DE2808342A1

DE2808342A1 - Verfahren zum erzeugen eines kegelfoermigen spruehstrahles sowie drallduesen- kapsel zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2808342A1
Application number: DE19782808342
Authority: DE
Inventors: Gerd W Dr Ing Seifert
Original assignee: Seifert gerd W dr-Ing
Current assignee: Seifert gerd W dr-Ing
Priority date: 1978-02-27
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1979-09-06

Description

Verfahren zum Erzeugen eines kegelförmigen Sprühstrahles
sowie Dralldüsen-Kapsel zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines kegelförmigen Sprühstriles mit vergleichsweise großem Öffnungswinkel unter Anwendung einer Dralldüsen-Kapsel# auch unter dem Namen Dralldrossel-Düse bekannt.
Dralldüsen-Kapseln dienen zum Erzeugen eines Sprühstrahles mit einem vergleichsweise großen kegelförmigen Öffnungswinkel. Das Druckwasser leitet man tangential in den nahezu kreisförmigen Kapselraum, in welchem die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit umläuft und aus einer den Raumboden gegenüberliegenden, in der Deckfläche eingebrachten mittigen Öffnung austritt. So gebildete- Dralldüsen-Kapseln kommen im Handel, sei es als Sprühdüsen für Rasenspränger, Scheibenwaschanlagen, z.B.
gemäß der DE-OS 1 655 022 zur Anwendung.
Bedingt durch die hohe Umlaufgeschwindigkeit und infolge der dadurch bedingten Zentrifugalkraft bildet sich in der Flüssigkeit ein mittig im Wasserstrudel gelegener Hohlraum oder Krater, der sich von der Düsen- bzw. Austrittsöffnung in der Deckfläche der Kapsel zum Boden hin erweitert. Die zur Deckfläche der Kapsel verdrängte Flüssigkeit strömt durch die Auslaßöffnung mit einer hohen Rotationsgeschwindigkeit, so daß die Flüssigkeit beim Verlassen der Düsenmündung infolge der nunmehr wirksam werdenden Zentrifugalkräfte einen Sprühkegel mit großem Öffnungswinkel von etwa 60 bis 750 bildet.
Nachteilig ist indessen, daß der Sprühkegel einen von Flüssigkeit nahezu freien Innenkegel aufweist, verursacht, durch den zentrisch unter der Austrittsöffnung gelegenen Strudel bzw. Krater. Dieser Effekt ist für mancherlei Anwendungszwecke derartiger Dralldüsen-Kapseln nachteilig. Benutzt man Dralldüsen-Kapseln z.B.
für Scheibenwaschanlagen, insbesondere bei Eraftfahrzeugen, so entsteht eine von der Sprühflüssigkeit ungleichmäßig beaufschlagte Fläche. Dieser Nachteil soll durch verfahrens- und vorrichtungsmäßige Maßnahmen behoben werden. Dies geschieht gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß man in Richtung zentrisch zur Kegelachse und von der Spitze des Sprühstrahlkegels her, einen zweiten Flüssigkeitsstrahl in den Sprühstrahlkegel einspeist, derart, daß der kegelförmige Sprühstrahl mit großem Öffnungswinkel ein Mantelstrahl ist.
Durch diese erfinderische Verfahrensweise wird bewerkstelligt, daß der vergleichsweise weitgefächerte Sprühstrahl nunmehr weitgehendst gleichmäßig eine mit Spülflüssigkeit beaufschlagte Fläche benetzt.
Nach einem weiteren Merkmal des erfinderischen Verfahrens ist es in vielen Fällen vorteilhaft, für den zweiten Flüssigkeitsstrahl eine Flüssigkeit zu verwenden, welche hinsichtlich der Flüssigkeit des Mantelstrahles in Bezug auf ihre chemische Beschaffenheit und/oder ihres physikalischen Zustandes unterschiedlich ist. Verfährt man wie vorgeschlagen und benutzt man z.B. für die Flüssigkeit des Mantelstrahles Wasser, hingegen für die Flüssigkeit des Innenkegels ein Wasserwaschmittelgemisch oder ein flüssiges oder auch disperses Reinigungsmittel, welches auch gegenüber der Temperatur des Mantel strahles aufgewärmt sein kann; so ist es möglich, ohne Anwendung zusätzlicher Bauteile, eine hohe Rineigungswirkung zuerzeugen. Im Rahmen dieses erfinderischen Merkmales besteht ferner die Möglichkeit, auch eine chemische Flüssigkeit zu verwenden. Oft ist es vorteilhaft, auch der Flüssigkeit des Innenkegels bzw. Zentralstrahles eine Torsion aufzuzwingen. Diese Torsion kann mit oder gegenläufig zum Mantelstrahl sein.
Die Dralldüsen-Kapsel zur Ausübung des Verfahrens, bestehend aus einem zylinderförmigen Gehäuseraum mit mindestens einem nahezu tangential in den Zylinderraum einmündenden Einlaßkanal und einer in der den Gehäuseboden gegenüberliegenden Gehäusedeckfläche angeordneten Düsenauslaßöffnung, besteht gemäß der Erfindung darin, daß sie eine mittig zur Düsenauslaßöffnung angeordnete Zusatzdüse aufweist.
