EP1886731A2 - Sprühdüsenanordnung - Google Patents

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Publication number
EP1886731A2
EP1886731A2 EP07014589A EP07014589A EP1886731A2 EP 1886731 A2 EP1886731 A2 EP 1886731A2 EP 07014589 A EP07014589 A EP 07014589A EP 07014589 A EP07014589 A EP 07014589A EP 1886731 A2 EP1886731 A2 EP 1886731A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
passage opening
channel
spray nozzle
sectional area
nozzle arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07014589A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1886731A3 (de
EP1886731B1 (de
Inventor
Michael Horn
Oskar Pittl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lindal Dispenser GmbH
Original Assignee
Aerosol Inventions and Development SA AIDSA
Lindal Ventil GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerosol Inventions and Development SA AIDSA, Lindal Ventil GmbH filed Critical Aerosol Inventions and Development SA AIDSA
Priority to PL07014589T priority Critical patent/PL1886731T3/pl
Publication of EP1886731A2 publication Critical patent/EP1886731A2/de
Publication of EP1886731A3 publication Critical patent/EP1886731A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1886731B1 publication Critical patent/EP1886731B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/042Outlets having two planes of symmetry perpendicular to each other, one of them defining the plane of the jet
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S239/00Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
    • Y10S239/19Nozzle materials

