ES2818725T3 - Device for atomization of a liquid - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la atomización de un líquido con un recipiente (W) para el alojamiento del líquido que se va a atomizar y al menos tres osciladores (1, 2, 3, 4) para la generación de oscilaciones ultrasónicas, que están dispuestos en el recipiente (W) y que presentan una superficie (F) plana que transmite las oscilaciones al líquido, no estando las superficies (F) en paralelo unas con respecto a otras, caracterizado por que - los osciladores (1, 2, 3, 4) están orientados de tal modo que las primeras rectas (G1) perpendiculares a las superficies (F) de todos los osciladores (1, 2, 3, 4) están torcidas unas con respecto a otras; - por que las primeras rectas (G1) que están en perpendicular a las superficies (F) de los osciladores (1, 2, 3, 4) se sitúan sobre la superficie de un hiperboloide de revolución.Device for the atomization of a liquid with a container (W) for housing the liquid to be atomized and at least three oscillators (1, 2, 3, 4) for the generation of ultrasonic oscillations, which are arranged in the container (W) and that have a flat surface (F) that transmits the oscillations to the liquid, the surfaces (F) not being parallel to each other, characterized in that - the oscillators (1, 2, 3, 4) are oriented in such a way that the first lines (G1) perpendicular to the surfaces (F) of all the oscillators (1, 2, 3, 4) are twisted with respect to each other; - because the first lines (G1) that are perpendicular to the surfaces (F) of the oscillators (1, 2, 3, 4) are located on the surface of a hyperboloid of revolution.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo para la atomización de un líquidoDevice for atomization of a liquid
La presente invención se refiere a un dispositivo para la atomización de un líquido con un recipiente para el alojamiento del líquido que se va a atomizar y al menos tres osciladores para la generación de oscilaciones ultrasónicas, que están dispuestos en el recipiente y que presentan una superficie plana que transmite las oscilaciones al líquido, no estando las superficies en paralelo unas con respecto a otras.The present invention relates to a device for the atomization of a liquid with a container for housing the liquid to be atomized and at least three oscillators for the generation of ultrasonic oscillations, which are arranged in the container and have a surface plane that transmits the oscillations to the liquid, the surfaces not being parallel to each other.
Por el estado de la técnica se sabe cómo usar osciladores ultrasónicos para la atomización de líquidos. Mediante las oscilaciones mecánicas de alta frecuencia se arrancan pequeñas gotas de líquido de un líquido que moja o inunda los osciladores. De este modo se forma por encima del líquido un aerosol o neblina, que se arrastra por una corriente de gas, en particular una corriente de aire. En función del fin de uso puede ser deseable que la neblina se conserve para que sea eficaz. No obstante, también es posible que sea deseable que las gotas de líquido se evaporen y el vapor alcance el efecto deseado.It is known from the state of the art how to use ultrasonic oscillators for the atomization of liquids. By means of high-frequency mechanical oscillations, small drops of liquid are pulled out of a liquid that wets or floods the oscillators. In this way, an aerosol or mist is formed above the liquid, which is carried along by a gas stream, in particular an air stream. Depending on the end of use it may be desirable for the mist to be preserved to be effective. However, it is also possible that it is desirable for the liquid droplets to evaporate and the vapor to achieve the desired effect.
Independientemente del fin de uso para el que se atomiza el líquido, todo usuario de un dispositivo mencionado al principio desea un alto rendimiento de atomización, es decir, la mayor cantidad posible de líquido atomizado por unidad de tiempo. A este respecto, en un deseo adicional del usuario, se debe usar la menor cantidad de energía posible y un aparato lo más pequeño posible.Regardless of the purpose of use for which the liquid is atomized, every user of a device mentioned at the beginning wants a high atomization performance, that is, the highest possible amount of atomized liquid per unit of time. In this regard, in a further wish of the user, the least amount of energy possible and an apparatus as small as possible should be used.
En el pasado se usaban por ejemplo dispositivos como se desvelan en los documentos JP2008100204, US 2016/0158788 A1, EP 0 860 211 A1 y WO 2010/100462 A1. Estos desvelan, entre otros, dispositivos del tipo mencionado al principio en los que las superficies de los osciladores están inclinadas hacia dentro, es decir, las semirrectas, que comienzan sobre las superficies de los osciladores y perpendiculares a las mismas, de todos los osciladores se sitúan en planos que se intersecan en una recta, intersecándose todas las semirrectas y esta recta en un punto. Mediante una disposición de este tipo de los osciladores se puede lograr un resultado en principio satisfactorio.In the past, for example devices as disclosed in JP2008100204, US 2016/0158788 A1, EP 0 860 211 A1 and WO 2010/100462 A1 have been used. These disclose, among others, devices of the type mentioned at the beginning in which the surfaces of the oscillators are inclined inward, that is, the semi-straight lines, which start on the surfaces of the oscillators and perpendicular to them, of all the oscillators are located in planes that intersect in a line, intersecting all rays and this line at a point. By means of such an arrangement of the oscillators, a satisfactory result can be achieved in principle.
