DE2543635A1

DE2543635A1 - Fluessigkeits-zerstaeuber

Info

Publication number: DE2543635A1
Application number: DE19752543635
Authority: DE
Inventors: Kiyokazu Asai; Akihiro Takeuchi
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1974-09-30
Filing date: 1975-09-30
Publication date: 1976-04-08
Also published as: DE2543635C3; GB1520137A; JPS5523674B2; US4019683A; DE2543635B2; JPS5139411A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestrafle 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237

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Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Nagoya, Japan

Flüssigkeits-Zerstäuber

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeits-Zerstäuber gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1·

Bekannte Flüssigkeits-Zerstäuber dieser Art - ihr Aufbau wird anhand der Fig. 1a bis 1c später näher erläutert weisen nur eine kleine schwingende Oberfläche zum Zerstäuben der Flüssigkeit auf. Dies hat zur Folge, daß die Flüssigkeitsmenge, die pro Zeiteinheit zerstäubt werden kann, auf einen sehr kleinen Wert begrenzt ist. Wird zur Vergrößerung dieses Wertes die Dicke des Flüssigkeitsfilmes auf der schwingenden Oberfläche erhöht, dann kann die

München: Kramer. Dr. Weser ■ Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

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Zerstäubung der Flüssigkeit nicht mehr stabil durchgeführt werden. Außerdem wird bei dem bekannten Flüssigkeits-Zerstäuber die Flüssigkeit direkt den Stellen zugeführt, an denen die Schwingung ihre größte Auslenkung aufweist, d.h. an den Stellen der Schwingungsbäuche, so daß bei einer Schwingung mit großer Amplitude extrem große Flüssigkeitspartikel abgesprüht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Flüssigkeits-Zerstäubers zu eliminieren. Es soll ein Flüssigkeits-Zerstäuber vorgesehen werden, der pro Zeiteinheit die Zerstäubung einer großen Flüssigkeitsmenge erlaubt und eine große schwingende Oberfläche aufweist. Es soll nicht nur eine große Flüssigkeitsmenge zerstäubt werden können sondern darüber hinaus bei Aufrechterhaltung konstanter Zerstäubungsbedingungen die Eenge von zu zerstäubender Flüssigkeit gesteuert werden können.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäubers wird ein hohlzylindrischer Vibrationsteil, der so am mechanischen Schwingungsverstärker

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befestigt ist, daß seine Achse rechtwinklig zur Achse des mechanischen Verstärkers verläuft, einer Biegeschwingung unterworfen. Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird dem Vibrationsteil längs der Knotenlinien der Biegeschwingung zugeführt. Abhängig von der Schwingungsamplitude der schwingenden Oberfläche wird die Dicke der Flüssigkeitsschichten bzw. Flüssigkeitsfilme auf einen optimalen Wert gesteuert, selbst wenn die zugeführte Flüssigkeitsmenge verändert wird. In gleicher Weise wird der Zerstäubungsbereich auf dem Vibrationsteil in axialer Richtung gesteuert. Hierdurch kann eine einwandfreie und stabile Zerstäubung bzw. Vernebelung der Flüssigkeit erhalten werden, selbst wenn eine große Flüssigkeitsmenge zugeführt wird. Die Größe der zerstäubten Flüssigkeitspartikel und die Größenverteilung dieser Partikel kann gleichmäßig aufrecht erhalten werden. Ein Absprühen von Flüssigkeitspartikeln extremer Größe kann verhindert werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Flüssigkeit dem Vibrationsteil über ein Element aus porösem Material zugeführt, dessen Kapillarwirkung ausgenutzt wird, wodurch in einem weiten Bereich der zugeführten Flüssigkeitsmenge,d.h. von einer sehr kleinen bis zu einer sehr großen Flüssigkeitsmenge, eine gleichmäßige Zufuhr der Flüssigkeit erreicht werden kann, selbst wenn aus dem einen oder anderen Grund die Flüssigkeitszufuhr zu dem Element aus porösem Material intermettierend erfolgt.

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Es kann auf diese Weise also auch für diesen Fall eine einwandfreie Zerstäubung der Flüssigkeit erzielt werden.

Da im Gegensatz zum bekannten Flüssigkeits-Zerstäuber, bei dem die Zerstäubung in der Spitze eines Ultraschallhorns erfolgt, als Vibrationsteil ein hohlzylindrischer Körper mit großer schwingender Oberfläche verwendet wird, ist eine wesentlich größere Menge an Flüssigkeit pro Zeiteinheit zerstäubbar.

Da der Zerstäubungszustand konstant gehalten werden kann, selbst wenn innerhalb des zulässigen weiten Bereiches die zugeführte Flüssigkeitsmenge verändert wird, erschließen sich der Erfindung viele Anwendungsmoglichkeiten.

Die den Knotenstellen der wellenförmigen bzw. blumenblattförmigen Biegeschwingung des Vibrationsteils zugeführte Flüssigkeit wird in radialer Richtung von der Umfangsfläche

abgesprüht und hierbei zerstäubt. Die Bemessung des Vibrationsteils sollte so gewählt werden, daß bei der Frequenz der elektrischen Schwingung ein Resonanzzustand besteht. Die Bemessung hän[;t von zwei Faktoren ab, nämlich

der Frequenz und der Ordnung der Biegeschwingung, so daß ^e nach Auswahl der Ordnung der Biegeschwingung die Abmessungen verschieden groß gemacht werden können. Die Zerstäubung kann auf einer großen schwingenden Oberfläche des Vibrationsteils erfolgen.

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Wird die zu zerstäubende Flüssigkeit dem Endabschnitt des Vibrationsteils längs der Knotenlinien der Biegeschwingung zugeführt, d.h. längs einer Vielzahl von auf der Umfangsfläche des Vibrationsteils sich in axialer Richtung erstreckenden Linien, an denen die Auslenkung auf Null gehalten wird, dann wird sie durch die Ultraschallschwingung selbst von diesen Knotenlinien in die schwingenden Flächenbereiche gezogen und die hier gebildeten Flüssigkeitsschichten werden abgesprüht. Die Dicke der gebildeten Flüssigkeitsschichten reguliert sich selbst abhängig von der Schwingungsamplitude der schwingenden Oberfläche auf einen optimalen Wert ein. Eine Zunahme oder eine Abnahme der zugeführten Flüssigkeitsmenge führt damit lediglich zu einer automatischen Zunahme oder Abnahme der Ausdehnung der in axialer Richtung auf der Umfangsfläche des hohlzylindrischen Vibrationskörpers erzeugten Flüssigkeitsschichten, wobei die Dicke dieser Schichten konstant und gleichmäßig bleibt. Es wird damit eine stabile Flüssigkeits-Zerstäubung mit gleichmäßiger Verteilung der Größe der zerstäubten Flüssigkeitspartikel erhalten, selbst wenn die zugeführte Flüssigkeit smenge verändert wird.

Wenn die Amplitude der Schwingung vergrößert wird, hat dies nicht wie bei dem bekannten Flüssigkeits-Zerstäuber zur Folge, daß größere Flüssigkeitspartikel abgesprüht werden, da die Flüssigkeit an den Schwingungsknoten zugeführt wird.

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Die Erfindung wird durch mehrere Ausführungsbeispiele in einer Gegenüberstellung zum Stand der Technik anhand von 15 Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. la bis 1c schematische Darstellungen eines bekannten Flüssigkeitszerstäubers unter Verwendung einer Ultraschallwelle;

Fig· 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitszerstäubers unter Verwendung einer Ultraschallwelle;

Fig. if eine Querschnittsansicht des Flüssigkeitszerstäubers nach Fig. 3>

Fig. 5 eine Draufsicht der Flüssigkeitszuführung des Zerstäubers nach Fig. ifj

Fig. 6 eine Draufsicht des Ultraschallwellengenerators des Zerstäubers nach Fig. ifj

Fig. 7a und 7b eine Darstellung der Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

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Fig· 8 teilweise im Querschnitt eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig, 9 eine Draufsicht der Flüssigkeitszuführung dieser Ausführungsform;

Fig, IO eine Draufsicht des ültraschallwellengenerators der dritten Ausführungsform;

Fig. 11 teilweise im Schnitt eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 teilweise im Schnitt eine scheraatische Ansicht einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13a und 13b teilweise im Schnitt schematische Ansichten einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 1 If in einer schematischen Ansicht eine Verbrennungsmaschine, bei der die Erfindung verwendet ist und

Fig. 15 in einer schematischen Ansicht einen Befeuchter, bei dem die Erfindung verwendet ist.

Der bekannte Flüssigkeitszerstäuber nach den Fig. 1a bis Ic besteht aus einem Ultraschallwellen-Wandler A, einem Ultraschallhorn B, einem Ultraschallwellen-Oszillator C, einer

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Flüssigkeitsmengen-Reguliervorrichtung D und einer Flüssigkeitszuleitung E.

Das Ultraschallhorη weist auf seiner Achse einen Düsenkanal B5 auf, mit dem ein Flüssigkeitszuflußkanal B^ in Verbindung steht. Dieser ist an einer Knotenstelle der Längsschwingung des Ultraschallhorns angeordnet. An das Eintrittsende Bl des Ultraschallhorns B für die mechanische Schwingung ist der 'Ultraschallwellen-Wandler A angeschlossen, während die Flüssigkeitszuleitung E mit dem Flüssigkeitszuleitungskanal B4 in Verbindung steht. Die durch den Ultra^schallwellen-Oszillator C erzeugte elektrische Schwingung wird mittels des Ultraschallwellen-Wandlers A in eine mechanische Schwingung (Längsschwingung) umgewandelt. Diese wird dann zum Ultraschallhorn B ausgesandt, wobei die Amplitude der Längsschwingung verstärkt wird, so daß das Austrittsende B2 für die mechanische Schwingung eine Ultraschallschwingung mit großer Amplitude verursacht. Andererseits wird die Flüssigkeit in einer durch die Flüssigkeitsmengen-Reguliervorrichtung D bemessenen Menge dem mechanischen Schwingungsausgang B2 mittels der Flüssigkeitszuleitung E, dem Flüssigkeitszuleitungskanal Bi+ und dem Düsenkanal B5 zugeführt. Die so zugeführte Flüssigkeit wird zufolge der Ultraschallschwingung über die schwingende Oberfläche ausgebreitet und dann in Gruppen von sehr kleinen Flüssigkeitspartikeln aufgeteilt, die schließlich von der schwingenden Oberfläche gesprüht werden, wodurch ihre Zerstäubung bewirkt wird.

