DE102019105945A1

DE102019105945A1 - Strahlregler

Info

Publication number: DE102019105945A1
Application number: DE102019105945.3A
Authority: DE
Inventors: Holger Schürle; Wladimir Weiß
Original assignee: Neoperl GmbH
Current assignee: Neoperl GmbH
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2020-09-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Strahlregler (1) mit zumindest einem Strahlzerleger (2), der den zuströmenden Wasserstrom aufteilt, mit einem hülsenförmigen Innengehäuse (3), das von einem Außengehäuse (4) umhüllt ist, und mit wenigstens einem zwischen Innengehäuse (3) und Außengehäuse (4) angeordneten Belüftungskanal (5), der mindestens einen Einlauföffnung (6) und wenigstens eine, am Gehäuseumfang des Innengehäuses (3) vorgesehene Durchtrittsöffnung (7) hat. Für den erfindungsgemäßen Strahlregler (1) ist kennzeichnend, dass der zumindest eine Strahlzerleger (2) als Zerstäuberdüse ausgebildet ist, die den zuströmenden Wasserstrom in einen im Wesentlichen hohlkegelförmigen Wasserstrahl aufteilt, und dass in Strömungsrichtung unterhalb der mindestens einen Durchtrittsöffnung (7) am Innenumfang des Innengehäuses (3) eine ringförmig umlaufende Auftreffzone (19) angeordnet ist, in welcher der hohlkegelförmig aufgeteilte Wasserstrahl am Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses (3) auftrifft

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlregler mit zumindest einem Strahlzerleger, der den zuströmenden Wasserstrom aufteilt, mit einem hülsenförmigen Innengehäuse, dass von einem Außengehäuse umhüllt ist, und mit wenigstens einem zwischen Innengehäuse und Außengehäuse angeordneten Belüftungskanal, der mindestens eine Einlauföffnung und wenigstens eine, am Gehäuseumfang des Innengehäuses vorgesehene Durchtrittsöffnung hat.
Aus der WO 2012/055 051 A1 ist bereits eine Vorrichtung zum Versprühen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit vorbekannt, die als Mundstück einer sanitären Auslaufarmatur oder als Duschkopf dienen kann. Die vorbekannte Vorrichtung weist einen zentralen Zuführungskanal für die Flüssigkeit auf, der entlang der Vorrichtungsachse verläuft. Mit Abstand um die Vorrichtungsachse herum sind mehrere Wirbelkammern vorgesehen, die jeweils einen Einlass zur Zuführung der Flüssigkeit in die jeweilige Wirbelkammer sowie eine Auslassdüse zum Austritt eines Flüssigkeitsstrahles aus der Wirbelkammer aufweisen. Die Wirbelkammern sind mit dem Zuführungskanal über Einlaufkanäle verbunden, die im Wesentlichen quer zur Vorrichtungsachse angeordnet sind. Jede der Auslassdüsen ist derart schräg zur Vorrichtungslängsachse angeordnet, dass aus den Auslassdüsen austretende Flüssigkeitsstrahlen in einem vorbestimmten Abstand von den Auslassdüsen aufeinander treffen. Das Strahlbild des aus der vorbekannten Vorrichtung austretenden Wasserstrahls ist jedoch noch verbesserungswürdig.
Man hat daher auch eine Zerstäuberdüse geschaffen, die ebenfalls am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist, um das unter Druck zuströmende Wasser zu zerstäuben und dadurch zu einem homogenen Wasserstrahl zu formen (vgl. DE 20 2013 002 283 U1 ). Die vorbekannte Zerstäuberdüse weist eine Drallkammer auf, in der zumindest ein quer zur Düsen-Längsachse orientierter und derart tangential in die Drallkammer einlaufender Zuführkanal mündet, dass das in der Drallkammer einströmende Wasser einen Drall um die Drallkammer-Längsachse erfährt. Die Drallkammer verjüngt sich in Abströmrichtung in Richtung zu einem Düsenkanal, so dass der in der Drallkammer in Rotation um die Drallkammer-Längsachse versetzte Wasserstrahl in immer kleineren Kreisbahnen zusammengeführt und durch den Düsenkanal geleitet wird, bis der Wasserstrahl an dem Kanalendbereich des Düsenkanals in die Atmosphäre austritt, wo sich eine Fluid-Lamelle ausbildet, die an ihrem freien Umfangsrandbereich in derart feine Einzeltröpfchen zerplatzt, dass ein homogener und aus feinen Wassertröpfchen gebildeter Wasserstrahl entsteht.
Mit Hilfe der vorbekannten und als Zerstäuberdüse ausgebildeten Strahlregler lässt sich das aus dem Wasserauslauf ausströmende Wasser jedoch nicht ohne weiteres mit der Umgebungsluft derart vermischen, dass auch bei einer geringen Durchflussleistung noch ein homogener, perlend-weicher und gut durchmischter Wasserstrahl gebildet wird.
