VORRICHTUNG ZUR VERNEBELUNG EINER FLÜSSIGKEIT

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vernebelung einer Flüssigkeit mit einem Behälter (W) für die Aufnahme der zu vernebelnden Flüssigkeit und wenigstens drei Schwingern (1, 2, 3, 4) zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen, die in dem Behälter (W) angeordnet sind und die eine die Schwingungen auf die Flüssigkeit übertragende ebene Fläche (F) aufweisen, wobei die Flächen (F) nicht parallel zueinander sind, wobei die Schwinger (1, 2, 3, 4) so ausgerichtet sind, dass die zu den Flächen (F) senkrechten ersten Geraden (G1) von allen Schwingern (1, 2, 3, 4) windschief zueinander sind oder in Ebenen liegen, die sich in einer zweiten Geraden (G2) schneiden, wobei zumindest an der Fläche (F) beginnende Teile der ersten Geraden (G1) erste Halbgeraden bilden und eine, mehrere oder alle der ersten Halbgeraden und die zweite Gerade (G2) auseinanderlaufen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vernebelung einer Flüssigkeit mit einem Behälter für die Aufnahme der zu vernebelnden Flüssigkeit und wenigstens drei Schwingern zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen, die in dem Behälter angeordnet sind und die ein die Schwingungen auf die Flüssigkeit übertragende ebene Fläche aufweisen, wobei die Flächen nicht parallel zueinander sind.

[0002] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Vernebelung von Flüssigkeiten Ultraschallschwinger einzusetzen. Durch die hochfrequenten mechanischen Schwingungen werden aus einer Flüssigkeit, die die Schwinger benetzt oder überflutet, kleine Flüssigkeitstropfen herausgerissen. Dadurch bildet sich über der Flüssigkeit ein Aerosol oder Nebel, der von einem Gasstrom, insbesondere einem Luftstrom fortgetragen wird. Je nach Verwendungszweck kann es gewünscht sein, dass der Nebel erhalten bleibt, um zu wirken. Es ist aber auch möglich, dass es gewünscht ist, dass die Flüssigkeitstropfen verdampfen und der Dampf die erwünschte Wirkung erzielt.

[0003] Ungeachtet des Einsatzzwecks für den die Flüssigkeit vernebelt wird, wünscht sich jeder Anwender einer eingangs genannten Vorrichtung eine hohe Vernebelungsleistung, d.h. eine möglichst hohe Menge vernebelter Flüssigkeit pro Zeiteinheit. Dabei - so ein weiterer Wunsch der Anwender - soll möglichst wenig Energie und ein möglichst kleines Gerät eingesetzt werden.

[0004] In der Vergangenheit wurden zum Beispiel Vorrichtungen eingesetzt, wie sie in den Dokumenten US 2016/0158788 A1, EP 0 860 211 A1 und WO 2010/100462 A1 offenbart sind. Diese offenbaren u.a. Vorrichtungen der eingangs genannten Art, bei denen die Flächen der Schwinger nach innen geneigt sind, das heißt, dass die auf den Flächen der Schwinger beginnenden und dazu senkrechten Halbgeraden von allen Schwingern in Ebenen liegen, die sich in einer Geraden schneiden, wobei sich alle Halbgeraden und diese Gerade in einem Punkt schneiden. Durch eine solche Anordnung der Schwinger kann ein grundsätzlich zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden.

[0005] Ziel der vorliegenden Erfindung ist es alternative Vorrichtungen vorzuschlagen, die möglichst eine bessere Vernebelungsleistung haben.

[0006] Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass die Schwinger so ausgerichtet sind, dass zu den Flächen der Schwinger senkrechte erste Geraden von allen Schwingern

• in Ebenen liegen, die sich in einer zweiten Geraden schneiden, wobei zumindest an der Fläche beginnende Teile der ersten Geraden erste Halbgeraden bilden und eine, mehrere oder alle der ersten Halbgeraden und die zweite Gerade auseinanderlaufen
  oder
• windschief zueinander sind.

[0007] Läuft nach der Erfindung eine der ersten Halbgeraden oder laufen nach der Erfindung mehrere oder alle der ersten Halbgeraden und die zweite Gerade auseinander, bedeutet das, dass wenigstens die Fläche eines Schwingers oder mehrerer Schwinger oder aller Schwinger nach außen geneigt ist bzw. sind.

[0008] Die Schwinger können einander paarweise zugeordnet sein. Dann können die ersten Halbgeraden auf den Flächen der Schwinger eines Paares in einer der Ebene liegen, die sich in der zweiten Geraden schneidet. Die ersten Halbgeraden auf den Flächen eines anderen oder aller anderen Paare und die zweiten Geraden laufen dann allerdings auseinander.

