DE102014218244A1

DE102014218244A1 - The flow-through Flüssigkeitsaufbereiter

Info

Publication number: DE102014218244A1
Application number: DE102014218244.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Durchström-Flüssigkeitsaufbereiter (10), welcher sich längs einer virtuellen Strömungsachse (S) als einer Längsmittelachse des Flüssigkeitsaufbereiters erstreckt und welcher aufweist: – einen Einströmabschnitt (12), der zur Einleitung von Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufbereiter an eine sich längs einer Leitungsachse (bei S) erstreckende Flüssigkeitsleitung angeschlossen oder anschließbar ist, wobei der Einströmabschnitt (12) eine Eintrittsöffnung (24) hat, durch welche hindurch Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufbereiter (10) einleitbar ist, – einen bezogen auf die Strömungsachse (S) axial an den Einströmabschnitt (12) anschließenden, durchströmbaren Wendelabschnitt (14), dessen durchströmbarer Raum (28) sich wendelförmig längs der Strömungsachse (S) erstreckt und – eine axial auf den Wendelabschnitt (14) folgende Austrittsöffnung (48), aus welcher den Flüssigkeitsaufbereiter durchströmende Flüssigkeit im freien Strahl austritt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Einströmabschnitt (12) dazu ausgebildet ist, mit zur Leitungsachse koaxialer Strömungsachse (S) an die Flüssigkeitsleitung angeschlossen oder anschließbar zu sein, sowie dadurch, dass sich der von Flüssigkeit durchströmbare Querschnitt (32a, 34a, 36a) des wendelförmigen durchströmbaren Raums (28) des Wendelabschnitts (14) längs der Strömungsachse (S) in Richtung von der Eintrittsöffnung (24) zur Austrittsöffnung (48) verringert.A flow-through liquid conditioner (10) extending along a virtual flow axis (S) as a longitudinal centerline of the liquid conditioner and comprising: - an inflow portion (12) adapted to introduce liquid into the liquid conditioner along a line axis (at S ) extending liquid line is connected or connectable, wherein the inflow section (12) has an inlet opening (24) through which liquid in the liquid conditioner (10) can be introduced, - one with respect to the flow axis (S) axially to the inflow section (12) subsequent, flow-through helix section (14) whose flow-through space (28) extends helically along the flow axis (S) and - an axially on the helical section (14) following outlet opening (48), from which the liquid effluent flowing through liquid exits in the free jet, which will give it nzeichnet is that the inflow portion (12) is adapted to be connected to the line axis coaxial flow axis (S) to the liquid line or connectable, and in that the liquid durchströmbare cross section (32a, 34a, 36a) of the helical flow-through Space (28) of the helical portion (14) along the flow axis (S) in the direction of the inlet opening (24) to the outlet opening (48) reduced.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Durchström-Flüssigkeitsaufbereiter, welcher sich längs einer virtuellen Strömungsachse als einer Längsmittelachse des Flüssigkeitsaufbereiters erstreckt und welcher aufweist:

– einen Einströmabschnitt, der zur Einleitung von Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufbereiter an eine sich längs einer Leitungsachse erstreckende Flüssigkeitsleitung angeschlossen oder anschließbar ist, wobei der Einströmabschnitt eine Eintrittsöffnung hat, durch welche hindurch Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufbereiter einleitbar ist,
– einen bezogen auf die Strömungsachse axial an den Einströmabschnitt anschließenden, durchströmbaren Wendelabschnitt, dessen durchströmbarer Raum sich wendelförmig längs der Strömungsachse erstreckt und
– eine axial auf den Wendelabschnitt folgende Austrittsöffnung, aus welcher den Flüssigkeitsaufbereiter durchströmende Flüssigkeit im freien Strahl austritt.

The present application relates to a flow-through liquid conditioner which extends along a virtual flow axis as a longitudinal center axis of the liquid conditioner and which comprises:

An inflow section which is connected or connectable to a liquid line extending along a line axis for the introduction of liquid into the liquid conditioner, the inflow section having an inlet opening through which liquid can be introduced into the liquid conditioner,
- A related to the flow axis axially to the inflow adjoining, flow-through coil portion whose flow-through space extends helically along the flow axis and
- An axially following the helix section outlet opening from which the liquid conditioner flowing through liquid exits in the free jet.

Eine Vorrichtung zur Behandlung von Wasser als Flüssigkeit mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des vorliegenden Hauptanspruchs ist aus der chinesischen Anmeldung mit der Anmeldungsnummer 201310470765.7 bekannt. Diese ist mit der Offenlegungsnummer CN 103539221 A offengelegt.A device for treating water as a liquid with all the features of the preamble of the present main claim is shown in Chinese application with the registration number 201310470765.7 known. This is with the disclosure number CN 103539221 A disclosed.

Dabei hat diese gattungsgemäße Vorrichtung offensichtlich das Ziel, die Vorrichtung durchströmendes Wasser maximal zu verwirbeln, um dann das Wasser mit maximalem Verwirbelungsgrad an der Austrittsöffnung als Freistrahl auszulassen. In this case, this generic device obviously has the goal of maximum fluidizing the device flowing through the water, and then omit the water with maximum turbulence at the outlet opening as a free jet.

Hierzu ist es für die gattungsgemäße bekannte Vorrichtung unabdingbar, dass Wasser in deren Einströmabschnitt von zwei oder mehr Flüssigkeitsleitungen orthogonal zur virtuellen Strömungsachse eingeleitet wird. Bereits durch diese Einleitung wird das Wasser mit einem starken Anfangsverwirbelungsgrad um die virtuelle Strömungsachse rotierend in den Einströmabschnitt eingeleitet und tritt vom Einströmabschnitt ausgehend in den anschließenden Wendelabschnitt ein, von wo das Wasser angeblich unter Beibehaltung seines beim Einleiten erhaltenen Dralls in den Wendelabschnitt eintritt und dort weiter beschleunigt wird. For this purpose, it is essential for the generic known device that water is introduced in the inflow section of two or more liquid lines orthogonal to the virtual flow axis. Already by this introduction, the water is introduced into the inflow section with a strong initial degree of turbulence about the virtual flow axis and enters from the inflow section into the subsequent helix section, from where the water allegedly enters the helix section while retaining the twist it receives when it is introduced, and continues there is accelerated.

Die bekannte gattungsgemäße Vorrichtung dient einer sich nicht näher erschließenden "Aktivierung" des sie durchströmenden Wassers. Ein technisch-wissenschaftlicher Hintergrund dieser Vorrichtung ist nicht vollständig geklärt. The well-known generic device is used for an unspecified "activation" of the water flowing through it. A technical-scientific background of this device is not fully understood.

Eine weitere Vorrichtung zur Aufbereitung von Wasser mit einem Wendelabschnitt ist aus der DE 20 2008 009 583 U1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart, an der Mantelfläche eines zylindrischen Körpers einen oder mehrere Wendelkanäle längs der Zylinderachse um diese umlaufend auszubilden und das so mit wendelförmigen Nuten an der Mantelfläche versehene zylindrische Bauteil in einer Wasserleitung anzuordnen. Another device for the treatment of water with a helical section is from the DE 20 2008 009 583 U1 known. This document discloses to form on the lateral surface of a cylindrical body one or more helical channels along the cylinder axis around this circumferential and to arrange the thus provided with helical grooves on the lateral surface cylindrical member in a water pipe.

