DE3112339A1 - Device for atomising liquids - Google Patents

Abstract

In a device for atomising liquids, which consists of an ultrasonic exciting system and a bending resonator oscillating at ultrasonic frequencies, as well as devices for feeding liquid into the quick node region of the bending resonator, the bending resonator has at least one surface inclined with respect to the axis of the exciting system. The length of the exciting system is approximately (2n x 1) lambda /4, n = 0 or being a whole number. The bending resonator is preferably constructed in the form of a hollow cone.

Description

Vorrichtung zur Zerstäubung von FlüssigkeitenDevice for atomizing liquids

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerstäubung von Flüssigkeiten, die im wesentlichen aus einem Ultraschall-Anregungssystem und einem mit Ultraschallfrequenzen schwingenden Biegeresonator sowie Einrichtungen für die Flüssigkeitszuführung in den Schnelleknotenbereich des Biegeresonators besteht.The invention relates to a device for atomizing liquids, which essentially consists of an ultrasonic excitation system and one with ultrasonic frequencies vibrating bending resonator as well as devices for the liquid supply in consists of the fast node area of the bending resonator.

Bei konventionellen Ultraschall-Kapillarwellenzerstäubern erfolgt die Vernebelung durch Tropfenabschnürung aus einem stehenden Kapillarwellengitter mit schachbrettartig angeordneten Knotenlinien,.das sich auf einem dünnen, von einer schwingenden Festkörperfläche angeregten Flüssigkeitsfilm an der flüssig/ gasförmigen Phasengrenze ausbildet. Die Zerstäubung erfordert eine von der Frequenz und verschiedenen Flüssigkeitsparametern abhängige Anregungsamplitude der schwingenden Festkörperfläche und einer geeigneten Dicke des Flüssigkeitsfilms. Bei zu dünnem Film können sich keine Tröpfchen bilden, bei zu dickem Film werden durch Dämpfung in der Flüssigkeit keine effektiven Kapillarwellen angeregt.This is done with conventional ultrasonic capillary wave atomizers nebulization by constricting droplets from a standing capillary wave grid with knot lines arranged like a checkerboard, .that is on a thin, from one vibrating solid surface excited liquid film on the liquid / gaseous Forms phase boundary. The atomization requires one of frequency and different Liquid parameters dependent excitation amplitude of the oscillating solid surface and an appropriate thickness of the liquid film. If the film is too thin, no droplets form, if the film is too thick, there will be damping in the liquid no effective capillary waves excited.

Um den optimalen flächenspezifischen Zerstäubungsdurchsatz von einigen Litern pro Stunde und cm bei niederviskosen Flüssigkei- ten zu erreichen, muß die Flüssigkeit kontinuierlich so auf die Zerstäuberfläche aufgebracht werden, daß eine möglichst optimale Filmdicke auf einem möglichst großen Bereich der schwingenden Fläche aufrechterhalten wird.In order to achieve the optimal area-specific atomization throughput of some Liters per hour and cm for low-viscosity liquids to reach the liquid must be continuously applied to the atomizer surface in such a way that that the best possible film thickness over the largest possible area of the vibrating Area is maintained.

Bei der üblichen Flüssigkeitsversorgung durch eine axiale Bohrung des Ultraschallzerstäubers ist dies nur bis zu relativ kleinen Durchsätzen unter 5 l/h erreichbar. Bei einer solchen inneren Flüssigkeitszuführung treten jedoch insbesondere bei größerem Durchsatz Kavitationsspratzer auf, die das Tropfenspektrum in unzulässiger Weise verschlechtern. Dieser Effekt kann durch eine äußere Flüssigkeitszuführung über mehrere Röhrchen ausgeschaltet werden. Eine solche Ausführungsform kann bei großen Durchsätzen unter Umständen unwirtschaftlich und nicht optimal sein. Hinzu kommt, daß mit den bekannten Vorrichtungen, z.B. bei der Pulverherstellung, eine Separation nach der Teilchengröße nicht erfolgen kann.With the usual liquid supply through an axial bore of the ultrasonic atomizer, this is only up to relatively small throughputs below 5 l / h achievable. With such an internal liquid supply, however, occur Particularly with a larger throughput, cavitation splatters that affect the droplet spectrum deteriorate in an unacceptable manner. This effect can be achieved by an external liquid supply can be switched off via several tubes. Such an embodiment can be used in large throughputs may be uneconomical and not optimal. In addition comes that with the known devices, for example in powder production, a Separation according to the particle size can not take place.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Nachteile bekannter Vorrichtungen vermieden werden können. Die Erfindung sollte eine Zerstäubung einer größeren Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit mit einem optimalen Wirkungsgrad ermöglichen. Die Flüssigkeitszuführung sollte kavitationsfrei erfolgen und der Leistungsbedarf möglichst gering sein.The present invention is therefore based on the object of a Specify device with which the disadvantages of known devices are avoided can. The invention should be an atomization of a larger amount of liquid per Enable time unit with optimal efficiency. The fluid supply should be free of cavitation and the power requirement should be as low as possible.