Aus der DE 10 2006 013 881 A1 ist ein Spar-Duschkopf vorbekannt, der unter Zuhilfenahme von Wasserwirbeln in Verbindung mit der durch den Wirbel angesaugten Umgebungsluft ein Wasser-/Luftgemisch bildet. Der vorbekannte Spar-Duschkopf weist dazu ein Gehäuse mit einem zentral angeordneten Lufteinlass auf, den eine konzentrisch, konisch oder hyperbolisch ausgeformte Wasserauslassblende mit Löchern umgibt. Der vorbekannte Spar-Duschkopf ist über ein Zulaufrohr mit einer unter Druck stehenden Wasserleitung verbunden. In diesem Zulaufrohr ist eine Steuerblende vorgesehen, die das zuströmende Wasser zu einem auf den Kopf gestellten hyperbolischen Wasserwirbel formt. Dieser Wasserwirbel erzeugt im Gehäuse des vorbekannten Spar-Duschkopfes einen Unterdruck, der ein Ansaugen von Umgebungsluft über den zentralen Lufteinlass in das Gehäuse bewirkt. Diese Luft wird dem durch das Gehäuse durchströmenden Wasser durch die Wasserauslassblende zugeführt. Das mit Umgebungsluft durchmischte Wasser verlässt den vorbekannten Spar-Duschkopf über die Löcher in der Wasserauslassblende in Form von kurzen strichartigen Wassergebilden, die mit Luftzwischenräumen gefüllt sind. In Folge dieser besonderen Formgebung des ausströmenden Wasser-/Luft-Gemisches entsteht für den Anwender das Gefühl, sich unter einem ununterbrochenen Wasserstrahl zu befinden. Ein homogener und perlend-weicher Auslaufstrahl lässt sich in dem vorbekannten Spar-Duschkopf jedoch nicht formen.
Es besteht daher die Aufgabe, einen Strahlregler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der sich auch bei möglichst geringen Durchflussleistungen durch eine gute Zerlegung des zuströmdenden Wassers und durch eine optimierte Vermischung des zerlegten Wassers mit der Umgebungsluft auszeichnet, sodass in diesem Strahlregler ein homogener, perlend-weicher und gut durchmischter Auslaufstrahl gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Strahlregler der eingangs erwähnten Art insbesondere in den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Der erfindungsgemäße Strahlregler, der am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist, weist zumindest einen Strahlzerleger auf, der den zuströmenden Wasserstrahl aufteilt und in kleine Wasserteilchen oder Wasserstrahlen zerlegt. Der erfindungsgemäße Strahlregler hat dazu ein hülsenförmiges Innengehäuse, das von einem Außengehäuse umhüllt ist. Dabei ist zwischen dem Innengehäuse, das einen wasserführenden Leitungsabschnitt bildet, und dem Außengehäuse zumindest ein Belüftungskanal angeordnet, durch den die zum Durchmischen mit dem das Innengehäuse durchströmenden Wasser bestimmte Umgebungsluft angesaugt werden kann. Der zumindest eine Belüftungskanal hat eine Einlauföffnung und wenigstens eine Durchtrittsöffnung, die am Gehäuseumfang des Innengehäuses vorgesehen ist und durch welche die vom Belüftungskanal kommende Umgebungsluft in den Gehäuseinnenraum des Innengehäuses einströmen kann. Der zumindest eine Strahlzerleger des erfindungsgemäßen Strahlreglers ist als Strahlzerstäuberdüse ausgebildet, die den zuströmenden Wasserstrom in einen Spray aus feinen Tröpfchen (Nebel) zerstäubt und ein Aerosol aus mit Umgebungsluft vermischten feinen Tröpfchen erzeugt, das im Innengehäuse einen hohlkegelförmigen Strahl aus separierten Flüssigkeitsanteilen bildet. Dabei zeichnet sich die als Strahlzerleger dienende Zerstäuberdüse auch bei einer vergleichsweise geringen Durchflussleistung noch durch eine gute Strahlaufteilung und -zerlegung aus. In Strömungsrichtung unterhalb der mindestens einen Durchtritts-öffnung ist am Innenumfang des Innengehäuses eine ringförmig umlaufende Auftreffzone angeordnet, in welcher der hohlkegelförmig aufgeteilte Wasserstrahl am Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses auftritt. Der Gehäuseinnenraum des Innengehäuses dient dabei als Mischkammer, in welcher der hohlkegelförmig aufgeteilte Wasserstrahl mit der von der wenigstens einen Durchtrittsöffnung kommenden Umgebungsluft noch zusätzlich durchmischt wird, bevor der luftdurchmischte Wasserstrahl in Strömungsrichtung nach der Aufprallzone wieder zu einem perlend-weichen Auslaufstrahl mit homogenem, zylindrischen Strahlaußenumfang geformt wird. Die aus der Zerstäuberdüse noch als feiner Nebel austretenden Wassertröpfchen, die mit Keimen belastet sein und beim Einatmen ein Gesundheitsrisiko beinhalten können, werden im Innengehäuse in Strömungsrichtung unterhalb der Aufprallzone somit zu einem homogenen und insoweit gesundheitlich unbedenklichen Strahl geformt.