Wasser, welches diese Vorrichtung durchströmt hat, soll einen niedrigeren Leitwert, einen höheren Reinheitsgrad und einen geringeren Gasgehalt aufweisen. Auch diese Vorrichtung stellt ausweislich ihres Beschreibungstextes auf die Wirkungen einer starken Verwirbelung des Wassers bei der Durchströmung der Vorrichtung ab. Der technisch-wissenschaftliche Hintergrund auch dieser Vorrichtung ist nicht vollständig geklärt.Water which has passed through this device should have a lower conductance, a higher degree of purity and a lower gas content. Also this device, as evidenced by its descriptive text on the effects of strong turbulence of the water in the flow through the device. The technical and scientific background of this device is not fully understood.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, durch mechanische und dynamische Beeinflussung in seinen Eigenschaften verändert werden kann, wobei insbesondere die Menge an im Wasser gelösten Gasen, vor allem Sauerstoff, erhöht und das subjektive Frische- oder Geschmacksempfinden bei der Einnahme derart behandelten Wassers verbessert werden sollte.It is an object of the present invention to provide a device with which liquids, in particular water, can be changed by mechanical and dynamic influence in its properties, in particular, the amount of dissolved gases in the water, especially oxygen, increases and the subjective freshness or taste should be improved when taking such treated water.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Vorrichtung, bei welcher der Einströmabschnitt dazu ausgebildet ist, mit zur Leitungsachse koaxialer Strömungsachse an die Flüssigkeitsleitung angeschlossen oder anschließbar zu sein, sowie dadurch, dass sich der von Flüssigkeit durchströmbare Querschnitt des wendelförmigen durchströmbaren Raums des Wendelabschnitts längs der Strömungsachse in Richtung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung verringert.This object is achieved by a generic device in which the inflow portion is adapted to be connected to the line axis coaxial flow axis to the liquid line or connectable, and in that the liquid durchströmbare cross section of the helical flow-through space of the helical section along the flow axis reduced in the direction of the inlet opening to the outlet opening.

Wesentlich für den Erfolg des vorliegend vorgeschlagenen Flüssigkeitsaufbereiters ist zum einen also die axiale Anströmung des Flüssigkeitsaufbereiters durch entsprechende Orientierung der eintrittsseitigen Anschlüsse des Flüssigkeitsaufbereiters an die Flüssigkeit liefernde Leitung. Hierdurch wird gerade eine Verwirbelung der in den Flüssigkeitsaufbereiter einströmenden Flüssigkeit vermieden. Die Flüssigkeit wird vielmehr lediglich in dem an den Einströmabschnitt anschließenden Wendelabschnitt in eine Bahn um die virtuelle Strömungsachse herum umgelenkt, wobei die Umlenkung mit zunehmendem Strömungsfortschritt längs der Strömungsachse stärker wird, da der Krümmungsradius des wendelförmigen durchströmbaren Raums, mit welchem dieser im Wendelabschnitt um die Strömungsachse herum gekrümmt ist, längs der Strömungsachse in Richtung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung hin abnimmt. Dieser abnehmende Radius entspricht bei kontinuierlicher Strömungsgeschwindigkeit einer längs der Strömungsachse auf das Wasser einwirkenden zunehmenden Zentripetalbeschleunigung. Essential for the success of the presently proposed liquid conditioner on the one hand so is the axial flow of the liquid conditioner by appropriate orientation of the inlet-side connections of the liquid conditioner to the liquid-supplying line. As a result, a turbulence of the liquid flowing into the liquid conditioner is avoided. Rather, the liquid is deflected into a path around the virtual flow axis only in the spiral section adjoining the inflow section, the deflection increasing with increasing flow progress along the flow axis, since the radius of curvature of the helical space through which it flows in the spiral section around the flow axis is curved along the flow axis decreases in the direction from the inlet opening to the outlet opening. This decreasing radius corresponds to a continuous centripetal acceleration acting on the water at a continuous flow velocity.

Weiterhin verringert sich auch der von Flüssigkeit durchströmbare Querschnitt des wendelförmigen durchströmbaren Raums längs der Strömungsachse in Richtung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung, was bei der üblichen Inkompressibilität von Flüssigkeiten zu einer längs der Strömungsachse in Richtung zur Austrittsöffnung hin zunehmenden Beschleunigung der Flüssigkeit längs der Strömungsrichtung führt. Furthermore, the cross-section of the helical flow-through space through which liquid can flow also decreases along the flow axis in the direction from the inlet opening to the outlet opening, which leads to an acceleration of the liquid along the flow direction increasing along the flow axis in the direction of the outlet opening in the usual incompressibility of liquids.

Diese Effekte führen an der Austrittsöffnung, wo die Flüssigkeit als Freistrahl, d.h. nicht durch Leitungswände geführt, austritt, zu Effekten, die die Lösung der oben gestellten technischen Aufgabe bewirken. Durch die zunehmende Umlenkung um die Strömungsachse und weiter durch die zunehmende Beschleunigung der Flüssigkeit zur Austrittsöffnung hin kommt es an der Austrittsöffnung zu einer heftigen Zerstäubung von Flüssigkeit im Umfeld des Freistrahls, was einerseits die Oberfläche des Freistrahls erheblich vergrößert und was andererseits durch die Tröpfchenablösung mit Tröpfchen im Submikrometerbereich zu Einflüssen auf die Verteilung der elektrischen Ladung innerhalb der aus dem Flüssigkeitsaufbereiter austretenden Flüssigkeit führt. These effects result at the exit port, where the fluid is a free jet, i. not guided by conduit walls, escapes, to effects that cause the solution of the above technical problem. Due to the increasing deflection around the flow axis and further by the increasing acceleration of the liquid toward the outlet opening, vigorous atomization of liquid in the vicinity of the free jet occurs at the outlet opening, which on the one hand considerably increases the surface of the free jet and, on the other hand, due to droplet detachment with droplets Submicrometer influences the distribution of electrical charge within the fluid leaving the fluid conditioner.

Genauer kommt es zu einer messtechnisch nachweisbaren Ladungstrennung, gemäß welcher Ladungsträger einer elektrischen Polarität überwiegend in dem den Freistrahl umgebenden Sprühnebel vorliegen und Ladungsträger der jeweils entgegengesetzten elektrischen Polarität in der im Freistrahl strömenden Flüssigkeit verbleiben. More specifically, there is a metrologically detectable charge separation, according to which charge carriers of an electrical polarity are predominantly present in the spray surrounding the free jet and charge carriers of the respective opposite electrical polarity remain in the liquid flowing in the free jet.

Dieser Effekt der Ladungstrennung verbunden mit einer durch die vergrößerte Oberfläche des Freistrahls erhöhten Atmosphärenbenetzung des Freistrahls führt zum einen – verglichen mit der in den Flüssigkeitsaufbereiter einströmenden Flüssigkeit – zu einem erhöhten Gasgehalt des aus dem Flüssigkeitsaufbereiters austretenden Flüssigkeitsstrahls und führt zu einem verbesserten Frischeempfinden beim Konsum von trinkbarer Flüssigkeit nach dem Durchströmen des Flüssigkeitsaufbereiters. This effect of charge separation, combined with increased atmospheric wetting of the free jet due to the increased surface area of the jet, results in increased gas content of the liquid jet leaving the liquid conditioner compared to liquid entering the liquid conditioner and results in an improved sense of freshness in drinkable consumption Liquid after flowing through the liquid conditioner.

Dieses verbesserte Frische- und Geschmacksempfinden ist vermutlich sowohl auf den erhöhten Gasgehalt der Flüssigkeit wie auch auf die bewirkte Ladungstrennung zurückzuführen, wodurch eine erhöhte Geschmacksnervenreizung vorstellbar ist. Die genauen Mechanismen der Geschmackswahrnehmung sind aufgrund der Komplexität der Vorgänge nicht vollständig geklärt. Wie oben dargelegt, sind die nachweislichen Effekte jedoch theoretisch erklärbar. This improved sensation of freshness and taste is presumably due both to the increased gas content of the liquid and to the charge separation caused, as a result of which increased taste-nerve irritation is conceivable. The exact mechanisms of taste perception are not fully understood due to the complexity of the processes. However, as stated above, the demonstrable effects are theoretically explainable.

Zwar soll grundsätzlich nicht ausgeschlossen sein, dass der hier beschriebene Flüssigkeitsaufbereiter aus mehreren Bauteilen montiert ist. Bevorzugt ist der Flüssigkeitsaufbereiter jedoch als einstückiges Bauteil realisiert, beispielsweise durch 3D-Druckverfahren oder auch durch Gießverfahren mit verlorener Form. Although, in principle, it should not be ruled out that the liquid conditioner described here is assembled from several components. However, the liquid conditioner is preferably realized as a one-piece component, for example by 3D printing processes or else by casting processes with a lost shape.

