CN112144612A

CN112144612A - 喷射调节器

Info

Publication number: CN112144612A
Application number: CN202010596786.3A
Authority: CN
Inventors: M·克尔; R·伯杰; A·鲁埃格
Original assignee: KWC AG
Current assignee: Kwc Group Co ltd; KWC Group AG
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2040-06-28
Also published as: US11851860B2; US20200407955A1; EP3757301A1; EP3757301C0; EP3757301B1; CN112144612B; DE102019117381A1; AU2020203789A1

Abstract

提供一种喷射调节器，用在用于分配沸水的配件中，所述喷射调节器具有大致呈圆柱形的壳体，该圆柱形壳体具有入口和出口；喷射调节器具有旋流生成部，布置在所述入口的区域中，并具有大致螺旋地延伸的导流件，导流件用于旋转地加速流过的水流；膨胀区，设置在所述旋流生成部之后，在膨胀区中，被旋转地加速的水流能够在离心力的作用下在壳体内壁的区域流动；以及引导部，在引导部中，水流的旋转运动被减速，并且所述水流被沿纵向方向引导。

Description

喷射调节器

技术领域

本发明涉及一种用于配件的喷射调节器。

背景技术

喷射调节器连接在水龙头的出水口，并用于形成水射流。因此，它对产生的水射流的可感知特性是明确负责的，并且尤其是旨在防止水射流产生时的喷射。

市场上已知的配件还包括除分配普通混合水(冷/热水)外也可以分配沸水的配件。为此，沸腾的热水在压力下存储在热水器中，并且可以通过配件分配。从配件的出水口涌出时，沸腾的热水膨胀，以使得水以冒泡的热水形式理想地涌出。然而，由于沸腾的热水松弛而产生的气体(蒸汽)具有使水射流涌出不均匀且大量喷射的效果。常规的喷射调节器无法避免这种情况。为了防止沸腾的热水在涌出时的喷射，必须降低水温，然而这在用于提供沸腾的热水的配件中是不可取的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种适于分配沸水的喷射调节器。

该目标是通过方案一的特征实现的。在从属权利要求中可以找到有利的构造。

根据本发明提供的一种喷射调节器，用在用于分配沸水的配件中，所述喷射调节器具有大致呈圆柱形的壳体，该圆柱形壳体具有入口和出口；所述喷射调节器具有：旋流生成部，布置在所述入口的区域中，并具有大致螺旋地延伸的导流件，用于旋转地加速流过的水流；膨胀区，设置在所述旋流生成部之后，在所述膨胀区中，被旋转地加速的水流能够在离心力的作用下在所述壳体内壁的区域流动；以及引导部，在所述引导部中，所述水流的所述旋转运动被减速，并且所述水流被沿纵向方向引导。

当被旋转加速的水射流从所述旋流生成部涌出时，就会发生松弛(压降)，并产生水蒸发–气态蒸汽。由于离心力的作用，所述流体在随后的膨胀区中保持靠近所述壳体内壁，并且将涌出的气体向内推动。由于该气旋效应，因此存在流体/气体分离，并且气相可以经由内部区域单独地排出或涌出。由于流体/气体的分离，水射流的涌出的速度可以大大降低。在喷射调节器的末端区域中不再出现气泡，从而使水射流的喷射少得多。

申请人的测试还导致令人惊讶的发现，即根据本发明的喷射调节器也非常适合于分配富含二氧化碳的水(“苏打水”)。当分配这种含二氧化碳的水时，在膨胀期间同样会从水中涌出以CO₂形式出现的气体。然而，这里与沸水情况下的流体/气体分离相比，存在相反的要求，即保持尽可能低的CO₂逸出量，以使得更多溶解在水中的CO₂到达用户的饮用容器中。在此已经发现，根据申请人进行的测试，对于溶解在水中的CO₂而言，在旋流生成部中的压降以非常平缓的方式进行，使得苏打水中的CO₂含量可以增加约30％。

也被证明特别有利的是，根据本发明的喷射调节器可以以特别紧凑的方式构造。对于在约105℃下的至少2.5L/min至3L/min的流量，根据本发明的喷射调节器可以设计成具有仅在11mm与13mm之间的外径。特别是可以将喷射调节器用作多功能配件的同心布置中的内部喷射调节器，其中，用于自来水或混合水的另外的独立配水口可以布置在所述内部喷射调节器周围的外环中。