Um die Umgebungsluft gleichmäßig der im Gehäuseinnenraum des Innengehäuses vorgesehenen Mischkammer zuführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Belüftungskanal als ein zwischen Innengehäuse und Außengehäuse angeordneter Ringspalt ausgebildet ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass in dem wenigstens einen Belüftungskanal mindestens eine Querschnittsverengung ausgebildet ist. Der im Bereich zwischen Innen- und Außengehäuse gebildete, wenigstens eine Belüftungskanal reduziert die Übertragung der durch das durchströmende Wasser verursachten Störgeräusche. Durch die mindestens eine, in dem wenigstens einen Belüftungskanal vorgesehene Querschnittsverengung wird ein Schallhindernis gebildet, das die Übertragung dieser Störgeräusche nach außen zusätzlich reduziert.
Dabei sieht eine einfache und bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die mindestens eine Querschnittsverengung als ein am Innenumfang des Außengehäuses vorstehender Ringflansch ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Querschnittsverengung in Strömungsrichtung des durch den Strahlregler strömenden Wasserstrahls unterhalb der wenigstens einen Durchtrittsöffnung angeordnet ist.
Um die gute Vermischung des durchströmenden Wassers mit der Umgebungsluft noch zusätzlich zu fördern, ist es vorteilhaft, wenn im Innengehäuse wenigstens ein Strömungshindernis vorgesehen ist. Zu diesem Zweck sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass das Innengehäuse sich zu seiner Auslaufstirnseite hin vorzugsweise stufenweise verjüngt oder verengt. Diese am Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses vorgesehene wenigstens eine Stufe kann um den Gehäuseinnenumfang umlaufen oder auch segmentiert oder unterbrochen sein. Als die Durchmischung von Wasser und Umgebungsluft begünstigende Strömungshindernisse sind auch andere Vorsprünge denkbar, die vom Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses aus in dessen Gehäuseinnenraum vorstehen.
Um die Ausbildung eines homogenen Auslaufstrahles zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn an der Auslaufstirnseite des Innengehäuses ein Strömungsgleichrichter vorgesehen ist, der eine Gitter-, Netz- oder Wabenstruktur mit strömungsführenden Durchflusslöchern aufweist. Dieser, am Auslaufende des Innengehäuses vorgesehene Strömungsgleichrichter formt aus dem im Gehäuseinneren des Innengehäuses mit Umgebungsluft durchmischten verwirbelten Wasser einen homogenen Auslaufstrahl.
Um die Gleichrichtung des auslaufenden Wassers im Strömungsgleichrichter zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn zumindest die Mehrzahl der Durchflusslöcher eine Längserstreckung in Durchflussrichtung haben, die im Vergleich zur maximalen Weite der Durchflusslöcher größer ist.
Um ein Anheben des Strömungsgleichrichters in den als Mischkammer dienenden Gehäuseinnenraum des Innengehäuses zu verhindern und um funktionsbeeinträchtigenden Manipulationen am Strömungsgleichrichter entgegenzuwirken, ist es vorteilhaft, wenn der Strömungsgleichrichter an das Innengehäuse innenumfangsseitig angeformt ist.
Eine gute Strahlformung des austretenden Wassers wird begünstigt, wenn dem Strömungsgleichrichter wenigstens eine Lochplatte in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist.
Dabei wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die wenigstens eine Lochplatte Löcher hat, deren maximale Weite im Vergleich zur Weite der Durchflusslöcher des Strömungsgleichrichters kleiner ist.
Eine einfache und zweckmäßige Ausführung gemäß der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Lochplatte in den Gehäuseinnenraum des Innengehäuses eingesetzt und vorzugsweise auf den Strömungsgleichrichter aufgelegt ist.
Um den erfindungsgemäßen Strahlregler am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Außengehäuse an seinem zuströmseitigen Gehäuseumfang eine Kupplung aufweist, die mit einer Gegenkupplung am Wasserauslauf der sanitären Auslaufarmatur zusammenwirkt. Dabei kann eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung darin bestehen, dass die am Au-ßengehäuse vorgesehene Kupplung als Gewinde ausgebildet ist, das mit einem Gegengewinde am Wasserauslauf der sanitären Auslaufarmatur zusammenwirkt.
Die Konstruktion und Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlreglers wird wesentlich vereinfacht, wenn das Innengehäuse außenumfangsseitig zumindest einen Einsetzanschlag hat, und wenn das Innengehäuse in das Außengehäuse einsetzbar ist, bis der Einsetzanschlag auf einem am Gehäuseinnenumfang des Außengehäuses vorgesehen Auflager aufliegt.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Einsetzanschlag als segmentierter oder umlaufender Ringabsatz ausgebildet ist.
Die positionsgenaue Anordnung der aus Strahlzerlger und Innengehäuse gebildeten Einheit im Außengehäuse des erfindungsgemäßen Strahlreglers wird begünstigt, wenn die zulaufseitige Stirnfläche des als Querschnittsverengung dienenden Ringflansch als Auflager für den zumindest einen Einsetzanschlag dient.