Um eine möglichst axiale – bezogen auf die virtuelle Strömungsachse des Flüssigkeitsaufbereiters – Einströmung von Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufbereiter gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Eintrittsöffnung von der als Längsmittelachse des Flüssigkeitsaufbereiters festzustellenden Strömungsachse durchsetzt ist. Je weniger die Eintrittsöffnung von der Strömungsachse abweicht, desto geringer ist der Drall bzw. die Verwirbelung, die die in den Flüssigkeitsaufbereiter einströmende Flüssigkeit erfährt. Deshalb ist es bevorzugt, dass die Eintrittsöffnung im Einströmabschnitt zentral von der Strömungsachse durchsetzt ist, etwa indem die virtuelle Strömungsachse den Flächenschwerpunkt der Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung durchsetzt. In order to be able to ensure an inflow of liquid into the liquid conditioner, as axially as possible, based on the virtual flow axis of the liquid conditioner, it is advantageous if the inlet opening is penetrated by the flow axis to be determined as the longitudinal central axis of the liquid conditioner. The less the inlet opening deviates from the flow axis, the lower the swirl or turbulence experienced by the liquid flowing into the liquid conditioner. Therefore, it is preferred that the inlet opening in the inflow section is penetrated centrally by the flow axis, for example by the virtual flow axis passing through the area centroid of the cross-sectional area of the inlet opening.

Um die aus dem Flüssigkeitsaufbereiter austretende Flüssigkeit möglichst verlustfrei in einem Gefäß auffangen zu können, ist es ebenso bevorzugt, dass die Austrittsöffnung von der Strömungsachse durchsetzt, vorzugsweise zentral durchsetzt ist.In order to be able to absorb the liquid emerging from the liquid conditioner as loss-free as possible in a vessel, it is also preferred that the outlet opening is penetrated by the flow axis, preferably penetrated centrally.

Vorzugsweise ist die Eintrittsöffnung mit axialem Abstand vom eintrittsseitigen axialen Längsende des Wendelabschnitts angeordnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Wendelabschnitt möglichst axial angeströmt wird.Preferably, the inlet opening is arranged at an axial distance from the inlet-side axial longitudinal end of the helix section. In this way it can be ensured that the spiral section is flowed as axially as possible.

Wenngleich es zur Lösung der vorliegenden Erfindung möglich ist, dass die Austrittsöffnung unmittelbar am Ende des Wendelabschnitts gelegen ist, so soll dies jedoch nicht der einzig mögliche Ort der Anordnung der Austrittsöffnung sein. Der oben beschriebene Effekt der ladungsscheidenden Zerstäubung und der Oberflächenvergrößerung zur Aufnahme einer erhöhten Gasmenge in der Flüssigkeit kann auch erzielt werden, wenn axial zwischen Wendelabschnitt und Austrittsöffnung ein Diffusorabschnitt gelegen ist, welcher sich bevorzugt axial an den Wendelabschnitt anschließt, wobei der durchströmbare Querschnitt des Diffusorabschnitts längs der Strömungsachse in Richtung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung größer, vorzugsweise stetig größer wird. Der Diffusorabschnitt gestattet der aus dem Wendelabschnitt austretenden Flüssigkeit aufgrund seiner längs der Strömungsachse in Richtung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung zunehmenden Querschnittsfläche eine Expansion und damit eine Oberflächenvergrößerung, wobei der Diffusorabschnitt vor einem übermäßigen Verspritzen der aus dem Wendelabschnitt austretenden Flüssigkeit schützen kann. Der Gebrauchswert des Flüssigkeitsaufbereiters wird dadurch erhöht, weil durch den Diffusorabschnitt das Auffangen von austretender Flüssigkeit in einem Gefäß erleichtert ist. Although it is possible for the solution of the present invention that the outlet opening is located directly at the end of the helical section, but this should not be the only possible location of the arrangement of the outlet opening. The above-described effect of the charge-separating atomization and the surface enlargement for receiving an increased amount of gas in the liquid can also be achieved if a diffuser section is located axially between the coil section and the outlet opening, which preferably connects axially to the coil section, wherein the flow-through cross section of the diffuser section is longitudinal the flow axis in the direction from the inlet opening to the outlet opening larger, preferably steadily larger. The diffuser section allows the fluid exiting the helical section to expand and thus increase in surface area due to its increasing cross-sectional area along the flow axis in the direction from the inlet to the outlet, whereby the diffuser section can protect against excessive squirting of the fluid exiting the helical section. The utility value of the liquid conditioner is thereby increased, because the collection of leaking liquid in a vessel is facilitated by the diffuser section.

Grundsätzlich kann der Diffusorabschnitt eine beliebige Ausrichtung aufweisen. Vorzugsweise ist der Diffusorabschnitt jedoch bezüglich der Strömungsachse ausschließlich axial ausgerichtet. Er kann sogar symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch bezüglich der Strömungsachse ausgebildet sein. In diesen Fällen kommt es auf die Winkelorientierung des Flüssigkeitsaufbereiters um die virtuelle Strömungsachse herum nicht an. Da erfindungsgemäß die virtuelle Strömungsachse koaxial mit der Leitungsachse der Flüssigkeitsleitung ist, von welcher aus Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufbereiter eingeleitet wird, kommt es somit bereits bei axial verlaufendem, insbesondere jedoch bei rotationssymmetrischem Diffusorabschnitt auch nicht auf die Winkellage des Flüssigkeitsaufbereiters relativ zu der Flüssigkeitsleitung an, an die er angeschlossen oder anschließbar ist. In principle, the diffuser section can have any orientation. Preferably, however, the diffuser section is exclusively axially aligned with respect to the flow axis. It may even be formed symmetrically, in particular rotationally symmetrical with respect to the flow axis. In these cases, the angular orientation of the liquid conditioner around the virtual flow axis does not matter. Since, in accordance with the invention, the virtual flow axis is coaxial with the line axis of the liquid line from which liquid is introduced into the liquid conditioner, the angular position of the liquid conditioner relative to the liquid line does not matter even in the case of an axially extending, but in particular rotationally symmetrical diffuser section which he is connected or connectable.

Im Übrigen ist auch aus diesem Grunde bevorzugt der Einströmabschnitt ausschließlich axial, besonders bevorzugt symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch mit der Strömungsachse als Symmetrieachse ausgebildet. Incidentally, for this reason too, the inflow section is preferably designed exclusively axially, particularly preferably symmetrically, in particular rotationally symmetrically with the flow axis as the axis of symmetry.

Zur weiteren Wirkungssteigerung des Flüssigkeitsaufbereiters kann axial zwischen Diffusorabschnitt und Austrittsöffnung ein Konzentrationsabschnitt gelegen sein, welcher sich bevorzugt axial an den Diffusorabschnitt anschließt und welcher besonders bevorzugt die Austrittsöffnung aufweist, wobei der durchströmbare Querschnitt des Konzentrationsabschnitts sich längs der Strömungsachse in Richtung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung verringert, vorzugsweise stetig verringert.To further increase the efficiency of the liquid conditioner, a concentration section can be located axially between the diffuser section and outlet opening, which preferably adjoins the diffuser section axially and which particularly preferably has the outlet opening, wherein the flow-through cross section of the concentration section decreases along the flow axis in the direction from the inlet opening to the outlet opening , preferably steadily reduced.

Durch den Konzentrationsabschnitt, welcher vorzugsweise ausschließlich axial verläuft und sich längs der Strömungsachse zur Austrittsöffnung hin verjüngt, kann es zu einer Nachbeschleunigung nach Durchgang durch den Diffusorabschnitt kommen, was dann an der Austrittsöffnung, die vorzugsweise unmittelbar am wendelabschnittfernen axialen Längsende des Konzentrationsabschnitts angeordnet ist, zu einer erhöhten ladungsscheidenden Vernebelung im Umfeld des wiederum mit vergrößerter Oberfläche aus der Austrittsöffnung austretenden Freistrahls führt.By the concentration section, which preferably extends exclusively axially and tapers along the flow axis to the outlet opening, there may be a Nachbeschleunigung after passing through the diffuser section, which then at the outlet opening, which is preferably located directly on the helical section distal axial longitudinal end of the concentration section to an increased charge-separating nebulization in the environment of the again with an enlarged surface emerging from the outlet opening free jet leads.