Vorteilhaft ist die Mittelachse des Zulaufkanals zur Mündung der Zusatzdüse axial zur Zylinderachse des Gehäuseraumes gerichtet. Soll durch die Zusatzdüse die gleiche Flüssigkeit wie auch durch die Dralldüse gesprüht werden, so ist es vorteilhaft, den Zulaufkanal für die Zusatzdüse entweder im Bereich des Gehäusebodens oder im Bereich des Einlaßkanals der Dralldüsen-Kapsel anzuschließen. Im anderen Falle, z.B. bei unterschiedlichen Flüssigkeiten, besitzt der Zulaufkanal für die Zusatzdüse einen außerhalb des Gehäuses gelegenen Anysi lußstutzen. Wünscht man eine Auffächerung, z.B. einen kegelförmigen Austrittsstrahl, der aus der Zusatzdüse austretenden Flüssigkeit, so empfiehlt es sich, den Düsenkanal mit Drallnuten zu versehen. Dadurch verleiht man -wie bekannt- dem Zusatz strahl ebenfalls eine Rotationsgeschwindigkeit, so daß dieser sich beim Verlassen der Düse unter Einwirkung der Zentrifugalkraft auffächert.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Anhand der Zeichnungen wird das erfinderische Verfahren näher erläutert; die Figuren zeigen einige zur Ausführung des Verfahrens dienende und gemäß der Erfindung gestaltete Dralldüsen-Kapsel.
Gemäß Figur 1 besteht eine Dralldüsen-Kapsel 1 aus einem nahezu zylinderförmigen Kapselraum 2, in welchen über einen Stutzen 3 Flüssigkeit nahezu tangential und peripher in den Raum 2 eingespeist wird. Durch den tangentialen Einlauf der Flüssigkeit 4 wird dieser eine Rotation in Richtung des Pfeiles 5 aufgezwungen. Dabei bildet sich ein Strudel bzw. von Flüssigkeit freier Krater 6, der sich von einer in der Deckfläche 7 eingebrachten Düsenöffnung 8 zum Boden 9 des Kapselraumes erstreckt. Der Strudel bzw. Krater besitzt seine größte Aufweitung im Bereich des Bodens; in der Nähe der Düse oder der Austrittsmündung 8 ist die Einschnürung des Strudels am geringsten, Infolge der hohen Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit beim Verlassen der Düse bildet sich ein Kegelmantelstrahl#9, dessen imaginäre Spitze S auf der Rotationsachse Z und unter der Düsen-bzw. Austrittsmündung 8 gelegen ist; es entsteht ein von Flüssigkeit freier Kegelraum 10. Damit auch dieser Raum von Sprühstrahlen 11 durchsetzt ist,# wird Flüssigkeit mittig durch den Strudel 6, im vorliegenden Fall über eine Zusatzdüse 12, eingespeist.
Wie insbesondere aus Figur 2 hertorgehtg benutzt man zum Reinigen z.B. der Windschutzscheibe oder einer Scheinwerferscheibe 14 eines Kraftfahrzeuges, eine Sprtihdüsen-Kapsel gemäß Figur 1, bei der man den Mantelstrahl 9 weit auffächert, derart, daß er eine möglichst große Fläche erfaßt; vorteilhaft ist es, auch den #4ittelkegel 11 der Sprühstrahlen aufzufächern, derart, daß die Sprühstrahlen den gesamten freien Innenkegelraum 10 ausfüllen.
Zu diesem Zweck sind im Zulaufkanal 13 der Zusatzdüse 12 Drallnuten 14 eingebracht. Der Zulauf der Flüssigkeiten erfolgt hier in Richtung der Pfeile 15 und 15'.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Dralldüsen-Kapsel im Längs- und Querschnitt. Figur 3 zeigt den Querschnitt der Dralldüsen-Kapsel gemäß der Schnittlinie III der Figur 4, wohingegen letztere Figur ein Querschnitt der Figur 3 gemäß der Schnittlinie IV ist. Wie ersichtlich, strömt die bei 15 in den Zulaufstutzen 3 eingespeiste Flüssigkeit durch den Zulaufkanal 3' nahezu tangential in den Kapselraum 2. Im Zulaufkanal 3' befindet sich ein Zweigkanal 23, der über einen Verteilerraum 24 mit dem Düsenkanal 13 der Zusatzdüse 12 in Verbindung steht.
Durch den im Kapselraum 2 beim Einspeisen von Flüssigkeit entstehenden Druck in de#r Zulaufleitung 3', strömt die Flüssigkeit in den Zulaufkanal 13 der Zusatzdüse Terteilerraum 24 kann als Dralldüsenkapsel eusgebildet sein, der Einlauf mündet etwa tangential 23 in 24.
Wie weiter aus Figur 5 zu ersehen ist, besteht aber auch die Möglichkeit, den Zulauf zur Zusatzdüse 12 unmittelbar aus dem Kapselraum 2 zu führen. Während in den vorhergehenden Beispielen die Düsenmündung 12' der Zusatzdüse innerhalb des Kapselraumes 2 gelegen war, ist diese im Beispiel aus der Dralldüse 8 herausgeführt.
Eine derartige Konstruktion besitzt den Vorteil, daß die aus der Zusatzdtise 12' austretende Flüssigkeit im Be- reich der Dralldüse 8 nicht in Berührung mit der Flüssigkeit des Mantelkegels kommt; Energieverluste können so vermieden werden.
In den Figuren 6 und 7 ist eine Dralldüsen-Kapsel 1 dargestellt, die einen schlitzförmig geformten Dralldüsenauslaß 26 aufweist. Wie insbesondere aus Figur 7 ersichtlich, mündet der Schlitz 26 in eine keilförmig geschnittene Nut 25, so daß der aus der Dralldüse austretende Flüssigkeitsstrahl in Form einer rechteckigen Fläche den zu beaufschlagenden Körper, z.B. eine Scheibe, benetzt.
Die gemäß der Erfindung gebildete Dralldüsen-Kapsel kann im Rahmen der Merkmale mannigfach abgeändert werden.
So können z.B. auch zwei Zusatzdüsen im Kapselraum der Dralldüse angeordnet sein, wie auch die Möglichkeit gegeben ist, die Zusatzdüse an ihrer Mündung mit einem Gewinde zu versehen, und hier eine weitere Dralldüsen-Kapsel aufzuschrauben. Man erhält so eine vorteilhafte Wasch- und Spülvorrichtung für Rohre und Hohlkörper.
Patentansprüche 7 Figuren