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Bei dem bekannten Flüssigkeitszerstäuber dient als schwingende Fläche zum Zerstäuben der Flüssigkeit das Austrittsende der mechanischen Schwingung des Ultraschallhorns, so daß der Bereich der schwingenden Fläche für die Zerstäubung der Flüssigkeit in erster Linie durch den Bereich dieses Endes bestimmt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäuber können ültraschallhörner B von konischer Form entsprechend Fig. 1a, von exponentieller Form entsprechend Fig. 1b, von abgestufter Form entsprechend Fig. 1c etc. verwendet werden. Die Amplitude nver Stärkung dieser Arten von Ultraschallhörnern hängt vom Verhältnis der Fläche S1 des mechanischen Schwingungseingangs B1 zur Fläche SZ des mechanischen Schwingungsausgangs B2, d.h. vom Verhältnis S1/S2 ab, so daß die Amplitudenverstärkung umso größer ist, je kleiner die Fläche des mechanischen Schwingungsausganges B2 ist.

Um- die Amplitude bis zu einem solchen Ausmaß zu verstärken, daß eine ausreichende Zerstäubung der Flüssigkeit erzielt wird, ist es notwendig, daß die Fläche des mechanischen Schwingungsausgangs B2 auf etwa 1/10 der Fläche des Eingangs BI vermindert wird. Außerdem sollte der Durchmesser des mechanischen Schwingungseingangs BI auf einem V/ert gehalten werden, der nicht größer als ein Viertel der Wellenlänge -'· der Ultraschallwelle ist, um die Amplitude der Ultraschallschwingung wirksam verstärken zu können. Wegen der Be-

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grenzung des Bereiches der schwingenden Fläche B2 für die Zerstäubung der Flüssigkeit ist der bekannte Flüssigkeits-Zerstäuber mit dem Nachteil behaftet, daß die pro Zeiteinheit zerstäubbare Flüssigkeitsmenge extrem klein ist. Wird ζ·Β. eine Ultraschallwelle einer Frequenz von i+0 kHz verwendet, dann ist der Durchmesser des Eingangs des Ultraschallhorns 3 cm und der Durchmesser des Ausgangs 0,9 cm.

Wird Flüssigkeit unter Verwendung einer Ultraschallschwingung zerstäubt und ist die zugeführte Flüssigkeitsmenge kleiner als eine Menge bei der gebildete Flüssigkeitsschichten zufolge der Ultraschallschwingung selbst über die gesamte schwingende Fläche verbreitet werden, dann wird die Zerstäubung stabil gehalten und die Verteilung der Größe der zerstäubten Flüssigkeitspartikel bleibt unabhängig von der zugeführten Flüssigkeitsmenge unverändert, übersteigt die zugeführte Flüssigkeitsmenge jedoch den genannten Betrag, dann nimmt die Dicke der Flüssigkeitsschichten infolge der Begrenzung des Bereiches der schwingenden Fläche zu. Dies ermöglicht zwar noch eine Zerstäubung der Flüssigkeit; falls jedoch die Schichtdicke einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Zerstäubung instabil und die Größe der Flüssigkeitspartikel nimmt zu. Um eine einwandfreie Zerstäubung der Flüssigkeit mit einheitlicher Partikelgröße zu erzielen, selbst wenn die zugeführte Flüssigkeitsmenge vergrößert wird, ist es deiialb zwingend erforderlich, daß die Dicke des auf der schwingenden Fläche erzeugten Flüssigkeitsfilmes kleiner als ein vorgegebener Wert gehalten wird.

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Fig· 2 veranschaulicht an einer ersten Ausführungsform einen ersten Aspekt der Erfindung.

Der Ultraschall-Flüssigkeits-Zerstäuber gemäß Fig. 2 enthält einen Ultraschallwellen-Wandler mit einem magnetostriktiven Element 22, einen mechanischen Schwingungsverstärker aus einem konischen Horn 20, ein Ultraschall vibrationsteil aus einem elliptischen, hohlzylindrischen Körper TI mit kleiner V/anddicke und eine Flüssigkeitszuleitung aus einem einzigen mit einer Flüssigkeitsquelle verbundenen Rohr.

Der Ultraschallwellen-Wandler besteht aus dem magnetostriktiven Element 22, um das eine vorgegebene Y/indungszahl eines Leitungsdrahtes 23 gewickelt ist, der wiederum an einen Oszillator zur Erzeugung einer Ultraschallwelle angeschlossen ist.

Der Verstärkerteil für die mechanische Schwingung besteht aus dem am magnetostriktiven Element 22 befestigten konischen Horn 20. An einer Stelle, an der die Längsschwingung Null wird, d.h. an der Stelle eines Schwingungsknotens ist am Horn 20 eine Halteplatte 21 befestigt, die mittels eines Bolzen 2^B am Gehäuse 25 angebracht ist.

Das Vibrationsteil besteht aus einem elliptischen, hohlzylindrischen Körper Tl mit kleiner Dicke, dessen Achse senkrecht zur Achse des Horns 20 steht und dessen äußere

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Umfangsfläche mittels eines Bolzene3 und einer Beilagscheibe if an der Spitze des Horns 20 befestigt ist. Die äußere Umfangsfläche des Vibrationsteils dient als wirksamer Zerstäubungsteil, wobei die Abmessungen dieser Oberfläche so bestimmt sind, daß abhängig von der zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge eine ausreichend große schwingende Fläche zur Verfügung steht.

Die Flüssigkeits-Versorgungseinrichtung besteht aus einer Flüssigkeitsmengen-Keguliervorrichtung K, durch die aus einer Pumpvorrichtung 27 eine vorgegebene Flüssigkeitsmenge zugeführt werden kann, aus einer Flüssigkeitszuleitung J, die mittels einer Mutter 26 am Gehäuse 25 befestigt und mit der Reguliervorrichtung K verbunden ist, sowie aus dem Rohr 28, das mit der Zuleitung J in Verbindung steht und eine öffnung 29 eines vorgegebenen Durchmessers aufweist, die von oben in einem vorgegebenen Winkel in die Nähe der Spitze des wirksamen Zerstäubungsabschnittes des Vibrationsteils T1 gerichtet ist. Der wirksame Zerstäubungsabschnitt ist abhängig von der zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge bestimmt.

Bei der beschriebenen ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zerstäubers führt ein Oszillator 21+ dem magnetostriktiven Element 22 eine elektrische Schwingung einer vorgegebenen Frequenz zu. Das magnetostriktive Element 22 wandelt die elektrische Schwingung in eine mechanische Schwingung um und überträgt diese auf das konische Horn 20

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durch das die Amplitude der Schwingung vergrößert wird. Das Vibrationsteil T1 kann dann mit vorgegegebener Amplitude schwingen. Andererseits wird die von der Pumpe 27 gelieferte Flüssigkeit in der Reguliereinrichtung K bemessen und mittels der Flüssigkeitszuleitung J und dem Rohr 28 der äußeren Umfangsflache, d.h. dem wirksamen Zerstäubungsabschnitt des Vibrationsteils zugeführt, dem eine Schwingung einer vorgegebenen konstanten Amplitude verliehen wird. Die dem oberen Bereich des Vibrationsteils zugeführte Flüssigkeit spritzt von der einer Ultraschallschwingung unterworfenen schwingenden Oberfläche ab und wird hierdurch zerstäubt. Der Bereich der schwingenden Fläche bestimmt sich durch die Länge des wirksamen Zerstäubungsabschnittes in Umfangsrichtung und die axiale Länge des Vibrationsteils.

Im Gegensatz zu dem bekannten Flüssigkeitszerstäuber wird bei der ersten Ausführungsform der Erfindung die Zerstäubung der Flüssigkeit mittels einer schwingenden Oberfläche eines ausreichend großen Bereiches bewirkt, der sich nach der äußeren Umfangsfläche eines elliptischen, zylindrischen Körpers bemisst, so daß pro iieiteinheit eine große Flüssigkeitsmenge zerstäubt werden Jcann und durch Änderung der zugeführten Flüssigkeitsmenge auch die gewünschte Menge an Flüssigkeit im gewünschten Zerstäubungszustand.

Es wird nun anhand einer zweiten und dritten Ausführungsform der Erfindung ein zweiter Aspekt eines erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäubers unter Verwendung einer Ultraschall-

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welle beschrieben.

Bei der in den Fig. 3 bis 7 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein Ultraschallwellen-Generator vorgesehen, in dem piezoelektrische Elemente zwischen einen Metallblock , der als Gegenhalter dient und einem weiteren Metallblock zum Verstärken der Ultraschallschwingung eingefügt und in dieser Lage durch Befestigungsmittel gehalten sind. Der zweite Metallblock ist in Form eines abgestuften Horns ausgebildet und dient als mechanischer Verstärker. Mit der Spitze des die Schwingung verstärkenden zweiten Metallblocks ist ein als hohlzylindrischer Körper ausgebildeter Vibrationsteil zu einer Einheit verbunden. Mit anderen Worten dient der die Ultraschallschwingung verstärkende Metallblock zusammen mit den piezoelektrischen Elementen und dem Gegenhalter als Ultraschallwellen-Wandler und gleichzeitig als Horn, das die in dem Ultraschallwellen-Wandler erzeugte mechanische Schwingung verstärkt. Der Flüssigkeitszerstäuber gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem Ultraschallwellen-Generator, der den Vibrationsteil des hohlzylindrischen Körpers zu einer wellenförmigen bzw. blumenblattförmigen Biegeschwingung veranlassen kann und aus einer Flüssigkeitsversorgungseinrichtung.

