DE19813366A1 - Brausekopf zur Erzeugung eines in einzelne Tropfen separierten Regens - Google Patents

Brausekopf zur Erzeugung eines in einzelne Tropfen separierten Regens

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Description

Die Erfindung betrifft einen Brausekopf, welcher einen in einzelne Tropfen separierten Regen mit hoher Ausströmgeschwindigkeit erzeugt, einsetzbar beispielsweise als Duschbrause, als Reinigungsbrause, oder überall dort, wo ein in einzelne Tropfen separierter Regen mit hoher Ausströmgeschwindigkeit vorteilhaft ist.
Die Reinigungswirkung eines Brausestrahls wird erhöht, wenn der Strahl nicht in Form von zusammenhängenden Wasserfäden, sondern mit Unterbrechungen austritt. Eine Ausströmung in Form einzelner Tropfen wäre ideal, aber dies ist bei höheren Ausströmdrücken und somit mit höheren Austrittsgeschwindigkeiten schwierig zu realisieren. Ein Brausestrahl in Form eines Regens mit hoher Ausströmgeschwindigkeit wäre auch zum Einsatz als Duschbrause interessant, da ein Regen mit hohem Druck das Gefühl vermittelt, mit hohen Druck und großer Wassermenge zu duschen, die tatsächliche verbrauchte Wassermenge wäre aber gering.
Bisherige Konstruktionen unterbrechen die Wasserfäden meist mit großem Aufwand. Rotierende Kugeln oder rotierende Flügelräder sind verschleißanfällig und aufwendig herzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brause an die Hand zu geben, welche einen Regen mit hoher Ausströmgeschwindigkeit mit geringem Aufwand und geringer Verschleißanfälligkeit erzeugt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Regen mit hoher Ausströmgeschwindigkeit zu erzeugen, wobei der Regen aus einzelnen mit Luft gefüllten Blasen besteht, da hiermit eine weitere enorme Einsparung der Flüssigkeit, z. B. Wasser beim Einsatz als Duschbrause erzielt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brausekopf, aus welchem der Regen austritt, als Turbulenzkammer ausgeführt ist, in welcher eine Wirbelströmung erzeugt wird. Die Wirbelströmung verhindert die Bildung von Wasserfäden aus den Austrittslöchern der Kammer, da Querströmungen diesen sofort abreißen lassen. Die Erzeugung der Wirbelströmung kann geschehen, indem eine separate Wirbelerzeugungsvorrichtung die Wirbelströmung erzeugt und diese dann in die Turbulenzkammer geleitet wird. Andererseits kann die Wirbelströmung durch entsprechende Einströmwinkel der Flüssigkeitszuleitung in die Turbulenzkammer auch direkt in der Turbulenzkammer erzeugt werden.
Um einen Blasenregen zu erzeugen, muß der Flüssigkeit Luft zugeleitet werden. Dies geschieht am vorteilhaftesten, wenn die Saugwirkung des erzeugten Wirbels im Wirbelzentrum hierfür genutzt wird. Die Einleitung der Luft in das Wirbelzentrum kann in der Turbulenzkammer geschehen oder aber auch bei Verwendung einer separaten Wirbelkammer als Wirbelerzeugungsvorrichtung in die Wirbelkammer. Bei der Verwendung als Duschbrause kann die Einleitung der Luft in die separate Wirbelkammer von Vorteil sein, da die Luftzuführung dann einfacher in einen Bereich gelegt werden kann, der nicht mit Wasser in Berührung kommt und somit eine Funktion in allen Betriebszuständen gewährleistet ist.
In verschiedenen Einsatzbereichen ist es vorteilhaft, die Regenbrause mit geringem Druck und somit mit niedriger Ausströmgeschwindigkeit des Regens zu betreiben. Beispiel hierfür ist die Beregnung von Jungpflanzen bei der Auszucht, da hier ein Auftreffen von Tropfen mit großer Geschwindigkeit Beschädigungen an den Pflanzen bedeuten würde. Noch besser wäre hier auch der Blasenregen, da er noch leichter fällt und die Jungpflanzen noch weniger beschädigen kann.