Es hat sich gezeigt, daß sich diese Aufgabe lösen läßt, wenn der Biegeresonator mindestens eine in Bezug auf die Achse des Anregungssystems geneigte Fläche aufweist und daß die Länge des Anregungssystems etwa (2n+1) A/4 beträgt, wobei n=0 oder eine ganze Zahl ist. Die vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 15 beschrieben.It has been shown that this problem can be solved if the bending resonator has at least one surface inclined with respect to the axis of the excitation system and that the length of the excitation system is approximately (2n + 1) A / 4, where n = 0 or one is an integer. The advantageous embodiments of the device according to the invention are described in the subclaims 2 to 15.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem üblichen Ultraschall-Amplitudentransformator und einem damit mechanisch verbundenen Biegeresonator der gleichen Resonanzfrequenz. Die Verbindung der beiden Teile kann so ausgeführt werden, daß der Biegeresonator als eine selbständige Einheit ausgewechselt werden kann. Im einfachsten Fall ist der Biegeresonator ein radialsymmetrscher Hohlkonus.The device according to the invention consists of a conventional one Ultrasonic amplitude transformer and a bending resonator mechanically connected to it of the same resonance frequency. The connection of the two parts can be carried out in such a way that the bending resonator can be exchanged as an independent unit. In the simplest case is the bending resonator is a radially symmetrical hollow cone.

Die Biegeschwingung des Resonators wird durch ein axiales Anregungssystem bewirkt. Das Anregungssystem ist vorzugsweise ein piezoelektrisch angeregter Verbundschwinger, der als Stufentransformator oder mit konischer, exponentieller oder ähnlicher Kontur ausgeführt sein kann.The flexural vibration of the resonator is generated by an axial excitation system causes. The excitation system is preferably a piezoelectrically excited composite oscillator, as a step transformer or with a conical, exponential or similar contour can be executed.

Der erfindungsgemäße Ultraschallzerstäuber kann insbesondere in Luftbefeuchtern bei Klimaanlagen, Ölbrennern, als Metallzerstäuber zur Pulvergewinnung aus zerstäubten Schmelzen, als Zerstäuber von Lösungen, Suspensionen und Emulsionen zur Pulvergewinnung durch Abdampfen der flüssigen Komponenten verwendet werden. Er kann auch in Prozeßkammern bei vermindertem oder erhöhtem Gasdruck, bei niedriger oder hoher Temperatur, inerter oder reaktiver Gasatmosphäre eingesetzt werden, so daß infolge des hohen, mit minimalem Leistungsaufwand erzielbarem Durchsatz viele verfahrenstechnische Anwendungen im industriellen Maßstab denkbar sind. Bei der letzteren Anwendung wird insbesondere eine Be- oder Entgasung von Flüssigkeiten durch Diffusion erzielt. Hierbei kann durch Einstellung der Neigung der Zerstäubungsfläche eine lange Flugbahn der Flüssigkeitsteilchen ermöglichtund damit das gesamte Volumen des Prozeßraums optimal ausgenutzt werden.The ultrasonic atomizer according to the invention can in particular be used in air humidifiers in air conditioning systems, oil burners, as a metal atomizer for powder extraction from atomized Melts, as atomizers of solutions, suspensions and emulsions for powder production can be used by evaporating the liquid components. He can also be in trial chambers at reduced or increased gas pressure, at low or high temperature, more inert or reactive gas atmosphere can be used, so that as a result of the high, with minimal Performance expenditure achievable throughput many process engineering applications in industrial scale are conceivable. In the latter application, in particular a gassing or degassing of liquids achieved by diffusion. Here can by adjusting the inclination of the atomizing surface, a long trajectory for the liquid particles and thus the entire volume of the process space can be optimally used.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß große Flüssigkeitsmengen über eine zentrale Zuführung unter optimalen Bedingungen auf die'Zerstäuberfläche gefördert werden können. Ferner wird die Kavitation an den Zuführungsstellen trotz anfänglich großer lokaler Flüssigkeits- filmdicke vermieden. Durch die parabelförmige Nebelcharakteristik wächst der Abstand der Tröpfchen untereinander stetig, so daß sich die übliche Neigung dichter Nebel zur Koagulation stark verringert. Durch die Zunahme des Flugbahndurchmessers mit dem Quadrat des Tropfendurchmessers ist eine Teilchenseparation bei der Pulverherstellung möglich. Die Schrägstellung der Zerstäuberfläche bewirkt, daß eine überkritische Bedämpfung der Zerstäuberschwingung verhindert wird. Die überschüssige Flüssigkeit läuft über den Rand des Zerstäubers ab, ohne dessen Funktion zu beeinträchtigen.The advantages achieved by the invention are essentially therein to see that large amounts of liquid via a central supply are below optimal Conditions on die'Zerstäuberfläche can be promoted. Furthermore, the cavitation at the feed points despite initially large local fluid film thickness avoided. Due to the parabolic fog characteristics, the distance between the droplets increases with each other steadily, so that the usual tendency of thick mists to coagulate greatly reduced. By increasing the flight path diameter with the square of the Particle separation during powder production is possible due to the droplet diameter. The inclination of the atomizer surface causes supercritical damping the atomizer vibration is prevented. The excess liquid overflows the edge of the atomizer without affecting its function.