Der Vibrationsteil 1 des hohlzylindrischen Körpers in dem Ultraschallwellen-Generator weist an seiner äußeren Umfangs-

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fläche einen säulenförmigen Abschnitt mit im Querschnitt großer Wandstärke, d.h. eine Hippe 1A auf, die mit dem zylindrischen Körper über dessen gesamte Länge eine Einheit bildet und sich in einer zur Achse des zylindrischen Körpers parallelen Richtung erstreckt. In der Rippe IA befindet sich ein Loch 1B, durch das ein Bolzen 3 mit kegelstumpfförmigem Kopf hindurchgeführt werden kann. Der zylindrische Körper 1 ist mittels des Bolzens 3> der von der Innenseite des zylindrischen Körpers in das Ende 2A des mechanischen Schwingungsausgangs des Blockes 2 durch eine Beilagscheibe Zf geschraubt ist, am Metallblock 2 zum Verstärken der Ultraschallschwingung in einer solchen Weise befestigt, daß die Achse des zylindrischen Körpers 1 senkrecht zur Schwingungsrichtung des Blockes 2 verläuft. Der Metallblock 2 ist als abgestuftes Horn ausgebildet, das als mechanischer Schwingungsverstärker dient und weist einen T-förmigen Querschnitt auf. Das Ende 2A des mechanischen Schwingungsausgangs ist so geformt, daß mit der Seitenfläche der Rippe 1A des zylindrischen Körpers 1 ein enger Kontakt herstellbar ist.

Der Basisbereich des Blockes 2 weist einen Flansch 2B auf, in dem eine Vielzahl von Bolzenlöchern 5 vorgesehen ist. Auf den Flansch 2B ist eine ringförmige Halteplatte 21 aufgepasst, die die Biegesteifigkeit des Flansches verstärkt. Die Halteplatte 21 v/eist Löcher 51 auf, die mit den Bolzenlöchern 5 des Flansches 2B fluchten und ist mittels Bolzen 6, die durch die Löcher 5I gesteckt sind und Muttern 7 mit einem

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Flansch ΠΑ des als Gegenhalter dienenden Metallblockes 11, der der Halteplatte 21 gegenüberliegt, zu einer Einheit verbunden, wobei der Flansch 2B,die piezoelektrischen Elemente 8A

und 8B, eine Elektrodenplatte 9 und eine Abstandsplatte 10 dazwischengefügt sind. Die ringförmige Halteplatte 21 ist in eine Halteplatte G eingepasst und mittels Schrauben 15 in ihrer Lage gesichert. Die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung besteht aus einem Flüssigkeitsversorgungsring D1, einer hohlen Haltestange F, deren gegenüberliegende Enden an einem äußeren Ring E1 und an der Halteplatte G befestigt sind sowie einer Flüssigkeitsmengen-Reguliervorrichtung K, die mit der Flüssigkeitszuleitung J und einer Flüssigkeitsquelle in Verbindung steht. Der Außendurchmesser des Flüssigkeitsversorgungsringes D1 ist etwa dem Aussendurchmesser des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators gleich. In der äußeren Umfangsfläche des Flüssigkeitsversorgungsringes D1 ist eine Ringnut D11 von rechteckigem Querschnitt vorgesehen, die sich längs der Oberfläche des Ringes D1 erstreckt. Die der Stirnfläche 1C des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators gegenüberliegende untere Stirnfläche D12 des Flüssigkeitsversorgungsringes D1 weist einen ringförmigen Vorsprung D13 auf, der in die innere Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 mit einem sehr kleinen Spalt dazwischen eingepasst ist. Außerdem ist der äußere Ring E1 eng auf die äußere Umfangsfläche des Flüssigkeitsversorgungsringes D1 so aufgepasst, daß er die Ringnut D11 bedeckt. Die Teile E1 und D1 sind beispielsweise mittels Lötung miteinander ver-

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bunden. In der inneren Umfangsfläche des äußeren Ringes E1 sind in axialer Richtung dieses Ringes acht schlitzförmige Nuten E11 von kleinem Querschnitt vorgesehen. Die Lage dieser Nuten ist so gewählt, daß sie acht Positionen 1El am oberen Ende der äußeren Umfangsfläche entspricht, d.h. der Lage der Knoten der auf dem zylindrischen Körper 1 in der vierten Ordnung der Biegeschwingung zu erzeugenden Schwingung, wenn der Flüssigkeitsversorgungsring D1 auf die Stirnfläche IC des zylindrischen Körpers des Ultraschallwellen-Generators aufgepasst ist.

Die Enden der Nuten E11 sind an der dem zylindrischen Körper des Ultraschallwellen-Generators zugewandten Seite offen, während die anderen Enden der Nuten E11 geschlossen sind, wenngleich sie mit der Ringnut D11 in dem Flüssigkeitsversorgungsring Dl in Verbindung stehen.

Der äußere Ring El ist mit der Stirnfläche F2 der Haltestange F,die längs ihrer Mittelachse einen Flüssigkeitskanal F1 aufweist, verbunden. Ein Flüssigkeitsverbindungskanal E12 im äußeren Ring E1 fluchtet mit dem Flüssigkeitskanal Fl.

Die Haltestange F weist einen Abschnitt F3 mit reduziertem Durchmesser auf, der sich durch ein Loch G1 der Halteplatte G erstreckt. Die Haltestange F ist an der Halteplatte G mittels eines Gewindeabschnittes FZf auf dem Abschnitt F3 mit verringertem Durchmesser und eine auf den Gewindeabschnitt

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aufgeschraubte Mutter H befestigt. Der untere Bereich D12 des Flüssigkeitsversorgungsringes D1 stößt leicht gegen die Stirnfläche 1C des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators, während der ringförmige Vorsprung Dl3 in die Innenfläche des zylindrischen Körpers 1 mit einem sehr kleinen Spalt dazwischen eingepasst ist.

Die Reguliervorrichtung K,mit der die Menge der zugeführten Flüssigkeit eingestellt werden kann, ist mit der Flüssigkeitszuleitung J verbunden, die wiederum mit dem Ende des Abschnittes F3 mit verringertem Durchmesser der Haltestange F-, welche den Flüssigkeitskanal Fl aufweist, in Verbindung steht. Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird durch die Nuten El 1 an die Stellen der Schwingungsknoten auf der äußeren Urafangsfläche des zylindrischen Körpers des Ultraschallwellen-Generators gebracht.

Bei dem Ultraschallwellen-Generator sind die piezoelektrischen Elemente 8A und 8B so angeordnet, daß ihre positiven Pole aufeinander zuweisen und dazwischen eine Elektrodenplatte 9 eingefügt ist. Die negativen Pole stehen mit den Flanschen 2B und HA in Kontakt. Die Abstandsplatte 10 ist ein ringförmiger Körper aus Silikon-Gummi mit Durchgangslöchern, durch die Bolzen hindurchgesteckt v/erden können. Die Abstandsplatte umfasst die piezoelektrischen Elemente 8A und 8B sowie die Elektrodenplatte 9 und wird zusammen mit diesen Teilen mittels Bolzen 6 und Muttern 7 zwischen den Flanschen

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2B und 11A festgeschraubt.

An die Elektrodenplatte 9 und den Flansch 11A sind Eingangsleitungen 12 angeschlossen, die mit dem Ausgang des Ultraschallwellen-Oszillators 13 in Verbindung stehen. Dieser ist mittels eine s Steckers lif mit einer elektrischen Spannungi quelle verbunden.

Der Ultraschallwellen-Oszillator ist so aufgebaut, daß er eine elektrische Schwingung einer vorgegebenen Frequenz liefert. Der Ultraschallwellen-Wandler, der mechanische Schwingungsverstärker und das Ültraschallvibrationsteil weisen solche Abmessungen auf, daß die Ümfangsflache des Ultraschallvibrationsteils eine Biegeschwingung ausführt. Im einzelnen bedeutet das, daß der zylindrische Körper 1, der Metallblock 2 zum Verstärken der Ultraschallschwingung, die piezoelektrischen Elemente 8A und 6B und der als Gegenhalter dienende Metallblock 11 im zusammengebauten Zustand so bemessen sind, daß bei einer vorgegebenen Frequenz ein Resonanzzustand besteht. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Länge des die Ultraschallschwingung verstärkenden Metallblockes 2 von der Spitze des mechanischen Schwingungsausganges 2A bis zum Ende des Flansches 2B auf der Seite der ringförmigen Halteplatte so bemessen ist, daß sie 1/if der Wellenlänge ■' der zu übertragenden Ultraschallwelle beträgt, während die Länge des als Gegenhalter dienenden Metallblocks 11 rechnerisch oder durch Versuche so

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bemessen wird, daß die Stirnfläche des Flansches 2B auf der Seite der ringförmigen Halteplatte an den Stellen der Schwingungsknoten liegt. Der Ultraschallwellen-Oszillator 13 ist so bemessen, daß er eine elektrische Schwingung liefert, die der Resonanzfrequenz der piezoelektrischen Elemente 8A und 8B entspricht.

Es wird nun die Arbeitsweise der soeben beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Wird der Ultraschallwellen-Oszillator 13 mit der elektrischen Spannungsquelle verbunden und damit eingeschaltet, dannliefert der Oszillator 13 an die piezoelektrischen Elemente 8A und 8B eine elektrische Schwingung einer Frequenz, die der Frequenz des Ultraschallwellen-Generators entspricht und veranlasst die piezoelektrischen Elemente zu einer mechanischen Schwingung.