Eine erleichterte Anbringung des Flüssigkeitsaufbereiters an die Flüssigkeit liefernde Flüssigkeitsleitung sowie ein erleichtertes Auffangen von aus der Austrittsöffnung nach Durchgang durch den Konzentrationsabschnitt ausströmender Flüssigkeit kann dadurch bewirkt werden, dass der Konzentrationsabschnitt ausschließlich axial, bevorzugt symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch, mit der Strömungsachse als Symmetrieachse ausgestaltet ist. A facilitated attachment of the liquid conditioner to the liquid-supplying liquid line and a facilitated collection of effluent from the outlet opening after passage through the concentration section liquid can be effected that the concentration section is designed exclusively axially, preferably symmetrically, in particular rotationally symmetrical, with the flow axis as the axis of symmetry.

Die bevorzugte ausschließlich axiale Orientierung der durchströmbaren Räume von Einströmabschnitt, Diffusorabschnitt und Konzentrationsabschnitt dient auch der Vermeidung von Strömungsverlusten und damit von unerwünschten Turbulenzen in der den Flüssigkeitsaufbereiter durchströmenden Flüssigkeit.The preferred exclusively axial orientation of the flow-through spaces of inflow section, diffuser section and concentration section also serves to avoid flow losses and thus unwanted turbulence in the fluid flowing through the liquid conditioner.

Ein axial möglichst kurzer Flüssigkeitsaufbereiter, welcher die Flüssigkeitsleitung, an die er angeschlossen oder anschließbar ist, lediglich axial verlängert, kann dadurch erreicht werden, dass die Eintrittsöffnung oder/und die Austrittsöffnung eine zur Strömungsachse orthogonale Öffnungsfläche aufweist bzw. aufweisen.An axially as short as possible liquid conditioner, which extends the liquid line to which it is connected or connectable, only axially, can be achieved in that the inlet opening and / or the outlet opening has an opening surface orthogonal to the flow axis or have.

Zur Befestigung des Flüssigkeitsaufbereiters an der Flüssigkeitsleitung kann der Einströmabschnitt eine Befestigungsformation aufweisen, was besonders bevorzugt eine formschlüssige Festlegung des Flüssigkeitsaufbereiters an der Flüssigkeitsleitung bietet. Eine formschlüssige Verbindung hält auch hohen Strömungsreaktionskräften am Flüssigkeitsaufbereiter stand. Bewährt hat sich dabei als Befestigungsformation beispielsweise ein Gewinde, vorzugsweise ein Innengewinde, wie es im Zusammenspiel mit einem Außengewinde der Flüssigkeitsleitung ein einfaches Aufschrauben oder Anschrauben des Flüssigkeitsaufbereiters an die Flüssigkeitsleitung ermöglicht. Bevorzugt ist der Flüssigkeitsaufbereiter somit an einen Auslasshahn, wie etwa Wasserhahn, anbringbar. Die selbst bei ansonsten bevorzugt rotationssymmetrischer Ausbildung des Einströmabschnitts dieser Symmetrie funktionsbedingt nicht gehorchende Befestigungsformation kann alternativ auch als Teil einer Bajonettverriegelung ausgestaltet sein.For fastening the liquid conditioner to the liquid line, the inflow section may have a fastening formation, which particularly preferably provides a form-fitting fixing of the liquid conditioner to the liquid line. A positive connection also withstands high flow reaction forces on the liquid conditioner. Has proven itself as a fastening formation, for example, a thread, preferably an internal thread, as in conjunction with an external thread of the liquid line allows a simple screwing or screwing the liquid conditioner to the liquid line. Preferably, the liquid conditioner is thus attachable to an outlet tap, such as a faucet. The fastening formation which does not obey the function, even if the rotation-symmetrical design of the inflow section of this symmetry is otherwise preferred, may alternatively also be designed as part of a bayonet lock.

Bevorzugt weist der Befestigungsformationsträger, nicht jedoch die Befestigungsformation selbst, eine symmetrische, vorzugsweise rotationssymmetrische Gestalt bezogen auf die Strömungsachse als Symmetrieachse auf. Preferably, the fastening formation carrier, but not the fastening formation itself, a symmetrical, preferably rotationally symmetrical shape with respect to the flow axis as the axis of symmetry.

Grundsätzlich ist bevorzugt, dass der Flüssigkeitsaufbereiter aus einem massiven Material gefertigt ist, wenigstens der Einströmabschnitt und der Wendelabschnitt. Dies kann aus Gründen erleichterter Formgebung ein urformbarer Kunststoff sein. Auch der Diffusorabschnitt oder/und der Konzentrationsabschnitt – sofern vorhanden – können aus einem derartigen massiven Material hergestellt sein.In principle, it is preferred that the liquid conditioner is made of a solid material, at least the inflow section and the helix section. This can be a formable plastic for reasons of easier shaping. Also, the diffuser section and / or the concentration section - if present - can be made of such a solid material.

Es soll jedoch auch nicht ausgeschlossen sein, dass Abschnitte des Flüssigkeitsaufbereiters, insbesondere radial außen liegende Wandabschnitte, welche den Strömungsraum im Inneren eines Flüssigkeitsaufbereiters nach radial außen begrenzen, aus Maschen aufweisendem Material gebildet sind, etwa aus einem Drahtgeflecht, Kunststofffadengeflecht, Gewebe, Gewirke und dgl. Eine derartige siebartige Struktur führt zu einer Massereduzierung des Flüssigkeitsaufbereiters und ermöglicht während der Durchströmung des Flüssigkeitsaufbereiters eine zusätzliche Gasaufnahme durch die strömende Flüssigkeit. Bevorzugt ist – sofern vorhanden – der Diffusorabschnitt oder/und der Konzentrationsabschnitt aus einem derartigen Maschen aufweisenden Material gefertigt. Durch derartiges Maschen aufweisendes Material als Begrenzung wenigstens eines Teils des durchströmbaren Raums kann vor allem eine vorhandene Umfangsgeschwindigkeits-Komponente der strömenden Flüssigkeit in Austrittsnähe betragsmäßig verringert werden, wodurch ein übermäßiges Auffächern des austretenden Freistrahls begrenzt oder verhindert werden kann. However, it should also not be ruled out that sections of the liquid conditioner, in particular radially outer wall sections which bound the flow space in the interior of a liquid conditioner radially outward, are formed of mesh-containing material, such as a wire mesh, Plastic filament, woven, knitted fabric and the like. Such a sieve-like structure leads to a reduction in mass of the liquid conditioner and allows during the flow through the liquid conditioner an additional gas absorption by the flowing liquid. Preferably, if present, the diffuser section and / or the concentration section are made from a material having such a mesh. In particular, an existing circumferential velocity component of the flowing liquid in the vicinity of the outlet can be reduced in amount by means of material having such mesh as the boundary of at least part of the permeable space, whereby an excessive fanning of the emerging free jet can be limited or prevented.

Zur verwirbelungsarmen Umlenkung der in den Flüssigkeitsaufbereiter einströmenden Flüssigkeit ist bevorzugt, wenn der durchströmbare Raum des Wendelabschnitts einen diesen radial außen einhüllenden Hüllkonus mit der Strömungsachse als Konusachse und mit einem Öffnungswinkel in einem Bereich zwischen Konusachse und Konuserzeugender zu messenden Öffnungswinkel in einem Bereich von 4° bis 30°, bevorzugt 4° bis 10°, besonders bevorzugt 4° bis 8° aufweist.For low-turbulence deflection of the liquid flowing into the liquid conditioner is preferred if the flow-through space of the helical section enclosing this radially outwardly enveloping cone with the flow axis as a cone axis and with an opening angle in a region between the cone axis and cone generating to be measured opening angle in a range of 4 ° 30 °, preferably 4 ° to 10 °, more preferably 4 ° to 8 °.

