DE1972895U - Fluessigkeitszerstaeuber. - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE

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PATENTANWALT DIPL-ING. RICHARD MÜLLERtBÖRNER BERLIN-DAHLEM · PODBIELSKIALLEE 68

TELEFON: 762907 ■ TELEG.RAMME: PROPINDUS BERLINER BANK AKTIENGESELLSCHAFT · DEPKA 39 BERLIN-ZEHLENDORF · KONTO-NUMMER 96123 POSTSCHECKKONTO: BERLIN-WEST NUMMER«?!

PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY

, MÜNCHEN 22 WIDENMAYERSTRASSE 49

TELEFON 225585 TELEGRAMME PROPINDUS DRESDNER BANK AG MÜNCHEN DEPKA LEOPOLDSTR.

KONTO-NUMMER 60666
POSTSCHECKKONTO· MÜNCHEN NUMMER 35659

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wolke häufig sehr hoch ist, used dass insbesondere dor erforderliche Treibmitteidruck sehr gross ist, woraus ein entsprechender Energieverbrauch des Zerstäubers resultiert. Dieses 1st insbesondere bei transportablen Zerstäubern, wie sie beispielsweise bei der Verteilung von Insektiziden eingesetzt werden* sehr nachteilig, weil entsprechend aufwendige Antriebsaggregate Bitgeführt werden Bussen·

Die Nachteile der ungleichmäsaigen Verteilung der Tropfen über den Querschnitt des Treibmittels und des hohen Impulses der Tropfenwolke werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die Zerstäuberkammer aus einen konisch sich erweiternden (im Grenzfall zylindrischen) Hohlkegel besteht, der an kleinsten Durehmesser eine Eintrittsleitvorrichtung sun Zufuhren des Treibmittels als Dralls treating aufweist und am oder in der Mähe des grossten Durchmessers mit einem Austritt versehen ist, wobei die zu zerstäubende Flüssig· keit zentral in die Zerstäuberkammer eintritt·

Auf diese Weise lässt sieh der Wirkungsgrad von Flüssig· keitszerstäubem wesentlich erhöhen. Während übliche Nieder« druckzerstäuber Druckabfall· des Treibmittels in der Grosβen« Ordnung 600 - 800 mm WS erfordern, arbeitet der erfindungsgemässe Zerstäuber bereits bei Vordrücken von etwa 200 mm WS, wobei je nach Mengenverhältnis und Flüssigkeitaelgenschaften

dl· erforderlichen Vordrück· manchmal etwa· heber, h&utfig jedoch sogar wesentlich niedriger liefen kennen· Beachtlich ist auchf da·· der erflndungsgemä·· erslelte Z#r-•täubungsYorgang nicht nachteilig beciünflueet wird, wesm sswischen des Treibmittel und der su zerstäubenden FlüBslg k«it «la· physikalisch· oder ch«aiech« Reaktion «ineetst.

Vorteilhaft· Au·ffihrung·formen nach der Erfindung laeaon aich ohne Besohränkung den Unter&ncprUchen entnehnon.

Die erfindungsgemäese Vorrichtung wird im anhand «in·· Insektieidaer·tauber· fUr sehr groee© Durchsätso näher beechrlobon und erläutert« ohne daae die er« fittdungsgetBässo Vorrichtung hierauf beschränkt i»t, Xs& der zugehörigen Zeichnung aselgt in echeraatischer Darstellung}

Flg. 1 einen Längssohnitt durch eine Ausfuhrungeform nach der Erfindung*

Fig. 2 einen Schnitt nach den Linien IX-II in Fig· 1»

Wie Fig. 1 Keigt, besteht der Zerstäuber aus einem zyllndrl·» sehen Geh&use 10» ds» das Trsibaittel über «inen radialen oder tangentialen Anschlusstutzen 11 eugeführt wird· Xn eime Safitatolraum 12 verglelehnttssigt eich die Seachwindlgkeltaver» teilung des Treibaiittele, das Über radial· Leitschaufeln mit Drall in die Innere Zerst&uberkatemer 14 eingeführt wird.