Die erzeugte mechanische Schwingung veranlasst den die Ultraschallschwingung verstärkenden Metallblock 2, eine Längsschwingung mit einem Schwingungsknoten an der Stirnseite des Flansches 2B auf der Seite der ringförmigen Halteplatte auszuführen. Der Block 2 verstärkt die Amplitude der Schwingung, so daß von dem mechanischen Schwingungsausgang 2A eine Schwingungsauslenkung mit verstärkter Amplitude über die Mitte der Rippe 1A auf den zylindrischen Körper 1 des Ultraschallwellen-Generators übertragen wird. Da bei dieser

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Ausführungsform der zylindrische Körper 1 so bemessen ist, daß er eine wellenähnliche bzw. blumenblattähnliche Biegeschwingung der vierten Ordnung ausführt, folgt die Schwingung einem Halbwellenmuster,wie dies in Fig. 6 durch eine gestrichelte Linie X dargestellt ist; das Schwingungsmuster der Gegenphase in der darauffolgenden Halbwelle entspricht dann der gestrichelten Linie Y. Bei einer Schwingungsfrequenz von ifO kHz wiederholt sich die Schwingung bzw. Auslenkung ifO 000 Mal pro Sekunde. Wird ein Ventil der Reguliervorrichtung K zum Einstellen der zugeführten Flüssigkeitsmenge geöffnet, um die Flüssigkeitszerstäubung einzuleiten, dann wird die Flüssigkeit über die Flüssigkeitszuleitung J und den Flüssigkeitskanal Fl der Ringnut Dl1 im Flüssigkeitsversorgungsring Dl zugeführt. Ferner fließt die Flüssigkeit durch die Austrittsnuten E11, die mit der Ringnut Dl in Verbindung stehen, aus in Richtung des Endabschnittes des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators und längs der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers in axialer Richtung desselben. Da die Austrittsnuten Eil an Stellen angeordnet sind, die den Positionen IEl auf dem oberen Abschnitt der äußerer Umfangsfläche des zylindrischen Körpers, d.h. den Stellen dfr Schwingungsknoten entsprechen, wird die Flüssigkeit längs der Knotenlinien der Schwingung zugeführt, wenn der zylindrische Körper 1 einer Biegeschwingung der vierten Ordnung unterworfen wird. Infolge der Ultraschallschwingung des zylindrischen Körpers wird die

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Flüssigkeit zerstäubt. Dies wird im einzelnen anhand der Fig. 7 a und 7 b erläutert.

Die den Knotenstellen der Schwingung zugeführte Flüssigkeit, fließt längs der Knotenlinien an der äußeren Umfangsflache des zylindrischen Körpers 1, wie dies durch die gestrichelten Linien IEl 1 dargestellt ist. Die längs der Knotenlinien fließende Flüssigkeit M wird auf der schwingenden Fläche in der durch eine Vielzahl von Pfeilen N angedeuteten Richtung zu den Scheitelwerten der Wellen der Schwingung hingezogen. Diese Bereiche sind durch eine Schraffur L gekennzeichnet und befinden sich zu beiden Seiten jeder Knotenlinie. Auf diese Weise werden auf der schwingenden Oberfläche Flüssigkeitsschichten gebildet. Die Schichten werden in Gruppen von kleinsten Flüssigkeitspartikeln unterteilt, die wie in den Fig. 7a und 7b durch eine Gruppe von Punkten O angedeutet, radial von der schwingenden Oberfläche abgesprüht werden. Auf diese Weise wird die Zerstäubung der Flüssigkeit bewirkt.

Die Flüssigkeitsschichten werden auf der schwingenden Oberfläche zufolge der Ultraschallschwingung gebildet, in^dem hierdurch die Flüssigkeit von den Knotenlinien zu den Scheite llinien der Schwingung gezogen wird. Die Dicke der Flüssigkeitsschichten hängt von der Amplitude der Schwingung ab. Wird die zugeführte Flüssigkeitsmenge verringert,

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dann wird auch die Ausdehnung h der gebildeten Flüssigkeitsschichten und damit des Zerstäubungsbereiches vermindert, während eine Zunahme an zugeführter Flüssigkeitsmenge zu einer Vergrößerung der Ausdehnung h führt. Mit anderen Worten, wird die Ausdehnung h innerhalb der Flüssigkeitswerden
schichten gebildet/und die Flüssigkeit zerstäubt wird, in axialer Richtung des zylindrischen Körpers automatisch vergrößert oder verkleinert, je nach dem wieviel Flüssigkeit zugeführt wird, während die Dicke der Flüssigkeitsschichten selbst auf eine optimale Dicke gesteuert wird, wodurch eine in hohem Maße effektive Zerstäubung der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Schwingungsamplitude der schwingenden Oberfläche erreicht wird. Der Flüssigkeitszerstäuber, gemäß der zweiten Ausführungsform weist somit den Vorteil einer optimalen Zerstäubung der Flüssigkeit,abhängig von der zugeführten Flüssigkeitsmenge, auf.

Ähnlich der ersten Ausführungsform kann auch mit der zweiten Ausführungsform eine große Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit zerstäubt werden, so daß einerseits die gewünschte Flüssigkeitsmenge zerstäubt, wie auch der gewünschte Zerstäubungszustand eingestellt werden können.

Die Vorrichtung der zweiten Ausführungsform liefert die Funktion des die Ultraschallschwingung verstärkenden Metallblockes als eines dsr Elemente des Ultraschallwellen-Wandlers

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in gleicher Weise wie die Funktion einer Eigenverstärkung der mechanischen Schwingung, so daß die Größe der Vorrichtung kompakt gemacht werden kann und damit eine besondere Eignung für die Anwendung auf technischen Gebieten bei denen nur ein begrenzter Raum zur Verfügung steht, vorhanden ist.

Es wird nuianhand der Fig. 8 bis 10 eine dritte Ausführungsform zur Erläuterung des zweiten Aspektes der Erfindung beschrieben. Bei der zweiten und dritten Ausführungsform weisen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen auf.

Der Hauptunterschied zwischen der zweiten und dritten Ausführungsform besteht darin, daß bei der dritten Ausführungsform die Flüssigkeit der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators zugeführt wird.

Der Flüssigkeitsversorgungsring D2 der FlüssigkeitsversorgungsVorrichtung besteht aus einem ringförmigen Teil dessen Innendurchmesser im wesentlichen die gleiche Größe aufweist, wie der Innendurchmesser des Vibrationsteils 1 im Ultraschallwellen-Generator, der aus einem hohlen zylindrischen Körper besteht. In der inneren Umfangsfläche des Flüssigkeit sVersorgungsrings D2 ist eine Ringnut D21 mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen.

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? S /ι "λ r; 1 S

Die Stirnfläche D22 des Flüssigkeitsversorgungsringes D2, die in Berührung mit der Stirnfläche IC des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators steht, weist einen teilweise gebrochenen ringförmigen Vorsprung D23 auf. Zwischen dem Vorsprung und dem oberen Bereich der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators befindet sich ein sehr kleiner Spalt. In die innere Umfangsfläche des Flüssigkeitsversorgungsringes D2 ist ein innerer Ring E2 aus einem Ringteil mit kleiner Wandstärke eingepasst, der die Ringnut D21 bedeckt. Die beiden Teile D2 und E2 sind flüssigkeitsdicht durch ein geeignetes BindemitteljWie ein Lot, miteinander verbunden. In der äußeren Umfangsfläche des inneren Ringes E2 sind in axialer Richtung dieses Ringes acht schlitzförmige Nuten E21 mit kleinem Querschnitt gebildet. Die Lage der Nuten E21 ist so gewählt, daß sie mit den acht Stellen 1E2 der Schwingungsknoten im oberen Bereich der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 übereinstimmt. Wenn der Flüssigkeitsversorgungsring D2 auf die Stirnfläche 1C des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators aufgepasst ist, werden die /Jchwingungsknoten entsprechend der vierten Ordnung der Bie,;eschwingung erzeugt. Sie sind in gleichem Abstand voneinander längs des Umfangs des zylindrischen Körpers 1 angeordnet.

Das an den zylindrischen Körper 1 angrenzende Ende der jeweiligen Nuten E21 ist geöffnet während das andere Ende

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geschlossen ist, aber mit der Ringnut D21 des Flüssigkeitsversorgungsringes D2 in Verbindung steht.

Der Flüssigkeitsversorgungsring D2 ist an seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Stirnfläche F2 der Haltestange F verbunden, die in axialer Richtung einen durchgehenden Flüssigkeitskanal Fl aufweist. Dieser fluchtet mit dem Flüssigkeitseinlaß D2*f im Flüssigkeitsversorgungsring D2. Wie bei der zweiten Ausführungsform ist der Haltestab F an einer Halteplatte im Flüssigkeits-Zerstäuber befestigt. Die Stirnfläche D22 des FlüssigkeitsVersorgungsringes D2 ist in leichten Kontakt mit der Stirnfläche 1C des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators gebracht, während der teilweise gebrochene ringförmige Vorsprung D23 auf die äußere ümfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 im Ultraschallwellen-Generator mit einem sehr kleinen Spalt dazwischen aufgepasst ist. Wie bei der zweiten Ausführungsform ist auch bei der dritten eine Reguliervorrichtung K für die zugeführte Flüssigkeitsmenge, eine mit dieser verbundene Flüssigkeitszuleitung J, deren eines Ende mit dem Abschnitt F3 kleinen Durchmessers der Haltestange F, die den Flüssigkeitskanal Fl aufweist, in Vervorgesehen.
bindung steht Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird durch die Nuten E21 an die Stellen der Schwingungsknoten auf der inneren Ümfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 gebracht. Die übrigen Konstruktionsteile dieser Ausführungs-

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2 5 4 3 6 3 S

form entsprechen denen der ersten Ausführungsform.