Um den Austritt solcher Störgeräusche noch zusätzlich zu verhindern, die im erfindungsgemäßen Strahlregler durch das durchströmende Wasser erzeugt werden, ist es vorteilhaft, wenn die Einlauföffnung des zumindest einen Belüftungskanals an der Ablaufseite des Strahlreglers vorgesehen ist. Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht zu diesem Zweck auch vor, dass der ablaufseitige Stirnrandbereich des Außengehäuses in Richtung zum Innengehäuses und/oder des Innengehäuse in Richtung zum Außengehäuse abgewinkelt ist. Somit weist die Einlauföffnung im Vergleich zum lichten Kanalquerschnitt des Belüftungskanals in dem in Strömungsrichtung nachfolgenden Kanalabschnitt einen reduzierten Querschnitt auf, wodurch der Austritt der im Belüftungskanal reflektierten Störgeräusche noch zusätzlich erschwert und ein geräuscharmer Betrieb des erfindungsgemäßen Strahlreglers noch zusätzlich begünstigt wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Strahlregler einen einzigen, vorzugsweise zentralen Strahlzerleger hat und wenn die Längsachsen von Strahlzerleger, Innengehäuse und Außengehäuse koaxial zueinander angeordnet sind.
Die Montage des erfindungsgemäßen Strahlreglers wird wesentlich vereinfacht und der Zusammenhalt der den erfindungsgemä-ßen Strahlregler bildenden Bestandteile während der Lagerung und des Transports wird begünstigt, wenn der Strahlzerleger auf der zulaufseitigen Stirnseite des Innengehäuses mit diesem verbindbar und vorzugsweise lösbar verrastbar ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, das der als Zerstäuberdüse ausgebildete Strahlzerleger eine Drallkammer hat, in der zumindest ein quer zur Düsen-Längsachse orientierter und vorzugsweise tangential in die Drallkammer einlaufender Zuführkanal mündet, dass jedem Zuführkanal wenigstens ein Einlaufkanal in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist, und dass sich die Drallkammer in Abströmrichtung in Richtung zu einem Düsenkanal verjüngt, an dessen Kanalendbereich der Wasserstrahl in das Innengehäuse austritt.
Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben.
Es zeigt:

1 die aus einem Innengehäuse und einem Strahlzerleger gebildete Einheit eines ansonsten hier nicht weiter gezeigten Strahlreglers,
2 die aus Strahlzerleger und damit lösbar verrastbarem Innengehäuse gebildete Einheit aus 1 in einem entlang der Längsmittelachse abgewinkelten Längsschnitt,
3 die aus dem Strahlzerleger und dem Innengehäuse gebildete Einheit aus den 1 und 2 in einem ebenfalls entlang der Längsmittelachse abgewinkelten Längsschnitt,
4 einen Detail-Längsschnitt der in den 1 bis 3 gezeigten Einheit im Bereich der Auslaufstirnseite des Innengehäuses,
5 den unter Verwendung der in den 1 bis 4 gezeigten Einheit gebildeten Strahlregler, wobei die aus dem Strahlzerleger und dem Innengehäuse gebildete Einheit hier von einem am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbaren Außengehäuse umgeben ist und wobei der Strahlregler hier in einem in der Zeichnungsebene liegenden Längsschnitt dargestellt ist, und
6 die in einer auseinandergezogenen Perspektivdarstellung ihrer Bestandteile gezeigte und aus Strahlzerleger sowie in Strömungsrichtung nachgeschaltetem Innengehäuse gebildete Einheit gemäß den 1 bis 4, die in dem Strahlregler gemäß 5 zum Einsatz kommt.

In den 1 bis 6 sind ein Strahlregler 1 (vgl. 5) und dessen wesentlichen Bestandteile in verschiedenen Darstellungen gezeigt. Der Strahlregler 1 soll sich auch bei möglichst geringen Durchflussleistungen durch eine gute Zerlegung des zuströmenden Wassers und durch eine optimierte Vermischung des zerlegten Wassers mit der Umgebungsluft auszeichnen, so dass in diesem Strahlregler 1 ein homogener, perlend-weicher und gut durchmischter Auslaufstrahl gebildet wird. Der hier dargestellte Strahlregler 1 ist dazu am Wasserauslauf einer hier nicht weiter gezeigten sanitären Auslaufarmatur montierbar. Der Strahlregler 1 weist dazu einen Strahlzerleger 2 auf, der den zuströmenden Wasserstrom aufteilt und in kleine Wasserteilchen oder Wasserstrahlen zerlegt. Der Strahlregler 1 hat ein hülsenförmiges Innengehäuse 3, das von einem Außengehäuse 4 umhüllt ist. Dabei ist zwischen dem Innengehäuse 3, das einen wasserführenden Leitungsabschnitt bildet, und dem Außengehäuse 4 zumindest ein Belüftungskanal 5 angeordnet, durch den die zum Durchmischen mit dem das Innengehäuse 3 durchströmenden Wasser bestimmte Umgebungsluft angesaugt werden kann.
Der zumindest eine Belüftungskanal 5 hat wenigstens eine Einlauföffnung 6 und mindestens eine Durchtrittsöffnung 7, die am Gehäuseumfang des Innengehäuses 3 vorgesehen ist, und durch welche die vom Belüftungskanal 5 kommende Umgebungsluft in den als Mischkammer dienenden Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 einströmen kann.
