DE2641802C3

DE2641802C3 - Duschvorrichtung

Info

Publication number: DE2641802C3
Application number: DE19762641802
Authority: DE
Inventors: Bernt Prof. Dr. 6803 Edingen Spiegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2641802B2; DE2641802A1

Description

Die Erfindung beziehtsich auf eine Duschvorrichtung, insbesondere für die ortsfeste Anbringung in Duschkabinen, bestehend aus mindestens einem Wasserzulauf, eirier Verteilerkammer Und mindestens einer Austrittsöffnung für das Wasser-

Bei defi üblichen Duschen öder Bräüserj wird eine Vielzahl von Austrittsöffnungen durch eine Lochplatte

ÖUZ

gebildet, bei der die Gesamtfläche aller Löcher geringer ist als der Querschnitt des Wasserzulaufs. Die Lochplatte stellt zugleich die Begrenzungswand der Verteilerkammer gegenüber der Umgebung dar. Durch die angegebenen Maßnahmen baut sich in der Verteilerkammer, d. h. vor der Lochplatte ein Druck auf, der innerhalb der Austrittsöffnungen in eine hohe Strömungsgeschwindigkeit umgesetzt wird. Dir Folge ist eine hohe Beschleunigung einzelner Wasserteüchen, die aus der Dusche herausgeschleudert werden und teilweise mit erheblicher kinetischer Energie auf die Haut des Duschenden aufprallen. Hierbei wird ein nicht unerheblicher Teil des Wassers zurückgeschleudert und kann infolgedessen nicht zu Reinigungszwecken dienen. Vielmehr besteht eine erhebliche Gefahr, daß bei Undichtigkeiten der Duschkabine bzw. bei unsachgemäßem Schließen der Tür oder des Vorhangs Wasser in unerwünschtem Maße austritt Mit den herkömmlichen Duschen entsteht jedenfalls auf der Haut des Duschenden kein laminarer Wasserfilm, der von oben nach unten am Korper entlangfiieÜL

Durch das DE-GM 72 36 279 ist eine Notbrause offenbart, die aus einem Wasserbehälter und einer an dessen tiefster Stelle angebrachten Brause besteht Dadurch steht an der Brause unvermeidbar ein hydrostatischer Druck an, der durch de-u Wasserstand im Behälter gegeben ist Die Wirkungsweise einer solchen Notbrause unterscheidet sieh nicht wesentlich von Duschvorrichtungen, wie sie auf Campingplätzen etc. anzutreffen sit?d Die Ausbildung eines laminaren Wasserfilms ist auf die angegebene Weise nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Duschvorrichtung anzugeben, bei der das Wasser nicht durch Druckabbau in Form einzelner Strahlen auf die Haut gespritzt wird, sondern bei der eine Art Wasservorhang von geringer Geschwindigkeit gebildet wird, der nach dem Auftreffen auf die Haut des Duschenden dessen Körper mit c-iner im wesentlichen laminaren Strömung einhüllt urid dem Körperverlauf zu folgen im Stande ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die Austrittsöff nung als Überlaufkante mit einer sich in Strömungsrichtung anschließenden Gefällestrecke ausgebildet ist.

Die Erfindung iv auf verschiedene Weise realisierbar. Im Prinzip genügt es. zwischen Wasserzulauf und Überlaufkante eine Verteilerkammer vorzusehen, die ein entsprechend großes Wasservolumen aufnehmen kann. Dieses dient zur Beruhigung und zur Verteilung des durch den Wasserzulauf mehr oder weniger punktförmig eintretenden Wasserstrahls. Der Flüssigkeitsspiegel wird dabei durch die Lage der horizontalen Überlaufkante bestimmt, wobei es zweckmäßig ist. im Bereich der Überlaufkante, d. h. an der Übergangsstelle von Verteilerkammer und Gefällestrecke auf eine gute Abrundung der für die Ausbildung der Strömung maßgeblichen Wandungsteile zu achten Auf der Gefällestrecke bildet sich eine weitgehend laminare Strömung aus. wobei die Beschleunigung des Wassers allein durch die Schwerkraft erfolgt Am Ende der Gefällestrecke reißt das Wasser als in sich geschlossen ries breites Band von der Gefällestrecke ab, deren untere, horizontale Begrenzungskante auch als Abreißkante bezeichnet werden kann. Es versteht sich, daß die Anfangsbreite des Wasserbandes der Breite der Gefällestrecke entspricht.