El fin de la presente invención es proponer dispositivos alternativos que tengan en la medida de lo posible un mejor rendimiento de atomización.The purpose of the present invention is to propose alternative devices that have as far as possible a better atomization performance.
Este fin se consigue de tal modo que los osciladores están orientados de tal forma que las primeras rectas, perpendiculares a las superficies de los osciladores, de todos los osciladores están torcidas unas con respecto a otras y se sitúan sobre la superficie de un hiperboloide de revolución.This end is achieved in such a way that the oscillators are oriented in such a way that the first lines, perpendicular to the oscillator surfaces, of all the oscillators are twisted with respect to each other and are located on the surface of a hyperboloid of revolution. .
Las superficies de los osciladores pueden estar inclinadas en una cadena cerrada hacia el respectivamente siguiente oscilador.The surfaces of the oscillators can be inclined in a closed chain towards the respectively next oscillator.
En particular, en esta variante los ensayos han demostrado un alto rendimiento de atomización.In particular, in this variant the tests have shown a high atomization performance.
Además, es posible que en un dispositivo de acuerdo con la invención estén dispuestos los osciladores sobre un círculo, es decir, están dispuestos puntos iguales de los osciladores en un plano con una distancia igual con respecto a un punto central del círculo. Entonces los osciladores pueden estar orientados de tal modo que las primeras rectas, perpendiculares a las superficies, de todos los osciladores forman tangentes en un cilindro circular con preferencia recto, que tiene un diámetro que es menor que el diámetro del círculo sobre el que están dispuestos los osciladores, y cuyo eje central pasa por un punto central de este círculo. Con preferencia, la distancia de todos los puntos de contacto de las tangentes con respecto al círculo es igual.Furthermore, it is possible that in a device according to the invention the oscillators are arranged on a circle, that is, equal points of the oscillators are arranged in a plane with an equal distance from a center point of the circle. The oscillators can then be oriented in such a way that the first lines, perpendicular to the surfaces, of all the oscillators form tangents in a preferably right circular cylinder, which has a diameter that is less than the diameter of the circle on which they are arranged. the oscillators, and whose central axis passes through a central point of this circle. Preferably, the distance of all the contact points of the tangents with respect to the circle is equal.
Otras características y ventajas de la presente invención se hacen evidentes mediante la siguiente descripción de ejemplos de realización preferentes con referencia a las ilustraciones adjuntas. En ellas muestran:Other features and advantages of the present invention become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying illustrations. They show:
la Figura 1 un primer dispositivo de acuerdo con la invención en una vista superior,Figure 1 a first device according to the invention in a top view,
la Figura 2 un primer corte de acuerdo con la línea VIN-VNI de la Figura 1,Figure 2 a first section according to the VIN-VNI line of Figure 1,
la Figura 3 un segundo corte de acuerdo con la línea IX-IX de la Figura 1 yFigure 3 a second section according to line IX-IX of Figure 1 and
la Figura 4 un segundo dispositivo de acuerdo con la invención en la vista superior.Figure 4 a second device according to the invention in top view.
El primer y segundo dispositivo de acuerdo con la invención representado presenta en cada caso una cuba W, que puede ser llenada a través de una entrada de líquido con un líquido. El llenado se puede efectuar por medio de una bomba de manera continua, de modo que se puede mantener un nivel de líquido constante o casi constante en la cuba W, incluso cuando mediante la atomización de partes del líquido se extrae líquido de la cuba W.The first and second devices according to the invention shown each have a tank W, which can be filled with a liquid via a liquid inlet. The filling can be carried out by means of a pump continuously, so that a constant or almost constant liquid level can be maintained in the tank W, even when by atomizing parts of the liquid liquid is drawn from the tank W.
El primer dispositivo de acuerdo con la invención representado presenta cuatro osciladores ultrasónicos 1, 2, 3, 4, el segundo dispositivo de acuerdo con la invención presenta siete osciladores ultrasónicos 1,2, 3, 4, 5, 6, 7. Estos están dispuestos en ambos dispositivos de acuerdo con la invención representados en la cuba W de tal modo que durante el funcionamiento de los dispositivos cada oscilador 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 se sitúa debajo del nivel del líquido. Cada oscilador 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 tiene una superficie F que oscila durante el funcionamiento del dispositivo, a través de la cual el oscilador 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 puede transmitir la oscilación al líquido. De este modo se excita el líquido para la oscilación y se expulsan pequeñas gotas de líquido. De este modo se origina neblina, que se puede transportar por una corriente de aire. Los dispositivos presentan para ello medios y canales de transporte de aire no representados, a través de los que se puede suministrar la corriente de aire y realizar la neblina. Las superficies F de los osciladores 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 son con preferencia planas.The first device according to the invention shown has four ultrasonic oscillators 1, 2, 3, 4, the The second device according to the invention has seven ultrasonic oscillators 1,2, 3, 4, 5, 6, 7. These are arranged in both devices according to the invention represented in the tank W in such a way that during the operation of the devices each oscillator 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 is located below the liquid level. Each oscillator 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 has a surface F that oscillates during the operation of the device, through which the oscillator 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 can transmit the oscillation to liquid. In this way the oscillation liquid is excited and small drops of liquid are expelled. This creates mist, which can be carried by a stream of air. For this, the devices have air transport means and channels, not shown, through which the air stream can be supplied and the mist can be produced. The surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are preferably flat.