Der zumindest eine Strahlzerleger 2 des Strahlreglers 1 ist als Zerstäuberdüse ausgebildet, die den zuströmenden Wasserstrom in einen im Wesentlichen hohlkegelförmigen Wasserstrahl aufteilt und die sich auch bei einer vergleichsweise geringen Durchflussleistung noch durch eine gute Strahlaufteilung und -zerlegung auszeichnet. Die als Strahlzerleger 2 dienende Zerstäuberdüse hat einen Düsenkorpus 8, der am zulaufseitigen Stirnrand des Innengehäuses 3 mit diesem verbindbar und vorzugsweise verrastbar ist. Im Düsenkorpus 8 ist eine Drallkammer 9 vorgesehen, die zuströmseitig einen im lichten Querschnitt im Wesentlichen zylindrischen oder scheibenförmigen Kammerabschnitt 10 hat. In der Drallkammer 9 mündet zumindest ein quer und vorzugsweise rechtwinklig zur Düsen-Längsachse orientierter und tangential in die Drallkammer 2 einlaufender Zuführkanal 11. In der Drallkammer 2 münden dazu mehrere, durch jeweils eine Nut 29 gebildete Zuführkanäle 11, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die Drallkammer 9 verjüngt sich in Abströmrichtung trichterförmig in Richtung zu einem Düsenkanal 12. Der trichterförmige Abschnitt der Drallkammer 9 ist in seinem lichten Querschnitt so ausgestaltet, dass die Drallkammer 9 in Richtung zum Düsenkanal 5 die Form eines kegeligen oder rotationshyperbolischen Trichters aufweist. Die als Strahlzerleger 2 dienende Zerstäuberdüse weist in ihrem Düsenkorpus 8 eine zuströmseitige Einsetzöffnung 13 auf. An der Umfangswand dieser Einsetzöffnung 13 ist wenigstens eine, zur Bildung eines Einlaufkanales 30 bestimmte Nut 14 vorgesehen. Dabei ist jedem Zuführkanal 11 jeweils ein in Düsen-Längsrichtung orientierter Einlaufkanal 30 in Strömungsrichtung vorgeschaltet. In die Einsetzöffnung 13 ist ein Stopfen 15 bis zu einem umfangsseitig umlaufenden Ringabsatz 16 einsetzbar. Der Ringabsatz 16 ist durch wenigstens eine Nut 29 unterbrochen, die zur Bildung eines Zuführkanales 11 vorgesehen ist. Während der Außenumfang des Stopfens 15 die wenigstens eine Nut 14 zu einem Einlaufkanal 30 schließt, schließt die Stirnseite des Stopfens 14 die mindestens eine Nut 11 längsseitig zu einem Zuführkanal 11. An der der Drallkammer 9 zugewandten Stirnseite des Stopfens 15 weist der Stopfen eine Einsenkung 17 auf. In den 1 bis 3, 5 und 6 ist erkennbar, dass der Düsenkorpus 8 auf seiner Zulaufseite ZS mit einem Vorsatz- oder Filtersieb 18 verbindbar und vorzugsweise verrastbar ist. Dieses Vorsatzsieb 18 filtert die im anströmenden Wasserstrom mitgeführten Schmutzpartikel und Kalkreste aus, die andernfalls die Funktion des Strahlreglers 1 beeinträchtigen könnten.
Die als Strahlzerleger 2 dienende Zerstäuberdüse teilt den zuströmenden Wasserstrom auf, wobei dieser Wasserstrom in einen Spray aus feinen Tröpfchen (Nebel) zerstäubt und ein Aerosol aus mit Umgebungsluft vermischten feinen Tröpfchen gebildet wird. Dieser aus feinen Tröpfchen gebildete Spray tritt aus der Zerstäuberdüse als hohlkegelförmiger Strahl aus, der aus separierten Flüssigkeitsanteilen gebildet ist. Dieser hohkegelförmige Wasserstrahl ist in 2 durch gestrichelte Linien 31 angedeutet. In Strömungsrichtung unterhalb der mindestens einen Durchtrittsöffnung 7 des Belüftungskanals 5 ist eine ringförmig umlaufende Auftreffzone 19 angeordnet, in welcher der hohlkegelförmig aufgeteilte Wasserstrahl am Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses 3 auftrifft. Der Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 dient dabei als Mischkammer, in welcher der hohlkegelförmig aufgeteilte Wasserstrahl mit der von der wenigstens einen Durchtrittsöffnung 7 kommenden Umgebungsluft durchmischt wird, bevor der luftdurchmischte Wasserstrahl in Strömungsrichtung nach der Aufprallzone 19 wieder zu einem perlend-weichen Auslaufstrahl mit homogenem zylindrischen Strahlaußenumfang geformt wird. Dabei werden die aus der Zerstäuberdüse noch als feiner Nebel austretenden Wassertröpfchen, die mit Keimen belastet und beim Einatmen ein Gesundheitsrisiko beinhalten können, im Innengehäuse 3 in Strömungsrichtung unterhalb der Aufprallzone 19 zu einem homogenen und insoweit gesundheitlich unbedenklichen Auslaufstrahl geformt.