Mit einem konischen Biegewellenzerstäuber mit 50 mm Durchmesser lassen sich z.B. bei einer Arbeitsfrequenz von 20 kHz bei einer HF-Leistungsaufnahme von weniger als 10 Watt etwa 150 l/h Wasser in Tropfen von etwa 40 /um zerstäuben. Bei größerer Konusfläche läßt sich der Durchsatz, der durch Verringerung der Flüssigkeitszufuhr ohne Änderung des Tropfendurchmessers bis auf Null reduziert werden kann, erheblich steigern. Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Schwierigkeiten bei Frequenzen bis etwa 100 kHz einsetzbar. Entsprechend werden bei fast glei-2 chen flächenspezifischen Durchsätzen von einigen l/h und cm2 die mittleren Tropfendurchmesser kleiner.Leave with a conical flexible shaft atomizer with a diameter of 50 mm e.g. at an operating frequency of 20 kHz with an RF power consumption of less than 10 watts atomize about 150 l / h of water in drops of about 40 μm. at Larger cone surface can be the throughput, which by reducing the liquid supply can be reduced to zero without changing the drop diameter, considerably increase. Furthermore, the device according to the invention is without difficulty in terms of frequencies Can be used up to about 100 kHz. Accordingly, with almost the same 2 surfaces, area-specific Flow rates of a few l / h and cm2 make the mean droplet diameter smaller.

Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Vereinfachung Figur 1 die Gesamtansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zerstäubers mit einem Hohlkonus als Biegeresonator; Figur 2a) und b) in Aufsicht und Längsschnitt den konischen Biegeresonator; Figur 3 im Längsschnitt den erfindungsgemäßen konischen Biegeresonator mit vertikaler Flüssigkeitszuführung; Figur 4 eine Ausführungsform mit horizontaler Flüssigkeitszuführung; Figur 5a) bis e) einige Ausführungsformen für den Biegeresonator; Figur 6 eine weitere Ausführungsform, bei der der konische Biegeresonator mit dem Anregungssystem derart verbunden ist, daß die Gesamtlänge des Systems A/4 beträgt; Figur 7 eine Befestigungsmöglichkeit der in Figur 6 dargestellten Vorrichtung; Figur 8a) und b) einige Varianten der Flüssigkeitszuführung bei einer Vorrichtung mit umgedrehtem Konus; Figur 9 lineare Anordnung von mehreren Zerstäubern mit umgedrehtem Hohlkonus als Biegeresonator; Figur 10 eine kaskadenartige Verbindung mehrerer konischer Biegeresonatoren mit einem gemeinsamen Anregungssystem; Figur 11 einen Zerstäuber mit konischem Biegeresonator, der eine axiale Flüssigkeitszu.filhrlmg von hinten aufweist; Figur 12 eine Ausführungsform mit Heizung und Kühlung, die sich zur Zerstäubung von Metallschmelzen eignet.The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In a schematic simplification, FIG. 1 shows the overall view of an embodiment of the atomizer according to the invention with a hollow cone as a bending resonator; figure 2a) and b) the conical bending resonator in plan and longitudinal section; Figure 3 in Longitudinal section of the conical bending resonator according to the invention with vertical liquid supply; figure 4 shows an embodiment with a horizontal liquid supply; Figure 5a) to e) some embodiments for the bending resonator; Figure 6 shows another embodiment, in which the conical bending resonator is connected to the excitation system in such a way that the total length of the system is A / 4; Figure 7 an attachment option the device shown in Figure 6; Figure 8a) and b) some variants of the Liquid supply in an inverted cone device; Figure 9 linear Arrangement of several atomizers with inverted hollow cone as a bending resonator; FIG. 10 shows a cascade-like connection of several conical bending resonators with a common excitation system; FIG. 11 an atomizer with a conical bending resonator, which has an axial liquid inlet from the rear; Figure 12 shows an embodiment with heating and cooling, which is suitable for atomizing molten metal.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Ultraschallzerstäuber einen mittels zweier Piezo-Keramikscheiben 1 angeregten Koppelschwinger 2 auf, der als ein im Schnelleknoten 3 abgestufter Amplitudentransformator ausgebildet ist. Solche Koppelschwinger sind z.B. in der DE-OS 29 06 823 beschrieben. Der Biegereson;vtor 4 ist in diesem Beispiel in Form eines Hohlkonus ausgebildet und befindet sich an dem der Stufe 3 gegenüberliegenden Ende des schlanken, zylindrischen Teils 5 des Anregungssystems. Erfindungsgemäß kann die Gesamtlänge eines solchen Anregungssystems (2n+1) A/4 betragen, wobei n=0 oder eine andere ganze Zahl ist. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist die Länge 34, wobei der Abstand zwischen der Stufung 3 und der Spitze des Biegeresonators 4, d.h. die Länge des zylindrischen, schmaleren Teils 5 /2 ist, so daß sich im Bereich der Konusspitze ein Schnelleknoten befindet. Die Abmessungen des Biegeresonators 4, d.h.In the embodiment shown in Figure 1, the inventive Ultrasonic atomizer a coupling oscillator excited by means of two piezo ceramic disks 1 2, which is designed as an amplitude transformer stepped in the speed node 3 is. Such coupling oscillators are described in DE-OS 29 06 823, for example. The bending resonance; vtor 4 is in this Example in the form of a hollow cone and is located at the end of the slender, cylindrical one opposite step 3 Part 5 of the excitation system. According to the invention, the total length of such Excitation system (2n + 1) A / 4, where n = 0 or another integer. In the embodiment shown in Figure 1, the length is 34, the distance between the step 3 and the tip of the bending resonator 4, i.e. the length of the cylindrical, narrower part 5/2, so that in the area of the cone tip a fast knot is located. The dimensions of the bending resonator 4, i.