Claims

Patentansprüche 119 Verfahren zum Erzeugen eines kegelförmigen Sprühstrahles mit vergleichsweise großem Öffnungswinkel unter Anwendung einer Dralldüsen-Kapsel, d a d u r chg e k e n n z e i c h n e t , daß man in Richtung zentrisch zur Kegelachse (Z) und von der Spitze (S) des Sprühstrahlkegels (9) her einen zweiten Flüssigkeitsstrahl (11) in den Sprühstrahlkegel einspeist, derart, daß der kegelförmige Sprühstrahl (9) mit großem Öffnungswinkel ein Mantelstrahl ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man für den zweiten Flüssigkeitsstrahl (11) eine Flüssigkeit verwendet, welche hinsichtlich der Flüssigkeit des Mantelstrahles (9) in Bezug auf#ihre chemische Beschaffenheit und/oder ihres physikalischen Zustandes unterschiedlich ist,
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß man der Flüssigkeit des Innen kegels (11) eine Torsion aufzwingt, ( 14,23#,24 ).
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch g ek e n n z e i c h n e t , daß die Torsionsrichtungder Flüssigkeit des Innenkegels (11) gegenläufig zur Torsionsrichtung des Mantelstrahles (9) ist.
5. Dralldüse zur Ausübung des Verfahrens, bestehend aus einem zylinderförmigen Gehäuseraum mit mindestens einem nahezu tangential in den Gehäuseraum einmündenden Einlaßkanal und einer in der dem Gehäuseboden gegenüberliegenden Gehäusedeckfläche angeordneten Düsenauslaßöffnung, dadurch g e k e n n z -e i c h n e t , daß sie eine mittig zur Düsenauslaßöffnung (8) angeordnete Zusatzdüse (12) aufweist.
6. Dralldüse nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z ei c h n e t , daß die Mittelachse (Z) des Zulaufkanales (13) zur Mündung der Zusatzdüse axial zur Zylinderachse des Gehäuseraumes gerichtet ist.
7. Dralldüsen-Kapsel nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zulaufkanal (23) für die Zusatzdüse (12) im Bereich des Gehäusebodens der Dralldüsen-Kapsel (1) mit dem Einlaßkanal (13) verbunden ist.
8. Dralldüsen-Kapsel nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zulaufkanal (13) für die Zusatzdüse (12) einen außerhalb des Gehäuses (2) gelegenen Anschlußstutzen aufweist.
9. Dralldüsen-Kapsel nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Zulaufkanal (13) der Zusatzdüse (12) mit Drallnuten (14) versehen ist.
10. Dralldüsen-Kapsel nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Düsenauslaßöffnung der Dralldüsen-'Kapsel in einen Strahl-Formschlitz (25) ausmündet.