DE3703075A1 - Drallduese zum zerstaeuben einer fluessigkeit - Google Patents

Drallduese zum zerstaeuben einer fluessigkeit

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Description

Die Erfindung betrifft eine Dralldüse zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mit einem Drallraum, in den gegenüber der Mittelachse des Drallraums seitlich versetzt Zufuhrkanäle für die Flüssigkeit eintreten, mit einer auf der Mittelachse des Drallraumes angeordneten Düsenbohrung und mit einer der Düsenbohrung gegenüberliegenden, längs der Mittelachse des Drallraums aus diesem austretenden Rücklaufbohrung für einen Teil der Flüssigkeit.
Bei Dralldruckzerstäuberdüsen dieser Bauart wird die Flüssigkeit durch die seitlich versetzten Zufuhrkanäle im Drall­ raum um dessen Mittelachse in Drehung versetzt, so daß der durch die zentrale Düsenbohrung austretende Flüssigkeits­ strahl beim Austreten trichterförmig aufgeweitet wird. Der Öffnungswinkel hängt dabei von der Geometrie der Düse, ins­ besondere auch von der Drehgeschwindigkeit ab.
Die abgegebene Flüssigkeitsmenge läßt sich bei Druck­ zerstäuberdüsen durch den Druck steuern, mit dem die Flüssig­ keit der Düse zugeführt wird, dies hat aber zur Folge, daß dadurch auch die Zerstäubungseigenschaften beeinflußt werden. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, eine Mengen­ regulierung bei Druckzerstäuberdüsen dadurch vorzunehmen, daß ein Teil der dem Drallraum zugeführten Flüssigkeit nicht durch die Düsenbohrung in die Umgebung abgegeben wird, sondern über eine zentrale Rücklaufbohrung wieder dem Flüssigkeitsvorrat zugeführt wird. Dies hat den Vor­ teil, daß die Düse immer mit demselben Druck betrieben werden kann, außerdem kann bei Düsen sehr kleiner Bauart sichergestellt werden, daß auch bei kleinsten Abgabemengen keine Verstopfungen auftreten. Die in die Rücklaufbohrung eintretende Flüssigkeit befindet sich in der Rück­ laufbohrung ebenso wie die Flüssigkeit im Drallraum in einer Rotation um die Längsachse des Drallraums, die gleichzeitig die Längsachse der Rücklaufbohrung bildet. Dies führt dazu, daß sich im Zentrum des Flüssigkeitsstromes durch die Rücklaufbohrung ein Gashohlkern ausbildet, der am weiteren Verlauf der Rücklaufbohrung zu einer Abschnürung von einzelnen Gasblasen und damit zur Schaum­ bildung in der rücklaufenden Flüssigkeit führt. Dieser Schaum verursacht beim Umschalten von einer zu einer anderen Durchsatzstufe zeitlich sehr gedehnte Übergänge des Massenstromes. Beim Abschalten des Massenstromes unter Überdruck entspannt sich das Gas des Schaumes in der Rück­ laufbohrung. Dadurch tritt ein langsam abklingendes Nach­ sprühen der Düse auf. Bei Verwendung einer solchen Düse in Ölbrennern verursachen diese Schaumeffekte eine Erhöhung der Schadstoffemission und können in ungünstigen Fällen zu Betriebsstörungen führen.
Es ist bereits bekannt, zur Vermeidung des beschriebenen Effektes außermittig angebrachte Rücklaufbohrungen zu verwenden ("Schadstoffarme Hausheizungen mit hoher Energieum­ setzung - Systemanalyse" von MAN-NT, München 1976, Seite 304 (Öl- und Gasbrenner von Brinke und Rizzetti)). Durch die außermittige Anordnung der Rücklaufbohrungen wird jedoch die Symmetrie der Hauptströmung gestört, so daß dadurch Mängel im Sprühbild der Düse auftreten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer gattungsgemäßen Dralldüse die unerwünschte Schaumbildung in der Rücklauf­ bohrung zu verhindern.
