[其他]气泡和超声波同步发生装置

说明书

本实用新型涉及一种气泡和超声波同步发生装置，特别是一种用喷射流体直接同步产生气泡和超声波的装置，该装置包括导流管和涡流室。

生成超声波的现有技术有压电方式，磁致伸缩方式，电动方式和机械方式等，使用这些技术的超声波发生器都有复杂的结构。有一种公知的涡流方式的声波发生器，如用口吹的哨子，含有导流管和与之相切具有圆形截面的涡流室，用于发出可听到的声音。

在液体中产生小气泡的现有技术，通常是用气泵向液体中送气，中间用机械分割的方法得到较小直径的气泡。

在需要气泡和超声波同步发出的场合，如在洗衣机等洗涤机械中，现有技术的措施是把上述之一的超声波发生器和上述气泡发生器组合装。换句话讲，使用超声波发生器和气泡发生器两种系统，由它们的协同动作才同时生成超声波和气泡。

本实用新型的任务是提供一种装置，只使用一个系统，结构很简单，能同步产生小气泡和超声波。

本实用新型的任务是以如下方式完成的：气液混合流体经导流管切向流入位于导流管两侧相对布置的具有圆形截面的涡流室，其截面半径相等，截面半径与导流管在该处的管壁间隙之比是0.3－10。

涡流室具有圆形截面，当流体经导流管切向进入涡流室时会生成定常变化的旋涡，即旋涡以一定频率生成和消灭，因而在流体中形成脉动压力场，脉动频率达到二万赫兹以上就成为超声波。每个涡流室是一个独立的振源。两个振源产生的超声波在导流管中互相叠加。如果两个超声波符合相干条件，则叠加后输出的超声波具有振幅大和方向性强的特点。所以两个涡流室的半径最好是相等，以便产生相干波。涡流室的截面半径与导流管在该处的管壁间隙之比须控制在0.3－10的范围之内。该比值大于10，则产生频率过低成为可闻噪音；该比值小于0.3，则产生频率过高，不适于应用。

流体进入导流管的流速与生成超声波的频率和功率成正比。适用的流速最好是6.8－100米／秒。低于下限，产生声频过低，而且输出功率很小；高于上限，产生声频过高。

对不同的具体结构，两个涡流室允许前后相错，其前置量须控制在涡流室半径的范围之内。

进入本装置的气液混合流体的气体通常是大片气泡的状态，流径涡流室时，由于压力的突变和超声波的空化作用，片状大气泡被撕裂，粉碎成极小的气泡，近于雾状。这些气泡不单体积小，而且以超声波的频率振动。

本实用新型只由导流管和涡流室组成，没有运动部件及其他附件，所以结构特别简单。与现有技术相比有以下优点：

1、易加工，成本低；

2、工作可靠，不易损坏；

3、能生成以超声波频率振动的雾状气泡；

4、只使用一个系统就可以实现气泡和超声波的同步发生；

5、气泡的喷射方向与超声波的辐射方向一致。

在洗涤器械，特别是洗衣机中使用本实用新型的装置，具有意想不到的良好效果。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。

图1：气泡和超声波同步发生装置的结构示意图，导流管可为矩形截面。

图2：有环形截面导流管的实施例的结构示意图。

图3：有伞形导流管的实施例的结构示意图。

图1所示装置包括一个矩形截面的导流管（2），在相对的管壁上各有一条与管道正交的槽作为涡流室（1和3）。涡流室的截面为圆形，且与导流管相切。两涡流室的半径相等，相对布置，半径与导流管在该处的管壁间隙之比是0.3－10。

图2所示装置采用环形截面的导流管，目的是提高装置发出的功率。装置的主体包括共轴的环状外壳（8）和芯体（7），两者的间隙形成环形截面的导流管（5）。在管壁上相对的位置有与主体同轴的两条环形槽作为涡流室（4和6）。涡流室的截面为圆形，且与导流管相切。

图3：本实用新型的进一步改进，目的是提高装置的输出功率，让超声波和气泡有一个较大的辐射范围。它是图2所示实施例的特例。环形外壳（9）围成截头锥形的内腔，芯体（10）是顶角为68～85度的圆锥体。外壳和芯体之间的间隙形成伞形导流管（13），流体从锥顶一端进入，经伞形导流管喷出，出口截面积大于入口截面积，这是一个扩压管。

一个具体的实施例：涡流室（11和12）设在伞形导流管（13）的中段。为了进入流体的稳定流态，要求圆锥形芯体（10）的高不小于12mm，圆锥形芯体（10）和环形外壳（9）的间距保持在1－10mm。此外涡流室截面圆心到导流管管壁的距离应为0.2－0.8倍圆半径。

本实用新型的装置与一个液流抽气机的出口相连接。图示一种最简单的液流抽气机。具有一定压力的液体由喷管（15）喷出，经过间隙（17）到引管（14）。间隙（17）与气腔（16）连通。为了保证空气吸入量和一定的气液混合比，喷管（15）和引管（14）的截面积之比应保持在0.56－0.79，间隙（17）则控制在0.1－2毫米。