Bei Einhaltung bestimmter erfinduneagemäseer Bedingungen für die Innonabmeasuhgen de· Zerstäubers, di· nachstehend näher definiert werden» strömt das Treibmittel Mit einer schraubenartigen Bewegung entlang dor sich konisch orwoi· ternden - im Grenzfall Eylindriechen - Wände 15 der Zer· etäubungskammer 14 entlang bis au deren grosstem Durch· «•seer. Hier kehrt ein Teil der Strömung radial nach innen um und strömt entlang der Achse des Zerstäuber» bis zur Stiraplatte 16 des Eintrittsquerschnittee zurück. Hier stülpt sich diese RückstriSmung regensohirnartig aus ein«· ander und läuft wieder mit der frisch eintretenden Treib·» mittelstrübung dem Auetrittsquorachnitt zu« Der nicht* resEirkulierende Teil der Treibmlttelatromung verlässt durch den Austritt»querschnitt 17 die Zoratäuberkammer.

Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird durch eine Rohrleitung 18 central in HauptstrSmungsriehtung der inneren Zeretäuberkammer %k zugeführt. Zweekmäesig wird das Zuleitung»· rohr 18 an seinem Austrittsquerschnitt 19 verengt» um der Flüssigkeit eine derartige Geschwindigkeit su erteilen* dass sie gegen die zentrale RücketrBnmng des Treibmittels in der inneren Zerstäuberkammer 14 ein hinreichendes Stück in die Kammer eindringen kann·

Infolge dor hohen Gesehwindigkeitsdiff»renz zwischen der einströmenden Flüssigkeit und der Rüekströmung wird dor Flüssigkeitsstrahl sofort in kleine Tropfen zerrissen«

Zwischen der wandnahen Durchsatz»trömung und der aentralen Rückstreuung bildet sieht wie Untersuchungen zeigten« ein sehr intensives* röhrenförmige», langgestrecktea Turbulensfe&d aus, dessen mittlerer Durchmesser etwa 50 bis 60 fi des Jeweiligen Zeratäuberkanunordurohtnessers ist und dessen Länge näherungs weise gleich der Länge der Zerat&taherkaioner ist* Infolge der aus serordentlich hohen Frequenz der turbulenten Sohwankungsbewegungen dieses Turbulenssfeldes werden die erzeugten Tropfen weiter zerkleinert und durch den darin herrechenden intensiven St off austausch sehr glelclunässig über den gesamten Strümungsquerschnitt verteilt*

Da die RückströHmng einen ausserordentlich starken Impuls besitzt» hat aie iamer die Tendenz₍ gr&emor·, noch nicht hinreichend zerstäubte Tropfen gegen die eintrlttseeltige Stirnplatt· 16 der inneren Zerstaubungskammer ih zurückzuwerfen und dort ausBuschleudera.

Vm dieses eu verhindern, kann es erfindungegemäss von Vorteil sein, «inen Teil der Treibmittelströmung aus dem Saiwaelraum Si durch Öffnungen 19 in der Stirnplatte 16 in

einen Kopfrauia 20 abzuzweigen. Die Menge dieses abgezweigten Treibmitteletrotao» kann durch Klappen oder Ventilteller 21 reguliert werden. Diese abgezweigte Treibtaittelmenge «ta» gibt das Zuführungerohr 18 dor zu zerstäubenden Flüssigkeit und »trtSat »it dieser in die innere ZerstäuberkaKtner hinein, wo ei« auf die Stucks tr&mtng auftrifft» Diese Rückstreuung wird durch den Xnpuls der abgezweigten Treibmittel·· strömung, die der Rücketrttmung entgegenetruat, eine kleine Wogetrecke in die Kammer hinoingedrückt, Dies« Wegstrecke lässt eich sehr klein haiton, eo daes eie gerade ausreicht, um sku verhindern* das» die Ruckströmung die zentral© Stirn· platte 16 der inneren Zerstäuberkaaaaer 14 berührt und in der Umgebung der Durchtritt«Öffnung 22 Tropfen ausschleudert. Auf diese Weise kann eine Verschmutzung der Innenwand· 15 der inneren Zerstättberkaonaer H vermieden werden»

Voraussetzung zur Erzielung sowohl des erfindungegemässen Zarstäuber- *Ί* auch des Vermiechungseffektes ist die Ein·» haitun$ bestimmter Abmessungen der inneren Zerstäuber« kammer 14. Der kleinste Durchtnesser der inneren Zerstäuber· kanmer sei mit "d", ihre Län^e mit "L^w und Uw grösster Ourehraesser mit "D" bezeichnet. Die axiale lirstreckung der radialen Drallschaufeln 13 sei mit "b^B beeelchtiet, Der Winkel der Dral!schaufeln gegen die Umfangarichtung ist in Vi₆. 2 ait «oC» bezeichnet.