Diese Aufgabe wird bei einer Dralldüse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rücklaufbohrung in einen in radialer Richtung erweiterten Umlenkraum eintritt, der auf der der Rücklaufbohrung gegenüberliegenden Seite eine die Strömung in der Rücklauf­ bohrung radial nach außen richtende Umlenkfläche aufweist, und daß der Umlenkraum mit von der Mittelachse des Drall­ raumes entfernten Rücklaufkanälen verbunden ist.
Durch diese Maßnahme wird der Gashohlkern längs der Rück­ laufbohrung begrenzt und kann sich nicht nach außen in die radial außenliegenden Rücklaufkanäle fortsetzen. Dadurch wird auch die Abschnürung von Gasblasen am Ende des Gas­ hohlkerns vermieden, das heißt, die in die radial außen­ liegenden Rücklaufkanäle eintretende Flüssigkeit ist weit­ gehend gasfrei.
Die Länge der Rücklaufbohrung ist dabei so kurz gewählt, daß noch keine Abschnürung von Gasblasen von dem Gashohl­ kern auftritt. Der sich erweiternde Umlenkraum schließt sich also bereits nach einer sehr kurzen Rücklaufbohrung an diese an.
Es ist dabei weiter vorgesehen, daß der Umlenkraum konzentrisch zum Drallraum angeordnet und bezüglich der Mittel­ achse des Drallraums rotationssymmetrisch ist. Dadurch wird die Strömung im Drallraum und die Abgabe der Haupt­ strömung durch die Düsenbohrung weitgehend unbeeinflußt gelassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß sich die Umlenkfläche mindestens so weit radial nach außen erstreckt, daß ein Flüssigkeitsstrahl, der aus der Rück­ laufbohrung unter demselben Öffnungswinkel in den Umlenk­ raum eintritt, unter dem der Flüssigkeitsstrahl aus dem Drallraum durch die Düsenbohrung austritt, noch auf die Umlenkfläche auftrifft. Bei einer solchen Ausgestaltung ist sichergestellt, daß der Gashohlkern nicht in die radial außenliegenden Rücklaufkanäle gelangt, da die Flüssigkeitspartikel beim Verlassen der Rücklaufbohrung auf die Umlenkfläche auftreffen und somit den innenliegenden Raum, der von dem Gashohlkern gebildet wird, gegenüber den radial außenliegenden Rücklaufkanälen abschnüren. Bei dieser Betrachtung ist zugrundegelegt, daß die sich in der Rücklaufbohrung um die Längsachse drehende Flüssigkeit sich beim Eintritt in den Umlenkraum im wesentlichen gleich verhält wie beim Austritt aus der Düsenbohrung, das heißt, die Flüssigkeit tritt unter demselben Öffnungswinkel in den Umlenkraum ein.
Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorge­ sehen, daß die Umlenkfläche eben ist und senkrecht zur Mittel­ achse angeordnet ist.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Umlenkfläche dagegen als Kegelfläche ausgebildet sein, die konzentrisch zur Mittelachse des Drallraumes angeordnet ist und mit der Spitze in Richtung auf die Rücklaufbohrung zeigt. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Spitze der kegelförmigen Umlenkfläche in die Rücklaufbohrung hineinragt. Dadurch dringt die kegelförmige Spitze der Umlenkfläche bis zu einer Stelle in die Rücklaufbohrung ein, an der der Gashohl­ kern der Drallströmung noch zylindrisch ist, in dem also noch keine Abschnürung und Gasblasenbildung auftreten.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vor­ gesehen, daß die Umlenkfläche in einem radial außenliegenden Bereich entgegen der Längsachse der Rücklaufbohrung geneigt ist, so daß die Flüssigkeit im Umlenkraum gegenüber der Längsachse der Rücklaufbohrung um einen Winkel umgelenkt wird, der größer als 90° ist. Dadurch wird also ein Laby­ rinth gebildet, durch das die Flüssigkeit zu den Rücklauf­ kanälen abfließt. Dies gewährleistet in noch größerem Maße, daß die durch die radial außenliegenden Rücklaufkanäle zu­ rückstehende Flüssigkeit keine Gasblasen mitnimmt.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, daß sich die sich an die Rücklaufbohrung anschließende, der Umlenk­ fläche gegenüberliegende Wand des Umlenkraumes im wesentlichen parallel zur Umlenkfläche erstreckt. Man erhält auf diese Weise eine definierte, radial nach außen gerichtete Strömung, die längs der Umlenkfläche gerichtet ist.
