DE4440681A1 - Sprühdüse, insbesondere zum Versprühen von Wasser in Brandschutzanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühdüse der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 genannten Art, insbesondere zum Ver­ sprühen von Wasser in Brandschutzanlagen.

Sprühdüsen sind seit langem allgemein bekannt. Sie wei­ sen wendelförmige enge Kanäle auf, die tangential in eine Wirbelkammer münden, die mit einer engen, koaxialen Düsen­ öffnung verbunden ist. Durch die wendelförmigen Kanäle wird das durchströmende flüssige Medium, z. B. Wasser, in Drehung versetzt. Auf dem radialen Weg nach innen zu der engen, koa­ xialen Düsenöffnung wird die Drehgeschwindigkeit beträcht­ lich erhöht, so daß das Wasser beim Austritt aus der Düsen­ öffnung durch die dann wirksamen Zentrifugalkräfte zu einem Sprühnebel aufgerissen wird, der sich im wesentlichen in Form eines Sprühkegels ausbreitet.

Ein Nachteil dieser Sprühdüse besteht darin, daß im Inneren des Sprühkegels nur wenig Sprühnebel vorhanden ist, so daß sich dort, insbesondere im Zentrum des Sprühkegels, ein Bereich ausbildet, der nicht oder nur in erheblich ver­ ringertem Maße besprüht wird, so daß dort die Löschwirkung des Sprühnebels entsprechend gering ist.

Aus der DD 1 41 626 ist eine Sprühdüse der betreffenden Art bekannt, die ein Gehäuse aufweist, in dem ein erstes Düsenteil angeordnet ist. Zwischen dem ersten Düsenteil und einer Innenwandung des Gehäuses ist eine erste Wirbelkammer gebildet, in die entfernt von der Wirbelachse ein an der Außenseite des ersten Düsenteiles gebildeter, wendelförmiger erster Kanal zur Zuführung von Wasser tangential mündet und die eine zu der Wirbelachse koaxiale erste Austrittsöffnung aufweist. Zwischen einer Innenwandung des ersten Düsenteiles und einem in dem ersten Düsenteil angeordneten zweiten Dü­ senteil ist eine zweite Wirbelkammer gebildet, in die ent­ fernt von der Wirbelachse ein an der Außenseite des zweiten Düsenteiles gebildeter, wendelförmiger zweiter Kanal zur Zuführung von Wasser tangential mündet und die eine zu der Wirbelachse und zu der ersten Austrittsöffnung koaxiale zweite Austrittsöffnung aufweist. Bei Gebrauch der Sprühdüse strömt Wasser zum einen durch den wendelförmigen ersten Ka­ nal zu der ersten Austrittsöffnung, so daß sich unter der Sprühdüse ein Sprühnebel in Form eines ersten Sprühkegels ausbildet. Zum anderen strömt Wasser durch den wendelförmi­ gen zweiten Kanal zu der zweiten Austrittsöffnung, so daß sich unter der Sprühdüse ein Sprühnebel in Form eines zwei­ ten Sprühkegels ausbildet. Der zweite Sprühkegel weist einen geringeren Öffnungswinkel als der erste Sprühkegel auf, so daß das Innere des ersten Sprühkegels durch den zweiten Sprühkegel mit Sprühnebel gefüllt ist und somit auch im In­ neren des ersten Sprühkegels eine Löschwirkung erzielt ist.

Ein Nachteil der bekannten Sprühdüse besteht darin, daß ihr Aufbau aufgrund des zur Erzeugung des zweiten Sprühke­ gels erforderlichen, in dem ersten Düsenteil angeordneten zweiten Düsenteil aufwendig ist, so daß die bekannte Sprüh­ düse teuer in der Herstellung ist.

Beim Zusammenbau der bekannten Sprühdüse ist es erfor­ derlich, zunächst das zweite Düsenteil in das erste Düsen­ teil einzuschrauben und anschließend das erste Düsenteil in das Gehäuse einzuschrauben. Es sind somit beim Zusammenbau viele Arbeitsschritte erforderlich. Dies ist zeitaufwendig, so daß die Herstellung der bekannten Sprühdüse weiter ver­ teuert ist.