Dieses System kann aber auch neben dem Einsatz als Duschbrause, Reinigungsbrause oder Bewässerungsbrause in anderen Einsatzgebieten, z. B. in der Industrie mit leglicher Form von Flüssigkeit Verwendung finden.
Die Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 28 erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform einer Turbulenzkammer (1) mit separater Wirbelerzeugungskammer (3), aus welcher aus der Wirbelaustrittsöffnung (4) der Wirbelstrom in die Turbulenzkammer strömt. Schematisch dargestellt sind die entstehenden Turbulenzen in der Turbulenzkammer (5). Der Regen tritt aus den Austrittsöffnungen (2) aus. Bei dieser Ausführungsform ist die Wirbelerzeugungskammer und die Turbulenzkammer lösbar miteinander verbunden (6).
Fig. 2 Die Ansicht der Turbulenzkammer (1) aus Fig. 1 von unten mit den Austrittsöffnungen des Regens (2).
Fig. 3 Eine Schnittzeichnung einer Turbulenzkammer (1) mit einer Wirbelerzeugungsvorrichtung (30), welche direkt in der Turbulenzkammer (1) über entsprechend angeordnete Einströmöffnungen (31, 32) die Wirbelströmung erzeugt.
Fig. 4 Eine Schnittzeichnung auf der Ebene A-A von unten zum besseren Verständnis der Wirbelerzeugungsvorrichtung aus Fig. 3 mit schematischer Andeutung der entstehenden rotierenden Strömung (33).
Fig. 5 Eine Schnittzeichnung einer Turbulenzkammer mit einer Wirbelerzeugungsvorrichtung in Form tangentialer Einströmöffnungen (50, 51) in der Turbulenzkammer (1), welche direkt in der Turbulenzkammer die Wirbelströmung erzeugt.
Fig. 6 Ansicht von oben auf die Turbulenzkammer (1) aus Fig. 5 mit Schnitt auf der Ebene B-B durch die tangentialen Einströmöffnungen (50, 51).
Fig. 7 Längsschnitt durch die Turbulenzkammer aus Fig. 5 mit schematischer Andeutung der Wirbelströmung (52) und dem austretenden Regen (53).
Fig. 8 Eine Schnittzeichnung einer Turbulenzkammer (1) mit einer Wirbelerzeugungsvorrichtung in Form tangentialer Einströmöffnungen (51) in der Turbulenzkammer (1), welche direkt in der Turbulenzkammer (1) die Wirbelströmung (81) erzeugt, zusätzlich mit einen Belüftungsrohr (80), welches dem Wirbelzentrum Luft zuführt. Dargestellt ist auch der auf Grund der Luftzuführung entstehende Blasenregen (82).
Fig. 9 Eine Schnittzeichnung einer Turbulenzkammer (1) mit einer Wirbelerzeugungsvorrichtung in Form tangentialer Einströmöffnungen (51) in der Turbulenzkammer (1), welche direkt in der Turbulenzkammer (1) die Wirbelströmung (91) erzeugt, zusätzlich mit einen verstellbaren Belüftungsrohr (90).
Fig. 10 Schnittzeichnung der Turbulenzkammer (1) aus Fig. 9, dargestellt mit dem Belüftungsrohr (90) in der Stellung, in der dem Wirbelzentrum Luft zugeführt wird und die Flüssigkeit aufgeschäumt wird. Somit tritt ein Blasenregen (92) aus der Turbulenzkammer aus.
Fig. 11 Schnittzeichnung der Turbulenzkammer (1) aus Fig. 9, dargestellt mit dem Belüftungsrohr (90) in der Stellung, in welcher der erzeugte Wirbel durch das Rohr nach außen weiter geleitet wird und das Wasser auf Grund der Wirbelturbulenz zerstäubend austritt (93).
Fig. 12 Eine Schnittzeichnung einer Turbulenzkammer (1) mit separater Wirbelerzeugungskammer (120), wobei die Wirbelerzeugungskammer (120) mit einer Luftzuführungsvorrichtung (121) versehen ist, um dem Wirbelzentrum Luft zuzuführen. Schematisch dargestellt ist auch der entstehende Schaum (123) und der austretende Blasenregen (124).