Dem kann ein virtueller, einbeschriebener Konus gegenüberstehen, um den der durchströmbare Raum des Wendelabschnitts radial außen herumläuft. Dieser einbeschriebene Konus kann wiederum die Strömungsachse als Konusachse und einen zwischen Konusachse und Konus erzeugenden, zu messenden Öffnungswinkel in einem Bereich von 0,1° bis 15°, bevorzugt 0,2° bis 1,5°, besonders bevorzugt 0,2° bis 0,8° aufweisen.This can be contrasted with a virtual, inscribed cone around which the flow-through space of the helical section runs radially outward. This inscribed cone can in turn the flow axis as a cone axis and an opening angle to be measured between cone axis and cone in a range of 0.1 ° to 15 °, preferably 0.2 ° to 1.5 °, particularly preferably 0.2 ° to 0.8 °.

Die beiden genannten Konusse, der Hüllkonus und der einbeschriebene Konus, sind als virtuelle Schmiegekonusse zu verstehen, welche tangential radial innen bzw. radial außen an dem durchströmbaren Raum des Wendelabschnitts anliegen. The two mentioned cones, the cladding cone and the inscribed cone are to be understood as a virtual Schmiegekonusse which bear tangentially radially inside or radially outside of the permeable space of the coil section.

Zur Sicherstellung eines für eine gewünschte Beschleunigung ausreichenden Strömungswegs kann der Durchström-Flüssigkeitsaufbereiter ferner derart ausgestaltet sein, dass eine Tangente an eine Wendelbahn, welche der geometrische Ort der Flächenschwerpunkte von zur jeweils lokalen Strömungsrichtung orthogonalen Querschnittsflächen des durchströmbaren Raums des Wendelabschnitts ist, bei Betrachtung in radialer Abstandsrichtung zur Strömungsachse mit der Strömungsachse einen Winkel im Bereich von 30° bis 80°, bevorzugt von 50° bis 60° einschließt.In order to ensure a sufficient flow path for a desired acceleration, the flow-through liquid conditioner can further be designed so that a tangent to a helical path, which is the geometric location of the centroids of orthogonal to the respective local flow direction cross-sectional areas of the flow-through space of the helical section when viewed in radial Distance direction to the flow axis with the flow axis at an angle in the range of 30 ° to 80 °, preferably from 50 ° to 60 °.

Vorzugsweise ist der zwischen Strömungsachse und dem geometrischen Ort der Flächenschwerpunkte des durchströmbaren Raums des Wendelabschnitts eingeschlossene Winkel im gesamten Wendelabschnitt vorzugsweise wenigstens in einem Mittelabschnitt des Wendelabschnitts konstant. Als Mittelabschnitt des Wendelabschnitts gilt dabei ein axialer Abschnitt des Wendelabschnitts ohne Einlauf- und Auslaufstrecke, welche zur Umleitung von axialer Strömung in die Wendelströmung und von der Wendelströmung in eine axiale Auslassströmung benötigt werden. Der Wendelabschnitt weist somit vorzugsweise eine konstante Steigung auf, wobei der axiale Fortschritt pro Windung mit zunehmender Strömungslänge abnimmt, da der Strömungsquerschnitt des durchströmbaren Raums im Wendelabschnitt längs der Strömungsachse zur Austrittsöffnung hin abnimmt. Preferably, the angle enclosed between the flow axis and the geometric location of the centroids of the area of the helix section which can be flowed through is preferably constant in the entire helix section at least in a middle section of the helix section. In this case, an axial section of the helical section without inlet and outlet sections, which are required for the diversion of axial flow into the helical flow and from the helical flow into an axial outlet flow, is considered the middle section of the helical section. The helical section thus preferably has a constant pitch, wherein the axial progress per turn decreases with increasing flow length, since the flow cross-section of the permeable space in the helical section decreases along the flow axis towards the outlet opening.

Nachfolgend werden weitere Aspekte vorteilhafter Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung beschrieben:
Zur Vermeidung von Strömungsverlusten ist der wendelförmige durchströmbare Raum des Wendelabschnitts vorzugsweise sowohl in Strömungsrichtung als auch in einer Umfangsrichtung um die wendelförmige Strömungsbahn durch den Wendelabschnitt herum frei von Ecken und Kanten. Somit weist der wendelförmige durchströmbare Raum im Wesentlichen eine um zwei Krümmungsachsen gekrümmte Wandung auf, nämlich einmal um eine zur Strömungsachse parallele Krümmungsachse bzw. um die Strömungsachse gekrümmt und ein andermal um lokale zur wendelförmigen Strömungsbahn durch den Wendelabschnitt tangentiale Krümmungsachsen. Hereinafter further aspects of advantageous developments of the present invention will be described:
To avoid flow losses, the helical flow-through space of the helical section is preferably free from corners and edges both in the flow direction and in a circumferential direction around the helical flow path through the helix section. Thus, the helical flow-through space essentially has a wall curved around two axes of curvature, namely once around a curvature axis parallel to the flow axis or curved around the flow axis and at other times around local to the helical flow path through the helix section tangential curvature axes.

Dementsprechend weist der wendelförmige durchströmbare Raum des Wendelabschnitts vorzugsweise in einer Längsschnittansicht – bei Betrachtung in einer die Strömungsachse enthaltenden Längsschnittebene – ovale oder kreisförmige Querschnitte auf. Am Eintrittsort der Flüssigkeit in den Wendelabschnitt sowie am Austrittsort der Flüssigkeit aus dem Wendelabschnitt kann die Querschnittsgestalt des wendelförmigen durchströmbaren Raums von einer reinen kreisförmigen oder ovalen Gestalt abweichen.Accordingly, the helical flow-through space of the helical section preferably has oval or circular cross sections in a longitudinal sectional view, as viewed in a longitudinal plane containing the flow axis. At the point of entry of the liquid into the helix section and at the exit location of the liquid from the helix section, the cross-sectional shape of the helical space through which it can flow can deviate from a purely circular or oval shape.

Die Querschnittsfläche des durchströmbaren Raums des Wendelabschnitts nimmt von Windung zu Windung vorzugsweise um 10 bis 40 %, bezogen auf die jeweils größere der beiden axial benachbarten Querschnittsflächen, vorzugsweise um 22 bis 37 %, besonders bevorzugt um 22 bis 32 % ab. The cross-sectional area of the permeable space of the helical section preferably decreases from turn to turn by 10 to 40%, based on the larger of the two axially adjacent cross-sectional areas, preferably by 22 to 37%, particularly preferably by 22 to 32%.

Vorzugsweise ist die Abnahme der Querschnittsfläche des wendelförmigen durchströmbaren Raums von Windung zu Windung degressiv, d.h. die prozentuale Verkleinerung der Querschnittsfläche nimmt mit Annäherung an die Auslassöffnung ab, vorzugsweise kontinuierlich ab. Preferably, the decrease in the cross-sectional area of the helical space through which gas can flow is from turn to turn degressive, i. the percentage reduction of the cross-sectional area decreases as approaching the outlet opening, preferably continuously.

Der den Flüssigkeitsaufbereiter durchströmende Flüssigkeitsstrom ist während des Durchgangs durch den Flüssigkeitsaufbereiter vorzugsweise ungeteilt, d.h. es tritt ein einziger Flüssigkeitsstrahl in den Flüssigkeitsaufbereiter ein, durchfließt diesen ungeteilt und es tritt ein Flüssigkeitsstrahl aus dem Flüssigkeitsaufbereiter wieder aus. The liquid stream flowing through the liquid conditioner is preferably undivided during the passage through the liquid conditioner, ie a single liquid jet enters the liquid conditioner, flows through it undivided and a liquid jet emerges from the liquid conditioner again.