Da das zweite Düsenteil im Inneren des ersten Düsen­ teiles angeordnet ist, sind seine Abmessungen gering, so daß auch der Querschnitt des an der Außenseite des zweiten Dü­ senteiles gebildeten zweiten Kanales entsprechend gering ist. Es besteht somit die Gefahr, daß sich der zweite Kanal durch Eindringen von Staub oder dergleichen in die Sprühdüse zusetzt. Dies hat zur Folge, daß sich der durch das zweite Düsenteil erzeugte zweite Sprühkegel nicht oder nur unvoll­ ständig ausbildet, so daß die Löschwirkung der Sprühdüse beeinträchtigt ist. Außerdem ist die Sprühweite der zweiten Wirbeldüse gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprühdü­ se der betreffenden Art anzugeben, die die Nachteile der bekannten Sprühdüse nicht aufweist, deren Aufbau vereinfacht ist, die kostengünstig herstellbar ist und bei der eine si­ chere Funktion gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, anstelle einer inneren zweiten Wirbeldüse einen zu der Wirbelachse der Wirbelkammer koaxialen zweiten Kanal vorzusehen und in Strömungsrichtung vor der zweiten Aus­ trittsöffnung ein Druckgefälle zu erzeugen, so daß den zwei­ ten Kanal durchströmendes Wasser beim Übergang in einen Be­ reich geringeren Druckes zu einem Sprühnebel aufgerissen wird.

Der auf diese Weise erzeugte Sprühnebel breitet sich im Inneren des aus der Wirbelkammer austretenden Sprühkegels aus, so daß auch im Inneren dieses Sprühkegels die erwünsch­ te Löschwirkung erzielt ist. Außerdem hat der aus der zwei­ ten Austrittsöffnung aus tretende Sprühnebel eine größere Geschwindigkeit und damit eine größere Sprühweite.

Der zweite Kanal kann durch eine sich in Längsrichtung des Düsenteiles erstreckende, durchgehende Ausnehmung gebil­ det sein, die auf einfache Weise erzeugbar ist. Die Herstel­ lung der erfindungsgemäßen Sprühdüse ist somit einfach und damit kostengünstig.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Erwei­ terung im Anschluß an eine Querschnittsverengung des zweiten Kanales gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist durch die Querschnittsverengung und die daran anschließende Erweite­ rung eine Blende gebildet, an der sich ein hohes Druckgefäl­ le ausbildet, so daß das Wasser besonders wirkungsvoll zu einem Sprühnebel aufgerissen wird.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist die Erweiterung durch einen konischen Wandungsbereich des zweiten Kanales gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Kanal besonders einfach durch Erzeugung einer Bohrung mit abge­ stuftem Durchmesser erzeugbar.

Zweckmäßigerweise kann der zweite Kanal in Strömungs­ richtung vor der Erweiterung einen in Strömungsrichtung ab­ nehmenden, vorzugsweise abgestuften Querschnitt, aufweisen.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist in dem Gehäuse ein Düsenteil angeordnet, an dessen Außenseite der erste Kanal und in dem zentrisch der zweite Kanal gebil­ det ist.

Durch geeignete Dimensionierung des zweiten Kanales, insbesondere der Erweiterung und/oder der Querschnittsver­ engung, sind die Form und Tröpfchengröße des aus der zweiten Austrittsöffnung austretenden Sprühnebels in weiten Grenzen beeinflußbar, so daß die Sprühcharakteristik der erfindungs­ gemäßen Sprühdüse in weiten Grenzen beeinflußbar ist.

Ferner ist die Sprühcharakteristik durch geeignete Wahl des Abstandes in Strömungsrichtung der ersten Austrittsöff­ nung von der zweiten Austrittsöffnung beeinflußbar.

Es ist auch möglich die Erweiterung und/oder die Quer­ schnittsverengung verstellbar auszubilden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Aus­ führungsbeispiel näher erläutert werden.