Beim Effindungsgegenständ wird vermieden, daß sich das Wasser in Teilchen zerlegt Es bewegt sich vielmehr

in Form des oben beschriebenen, geschlossenen, glatten Bandes aus der Dusche und trifft den Duschenden mit nur geringer Geschwindigkeit, so daß das Wasser nicht von seiner Haut abprallt und zerstäubt, sondern die getroffenen Körperteile sanft und ohne Ablösungen umhüllt, da Richtungsänderungen der Wasserströmung infolge der geringen Strömungsgeschwindigkeit begünstigt werden. Dieser Effekt wird vom Duschenden als sehr angenehm empfunden und stellt einen interessanten Kontrast zu den herkömmlichen Duschen, insbesondere zu den sogenannten Massageduschen dar. Um jedoch ein großes Wasservolumen und die hierdurch bedingte große Verteilerkammer zu vermeiden, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, zwischen der Verteilerkammer und der Oberlaufkante eine Beruhigungsstrecke anzuordnen. Hierbei ist die Tendenz zu beachten, daß die strömungstechnischen Maßnahmen zur gleichmäßigen Wasserverteilung und zum Abbau von Turbulenzen um so sorgfältiger zu treffen sind, je kleiner das Wasservolumen vor der Überiaufkante bzw. der volumetrische inhalt der Beruhigungsstrecke ist.

Die Beruhigungsstrecke kann dabei in besonders vorteilhafter Weise aus Umlenkeinrichtungen für die Strömung gebildet werden, wobei der freie Strömlingsquerschnitt, ausgehend von der Verteilerkammer in Richtung auf Hie Überlaufkante im wesentlichen zunehmend gestaltet ist.

Die Verteilerkammer beansprucht im Falle der Anordnung einer Beruhigungsstrecke nur einen relativ geringen Anteil am Gesamtvolumen der Dusche. Sie wird, in Strömungsrichtung gesehen, durch einen engen Spalt bzw. eine Lochreihe begrenzt, bis zu denen ein gewisser Wasserdruck ansteht, der irn wesentlichen dem Leilungsdruck des Wassernetzes entspricht. Dies ist erforderlich, da der Wasserzulauf aufgrund der notwendigen Leitungsführung im wesentlichen punktförmig erfolgt, wobei die Wasserströmung jedoch über die gesamte Länge der Dusche möglichst gleichmäßig verteilt werden sol!. In dem Schlitz bzw. in der Lochreihe wird der Druck auch hier in kinetische Energie umgesetzt. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Duschen tritt jedoch das beschleunigte Wasser nicht in die Umgebung aus, sondern in die Beruhigungsslrecke, in der ein praktisch vollständiger Geschwindigkeitsabbau, insbesondere aber ein Druckabbau erfolgt.

Dem Erfindungsgegenstand kann gemäß der weiteren Erfindung dadurch eine außerordentlich kompakte Gestalt gegeben werden, daß die Beruhigungsstrecke einen im wesentlichen maanderförmigen Verlauf aufweist, wobei ihre äußeren Begrenzungswände zu einem einen Duschenkörper bildenden Gehäuse gehören.

Es ist dabei besonders zweckmäßig, zwischen der Verteilerkammer imd der Überiaufkante eine im Verhältnis zu den übrigen Strömungsquerschnitten maximale Strömungsverengung voi zusehen. Diese Strömungsverengung begrenzt in diesem Falle die Verteilerkammer.

Besonders vorteilhafte Strömungsverhältnisse, d. h. eine besonders gute Ausbildung eines laminaren &o Wasserbandes werden dann erzielt, wenn die Gefällestrecke aus einer schiefen Ebene mit einem Gefälle von 15 bis 4Ö Grad, vorzugsweise Von 20 bis 30 Grad, zur Horizontalen mit einem Strömungsweg »L« zwischen 50 und 120 mm, vorzugsweise zwischen 70 und 90 mm, besteht. Es hat sich gezeigt, daß die Neigung der Gefällestrecke und deren L·änge (in Strömungsrichtung gesehen) von wesentlichern Einfluß¹ auf die Ausbildung des Wasserbandes sind. Besonders günstige Verhältnisse haben Eich bei einem Neigungswinke! von 25 Grad zur Horizontalen und bei einem Strömungsweg »L« von etwa 80 mm eingestellt.