[0009] Die Fläche jedes Schwingers eines Paares kann zu einer Parallelen zur zweiten Geraden durch die Fläche um einen bestimmten, für die Schwinger eines Paares gleichen Wert geneigt sein.

[0010] Die Fläche jedes Schwingers eines Paares kann zur zweiten Geraden hin geneigt sein oder von der zweiten Geraden weg geneigt sein.

[0011] Sind die Flächen der Schwinger dagegen so ausgerichtet, dass die ersten Geraden windschief zueinander sind, können die Geraden auf der Fläche eines Rotationshyperboloiden liegen. Die Flächen der Schwinger können in einer geschlossenen Kette dem jeweils nächsten Schwinger zugeneigt sein.

[0012] Insbesondere bei dieser Variante haben Versuche eine hohe Vernebelungsleistung erbracht.

[0013] Ferner ist es möglich, dass bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schwinger auf einem Kreis angeordnet sind, also gleiche Punkte der Schwinger in einer Ebene mit einer gleichen Entfernung zu einem Mittelpunkt des Kreises angeordnet sind. Dann können die Schwinger so ausgerichtet sein, dass die zu den Flächen senkrechten ersten Geraden von allen Schwingern Tangenten an einen vorzugsweise geraden Kreiszylinder bilden, der einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des Kreises, auf dem die Schwinger angeordnet sind, und dessen Mittelachse durch einen Mittelpunkt dieses Kreises geht. Vorzugsweise ist die Entfernung aller Berührungspunkte der Tangenten von dem Kreis gleich.

[0014] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen:

Fig. 1

eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht,

Fig. 2

einen ersten Schnitt gemäß der Linie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3

einen zweiten Schnitt gemäß der Linie III-III aus Fig. 1,

Fig. 4

eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht,

Fig. 5

einen ersten Schnitt gemäß der Linie V-V aus Fig. 4,

Fig. 6

einen zweiten Schnitt gemäß der Linie VI-VI aus Fig. 4,

Fig. 7

eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht,

Fig. 8

einen ersten Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII aus Fig. 7,

Fig. 9

einen zweiten Schnitt gemäß der Linie IX-IX aus Fig. 7 und

Fig. 10

eine vierte erfindungsgemäße Vorrichtung in der Draufsicht.

[0015] Die erste, zweite,dritte und vierte dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung weisen jeweils eine Wanne W auf, welche über einen Flüssigkeitseinlauf mit einer Flüssigkeit befüllt werden kann. Die Befüllung kann mittels einer Pumpe kontinuierlich erfolgen, so dass ein konstanter oder nahezu konstanter Flüssigkeitsspiegel in der Wanne W gehalten werden kann, auch wenn durch Vernebelung von Teilen der Flüssigkeit Flüssigkeit aus der Wanne W entnommen wird.

[0016] Die erste, zweite und dritte dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung weist vier Ultraschallschwinger 1, 2, 3, 4 auf, die vierte erfindungsgemäße Vorrichtung weist sieben Ultraschallschwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 auf. Diese sind bei allen dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen so in der Wanne W angeordnet, dass im Betrieb der Vorrichtungen jeder Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt. Jeder Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 hat eine im Betrieb der Vorrichtung oszillierende Fläche F, über die der Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 die Oszillation auf die Flüssigkeit übertragen kann. Dadurch wird die Flüssigkeit zum Schwingen angeregt und kleine Flüssigkeitstropfen werden herausgeschleudert. Dadurch entsteht ein Nebel, der von einem Luftstrom vorgetragen werden kann. Die Vorrichtungen weisen dazu nicht dargestellte Luftfördermittel und -kanäle auf, über welche der Luftstrom zugeführt und der Nebel aufgeführt werden kann. Die Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 sind vorzugsweise eben.

[0017] Die vier Schwinger 1, 2, 3, 4 sind bei der ersten, zweiten und dritten dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen an den Ecken eines gedachten Quadrates angeordnet. Die drei dargestellten Vorrichtungen unterscheiden sich darin, wie die Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4 ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4 wird durch erste Geraden G1 beschrieben, die man sich senkrecht zu der Fläche F der Schwinger 1, 2, 3, 4 vorstellen kann und die in einem Teil der Figuren dargestellt sind. Auch bei der vierten dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Ausrichtung der Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 durch erste Geraden G1 beschrieben.