在本发明的一种改进中，所述喷射调节器具有层流喷射调节器部分，布置在所述出口的区域中，所述层流喷射调节器部分构造为以层流喷射的形式分配所述水流。对于常规配件，这种层流喷射调节器在这里可以与上述气旋设计结合使用是众所周知的。这种层流喷射调节器部分例如可以由彼此相邻布置并沿轴向延伸的多个流体通道形成。所述层流水射流在没有明显压力的情况下通过所述出口侧部分流出，以使得没有所述水的喷射。层流喷射调节器的其它设计，例如格子或网状排列、多孔板排列或类似的设计，同样可以考虑用于层流喷射调节器部分。

在一种优选的实施例中，所述引导部具有多个纵向肋，所述纵向肋布置在所述壳体的内壁上并且优选在其径向范围内沿流动方向加宽。这些纵向肋导致所述水流的所述旋转运动的逐渐减速，并且所述水流顺着所述肋条的走向沿轴向被引导，优选地一直延伸到所述层流喷射调节器部分。

优选地，所述膨胀区为自由区的形式，在膨胀区中，被旋转加速的水流能够在离心力的作用下沿着所述壳体内壁流动。当然，上述肋也可以在所述径向范围进一步变窄的情况下从随后的引导部延伸出并到达所述膨胀区中。在这种情况下，尽管所述水流可能不会完全沿着所述壳体的内壁流动，但在所述膨胀区的外围区域已经略微减速了，这是所述喷射调节器的功能，尤其是所述膨胀区的功能，在所述膨胀区中气旋流能够形成，且一直会存在。

在本发明的另一个改进中，排气管在所述喷射调节器的所述自由区中敞开。通过所述管道，可以有针对性地排出在加压的沸水膨胀时出现的气体/蒸汽。所述排气管在这种情况下例如可以在轴向上居中地穿过所述喷射调节器并延伸到所述出口，从而使得所产生的蒸汽在所述喷射调节器的出口区域的中心线上涌出，而所述水射流在所述出口的外环区域流出。

替代地，所述排气管也可以横向地穿过所述膨胀区并延伸到所述壳体内壁，并且从所述壳体内壁沿轴向延伸至所述出口的方向。在这种情况下，所述蒸汽被分配在所述喷射调节器的外围区域中。

在另一个实施例中，可以在所述自由区上方的区域中设置一个或多个排气通道，所述排气通道在所述壳体内壁的方向上径向延伸并从那里沿所述壳体的内壁或在所述壳体的内壁中通向所述出口。

因此，在该实施例中，产生的蒸汽首先被与所述水射流的流动方向相反地向上引导(带有或不带有轴向排气管)，并从那里在所述喷射调节器的周围被引导至其出口。

在一种优选的构造中，旋流生成部可以通过至少一个大致螺旋地延伸的流动通道形成。在流过所述螺旋流动通道时，所述水流被旋转地加速。从所述旋流生成部涌出后，发生膨胀。由于在所述水流中以螺旋形式产生的所述旋流，在所述喷射调节器的所述内壁的区域中产生了气旋流，而所产生的气体被向内推动。

在替代实施例中，所述旋流生成部也可以由多个螺旋地延伸的导向叶片形成。导向叶片可以以类似的方式产生所述水射流的气旋流。

根据本发明，上述喷射调节器用于分配沸水和/或含CO₂的水的配件。特别是，所述喷射调节器可用于具有不同水(所谓的功能水)分配功能的配件。通过这样的配件，可以以电子控制的方式选择性地分配例如普通的混合水、沸水、富含CO₂的水或经过滤的冷却水，还有可选地富含有加味剂的水。