die Dicke, der Durchmesser und der Konuswinkel werden so gewählt, daß sich bei der gewünschten Arbeitsfrequenz Biegeresonanzen mit mehr oder weniger vielen Knotenradien und/oder Knotenkreisen ergeben. Vorzugsweise wird eine Eigenresonanz gewählt, bei der der Biegeresonator 4 mit Knotenradien und mit einer vom Zentrum, d.h. Konusspitze, zur Peripherie zunehmenden Amplitude schwingt, so daß die auf die Konusspitze geleitete Flüssigkeit sich zum peripheren Bereich hin mit abnehmender Filmdicke ausbreiten kann.the thickness, the diameter and the cone angle are chosen so that bending resonances with more or less at the desired operating frequency result in many node radii and / or node circles. A natural resonance is preferred chosen, in which the bending resonator 4 with node radii and with one from the center, i.e. cone tip, oscillates with increasing amplitude towards the periphery, so that the the cone tip directed fluid towards the peripheral area with decreasing Film thickness can spread.

In Figur 2a) werden die Knotenradien in Aufsicht gezeigt.In Figure 2a) the node radii are shown in plan view.

Figur 2b) macht die Biegeschwingung des Hohlkonus-Resonators 4 deutlich.FIG. 2b) shows the flexural vibration of the hollow cone resonator 4.