Bevorzugt kann mit dem vorliegend beschriebenen Durchström-Flüssigkeitsaufbereiter Wasser aufbereitet werden. Jedoch kann abgesehen davon auch jede andere Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsaufbereiter durchgeleitet werden. Beispielsweise ist vorstellbar, brennbare Flüssigkeiten, insbesondere Automobilkraftstoffe, durch den Flüssigkeitsaufbereiter hindurchzuleiten, um insbesondere den im Kraftstoff gelösten Sauerstoffgehalt zu erhöhen und dadurch die mit dem so aufbereiteten Kraftstoff pro Zeiteinheit erzielbare Energieausbeute zu erhöhen.Preferably, water can be treated with the presently described throughflow liquid conditioner. However, apart from that, any other liquid can be passed through the liquid conditioner. For example, it is conceivable to pass combustible liquids, in particular automotive fuels, through the liquid conditioner in order to increase in particular the oxygen content dissolved in the fuel and thereby to increase the energy yield which can be achieved with the thus prepared fuel per unit time.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden. Es stellt dar:The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Durchström-Flüssigkeitsaufbereiters, 1 a perspective view of an embodiment according to the invention of a flow-through liquid conditioner,

2 einen Längsschnitt durch denselben und 2 a longitudinal section through the same and

3 eine vergrößerte Längsschnittansicht des Wendelabschnitts des Durchström-Flüssigkeitsaufbereiters von den 1 und 2. 3 an enlarged longitudinal sectional view of the helical portion of the flow-through liquid conditioner of the 1 and 2 ,

In den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Durchström-Flüssigkeitsaufbereiter allgemein mit 10 bezeichnet. Er erstreckt sich längs einer eine Längsmittelachse bildenden virtuellen Strömungsachse S von einem Eintrittsende 10a bis zu einem Austrittsende 10b. In the 1 and 2 is an inventive flow-through liquid conditioner in general with 10 designated. It extends along a virtual axis of flow S forming a longitudinal center axis from an entrance end 10a up to an exit end 10b ,

Die virtuelle Strömungsachse S definiert dabei ein Koordinatensystem, wobei eine längs der Strömungsachse verlaufende Richtung in der vorliegenden Anmeldung als axiale Richtung bezeichnet ist, eine orthogonal zur Strömungsachse S verlaufende Richtung als radiale Richtung bezeichnet ist, und eine um die Strömungsachse S umlaufende Richtung als Umfangsrichtung bezeichnet ist. In this case, the virtual flow axis S defines a coordinate system, wherein a direction running along the flow axis is referred to as axial direction, a direction orthogonal to the flow axis S is referred to as radial direction, and a direction revolving around the flow axis S is referred to as circumferential direction is.

An seinem eintrittsseitigen axialen Längsende 10a weist der Flüssigkeitsaufbereiter 10 einen Einströmabschnitt 12 auf, an welchem sich axial ein Wendelabschnitt 14 anschließt. At its inlet-side axial longitudinal end 10a points the liquid conditioner 10 an inflow section 12 on which axially a helical section 14 followed.

Axial zum Austrittsende 10b hin kann der Flüssigkeitsaufbereiter 10 einen Diffusorabschnitt 16 und auf diesen axial folgend einen Konzentrationsabschnitt 18 aufweisen. Axial to the exit end 10b towards the liquid conditioner 10 a diffuser section 16 and on this axially following a concentration section 18 exhibit.

Flüssigkeit strömt am Eintrittsende 10a axial in den Flüssigkeitsaufbereiter 10 ein (siehe Pfeil 20).Liquid flows at the entrance end 10a axially into the liquid conditioner 10 on (see arrow 20 ).

Die Flüssigkeit 20 kann beispielsweise Wasser sein, die von einem in den 1 bis 3 nicht dargestellten Wasserhahn axial in den Flüssigkeitsaufbereiter 10 abgegeben wird. The liquid 20 For example, water can be from one in the 1 to 3 not shown faucet axially in the liquid conditioner 10 is delivered.

Zur Verbindung mit dem Wasserhahn oder allgemein einer Flüssigkeitsleitung kann der Flüssigkeitsaufbereiter 10, insbesondere in seinem Einströmabschnitt 12, eine Befestigungsformation 22 aufweisen, etwa in Form eines Innengewindes, mit welcher der Flüssigkeitsaufbereiter 10 an die ihn speisende Flüssigkeitsleitung anbringbar ist, insbesondere anschraubbar ist. For connection to the faucet or in general a fluid line, the liquid conditioner 10 , in particular in its inflow section 12 , a fortification formation 22 have, for example in the form of an internal thread, with which the liquid conditioner 10 can be attached to the liquid line feeding him, in particular screwed.

Flüssigkeit tritt also im Wesentlichen axial durch die Eintrittsöffnung 24 im Einströmabschnitt 12 hindurch. Die Einströmöffnung 24 kann durch den Rand 26a eines radial vorspringenden Axialanschlags 26 gebildet sein, welcher als Axialpositionierungsmittel des Flüssigkeitsaufbereiters 10 relativ zu der Flüssigkeitsleitung dient, welche am eintrittsseitigen Längsende 10a mit dem Flüssigkeitsaufbereiter 10 verbindbar oder verbunden ist. Liquid thus occurs essentially axially through the inlet opening 24 in the inflow section 12 therethrough. The inflow opening 24 can through the edge 26a a radially projecting axial stop 26 be formed, which as Axialpositionierungsmittel the liquid conditioner 10 is used relative to the liquid line, which at the inlet-side longitudinal end 10a with the liquid conditioner 10 connectable or connected.

Vorzugsweise ist die Öffnungsquerschnittsfläche der Eintrittsöffnung 24 orthogonal zur Strömungsachse S orientiert und wird bevorzugt zentral von dieser durchsetzt. Im vorliegenden Beispiel ist die Eintrittsöffnung im Wesentlichen kreisförmig, sodass die Strömungsachse S durch den Kreismittelpunkt der Eintrittsöffnung 24 hindurchgeht. Preferably, the opening cross-sectional area of the inlet opening 24 oriented orthogonally to the flow axis S and is preferably penetrated centrally of this. In the present example, the inlet opening is substantially circular, so that the flow axis S through the circle center of the inlet opening 24 passes.

Nach Durchgang durch die Eintrittsöffnung 24 tritt der Flüssigkeitsstrahl bzw. die Flüssigkeitsströmung ungeteilt in den Wendelabschnitt 14 ein, wo ein durchströmbarer Raum 28 wendelförmig um die Strömungsachse S herum verläuft. Im dargestellten Beispiel weist der Wendelabschnitt 14 vier Windungen 30 bis 36 auf. Diese Windungszahl ist lediglich beispielhaft. Tatsächlich können mehr oder weniger als vier Windungen vorgesehen sein. Jedoch reichen vier Windungen zur Erzielung des erfindungsgemäßen Ergebnisses aus, ohne dass hierdurch der Flüssigkeitsaufbereiter 10 axial eine zu große Abmessung annehmen würde. After passing through the inlet 24 the liquid jet or the liquid flow occurs undivided into the spiral section 14 where there is a flow-through space 28 helically around the flow axis S runs around. In the example shown, the spiral section 14 four turns 30 to 36 on. This number of turns is merely exemplary. In fact, more or less than four turns may be provided. However, four turns suffice to achieve the result according to the invention, without thereby rendering the liquid conditioner 10 axially would take too large a dimension.

Der durchströmbare Querschnitt des wendelförmigen Raums 28 im Wendelabschnitt 14 nimmt von Windung zu Windung kontinuierlich ab. Da Flüssigkeit in der Regel inkompressibel ist, bedeutet dies, dass die zunächst axial einströmende Flüssigkeit in eine wendelförmige Strömung umgelenkt und dann längs der Strömungsbahn durch den Wendelabschnitt 14 kontinuierlich beschleunigt wird, da auch die Querschnittsverringerung des durchströmbaren Raums 28 längs der Wendelbahn um die Strömungsachse S bevorzugt kontinuierlich und stetig erfolgt. The flow-through cross-section of the helical space 28 in the spiral section 14 decreases continuously from turn to turn. Since liquid is usually incompressible, this means that the initially axially flowing liquid is deflected into a helical flow and then along the flow path through the helical section 14 is continuously accelerated, as well as the cross-sectional reduction of the space through which can flow 28 along the helical path about the flow axis S preferably continuously and steadily.