此外，本发明涉及一种用于分配沸水和/或含CO₂的水的配件，该配件具有流出部和布置在该流出部的接口，其中根据本发明的类型的喷射调节器插入到所述接口中。

在优选的实施例中，所述配件可以构造成用于选择性地分配沸水和混合水，其中，所述流出部具有用于所述沸水的内部流动通路和围绕所述内部流动通路同心地延伸的外部流动通路，并且其中所述接口容纳根据本发明的类型的喷射调节器作为第一内部喷射调节器，使得所述喷射调节器以相对于所述外部流动通路密封的流体传导方式连接到所述内部流动通路。结果，沸水可以通过根据本发明的喷射调节器从所述内部流动通路流出，而混合水经由所述外部流动通路被引导并在围绕所述内部喷射调节器的环形区域中涌出。为此目的，特别地，所述接口具有同心地围绕所述内部的第一喷射调节器的外部的第二喷射调节器，所述外部的第二喷射调节器环形地围绕所述第一喷射调节器布置并且以相对于所述内部流动通路密封的流体传导的方式连接至所述外部流动通路。

在此特别有利的是，所述内部的第一喷射调节器向下突出超过所述外部的第二喷射调节器，例如具有2mm至6mm的突出部。该设计措施确保没有沸水从所述内部流动通路进入所述外部流动通路并可以保留在那里。因此，如果不久之前汲取了沸水，用户在分配普通混合水时不会有烫伤的危险。

可替代地，用于自来水和沸水的流动通路也可以横向地彼此并排布置。这导致具有两个平行的流动通路的双重流出部。

附图说明

通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他优点和特性将变得显而易见，其中：

图1示出了第一示例性实施例中的喷射调节器的等轴侧图；

图2示出了通过图1中的喷射调节器的轴向截面图；

图3示出了第二示例性实施例中的喷射调节器的剖视图；

图4以不同的视角示出了图3中的喷射调节器的剖视图；

图5示出了第三示例性实施例中的喷射调节器的等轴侧图；

图6示出了图5中的喷射调节器的剖视图；

图7示出了第四示例性实施例中的喷射调节器的等轴侧图；

图8示出了图7中的喷射调节器的剖视图；

图9示出了带有用于沸水的集成喷射调节器的多功能配件的侧视图；以及

图10示出了图9中的多功能配件的接口的剖视图。

具体实施方式

图1中所示的喷射调节器1包括具有入口3和出口4的圆柱形壳体2。套环5位于入口3的区域中，其用于安装喷射调节器1。在出口4的区域中，可以看到以格子状排列的形式的层流喷射调节器部分10。

在图2的剖视图中更详细地示出了喷射调节器1的内部结构。旋流生成部7位于套环5的区域中，其具有总共四个螺旋地延伸的流动通道7a，7b，7c，7d，该四个螺旋通道以多头螺旋的形式布置，每个流动通道沿着圆柱形喷射调节器壳体2的内壁延伸180°，即半个螺纹圈。否则，旋流生成部7的区域中的入口被关闭，水流必须流过四个流动通道7a至7d，并且在此过程中旋转加速。在螺旋地延伸的流动通道7a，7b，7c，7d的出口处，自由区8位于圆柱形壳体2内。在该自由区8中，加压的液体流发生膨胀。同时，水流在离心力的作用下沿着圆柱形壳体2的内壁流动。气旋流形成，以使得膨胀时产生的蒸汽被向内推入自由区8的中心。

自由区8在轴向方向上由引导部9邻接，在引导部9中水流的旋转运动减速，并且水流沿纵向方向被引导。引导部9的特征在于，多个纵向肋9a布置在壳体内壁上，纵向肋9a沿径向方向延伸，并且在径向方向上测量的宽度沿朝向出口4的轴向方向增大。因此，纵向肋9a代表了用于水流的旋转运动的障碍物，该障碍物沿轴向方向上增加，致使水流减速并在纵向方向上被引导。

纵向肋9a终止于环形连接件9b，该环形连接件9b敞开并围绕内部区域。该内部区域用于在自由区8中形成的水汽并向内推动水汽使其能够在出口4的方向上向下逸出。由引导部9在纵向方向上引导的水流流过在环形连接件9b和壳体内壁之间的环形空间。

引导部与层流喷射调节器部分10邻接，该层流喷射调节器部分10具有沿轴向延伸的多个流道10a，这些流道通过以射线状和圆形方式延伸的分隔件10b彼此间隔开。水流流过径向设置的外部流道10a，而加压的水汽/蒸汽主要通过中央延伸的流道10c排出。