Aus Figur 3 geht hervor, daß die zu vernebelnde Flüssigkeit 6 axial auf die Spitze des Biegeresonators 4 als ein relativ dicker Strahl von oben zugeführt werden kann. Da sich im Bereich der Spitze des Hohlkonus 4 ein Schnelleknoten befindet, findet dort keine Anregung von Kapillarwellen statt. Es kann auch keine Schwingungskavitation auftreten, wie dies bei den zur Zerstäubung erforderlichen Amplituden bei größerer Flüssigkeitsfilmdicke der Fall wäre. Die Flüssigkeit läuft demzufolge ungestört über die Konusfläche ab, wobei sich mit zunehmendem Abstand zum Zentrum die Filmdicke bei gleichzeitig zunehmender Schnelleamplitude des Zerstäubers stetig verringert. Auf diese Weise stellt sich automatisch eine für die Zerstäubung optimale Filmdicke ein. Die Zerstäubung erfolgt dann in herkömmlicher Weise durch Abschnürung von Tröpfchen aus dem Kapillarwellengitter. Durch die Neigung der Konusfläche werden die Tröpfchen axialsymmetrisch vom Zerstäuber weggeschleudert, wobei sich annähernd parabelförmige Flugbahnen ergeben, deren Abstand vom Zentrum etwa proportional zur Schnelleamplitude Ir des Wandlers zur Dichte Feder zerstäubten Flüssigkeit und zum Quadrat des Tröpfchendurchmessers d ist. Der mittlere Tröpfchendurchmesser dm folgt in bekannter Weise aus der Kapillarwellenformel mit G; = Oberflächenspannung =-Kapillarwellenlänge = = Frequenz Das Tröpfchenspektrum wird durch eine relativ schmale logarithmische Normalverteilung beschrieben.It can be seen from FIG. 3 that the liquid 6 to be atomized can be fed axially onto the tip of the bending resonator 4 as a relatively thick jet from above. Since there is a fast knot in the area of the tip of the hollow cone 4, there is no excitation of capillary waves there. There can also be no oscillation cavitation, as would be the case with the amplitudes required for atomization with a greater liquid film thickness. As a result, the liquid runs off undisturbed over the conical surface, with the film thickness steadily decreasing with increasing distance from the center while the rapid amplitude of the atomizer increases at the same time. In this way, an optimal film thickness for the atomization is automatically set. The atomization then takes place in a conventional manner by constricting droplets from the capillary wave grating. Due to the inclination of the conical surface, the droplets are thrown away from the atomizer axially symmetrically, resulting in approximately parabolic trajectories, the distance from the center of which is roughly proportional to the rapid amplitude Ir of the transducer, the density of the spring atomized liquid and the square of the droplet diameter d. The mean droplet diameter dm follows in a known manner from the capillary wave formula with G; = Surface tension = capillary wavelength = = frequency The droplet spectrum is described by a relatively narrow logarithmic normal distribution.

Aus Figur 3 geht ferner hervor, daß der Biegeresonator 4 über ein Ankopplungsteil 7 an dem Anregungssystem befestigt wird.From Figure 3 it can also be seen that the bending resonator 4 has a Coupling part 7 is attached to the excitation system.

Die Flüssigkeitszuführung kann in Variation der in Figur 3 gezeigten Anordnung auch horizontal erfolgen, wie es in Figur 4 dargestellt wird. Es ist auch möglich, die Flüssigkeit durch eine axiale Bohrung im Anregungssystem auf die Konusspitze zu leiten.The liquid supply can vary in that shown in FIG Arrangement can also take place horizontally, as shown in FIG. It is also possible, the liquid through an axial hole in the excitation system on the cone tip to direct.

Bei einer Schwingung des Biegeresonators4 mit mehreren Knotenkreisen könnte erfindungsgemäß auch erforderlich sein, daß Flüssigkeitszuführungen nicht nur zentral auf die Konusspitze, sondern auch in den Bereich der Knotenkreise gerichtet sind.In the case of an oscillation of the bending resonator4 with several nodal circles could also be required according to the invention that liquid feeds are not directed only centrally to the tip of the cone, but also in the area of the nodal circles are.

In den Figuren 5a) bis e) wird eine Auswahl möglicher Ausführungsformen für den Biegeresonator gezeigt. Wesentlich ist, daß mindestens eine geneigte bzw. gekrümmte Zerstäubungsfläche vorhanden ist und daß die Flüssigkeit auf den Bereich eines Schnelleknotens bzw. einer Schnelleknotenlinie zugeführt wird.A selection of possible embodiments is shown in FIGS. 5a) to e) shown for the bending resonator. It is essential that at least one inclined or curved atomizing surface is present and that the liquid on the area a fast knot or a fast knot line is supplied.

Im Fall der in Figur 5b) dargestellten Ausführungsform kann die Flüssigkeit entlang der gesamten Schnittkante beider Flächenz.B. durch eine spaltförmige Öffnung eingeleitet werden.In the case of the embodiment shown in FIG. 5b), the liquid can along the entire cutting edge of both surfaces, e.g. through a slit-shaped opening be initiated.

In Figur 6 wird eine gedrungene Ausführungsform des in Figur 1 gezeigten Zerstäubers mit konischem Biegeresonator 4 dargestellt. In diesem Fall beträgt die Gesamtlänge des Anregungssystems A/4 (n=O), so daß sich an der Spitze des Biegeresonators 4 ein Schnelleknoten befindet. Diese Ausführungsform wird bevorzugt, da sie relativ einfach durch einen Einstich in das zylindrische Anregungssystem herstellbar ist. Um eine Abstrahlung von Luftschall auf der Rückseite des Biegeresonators 4 zu vermeiden (sie würde unnötig Leistung verbrauchen) sollte die Breite des Einstichs, d.h. der Abstand zwischen dem peripheren Ende des Konus 4 und dem Anregungsteil 2 etwa (Luft)/4 betragen.In FIG. 6, a compact embodiment of the one shown in FIG. 1 is shown Atomizer with conical bending resonator 4 is shown. In this case the Total length of the excitation system A / 4 (n = O), so that it is at the tip of the bending resonator 4 there is a fast knot. This embodiment is preferred because it is relatively can be easily produced by puncturing the cylindrical excitation system. In order to avoid airborne sound being radiated from the rear of the bending resonator 4 (it would consume power unnecessarily) should be the width of the recess, i.e. the Distance between the peripheral end of the cone 4 and the excitation part 2 is approximately (air) / 4 be.