Um eine gleichmäßige Durchmischung in dem als Mischkammer dienenden Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 zu bewerkstelligen, ist der Belüftungskanal 5 als ein zwischen Innengehäuse 3 und Außengehäuse 4 angeordneter Ringspalt ausgebildet.
Dieser Ringspalt kann um das Innengehäuse 3 umlaufen und/oder auch zumindest in einem Teilbereich der Kanal-Längserstreckung segmentiert sein. Um die angestrebte gleichmäßige Durchmischung noch zusätzlich zu begünstigen, sind am Gehäuseumfang des Innengehäuses 3 zumindest zwei und vorzugsweise mehrere, in insbesondere gleichmäßigen Abständen voneinander beabstandete Durchtrittsöffnungen 7 vorgesehen.
Der im Bereich zwischen Innen- und Außengehäuse 3, 4 gebildete, wenigstens eine Belüftungskanal 5 reduziert bereits die Übertragung der durch das durchströmende Wasser im Strahlregler 1 verursachten Störgeräusche. Um diese Störgeräusche noch zusätzlich zu reduzieren und um die Wahrnehmung dieser Störgeräusche im Umfeld des Strahlreglers 1 noch zusätzlich zu vermindern, ist in dem wenigstens einen Belüftungskanal 5 mindestens eine Querschnittsverengung 20 ausgebildet ist. Durch diese mindestens eine, im wenigsten einen Belüftungskanal 5 vorgesehene Querschnittsverengung 20 wird ein Schallhindernis gebildet, das die Übertragung dieser Störgeräusche nach außen zusätzlich reduziert. Diese Querschnittsverengung 20 ist hier als ein am Innenumfang des Außengehäuses 4 vorstehender Ringflansch ausgebildet. Dabei ist die Querschnittsverengung 20 in Strömungsrichtung des durch den Strahlregler 1 strömenden Wasserstrahls unterhalb der wenigstens einen Durchtrittsöffnung 7 und somit in Einströmrichtung der Umgebungsluft im Belüftungskanal 5 vor den Durchtrittsöffnungen 7 angeordnet. Um die Wahrnehmung solcher Störgeräusche im Umfeld des Strahlreglers 1 noch zusätzlich zu reduzieren, ist die Einlauföffnung 6 des wenigstens einen Belüftungskanals 5 an der Auslaufseite des Strahlreglers 1 angeordnet. In 5 ist besonders gut erkennbar, dass zu diesem Zweck auch der ablaufseitige Stirnrandbereich des Außengehäuses 4 in Richtung zum Innengehäuse 3 abgewinkelt ist. Somit weist die Einlauföffnung 6 im Vergleich zum lichten Kanalquerschnitt des Belüftungskanals 5 in dem in Strömungsrichtung der im Belüftungskanal 5 geführten Umgebungsluft nachfolgenden Kanalabschnitt einen reduzierten Querschnitt auf, so dass der Austritt der im Belüftungskanal 5 reflektierten Störgeräusche noch zusätzlich erschwert und ein geräuscharmer Betrieb des erfindungsgemäßen Strahlreglers 1 noch zusätzlich begünstigt wird.
Um eine gute Durchmischung der in den Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 eingesaugten Umgebungsluft einerseits mit dem das Innengehäuse durchströmenden Wasser andererseits zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn im Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 Strömungshindernisse vorgesehen sind. Wie in den 2 bis 5 erkennbar ist, verjüngt sich dazu das Innengehäuse 3 zu seiner Auslaufstirnseite hin stufenförmig. Dabei können die am Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses 3 vorgesehenen Stufen - wie hier - um den Gehäuseinnenumfang umlaufen oder auch segmentiert oder unterbrochen sein. Dabei wird eine gute Durchmischung von Luft und Wasser bereits begünstigt, wenn am Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses 3 zumindest eine solche Stufe 21 vorgesehen ist.
Im Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 kann eine in 5 durch strichpunktierte Linien angedeutete Blende 32 vorgesehen sein, die in der von der Zulaufseite ZS zur Ablaufseite AS orientierten Strömungsrichtung mit vorzugsweise geringem Abstand unterhalb der Durchtrittsöffnungen 7 angeordnet ist. Diese Blende 32 weist eine zentrale Öffnung auf, die den lichten Querschnitt des Innengehäuses 3 in diesen Bereich auf den Öffnungsquerschnitt der Blende 32 begrenzt. Die Blende 32 ist vorzugsweise als Lochscheibe ausgebildet, die in das Innengehäuse 3 eingesetzt ist. Die Blende 32 unterteilt den Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 in einen im Bereich der Durchtrittsöffnungen 7 befindlichen Lufteintrittsraum sowie in eine unterhalb der Blende 32 vorgesehene Mischkammer. Die Öffnung der Blende 32 umschließt den aus der Zerstäuberdüse kommenden und dort hohlkegelförmig austretenden Wasserstrahl vorzugsweise mit Abstand. Die Blende 32 verhindert, dass Aerosole oder Kollisionswasser, das durch Auftreffen des Wassers am Innengehäuse entstehen kann, durch die Durchtrittsöffnungen 7 hindurch austritt.