Die Länge der Dusche entspricht dabei dem gewünschten bzw. geforderten Wasserdurchsatz. Bei einem Wasserdurchsatz von 25 I je Minute hat sich eine Länge der Überlaufkante von 50 cm als brauchbar erwiesen. In diesem Fall ist ein Anschluß an die in Badezimmer üblichen '^-Zoll-Rohre möglich.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 7 bis 11 angegeben.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und deren Wirkungsweise seien nachfolgend anhand der F i g. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch die einfachste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dusche ohne besondere Beruhigungsstrecke, sondern lediglich mit einem entsprechend großen Wasservolumen und

F i g. 2 einen Querschnitt durch ein· >jrfindungsgemäße Dusche mit besonderer Beruhigung strecke zwischen Verteilerkammer und Überlaufkante.

In F i g. 1 ist mit 10 eine Dusche bezeichnet, die aus einem trogförmigen Behälter 11 mit einem Wasserzulauf 12 und einer Gefällestrecke 13 besteht. Der Behälter 11 umschließt eine Verteilerkammer 14, in der die Stromungsgeschwindigkeit des durch den Zulauf 12 eintretenden Wassers abgebaut und das Wasser in seitlicher Richtung, d.h. senkrecht zur Zeichenebene, verteilt wird Der Wasserzulauf 12 befindet sich zweckmäßig auf der der Gefällestrecke 13 gegenüberliegenden Seite. Die Gefällestrecke wird durch eine schiefe Ebene 15 gebildet, die an einer Seitenwand des Behälters 11 angeordnet ist und sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Behälters erstreckt. Die schiefe Ebene 15 besitzt — in Strömungsrichtung gesehen — eine Länge »L« von ca. 80 mm und ist unter einem Winkel α von 25 Grad zur Horizontalen geneigt. Der Übergang zwischen der schiefen Ebene 15 und dem Behälter 11 ist gut abgerundet. An der höchsten Stelle in Bezjg auf den Wasserspiegel 16 wird eine Überlaufkante 17 gebildet, an die sich die Gefällestrecke 13 anschließt.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist folgende: Das Wasser tritt durch den Zulauf 12 ein. verteilt sich in Richtung der Pfeile 18 sowie in Richtung senkrecht zur Zeichenebene und führt — im Bereich des Wasserspiegels 16 — zu einer nahezu strömungsfreien Konstanthaltung des Niveaus. Von hier aus tritt das Wasser in Richtung des Pfeils 19 drucklos über die Überlaufkante 17 und wird -ils dünner Wasserfilm nach Maßgabe der Zulaufmenge auf der Gefällestrecke 13 ausschließlich von der Schwerkraft in Richtung des Pfeils 20 beschleunigt, bis es an der am unteren Ende der schiefen F bene 1Γ gebildeten Abreißkan!^ 21 als freifallendes, geschlossenes Band abreißt und seinen Weg etwa in Rich'.ung des Pfeils 22 fortsetzt.

Der Gegenstand gemäß F i g. 2 ist im Verhältnis zum Gegenstand nach F ig I in einem wesentlich vergrößertem Maßstab dargestellt An die Stelle des Behälters 11 ist hier ein kompliziert geformter Duschenkörper 23 getreten, der aus einem stfaiiggepfeßten Alüminiümprofil besteht und an seinen beiden Enden durch Endkappert 24 flüssigkeitsdicht verschlossen ist, von denen in Fig.2 im wesentlichen nur die JJmrißlinie 25 zu erkennen ist.

Der Duschenkörper 23 besteht — auf die Einbaulage bezogen — aus einer horizontalen unteren Wand 26,

