DE2524862C3 - Schwingungserzeuger für einen Flüssigkeitszerstäuber - Google Patents

Schwingungserzeuger für einen Flüssigkeitszerstäuber

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Description

des Stromversorgungsteiles von dem Oszillatorteil, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch erheblich sicherer als die bekannte Vorrichtung ist. Das hat zur Folge, daß in dem Oszillatorteil wesentlich weniger Bauteile benötigt werden, und daß zum Betreiben der Oszillatorschaltung auch ein äußerst einfacher Stromversorgungsteil genügt, beispielsweise ein einfacher Brückengleichrichter mit nachgeschaltetem Siebkondensator. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß ein Stromversorgungsteil mit mehreren Oszillatorschaltungen verwendet werden kann, die in einzelnen Nebelerzeuguugsgeräten untergebracht sind. In einem solchen Fall arbeiten die Einzelgeräte unabhängig voneinander, d. h. wenn ein einzelnes Gerät durch seine Schutzeinrichtung abgeschaltet wird, können die anderen Geräte weiterlaufen. Diese Arbeitsweise ist bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich, da die Abschaltung im Stromversorgungsieil verwirklicht wird.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung liegt darin, daß auch mit geringem baulichem Aufwand nicht nur die Abschaltung, c-.e bei Fehlen nach dem Verbrauch der Flüssigkeit notwendig ist, sondern auch die Abschaltung berücksichtigt werden kann, die notwendig ist, wenn übermäßiger Strom fließt. Die entsprechende vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet. Auch diese Abschaltung hat keinen Einfluß auf den Stromversorgungsteil selbst, so daß auch bei dieser zusätzlichen Abschaltmöglichkeit die obengenannten Vorteile nicht verlorengehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der eifindungsgemäßen Vorrichtung ist in Anspruch 3 gekennzeichnet. Der danach vorgesehene Transformator hat die Wirkungeines Impedanzumsetzers, so daß piezoelektrische Schwingungselemente mit von dem Schwingungstransistor unterschiedlicher Impedanz eingesetzt werden können. Ferner wird bei der Verwendung des Transformators die Gleichspannung nicht aii das piezoelektrische Schwingungselement direkt angelegt, so daß die elektrolytische Korrosion des piezoelektrischen Elements vermieden wird.
Aus der FR-OS 2216030 ist ein MS-Zerstäuber bekannt, dessen Flüssigkeitsniveau durch Photozellen überwacht wird, die in Abhängigkeit von ihrem Beleuchtungszustand die Stronjversorgung für eine Nachfüllvorrichtung ein- oder ausschalten. Die jeweilige Photozelle in der Steuerschaltung liegt dabei im Basiskreis eines Transistors und kann dadurch die Basis des Transistors ruit Masse kurzschließen. In dieser bekannten Schaltung wird die Stromversorgung geschaltet und nicht eine der Stromversorgung nachgeschaltete Einrichtung.
Im ausgewiesenen Stand der Technik sind keine Hinweise auf die kennzeichnenden Merkmale des Anmeldungsgegenstandes zu finden. Vielmehr ist es nach dem Bekannten bisher üblich, zur Abschaltung des Gerätes an der Stromversorgung und nicht an den nachgeschalteten Schaltungseinheiten anzusetzen.
Ausführuingsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen schemalischen Schnitt durch einen Flüssigkeitszerstäuber, in dem der erfindungsgemäße Schwingungserzeuger eingebaut ist,
Fig. 2 und 3 Schaltungsdiagramme von zwei Ausführungsbeispielcn der Erfindung.
Fig. I zeigt eir.KJi schematischen Schnitt durch einen typischen Flüssigkeitszerstäuber, das heißt einen Zimmer-Luftbefeuchter, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet werden kann. Eine Flüssigkeit 1 (zum Beispiel Wasser im Fall eines Luftbefeuchters) ist in einem Behälter 2 enthalten. Eine Zerstäubereinheit 3 ist am BoH»n des Behälters 2 vorgesehen und weist einen Sch\. :riger, das heißt einen piezoelektrischen Schwinger oder Kristalloszillator, und eine Erregerschaltung für den Schwinger auf. Bei Erregung erzeugt der Schwinger der Zerstäubereinheit 3 Ultraschallschwingungen und an der Oberfläche der Flüssigkeit 1 in dem Behälter 2 eine Wassersäule 4. Dadurch werden feine Wasserteilchen 5 von der Wassersäule 4 erzeugt. Ein Gebläse 6 bläst eine Luftströmung ein, um die feinen Wasserteilchen 5 zu einem Führungskanal 7 zu transportieren und sie von der Austrittsöffnung 8 in den zu befeuchtenden Raum zu verteilen.