Fig. 13 Darstellung einer möglichen Ausführungsform der separaten Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 12 mit Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit (131, 132), der Austrittsöffnung der Wirbelströmung mit verkleinertem Durchmesser zur Erhöhung der Wirbeldrehzahl (133) und der Luftzuführungsöffnung (134).
Fig. 14 Draufsicht von oben auf die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 13.
Fig. 15 Schnittzeichnung durch die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 13 auf der Ebene C-C.
Fig. 16 Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 12 mit Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit (131, 132), der Austrittsöffnung der Wirbelströmung ohne Veränderung des Kammerdurchmessers (160) und der Luftzuführungsöffnung (134).
Fig. 17 Draufsicht von oben auf die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 16.
Fig. 18 Schnittzeichnung durch die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 16 auf der Ebene D-D.
Fig. 19 Eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform einer Turbulenzkammer (1) mit Wirbelerzeugungskammer (190), zur Erzeugung eines Blasenregens. Die Luftzuführung erfolgt über ein verstellbares Luftzuführungsrohr (191). Der Blasenregen tritt aus den Austrittsöffnungen (2) aus. Bei dieser Ausführungsform ist die Wirbelerzeugungskammer und die Turbulenzkammer lösbar miteinander verbunden (6).
Fig. 20 Die Ansicht der Turbulenzkammer (1) aus Fig. 19 von unten mit dem Luftzuführungsrohr (191) und den Austrittsöffnungen des Regens (2).
Fig. 21 Eine Schnittzeichnung der Turbulenzkammer (1) aus Fig. 19 mit nach unten verstelltem Luftzuführungsrohr, so daß ein Blasenregen aus dem Brausekopf austritt. Schematisch dargestellt sind die Strömungen in der Turbulenzkammer, der entstehende Schaum (210) und der austretende Blasenregen (211).
Fig. 22 Eine Schnittzeichnung der Turbulenzkammer (1) aus Fig. 19 mit nach oben verstelltem Luftzuführungsrohr (191), so daß aus dem Luftzuführungsrohr (191) ein feiner Sprühregen (220) austritt.
Fig. 23 Darstellung einer möglichen Ausführungsform der Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 19 mit Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit (131, 132) und der Austrittsöffnung der Wirbelströmung ohne Veränderung des Kammerdurchmessers (230).
Fig. 24 Draufsicht von oben auf die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 23.
Fig. 25 Schnittzeichnung durch die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 23 auf der Ebene E-E.
Fig. 26 Darstellung einer möglichen Ausführungsform der separaten Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 19 mit Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit (131, 132) und der Austrittsöffnung der Wirbelströmung mit verkleinertem Durchmesser zur Erhöhung der Wirbeldrehzahl (133).
Fig. 27 Draufsicht von oben auf die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 26.
Fig. 28 Schnittzeichnung durch die Wirbelerzeugungskammer (120) aus Fig. 26 auf der Ebene F-F.

Claims (10)

1. Brausekopf, zur Erzeugung eines in einzelne Tropfen separierten Regens oder Blasenregens, auch mit hohen Ausströmgeschwindigkeiten, gekennzeichnet durch
  • - eine Turbulenzkammer (1), in welcher eine Wirbelerzeugungsvorrichtung lösbar oder nicht lösbar integriert ist und welche eine meist größere Anzahl von Austrittslöchern (2) zum Austreten des Flüssigkeitsregens aufweist, wobei
  • - in der Turbulenzkammer eine wirbelnde Turbulenzströmung erzeugt wird (5, 33, 52, 91, 125), welche eine Wasserfadenbildung aus den Austrittslöchern auch bei höheren Drücken in der Turbulenzkammer verhindert und somit eine Separation der Flüssigkeit in einzelne Tropfen auch bei höheren Ausströmgeschwindigkeiten realisiert wird.
2. Brausekopf, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Erzeugung der Wirbelströmung in einer separaten Wirbelerzeugungskammer (3, 120) erfolgt und diese Wirbelströmung in die Turbulenzkammer eingeleitet wird, wobei sich die wirbelnde Strömung in der Turbulenzkammer fortsetzt (5, 125, 212).