Es wird nun die Arbeitsweise der beschriebenen dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitszerstäubers erläutert.

Wie bei der zweiten Ausführungsform wird der zylindrische Körper 1 des Ultraschallwellen-Generators einer Biegeschwingung unterworfen, wenn der Ultraschallwellen-Oszillator 13 betätigt wird. Wenn das Ventil der Reguliervorrichtung K für die zugeführte Flüssigkeitsmenge geöffnet wird, wird die zu zerstäubende Flüssigkeit zugeführt. Diese fließt durch die Flüssigkeitszuleitung J und den Flüssigkeitskanal F1 zur Ringnut D21 im Flussigkeitsversorgungsring D2. Sie fließt dann durch die acht schlitzförmigen Nuten E21_f die mit der Ringnut D21 in Verbindung stehen_; aus zum Endbereich des zylindrischen Körpers 1 und längs der inneren Umfangsfläche dieses Körpers in axialer Richtung zu diesem. Die Flüssigkeit wird längs der Knotenlinien zugeführt, da die Lage der acht schlitzförmigen Nuten E21 mit den acht Stellen 1E2 der Schwingungsknoten auf dem Endbereich der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers übereinstimmt, wenn dieser Körper einer Biegeschwingung der vierten Ordnung unterworfen wird. Die entlang der Knotenlinien auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 fließende Flüssigkeit wird durch die Biegeschwingung wie

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bei der zweiten Ausführungsform zu den Scheitelstellen der Schwingung hingezogen, die zu beiden Seiten jeder Knotenlinie liegen· Es werden so auf der schwingenden Oberfläche Flüssigkeitsschichten gebildet, die dann in Gruppen von sehr kleinen Flüssigkeitspartikeln unterteilt und schließlich gegen die Innenseite des zylindrischen Körpers gesprüht werden. Auf diese Weise erfolgt die Zerstäubung bzw. Vernebelung der Flüssigkeit. Auch bei dieser Ausführungsform werden infolge der Ultraschallschwingung Flüssigkeitsschichten auf der schwingenden Oberfläche gebildet, indem die Flüssigkeit aus den Knotenlinien angezogen wird und die Dicke der Flüssigkeitsschichten wird selbst auf einen optimalen Wert gesteuert, d.h. regelt sich selbst auf einen optimalen Wert ein, wodurch wie bei der zweiten Ausführungsform eine in hohem Maße effektive Zerstäubung der Flüssigkeit erreicht wird. Da bei dieser Ausführungsform die Zerstäubung der Flüssigkeit im Innern des zylindrischen Körpers erfolgt, ist es vorteilhaft, wenn ein durch Pfeile P angedeuteter Luftstrom so eingeleitet wird, daß er von dem Innenraum des Flüssigkeitsversorgungsringes in den Innenraum des zylindrischen Körpers 1 gelangt. Hierdurch wird das Ausfördern der zerstäubten Partikel aus dem zylindrischen Körper ins Freie beschleunigt. Da bei dieser dritten Ausführungsform die Zerstäubung der Flüssigkeit im Inneren des zylindrischen Körpers erfolgt, ist diese Ausführungsform besonders für Anv/endungsfälle

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geeignet, bei denen die Zerstäubung in einem begrenzten Raum ausgeführt werden soll. Die dritte Ausführungsform gewährleistet zu den beschriebenen Vorteilen noch ähnliche Vorteile wie die zweite Ausführungsform.

Es wird nun eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitszerstäubers beschrieben, durch die ein zweiter Aspekt der Erfindung erläutert wird. Die Beschreibung erfolgt anhand der Fig. 11 und es wird insbesondere der Unterschied zur zweiten und dritten Ausführungsform hervorgehoben.

Abweichend von der zweiten und der dritten Ausführungsform ist bei der vierten Ausführungsform eine Biegeschwingung der dritten Ordnung beabsichtigt und es wird dem hohlzylindrischen Vibrationsteil des Ultraschallwellen-Generators die Flüssigkeit durch Rohre mit einem kleinen Durchmesser zugeführt. An der äußeren Umfangsfläche des Flüssigkeitsversorgungsringes D3 ist eine Ringnut D31 mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen. Außerdem ist auf die äußere Umfangsfläche des Flüssigkeitsversorgungsringes D3 ein äußerer Ring E3 dicht aufgapasst, der die Ringnut D11 bedeckt. Die beiden Teile D3 und E3 sind auf geeignete Weise z.B. durch eine Lötung miteinander verbunden. Der äußere Ring E3 ist mit seiner äußeren Umfangsfläche an die Stirnfläche F2 einer Haltestange F angebracht, die längs ihrer

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Achse einen Flüssigkeitskanal Fl aufweist, der mit einem Flüssigkeitseinlaß E32 fluchtet, der im äußeren RLng E3 vorgesehen ist. Der Flüssigkeitsversorgungsring D3 ist mittels der Haltestange F an einer Halteplatte G des Flüssigkeits-Zerstäubers in einer Lage befestigt, bei der er von der Stirnseite des zylindrischen Körpers 1 einen vorgegebenen Abstand aufweist und die Achse des Flüssigkeitsversorgungsringes D3 mit der des zylindrischen Körpers 1 fluchtet· Vom äußeren Ring E3 gehen sechs dünne Rohre E31 mit kleinem Querschnitt aus, von denen jeweils ein Ende in Verbindung mit der Ringnut D31 steht, während das andere Ende jeweils dem Endabschnitt der äußeren Umfangsflache des zylindrischen Körpers 1 gegenüberliegt. Die Lage der Mündungen der dünnen Rohre ist so gewählt, daß sie mit der Lage der sechs Knotenstellen der Schwingung auf der Umfangsfläche des zylindrischen Körpers übereinstimmt, wenn der zylindrische Körper 1 des üTtraschallwellen-Generators einer Biegeschwingung der dritten Ordnung unterworfen wird. Außerdem sind die Mündungen der dünnen Rohre schräg von oben nach unten in einem vorgegebenen Winkel zur äußeren . Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 gerichtet, so daß die Flüssigkeit längs der Knotenlinien auf der äußeren umfangsfläche des einer Biegeschwingung der dritten Ordnung unterworfenen zylindrischen Körpers entlangfließen kann.

Durch die vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäubers wird durch Zuführen einer Flüssig-

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keit längs der Knotenlinien der Schwingung des Vibrationsteils 1 vermittels der dünnen Rohre E31 mit kleinem Durchmesser die gewünschte Zerstäubung der Flüssigkeit ebenso wie bei der zweiten Ausführungsform erreicht. Es liegt ebenfalls eine Eigensteuerung der Flüssigkeitsschicht in einer solchen Weise vor, daß sich eine optimale Dicke einstellt, die Steuerung des Zerstäubungs- bzw. Sprühbereiches hängt von der Menge der zugeführten Flüssigkeit ab, die Zerstäubung einer großen Flüssigkeitsmenge erfolgt in einheitlicher Partikelgröße und gleichmäßiger Verteilung und es ist möglich, die gewünschte Menge der zu zerstäubenden Flüssigkeit einzustellen.

Es wird nun anhand einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäubers der zweite Aspekt der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 12 erläutert. Hierbei werden im wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben.

Bei der fünften Ausführungsform der Erfindung wird dem hohlzylindrischen Vibrationsteil 1 des Ultraschallwellen-Generators die Flüssigkeit durch dünne Rohre mit einem kleinen Durchmesser zugeführt. Die Flüssigkeit wird hier wie bei der dritten Ausführungsform der Erfindung der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers zugeleitet. In der äußeren Umfangsfläche eines kreisrunden Flüssigkeitsversorgungsringes DZf ist eine Ringnut D**1 vorgesehen. Außerdem

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" ⁵² " .... . 2B43635

ist auf die äußere Umfangsfläche des Flüssigkeitsversorgungsringes Dif ein äußerer Ring Eif dicht aufgepasst, der die RLngnut D*f1 bedeckt. Die beiden Teile Dif und Eif sind auf geeignete Weise z.B. durch eine Lötung miteinander verbunden. Der äußere Ring E/f ist außerdem mit seiner äußeren Umfangsfläche an der Stirnfläche F2 einer Haltestange' F befestigt, die einen axialen Flüssigkeitskanal F1 aufweist, der mit einem Flüssigkeitseinlaß Eif2 im äußeren RLng EZf fluchtet. Der Flüssigkeitsversorgungsring Dif, dessen Achse mit der des zylindrischen Körpers 1 des Ultraschallwellen-Generators identisch ist, ist mittels der Haltestange F so an einer Halteplatte G des Flüssigkeitszerstäubers befestigt, daß er von der Stirnfläche des zylindrischen Körpers einen vorgegebenen Abstand aufweist. Mit dem Flüssigkeitsversorgungsring Dif ist eine Vielzahl von dünnen Rohren fest verbunden, von denen jeweils ein Ende mit der RLngnut Dif1 in Verbindung steht, während das andere Ende gegen den Endabschnitt der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 gerichtet ist. Die Lage der Mündungen der dünnen Rohre ist so gewählt, daß sie mit den Schwingungsknoten auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 übereinstimmt, wenn dieser einer Biegeschwingung ausgesetzt wird. Die Mündungen der dünnen Rohre sind außerdem so gerichtet, daß die Flüssigkeit längs der Knotenlinien auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers fließt, wenn dieser einer Biegeschwingung ausgesetzt wird.

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Durch die fünfte Ausführungsform der Erfindung wird somit folgendes erreicht: Die Zerstäubung der Flüssigkeit erfolgt durch Zufuhr der Flüssigkeit über die dünnen Rohre EZf 1 längs der Knotenlinien der Schwingung auf der inneren Umfangsfläche des Vibrationsteils 1 wie bei der dritten Ausführungsform; durch eine eigene Steuerung stellt sich eine optimale Dicke der Flüssigkeitsschichten ein; die Steuerung des Zerstäubungsbereiches hängt von der zugeführten Flüssigkeitsmenge ab; es ist die Zerstäubung einer großen Flüssigkeitsmenge mit einheitlicher Partikelgröße und gleichmäßiger Verteilung möglich; schließlich kann die gewünschte Flüssigkeitsmenge zerstäubt werden. Außerdem erlaubt diese Ausführungsform ebenso wie die dritte Ausführungsform die Zerstäubung einer großen Menge an Flüssigkeit innerhalb eines kleinen Raumes.