Der Rücklaufkanal kann als konzentrisch zur Mittelachse des Drallraumes angeordnete Ringkammer ausgebildet sein.
Besonders günstig ist es, wenn die Düse einen äußeren Düsenkörper mit einem über die Düsenbohrung mit der Umgebung verbundenen inneren Hohlraum aufweist, in den konzentrisch zur Düsenbohrung ein Drallkörper eingesetzt ist, der mit dem Düsenkörper den Drallraum, die in diesen seitlich ver­ setzt einmündenden Zufuhrkanäle sowie zu diesen führende Zuleitungen für die Flüssigkeit bildet, wenn der Drall­ körper die zentrale Rücklaufbohrung enthält, die den Drallraum mit einem Hohlraum im Drallkörper verbindet und wenn in den Hohlraum ein Rücklaufstempel eingesetzt ist, der mit dem Drallkörper den Umlenkraum sowie die Rücklaufkanäle bildet und dessen der Rücklaufbohrung zugewandte Stirnfläche die Umlenkfläche ist. Die gesamte Düse kann dann aus drei Ein­ zelteilen in einfacher Weise dadurch zusammengesetzt werden, daß diese konzentrisch ineinandergeschoben werden.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn in den Rücklaufkanälen Drosselstellen vorgesehen sind, durch die in den Rücklauf­ kanälen ein geringer Gegendruckaufbau erfolgt. Dieser geringe Gegendruckaufbau führt dazu, daß der Öffnungswinkel der rückströmenden Flüssigkeit beim Eintritt in den Umlenkraum 16 verkleinert wird, so daß eine weitere Konzen­ trierung des Gashohlkernes auf den zentralen Bereich erfolgt, wodurch die Möglichkeit weiter herabgesetzt wird, daß Gas aus dem Gashohlkern in die Rücklaufkanäle gelangt.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Rücklaufdralldüse;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren bevor­ zugten Ausführungsbeispiels einer Rücklaufdrall­ düse und
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren bevor­ zugten Ausführungsbeispiels einer Rücklaufdrall­ düse.
Die in den Zeichnungen dargestellte Düse ist eine Druck­ zerstäuberdüse, durch welche eine unter Druck herangeführte Flüssigkeit, beispielsweise Heizöl, unter Druck zerstäubt wird. Derartige Düsen können auch für andere Flüssig­ keiten eingesetzt werden, beispielsweise zum Verspritzen von Farben etc.
Die in Fig. 1 dargestellte Düse umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Düsenkörper 1 mit einem zylindrischen Hohlraum 2, der auf einer Seite durch eine Abschlußwand 3 abgeschlossen ist. Die Abschlußwand 3 ist in Kegelform ausgeführt und weist einen relativ großen Öffnungswinkel auf, der vorzugsweise über 120° liegt. Im Bereich der Spitze der kegelförmigen Abschlußwand 3 steht der Hohl­ raum 2 über eine konzentrisch zur Mittelachse des Hohl­ raumes 2 angeordnete Düsenbohrung 4 mit dem Außenraum in Verbindung.