Für einige Anwendungsfälle kann es erwünscht sein, bei dem Schwingungserzeuger Sicherheitsmaßnahmen vorzusehen, insbesondere, daß die Schwipeune automatisch aufhört, weiwi die Flüssigkeit in dem Behälter 2 fehlt.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Schutzeinrichtung vorgesehen ist, die wirksam wird, wenn die Flüssigkeit aufgebraucht ist. DbS Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor-Emitterkreis des zweiten Transistors Q1 in Reihe mit wenigstens einem Teil des Vorspannungswiderstandes R zwischen der Stromquelle und der Basis des ersten Transistors Q1 angeschlossen ist, und daß ein Reedschalter S zwischen der Basis des zweiten Transistors Q2 und dem Bezugspotential E angeschlossen ist. Insbesondere sind die Widerstände R1 und A2 in Reihe geschaltet, und die zwei auf diese Weise miteinander verbundenen Widerstände sind zwischen der Stromquelle + ß und dem Bezugspotential E eingesetzt, während der Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände mit der Basis des zweiten Transistors Q1 verbunden ist. Der Kollektor des zweiten Transistors Q2 ist direkt mit der Stromquelle + B verbunden, während der Emitter des Transistors Q1 mit dem einen Ende des Widerstandes /?3 verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende des Widerstandes R3 ist mit dem Verbindungspunkt von einem Ende des Schwingers TD, der Basis des ersten Transistors Q1 und einem Ende der Kapazität C2 verbunden.
Der Reedschalter S arbeitet mit einem schwimmenden Magneten (nicht gezeigt) zusammen, der auf der Oberfläche der Flüssigkeit 1 in dem Behälter 2 des Zerstäubers (Fig. 1) schwimmt. Wenn die Menge der Flüssigkeit 1 durch Zerstäubung reduziert wird, wird das Niveau tier Flüssigkeitsoberfläche langsam abgesenkt, bis der schwimmende Magnet sich dem Reedschaltcr S nähert, der in der Nähe des Bodens des Behälters 2 vorgesehen ist. Weii/i der schwimmende Magnet aufgrund des Flüssigkeitsverbrauches sich in einen vorbstimmten Abstandsbereich von dem Reedschalic" hineinbewegt, wird der Reedschalter geschlossen. Folglich wird die Vorspannung des zweiten Transistors Q1 gleich null, und der Tansistor Q, wird abgeschaltet? Dann wird die Gleichstromvorspannung des ersten Transistors Q1 aufgehoben, und die Schwingung des Transistors Q1 hört auf.
Wenn die Flüssigkeit 1 in dem Behälter 2 verbraucht ist, wird daher bei der Schaltung von Fig. 2 die Schwingung automatisch gestoppt. Ohne den
zweiten Transistor Q1 in Verbindung mit dem Herdschalter S können die schließbaren, elektrischen Kontakte des Reedschalters .S" nicht ohne weiteres direkt in die Schaltung eingefügt werden.
Die Schaltung von Fig. 2 hat den weiteren Vorteil, daß die Menge der zerstäubten Flüssigkeit wirtschaftlich dadurch gesteuert werden kann, daß man die Intensität der Schwingung regelt. Bei der Schaltung von Fig. 2 kann der Widerstand R1 varibel gemacht werden, um die Menge der zerstäubten Flüssigkeit zu steuern, und der Leistungsverlust in dem Widerstand R2 ist klein. Unter bestimmten Bedingungen ist der Verlust in dem Vorspannungswiderstand R etwa 25 W, während der Verlust in dem Widerstand R, nur 0.1 W beträgt.
Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines anderen Ausführungsbeispieles des Schwingungserzeugers nach der Erfindung. Im Vergleich zu der Schaltung von Fic 2 ist diese Schaltung dadurch gekennzeichnet, daß ein steuerbarer Siliciumgleichrichter .S(Vi mit seiner Anode A an der Basis des zweiten Transistors (^2 und mit seiner Kathode fan dem Bezugspotential /-.'angeschlossen ist. Fine Spannung proportional zu dem Eingangsstrom der Oszillatorschaltung wird über einen Widerstand Ri an die Galcelektrodc des Gleichrichters SCR angelegt. Bei dieser Schaltung wird, solange der Schwingungserreger normal arbeitet, der Gleichrichter SCR im ausgeschalteten Zustand gehalten. Wenn jedoch ein zu großer Strom durch die Oszillatorschaltung fließt, wird der Spannungsabfall über dem Widerstand RA groß, und die Spannung an der Gateelektrode (1 wird groß genug.
um den Gleichrichter SCR einzuschalten. Daraufhin wird die Basisspannung des zweiten Transistors Q1 gleich dem Bezugspotential, so daß der zweite Transistor Q1 abgeschaltet wird, und die von dem ersten Transistor Q1 erzeugte Schwingung aufhört. Solch ein übermäßiger Strom durch die Oszillatorschaltung wird beispielsweise dann erzeugt, wenn der Schwinger TU von der Schaltung abgetrennt wird. Wenn solch ein Zustand aufrechterhalten wird, schwingt die Schaltiing nicht, und die Vorspannung des ersten Transistors Qx wird sehr hoch, und der Kollektorstrom des Transistors Q1 wird übermäßig groß, so daß der Transistor Q1 beschädigt werden kann. Hs besteht die Gefahr, daß solch ein Versagen dann auftritt, wenn der Schwinger TD mit der Oszillatorschaltung durch Kabel mit Verbindern verbunden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 können die Nachteile eine? solchen Versagens vollständig eliminiert weiden.
Fs ist zu beachten, daß das Ausführungsbeispiel vor I·'ig. 3 auch den Keedschalter Λ aufweist, der im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebe!' wurde, so daß dieses Ausführungsbeispiel sowohl eint Schutzeinrichtung aufweist, die bei fehlender odci verbrauchter Flüssigkeit wirksam wird, als auch eine Schutzeinrichtung, die bei einem Überstrom wirksair wird. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 win die Schwingung automatisch abgeschaltet, wenn dii Zerstäubungsflüssigkeit verbraucht ist und/oder wem ein Überstrom durch die Oszillatorschaltung fließt Dadurch wird der Schwingungserreger gegen Beschä digungen aufgrund des Wegfalls der l-ast und/odei aufgrund von Fehlern geschützt.
llier/u 2 Blatt /eichnuiiiien

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Nebelerzeugungsvorrichtung mit einem Schwingungserzeuger für einen Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber mit
(a) einem im Flüssigkeitsbehälter des Flüssigkeitszerstäubers angeordneten, piezoelektrischen Schwinger, mit
(b) einer selbsterregenden, zwischen dem Potential einer Stromquelle und einem Bezugspotential angeschlossenen Oszillatorschaltung, die
(bl) den Schwinger als Bestandteil enthält,
(b2) auf eine Frequenz, bei der der Schwinge! eine induktive Impedenz hat, eingestellt ist und
(b3) einen Schwingungstransistor und einen Basis-Vorwiderstand aufweist, der zwischen der Basis des Transistors und dem Potential der Stromquelle angeschlossen ist, und mit
(c) einer den Schwinger abschaltenden Schutzeinrichtung, die einen schwimmenden Magneten, der auf der Oberfläche der Flüssigkeit (1) schwimmt und einen Reedschalter aufweist, der an dem Boden des Flüssigkeitsbehälters angeordnet und durch den schwimmenden Magneten betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung
(el) c.nen Schalttransistor (Q2)- dessen KoI-lektor-EmUter-St^cke in Reihe mit mindestens einem Teil (R3) des Basis-Vorwiderstandes (/?,, F3) geschaltet ist und dessen Emitter mit der Basis des Schwingungstransistors (Q1) der Oszillatorschaltung verbunden ist, und
(c2) eine Schalteinrichtung aufweist, die zwischen der Basis des Schalttransistors (Q2) und dem Bezugspotential angeschlossen ist, um die Oszillatorschaltung durch Erdung der Basis des Schwingungstransistors (Q1) durch den Schalttransistor (Q2) abzuschalten, und die
(c2.1) den Reedschalter (S) umfaßt, der zwischen der Basis des Schalttransistors (Q2) und dem Bezugspotential (E) angeschlossen ist.
2. Nebelerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen steuerbaren Siliziumgleichrichter (SCR), dessen Anoden-Kathoden-Kreis zwischen der Basis des Schalttransistors (Q2) und dem Bezugspotential angeschlossen ist, und eine Einrichtung (D, R) aufweist, die eine Spannung proportional zu dem Laststrom der selbsterregenden Oszillatorschaltungerzeugt und mit der Gateelektrode (G) des Gleichrichters (SCR) eingeschaltet wird, wenn der Laststrom eine vorbestiinmte Grenze übersteigt, verbunden ist.
3. Nehclcrzeugungsvorrichtung nach Anspruch I oder 2, ferner gekennzeichnet durch einen Transformator (T), der zwischen dem piezoelektrischen Schwinger (TD) und der Oszillatorschaltung angeschlossen ist.
Die Erfindung betrifft eine Nebelerzeugungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine derartige Ultraschall-Nebelerzeugungsvorrichtung ist aus der DE-OS 1931756 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung zerfällt die Schaltung in einen Stromversorgungsteil und eine Oszillatorschaltung. Wenn der Flüssigkeitsstand in dem Flüssigkeitsbehälter einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird durch den schwimmenden Magneten ein Reedschalter geschlossen, der in dem Stromversorgungsteil enthalten ist. Bei der Betätigung des Reedschalters wird über den Transistor die Verbindung zwischen dem Stromversorgungsteil und dem Oszillatorteil in der Weise unterbrochen, daß am Ausgang des Stromversorgungsteils kein Nutzsignal mehr vorhanden ist. Es ist ersichtlich, daß der Schalter, der diese Unterbrechung durchführt, unter schwierigen Umschaltbedingungen wirksam sein muß, da der gesamte Stromversorgungsteil geschaltet werden muß. Da der Stromversorgungsteil darüber hinaus relativ kompliziert mit einer Spannungsstabiiisierung ausgebildet ist, kann der Stromversorgungsteü nur mit einer relativ komplizierten Schaltung abgeschaltet werden. Die Abschaltung durch den Reedschalter erfolgt durch Eingriff in die Spannungsstabilisierung, was die Auslegung der bekannten Schaltung und deren Arbeitsweise kompliziert macht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vonichtung liegt noch darin, daß die gesamte Schaltung, bestehend aus Stromversorgungsteil und Oszillatorschaltung, nur für ein einzelnes Nebelerzeugungsgerät benutzt werden kann. Eine Nebelerzeugungsvorrichtung kann jedoch auch aus mehreren solchen Geräten bestehen, bei denen der Schwingungszustand des Oszillators unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden muß. Wenn in einem solchen Fall die Stromversorgung abgeschaltet wird, werden sämtliche daran angeschlossenen Einzelgeräte ebenfalls abgeschaltet.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Nebelerzeugurvgsvorrichtung zu schaffen, deren elektrische Schaltung gegenüber dem Bekannten vereinfacht, leicht einzustellen und zu warten ist, und die eine Schutzeinrichtung zur Unterbrechung der Schwingungen ohne Abschaltung der Stromversorgung (1) aufweist, und die es auf einfache Weise ermöglicht, eine weitere Einrichtung vorzusehen, die die Schwingungen bei einem zu großen Laststrom unterbrechen kann.
Diese Aufgabe wird durch die in dem Hauptanspruch gekennzeichnete Nebelerzeugungsvorrichtung gelöst. Durch die spezielle Ausgestaltung des Oszillatorschaltungsteiles bei der erfindungsgemäßen Voirichtung werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Durch die Schutzeinrichtung wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Basis-Vorwiderstand des Transistors, der für die Erzeugung der Schwingungen verantwortlich ist, so weit geändert, daß bei Leitfähigkeit der Schutzeinrichtung die Schwingung sicher abreißt. Die Schutzeinrichtung ist daher zusammen mit dem Transistor weniger harten Betriebsbedingungen unterworfen als bei der bekannten Vorrichtung. Daher wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein größeres Maß an Sicherheit erreicht, insbesondere auch wenn ein Reedschalter in der Regel nicht in der Lage ist, einen großen Strom zu schalten. Die Unterbrechung der Schwingung in der Oszillatorschaltung ist elektrisch erheblich einfacher auszuführen als die Unterbrechung der Schwingung durch Abschaltung
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