Es wird nun anhand der Fig. 13a und 13b eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgeniäßen Flüssigkeits-Zerstäubers beschrieben, durch die ein dritter Aspekt der Erfindung erläutert wird.

Die sechste Ausführungsform wird nur insoweit im Detail beschrieben, als sie Unterschiede zu den entsprechenden bisher beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Bei der sechstenAusführungsform wird die Flüssigkeit dem zylindrischen Körper 1 des Ultraschallwellen-Generators vermittels eines Teils aus porösem Material, das eine Kapillarwirkung

Γ, Π

aufweist, zugeführt. An der äußeren Umfangsfläche des kreisrunden Flüssigkeitsversorgungsringes D5 ist eine Ringnut D51 mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen. Auf die äußere Umfangsfläche des Flüssigkeitsversorgungsringes D5 ist ein die Ringnut D51 bedeckender äußerer Ring E5 eng aufgepasst. Die beiden Teile D5 und E5 sind auf geeignete Weise z.B. durch Löten miteinander verbunden. Der äußere Ring E5 ist mit seiner äußeren Umfangsfläche an der Stirnfläche F2 einer Haltestange F, die einen axialen Flüssigkeitskanal F1 aufweist, befestigt. Der Flüssigkeitskanal F1 fluchtet mit einem Flüssigkeitseinlaß E52 im äußeren Ring E5. Die Achse des Flüssigkeitsversorgungsringes D5 ist mit der des zylindrischen Körpers 1 im Ultraschallwellen-Generator identisch; der Ring D5 ist mittels der Haltestange F so an eine Halteplatte G des Flüssigkeits-Zerstäubers angebracht, daß er zur oberen Stirnfläche des zylindrischen Körpers 1 einen vorgegebenen Abstand aufweist. Parallel zur Achse des zylindrischen Körpers 1 erstrecken sich außerdem vom Flüssigkeitsversorgungsring D5 bis zum unteren Ende des zylindrischen Körpers 1 mehrere Rohre E51 mit kleinem Durchmesser. Ein Ende der !Rohre E 51 steht jeweils mit der Ringnut D51 in Verbindung, während das andere Ende jeweils verschlossen ist. Die dem zylindrischen Körper 1 gegenüberliegende Seitenfläche der Rohre E 51 weist einen sich in axialer Richtung erstreckenden schmalen Schlitz auf. Außerdem ist eine Säule E511 mit rechteckigem Querschnitt

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und kleiner Dicke aus porösem Material wie einem Filz, der eine Kapillarwirkung besitzt, in den Schlitz eingepasst. Die Seitenfläche Ej?12 der Rechtecksäule E511 stößt leicht gegen die Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 1 und zwar jeweils an den Stellen der Schwingungsknoten, die auftreten, wenn der zylindrische Körper 1 einer Biegeschwingung ausgesetzt wird.

Das poröse Teil kann auch aus Glasfasern und Asbest oder anderen Materialien hergestellt sein, die ähnliche Eigenschaften aufweisen.

Bei der sechsten Ausführungsform kann die Flüssigkeit innerhalb eines v/eiten Mengenbereiches durch das poröse Teil gleichmäßig der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers und zwar wenn dieser einer Biegeschwingung ausgesetzt wird, längs deren Knotenlinien zugeführt werden. Die so zugeleitete Flüssigkeit wird zufolge der Ultraschallschwingung auf die schwingende Oberfläche gezogen und bildet Flüssigkeitsschichten für eine gleichmäßige Zerstäubung. Selbst wenn die Flüssigkeit intermittierend zugeführt wird, wird eine gleichmäßige Zerstäubung erhalten.

Die sechste Ausführungsform erlaubt in der gleichen Weise wie in den vorher beschriebenen Fällen eine Zerstäubung der Flüssigkeit /üer inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers aus, wenn dieser die Flüssigkeit zugeführt wird.

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Es wird nun anhand der Fig. I4 die Anwendung eines erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäubers bei einer Verbrennungseinrichtung für flüssigen Brennstoff beschrieben. Wie Fig. 1i* erkennen läßt, handelt es sich hierbei um die Verwendung der fünften Ausführungsform der Erfindung.

Auf der oberen Wand eines Gebläsezylinders 61 einer Verbrennungseinrichtung 60 für flüssigen Brennstoff ist ein Flüssigkeits-Zerstäuber unter Verwendung einer Ultraschallwelle gemäß der Erfindung befestigt. Das hohlzylindrisch ausgebildete Vibrationsteil 1 des Flüssigkeitszerstäubers ragt in den Gebläsezylinder 61 · Die Achsen des Vibrationsteils 1 und des Gebläsezylinders 61 sind identisch. Ein Ende des Gebläsezylinders 61 ist offen und v/eist einen sich vergrößernden Durchmesser auf, während das andere Ende im Durchmesser abnimmt und mit dem Auslaß eines Gebläses 62 verbunden ist. Innerhalb des Gebläsezylinders 61 ist ein an beiden Enden offener Führungszylinder 63 mittels einer Vielzahl von sich radial erstreckenden Stützplatten Gk am Gebläsezylinder 61 befestigt. Der Führungszylinder 63 besteht aus einem Zylinderabschnitt mit kleinem Durchmesser und einem mit diesem verbundenen Zylinderabschnitt mit großem Durchmesser. Letzterer umschließt den hohlzylindrischen Vibrationsteil 1, dessen Achse mit der Achse des Führungszylinders fluchtet.

Innerhalb des Gebläsezylinders 61 ist an der Seite des Gebläses 62 eine den Durchsatz einstellende Platte 65 vorge-

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sehen, mit der der Durchsatz der Luft innerhalb und außerhalb des Führungszylinders 63 für den zerstäubten Brennstoff einstellbar ist. In der Nähe der Austrittsöffnung des Führungszylinders 63 ist ein Zünddraht 66 vorgesehen. Der Flüssigkeitszerstäuber weist außerdem einen Fuß 67 auf.

Es wird nun die Arbeitsweise der Verbrennungseinrichtung 60 für flüssigen Brennstoff beschrieben.

Wenn der Ultraschallwellen-Oszillator 13 betätigt wird, wird der hohlzylindrische Vibrationsteil 1 des Flüssigkeits-Zerstäubers zu einer Biegeschwingung veranlasst. Es wird dann mittels des Gebläses 62 Luft in den Gebläsezylinder der Verbrennungseinrichtung eingeleitet und ein Ventil in der Reguliervorrichtung K für die Flüssigkeitsmenge geöffnet, so daß der inneren Umfangsfläche des hohlzylindrischen Vibratorteils 1 flüssiger Brennstoff zugeführt wird. Dieserbildet infolge der Ultraschallschwingung auf der schv/ingenden Oberfläche eine Flüssigkeitsschicht, die dann in Gruppen von sehr kleinen Flüssigkeitspartikeln geteilt und innerhalb des hohlzylindrischen Teils 1 abgesprüht wird. Es erfolgt also eine Zerstäubung der Flüssigkeit in Flüssigkeitspartikel einer einheitlichen Größe. Der so erzeugte zerstäubte Brennstoff wird durch den aus dem Gebläse 62 zugeleiteten Luftstrom mitgenommen und tritt aus dem Ausgang des Führungszylinders 63 für den zerstäubten Brennstoff aus. Hier wird er durch den Zünddraht 66 gezündet.

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Der einmal gezündete zerstäubte Brennstoff brennt beständig weiter. Der zerstäubte Brennstoff wird mit Hilfe der längs der äußeren Umfangsfläche des FUhrungszylinders 63 zugeführten sekundären Luft vollständig verbrannt.

Die Verbrennungseinrichtung gewährleistet bei Verwendung des erfindungsgemäßen Zerstäubers eine gleichmäßige und stabile Verbrennung, da gleichmäßig zerstäubter flüssiger Brennstoff zugeführt wird, der durch den erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäuber erhalten wird. Da der hohlzylindrische Vibrationsteil 1 eine große schwingende Oberfläche aufweist, ist es möglich eine große Flüssigkeitsmenge zu zerstäuben und damit eine große Brennleistung zu erhalten. Eine einwandfreie stabilisierte Zerstäubung und damit Verbrennung wird durch Steuerung des Zerstäubungsbereiches und der Schichtdicke des flüssigen Brennstoffes erzielt.

Es wird nun anhand der Fig. 15 die Anwendung eines erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäubers und zwar die Anwendung der zweiten Ausführungsform der Erfindung bei einem Befeuchter beschrieben.

Ein Gehäuse 71 v/eist an der Seite eine Eintrittsöffnung 72 auf. Ferner ist ein Austrittszylinder 7k mit einer Austrittsöffnung 73 in der oberen Fläche vorgesehen. Durch eine von der Decke des Gehäuses hängende Trennwand begrenzt, befindet sich innerhalb des Gehäuses 71 eine Wasserzerstäubungs-

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kammer 75, deren oberes Ende mit dem Ausgang eines Gebläses verbunden und deren unteres Ende offen ist. An der Seitenwand der V/asserzerstäubungskamraer 75 ist ein erfindungsgemäßer Flüssigkeits-Zerstäuber unter Verwendung einer Ultraschallwelle befestigt, dessen hohlzylindrischer Vibrationsteil 1 in die Wasserzerstäubungskammer 75 ragt. Die Achse des Vibrationsteils 1 ist mit der der Wasserzerstäubungskammer 75 identisch. Am unteren Abschnitt der Seitenwand der Wasserzerstäubungskammer 75 ist ein mit einer Zahnradpumpe 77 gekoppelter Motor 78 befestigt. Das Gehäuse 71 sitzt auf einem Wasserbottich 79· Es ist ein Wasseransaugrohr 771 vorgesehen, durch das das Wasser aus dem Wasserbottich gepumpt werden kann. Außerdem ist eine Zuleitung J vorhanden, durch die mittels der Zahnradpumpe 77 das Wasser dem Flüssigkeits-Zerstäuber zugeführt werden kann.