由于在自由区8中的膨胀，热水迅速冷却至100℃以下并达到环境压力，这是由于随后的矫直器和层流喷射调节器部分8、10仅带来最小的压降。结果是，在自由区8的下游，只有很少的气泡出现在流体(水)中。因此，流体不再被额外地加速和/或不再是湍流，而以平缓的层流射流涌出。

图3和图4示出了喷射调节器的第二示例性实施例。在该示例性实施例中，相同的且作用相同的元件由相同的附图标记表示。

如在第一示例性实施例中一样，喷射调节器1还具有旋流生成部7以及与旋流生成部7邻接的自由区8，该旋流生成部7具有多个螺旋地延伸的流动通道7a至7d，加压液体在该自由区中膨胀。自由区8与具有纵向肋9a的引导部9和具有沿轴向延伸的流道10a的层流喷射调节器部分10邻接。相比于第一示例性实施例，另外设置有排气管11，该排气管在自由区8中敞开。通过在轴向方向上在中心延伸至出口4的排气管11，在自由区逸出的气体/蒸汽可以有控制地排出。

分离出的气体可以通过排气管更快地排放，使得水蒸发后大量增加的体积可以非常有效地排放，而不会使流体加速。这减少了可能会与加压气体一起排出的水的喷射。

图5和图6示出了第三示例性实施例，其中，相比于第二示例性实施例，在自由区8中敞开的排气管分支成三个分管11a，11b，11c，这些分管横向地延伸穿过自由区8直到壳体内壁，然后沿轴向从壳体内壁延伸直到出口4。这样，加压气体不是从喷射调节器的出口4中心喷出，而是经由布置在喷射调节器的外围区域中的三个独立的气体出口喷出。

最后，图7和图8示出了第四示例性实施例。这与上面所示的示例性实施例的不同之处在于，不是在旋流生成部的区域中心设置排气管，而是存在向上引导的排气口12，该排气口通过四个通道12a至12d与四个侧壁通道13a至13d连接，四个通道12a至12d在旋流生成部上方以星形延伸。气体在此向上地、横向地并随后通过壁通道13a至13d在出口4的方向上进行排出。此外，另外的圆柱形壳体2代替套环5，该圆柱形壳体2呈阶梯状，其具有上部区域2a，上部区域2a具有增大的直径，该直径在阶梯2b处变窄。在这种情况下，阶梯状的形状代替了前述的示例性实施例中的用于安装喷射调节器1的套环5。

多功能配件的示例性实施例在图9中再现。其中所示的配件20具有带有集成混合阀的配件主体21，该集成混合阀通过侧向安装在配件主体21上的操作杆22以单杆混合器的方式致动，以便分配冷水、热水或混合水。在配件壳体21的相对侧上的是另一操作元件23，该另一操作元件为电动旋转拨动开关的形式。通过操作元件23，可以控制配件20的其他功能，例如从连接到配件的独立的热水器分配沸水，分配冷却的和/或富含CO₂的水，或者分配过滤后的饮用水。

配件本体21由流出部24向上地邻接，该流出部24以弓形的方式延伸到接口25。经由流出部24，混合水和“功能水”被分配，“功能水”例如为沸水或富含CO₂的水。为此目的，流出部具有两个同轴布置的流动通路26、27，具体地，如图10所示，流出部具有用于“功能水”的内部流动通路26和用于正常使用的水或混合水的外部流动通路27。在这种情况下，内部流动通路26由在流出部24的内部延伸的内部管道或软管28形成。

两个喷射调节器1、29同心地插入到接口25中。内部喷射调节器1以流体传导的方式连接到第一流动通路26或内管28。在这种情况下，内管28和喷射调节器1之间的连接30可以通过例如螺纹连接或压接连接来实现。在图10中，仅示意性地示出了内部喷射调节器1，但是在上述设计中，该内部喷射调节器设有旋流生成部7，膨胀区8和引导部9。

以环形方式围绕内部喷射调节器1布置的外部喷射调节器29以流体传导的方式连接到外部流动通路27，并且因此当通过单杆混合器22使用水或分配混合水时流经该外部喷射调节器29。内部和外部流动通路26、27之间没有流体连接。此外，内部喷射调节器1向下突出超过接口25几毫米。这防止从内部流动通路26经过的沸水进入外部流动通路27并能够留在那里。因此，当使用者例如在汲取沸水之后希望用混合水洗手时，没有烫伤的风险。