In den Hohlraum 2 ist konzentrisch zu dessen Mittelachse ein ebenfalls zylindrischer Drallkörper 5 eingesetzt, der mit einer ebenen Stirnfläche 6 und der kegeligen Abschluß­ wand 3 des Düsenkörpers 1 einen rotationssymmetrisch und konzentrisch zur Mittelachse angeordneten, im wesentlichen kegelstumpfförmigen Drallraum 7 ausgebildet. An die ebene Stirnfläche 6 des Drallkörpers 5 schließen sich außen geneigte Abschlußflächen 8 an, deren Neigung genau der der Abschlußwand 3 des Hohlraums 2 entspricht. Diese Abschluß­ flächen 8 liegen dichtend an der Abschlußwand 3 an und schließen somit den Drallraum 7 gegenüber einem Ringkanal 9 ab, der sich zwischen der zylindrischen Innenwand des Hohlraumes 2 und der zylindrischen Außenwand des Drall­ körpers 5 ausbildet. In die Abschlußflächen 8 sind gegenüber der Mittelachse seitlich versetzt Nuten eingelassen, die zusammen mit der Abschlußwand 3 Zufuhrkanäle 10 ausbilden, durch die eine Verbindung zwischen dem Ringkanal 9 und dem Drallraum 7 gebildet wird. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel sind vier derartige Zufuhrkanäle 10 vorgesehen (Fig. 2).
Konzentrisch zur Mittelachse des Drallraumes 7 ist in dem Drallkörper 5 eine Rücklaufbohrung 11 angeordnet, die den Drallraum 7 mit einem zylindrischen Hohlraum 12 im Innern des Drallkörpers 5 verbindet, dessen Innendurchmesser wesentlich größer ist als der Innendurchmesser der Rücklauf­ bohrung 11. Die Rücklaufbohrung 11 ist durch eine konische Abschlußwand 13 mit der Innenwand des zylindrischen Hohl­ raumes 12 verbunden.
In den zylindrischen Hohlraum 12 ist ein massiver, zylindrischer Rücklaufstempel 14 eingesetzt, der mit einer ebenen Stirnfläche 15 der Einmündung der Rücklaufbohrung 11 in den Hohlraum 12 gegenüberliegt und zusammen mit der Abschlußwand 13 einen sich unmittelbar an die Rücklaufbohrung 11 anschließenden Umlenkraum 16 vom Hohlraum 12 abtrennt. Dieser Umlenkraum 16 steht an seinem radial außen­ liegenden Rand mit einem Ringkanal 17 in Verbindung, der sich zwischen der Innenwand des Hohlraumes 12 und der Außenwand des Rücklaufstempels 14 ausbildet.
Im Betrieb der dargestellten Düse wird die zu zerstäubende Flüssigkeit unter hohem Druck über den Ringkanal 9 und die Zufuhrkanäle 10 in den Drallraum 7 eingeführt. Durch die seitlich versetzte Einmündung der Zufuhrkanäle 10 wird die Flüssigkeit im Drallraum 7 in eine schnelle Rotation um die Mittelachse versetzt. Ein Teil der Flüssigkeit tritt durch die Düsenbohrung 4 aus, und zwar aufgrund der Drehung der Flüssigkeit um die Mittelachse in Form eines sich nach außen öffnenden Kegels mit einem Öffnungswinkel ε (Fig. 1).
Ein weiterer Teil der Flüssigkeit gelangt aus dem Drallraum 7 über die Rücklaufbohrung 11 in den Umlenkraum 16. Auch dieser Teil der Flüssigkeit rotiert um die Mittelachse, wobei sich diese Rotation durch die Rücklaufbohrung 11 bis in den Umlenkraum 16 fortsetzt. Die in den Umlenkraum 16 eintretende Flüssigkeit wird durch die als Umlenkfläche wirkende Stirnfläche 15 des Rücklaufstempels 14 im Umlenk­ raum 16 radial nach außen umgelenkt und in den Ringkanal 17, aus dem diese Flüssigkeit in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise einem Flüssigkeitsvorrat zugeführt wird, der dann erneut über den Ringkanal 9 in der beschriebenen Weise zum Drallraum 7 geleitet werden kann.
Durch die Drehung der Flüssigkeit im Drallraum 7, in der Düsenbohrung 4 und in der Rücklaufbohrung 11 bildet sich im Inneren der sich rotierenden Flüssigkeit ein Gashohlkern 18 aus, der sich bis in den Umlenkraum 16 hinein fortsetzt. Durch die nach außen umgelenkte Flüssigkeit im Umlenkraum 16, wird jedoch der Gashohlkern 18 an einer weiteren Aus­ breitung in Strömungsrichtung gehindert, das heißt, der Gashohlkern 18 endet an der als Umlenkfläche wirkenden Stirnfläche 15 (Fig. 1). Es ist dadurch sichergestellt, daß aus dem Gashohlkern keine Bläschen abgetrennt werden, die von der Flüssigkeit in Form von Schaum mitgerissen werden.