Zur Erzielung des erfindungsgeraäesen Zerstäubungen und Miecheffektes werden die Abmessungen vorzugsweise In fol genden Verhältnis zueinander gewählt!

d a 1,5 bis 1,8 b L - 5 bis 7 b
D a 3 bis 3.6b.

Der Schaufelwinkel "G^" kann zwischen 5 und 10°, vorzugs weise sswisehen 8 und 3,5 liegen·

Die absolute Grosse dee Apparates spielt insofern keine Rolle» ale d*s in ihm auftretende Ströaungsbild von der Reynolds-Zahl nicht abhängt* Bei einmal gegebenen Druekgo« fäll· des Treibmittels sowie gegebenen Mangen werden lediglieh die Abmessungen geometrisch ähnlieb, variiert und dadurch de« Durchsatz angepasst·

Weiterhin ist aus der Strömungslehre bekannt, dass gewisse Abweichungen der vorgenannten relativen Abmessungen zulässig sind, sofern beispielsweise eine Abweichung durch entsprechende Variation einer anderen Abmessung kompensiert wird. So ist beispielsweise bekannt» dass man bei Leitapparaten rotierender Strömungen don Durchmesser "d" ■verkleinern und die axiale Sehaufelbreite *b* in gleichen Verhältnis vergrBssern kann« Dieses ergibt wiederum die gleiche Umfangsgeschwindigkeit la Eintrittsquersehnitt und

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damit d«B gleichen unterdruck in Zentrum de« Eintritts-Querschnittes» der die Büekstrtfmung ansaugt* Das gleiche eilt für den vorbesehriebenen Winkel der LeItschaufeln 13·

Sofern bei schlechter Zerstäubung oder schwierig zu »er« stäubenden Flüssigkeiten gröseere Tropfen an die konischen Wände 15 der Zerstäuberkammer 14 ausgeschleudert worden, empfiehlt es sich» deren grossten Durchmesser "D" zum Aus· tritt 17 durch eine dtlsonförmige Verengung 23 «leder zu verringern. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Treib* »ittels erhöht und an den Wänden entlanglaufende Tropfen werden wieder von der Strömung mitgerissen·

Selbstverständlich kann die erfindungsgenasse Zerstäubervorrichtung auch asur Zerstäubung anderer Flüssigkeiten dienen« beispielsweise zur Zerstäubung von Farbe mittels Druckluft etui Farbspritzen* von Kohlenwasserstoffen mit Wasserstoff oder einen anderen Trägergas zu» Zweck άΛΤ Pyrolyse oder von flüssigen Brennstoff mit Dampf oder Luft» auch der Verbrennungsluft« zum Zweck der Verbrennung·

Genauso ktinnen statt der radialen Leitschaufeln 13 ent«· sprechende tangential an die Zerstäuberkamoer angesetzte Leitspi*»*alen dienen« Sehllessüeh können die Ventil· teller 21, welche den abgezweigten Teilstron des Treib· mittels begrenzen, durch Klappen« Schieber oder im ein· fache ten Fall durch für den jeweiligen Fall passend diolen» sioniört© uurchtrittsöffnungen ersetzt werden.

Handelt es sich bei der zu zerstäubenden Flüssigkeit bei·· spielsweise um eine Lösung eines SaIκθa in einer Flüssigkeit oder uai eine Aufschwemmung von feinkörnigen festen Stoffen in einer Flüssigkeit etwa aur Verwendlang ala In« aektiaid, eo kann ohne Einfluss auf die vorteilhafte Zerstäubungswirkung nach der Erfindung gleichseitig ein ge» wisser erwünschter Verdampftmgs«· odor Trocknungsprosseas erreicht werden· Auch chemische oder ehemo-physikalischo Reaktionen zwischen dem Treibmittel und der zu aserstäuben« den Flüssigkeit beeinflussen die Zerstäubungsvlrkung nicht nachteilig. Vielmehr können dabei besonder« beabsichtigte Reaktionen, Uaaetzungen, Spaltproatesse und dergleichen, z.B. anriechen einer organischen Flüssigkeit und einen Gas» etwa Luft durch ihre intensive Berührung mit der Flüssig« keit bei ihrer erfindungsgemässen Zerstäubung erst in b©« sonders wirksojser und optinutler Weise sstua Ablauf gebracht werden.