3. Brausekopf, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Erzeugung der Wirbelströmung direkt in der Turbulenzkammer erfolgt (33, 52, 81, 91).
4. Brausekopf, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Einströmung der Flüssigkeit in die Turbulenzkammer im wesentlichen durch mindestens ein Loch in dem Mantel der Turbulenzkammer ausgeführt ist (50, 51), welches oder welche so angeordnet sind, daß die Flüssigkeit in der Turbulenzkammer wirbelförmig strömt (52, 81, 91).
5. Brausekopf, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Einströmung der Flüssigkeit in die Turbulenzkammer im wesentlichen innerhalb der Turbulenzkammer erfolgt und daß die Einströmöffnungen (31, 32) im wesentlichen so angeordnet sind, daß die Flüssigkeit in der Turbulenzkammer wirbelförmig strömt (33).
6. Brausekopf, nach Anspruch 1 und 2 oder Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - über eine Luftzuführungsvorrichtung (80, 90, 191), durch welche dem Zentrum der Turbulenzströmung in der Turbulenzkammer von oben, von unten oder seitlich Luft zugeführt wird, die auf Grund der Saugwirkung der Wirbelströmung im Wirbelzentrum eingesaugt wird und auf Grund der Luftzuführung und der Turbulenzströmung in der Turbulenzkammer die Flüssigkeit mit der Luft oder dem Gas intensiv vermengt wird und die Flüssigkeit dabei stark aufgeschäumt wird (210) und dieser Schaum aus den Austrittslöchern in Form eines Wasserblasenregens austritt (82, 92, 211), wobei
  • - die Lufteinsaugung in die Turbulenzkammer auf Grund der Saugwirkung der Wirbelströmung im Wirbelzentrum in der Turbulenzkammer auch stattfindet, wenn die Turbulenzkammer unter Druck steht, wobei der Druck in der Turbulenzkammer durch das Einbringen der Luft noch zusätzlich erhöht wird, so daß der Wasserblasenregen mit hoher Geschwindigkeit aus der Turbulenzkammer austreten kann.
7. Brausekopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Luftzuführung zum Aufschäumen des Wassers in der Turbulenzkammer durch ein Zentralrohr (90, 191) ausgeführt ist, dessen Mittelachse mit der Wirbelachse fluchtet und das durch das Gehäuse der Turbulenzkammer durchgeführt ist und
  • - daß der Abstand zwischen Zentralrohr und Wirbelerzeugungsvorrichtung veränderbar ausgeführt ist, so daß das Zentralrohr bei Einstellung eines bestimmten Abstandes als Luftzuführung zum Aufschäumen des Wassers dient und somit der Wasserblasenregen erzeugt wird (92, 211) und bei Einstellung ohne eines Abstandes sich in dem Zentralrohr der Wasserwirbel fortsetzt und das Wasser aus dem Zentralrohr auf Grund der Rotationsbewegung zerstäubend austritt (93, 220).
8. Brausekopf nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Wirbelerzeugungskammer (120) eine Luftzuführungsöffnung aufweist, welche mit der Wirbelachse fluchtet und welche vorteilhafterweise auf der abschließenden Wandung gegenüber der Wirbelaustrittsöffnung eingebracht ist (134), so daß auf Grund der Saugwirkung des Wirbels im Wirbelzentrum Luft in die Wirbelkammer eingesaugt wird und die Luft zusammen mit der Flüssigkeit in die Turbulenzkammer strömt und dort ein Aufschäumen der Flüssigkeit mit dem Gas erfolgt (123) und dieser Schaum aus den Austrittslöchern der Turbulenzkammer in Form eines Blasenregens austritt (124).
9. Brausekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Austrittslöcher der Turbulenzkammer mittels eines Siebes ausgeführt sind.
10. Brausekopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Luftzuführung über die Luftzuführungsvorrichtung (80, 90, 121, 134, 191) über Druckluft erfolgt, so daß die Blasenbildung und Austrittsgeschwindigkeit noch weiter erhöht werden können.
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