einer senkrecht darauf stehenden Rückwand 27 und einer sich daran gleichfalls rechtwinklig anschließenden oberen Wand 28. Die untere Wand 26 geht in eine schräg nach vorn ausladende Vorderwand 29 über, an die sich die schiefe Ebene 15 anschließt, die gleichfalls eine Wand des Duschenkörpers 23 darstellt. Parallel zur unteren Wand 26 erstreckt sich im Innern des Duschenkörpers 23 eine innere Trennwand, (Umlenkeinrichtung 30), unterhalb welcher der Wasserzulauf 12 in die Wand 26 eingesetzt ist. Zwischen dieser Und der Trennwand 30 wird die Verteilerkammer 14 gebildet, die — wie aus Fig. 2 ersichtlich — nur einen Bruchteil des Volumens des Duschenkörpers 23 einnimmt. In Strömungsrichtung gesehen wird die Verteilerkammer 14 durch eine Leiste 31 begrenzt, in der senkrecht zur Zeichenebene verlaufend mehrere Bohrungen 32 angeordnet sind. Da diese Bohrungen in einem stranggepreßten Profil nicht herstellbar sind, ist die der zwischen der Trennwand 30 und einer Umlenkeinrichtung 39 gebildet wird, die mittels einer gut abgerundeten weiteren Umlenkeinrichtung 40 an der Überlaufkante 17 in die schiefe Ebene 15 übergeht Das

s andere finde der UmlenkeinfichUinf 39 sieht unter Einhaltung möglichst strömungsgünstiger Öberflächenverhältnisse mit der schiefen Ebene 15 in Verbindung.

Der Strömüngsquerschnitt des Kanals 38 ist größer als derjenige zwischen der Kante 34 und der Wand 26.

Der horizontal verlaufende Kanal 38 setzt sich nach oben hin in den Bereich zwischen tJmlenkeinrichtung40 und Rückwand 27 fort, und zwar in Richtung des Pfeils 41. Durch die Lage der Überlaufkante 17 wird ein Wasserspiegel 16 festgelegt. Die Zwischenkammern 35 und 36, sowie der Kanal 38 und das im Bereich der Umlenkeinrichtung 40 gebildete Volumen bilden eine Beruhigungsstrecke 42, die ersichtlich einen mäanderförmigen Verlauf aufweist. Dieser Verlauf wird im

LCI51C JI MiIl-IUI dglll.ll iWISLUCII CIUApI CUHCIIUC, IiH-ICI

näher bezeichnete Führungsrippen eingesetzt worden. Durch Austausch der Leiste 31 gegen eine solche mit anders dimensionierten Bohrungen 32 ist beispielsweise eine Anpassung der Dusche an geänderte Wasserverhältnisse auf einfache Weise möglich.

Es ist aber alternativ auch möglich, an der Stelle der Leiste 31 an der Wand 26 und/oder an der Trennwand 30 rippenförmige Vorsprünge anzubringen, die zwischen sich einen in Längsrichtung des Profils durchgehenden, engen Spalt einschließen, der eine analoge Funktion wie die Bohrungen 32 besitzt. In jedem Falle wird an dieser Stelle in Bezug auf die übrigen Strömungsquerschnitte eine maximale Strömungsverengung gebildet, deren Gesamtquerschnitt geringer ist als der Querschnitt des Wasserzulaufs 12, so daß der im Leitungssystem herrschende Wasserdruck im wesentlichen in der Verteilerkammer 14 ansteht. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß der Durchsatz durch die einzelnen Bohrungen 32 bzw. durch die einzelnen Längenabschnitte des alternativ anwendbaren Spaltes im wesentlichen gleich ist

In Strömungsrichtung gesehen schließt sich an die maximale StrömungsverengunE eine weitere, geringere Strömungsverengung an, die zwischen einem rippenförmigen Fortsatz (Umlenkeinnchtung 33) an der unteren Wand 26 und der Trennwand 30 gebildet wird. Eine weitere Strömungsverengung von wiederum geringerem Ausmaße wird zwischen einer nach unten gebogenen Kante (Umlenkeinrichtung 34) an der Trennwand 30 und der unteren Wand 26 gebildet Auf diese Weise entstehen Zwischenkammern 35 und 36, durch weiche dip Strömung in Richtung des Pfeils 37 unter gleichzeitigem Abbau von Turbulenzen und seitlicher Verteilung verläuft

Durch den in Fig.2 dargestellten Verlauf der Vorderwand 29 und der schiefen Ebene 15 wird das Wasser um die Kante 34 an der Trennwand 30 herumgelenkt und tritt in einen mittleren Kanal 38 ein, richtungen 39 und 40 in Verbindung mit den angrenzenden Wänden 26,27 und 29 erzwungen.

