DE69508393T2 - Wasserdüse - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düsenart, die eine durchlaufende Fluidschicht abgibt, wobei die Schicht sich selbst einschließt und eine Vertiefung in der Schicht erzeugt.
• In den vergangenen Jahren wurden zunehmend Versuche unternommen, zu bewirken, daß Wasser aus Wasserhähnen oder Düsen in röhrenförmigen Konfigurationen fließt. Dies wird hauptsächlich aus ästhetischen Gründen unternommen, wobei dadurch aber auch die Wassererhaltung bzw. ein geringerer Wasserverbrauch unterstützt wird. Im Fach ist es zum Beispiel bekannt, Wasser unter Verwendung einer ringförmigen Düse in Form einer vertikalen Säule bzw. Röhre nach außen fließen zu lassen. Dies wird in dem U. S. Patent US-A-5.215.260 gelehrt.
• Ferner sprühen zahlreiche Ausflußrohre oder Duschköpfe Wasser durch Öffnungen bzw. Löcher oder Schlitze, so daß einzelne Wasserstrahlen erzeugt werden. Diese Öffnungen oder Schlitze in den Ausflußrohren werden in einigen Düsen in einer Anordnung konfiguriert, so daß sich die einzelnen Wasserstrahlen um die Begrenzung eines Kreises erstrecken. Siehe zum Beispiel das U. S. Patent US-A-1.476.471.
• Ein Problem bei Düsen dieser Art ist folgendes. Wenn der Auslaß so positioniert wird, daß das Wasser horizontal austreten kann, dann neigt die Wand der durch das Wasser definierten zylindrischen Vertiefung dazu, innerhalb einer kurzen Strecke nachdem das Wasser aus dem Ausflußrohr geflossen ist zusammen zu kommen. Ein weiteres Problem ist es, daß die Wasserwand bei einer derartigen Position des Auslaßes dazu neigt, auseinanderzubrechen oder eine ungleichmäßige Form anzunehmen, während das Wasser aus der Düse fließt.
• Eine Erhöhung des Wasserdrucks, das aus der Düse in einer durchlaufenden Schicht fließt, unterstützt die Erhaltung der Integrität der Schicht, während das Wasser horizontal aus der Düse fließt, wobei dies jedoch negative Auswirkungen auf den Wasserverbrauch und beim Auftreffen auf der Haut mit sich bringt. Wünschenswert ist die Aufrechterhaltung der Integrität der Schicht beim Austritt aus einer horizontalen Düse, ohne daß dabei der Wasserdruck im wesentlichen erhöht werden muß.
• Ein weiteres Problem, das durch den Stand der Technik nicht behandelt worden ist, ist die Verstopfung derartiger Düsen, wenn das Wasser mit Partikeln bzw. Teilchen verunreinigt werden kann (z. B. Badewasser, das wieder zu den Düsen geleitet wird).
• In GB-A-982598, das den Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des gegenständlichen Anspruchs 1 darstellt, wird eine Düse zur Gestaltung eines Wasserstaubs mit Tröpfchen in einer Größe offenbart, die zum Beispiel ausreicht, um Schmutz von der Oberfläche eines Fahrzeugs zu entfernen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Düse zur Gestaltung einer durchlaufenden Fluidschicht vorzusehen, wobei sich die Schicht selbst einschließt und eine Vertiefung in der Bahn erzeugt.
• Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wasserdüse, die folgendes umfaßt: einen Düsenkörper, der eine Innenwand aufweist, die sich selbst einschließt und eine Wandoberfläche definiert, die radial auswärts divergiert, wobei der Düsenkörper einen radialen Einlaßabschnitt aufweist sowie einen dahinter angeordneten Auslaßabschnitt; ein Kernelement, das in der Innenwand positioniert ist und daran eine angewinkelte, nach außen gerichtete Oberfläche aufweist, wobei die angewinkelte Oberfläche derart konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine Flüssigkeitsströmung gegen die innere divergierende Wandoberfläche des Düsenkörpers leitet; eine Ablenkeinrichtung, die funktionsfähig dem radialen Einlaßabschnitt des Düsenkörpers zugeordnet ist, um Flüssigkeit um das Kernelement in dem Düsenkörper zu verteilen; und eine Einlaßeinrichtung, die dazu dient, Flüssigkeit von einer Quelle zu dem Einlaßabschnitt zu befördern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abgabe einer durchlaufenden Flüssigkeitsschicht, die in einer Querschnittsebene eine geschlossene Begrenzung definiert und eine Vertiefung in der Schicht aufweist, sich die innere divergierende Wand in Strömungsrichtung im wesentlichen über die angewinkelte Oberfläche hinaus erstreckt, und wobei die Innenwand gebogen nach außen divergiert.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet die angewinkelte Oberfläche des Kernelements ein Teilstück mit geringerer Breite, und wobei der Winkel der angewinkelten Oberfläche gemessen von einer äußeren Oberfläche des Kernelements im wesentlichen 35º beträgt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt sind die angewinkelte Oberfläche des Kernelements und die Innenwand des Düsenkörpers angrenzend aneinander gestaltet und angeordnet sind, so daß eine freie Öffnung vorgesehen wird.
• In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel endet die Innenwand des Düsenkörpers an dem Auslaßabschnitt in einer scharfen Kante.
