DE2165609A1

DE2165609A1 - Betrieb eines schwingsystems zur fluessigkeitszerstaeubung

Info

Publication number: DE2165609A1
Application number: DE2165609A
Authority: DE
Inventors: Max Dr Rer Nat Guntersdorfer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1970-06-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1973-07-12

Description

Betrieb eines Schwingsystems zur Flüssigkeitszerstäubung Zusatz zu Patent . ... ... (P 20 32 433.8-51) Die Erfindung bezieht sich auf den Betrieb eines mit elektrischer Wechselspannung zu erregenden piezoelektrischen Schwingsystems nach dem Hauptpatent (-anmeldung) P 20 32 453.8 vom 30.6.1970.
In dem Hauptpatent ist ein Schwingsystem mit einem zu Biegeschwingungen anzuregenden Koppelschwinger aus einer Platte mit daran befestigtem piezoelektrischen Wandler und mit einer zu Biegeschwingungen anzuregenden weiteren Platte, die durch einen mechanischen Kopplungssteg mit geringerem Querschnitt mit dem Koppelschwinger mechanisch gekoppelt ist, beschrieben, wobei der Koppelschwinger und die weitere Platte bezüglich ihrer Biegeresonanz aufeinander abgestimmt sind.
In weiteren Patentanmeldungen P 21 29 664.0-und P 21 29 718.7 vom 15.6.1971 sind Anordnungen und Verfahren zur Anregung eines wie oben angegebenen Schwingsystems näher beschrieben.
In der Patentanmeldung P 21 29 665.1. vom 15.6.1971 ist eine Vorrichtung zum Betrieb des obengenannten Schwingsystems als Flüssigkeitszerstäuber beschrieben. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde-, für ein wie in den obengenannten Patentanmeldungen beschriebenes Schwingsystem eine Betriebsweise anzugeben, mit der die Tröpfchengröße der zu zerstäubenden Flüssigkeit steuerbar gewählt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem wie eingangs angegebenen Schwingsystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frequenz der an das Schwingsystem anzulegenden anregenden Wechselspannung von der Reihenresonanzfrequenz des mit Flüssigkeit nicht belasteten Schwingsystems abweichend groß gewählt wird. Vorzugsweise wird die Frequenz der anzuregenden Wechselspannung kleiner als diese Reihenresoananzfrequenz gewählt.
Der Erfindung-lag die folgende Beobachtung zugrunde: Beim Betrieb eines wie oben angegebenen Schwingsystems mit angelegter elektrischer Wechselspannung wurde festgestellt, daß sich mit zunehmend kleinerer Frequenz der anregenden Wechselspannung, bezogen auf die Reihenresonanzfrequenz des nicht belasteten Schwingsystems, bei einer Zerstäubung von Flüssigkeit eine zunehmend kleinere Tröpfchengröße erreichen läßt. Ge-Ringe Tröpfchengröße ist insbesondere für die Zerstäubung von Wasser zum Zwecke der Luftbefeuchtung von großem Interesse.
Die Reihenresonanzfrequenz ist die mechanische Schwingungsfrequenz des Schwingsystems bei elektrisch kurz geschlossenem Wandler. Vorzugsweise liegt sie im Bereich von 100 kHz.
Für die erfindungsgemäß zu wählende Abweichung der Anregungsfrequenz von der genannten Reihenresonanzfrequenz erwies sich eine Verringerung bis zu 10 % und insbesondere zwischen 5 und 10 % als besonders vorteilhaft für die Erzeugung eines besonders feinen Flüssigkeitsnebels.
Die Figur 1 zeigt ein Schwingsystem nach dem Hauptpatent mit einem Koppelschwinger bestehend aus dem piezoelekttischen Wandler 1, vorzugsweise aus piezoelektrischer Keramik, und der Platte 2. Die weitere Platte 4 ist über einen Kopplungssteg 3 mit geringerem Querschnitt mit dem Koppelschwinger mechanisch verbunden. Zum Anschluß der elektrischen Wechselspannung ist auf dem Wandler 1 eine Elektrode 21 angeordnet. Mit 11 sind Zuleitungen zur Zuführung der anregenden elektrischen Wechselspannung bezeichnet. Als zweite Elektrode dient hier -die Platte 2 bzw. der Kegelstumpf 5.
Das in Figur 2 gezeigte Schwingsystem entspricht einer besonders bevorzugten Abwandlung nach dem Hauptpatent. Bei dieser Abwandlung ist der Kopplngssteg 3 mit der Platte 2 zu einem kegelstumpfförmigen Körper 5 zusammengefaßt. Im Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebene Bezeichnungen stim--men mit denen in der Figur 2 überein. Mit 31 ist eine Quelle zur Erzeugung der zur Anregung dienenden elektrischen Wechselspannung bezeichnet. Erfindungsgemäß ist die Frequenz der von der Quelle 31 zu erzeugenden Wechsel Spannung einstellbar veränderlich. Mit 32 ist eine Rohrleitung bezeichnet, durch~ die hindurch mittels einer Pumpe 33 aus einem flüssigkeitsbehälter 54 Flüssigkeit 35 der Oberfläche 41 der weiteren Platte 4 zugeführt wird. Bei angeregter Schwingu g des Schwingsystems wird die der Oberfläche 41 zugeführte Flüssigkeit 135 zerstäubt, und zwar zu einer Tröpfchengröße, die erfindungsgemäß der Frequenzabweichung der anregenden Wechselannung entspricht. Die Form der weiteren Platte 4 ist kreisrund oder kann auch elliptisch sein 2 Riguren 6 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Betrieb eines mit einer elektrischen Wechselspannung zu erregenden piezoelektrischen Schwingsystems mit einem zu Biegeschwingungen anzuregenden Koppelschwinger aus einer Platte mit daran befestigtem Wandler sowie mit einer zu Biegeschwingungen anzuregenden weiteren Platte, die durch einen mechanischen Kopplungssteg mit geringerem Querschnitt mit dem Koppelschwinger mechanisch gekoppelt ist, wobei ggf. die Platte des Koppelschwingers und der Kopplungssteg miteinander zusammengefaßt als Kegelstumpf ausgebildet sind, und wobei der Koppelschwinger und die weitere Platte bezüglich ihrer Biegeresonanz aufeinander abgestimmt sind, nach Hauptpatent (-anmeldung) P 20 32 433.8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Frequenz der an den Wandler des Schwingsystems anzulegenden anregenden Wechselspannung von der Reihenresonanzfrequenz des mit Flüssigkeit nicht belasteten Schwingsystems abweichend groß gewählt wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Frequenz der anzuregenden Wechselspannung kleiner als der Wert der obengenannten Reihenresonanzfrequenz gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t £ daß die Frequenz der anregenden Wechselspannung bis zu 10 % kleiner als die genannte Reihenresonanzfrequenz gewählt wird.
4* Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Frequenz der anzulegenden Wechsel-Spannung zwischen 5 und 10 % kleiner als der Wert der obengenannten Reihenresonanzfrequenz gewählt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n nz e i c h -n e t , daß ein Schwingsystem mit einer Reihenresonanzfrequenz im Bereich von 100 kHz gewählt ist.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Quelle (31) zur Erzeugung einer einstellbar veränderlichen Wechselspannung zur Anregung des Schwingsystems (1, 5, 4 bzw. 1, 2, 3, 4), sowie eine Vorrichtung (32, 33, 34) zur Zuführung der zu zerstäubenden Flüssigkeit (135) vorgesehen sind.

L e e r s e i t e