DE4237769A1 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Ausflußvorrichtungen, die einen Wasserstrahl in Form einer Wasserschicht ausge­ ben. Diese Konstruktion ist besonders geeignet für einen Brausekopf oder dergl.

Die angenehme Ästhetik eines als Schicht fließenden Was­ serstrahls sind bekannt, wie auch bestimmte Arten von Aus­ flußvorrichtungen zum Herstellen solcher Wasserschichten. Eine Schichtstrahler der durch die US-PS 43 34 328 offen­ barten Art enthält einen schmalen Schlitz mit einem Quer­ schnitt entsprechend dem der gewünschten Wasserschicht. Eine Strömungskammer zwischen dem Wasseranschluß und dem schmalen Schlitz glättet den Wasserstrom so, daß er nach dem Austreten aus dem schmalen Schlitz für eine gewisse Strecke als Schicht weiterströmt. Das Ausbilden eines Schichtstrahls mit praktisch realisierbarem Wasserdurch­ satz erfordert einen schmalen Schlitz. Ein solcher schma­ ler Schlitz ist schwierig herzustellen und auch schwierig zu reinigen und verstopft leicht.

Ein Schichtstrahler einer zweiten Art enthält anstelle des schmalen Schlitzes ein einzelnes Ablenkelement, auf das ein Wasserstrom aus einer Düse kommend auftritt. Beim Auf­ schlagen auf das Ablenkelement spreizt sich das Wasser zu einem Schichtstrahl auf. Dieses Aufspreizen des Wassers beim Aufschlagen auf das Ablenkelement begrenzt auch die freie Wurflänge der Schicht vor dem Aufbrechen zu Tröpf­ chen, da die dünner und breiter werdende Schicht bald die Grenzen der Oberflächenspannung erreicht, die den Schicht­ strahl zusammenhält.

Diese Problem eines zu schnell dünnerwerdenden Schicht­ strahls läßt in Grenzen durch die Verwendung mehrerer Strahlen überwinden, die jeweils einen benachbarten Strahl mitnehmen, um ein übermäßiges Ausbreiten des Wassers nach dem Verlassen des Ablenkelements zu verhindern. Vergl. hierzu die US-PS 49 12 782.

Leider kann die Verwendung mehrerer Strahlen zur Bildung eines ungleichmäßig dicken Schichtstrahls führen; darüber­ hinaus ist sie auf jeden Fall kostspielig.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausflußvorrichtung zur Bildung eines Wasser-Schichtstrahls, der über eine längere Fallstrecke stetig bleibt, und zwar ohne Verwen­ dung eines Schlitzes oder mehrerer Düsenstrahlen. Ein ein­ zelnes, in zwei Dimensionen (bspw. kugelförmig) gekrümmtes Ablenkelement bietet die Schichtbildung und auch die Schichtglättung, die normalerweise ein Schlitz besorgt. Die doppelte Krümmung des Prallelements dient auch dazu, den Schichtstrahl entlang einer Achse zu fokussieren, um seine freie Länge ohne die Notwendigkeit von mehreren Düsenstrahlen zu verlängern.

Insbesondere leitet eine einen Wasserstrom aufnehmende Düse diesen entlang einer Achse und gibt ihn durch eine Öffnung auf ein Prallelement hinzu aus. Dieses Prall­ element weist einen von der Öffnung beabstandeten Flä­ chenteil auf, so daß zwischen diesem Flächenteil und dem Rand ein schlitzartiger Zwischenraum entsteht, der das Wasser zu einer Primärschicht formt, die in zwei zuein­ ander rechtwinkligen Richtungen auswärts strömt. Ein den zugewandten Flächenteil umgebender Führungsteil des Prallelements ist in den zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen einwärts gekrümmt, um die Schicht abzulenken, bevor sie über die freie Kante des Prallelements an die Luft austritt.