Um einen sicheren Abschluß des Gashohlkernes 18 an der Stirnfläche 15 zu gewährleisten, ist es notwendig, daß die aus der Rücklaufbohrung 11 in den Umlenkraum 16 ein­ tretende Flüssigkeit auf die Stirnfläche 15 auftrifft, das heißt, die Flüssigkeit darf unter dem Einfluß der Drehung um die Mittelachse nicht so weit radial nach außen strömen, daß die Stirnfläche 15 nicht mehr getroffen wird.
Wenn man annimmt, daß die Drehung der Flüssigkeit in der Düsenbohrung und in der Rücklaufbohrung im Bereich des Eintrittes in den Umlenkraum 16 im wesentlichen gleich ausgebildet ist, ergibt sich daraus, daß die Flüssigkeit aus der Rücklaufbohrung 11 unter demselben Öffnungswinkel ε in den Umlenkraum 16 eintritt, den die Flüssig­ keit beim Austritt aus der Düsenbohrung 4 ausbildet.
Unter dieser Annahme ergibt sich für die Dimensionierung der Düse folgende Beziehung:
Dabei haben die einzelnen Parameter folgende Bedeutung:
d U :Durchmesser der als Umlenkfläche wirkenden Stirn­ fläche 15,d R :Durchmesser der Rücklaufbohrung,L₂:Abstand der als Umlenkfläche wirkenden Stirnfläche 15 von der Einmündung der Rücklaufbohrung 11 in den Umlenkraum 16, ε:Öffnungswinkel des aus der Düsenbohrung 4 austretenden Strömungskegels.
Wenn die genannte Beziehung erfüllt ist, ist sichergestellt, daß die aus der Rücklaufbohrung 11 in den Umlenkraum 16 ein­ tretende Flüssigkeit unmittelbar auf die als Umlenkfläche wirkende Stirnfläche 15 auftrifft und somit den Gashohl­ kern 18 sicher gegenüber dem die Flüssigkeit rückführenden Ringkanal 17 abschließt.
Es ist weiterhin von Bedeutung, daß die Rücklaufbohrung möglichst kurz ist, das heißt, die Länge L₁ der Rücklauf­ bohrung 11 darf nur so groß sein, daß in dieser Länge der Gashohlkern 18 noch keine Abschnürung und damit Blasen­ bildung zeigt.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie das der Fig. 1; einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist jedoch die Stirnfläche 15 nicht im gesamten Radialbereich eben, sondern an einen ebenen Mittelbereich 21 schließen sich nach außen gegenüber der Längsachse der Rücklaufbohrung 11 entgegengesetzt geneigte Ablenkflächen 22 an, die in eine in Richtung des Ringkanals 17 abgeschrägte Rand­ fläche 23 übergeht. Die gegenüberliegende Abschlußwand 13 des Umlenkraums 16 ist im wesentlichen parallel zu dieser Stirnfläche 15 ausgebildet, so daß der Umlenkraum 16 einen labyrinthförmigen Weg für die Strömung aus der Rücklaufbohrung 11 in den Ringkanal 17 bildet. Dies gewährleistet in noch höherem Maße, daß der Gashohlkern 18 gegenüber dem Ringkanal 17 abgeschlossen wird, so daß auch bei Abmessungen und Betriebsbedingungen, die die anhand des Beispiels der Fig. 1 erläuterte Beziehung nicht erfüllen, keine Abschnürung und Schaumbildung eintritt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4, bei dem wieder entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen tragen wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, ist die Stirnfläche 15 kegelförmig ausgebildet, wobei die Spitze 24 des Kegels zentral in die Rücklaufbohrung 11 hineinragt. Die gegen­ überliegende Abschlußwand 13 des Umlenkraums 16 verläuft auch hier im wesentlichen parallel zur Stirnfläche 15, also auch kegelförmig.