Claims

1.一种喷射调节器，用在用于分配沸水和/或含CO₂的水的配件中，所述喷射调节器具有大致呈圆柱形的壳体(2)，所述壳体(2)具有入口(3)和出口(4)，

其特征在于，所述喷射调节器具有：

旋流生成部(7)，布置在所述入口(3)的区域中，并具有大致螺旋地延伸的导流件(7a-7d)，所述导流件(7a-7d)用于旋转地加速流过的水流；

膨胀区(8)，设置在所述旋流生成部(7)之后，在所述膨胀区(8)中，被旋转地加速的水流能够在离心力的作用下在壳体内壁的区域流动；以及

引导部(9)，在所述引导部(9)中，水流的旋转运动被减速，并且水流被沿纵向方向引导。

2.根据权利要求1所述的喷射调节器，其中所述引导部具有多个纵向肋，所述纵向肋布置在所述壳体的内壁上并且优选沿流动方向在所述壳体的径向范围内加宽。

3.根据权利要求1或2所述的喷射调节器，其中所述喷射调节器具有层流喷射调节器部分(10)，所述层流喷射调节器部分(10)布置在所述出口(4)的区域中，并布置在所述引导部(9)的下游，所述层流喷射调节器部分(10)构造为以层流喷射的形式分配水流。

4.根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器，其中设置有在自由的膨胀区中敞开的排气管(11)。

5.根据权利要求4所述的喷射调节器，其中所述排气管(11)沿轴向居中地穿过所述喷射调节器并延伸至所述出口(4)。

6.根据权利要求4所述的喷射调节器，其中所述排气管(11)横向地穿过所述膨胀区并延伸至所述壳体内壁，并且从所述壳体内壁沿轴向延伸至所述出口(4)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器，其中在自由的膨胀区(8)上方的区域中设置有一个或多个排气通道(12a-12d)，所述排气通道(12a-12d)在所述壳体内壁的方向上径向延伸并沿所述壳体内壁或在所述壳体内壁中从所述壳体内壁延伸至所述出口(4)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器，其中所述旋流生成部(7)具有至少一个大致螺旋地延伸的流动通道(7a-7d)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器，其中所述旋流生成部(7)具有多个螺旋地延伸的导向叶片。

10.一种根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器的用途，所述喷射调节器用在用于分配沸水和/或含CO₂的水的配件中。

11.一种用于分配沸水和/或含CO₂的水的配件，所述配件具有流出部(24)和布置在所述流出部(24)的接口(25)，其中，根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器(1)插入到所述接口(25)中。

12.一种用于选择性地分配沸水和混合水的配件，所述配件具有流出部(24)和布置在所述流出部(24)的接口(25)，其中，根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器(1)插入到所述接口(25)中，其中所述流出部(24)具有用于沸水的第一流动通路(26)和用于混合水的第二流动通路(27)，并且其中所述接口(25)容纳有至少一个第一喷射调节器(1)，使得所述喷射调节器以流体传导的方式连接到所述第一流动通路(26)，所述第一喷射调节器(1)配置为根据前述权利要求中任一项所述的喷射调节器。

13.根据权利要求12所述的配件，其中所述第一流动通路(26)呈内部流动通路的形式，所述第二流动通路(27)呈外部流动通路的形式，所述外部流动通路围绕所述内部流动通路同心延伸，其中所述第一喷射调节器(1)呈内部喷射调节器的形式，所述第一喷射调节器(1)容纳在所述接口(25)中，使得所述喷射调节器以相对于所述外部流动通路(27)密封的流体传导的方式连接到所述内部流动通路(26)。

14.根据权利要求13所述的配件，其中所述接口具有同心地围绕内部的第一喷射调节器(1)的外部的第二喷射调节器(29)，所述第二喷射调节器(29)环形地围绕所述第一喷射调节器(1)布置，并且以相对于所述内部流动通路(26)密封的流体传导的方式连接至所述外部流动通路(27)。

15.根据权利要求13所述的配件，其中内部的第一喷射调节器(1)向下突出超过外部的第二喷射调节器(29)。