An der Auslaufstirnseite des Innengehäuses 3 ist ein Strömungsgleichrichter 22 vorgesehen, der das durch das Innengehäuse 3 zuströmende und mit Umgebungsluft durchmischte Wasser in Auslaufrichtung vergleichmäßigt. Dieser Strömungsgleichrichter 22 weist eine Gitter-, Waben- oder - wie hier - Netzstruktur mit strömungsführenden Durchflusslöchern 23 auf. Zumindest die Mehrzahl der Durchflusslöcher 23 hat eine Längserstreckung in Durchflussrichtung, die im Vergleich zur maximalen Weite dieser Durchflusslöcher 23 größer ist. Um einer unerwünschten Manipulation am Strömungsgleichrichter 22 des Strahlreglers 1 entgegenzuwirken, ist der Strömungsgleichrichter 22 an das Innengehäuse 3 innenumfangsseitig angeformt. Die Durchflusslöcher 23 sind so angeordnet und ausgebildet, dass der Wasserstrahl stromabwärts zu einem einheitlichen Auslaufstrahl rekombiniert. Dem Strömungsgleichrichter 22 ist wenigstens eine Lochplatte 24 in Strömungsrichtung vorgeschaltet, die Löcher 25 hat, deren maximale Weite im Vergleich zur Weite der Durchflusslöcher 23 des Strömungsgleichrichters 22 kleiner ist. Die Lochplatte 24 weist hier eine die Löcher 25 umgrenzende Gitterstruktur auf.
Die wenigstens eine Lochplatte 24 ist in den Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 eingesetzt und vorzugsweise auf den Strömungsgleichrichter 22 aufgelegt.
Um das Außengehäuse des in 5 gezeigten Strahlreglers 1 am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montieren zu können, weist das Außengehäuse 4 an seinem zuströmseitigen Gehäuseumfang eine hier als Gewinde 28 ausgebildete Kupplung auf, die mit einer beispielsweise durch ein Gegengewinde gebildeten Gegenkupplung am Wasserauslauf der sanitären Auslaufarmatur zusammenwirkt.
Das Innengehäuse 3 weist zumindest einen Einsetzanschlag 26 auf, wobei das Innengehäuse 3 in das Außengehäuse 4 einsetzbar ist, bis dieser zumindest eine Einsetzanschlag 26 auf einem am Gehäuseinnenumfang des Außengehäuses 4 vorgesehenen Auflager aufliegt. Als Auflager dient hier die zulaufseitige Stirnfläche des als Querschnittsverengung dienenden Ringflansches 20. Der Einsetzanschlag 26 ist hier als segmentierter Ringabsatz am Außenumfang des Innengehäuses 3 ausgebildet.
Der Strahlregler 1 hat einen einzigen und vorzugsweise zentralen Strahlzerleger 2. Dabei sind die Längsachsen des Strahlzerlegers 2, des Innengehäuses 3 sowie des Außengehäuses 4 koaxial zueinander angeordnet. Der Strahlzerleger 2 ist auf der zulaufseitigen Stirnseite des Innengehäuses 3 mit diesem lösbar verbindbar und vorzugsweise lösbar verrastbar.
Der hier dargestellte Strahlbelüfter 1 zeichnet sich auch bei sehr niedrigen Durchflussklassen und -leistungen durch eine sichere Funktionsweise aus. Dabei wird eine zentrale Zerstäuberdüse als Strahlzerleger 2 verwendet. In dieser Zerstäuberdüse wird ein hohlkegelförmiger Wasserstrahl gebildet, der in den als Mischkammer dienenden Gehäuseinnenraum des Innengehäuses 3 einströmt und innenumfangsseitig in der Aufprallzone 19 am Innengehäuse 3 auftrifft. Der aus dem Strahlzerleger 2 austretende hohlkegelförmige Wasserstrahl zeigt kaum eine Rotationsbewegung. Die Länge des Innengehäuses 3 in dem unterhalb der Durchtrittsöffnungen 7 angeordneten Gehäuseabschnitt ist ausreichend lang bemessen, so dass sich das am Auslaufende des Innengehäuses 3 im Bereich des Strömungsgleichrichters 22 aufstauende Wasser nicht bis in den Bereich der Auftreffzone 19 zurückstauen kann. Ein Absatz am abströmseitigen Ende des Innengehäuses 3 kann die Durchmischung des Wassers mit der Umgebungsluft noch zusätzlich verbessern.