Die in Figur 6 dargestellte Ausführungsform kann in einfacher Weise an einer Halterungseinrichtung 8 befestigt werden. Hierzu wird, wie in Figur 7 gezeigt, die Konusspitze mit einer Bohrung versehen, durch die ein Halterungselement 9, z.B. ein Stift, Röhrchen, Draht oder dergleichen, geführt ist. Die Flüssigkeitszuführung 10 kann in diesem Fall das Halterungselement 9 konzentrisch umgeben. Auch andere Variationen des erfindungsgemäßen Zerstäubers können in analoger Weise fixiert werden. Die feste Unterlage 8 kann auch eine Flüssigkeitsleitung sein, aus der die Flüssigkeit durch Kanal 10 in den Bereich der Konusspitze geführt wird.The embodiment shown in Figure 6 can be done in a simple manner be attached to a mounting device 8. For this purpose, as shown in Figure 7, the cone tip is provided with a bore through which a support element 9, e.g. a pin, tube, wire or the like is guided. The fluid supply 10 can in this case surround the holding element 9 concentrically. Others too Variations of the nebulizer according to the invention can be fixed in an analogous manner. The solid base 8 can also be a liquid line from which the liquid is passed through channel 10 in the area of the cone tip.

Bei der in Figur 8a) bzw. b) gezeigten Vorrichtung wird ein konischer Biegeresonator 4 mit der Spitze bzw. mit dem Ankoppelteil 7 an dem Anregungssystem 2 befestigt, so daß diese Ankopplung eine Umkehrung der eingangs erwähnten Ausführungsformen darstellt. Die Flüssigkeitszuführung erfolgt gemäß Figur 8a) über eine Ringdüse 11, die um das Ankopplungsteil 7 des Biegeresonators, d.h. in der Übergangszone zwischen dem Biegeresonator 4 und dem Anregungssystem 2, angebracht ist.In the device shown in Figure 8a) or b), a conical Bending resonator 4 with the tip or with the coupling part 7 on the excitation system 2 attached, so that this coupling is a reversal of the embodiments mentioned above represents. The liquid is supplied according to FIG. 8a) via an annular nozzle 11, around the coupling part 7 of the bending resonator, i.e. in the transition zone between the bending resonator 4 and the excitation system 2 is attached.

Die Flüssigkeit kann aber auch in beliebig anderer Weise in den Bereich des Schnelleknotens eingeleitet werden,z.B.However, the liquid can also enter the area in any other way of the fast knot, e.g.

durch eine axiale Bohrung 12 im Anregungssystem mit seitlichen Austrittsöffnungen am Konusmantel, d. h. in der Übergangszone zum Biegeresonator 4, wie es in Figur 8b) dargestellt ist.through an axial bore 12 in the excitation system with lateral outlet openings on the cone jacket, d. H. in the transition zone to the bending resonator 4, as shown in FIG 8b) is shown.

In Figur 9 wird gezeigt, daß mehrere in Figur 8a3 und 8b) dargestellten Zerstäuber an einer gemeinsamen Flüssigkeitsversorgungsleitung befestigt werden können. Andere Arten von Anordnungen, z.B. kreisförmige, sind ebenfalls möglich. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere für größere Flüssigkeitsdurchsätze geeignet.In Figure 9 it is shown that several in Figure 8a3 and 8b) Atomizers are attached to a common liquid supply line can. Other types of arrangements, e.g. circular, are also possible. Such an embodiment is particularly suitable for larger liquid throughputs suitable.

Die Biegeresonatoren können aber auch kaskadenförmig miteinander verbunden und gemeinsam angeregt werden. Diese Ausführungsform wird in Figur 10 schematisch verdeutlicht. Die Kaskadene lemente bestehen aus dimensions- und materialmäßig gleichen konusförmigen Biegeresonatoren 4 mit Ankoppelteilen 14. Die Gesamtlänge eines Kaskadenelements beträgt A/2 und die Verbindung der Kaskadenelemente erfolgt-jeweils in Schnellebäuchen z. B. durch Schrauben 15. Die einzelnen Kaskadenelemente können auch durch Lötung miteinander befestigt werden oder durch eine andere geeignete Maßnahme. Eine weitere Variante besteht in der Herstellung der Kaskade an einem Stück.The bending resonators can also be connected to one another in a cascade and be stimulated together. This embodiment is shown schematically in FIG made clear. The cascade elements consist of the same dimensions and materials conical bending resonators 4 with coupling parts 14. The total length of a cascade element is A / 2 and the cascade elements are connected in quick bellies z. B. by screws 15. The individual cascade elements can also by soldering be fastened together or by some other suitable measure. Another The variant consists in the manufacture of the cascade in one piece.