Die Düse kann im Querschnitt anders als kreisförmig ge­ staltet sein, um die Wasserströmung außerhalb der Düsen­ achse erheblich zu verstärken. Der Weg zwischen dem Rand und dem dem vorherrschenden Strömungsanteil zugewandten Teil der Prallfläche entlang der Düsenachse kann von einer Wandung abgesperrt sein.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, mit einer einzigen Düse und einer Prallflächenanordnung den Nutzen sowohl eines Schlitz- als auch eines Mehrfachstrahlers zu erreichen. Das Prallelement hat einen äußeren Rand mit einer Prallfläche, die zu einer scharfen Kante verjüngt ausgebildet sein kann.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Schicht­ strahler derjenigen Art zu erstellen, bei dem die scharfe Kante das Anhaften des Wassers an der Ablenkfläche ab­ schwächt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Ausbilden eines Wasser-Schichtstrahls mit verringerter Divergenz.

Andere und zu den bereits erwähnten zusätzliche Ziele und Besonderheiten ergeben sich für den einschlägigen Fachmann aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung. Die Beschreibung bezieht sich da­ bei auf die beigefügte Zeichnung, die ein Beispiel der Er­ findung darstellt. Diese Beispiel gibt die verschiedenen möglichen Ausführungsformen der Erfindung jedoch nicht er­ schöpfend wieder. Zur Bestimmung des vollständigen Umfangs der Erfindung wird auf die der Beschreibung folgenden An­ sprüche verwiesen.

Fig. 1 ist eine Seitenrißdarstellung des erfindungsge­ mäßen Schichtstrahlers mit einem austretenden Schichtstrahl;

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche, aber geschnittene Darstellung, wobei der Schnitt auf die Mittel­ linie des Schichtstrahlers der Fig. 1 in der Zeichenebene gelegt ist;

Fig. 3 ist ein der Fig. 2 ähnlicher Schnitt, wobei die Schnittebene aus der Mittelinie heraus parallel zu der der Fig. 2 versetzt liegt;

Fig. 4 ist ein Schnitt auf der Ebene 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 ist eine perspektivische Sprengansicht der bei­ den Hauptbestandteile des Schichstrahlers der Fig. 1;

Fig. 6 ist eine der Fig. 2 ähnliche schematisierte Dar­ stellung und zeigt den Radius sowie den Mittel­ punkt einer gedachten Kugel, deren Teil das Prallelement ist;

Fig. 7 ist eine Einzelheit des Prallelements und der Düse im Schnitt auf der Ebene 7-7 der Fig. 2 und zeigt die Fokussierung des Wasserstrahls durch die Krümmung des Prallelements; und

Fig. 8 ist eine Einzelheit aus der Fig. 4 und zeigt die auf Dickenunregelmäßigkeiten des über das Prall­ element laufenden Schichtstrahls wirkenden Kräfte.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist der erfindungsgemäße Schicht­ strahler 10 allgemein ein gekrümmtes Prallelement 12 mit einer Innenfläche auf, die Teil einer Kugelfläche ist. Das Prallelement 12 hat eine Unterkante 14, von der eine Was­ serschicht 16 sich ablöst und eine freie Strecke 17 durch­ läuft, bevor sie zu Tröpfchen 18 aufbricht. Die Oberkante des Prallelements 12 ist an eine Düsenanordnung 20 ange­ setzt, die vorzugsweise von einem Kragen 22 aus aufwärts vorsteht, der an einen Brausekopf (nicht gezeigt) in Kopf­ höhe in einer Brausekabine angesetzt ist.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist das Prallelement 12 an die Dü­ senanordnung 20 mittels der Gewindeansätze 30 angesetzt, die aus der Unterseite des Prallelements 12 heraus vor- bzw. von ihm abstehen. Bei an die Düsenanordnung 20 ange­ setztem Prallelement stehen die Gewindeansätze 30 in einen Hohlraum 32 im oberen Ende der Düsenanordnung 20 hinein.

Schrauben 34 verlaufen aufwärts durch den Kragen 22 und durch Bohrungen in der Düsenanordnung 20 in die Gewindean­ sätze 30, in denen sie festgezogen werden können, um das Prallelement 12 auf der Düsenanordnung festzulegen, wobei letztere zwischen dem Kragen 22 und den Gewindeansätzen 30 des Prallelements 12 eingespannt wird. Mit dem Kopf legen die Schrauben 34 auch einen Flansch 36 auf der Unterseite des Kragens 22 fest, wie bspw. den Flansch 36 als Hilfe beim Montieren des Schichtstrahlers 10 an der ihn tragen­ den Brauseanordnung.