Claims (11)

1» FlUsaigkeitae9retäub«r_t is» de« eine Flüssigkeit duroh «in UtUOPf* oder gaafuxtnige· Treibmittel in ei-iaer inneren »t&uberlsatsiaer über den g;e»aMten QuereobÄitt dee ten Treibmlttele la «inen weitgehend iMpulsarraen Nebel seratäubt wird, dadurch gekennzeichnet, daaa die Zeratäuberkammer (Ik) au» einen konisch »ieh erweiterndem (int GreUc£all aylindriachen) Hohlkeeel (I5) besteht, der am ic^eltuitea Burchaeaeer eine Bintrittaleitvorriehtung (13) sum Zuführen de· Treibailttela ala Orallatrttatune aufweist, und Wa oder in amr Nahe 4·· grtiaaten Ourehneaaera mit eine« Atta tritt (17) reraehen iat, wobei die au »era tÄubend© Flüssigkeit central in dl· Zeratttuberkaraaer eintritt*

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2* Flüsslgkeitsaer·tauber stach Anspruch 1, dadurch zeichnet, daee «la cw kleinsten Surofctaeseer ter, di· Zuleitung (IS) der asu verstäubenden Flüssigkeit twgebender Kaum (20) einstellbare Öffnungen (19) aufweist, durch di· «in abgezweigter Teil de· Treibmittels tritt» der guft&Boten «it der zu fseretäubonde» Flüssigkeit durch «in· stent rale HfTinuig (2Ά) ia die Zeretäuborkaanaer (14) eintritt.

3. Flüssigkeitszerstäuber nach AneprucJa 1 oder Z, dadurch gekezinzeiclinett dass die JSintritteleitvorrlcixtuag (13) ale radial durchstrttabares ScUaufelgitter auegebildet ist.

h. Flüssigkeitszeretauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet« dass die Eintrittslei^vorrichtung (13) als radiale Spirale ausgebildet 1st.

5. Flüesigkeitszeretauber nach Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Eintrittsleitvorrichtung (13) einst reisende Dralls trömung einen Winkel von 5 bis 10°, vorzugsweise einen Winkel von 8 bis 8*5° izux· Umfoneerichtuns aufweist und dass der kleinste Durchmesser (d) der sieh an die Elntritteleitvorrichtung (13) koaxial anechlieesenden Zeretäuberkasu&er (14)

vorzugsweise das 1§5 bis 1,8-fache der axialen Erstrek« kung (b) der Bintrittsleitvorrichtung beträgt, der grösete Durchmesser (D) der Zerst&ubungskaramer Vorzüge« weise das 3_t bis 3,6-fache und die wirksame Länge (L) der Zeretäuberkammer vorzugsweise das 5 bis 7»fach© der axialen Erstreckung der Eintrittsleitvorrichfcung (13) beträgt.

6. Flüssigkeitszer·tauber nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» dass die au zerstäubende Flüssigkeit am kleinsten Durchmesser der Zerstäuberkammer (14) eine solche Geschwindigkeit bzw« einen solchen Druck aufweist, dass die Flüssigkeit etwa einen mittleren Durchmesser der Zerstäuberkammer (14) weit in diese zentral hineinschleudert»

7. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 6„ dadurch gekenn· zeichnet, dass die £erstäuberkaranter (14) senkrecht abwärts blasend angeordnet ist.

3. Flüssigkeitszerstäuber nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sieh an das weite Ende des konusf&rmigen Hohlkörpers (15) eine düsenartige Verengung (23) anschließet.

9. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 6, dadurch gekenn· zeichnet, da»· die Zuführungsleitung (18) mn ihres Aue·· tritteende (19) düsenartlg verengt ist.

10. Flüssigkeiteverstauber nach eise» oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine entlang dem Hohlkegel (I5) verlaufende Zone mit einer wandnahen Darcheatzetrönung und eine ventrale Zone eit einer Hücketrömung des Treibmittels· wobei sich atwiftehon den beiden Zonen eine Zone starker Turbulenz befindet« in der die Zuführung für die Flüssigkeit einmündet.

11. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 10, dadurch gekenn· zeichnet, dass die zentrale Rucks tröinung einem Toi 1st rom des Treibmittels derart entgegengerichtet ist, dass die Rücketrömung nahe der Stirnwand (16) am Bintrittsende der Zerstäubungskammer (14) umkehrt.