Durch die angegebenen Merkmale tritt das Wasser aus dem Bereich der Umlenkvorrichtung 40 über die Überlaufkante 17 über, gerät auf die schiefe Ebene 15 und wird hier in Richtung des Pfeils 20 allein durch die Schwerkraft beschleunigt, bis es an der Abreißkante 21 als frei fallendes, geschlossenes Wasserband abreißt Auch ir .vorliegenden Falle beträgt der Neigungswinkel der Gefällestrecke 13 bzw. der schiefen Ebene 15 25 Grad. Die Länge L von der Überlaufkante 17 bis zur Abreißkante 21 beträgt ca. 80 mir.

Der Duschenkörper kann in vorteilhafter Weise als Teil eines Rahmens einer Duschkabinenwand 43 ausgebildet werden, die aus einer Kunststoffscheibe besteht. Zu diesem Zweck ist die untere Wand 26 des Duschenkörpers 23 mit rippenförmigen Vorsprüngen 44 ausgestattet, zwischen die die Wand 43 eingesetzt ist Durch diese Maßnahme wird ohne zusätzliche Befestigungsmittel der erforderliche genau horizontale Einbau des Duschenkörpers ermöglicht und das Aussehen der Duschkabine wird auf vorteilhafte Weise verbessert, da der Duschenkörper in die Kabine integriert ist

Es ist auch eine spiegelsymmetrische Ausbildung denkbar, die mit zwei Gefällestrecken nach beiden Seiten versehen ist Darüberhinaus kann der Querschnitt gemäß F i g. 2 auch als Querschnitt durch einen Rotationskörper aufgefaßt werden, d.h. dieser Querschnitt wird um eine außerhalb liegende, senkrechte Drehachse in Rotation versetzt, so daß sich ein

so toroidförmiger Hohlkörper ergibt Auf diese Weise kann ein schlauchförmiger Wasserfilm erzeugt » ,'"den, welcher die gleichen Vorteile aufweist Zweckmäßig wird die Lage der Rotationsachse so gewählt, daß die Strömung eine nach innen gerichtete Komponente erhält, d-h, die Gefällestrecken sind aufeinander zu gerichtet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Duschvorrichtung, insbesondere für die ortsfeste Anbringung in Duschkabinen, bestehend aus mindestens einem Wasserzulauf, einer Verteilerkammer und mindestens einer Austrittsöffnung für das Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung als Oberlaufkante (17) mit einer sich in Strömungsrichtung anschließenden Gefällestrecke (13) ausgebildet ist

2. Duschvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verteilerkammer (14) und der Überlaufkante (17) eine Beruhigungsstrecke (42) angeordnet ist

3. Duschvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsstrecke (42) aus Umlenkeinrichtungen (30, 33,34,39, 40) gebildet ist wobei der freie Strömungsquerschnitt, ausgehend von der Verteilerkammer (14) in Richtung auf die Oberlaufkante (17) im wesentlichen zunehmend gestaltet ist

4. Duschvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsstrecke (42) einen im wesentlichen mäanderförmigen Verlauf aufweist, wobei ihre äußeren Begrenzungswände (26,27,28,29) einen Duschenkö-per (23) bilden.

5. Duschvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verteilerkammer (14) und der Übcrlaufkante (17) eine im Verhältnis zu den übrigen Strömungsquerschnitten maximale Strömungsve: Tilgung vorgesehen ist.

6. Duschvorrichtung nach ^Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefällestrecke (13) aus einer schiefen Ebene (15) mit ei^r-Tn Gefälle von 15 bis 40 Grad, vorzugsweise von 20 Grad bis 30 Grad, zur Horizontalen mit einem Strömungsweg L zwischen 50 und 120 mm, vorzugsweise zwischen 70 und 90 mm. besteht.

7. Duschvorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß sich am Ende der Gefällestrekke (13) eine Abreißkante (21) befindet.

8. Duschvorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Strömungsverengung aus einer Reihe von Bohrungen (32) bzw. Lochblenden bzw. Lochdüsen besteht.

9. Duschvorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (32) in einer gegenüber dem Duschenkörper (23) auswechselbaren Leiste (31) angeordnet sind.

10. Duschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Duschenkor per (23) aus einem stranggepreßten Profil mn aufgesetzten Endkappen besteht.

11. Dusche nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß der Duschenkörper (23) als Teil eines Rahmens einer Duschkabinenwand (43) ausgebildet ist.