Wie die Fig. 2 zeigt, enthält die Düsenanordnung 20 eine mittige Einlaßkupplung 24 zur Übernahme von Wasser aus Versorgungsleitungen (nicht gezeigt) durch den Kragen 22 hindurch und zur Übergabe des Wassers an einen Kanal 26 innerhalb der Düsenanordnung 20 und schließlich an eine allgemein waagerecht angeordnete Düse 28. Die Düse 28 läuft zu einer Öffnung 38 aus, die schräg zur allgemein waagerechten Achse 40 der Düse 28 liegt. Der Winkel der Öffnung 38 ist derart, daß er dem eines Flächenteils auf der Unterseite des Prallelements 12 entspricht und von diesem geringfügig beabstandet liegt, um zwischen der Öff­ nung 38 und der Unterseite des Prallelements 12 einen Schlitz 42 zu schaffen.

Als Ergebnis der Geometrie des Prallelements 12 und der Wechselwirkung zwischen Prallelement und Düse 40, wie sie beschrieben werden wird, kann der Schlitz 42 wesentlich breiter sein als die vom Strahler 10 schließlich erzeugte Wasserschicht 16 dick ist. Gegenüber Konstruktionen mit einem weitaus schmaleren schichtbildenden Schlitz verrin­ gert diese Dicke des Schlitzes 42 die Wahrscheinlichkeit, daß er sich zusetzt.

Wie die Fig. 5 zeigt, verhindert eine an den oberen Rand 38 angesetzte und an der Unterseite des Prallelements 12 anliegende Wandleiste 44 eine Strömung des Wassers aus der Düse 28 aufwärts entlang dem Prallelement 12 zur Rückseite der Düsenanordnung 20 und begrenzt so die Winkelausdehnung des Schlitzes 42 auf ca 180° um die Düsenachse 40 herum.

Wie die Fig. 7 zeigt, kann aus dem Schlitz 42 an der Düse 28 austretendes Wasser zwischen den rechtwinkligen Achsen 46 und 48 austreten, wobei letztere allgemein entlang der Achse 40 des Düse 28 liegt. Das Wasser kann in Vorwärts­ richtung entlang der Achse 48, aber infolge der Wandleiste 44 nicht in Rückwärtsrichtung strömen. Desgl. kann das Wasser aus der Düse 28 entlang der Achse 46 nach links oder rechts austreten.

Wie die Fig. 4 und 6 zeigen, ist das Prallelement 12 ent­ lang der Achsen 46 und 48 gekrümmt. Vorzugsweise handelt es sich bei ihm um den Ausschnitt aus einer Kugelfläche, deren Mittelpunkt 50 unter und hinter der Düsenanordnung 12 liegt. Die beiden Krümmungsrichtungen des Prallelements 12 erfüllen jeweils einen eigenen Zweck.

Wie die Fig. 7 zeigt, dient die seitliche Krümmung entlang der Achse 46 dazu, das durch den Schlitz 42 austretende Wasser entlang der Achse 46 nach links und rechts zu len­ ken, so daß es in Vorwärtsrichtung mit der Achse 48 in Vorwärtsrichtung im wesentlichen ausgerichtet, aber bei­ derseits derselben umgelenkt wird. Dadurch erhält man eine Wasserschicht 16, die erheblich breiter ist als der Quer­ schnitt der Düse 28. Überraschenderweise reicht daher eine einzige Düse 28 dazu aus, eine erheblich breitere Wasser­ schicht 16 zu erzeugen, indem man das Wasser entlang der Querachse 46 richtet und es schließlich wieder auf die Achse 48 umlenkt, um seine Streuung und damit seine freie Wurfweite vor dem Bilden von Tröpfchen 18 zu verringern.