Bezugszeichenliste

1: Strahlregler
2: Strahlzerleger
3: Innengehäuse
4: Außengehäuse
5: Belüftungskanal
6: Einlauföffnung
7: Durchtrittsöffnung
8: Düsenkorpus
9: Drallkammer
10: Kammerabschnitt
11: Zuführkanal
12: Düsenkanal
13: Einsetzöffnung
14: Nut
15: Stopfen
16: Ringabsatz
17: Einsenkung
18: Vorsatz- oder Filtersieb
19: Auftreffzone
20: Querschnittsverengung
21: Ringabsatz
22: Strömungsgleichrichter
23: Durchflusslöcher
24: Lochplatte
25: Löcher
26: Einsetzanschlag
27: Schrägfläche
28: Gewinde
29: Nut
30: Einlaufkanal
31: Linien
32: Blende
AS: Ablaufseite
ZS: Zulaufseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/055051 A1 [0002]
DE 202013002283 U1 [0003]
DE 102006013881 A1 [0005]

Claims

Strahlregler (1) mit zumindest einem Strahlzerleger (2), der den zuströmenden Wasserstrom aufteilt, mit einem hülsenförmigen Innengehäuse (3), das von einem Außengehäuse (4) umhüllt ist, und mit wenigstens einem zwischen Innengehäuse (3) und Außengehäuse (4) angeordneten Belüftungskanal (5), der mindestens eine Einlauföffnung (6) und wenigstens eine, am Gehäuseumfang des Innengehäuses (3) vorgesehene Durchtrittsöffnung (7) hat, wobei der zumindest eine Strahlzerleger (2) als Zerstäuberdüse ausgebildet ist, die den zuströmenden Wasserstrom in einen im wesentlichen hohlkegelförmigen Wasserstrahl aufteilt, und wobei in Strömungsrichtung unterhalb der mindestens einen Durchtrittsöffnung (7) am Innenumfang des Innengehäuses (3) eine ringförmig umlaufende Auftreffzone (19) angeordnet ist, in welcher der hohlkegelförmig aufgeteilte Wasserstrahl am Gehäuseinnenumfang des Innengehäuses (3) auftrifft.
Strahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Belüftungskanal (5) als ein zwischen Innengehäuse (3) und Außengehäuse (4) angeordneter Ringspalt ausgebildet ist.
Strahlregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Belüftungskanal (5) mindestens eine Querschnittsverengung (20) ausgebildet ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querschnittsverengung (20) als ein am Innenumfang des Außengehäuses (4) vorstehender Ringflansch ausgebildet ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querschnittsverengung (20) in Strömungsrichtung des durch den Strahlregler (1) strömenden Wasserstrahls unterhalb der wenigstens einen Durchtrittsöffnung (7) angeordnet ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengehäuse (3) sich zu seiner Auslaufseite (AS) hin verjüngt oder verengt.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengehäuse (3) sich stufenförmig verjüngt oder verengt.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Auslaufseite (AS) des Innengehäuses (3) ein Strömungsgleichrichter (22) vorgesehen ist, der eine Gitter-, Netz- oder Wabenstruktur mit strömungsführenden Durchflusslöchern (23) aufweist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Mehrzahl der Durchflusslöcher (23) eine Längserstreckung in Durchflussrichtung haben, die im Vergleich zur maximalen Weite der Durchflusslöcher (23) größer ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (22) an das Innengehäuse (3) innenumfangsseitig angeformt ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strömungsgleichrichter (22) wenigstens eine Lochplatte (24) in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lochplatte (24) Löcher (25) hat, deren maximale Weite im Vergleich zur Weite der Durchflusslöcher (23) des Strömungsgleichrichters (22) kleiner ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lochplatte (24) in den Gehäuseinnenraum des Innengehäuses (3) eingesetzt und vorzugsweise auf den Strömungsgleichrichter (22) aufgelegt ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (4) an seinem zuströmseitigen Gehäuseumfang ein Gewinde (28) aufweist, das mit einem Gegengewinde am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur zusammenwirkt.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengehäuse (3) zumindest einen Einsetzanschlag (26) hat, und dass das Innengehäuse (3) in das Außengehäuse (4) einsetzbar ist, bis der Einsetzanschlag (26) auf einem am Gehäuseinnenumfang des Außengehäuses (4) vorgesehenen Auflager aufliegt.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzanschlag (26) als segmentierter oder umlaufender Ringabsatz ausgebildet ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zulaufseitige Stirnfläche des als Querschnittsverengung (20) dienenden Ringflansches als Auflager für den zumindest einen Einsetzanschlag (26) dient.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlauföffnung (6) des zumindest einen Belüftungskanals (5) an der Ablaufseite (AS) des Strahlreglers (1) vorgesehen ist.
Strahlregler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der ablaufseitige Stirnrandbereich des Außengehäuses (4) in Richtung zum Innengehäuse (3) und/oder des Innengehäuses (3) in Richtung zum Außengehäuse (4) abgewinkelt ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlregler (1) einen einzigen, vorzugsweise zentralen Strahlzerleger (2) hat, und dass die Längsachsen von Strahlzerleger (2), Innengehäuse (3) und Außengehäuse (4) koaxial zueinander angeordnet sind.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlzerleger (2) auf der zulaufseitigen Stirnseite des Innengehäuses (3) mit diesem verbindbar und vorzugsweise verrastbar ist.
Strahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der als Zerstäuberdüse ausgebildete Strahlzerleger (2) eine Drallkammer (9) hat, in der zumindest ein quer zur Düsenlängsachse orientierter und vorzugsweise tangential in die Drallkammer (9) einlaufender Zuführkanal (11) mündet, dass jedem Zuführkanal (11) wenigstens ein Einlaufkanal in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist und dass sich die Drallkammer (9) in Abströmrichtung in Richtung zu einem Düsenkanal (12) verjüngt, an dessen Kanalendbereich der hohlkegelförmige Wasserstrahl in das Innengehäuse (3) austritt.