Bei einer solchen Ausgestaltung taucht die Spitze 24 unmittelbar in den Gashohlkern 18 in der Rücklaufbohrung 11 ein und verhindert auf diese Weise, daß sich der Gashohl­ kern 18 abschnüren und Schaum ausbilden kann. In den Strömungskanal zwischen der kegeligen Stirnfläche 15 und der ebenfalls kegeligen Abschlußwand 13 kann somit kein Gas aus dem Gashohlkern 18 eintreten.
Alle beschriebenen Ausführungsformen haben den Vorteil, daß durch die beschriebenen Maßnahmen im Umlenkraum 16 die Strömung und insbesondere die Rotation der Flüssig­ keit in dem Drallraum 7 unbeeinflußt bleibt, das heißt, diese Maßnahmen haben auch keine Rückwirkung auf das Sprühverhalten der Düse. Trotzdem gelingt es, die Schaum­ bildung im Rückströmweg der Flüssigkeit zu unterbinden.
Eine weitere Herabsetzung der Schaumbildung läßt sich auch dadurch erreichen, daß in den Rücklaufkanälen 17 in der Zeichnung nicht dargestellte Drosselstellen vorgesehen sind, durch die in den Rücklaufkanälen 17 ein geringer Gegendruck­ aufbau erfolgt. Durch diesen Gegendruckaufbau wird der Öffnungs­ winkel verkleinert, mit dem die Flüssigkeit in den Umlenkraum 16 eintritt, so daß eine verbesserte Konzentrierung des Gashohlkerns auf den zentralen Bereich und damit eine verbesserte Abdichtung des zu den Rücklaufkanälen führenden Strömungsweges durch die Flüssigkeit erfolgt.

Claims (12)

1. Dralldüse zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mit einem Drallraum, in den gegenüber der Mittelachse des Drall­ raums seitlich versetzt Zufuhrkanäle für die Flüssigkeit eintreten, mit einer auf der Mittelachse des Drallraums angeordneten Düsenbohrung und mit einer der Düsenbohrung gegenüberliegenden, längs der Mittelachse des Drallraums aus diesem austretenden Rücklaufbohrung für einen Teil der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufbohrung (11) in einen in radialer Richtung erweiterten Umlenkraum (16) eintritt, der auf der der Rücklaufbohrung (11) gegenüberliegenden Seite eine die Strömung in der Rücklaufbohrung (11) radial nach außen richtende Umlenkfläche (15) aufweist, und daß der Umlenk­ raum (16) mit von der Mittelachse des Drallraumes (7) entfernten Rücklaufkanälen (17) verbunden ist.
2. Dralldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L₁) der Rücklaufbohrung (11) so kurz gewählt ist, daß noch keine Abschnürung von Gasblasen von dem Gashohlkern (18) auftritt.
3. Dralldüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkraum (16) konzentrisch zum Drallraum (7) angeordnet und bezüglich der Mittelachse des Drall­ raumes (7) rotationssymmetrisch ist.
4. Dralldüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umlenkfläche (15) mindestens so weit radial nach außen erstreckt, daß ein Flüssigkeitsstrahl, der aus der Rücklaufbohrung (11) unter demselben Öffnungswinkel (ε) in den Umlenkraum (16) eintritt, unter dem der Flüssigkeitsstrahl aus dem Drall­ raum (7) durch die Düsenbohrung (4) austritt, noch auf die Umlenkfläche (15) auftrifft.
5. Dralldüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkfläche (15) eben ist und senkrecht zur Mittelachse angeordnet ist.
6. Dralldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkfläche (15) als Kegelfläche ausgebildet ist, die konzentrisch zur Mittelachse des Drallraumes (7) angeordnet ist und mit der Spitze (24) in Richtung auf die Rücklaufbohrung (11) zeigt.
7. Dralldüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (24) der kegelförmigen Umlenkfläche (15) in die Rücklaufbohrung (11) hineinragt.
8. Dralldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkfläche (15) in einem radial außenliegenden Bereich (22) entgegen der Längsachse der Rücklaufbohrung (11) geneigt ist, so daß die Flüssigkeit im Umlenkraum (16) gegenüber der Längsachse der Rück­ laufbohrung (11) um einen Winkel umgelenkt wird, der größer als 90° ist.
9. Dralldüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an die Rücklaufbohrung (11) anschließende, der Umlenkfläche (15) gegen­ überliegende Wand (13) des Umlenkraums (16) sich im wesentlichen parallel zur Umlenkfläche (15) erstreckt.
10. Dralldüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufkanal (17) als konzentrisch zur Mittelachse des Drallraumes (7) ange­ ordnete Ringkammer ausgebildet ist.
11. Dralldüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse einen äußeren Düsen­ körper (1) mit einem über die Düsenbohrung (4) mit der Umgebung verbundenen inneren Hohlraum (2) aufweist, in den konzentrisch zur Düsenbohrung (4) ein Drallkörper (5) eingesetzt ist, der mit dem Düsenkörper (1) den Drallraum (7), die in diesen seitlich versetzt einmün­ denden Zufuhrkanäle (10) sowie zu diesen führende Zulei­ tungen (Ringkanal 9) für die Flüssigkeit bildet, daß der Drallkörper (5) die zentrale Rücklaufbohrung (11) ent­ hält, die den Drallraum (7) mit einem Hohlraum (12) im Drallkörper (5) verbindet, und daß in den Hohlraum (12) ein Rücklaufstempel (14) eingesetzt ist, der mit dem Drallkörper (5) den Umlenkraum (16) sowie die Rücklauf­ kanäle (17) bildet und dessen der Rücklaufbohrung (11) zugewandte Stirnfläche (15) die Umlenkfläche ist.
12. Dralldüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rücklaufkanälen (17) Drosselstellen vorgesehen sind, durch die in den Rück­ laufkanälen (17) ein geringer Gegendruckaufbau erfolgt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5067655A (en) * 1987-12-11 1991-11-26 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Whirl nozzle for atomizing a liquid
DE10214251C1 (de) * 2002-03-30 2003-08-14 Rag Ag Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und Tunnelbau
CN106824585A (zh) * 2017-01-19 2017-06-13 高益松 一种发泡枪喷嘴

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10024888B4 (de) * 2000-05-16 2008-10-16 Gea Wtt Gmbh Plattenwärmeübertrager mit Kältemittelverteiler
DE10024977B4 (de) * 2000-05-19 2005-04-14 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Brenner für einen ein flüssiges Medium umfassenden Brennstoff

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE257519C (de) *
DE884029C (de) * 1950-05-20 1953-07-23 Wilhelm Von Dipl-In Treuenfels Drallzerstaeuberduese mit einer Einrichtung zur Regelung der zu verspritzenden Fluessigkeitsmenge
EP0004682A1 (de) * 1978-04-03 1979-10-17 Metallgesellschaft Ag Rücklaufdüse
DE3235080A1 (de) * 1982-09-22 1984-03-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Ruecklaufeinspritzduese fuer die zerstaeubung von fluessigkeiten

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE257519C (de) *
DE884029C (de) * 1950-05-20 1953-07-23 Wilhelm Von Dipl-In Treuenfels Drallzerstaeuberduese mit einer Einrichtung zur Regelung der zu verspritzenden Fluessigkeitsmenge
EP0004682A1 (de) * 1978-04-03 1979-10-17 Metallgesellschaft Ag Rücklaufdüse
DE3235080A1 (de) * 1982-09-22 1984-03-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Ruecklaufeinspritzduese fuer die zerstaeubung von fluessigkeiten

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Schadstoffarme Hausheizungen mit hoher Energieumsetzung-Systemanalyse von MAN-NT. München 1976, S. 304 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5067655A (en) * 1987-12-11 1991-11-26 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Whirl nozzle for atomizing a liquid
DE10214251C1 (de) * 2002-03-30 2003-08-14 Rag Ag Düse zur Wasserabgabe im untertägigen Berg-und Tunnelbau
CN106824585A (zh) * 2017-01-19 2017-06-13 高益松 一种发泡枪喷嘴

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