Wie die Fig. 8 zeigt, dient die Vorwärtskrümmung des Prallelements 12 entlang der Achse 48 dazu, die Wasser­ schicht 16 einwärts zum Krümmungsmittelpunkt des Prall­ elements 12 hin zu beschleunigen, wie mit dem Pfeil 52 an­ gedeutet. Die Reaktionskraft dieser Beschleunigung drückt die Schicht 16 auf die Unterseite des Prallelements 12, wobei örtliche Dickenschwankungen der Schicht 16 durch eine resultierende Strömung des Wassers der Schicht 16 seitlich allgemein parallel zur Achse 46 geglättet werden. Die Zentrifugalbeschleunigung der Schicht 16 durch das Prallelement 12 fördert die Gleichmäßigkeit der Dicke der Schicht 16 vor dem Verlassen des Prallelements 12 und ih­ rem Übergang in die freie Luft. Die gleichmäßigere Dicke (Querschnitt) der Schicht 16 bewirkt die maximale Wurf­ weite vor einem Aufbrechen zu Tröpfchen 18, da dünnere Bereiche, in denen die Schicht 16 aufbrechen würde, be­ seitigt sind.

Wie wiederum die Fig. 4 zeigt, ist der Querschnitt der Öffnung nicht kreisförmig, sondern er hat einen allgemein rechteckigen Umriß, um die Wasserströmung im Schlitz 42 in Richtungen außerhalb der Primärachse 48 zu verstärken und so zu verhindern, daß der Fokussiereffekt des Prallele­ ments 12 die Dicke der Schicht 16 auf der Achse 48 zu sehr verstärkt.

Wie die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, läuft das Prallelement 12 zu einer scharfen Unterkante 14 aus, um einen spitzen Win­ kel zwischen der Unterseite des Prallelements 12 und der Oberseite der Fläche 56 an der Unterkante 14 herzustellen. Dieser spitze Winkel hebt die Haftung des Wasserstrahls 16 an der Unterseite des Prallelements 12 auf, so daß ein von der Kante 56 des Prallelements 16 ausgehender Sprühnebel feiner Tröpfchen reduziert wird.

Claims (5)

1. Ausflußvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Düse, die eine Wasserströmung aus einem Versor­ gungsanschluß übernimmt und sie entlang einer Düsenachse einer Düsenaustrittsöffnung zuleitet, und ein Prallelement mit gekrümmter Innenfläche, die in fester Zuordnung zu der Öffnung sich über diese erstreckt, wobei die Innenfläche einen Teil, der der Öffnung zugewandt und von dieser beabstandet liegt, um zwischen Schild und Öffnung einen Schlitz zu erzeugen, der das Wasser zu einem Schichtstrahl umformt, sowie einen Führungsteil aufweist, der in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen um den Innenflächen­ teil herumverläuft und einen äußeren Rand aufweist, wobei der Führungsteil in zwei zueinander rechtwinkligen Rich­ tungen zur Öffnung hin einwärts gekrümmt ist, um die Was­ serschicht vor dem Vorbeilauf am äußeren Rand einwärts um­ zuleiten und so die Ausbildung einer stetigen, zum Baden geeigneten Wasserschicht zu fördern.

2. Ausflußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand des Führungsteil zu einer scharfen Kante verjüngt ist.

3. Ausflußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil ku­ gelförmig ist.

4. Ausflußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung nicht kreisförmig ist.

5. Ausflußvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Düse, die eine Wasserströmung aus einem Versor­ gungsanschluß übernimmt und sie entlang einer Düsenachse einer Düsenaustrittsöffnung zuleitet, und ein Prallelement mit einer gekrümmten Innenfläche, die in fester Zuordnung zu der Öffnung sich über diese erstreckt, wobei die Innen­ fläche einen Teil, der der Öffnung zugewandt und von die­ ser beabstandet liegt, um zwischen Schild und Öffnung einen Schlitz zu erzeugen, der das Wasser zu einem Schichtstrahl umformt, sowie einen Führungsteil aufweist, der in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen um den Innenflächenteil herumverläuft und einen äußeren Rand aufweist, wobei der Führungsteil in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen zur Öffnung hin einwärts ge­ krümmt ist, um die Wasserschicht vor dem Vorbeilauf am äußeren Rand einwärts umzuleiten, und wobei der Führungs­ teil kugelförmig ist.