Weiterhin wird der radiale Abstand des durchströmbaren Raums 28 von der Strömungsachse S von Windung zu Windung längs der Strömungsachse S von dem eintrittsseitigen Längsende 10a zum austrittsseitigen Längsende 10b hin, vorzugsweise kontinuierlich, geringer, sodass der durchströmbare wendelförmige Raum 28 im Wendelabschnitt 14 im Wesentlichen eine konische Einhüllende aufweist. Durch diese Radiusverkleinerung während des axialen Fortschritts längs der Strömungsachse S wird die den Wendelabschnitt 14 durchströmende Flüssigkeit nicht nur längs der Strömungsrichtung kontinuierlich beschleunigt, sondern auch orthogonal hierzu, also zentripetal. Furthermore, the radial distance of the permeable space 28 from the flow axis S from turn to turn along the flow axis S from the inlet-side longitudinal end 10a to the exit-side longitudinal end 10b towards, preferably continuously, lower, so that the flow-through helical space 28 in the spiral section 14 essentially has a conical envelope. By this reduction in radius during the axial progress along the flow axis S becomes the helical section 14 flowing liquid not only along the flow direction continuously accelerated, but also orthogonal thereto, ie centripetal.

In 3 ist ein äußerer Hüllkonus 38 angedeutet, der, im Querschnitt betrachtet, mit seiner in der Querschnittsebene liegenden Konuserzeugenden 40 tangential außen an dem durchströmbaren Raum 28 anliegt. Der Hüllkonus 38 weist einen zwischen seiner Konuserzeugenden 40 und der mit der Strömungsachse S zusammenfallenden Konusachse zu messenden Öffnungswinkel auf, welcher im Bereich von 4° bis 30° liegt, im dargestellten Beispiel etwa 7° beträgt. In 3 is an outer envelope cone 38 indicated that, viewed in cross-section, with its lying in the cross-sectional plane cone generating 40 tangentially on the outside of the flow-through space 28 is applied. The envelope cone 38 has one between his congener-generators 40 and the opening angle to be measured with the cone axis coinciding with the flow axis S, which is in the range of 4 ° to 30 °, in the example shown is approximately 7 °.

Ebenso weist der durchströmbare Raum 28 des Wendelabschnitts 14 einen einbeschriebenen Konus 42 auf, dessen in der Schnittebene gelegene Konuserzeugende 44 radial innen an dem durchströmbaren Raum 28 des Wendelabschnitts tangential anliegt. Die Konuserzeugende 44 weist mit der mit der Strömungsachse S zusammenfallenden Konusachse des einbeschriebenen Konus 42 einen Winkel β auf, welcher im Bereich von 0,1° bis 15° gelegen sein kann, im dargestellten Beispiel etwa 1,9° beträgt. Likewise, the flow-through room 28 of the spiral section 14 a inscribed cone 42 on, its lying in the cutting plane cone-generating 44 radially inward on the space through which it is possible to flow 28 tangentially abuts the spiral section. The creek-producing 44 has with the coincident with the flow axis S cone axis of inscribed cone 42 an angle β, which may be in the range of 0.1 ° to 15 °, in the example shown is about 1.9 °.

Die oben beschriebenen Konusse von 3 kommen auch dadurch zustande, dass die Querschnittsfläche des durchströmbaren wendelförmigen Raums 28 im Wendelabschnitt 14 von Windung zu Windung in Richtung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung abnimmt. The above cones of 3 come about also by the fact that the cross-sectional area of the permeable helical space 28 in the spiral section 14 decreases from turn to turn in the direction of the inlet opening to the outlet opening.

Beispielsweise nimmt die Querschnittsfläche 34a in 3 gegenüber der eine Windung stromaufwärts in derselben Längsschnittebene gelegenen Querschnittsfläche 32a um etwa 30 % (bezogen auf die größere Querschnittsfläche 32a) ab. For example, the cross-sectional area decreases 34a in 3 opposite to the one turn upstream in the same longitudinal sectional plane located cross-sectional area 32a by about 30% (based on the larger cross-sectional area 32a ).

Die Querschnittsfläche 36a des durchströmbaren wendelförmigen Raums 28 in immer noch der identischen Längsschnittebene nimmt gegenüber der eine Windung stromaufwärts gelegenen Querschnittsfläche 34a um etwa 24 % ab. The cross-sectional area 36a the permeable helical space 28 in still the identical longitudinal sectional plane increases with respect to the one cross section upstream surface 34a by about 24%.

Die Umrandungen der Wandung des durchströmbaren wendelförmigen Raums 28 sind in den betrachteten Längsschnitten krummlinig und frei von Ecken und Kanten. Bevorzugt ist die Querschnittsgestalt des durchströmbaren wendelförmigen Raums 28 in den dargestellten Längsschnitten kreisförmig oder oval. The borders of the wall of the flow-through helical space 28 are curvilinear in the considered longitudinal sections and free from corners and edges. The cross-sectional shape of the permeable helical space is preferred 28 in the longitudinal sections shown circular or oval.

Auch bei Betrachtung von Schnitten orthogonal zur Strömungsachse S weist der wendelförmige durchströmbare Raum 28 des Wendelabschnitts 14 vorteilhafterweise keine Ecken und Kanten auf, sondern ist krummlinig, mit zum Austrittsende hin sich verringerndem Krümmungsradius. Even when viewing sections orthogonal to the flow axis S, the helical flow-through space 28 of the spiral section 14 advantageously no corners and edges, but is curvilinear, with the exit end towards decreasing radius of curvature.

Eine Tangente 42 an eine Mittellinie des durchströmbaren Raums 28, etwa an den geometrischen Ort aller Mittelpunkte der Querschnittsflächen des durchströmbaren Raums 28 angelegt, schließt bei Projektion der Tangente in Richtung ihres radialen Abstands von der Strömungsachse S mit der Strömungsachse S einen Winkel γ ein, welcher im Bereich von 30 bis 80° gelegen ist, im dargestellten Beispiel etwa 58° beträgt. Der Winkel γ ist vorzugsweise im Wendelabschnitt 14 im Wesentlichen konstant. A tangent 42 to a center line of the permeable space 28 , For example, to the geometric location of all centers of the cross-sectional areas of the permeable space 28 When the tangent is projected in the direction of its radial distance from the flow axis S with the flow axis S, it forms an angle .gamma., which lies in the range from 30.degree. to 80.degree., in the illustrated example amounts to approximately 58.degree. The angle γ is preferably in the helical section 14 essentially constant.

Nach Durchgang durch den Wendelabschnitt 14 kann die Flüssigkeit in einen sich der Strömungsachse S zur Austrittsöffnung 48 hin erweiternden Diffusorabschnitt 16 eintreten, in welchem die stark beschleunigte Flüssigkeit schlagartig expandieren kann. An den Diffusorabschnitt 16 kann sich axial ein Konzentrationsabschnitt 18 anschließen, längs welchem der vom Wendelabschnitt 14 her stammende Flüssigkeitsstrahl wieder in axiale Strömungsrichtung geführt werden kann.After passing through the helical section 14 the liquid can flow into one of the flow axis S to the outlet opening 48 towards expanding diffuser section 16 enter, in which the strongly accelerated liquid can expand abruptly. To the diffuser section 16 can axially a concentration section 18 connect, along which of the spiral section 14 forth originating liquid jet can be performed again in the axial flow direction.

Der Konzentrationsabschnitt kann eine sich längs der Strömungsachse zur Austrittsöffnung 48 hin verjüngende Gestalt aufweisen, sodass der ihn durchströmende Flüssigkeitsstrahl erneut beschleunigt wird. In 2 ist jedoch kein konischer oder sich sonst wie zur Austrittsöffnung 48 hin verjüngender Konzentrationsabschnitt dargestellt. Strichliniert ist jedoch der sich verjüngende alternative Verlauf eines Konzentrationsabschnitts angedeutet.The concentration section may be along the flow axis to the outlet opening 48 have tapered shape, so that the fluid jet flowing through it is accelerated again. In 2 However, it is not conical or otherwise like the outlet opening 48 towards tapering concentration section shown. Dashed lines, however, the tapered alternative course of a concentration section is indicated.