Die in der Zeichnung dargestellte Sprühdüse weist ein Gehäuse 1 mit einem Außengewinde 2 zum Einschrauben der Sprühdüse in eine nicht dargestellte Zuführleitung auf. Das Gehäuse weist eine zylindrische Innenwandung 3 auf, die in eine konische Innenwandung 4 übergeht, die zu einer ersten Austrittsöffnung 5 führt. An seinem zuführseitigen Ende 6 weist das Gehäuse 1 ein Innengewinde 7 auf, in das ein Dü­ senteil 8 mit seinem Außengewinde 9 eingeschraubt ist. In der Außenwandung 10 des Düsenteiles 8 sind ein wendelförmi­ ger erster Kanal 11 und weitere, in der Zeichnung nicht dar­ gestellte wendelförmige Kanäle zur Zuführung von Wasser ge­ bildet, die um eine durch eine strichpunktierte Linie sym­ bolisierte Wirbelachse 12 herum verlaufen und tangential in eine zwischen dem Düsenteil 8 und der zylindrischen Innen­ wandung 3 bzw. der konischen Innenwandung 4 des Gehäuses gebildete Wirbelkammer 13 münden. In dem Düsenteil 8 ist ein zu der Wirbelachse 12 koaxialer zweiter Kanal 14 zur Zuführung von Wasser gebildet. Der zweite Kanal 14 weist einen ersten zylindrischen Wandungsbereich 15 auf, der über einen sich konisch verengenden Wandungsbereich 16 in einen zweiten zylindrischen Wandungsbereich 17 geringeren Quer­ schnittes übergeht, der zu einer Querschnittsverengung 18 führt. Im Anschluß an die Querschnittsverengung 18 ist eine Erweiterung durch einen zweiten konischen Wandungsbereich 19 des zweiten Kanales 14 gebildet, der in einen dritten zylin­ drischen Wandungsbereich 20 übergeht. Der dritte zylindri­ sche Wandungsbereich 20 führt zu einer zweiten Austrittsöff­ nung 21.

Bei Gebrauch der in der Zeichnung dargestellten Sprüh­ düse strömt Wasser einmal durch den wendelförmigen ersten Kanal 11 zu der ersten Austrittsöffnung 5. Durch den wendel­ förmigen Kanal 11 wird dem durchströmenden Wasser ein Drall aufgezwungen, dessen Geschwindigkeit sich zu der radial wei­ ter innen liegenden ersten Austrittsöffnung 5 hin beträcht­ lich erhöht, so daß das Wasser beim Austritt aus der ersten Austrittsöffnung 5 zu einem Sprühnebel aufgerissen wird, der sich in Form eines Sprühkegels vor der Sprühdüse ausbreitet.

Zum anderen strömt Wasser durch den zweiten Kanal 17. Nach Durchtritt des Wassers durch die Querschnittsverengung 18 sinkt der Wasserdruck im Bereich der durch die zweite konische Wandung 19 gebildeten Erweiterung ab. Im Bereich der Erweiterung ist somit eine Zone niedrigeren Druckes ge­ bildet, so daß das durchströmende Wasser zu einem Sprühnebel aufgerissen wird, der durch die zweite Austrittsöffnung 21 austritt und sich im Inneren des aus der ersten Austritts­ öffnung 5 austretenden Sprühkegels ausbreitet, so daß eine gleichmäßige Löschwirkung der Sprühdüse erzielt ist.

Claims (7)

1. Sprühdüse, insbesondere zum Versprühen von Wasser in Brandschutzanlagen,
mit einem Gehäuse,
mit einer in dem Gehäuse angeordneten Wirbelkammer, in die entfernt von der Wirbelachse wenigstens ein erster Kanal zur Zuführung von Wasser im wesentlichen tangen­ tial mündet und die eine zu der Wirbelachse koaxiale erste Austrittsöffnung aufweist und
mit einer innerhalb der Wirbelkammer angeordneten, zu der ersten Austrittsöffnung koaxialen zweiten Aus­ trittsöffnung,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die zweite Austrittsöffnung (21) am Ende eines zur Wirbelachse (12) koaxialen zweiten Kanales (14) befindet, der in Strömungsrichtung vor der zweiten Austrittsöffnung (21) eine Erweiterung aufweist.

2. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung im Anschluß an eine Querschnittsverengung (18) des zweiten Kanales (14) gebildet ist.

3. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung durch einen konischen Wandungsbereich (19) des zweiten Kanales (14) gebildet ist.

4. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (14) in Strömungsrichtung vor der Erweite­ rung einen in Strömungsrichtung abnehmenden, vorzugsweise abgestuften Querschnitt aufweist.

5. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) ein Düsenteil (8) angeordnet ist, an dessen Außenseite (10) der erste Kanal (11) und in dem zentrisch der zweite Kanal (14) gebildet ist.

6. Sprühdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Austrittsöffnung (21) in Strömungsrichtung mit Abstand vor der ersten Austrittsöffnung (5) angeordnet ist.

7. Sprühdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand einstellbar ist.