Wird der Befeuchter in Betrieb gesetzt, dann wird ein nicht dargestellter externer Ultraschallwellen-Oszillator eingeschaltet, der den hohlzylindrischen Vibrationsteil 1 des Flüssigkeits-Zerstäubers zu einer Biegeschwingung veranlasst. Es wird dann mittels des Gebläses 76 durch die Eintrittsöffnung 72 Luft eingeleitet und diese der Wasserzerstäubungskammer 75 zugeführt. Gleichzeitig wird die Zahnradpumpe 77 in Betrieb gesetzt, die der äußeren Umfangsfläche des hohlzylindrischen Vibrationsteils 1 Wasser aus dem Wasserbottich zuführt. Dieses bildet infolge der Ultraschallschwingung auf der schwingenden Oberfläche Wasserschichten, die dann in sehr

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feine Wasserpartikel unterteilt und abgesprüht und zerstäubt werden. Die in zerstäubter Form bzw. in vernebelter Form vorliegenden Wasserpartikel werden dann durch den Luftstrom aus dem Gebläse 76 mitgenommen und durch den Austritt der Wasserzerstäubungskammer 75 nach unten hinaus befördert. Hierbei tropfen die relativ großen Wasserpartikel in den Wasserbottich des unteren Abschnittes ab. Die kleineren Wasserpartikel werden durch den vom Gebläse 76 gelieferten Luftstrom, dessen Richtung sich ändert, nach oben durch den Austrittszylinder 7k des Befeuchters mitgenommen und treten durch die Austrittsöffnung 73 nach oben aus, wodurch sie der Luft Feuchtigkeit zuführen. Der Befeuchter liefert innerhalb eines weiten Befeuchtungsbereiches, je nach zugeführter Wassermenge, eine gleichmäßige Befeuchtung.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurden als Ultraschallwellen-Wandler magnetostrictive Elemente bzw. piezoelektrische Elemente verwendet. Selbstverständlich können auch andere Ultraschallwellen-Wandler,die ähnliche Eigenschaften haben, eingesetzt werden. Außerdem brauchen die piezoelektrischen Elemente bzw. die magnetostriktiven Elemente nicht in der V/eise angeordnet oder ausgebildet sein, wie dies in den Ausführungsformen dargestellt ist.

Bei den Ausführungsforraen der Erfindung wurde als mechanischer Schwingungsverstärker ein konisches Horn oder ein abgestuftes Horn verwendet. Auch hier kann selbstverständ-

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lieh ein beliebiges anderes Teil eingesetzt werden, das die mechanische Schwingung verstärkt. So eignen sich z.B. Hörner, die nach einer Exponent!allinie, nach einer Fourierlinie, nach einer Kettenlinie oder dgl. verlaufen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist als hohlzylindrischer Vibrationsteil ein hohler elliptischer Körper oder ein hohler kreiszylindrischer Körper verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Formen des ■Vibrationsteils beschränkt. Es kann ein beliebiger hohlzylindrischer Körper mit kleiner Wandstärke benutzt werden, also neben einem hohlen Kreiszylinder bzw. einem hohlen elliptischen Körper auch eine hohle polygonale Säule mit kleiner Wandstärke. Es kann auch ein rechteckiges dünnes Blech einer bestimmten Abmessung so gebogen und geformt werden, daß es einen zylindrischen Teil und einen Verbindungsteil ergibt, wobei der Verbindungsteil durch Schweißen oder Löten fest mit dem Ausgang des mechanischen Schwingungsverstärkers verbunden wird. Geeignet ist auch ein hohles Teil mit einer sich axial erstreckenden schlitzförmigen öffnung auf der gegenüberliegenden Seite der Befe.stigungsstelle. Die Wandstärke des hohlzylindrischen Vibrationsteils braucht auch in Umfangsrichtung nicht konstant zu sein. Um die Schwingungen einer bestimmten Ordnung zu begünstigen, können längs des Umfangs gleichmäßig verteilt dünnere Bereiche vorgesehen sein.

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Bei der ersten Ausführungsform wird die von einer Flüssigkeitsquelle gelieferte abgemessene Menge direkt dem Vibrationsteil durch ein am Gehäuse befestigtes Rohr zugeführt und bei einer weiteren Aus führungs form über einen Ring und eine Vielzahl von Nuten bzw. Rohren kleinen Durchmessers. Es sind auch hier verschiedene im Rahmen der Erfindung liegende Änderungen möglich. Anzahl und Anordnung der einschlägigen Komponenten der beschriebenen Ausführungsformen können je nach Anforderung variiert werden und es kann auch die Lage und der Winkel der dem Vibrationsteil zuzuführenden Flüssigkeit nach Bedarf optimal bemessen werden.

Bei den beschriebenen Aus führungs formen der Erfindung wird die Flüssigkeit entweder der inneren oder der äußeren Umfangsflache des Vibrationsteils zugeführt. Die Flüssigkeit kann selbstverständlich auch gleichzeitig sowohl der inneren als auch der äußeren Umfangsflache zugeführt werden, um die zerstäubte Flüssigkeitsmenge zu vergrößern.

Als Anwendungsfälle für den erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Zerstäuber sind eine Verbr ennungs einrichtung und ein Befeuchter beschrieben worden. Es sind daneben viele andere Anwendungs fälle möglich. So kann der erfindungsgemäße Flüssigkeits-Zerstäuber beispielsweise zum Zerstäuben einer schlammartigen Masse in einem Granulator oder zum Versprühen von Farbe bei einer Farbspritzvorrichtung oder dgl. verwendet werden.

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Der erste Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Ultraschallwellen-Wandler, ein mechanischer Schwingungsverstärker, ein hohlzylindrischer Vibrationsteil mit kleiner Wandstärke und eine Flüssigkeitsversorgungseinrichtung vorgesehen sind, die eine gleichmäßige und stabile Zerstäubung der Flüssigkeit ermöglichen, daneben eine Zerstäubung einer großen Flüssigkeitsmenge mittels eines Vibrationsteils einer großen schwingenden Oberfläche und schließlich eine Steuerung für die zu zerstäubende Flüssigkeitsmenge.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird der Vibrationsteil einer Biegeschwingung unterworfen und die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsversorgungseinrichtung den Knotenstellen der Schwingung des Vibrationsteils zugeleitet, so daß auf der schwingenden Oberfläche, abhängig von der Schwingungsamplitude des Vibrationsteils, automatisch optimale Flüssigkeitsschichten gebildet werden und der Zerstäubungsbereich des Vibrationsteils abhängig von der zugeführten Flüssigkeitsmenge selbst gesteuert werden kann und damit eine stabilisierte und gleichmäßige Zerstäubung erreicht und ein Absprühen von großen Flüssigkeitspartikelii, wie es bei den bekannten Zerstäubern zu beobachten ist, verhindert wird.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird die Flüssigkeit dem Vibrationsteil durch ein Medium aus porösem Material, das eine Kapillarwirkung aufweist, zugeführt, so daß in einem weiten Bereich der zugeführten Flüssigkeitsmenge

eine gleichmäßige Zerstäubung erhalten wird und die Zerstäubung selbst dann stabil ist, wenn die Flüssigkeitszufuhr intermittierend erfolgt.

Die in den verschiedenen Ausfuhrungsbeispielen offenbarten Merkmale können je nach Anforderung an den Zerstäuber wahlweise vertauscht werden.

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 RadeclcestraBe 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561993 Telex 04-186237

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Patentansprüche

fi.iFlüssigkeitszerstäuber mit einem an einen Ultraschallwellen-Oszillator angeschlossenen Ultraschallwellen-Wandler, der eine elektrische Schwingung in eine mechanische Schwingung umwandelt, einem mechanischen Schwingungsverstärker, dessen eines Ende fest mit dem einen Ende des Ultraschallwellen-Wandlers verbunden ist und der die Amplitude der vom Ultraschallwellen-Wandler ausgesandten mechanischen Schwingung verstärkt, ferner mit einem mit dem Ultraschallwellen-Wandler fest verbundenen Ultraschallvibrationsteil, dem durch eine Flüssigkeitsversorgungseinrichtung aus einer Flüssigkeitsquelle Flüssigkeit in vorgegebener Menge zugeführt wird, die dann von dessen schwingender Oberfläche abgesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallvibrationsteil (1) als hohlzylindrischer Körper mit vorgegebener Wandstärke ausgebildet ist, dessen äußere Umfangsfläche fest mit dem anderen Ende des

München: Kramer. Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen - Zwirner

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mechanischen Sciiwingungsverstärkers (2) verbunden ist, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung (EE) die Flüssigkeit der äußeren und/oder der inneren Umfangsflache des Ultraschallvibrationsteils zuführt,durch dessen Umfangsfläche die zugeführte Flüssigkeit dann zerstäubt wird.

2. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 1 _/ d a d u r ch gekennzeichnet, daß der Ultraschallvibrationsteil (1) an beiden Stirnseiten offen ist und zwischen den Stirnseiten eine umlaufende Seitenwand einer vorgegebenen Länge aufweist, deren Stärke in axialer Richtung des Vibrationsteils konstant ist und daß der Vibrationsteil derart mit dem Ausgang des mechanischen Schwingungsverstärkers (2) zu einer Einheit verbunden ist, daß die Achsen von Vibrationsteil und Schwingungsverstärker senkrecht aufeinander stehen.

5. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 1 oder 2_/dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwellen-Wandler als piezoelektrischer Wandler (8) ausgebildet ist.

4. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 1 oder 2 , d a durch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwellen-Wandler als magnetostriktiver Wandler (22) ausgebildet ist.

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5. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Schwingungsverstärker als konisches Horn (20) ausgebildet ist.

6. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis ^-,dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Schwingungsverstärker als abgestuftes Horn ausgebildet ist.

7. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis

4-/ dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Schwingungsverstärker als Exponential-Horn ausgebildet ist.

8. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Schwingungsverstärker als Fourier-Horn ausgebildet ist.

9· Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Schwingungsverstärker als Kettenlinien-Horn ausgebildet ist.

10. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der

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Ultraschallvibrationsteil einen Hohlzylinder (1) enthält.

11. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder polygonal mit kleiner Wandstärke ausgebildet ist.

12. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallvibrationsteil ein rechteckiges dünnes Blech vorgegebener Abmessungen enthält, das so gebogen und geformt ist, daß es einen zylindrischen Bereich und einen mit dem Ausgang des mechanischen Schwingungsverstärkers durch Schweißen oder Löten fest verbundenen Anschlußbereich aufweist.

13· Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder auf der der Befestigungsstelle an dem mechnischen Schwingungsverstärker gegenüber liegenden Seite eine sich in axialer Richtung erstreckende schlitzförmige öffnung aufweist.

14. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung ein mit der Flüssigkeitsquelle verbundenes Rohr mit einem vorgegebenen Innendurchmesser aufweist.

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15· Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung ein an die Umfangsflache des Vibrationsteils (1) angrenzendes Teil (E51I) aus porösem Material enthält, über das die zugeleitete Flüssigkeit der Umfangsfläche gleichmäßig zuführbar ist.

16. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 10 bis 15* dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwellen-Oszillator (13» 24) so ausgebildet ist, daß er eine elektrische Schwingung einer vorgegebenen Frequenz liefert und daß der Ultraschallwellen-Wandler (22, 9), der mechanische Schwingungsverstärker (20, 2) und der Ultraschallvibrationsteil (1) so ausgebildet sind solche Abmessungen aufweisen, daß die Umfangsfläche des Ultraschallvibrationsteils (1) einer Biegeschwingung unterworfen wird.

17. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung einen hohlen ringförmigen Teil (E1, E2) mit wenigstens 2 schlitzförmigen Nuten (E11, E21) aufweist, durch die die Flüssigkeit in einer vorgegebenen Menge der äußeren bzw.inneren Umfangsfläche des Vibrationsteils längs der Knotenlinien der Biegeschwingung zuführbar ist.

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18. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung ein hohles ringförmiges Teil (D3/E3, D4/E4) mit wenigstens zwei Rohren (E31, E41) enthält, von denen jedes eine öffnung eines vorgegebenen Durchmessers aufweist und durch die die Flüssigkeit in einer vorgegebenen Menge der äußeren bzw. inneren Umfangsfläche des Vibrationteils längs der Knotenlinien der Biegeschwingung der Umfangsfläche zuführbar ist.

19· Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (T1) elliptisch und mit kleiner Wandstärke ausgebildet ist und daß seine äußere Umfangsfläche mittels eines Bolzens (3) und einer Beilagscheibe (4) an der Spitze eines konischen Horns (20) befestigt ist und daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung eine Flüssigkeitsmengen-Reguliervorrichtung (K) enthält, die die von einer Pumpvorrichtung (27) gelieferte Flüssigkeitsmenge bemisst und über eine Zuleitung (J) einem am Gehäuse befestigten Flüssigkeitsrohr (28) zuführt, dessen Mündung (29) von oben in einem vorgegebenen Winkel gegen den oberen Endabschnitt des wirksamen Zerstäubungsbereiches des Vibrationsteils gerichtet ist.

20. Flüssigkeits-Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Ultra-

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schallwellen-Wandler einen hinteren zylindrischen Metallblock (11) mit einem Flansch (11A), eine an den Flansch (2B) eines abgestuften Horns (2) angepasste ringförmige Halteplatte (21) zum Verstärken der Biegesteifigkeit des Flansches, kreisförmige piezoelektrische Elemente (8A, 8B), eine Elektrodenplatte (9) und eine zwischen den Flanschen des abgestuften Horns und des hinteren Metallblockes mittels Bolzens (6, 7) gehaltene ringförmige Abstandsplatte (10) enthält, ferner einen hohlzylindrxschen Vibrationsteil (1), an dessen Umfangsfläche ein säulenförmiger Abschnitt (1A) mit größerer Wandstärke im Querschnitt, d.h. eine Hippe, vorgesehen ist, der mit dem hohlzylindrischen Vibrationsteil über seine gesamte Länge eine Einheit bildet und sich parallel zur Achse des hohlzylindrxschen Vibrationsteils erstreckt und ein Loch (1B) zur Aufnahme eines Bolzens (3) mit kegelstumpffδrmigen Kopf aufweist.

21. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung einen hohlen ringförmigen Teil (D1, E1) enthält, der am oberen Ende des Vibrationsteils (1) angeordnet ist und einen inneren Ring (D1) mit einer Ringnut (D11) von rechteckigem Querschnitt an seiner Aussenfläche sowie einen äußeren Ring (E1) mit kleiner Wandstärke und acht an dessen Innenfläche vorhandenen schlitzförmigen Nuten (E11) umfasst, die an Stellen an-

geordnet sind, die den acht Knotenstellen des Vibrationsteils (1) entsprechend, ferner mit dem äußeren Ring (El) eine hohle Haltestange (F) verbunden ist, die mittels einer Schraubverbindung (F3, F4-) an einer Halteplatte (G) befestigt ist und schließlich eine Flüssigkeitszuleitung (J), eine Flüssigkeitsmenge-Reguliervorrichtung (K) und eine Flüssigkeitsquelle vorhanden sind.

22. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung ein hohles ringförmiges Teil (D2/E2) enthält, das am oberen Ende des Vibrationsteils (1) angeordnet ist und einen äußeren Ring (D2) mit einer Ringnut (D21) von rechteckigem Querschnitt, an dessen Innenfläche sowie einen inneren Ring (E2) von kleiner Wandstärke mit acht schlitzförmigen Nuten (E21) an dessen Aussenflache umfasst, die entsprechend der acht Knotenstellen (1E2) des Vibrationsteils (1) angeordnet sind, ferner der äußere Ring (D2) mittels einer hohlen Haltestange (F) mit einer Halteplatte (G) verbunden ist und eine an der Halteplatte befestigte und mit der hohlen Haltestange verbundene Flüssigkeitszuleitung (J), eine Flüssigkeitsmengen-Reguliervorrichtung (K) und eine Flüssigkeitsquelle vorgesehen sind (Fig. 8).

23. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsver-

sorgungs-

einrichtung einen hohlen ringförmigen Teil (D4·, E4) enthält, der am oberen Ende des Vibrationsteils (1) angeordnet ist und einen inneren Ring (D4·) mit einer Ringnut (D41) von rechteckigem Querschnitt an dessen Aussenf lache sowie einen äußeren Ring (E4·) mit kleiner Wandstärke umfasst, ferner sechs dünne Rohre (E41) mit der Ringnut (D4-1) verbunden sind, die an der Innenfläche des Vibrationsteils (1) an den sechs Knotenstellen der Biegeschwingung entsprechenden Stellen angeordnet sind, ferner eine hohle Haltestange (F), den äußeren Ring (E4-) mittels einer Schraubverbindung mit einer Halteplatte (G) verbindet und eine mit der Haltestange verbundene und an der Halteplatte befestigte Flüssigkeitszuleitung (J) ferner eine Flüssigkeitsmengen-Reguliereinrichtung und eine Flüssigkeitsquelle vorhanden sind (Fig. 12).

24-, Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung einen hohlen ringförmigen Teil enthält, der am oberen Ende des Vibrationsteils (1) angeordnet ist und einen äußeren Ring mit einer Ringnut von rechteckigem Querschnitt an dessen Innenseite sowie einen inneren Ring von kleiner Wandstärke umfasst, ferner mit der Ringnut sechs dünne Rohre verbunden sind, die an der äußeren Fläche des Vibrationsteils an Stellen

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angeordnet sind, die den sechs Knotenstellen der Schwingung des Vibrationsteils entsprechen, ferner der äußere Eing durch eine hohle Haltestange mittels einer Schraubverbindung mit einer Halteplatte verbunden ist und eine mit der Haltestange verbundene und an der Halteplatte befestigte Flüssigkeitszuleitung sowie eine Flüssigkeitsmengen-Reguliervorrichtung und eine Flüssigkeitsquelle vorhanden sind.

25. Flüssigkeits-Zerstäuber nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle ringförmige Teil (D5, E5) in einem vorgegebenen Abstand oberhalb des Vibrationsteils (1) angeordnet ist und einen inneren Eing (D5) mit einer Ringnut (D51) an dessen Aussenflache von rechteckigem Querschnitt sowie einen äußeren Ring (E5) mit kleiner Wandstärke umfasst, wobei der innere Ring in der Bodenwand kreisförmige öffnungen enthält, die entsprechend den Knotenstellen des Vibrationsteils (1) angeordnet sind, ferner mehrere Rohre (E51) mit kleinem Durchmesser vorgesehen sind, die mit den kreisförmigen Öffnungen des inneren Ringes (D5) in Verbindung stehen unä sich parallel zur Achse des Vibrationsteils (1) erstrecken und die jeweils in axialer Richtung an der

Seitenfläche einen schmalen Schlitz aufweisen, in den ein Streifen (E512) . mit rechteckigem Querschnitt und kleiner Dicke aus porösem Material, vorzugsweise Filz, der eine Kapillarwirkung auf v/eist, eingepasst ist.

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