Los cuatro osciladores 1, 2, 3, 4 están dispuestos en el caso de los primeros dispositivos de acuerdo con la invención representados en las esquinas de un paralelepípedo imaginario. La orientación de las superficies F de los osciladores 1, 2, 3, 4 se describe mediante primeras rectas G1, las cuales pueden imaginarse en perpendicular a la superficie F de los osciladores 1, 2, 3, 4 y que están representadas en las Figuras 8 y 9. También en el segundo dispositivo de acuerdo con la invención representado se describe la orientación de las superficies F de los osciladores 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 por primeras rectas G1 (véase la Figura 10).The four oscillators 1, 2, 3, 4 are arranged in the case of the first devices according to the invention represented at the corners of an imaginary parallelepiped. The orientation of the surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4 is described by first lines G1, which can be imagined perpendicular to the surface F of the oscillators 1, 2, 3, 4 and which are represented in the Figures 8 and 9. Also in the second device according to the invention represented, the orientation of the surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 along first lines G1 is described (see Figure 10).
Las primeras rectas G1, que están en perpendicular a las superficies F de los osciladores 1, 2, 3, 4 del primer dispositivo de acuerdo con la invención representado, están torcidas unas con respecto a otras y no se intersecan en ningún punto. Para la descripción de la orientación de las superficies F inclinadas 7° de los osciladores 1, 2, 3, 4 puede imaginarse un prisma recto o un paralelepípedo, cuya superficie básica G se describe por el paralelepípedo, en cuyas esquinas están dispuestos los cuatro osciladores. Los cantos de este prisma o paralelepípedo deben discurrir, a este respecto, por las superficies F de los osciladores 1, 2, 3, 4. Las superficies F de los osciladores 1, 2, 3, 4 están orientadas de tal modo que las primeras rectas G1 se sitúan en las superficies laterales del prisma o paralelepípedo. Las superficies están orientadas además de tal modo que las primeras rectas G1, que se sitúan en perpendicular a las superficies F de los osciladores 1, 2, 3, 4 que intersecan los cantos del prisma o paralelepípedo, interseca a través de la superficie F de los osciladores 1, 2, 3, 4 adyacentes en el sentido de las agujas del reloj en la vista superior del dispositivo.The first lines G1, which are perpendicular to the surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4 of the first device according to the invention shown, are twisted with respect to each other and do not intersect at any point. To describe the orientation of the 7 ° inclined surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4, a straight prism or a parallelepiped can be imagined, whose basic surface G is described by the parallelepiped, in whose corners the four oscillators are arranged . The edges of this prism or parallelepiped must, in this respect, run through the surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4. The surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4 are oriented in such a way that the first G1 lines are located on the lateral surfaces of the prism or parallelepiped. The surfaces are further oriented in such a way that the first lines G1, which are located perpendicular to the surfaces F of the oscillators 1, 2, 3, 4 that intersect the edges of the prism or parallelepiped, intersect through the surface F of the adjacent oscillators 1, 2, 3, 4 clockwise in the top view of the device.
Se puede describir la orientación también de tal modo que las primeras rectas G1 se sitúan sobre la superficie de un hiperboloide de revolución, que se origina cuando se rota una de las primeras rectas G1 alrededor de un eje A, que está en perpendicular al centro del paralelepípedo, que describe las posiciones de los osciladores 1, 2, 3, 4.The orientation can also be described in such a way that the first lines G1 are located on the surface of a hyperboloid of revolution, which originates when one of the first lines G1 is rotated around an axis A, which is perpendicular to the center of the parallelepiped, which describes the positions of oscillators 1, 2, 3, 4.
El segundo dispositivo de acuerdo con la invención presenta siete osciladores 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 que están dispuestos en forma circular. Los mismos puntos de los osciladores 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 están distanciados en la misma medida con respecto al punto central de un círculo K. Las superficies de estos osciladores 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 están orientadas de tal modo que las primeras rectas G1 de los osciladores forman tangentes en un cilindro circular Z. El cilindro circular Z tiene un eje central, que discurre por el punto central del círculo K. El eje central está con preferencia en perpendicular a un plano en el que se estrecha el círculo.The second device according to the invention has seven oscillators 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 which are arranged in a circular fashion. The same points of oscillators 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are equally spaced from the center point of a circle K. The surfaces of these oscillators 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 are oriented in such a way that the first lines G1 of the oscillators form tangents in a circular cylinder Z. The circular cylinder Z has a central axis, which runs through the central point of the circle K. The central axis is preferably at perpendicular to a plane in which the circle narrows.
La distancia de puntos de contacto de todas las tangentes con respecto al círculo K es igual en el segundo dispositivo de acuerdo con la invención. The distance of contact points of all tangents with respect to the circle K is the same in the second device according to the invention.
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