• In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Düse mit einer Duschkabine verbunden, wobei Wasser aus einer Badewanne zu der Düse rezirkuliert wird.
• In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine Draufsicht von oben eines Wasserdüsenzusammenbaus, wobei zwei erfindungsgemäße Düsen als miteinander verbunden dargestellt sind;
• Fig. 2 eine vergrößerte horizontale Schnittansicht einer der Düsen aus Fig. 1;
• Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 aus Fig. 2;
• Fig. 4 eine der Abbildung aus Fig. 2 ähnliche Ansicht, wobei ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt ist;
• Fig. 5 eine vergrößerte teilweise Schnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 4;
• Fig. 6 eine perspektivische Vorderansicht, die den Wasserdüsenzusammenbau in einer Bade- bzw. Duscheinrichtung darstellt; und
• Fig. 7 eine schematische Ansicht der Wasserrezirkulationswege.
• Ein Wasserdüsenzusammenbau, der allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, umfaßt in der Abbildung aus Fig. 1 zwei Wasserdüsen 11 und 13, die durch ein T-Verbindungsstück 17 an eine Wassereinlaßleitung 15 angeschlossen sind. Wie dies in den Abbildungen aus den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, weisen die beiden Strahlwasserdüsen 11 und 13 jeweils ein Körperelement 12 mit einem Wassereinlaßabschnitt 14 und einem Auslaßabschnitt 16 auf, wobei der Einlaßabschnitt 14 mit dem Winkelstück 18 für die Wasserzufuhr verbunden ist. Das Wasser verläuft durch die drei Durchgänge bzw. Kanäle 20, wobei die Wände 21, 22 und 23 des Einlaßabschnitts 14 als Ablenkeinrichtungen dienen. Ein Kernelement 24 ist axial in dem Körperelement 12 positioniert und wird darin durch ein Teilstück 25 mit reduziertem Durchmesser gehalten, das in der Öffnung 27 des Einlaßabschnitts 14 des Körperelements 12 sitzt.
• Durch die entgegengesetzt angeordneten und mit Zwischenabstand versehenen angewinkelten Wandoberflächen 32 und 34, die angrenzend an den Einlaßabschnitt 14 positioniert sind, wird ein Bereich mit geringerer Breite 30 an dem Kernelement 24 gebildet. Bei einer bevorzugten Ausführung beträgt der Winkel der angewinkelten Oberfläche 34 35º, wobei der Winkel von der äußeren Oberfläche 28 des Kernelements 24 gemessen und durch einen konischen Abschnitt des Kernelements vorgesehen wird. Das Wasser fließt in diesen geringeren bzw. reduzierten Bereich 30 und wird durch die angewinkelte Wandoberfläche 34 in Richtung und gegen die Innenwand 36 geleitet. Wie dies durch die Richtungspfeile dargestellt ist, fließt das Wasser entlang der divergierenden und konischen Wand 36, deren Durchmesser zunimmt und die sich selbst einschließt, und danach aus dem Düsenauslaßabschnitt 16. Dabei verläuft es über die scharfe Kante 38 an dem äußersten Teilstück des Körperelements 12.
• Wenn das Wasser aus dem Körperelement 12 fließt, bildet es eine im wesentlichen runde oder konische Wasserschicht mit einer geschlossenen Begrenzung in einer Querschnittsebene sowie mit einer Vertiefung in der Schicht. Die vorstehend beschriebene Wasserschicht fließt entlang einer horizontalen Achse aus dem Auslaßende bzw. dem Auslaßabschnitt 16.
• Eine verkleidende Abdeckung 42 wird durch den in dem Zwischenraum 45 sitzenden Vorsprung 44 an dem Kernelement 24 angebracht. Ein verkleidender Ring 46 wird entsprechend mit dem Körperelement 12 verbunden, und zwar für eine Positionierung an einer Wand 19 des Strahldüsenzusammenbaus, der allgemein mit der Bezugsziffer 54 bezeichnet ist, wobei dies später in Bezug auf die Abbildung aus Fig. 6 beschrieben wird.
• In den Abbildungen aus den Fig. 4 und 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Düse 11 dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern sowie mit dem Suffix "A" bezeichnet sind. Die Düse 11A unterscheidet sich von der Düse 11 dadurch, daß sie an dem Abschnitt 25A mit reduziertem Durchmesser des Kernelements 24A Außengewinde 47A aufweist sowie entsprechende Innengewinde in der Öffnung 27A. Dies ermöglicht die Anpassung des Zwischenraums 48A zwischen der angewinkelten Oberfläche 34A und der angrenzenden Oberfläche 37A der Innenwand 36A. Dieser Abstand wird durch den Wasserdruck und die Flußrate bestimmt, die in manchen Fällen bis zu 8 Gallonen pro Minute oder für alle zehn Düsen bis zu 80 Gallonen pro Minute erreichen kann. Diese Raten können auf Wunsch auch höher sein. Die Gewindeanpassung ist ein optionales Merkmal und wird in den meisten Fällen nicht eingesetzt. Stattdessen wird der Abstand an der Fertigungsstätte festgelegt und ohne, den Einsatz von Gewinden voreingestellt.
• In besonderem Bezug auf die Abbildungen aus den Fig. 6 und 7 sind eine Mehrzahl von Wasserdüseneinrichtungen 10B in Verbindung mit einer Duschkabine dargestellt, die allgemein mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist. Die Düseneinrichtungen 10B entsprechen der Einrichtung bzw. dem Zusammenbau 10 in jeder der Düsen 11 und 13. An Stelle des T-Verbindungsstücks 17 ist ein Ventil 84 vorgesehen, das ebenfalls als Verbindungseinrichtung mit der Einlaßleitung 15 dient.