[0018] Bei der ersten dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Schwinger 1, 2, 3, 4 so ausgerichtet, dass die ersten Geraden G1, die senkrecht zu den Flächen der diagonal gegenüberliegenden Schwingern 1, 3 bzw. 2, 4 stehen, in jeweils einer Ebene liegen. Die beiden dadurch definierten Ebenen schneiden sich in einer zweiten Geraden G2 durch das Zentrum des Quadrates, in dem die Schwinger angeordnet sind. Der auf der Fläche F beginnende Teil der ersten Geraden G1 bilden Halbgeraden, die bei der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung so ausgerichtet sind, dass die Halberaden und die zweite Gerade auseinanderlaufen, je weiter man sich von den Flächen F entfernt. Die Schwinger 1, 2, 3, 4 sind also leicht nach außen gekippt, zum Beispiel um ca. 7°.

[0019] Auch bei der zweiten dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Schwinger 1, 2, 3, 4 so ausgerichtet, dass die ersten Geraden G1, die senkrecht zu den diagonal gegenüberliegenden Schwingern 1, 3 bzw. 2, 4 stehen in jeweils einer Ebene liegen, die dadurch Paare bilden. Die beiden dadurch definierten Ebenen schneiden sich wiederum in einer zweiten Geraden G2 durch das Zentrum des Quadrates, in dem die Schwinger 1, 2, 3, 4 angeordnet sind. Die auf der Fläche F beginnenden Teile der ersten Geraden G1 bilden Halbgeraden. Die Flächen F sind bei dem einen Paar mit den Schwingern 1, 3 der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung so ausgerichtet, dass die Halbgeraden und die zweite Gerade G2 auseinanderlaufen, je weiter man sich von den Flächen der Schwinger 1, 3 entfernt. Bei dem anderen Paar mit den Schwingern 2, 4 der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Flächen F dagegen so ausgerichtet, dass die Halbgeraden und die zweite Gerade aufeinander zulaufen und sich schneiden. Die Schwinger 1, 3 des einen Paares sind dadurch um ca. 7° nach außen und die Schwinger 2, 4 des anderen Paares sind dadurch um ca. 7° nach innen geneigt.

[0020] Die ersten Geraden G1, die senkrecht auf den Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4 der dritten dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung stehen, sind dagegen windschief zu einander und schneiden sich in keinem Punkt. Zur Beschreibung der Ausrichtung der ebenfalls um 7° geneigten Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4 kann man sich ein gerades Prisma oder einen Quader vorstellen, dessen Grundfläche G durch das Quadrat beschrieben wird, in dessen Ecken die vier Schwinger angeordnet sind. Kanten dieses Prismas oder Quaders sollen dabei durch die Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4 verlaufen. Die Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4 sind so ausgerichtet, dass die ersten Geraden G1 in den Seitenflächen des Prismas oder Quaders liegen. Die Flächen sind ferner so ausgerichtet, dass die ersten Geraden G1, die senkrecht auf den Flächen F der Schwinger 1, 2, 3, 4 liegen die die Kanten des Prismas oder Quaders schneiden, die durch die Fläche F des in der Draufsicht auf die Vorrichtung im Uhrzeigersinn benachbarten Schwinger 1, 2, 3, 4 schneidet.

[0021] Man kann die Ausrichtung auch so beschreiben, dass die ersten Geraden G1 auf der Fläche eines Rotationshyperboloiden liegt, der entsteht, wenn man eine der ersten Geraden G1 um eine Achse A rotiert, die senkrecht auf der Mitte des Quadrates steht, das die Positionen der Schwinger 1, 2, 3, 4 beschreibt.

[0022] Die vierte erfindungsgemäße Vorrichtung weist sieben Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 auf, die in Kreisform angeordnet sind. Gleiche Punkte der Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 sind gleich weit vom Mittelpunkt eines Kreises K entfernt. Die Flächen dieser Schwinger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 sind so ausgerichtet, dass die ersten Geraden G1 der Schwinger Tangenten an einen Kreiszylinder Z bilden. Der Kreiszylinder Z hat eine Mittelachse, die durch den Mittelpunkt des Kreises K verläuft.

[0023] Die Mittelachse steht vorzugsweise senkrecht auf einer Ebene, in der sich der Kreis erstreckt.

