplaat uit één stuk is eenvoudig te 25 vervaardigen ten opzichte van een vernevelplaat die uit meer lagen bestaat. Voorts vormt de openingswand die de ingang, de doorgang en de uitgang begrenst een geheel, waardoor geen discontinue overgangs-stukken in de openingswand aanwezig zijn. Een dergelijke doorgaande opening staat toe dat de sproeirichting van de nevel in verhoogde 30 mate reproduceerbaar is, evenals de versproeide kegelvorm.

Met voordeel is de vernevelplaat van metaal, bij voorkeur van nikkel, vanwege de geschiktheid daarvan voor galvanische werkwijzen van vervaardiging.

Volgens een tweede aspect heeft de uitvinding betrekking op een 35 werkwijze voor het vervaardigen van een vernevelplaat, omvattende twee oppervlaktezijden, een omtrekszijde en ten minste één doorgaande opening die zich uitstrekt tussen twee oppervlaktezijden, waarbij de opening een ingang aan een oppervlaktezijde, een doorgang, en een 1026752- 4 uitgang aan de andere oppervlaktezijde omvat, en de ingang, de doorgang en de uitgang zijn begrensd door een openingswand van de vernevelplaat, omvattende de stappen van a) het verschaffen van een kernmateriaal dat ten minste een 5 doorgaande opening omvat, waarbij de opening is begrensd door een openingswand van het kernmateriaal, de opening een langsas heeft en de openingswand hoofdzakelijk evenwijdig is aan de langsas, en b) het in een galvanisch bad alzijdig neer laten slaan van een 10 opgroeilaag op het kernmateriaal.

Een dergelijke werkwijze heeft als voordeel dat een eenvoudige methode wordt verschaft om een vernevelplaat volgens het eerste aspect van de uitvinding te produceren, waarbij de opening in het kernmateriaal de vorm van de doorgang van de opening van de 15 vernevelplaat bepaalt, terwijl de opgroei, die de uitgang en ingang van de opening vormt een divergerende vorm heeft ten opzichte van de langsas. Aldus wordt een vernevelplaat verkregen volgens het eerste aspect van de uitvinding, met de bovengenoemde voordelen. Daarnaast heeft de werkwijze als voordeel dat een positionering van de uitgang 20 en ingang ten opzichte van de doorgang niet aan de orde is, doordat de gehele openingswand uit één stuk in een opgroeistap wordt gevormd.

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding in stap a) het verschaffen van het kernmateriaal uitgevoerd door het op een matrijs elektroformeren van een kernmateriaal, en tussen stap a) 25 en b) het kernmateriaal te verwijderen van de matrijs. Een dergelijke werkwijze heeft het voordeel van een eenvoudige vervaardiging van een kernmateriaal dat geschikt is voor opgroei, met een geschikte vorm van de doorgaande opening. Bij elektroformeren wordt tussen elektrisch isolerende eilanden van een laklaag op de matrijs het 30 kernmateriaal opgegroeid, waarbij de vorm van eilanden bepalend is voor de vorm van de doorgaande opening van het te vervaardigen kernmateriaal. Bij een dikke laklaag groeit het kernmateriaal zodanig aan dat de bovenzijde van het kernmateriaal vlak is, maar kritisch is dit niet. De bovenzijde mag ook ondulerend, hoekvormig etc. zijn, 35 zolang de openingswand in hoofdzaak evenwijdig is aan de langsas van de opening. Met voordeel staat de langsas loodrecht op het middel-langsvlak van het kernmateriaal.

4026752- ----- .. _ i 5

Als alternatief voor elektroformeren wordt het kernmateriaal verschaft door een plaatvormig materiaal te etsen of met een laser te bewerken.

Volgens een derde aspect heeft de uitvinding betrekking op de 5 toepassing van een vernevelplaat volgens de uitvinding voor het vernevelen van een fluïdum. Het voordeel van deze toepassing is dat een nevel wordt versproeid die reproduceerbaar van richting is en een divergerende kegelvorm heeft die geschikt is voor de beoogde toepas.-singen, zoals het vernevelen van brandstof, pesticide, insecticide, 10 lak, aerosol etc.. In het bijzonder is de toepassing van voordeel bij het vernevelen van brandstof ter verbetering van de verbranding in een verbrandingsmotor.