• Die Duschkabine 50 umfaßt ein allgemein mit der Bezugsziffer 52 bezeichnetes Becken, einen allgemein mit der Bezugsziffer 54 bezeichneten Strahldüsenturm bzw. eine Strahldüsensäule und eine allgemein mit der Bezugsziffer 56 bezeichnete Wasserfall- Ausflußeinrichtung. Das Becken 52 wird im wesentlichen in dem U. S. Patent US-A-5.289.599 offenbart und allgemein übertragen worden ist. Die Lehren aus diesem Patent sind hierin durch Verweis enthalten.
• Das Becken 52 entspricht dem Typ eines Fußbadbeckens mit Whirlpool-Funktion, und wobei das Becken die Seitenwände 58, 59, 60, 61 und 62 aufweist. Ferner vorgesehen sind ein Sitz 64 und ein Ablauf 65. Eine Einfassung bzw. Kabine wird durch die Seitenwände 53 und 51 sowie eine Türwand 57 (und die Seitenwände des Badezimmers) vorgesehen. In dem Becken sind Whirlpool-Strahlauslässe 66 sowie ein Überlaufabfluß 67 vorgesehen. Wie dies in der Abbildung aus Fig. 7 am besten dargestellt ist, ist ein Einlaß 68 in das Rezirkulationssystem durch die Leitung 70 mit der Pumpe 71 verbunden, welche das Badewasser über das T-Verbindungsstück 73, das Ventil 74 und die Auslaßleitungen 75 den Düsen 66 zuführt. Ein Regelventil 77 regelt den Wasserfluß zu dem Körpersprühdüsenturm 54 durch die Leitung 79 sowie die Wasserfall-Ausflußeinrichtung 56. Das Wasser wird zuerst in das Becken 52 eingeführt, wie etwa durch einen standardmäßigen Badewannenausfluß (nicht abgebildet).
• Der Düsenturm 54 empfängt Wasser aus einer Leitung 80 und einem Verteiler 81, der über Einlaßleitungen 15 mit einer Reihe von Düseneinrichtungen 10B verbunden ist. Die fünf Anordnungen bzw. Gruppen der Düseneinrichtungen 10B werden jeweils einzeln durch Ventile 84 geregelt, so daß Wasser nach Wunsch auf verschiedenen Höhen aus den Düseneinrichtungen 10B gesprüht werden kann.
• Das Wasser wird zu dem Düsenturm 54 sowie zu der Wasserfall- Ausflußeinrichtung 56 und den Whirlpool-Strahlauslässen 66 rezirkuliert. Dabei kann es sich entweder um alternative Strömungswege oder um gleiche Strömungswege handelt, falls dies gewünscht wird. Wie dies bereits vorstehend im Text genannt worden ist, kann der Wasserfluß in dem Strahldüsenturm 54 durch die Ventile 84 separat geregelt werden. Das Wasser wird aus dem Becken 52 über den Einlaß 68, die Einlaßleitung 70, die Pumpe 71, die Verbindungseinrichtung 73, die Auslaßleitung 76, das Ventil 77, die Leitungen 79 und 80 sowie den Verteiler 81, der die Einläße 15 versorgt, zugeführt.
• Das Wasser wird aus der Leitung 80 zu der Wasserfall- Auslaßeinrichtung 56, zu den Verzweigungsleitungen 88 und 89 sowie zu den Ventilen 90 und 91 rezirkuliert. Das Wasser wird über das Ventil 74, die Auslaßleitung 75 und die Leitung 76 zu den Düsenauslässen 66 rezirkuliert.
• Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist das Leiten des Wassers in den Düsen 11 und 11A über die angewinkelten Wandoberflächen 34 und 34A und an die entsprechenden Innenwände 36 und 36A, die sich selbst einschließen und eine nach außen divergierende Wandoberfläche vorsehen. Dies bewirkt den Aufbau eines runden Musters einer Wasserschicht, und zwar in bevorzugter Weise entlang einer horizontalen Achse. Der breite Zwischenraum 48 und 48A zwischen den angewinkelten Wandoberflächen 34, 34A und den angrenzenden Wandoberflächen 37, 37A der Innenwände 36, 36A sieht eine Regelöffnung vor, die nicht einfach verstopfen kann. Dies ist ein wichtiger Aspekt bei der Verwendung von rezirkuliertem Wasser.
• Ein weiteres wichtiges Merkmal sind die scharfen Kanten 38, 38A an dem Auslaßabschnitt 16, 16A der Körperelemente 12, 12A. Dadurch wird eine gerade und glatte äußere Oberfläche der Wasserschicht vorgesehen. Wenn an Stelle einer scharfen Kante zum Beispiel eine runde oder gebogene Kante vorgesehen wäre, so könnte das vorstehende Ergebnis nicht erzielt werden.
• Die Erfindung sieht somit eine verbesserte Düse vor. Gemäß der vorliegenden Erfindung kommt auch der Fluß der Fluidschicht in anderen geometrischen Formen in Betracht, die nicht die Begrenzung eines Kreises in einer vertikalen Ebene darstellen, so sind zum Beispiel und ohne einzuschränken ovale, dreieckige oder rechteckige Formen ebenso möglich wie konische Konfigurationen. Diese anderen geometrischen Konfigurationen können durch entsprechende Konstruktion der angewinkelten Oberfläche 34 und der Wand 36 mit den entsprechenden geometrischen Konfigurationen implementiert werden. Wenn diese Konfigurationen Ecken aufweisen, kann es notwendig sein, den Fluß teilweise von den Ecken der angewinkelten Oberfläche abzulenken.
• Die Düse kann ferner in Verbindung mit Druckwasserquellen eingesetzt werden, die nicht rezirkuliert werden, und die die Wasserschicht entlang einer vertikalen Achse sowie entlang einer horizontalen Achse leiten können. Ferner kann an Stelle eines T-Verbindungsstücks in der Einlaßleitung 15 ein Ventil positioniert werden.