[0024] Die Entfernung von Berührungspunkten aller Tangente von dem Kreis K ist bei der vierten erfindungsgemäßen Vorrichtung gleich.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Vernebelung einer Flüssigkeit mit einem Behälter (W) für die Aufnahme der zu vernebelnden Flüssigkeit und wenigstens drei Schwingern (1, 2, 3, 4) zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen, die in dem Behälter (W) angeordnet sind und die eine die Schwingungen auf die Flüssigkeit übertragende ebene Flächen (F) aufweisen, wobei die Flächen (F) nicht parallel zueinander sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwinger (1, 2, 3, 4) so ausgerichtet sind, dass die zu den Flächen (F) senkrechten ersten Geraden (G1) von allen Schwingern (1, 2, 3, 4)

- windschief zueinander sind.
oder

- in Ebenen liegen, die sich in einer zweiten Geraden (G2) schneiden, wobei zumindest an der Fläche (F) beginnende Teile der ersten Geraden (G1) erste Halbgeraden bilden und eine, mehrere oder alle der ersten Halbgeraden und die zweite Gerade (G2) auseinanderlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinger (1, 2, 3, 4) einander paarweise zugeordnet sind und die ersten Halbgeraden auf den Flächen (F) der Schwinger (1, 2, 3, 4) eines Paares (1 , 3; 2, 4) in einer Ebene liegen und sich die Ebenen in der zweiten Geraden (G2) schneiden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (F) jedes Schwingers (1 , 2, 3, 4) eines Paares (1 , 3; 2, 4) zu einer Parallelen zur zweiten Geraden (G2) durch die Fläche (F) um einen bestimmten, für die Schwinger (1, 2, 3, 4) eines Paares (1 , 3; 2, 4) gleichen Wert geneigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (F) jedes Schwingers (1 , 2, 3, 4) eines Paares (1 , 3; 2, 4) zur zweiten Geraden (G2) hin geneigt ist oder von der zweiten Geraden (G2) weg geneigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrecht auf den Flächen (F) der Schwinger (1, 2, 3, 4) stehenden ersten Geraden (G1) auf der Fläche (F) eines Rotationshyperboloiden liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (F) der Schwinger so geneigt sind, dass die ersten Geraden (G1) durch die Fläche (F) eines jeden Schwingers eine Vertikale durch die Fläche (F) eines benachbarten Schwingers (1, 2, 3, 4), insbesondere durch den Mittelpunkt der Fläche (F) eines benachbarten Schwingers (1, 2, 3, 4) schneidet, wobei die Vertikale in einer Benutzungslage der Vorrichtung bestimmt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinger (1, 2, 3, 4) auf einem Kreis (K) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinger (1, 2, 3, 4) so ausgerichtet sind, dass die zu den Flächen (F) senkrechten ersten Geraden (G1) von allen Schwingern (1, 2, 3, 4) Tangenten an einen vorzugsweise geraden Kreiszylinder (Z) bilden, der einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des Kreises (K), auf dem die Schwinger (1 , 2, 3, 4) angeordnet sind, und dessen Mittelachse durch einen Mittelpunkt dieses Kreises (M) geht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung aller Berührungspunkte der Tangenten von dem Kreis gleich ist.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.

1. Vorrichtung zur Vernebelung einer Flüssigkeit mit einem Behälter (W) für die Aufnahme der zu vernebelnden Flüssigkeit und wenigstens drei Schwingern (1, 2, 3, 4) zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen, die in dem Behälter (W) angeordnet sind und die eine die Schwingungen auf die Flüssigkeit übertragende ebene Flächen (F) aufweisen, wobei die Flächen (F) nicht parallel zueinander sind,
dadurch gekennzeichnet, dass

- die Schwinger (1, 2, 3, 4) so ausgerichtet sind, dass die zu den Flächen (F) senkrechten ersten Geraden (G1) von allen Schwingern (1, 2, 3, 4) windschief zueinander sind;

- dass die Flächen (F) der Schwinger (1, 2, 3, 4) stehenden ersten Geraden (G1) auf der Fläche eines Rotationshyperboloids liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen (F) der Schwinger so geneigt sind, dass die ersten Geraden (G1) durch die Fläche (F) eines jeden Schwingers eine Vertikale durch die Fläche (F) eines benachbarten Schwingers (1, 2, 3, 4), insbesondere durch den Mittelpunkt der Fläche (F) eines benachbarten Schwingers (1, 2, 3, 4) schneidet, wobei die Vertikale in einer Benutzungslage der Vorrichtung bestimmt wird.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinger (1, 2, 3, 4) auf einem Kreis (K) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinger (1, 2, 3, 4) so ausgerichtet sind, dass die zu den Flächen (F) senkrechten ersten Geraden (G1) von allen Schwingern (1, 2, 3, 4) Tangenten an einen vorzugsweise geraden Kreiszylinder (Z) bilden, der einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des Kreises (K), auf dem die Schwinger (1, 2, 3, 4) angeordnet sind, und dessen Mittelachse durch einen Mittelpunkt dieses Kreises (M) geht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung aller Berührungspunkte der Tangenten von dem Kreis gleich ist.

Zeichnung