Das den Kaskadenelementen gemeinsame Anregungssystem (hier nicht gezeigt) kann sich sowohl oberhalb als auch unterhalb der Kaskade befinden. Die Flüssigkeitszuführung kann in bereits oben erläuterter Weise erfolgen. Hier werden die Ankoppel- teile 14 in der Übergangszone zur Konusspitze mit einem ringförmigen Rohr 16 versehen, welches Flüssigkeitsaustrittsöffnungen enthält.The excitation system common to the cascade elements (not shown here) can be located both above and below the cascade. The fluid supply can be done in the manner already explained above. Here the coupling share 14 provided with an annular tube 16 in the transition zone to the cone tip, which contains liquid outlet openings.

Die in Figur 11 dargestellte A/4-Ausführung mit konischem Biegeresonator, die in Figur 6 näher beschrieben wurde, eignet sich wegen der Art der Flüssigkeitszuführung insbesondere für einen Einsatz bei Ölbrennern. Das Anregungssystem 2 besitzt eine axiale Bohrung 17 bis zur Spitze des Resonators 4. Durch diese Bohrung 17 wird ein auf Resonanz abgestimmtes Röhrchen 18 geführt, das im Schnelleknotenbereich mit dem System, z.B.The A / 4 version shown in Figure 11 with a conical bending resonator, which was described in more detail in FIG. 6 is suitable because of the type of liquid supply especially for use with oil burners. The excitation system 2 has a axial bore 17 to the tip of the resonator 4. Through this bore 17 is a tube 18 tuned to resonance, which in the fast knot area with the system, e.g.

durch Verschrauben 19, fest verankert wird. Die Öffnung an der Spitze des Resonators ist etwas abgerundet, um eine optimale Verteilung der durch das Röhrchen 18 geleiteten und an der Spitze austretenden Flüssigkeit auf der Konusfläche zu bewirken.is firmly anchored by screwing 19. The opening at the top The resonator is slightly rounded in order to optimally distribute the flow through the tube 18 directed and exiting at the tip of the liquid on the conical surface cause.

In Figur 12 wird eine Ausführungsform gezeigt, bei der der Biegeresonator 4 geheizt und die temperaturempfindlichen Teile des Anregungssystems 2 gekühlt werden. Die Heizung erfolgt z.B. durch eine Induktionsspule 20, durch die die Metallschmelze 21 geleitet wird. Die Kühlung wird zwischen zwei benachbarten Schnelleknotenbereichen des schlanken Teils 5 bewirkt. Hierfür kann dieser Bereich z.B. konzentrisch mit einer Flüssigkeits- oder Gaskühlung 22 versehen sein. Die Kühlstrecke 22 wird vorzugsweise am unteren Bereich des schlanken Teils 5 angebracht. Die Kühlstrecke 22 und das Anregungssystem 2 können ferner mit einer Ummantelung 23 versehen sein, wodurch jegliche Beeinträchtigung durch Überhitzung ausgeschlossen ist.In Figure 12, an embodiment is shown in which the bending resonator 4 heated and the temperature-sensitive parts of the excitation system 2 are cooled. The heating takes place, for example, by an induction coil 20 through which the molten metal 21 is directed. The cooling is between two adjacent fast node areas of the slim part 5 causes. For this purpose, this area can e.g. be concentric with a liquid or gas cooling 22 may be provided. The cooling path 22 is preferred attached to the lower area of the slim part 5. The cooling section 22 and the Excitation system 2 can also be provided with a casing 23, whereby any impairment due to overheating is excluded.

Claims (15)