Volgens een vierde aspect heeft de uitvinding betrekking op een vernevelonderdeel voor het vernevelen van een fluïdum, in het 15 bijzonder van een brandstof of een brandstofmengsel, omvattende een vernevelplaat volgens de uitvinding, en een verbindingsstuk voor het verbinden van de ingang van de opening van de vernevelplaat met een toevoer van fluïdum. Een dergelijk onderdeel kan geassembleerd worden in een verbrandingsmotor, op een positie achter het inlaatventiel en 20 vóór de verbrandingskamer. Aldus wordt een verbeterde sproeirichting en kegelvorm van de nevel bereikt, hetgeen de verbranding van een daarmee versproeid brandstofmengsel verbetert. Afhankelijk van de gewenste verneveling, is de diameter bij een opening met cirkelvormige doorsnede van de vernevelplaat 0,2 tot 200 micrometer groot 25 en is de vernevelplaat als geheel enkele tienden van millimeters dik. Anderzijds is een dergelijk onderdeel van nut bij toepassingen waarbij de vernevelplaat tijdelijk wordt gebruikt, bijvoorbeeld als opzetstuk op een tuinslang waarmee water wordt versproeid.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een afgifterichting 30 voor vernevelde materie, omvattende een fluïdumhouder en een daarmee in verbinding staande vernevelaar, waarbij de vernevelaar een vernevelplaat volgens de uitvinding omvat. Een dergelijke afgifte-inrichting integreert de voordelen van de vernevelplaat met een houder voor fluïda, zoals bijvoorbeeld een spuitbus voor een aerosol, 35 haarlak, verf, schuim etc..

De uitvinding zal hierna worden geïllustreerd aan de hand van de volgende figuren waarbij: 1026752- 6

Fig. 1 een aanzicht in perspectief is van een vernevelplaat volgens de uitvinding.

Fig. 2 in detail een langsdoorsnede weergeeft van een opening van een vernevelplaat volgens de uitvinding.

5 In fig. 1 is in perspectief een vernevelplaat 1 weergegeven met een oppervlaktezijde 3 en een niet zichtbare tegenoverliggende oppervlaktezijde, een omtrekszijde 5 en vier, op gelijke afstanden van elkaar gelegen, doorgaande openingen 7.

In fig. 2 is in langsdoorsnede een deel van een vernevelplaat 1 10 weergegeven, met twee tegenovergelegen oppervlaktezijden 3, en een opening 7. De opening 7 is omgeven door een openingswand 9 welke drie delen van de opening begrenst, te weten een uitgang 10, een doorgang 12 en een ingang 14. Een verticale hulplijn 16 is in de opening 3 getekend, welke de gemeenschappelijke langsas is voor de uitgang 10, 15 de doorgang 12 en de ingang 14. Met een pijl 20 is de stromings-richting van het fluïdum aangeduid. Met stippellijnen 22 is de kegelvorm weergegeven volgens welke de nevel wordt versproeid. De vernevelplaat 1 is opgebouwd uit een kernmateriaal 30 en een alzijdige opgroeilaag 35. Het kernmateriaal 30 heeft een openingswand 20 37 die evenwijdig is aan de langsas van de opening die in het oorspronkelijke kernmateriaal 30, voorafgaand aan het aanbrengen van de opgroeilaag 35, aanwezig was. Het boven- en onderoppervlak 38 van het oorspronkelijke kernmateriaal 30 is bij deze uitvoeringsvorm vlak. De opgroeilaag 35 vormt de openingswand 9, welke ter hoogte van 25 de doorgang 12 evenwijdig loopt aan de langsas 16, en welke ter hoogte van de ingang 14 en de uitgang 10 een boogvorm heeft met een constante radius, weergegeven door een gestippelde pijl 40.

Ter illustratie van de werkwijze volgens de uitvinding om de vernevelplaat te vervaardigen wordt het volgende voorbeeld gegeven.

30 Op een elektroformeringsmatrijs met daarop eilanden van een elektrisch isolerende laklaag met een dikte van 25 pm, wordt een kernmateriaal van nikkel opgegroeid vanuit een galvanisch bad van sulfamaatnikkel onder een elektrische stroom van 100 A en waarbij een lading van 3000 Amin wordt gebruikt.