Claims (15)

1. Wasserdüse, die folgendes umfaßt: einen Düsenkörper (12, 12A), der eine Innenwand (36, 36A) aufweist, die sich selbst einschließt und eine Wandoberfläche definiert, die radial auswärts divergiert, wobei der Düsenkörper einen radialen Einlaßabschnitt (14, 14A) aufweist sowie einen dahinter angeordneten Auslaßabschnitt; ein Kernelement (24, 24A), das in der Innenwand positioniert ist und daran eine angewinkelte, nach außen gerichtete Oberfläche (34, 34A) aufweist, wobei die angewinkelte Oberfläche derart konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine Flüssigkeitsströmung gegen die innere divergierende Wandoberfläche des Düsenkörpers leitet; eine Ablenkeinrichtung (21, 22, 23), die funktionsfähig dem radialen Einlaßabschnitt des Düsenkörpers zugeordnet ist, um Flüssigkeit um das Kernelement in dem Düsenkörper zu verteilen; und eine Einlaßeinrichtung (18, 18A), die dazu dient, Flüssigkeit von einer Quelle zu dem Einlaßabschnitt (14, 14A) zu befördern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abgabe einer durchlaufenden Flüssigkeitsschicht, die in einer Querschnittsebene eine geschlossene Begrenzung definiert und eine Vertiefung in der Schicht aufweist, sich die innere divergierende Wand (36, 36A) in Strömungsrichtung im wesentlichen über die angewinkelte Oberfläche (34, 34A) hinaus erstreckt, und wobei die Innenwand (36, 36A) gebogen nach außen divergiert.

2. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei das Kernelement (24, 24A) im Verhältnis zu der Innenwand (36, 36A) axial positioniert ist.

3. Wasserdüse nach Anspruch 2, wobei das Kernelement (24, 24A) angrenzend an den Einlaßabschnitt (14, 14A) einen Bereich (30, 30A) mit geringerer Breite aufweist.

4. Wasserdüse nach Anspruch 3, wobei die angewinkelte Oberfläche des Kernelements ein Teilstück des Bereichs mit geringerer Breite bildet.

5. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei der Winkel der angewinkelten Oberfläche (34, 34A) gemessen von einer äußeren Oberfläche des Kernelements (24, 24A) im wesentlichen 35º beträgt.

6. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei das Kernelement (24, 24A) in dem Düsenkörper (12, 12A) verstellbar positioniert ist.

7. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei die angewinkelte Oberfläche (34, 34A) des Kernelements (24, 24A) und die Innenwand (36, 36A) des Düsenkörpers (12, 12A) angrenzend aneinander gestaltet und angeordnet sind, so daß eine freie Öffnung (48A) vorgesehen wird.

8. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei die Innenwand (36, 36A) eine im wesentlichen konische Form aufweist, wobei die im Einsatz abgegebene Flüssigkeitsschicht in dem Düsenkörper (12, 12A) ebenfalls konisch ist, wobei sie unmittelbar nach dem Austritt aus dem Düsenkörper (12, 12A) jedoch sofort eine runde Form annimmt.

9. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei sich das Kernelement (24, 24A) von dem Einlaßabschnitt (14, 14A) zu dem Auslaßabschnitt (16, 16A) erstreckt, und wobei ein Abdeckungselement (42) an dem Auslaßabschnitt (16, 16A) damit verbunden ist.

10. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei die Innenwand (36, 36A) des Düsenkörpers (12, 12A) an dem Auslaßabschnitt (16, 16A) in einer scharfen Kante (38) endet.

11. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei die angewinkelte Oberfläche (34, 34A) durch einen konischen Abschnitt des Kernelements (24, 24A) vorgesehen wird.

12. Wasserdüse nach Anspruch 1 zur Verwendung in einer Duschkabine (50), wobei ein Düsenkörper (12, 12A) mit der Duschkabine verbunden werden kann.

13. Düsenzusammenbau, der eine Wasserdüse nach Anspruch 1 umfaßt, wobei der Düsenkörper (12, 12A) mit einer Duschkabine (50) verbunden ist.

14. Düsenzusammenbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Duschkabine eine Einrichtung zur Rezirkulation von Wasser aus einer Badewanne (52) zu dem Düsenkörper (12, 12A) aufweist.

15. Wasserdüse nach Anspruch 1, wobei der radiale Einlaßabschnitt (14, 14A) durch eine Mehrzahl radial angeordneter Öffnungen (20) definiert ist.