Patentansprüche fo 1. Vorrichtung zur Zerstäubung von Flüssigkeiten bestehend im im wesentlichen aus einem Ultraschall-Anregungssystem und einem mit Ultraschallfrequenzen schwingenden Biegeresonator sowie Einrichtungen für die Flüssigkeitszuführung in den Schnelleknotenbereich des Biegeresonators, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeresonator (4) mindestens eine in Bezug auf die Achse des Anregungssystems geneigte Fläche aufweist und daß die Länge des Anregungssystems etwa (2n+1) A/4 beträgt, wobei n=0 oder eine ganze Zahl ist. Claims fo 1. Device for atomizing liquids consisting essentially of an ultrasonic excitation system and one with Ultrasonic frequency oscillating bending resonator as well as devices for the liquid supply in the fast node area of the bending resonator, characterized in that the Bending resonator (4) at least one inclined with respect to the axis of the excitation system And that the length of the excitation system is approximately (2n + 1) A / 4, where n = 0 or an integer. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeresonator (4) in Form eines Hohlkonus ausgebildet ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bending resonator (4) is designed in the form of a hollow cone. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Anregungssystems (2) X/4 beträgt und daß der Biegeresonator (4) durch einen schmalen Einstich in den zylindrischen dickeren Teil des Anregungssystems geformt ist. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the length of the excitation system (2) is X / 4 and that the bending resonator (4) by a narrow cut in the cylindrical thicker part of the excitation system is. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Einstichs (2n+1) ALuft/4 beträgt, wobei n=0 oder eine ganze Zahl bedeutet. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the width of the groove (2n + 1) ALuft / 4, where n = 0 or an integer. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeresonator in Form einer Hohlpyramide ausgebildet ist.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bending resonator is designed in the form of a hollow pyramid. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeresonator zwei im Winkel zueinander stehende Flächen aufweist und die Flüssigkeit entlang der Schnittkante dieser Flächen zuführbar ist.6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bending resonator has two mutually angled surfaces and the liquid along the cutting edge of these surfaces can be fed. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zerstäubung von Schmelzen eine Heizung (20) für den Biegeresonator (4), z.B. eine Induktionsspule, vorhanden ist und daß zwischen zwei benachbarten Schnelleknotenbereichen des zylindrischen, schlanken Teils (5) des axialen Anregungssystems (1,2,5) eine Kühlstrecke (22) vorgesehen ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that a heater (20) for the bending resonator (4) for atomizing melts, e.g. an induction coil, and that between two adjacent fast knot areas of the cylindrical, slender part (5) of the axial excitation system (1,2,5) a Cooling section (22) is provided. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zerstäubende Flüssigkeit axial in einem Strahl (Ö) auf die Spitze des Biegeresonators (4) zuführbar ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the liquid to be atomized axially in a jet (Ö) onto the tip of the Bending resonator (4) can be fed. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Flüssigkeitszuführung das Anregungssystem (2) eine axiale Bohrung (17) besitzt, durch die ein auf Resonanz abgestimmtes Röhrchen (18) geführt und im Schnelleknotenbereich mit dem Biegeresonator (4) befestigt ist und die Spitze des Biegeresonators im Bereich der Öffnung abgerundet ist.9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the excitation system (2) has an axial bore (17) for supplying liquid, through which a tube (18) tuned to resonance is passed and in the fast knot area is attached to the bending resonator (4) and the tip of the bending resonator in the area the opening is rounded. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des Biegeresonators (4) mit einer Bohrung versehen und mittels eines Halterungselements (9) fixierbar ist und daß die Flüssigkeitszuführung (10) das Halte rungse lement (9) konzentrisch umgibt.10. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the tip of the bending resonator (4) provided with a bore and by means of a Retaining element (9) can be fixed and that the liquid supply (10) the Holding tionse element (9) surrounds concentrically. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische, schlanke Teil (5) des Anregungssystems von außen an die Spitze des Biegeresonators (4) ansetzt.11. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the cylindrical, slender part (5) of the excitation system from the outside to the tip of the bending resonator (4) attaches. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Flüssigkeitszuführung das Anregungssystem (2,5,7) eine axiale Bohrung (12) besitzt, die in der Übergangszone zum Biegeresonator (4) mit Flüssigkeitsaustrittsöffnungen versehen ist.12. The device according to claim 10, characterized in that for Liquid supply the excitation system (2,5,7) has an axial bore (12), those in the transition zone to the bending resonator (4) with liquid outlet openings is provided. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Flüssigkeitszuführung in der Übergangszone zwischen dem Biegeresonator (4) und dem Anregungssystem (2,7) ein ringförmiges Rohr (11) vorgesehen ist, das mehrere Flüssigkeitsaustrittsöffnungen enthält.13. The apparatus according to claim 11, characterized in that for Liquid supply in the transition zone between the bending resonator (4) and the Excitation system (2,7) an annular tube (11) is provided which has several liquid outlet openings contains. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zerstäuber an einer gemeinsamen Flüssigkeitsversorgungsleitung (13), z.B. in linearer oder kreisförmiger Anordnung, befestigt sind.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that that several atomizers on a common liquid supply line (13), e.g. in a linear or circular arrangement. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleiche Biegeresonatoren (4) mit einem gemeinsamen Anregungs system kaskadenartig miteinander verbunden sind und daß die Kupplung (15) der Kaskadenelemente in den Schnellebäuchen erfolgt.15. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that that several identical bending resonators (4) with a common excitation system are cascaded together and that the coupling (15) of the cascade elements takes place in the quick bellies.