Beim Austritt aus der Austrittsöffnung 48, welche vorzugsweise ebenfalls orthogonal zur Strömungsachse S orientiert ist, d.h. ihre Querschnittsfläche ist orthogonal zur Strömungsachse S orientiert, und welche vorzugsweise kreisförmig ausgestaltet ist und – wie die Eintrittsöffnung 24 – zentral von der Strömungsachse S durchsetzt ist, tritt die Flüssigkeit axial im Freistrahl aus, sodass auch der Freistrahl im Wesentlichen zentral und symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch sich um die Strömungsachse S als Symmetrieachse erstrecken kann. Radial außerhalb des Freistrahls kommt es aufgrund der starken Beschleunigungen, welche während der Durchströmung durch den Flüssigkeitsaufbereiter 10 auf die Flüssigkeit einwirken, zu einer verstärkten Vernebelung bzw. Tröpfchenbildung mit Tröpfchengrößen im Submikrometerbereich, was eine Ladungstrennung bewirkt. Zwar sind auch nach dem Durchgang der Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsaufbereiter 10 genauso viele Ladungsträger wie beim Eintritt der Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufbereiter 10 vorhanden, jedoch sind diese nach dem Austritt aus der Austrittsöffnung 48 anders, insbesondere inhomogen, verteilt. Messungen am Austrittsstrahl zeigen, dass die Umgebung des austretenden Freistrahls eine Ladungskonzentration einer elektrischen Polarität aufweist, während der strömende Wasserstrahl eine vorherrschende Ladungskonzentration der jeweils entgegengesetzten elektrischen Polarität aufweist. When exiting the outlet 48 which is also preferably oriented orthogonal to the flow axis S, ie, its cross-sectional area is oriented orthogonal to the flow axis S, and which is preferably circular in shape and - like the inlet opening 24 - Is centrally penetrated by the flow axis S, the liquid exits axially in the free jet, so that the free jet can substantially centrally and symmetrically, in particular rotationally symmetric extend around the flow axis S as the axis of symmetry. Radial outside of the free jet occurs due to the strong accelerations, which during the flow through the liquid conditioner 10 act on the liquid, with increased nebulization or droplet formation Droplet sizes in the submicron range, causing a charge separation. Although they are after the passage of liquid through the liquid conditioner 10 as many charge carriers as when the liquid enters the liquid conditioner 10 present, but these are after exiting the outlet 48 different, especially inhomogeneous, distributed. Measurements on the exit beam show that the vicinity of the exiting free jet has a charge concentration of one electrical polarity, while the flowing water jet has a predominant charge concentration of the opposite electrical polarity.

Darüber hinaus weist der aus der Austrittsöffnung 48 austretende Freistrahl eine so große Oberfläche auf, die in Kontakt mit der sie umgebenden Atmosphäre steht, dass die im Freistrahl austretende Flüssigkeit in kurzer Zeit und damit kurzer Strömungsstrecke überdurchschnittlich viel Gas aufnimmt, was zu einer hohen Sauerstoffanreicherung der austretenden Flüssigkeit führen kann. In addition, the points out of the outlet opening 48 Exiting free jet on such a large surface, which is in contact with the surrounding atmosphere, that the exiting jet in a short time and thus short flow path absorbs more than average gas, which can lead to a high oxygenation of the exiting liquid.

Die Gas-, insbesondere Sauerstoffanreicherung in Verbindung mit der Ladungsabscheidung – die im Übrigen auch an Wasserfällen feststellbar ist – führt etwa bei Wasser zu einer erheblichen Geschmacksverbesserung verglichen mit aus derselben Leitung entnommenem, unaufbereitetem Wasser. Dies ist nach einer Theorie zurückzuführen eben auf jene Sauerstoffanreicherung und auf die Möglichkeit, dass durch die Ladungsabscheidung die in der Flüssigkeit verbleibende vorherrschende elektrische Ladungskonzentration ein Ansprechen von Geschmacksnerven und damit verbundenen Reizleitern erleichtert. The gas, in particular oxygen enrichment in connection with the charge separation - which incidentally can also be detected in waterfalls - leads to a considerable improvement in taste compared with water taken from the same line, untreated water. According to one theory, this is attributable to oxygen enrichment and the possibility that charge deposition allows the prevailing concentration of electrical charge remaining in the fluid to facilitate the response of taste nerves and associated stimuli.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

CN 201310470765 [0002]
CN 103539221 A [0002]
DE 202008009583 U1 [0006]

Claims

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) which extends along a virtual flow axis (S) as a longitudinal central axis of the liquid conditioner and which comprises: - an inflow section (FIG. 12 ), which is connected to the introduction of liquid into the liquid conditioner to a along a line axis (at S) extending liquid line or connectable, wherein the inflow section ( 12 ) an entrance opening ( 24 ) through which liquid enters the liquid conditioner ( 10 ) is introduced, - one with respect to the flow axis (S) axially to the inflow section ( 12 ) subsequent, flow-through helix section ( 14 ), whose permeable space ( 28 ) extends helically along the flow axis (S) and - an axially on the helical section ( 14 ) following outlet ( 48 ), from which liquid flowing through the liquid conditioner exits in the free jet, characterized in that the inflow section ( 12 ) is designed to be connected or connectable to the liquid line with the flow axis (S) coaxial to the liquid line, and in that the liquid-flow cross-section ( 32a . 34a . 36a ) of the helical space ( 28 ) of the spiral section ( 14 ) along the flow axis (S) in the direction of the inlet opening ( 24 ) to the exit opening ( 48 ) decreased.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the inlet opening ( 24 ) penetrated by the flow axis (S), preferably centrally penetrated.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet opening ( 48 ) penetrated by the flow axis (S), preferably centrally penetrated.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that axially between spiral section ( 14 ) and outlet ( 48 ) a diffuser section ( 16 ), which preferably extends axially to the helix section (FIG. 14 ), wherein the flow-through cross section of the diffuser section ( 16 ) along the flow axis (S) in the direction of the inlet opening ( 24 ) to the exit opening ( 48 ) becomes larger, preferably steadily larger.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the diffuser section ( 16 ) runs exclusively axially and / or symmetrical, preferably rotationally symmetrical with respect to the flow axis (S) is formed.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of claims 4 or 5, characterized in that axially between diffuser section ( 16 ) and outlet ( 48 ) a concentration section ( 18 ), which preferably axially to the diffuser section ( 16 ) and which particularly preferably the outlet opening ( 48 ), wherein the flow-through cross section of the concentration section ( 18 ) along the flow axis (S) in the direction of the inlet opening ( 24 ) to the exit opening ( 48 ), preferably reduced steadily.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening ( 24 ) and / or the outlet opening ( 48 ) has or have an opening surface orthogonal to the flow axis (S).

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inflow section ( 12 ) a fastening formation ( 22 ), in particular a thread, particularly preferably an internal thread, for fastening the liquid conditioner (US Pat. 10 ) on the liquid line, in particular on an outlet tap, such as faucet has.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the helical flow-through space ( 28 ) of the spiral section ( 14 ) a radially enveloping this outer envelope cone ( 38 ) with the flow axis (S) as the cone axis and with an opening angle (α) in a region between the cone axis and the cone-generating ( 40 ) to be measured opening angle in a range of 4 ° to 30 °, preferably 4 ° to 10 °, more preferably 4 ° to 8 °.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the helical flow-through space ( 28 ) of the spiral section ( 14 ) around a radially inscribed virtual cone within this space ( 42 ), which has the flow axis (S) as cone axis and between cone axis and cone-generating ( 44 ) to be measured opening angle (β) in a range of 0.1 ° to 15 °, preferably 0.2 ° to 1.5 °, particularly preferably 0.2 ° to 0.8 °.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a tangent ( 46 ) to a helical path, which is the geometric location of the centroids of orthogonal to each local flow direction cross-sectional areas ( 32a . 34a . 36a ) of the permeable space ( 28 ) of the spiral section ( 14 ), when viewed in the radial distance direction to the flow axis (S) with the flow axis (S) an angle (γ) in the range of 30 ° to 80 °, preferably from 50 ° to 60 °.

Flow-through liquid conditioner ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is partially or completely made of stitched material, in particular fabric, braid, knitted fabric and the like., Is formed.