35 Vervolgens wordt het kernmateriaal verwijderd van de matrijs en in een galvanisch bad alzijdig aangegroeid, bijv. op een wijze zoals beschreven in het Europees octrooi EP 0049022, en met name bij figuur 1026752-

Claims (11)

1. Vernevelplaat voor het vernevelen van een fluïdum, omvattende twee oppervlaktezijden, een omtrekszijde en ten minste één doorgaande 5 opening die zich uitstrekt tussen de twee oppervlaktezijden, waarbij de opening een ingang aan een oppervlaktezijde, een doorgang, en een uitgang aan de andere oppervlaktezijde omvat, en de ingang, de doorgang en de uitgang zijn begrensd door een openingswand van de vernevelplaat, met het kenmerk dat de ingang (14), de doorgang (12) 10 en de uitgang (10) een gemeenschappelijke langsas (16) hebben, waarbij het deel van de openingswand (9) dat de doorgang (12) begrenst, hoofdzakelijk evenwijdig is aan de gemeenschappelijke langsas (16), en het deel van de openingswand (9) dat de uitgang (10) begrenst, vanaf de doorgang (12) tot aan de oppervlaktezijde (3) waar 15 de uitgang (10) aanwezig is, divergerend is t.o.v. de gemeenschappelijke langsas (16).

2. Vernevelplaat volgens conclusie 1, waarbij het deel van de openingswand (9) dat de ingang begrenst, spiegelsymmetrisch is met de 20 uitgang (10) t.o.v. het middellangsvlak van de vernevelplaat (1).

3. Vernevelplaat volgens conclusie 1 of 2, waarbij het deel van de openingswand (9) dat de uitgang (10) begrenst, divergerend is volgens een, in langsdoorsnede van de vernevelplaat (1) bezien, boogvorm. 25

4. Vernevelplaat volgens conclusie 3, waarbij de boogvorm een constante radius (40) heeft.

5. Vernevelplaat volgens een van de voorgaande conclusies 1-4, 30 waarbij de gemeenschappelijke langsas (16) in hoofdzaak loodrecht op het middellangsvlak van de vernevelplaat (1) staat.

6. Vernevelplaat volgens een van de voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk dat de vernevelplaat (1) uit één stuk is vervaardigd. 35

7. Werkwijze voor het vervaardigen van een vernevelplaat (1), omvattende twee oppervlaktezijden (3), een omtrekszijde (5) en ten minste één doorgaande opening (7) die zich uitstrekt tussen twee 1026752- oppervlaktezijden (3), waarbij de opening (7) een ingang (14) aan een oppervlaktezijde (3), een doorgang (12), en een uitgang (10) aan de andere oppervlaktezijde (3) omvat, en de ingang (14), de doorgang (12) en de uitgang (10) zijn begrensd door een openingswand (9) van 5 de vernevelplaat (1), omvattende de stappen van a) het verschaffen van een kernmateriaal (30) dat ten minste een doorgaande opening omvat, waarbij de opening is begrensd door een openingswand (37) van het kernmateriaal (30), de opening (7) een langsas heeft en de openingswand (9) hoofdzakelijk 10 evenwijdig is aan de langsas (16), en b) het in een galvanisch bad alzijdig neer laten slaan van een opgroeilaag (35) op het kernmateriaal (30).

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij in stap a) het verschaf-15 fen van het kernmateriaal (30) wordt uitgevoerd door het op een matrijs elektroformeren van een kernmateriaal (30) , en tussen stap a) en b) het kernmateriaal (30) wordt verwijderd van de matrijs.

9. Toepassing van een vernevelplaat (1) volgens een van de 20 voorgaande conclusies 1-6, bij het vernevelen van een fluïdum.

10. Vernevelonderdeel voor het vernevelen van een fluïdum, in het bijzonder van een brandstof of een brandstofmengsel, omvattende een vernevelplaat (1) volgens een van de voorgaande conclusies 1-6, en 25 een verbindingsstuk voor het verbinden van de ingang (14) van de opening (7) van de vernevelplaat (1) met een toevoer van fluïdum.

11. Afgifte-inrichting voor vernevelde materie, omvattende een fluïdumhouder en een daarmee in verbinding staande vernevelaar, 30 waarbij de vernevelaar een vernevelplaat (1) volgens een van de voorgaande conclusies 1-6 omvat. 35 1 026752-