Definitions

  • the invention relates to a spray nozzle arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Such spray nozzle arrangements serve to atomize a medium, for example a perfume, a varnish or another liquid.
  • the medium to be sprayed is introduced by means of a propellant or a pump mechanism in a nozzle channel of the spray nozzle assembly. Due to the special geometry of the nozzle channel, the medium is first compressed, passes through a small passage opening and escapes on the other side of the nozzle channel in the form of small droplets.
  • the geometry of the nozzle channel is crucial for the spray properties of the spray nozzle assembly.
  • very different characteristics with respect to the droplets and their distribution in the spray jet may be desired, for example a flat spray fan in which the droplets are concentrated in the fan center or distributed in any other predetermined manner over the extent of the spray fan.
  • a spray nozzle assembly having the features of the preamble of claim 1 is known from U.S. Patent 4,646,849 known.
  • the known spray nozzle assembly consists of a spray nozzle and a holder. Both components are made of metal and are soldered together.
  • a very hard material is used, preferably sintered tungsten carbide.
  • the spray nozzle is made of a small cylindrical portion of this material by a wedge-shaped groove in the pressure-side circular surface of the cylinder and a trapezoidal in the opposite circular surface of the cylinder Groove, which runs perpendicular to the wedge-shaped groove, is ground. Through the two interlocking grooves formed in the middle of a passage opening.
  • the spray nozzle is then inserted into a holder, which also consists of metal, and soldered to it.
  • a cylindrical channel is formed, which leads to the wedge-shaped groove of the spray nozzle.
  • the first channel section is tapered by two mutually facing side surfaces to form an oblong oblique cross sectional area.
  • the narrow cross-sectional area can have an arbitrary shape, in particular a curvature or a juxtaposition of differently oriented sections. Due to the tapering cross section of the first channel section, an inflowing medium is first compressed. After flowing through the passage opening, the medium passes into the adjacent second passage section, which has two opposite, with increasing distance from the passage opening remote from each other side surfaces.
  • the cross section of the second channel section therefore widens in the flow direction, which favors a well-defined spraying.
  • the edges of the two side surfaces of the second channel section which face the passage opening extend transversely to the longitudinal direction of the oblong narrow cross-sectional area.
  • the two cross sections formed by the respective two side surfaces of the first and second channel sections thus intersect, for example, at a right angle.
  • the invention is based on the recognition that the use of a particularly hard material for the spray nozzle according to the prior art for the purpose of reducing wear is not required for many applications.
  • the equipment of provided for a single filling spray cans or atomizers with a spray head and a spray nozzle assembly made entirely of plastic according to the invention meets the requirements.
  • An application example is the spraying of undiluted olive oil by the airless method with a spray head comprising a spray nozzle arrangement according to the invention, for example for spraying salads.
  • the second channel section is delimited between its two side surfaces by two boundary surfaces arranged approximately perpendicular to the plane of the passage opening, which have a lateral distance from the passage opening.
  • the boundary surfaces are arranged approximately on the jacket of an imaginary cylinder whose longitudinal axis is perpendicular to the plane of the passage opening. It has been shown that a particularly favorable spray behavior is achieved.
  • the nozzle channel comprises a third channel portion adjacent to the second channel portion having two side surfaces each extending in the plane of one of the two side surfaces of the second channel portion and approximately two of the two side surfaces of the third channel portion is delimited perpendicular to the plane of the passage opening arranged boundary surfaces, which are arranged at a lateral distance from the boundary surfaces of the second channel portion and further than these away from the passage opening.
  • the third channel portion another portion of the nozzle channel is provided, the expansion in the flow direction in the one direction corresponds to the expansion of the second channel portion, while in the direction perpendicular thereto between the second and third channel portion a step is formed.
  • the geometric design of the second and third channel section, in particular the forming step allows a further targeted influence on the spray behavior.
  • the nozzle channel preferably comprises a fourth channel section which is arranged in the direction of flow in front of the first channel section and which has a cylindrical cross section.
  • this fourth channel portion the medium to be sprayed can be introduced into the spray nozzle assembly. It is noteworthy that this channel portion is formed integrally with the one-piece molded plastic part. Thereby, the spray nozzle assembly can be designed so that when installed in a spray head, a smaller number of components is needed.
  • the narrow cross-sectional area has two further sections, which adjoin the two sections of the narrow cross-sectional area arranged laterally of the passage opening, and which are inclined with respect to the plane of the passage opening in the direction of the first channel section.
  • the precise shaping of the channel section which conducts the medium to the passage opening is of particular importance for the flow conditions of the medium and also for the resulting spray behavior. It has been shown that a particularly advantageous spray behavior is achieved by the mentioned embodiment of the narrow-sectioned area.
  • two webs protrude from the narrow cross-sectional area adjacent to the passage opening and project into the first channel section.
  • these webs extend in the direction of the side surfaces of the second channel section.
  • the spray nozzle assembly of polyoxymethylene (POM), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA) and / or polypropylene (PP) is made.
  • POM polyoxymethylene
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PA polyamide
  • PP polypropylene
  • Fig. 1 shows a spray nozzle arrangement according to the invention in a perspective view from above.
  • the spray nozzle arrangement with the nozzle channel running in the middle terminates in a flat, approximately rectangular outer surface 10 with two rounded sides and strongly rounded corners. Adjacent to the outer surface 10 extends an approximately parallelepiped block 12 and a cylindrical section 14.
  • the nozzle channel whose passage opening 16 in the view of FIG. 1 is visible.
  • a medium to be sprayed is passed through a first, non-visible channel section and through the passage opening 16.
  • Adjacent to the passage opening 16 is a second channel portion which is bounded by two side surfaces 18 which are opposite and with increasing distance from the passage opening from each other, and two approximately perpendicular to the plane of the passage opening 16 arranged boundary surfaces 20.
  • the two boundary surfaces 20 are arranged on the mantle of an imaginary cylinder whose longitudinal axis extends perpendicularly through the plane of the passage opening 16.
  • Adjacent to the second channel portion is a third channel portion bounded by two side surfaces 22 that merge seamlessly into each side surface 18 of the second channel portion and two boundary surfaces 24 that are approximately parallel to the boundary surfaces 20 of the second channel portion, however laterally spaced therefrom and offset outwards. Due to the described arrangement of the side and boundary surfaces of the nozzle channel widens in the region of the second and third channel portion starting from the passage opening 16 in the flow direction resistant.
  • the third channel section opens into the flat outer surface 10, so that the nozzle channel ends in total on this outer surface.
  • the two boundary surfaces 20 of the second channel section form a step between the second and third channel sections.
  • the side surfaces 22 of the third channel portion are substantially wider than its boundary surfaces 24, so that the third channel portion has an approximately rectangular, elongated cross-section.
  • the side surfaces 22 of the third channel section extend perpendicular to the longer edge of the flat outer surface 10.
  • FIG. 2 shows the spray nozzle arrangement of FIG. 1, wherein the sectional plane extends along the longitudinal axis of the nozzle channel, ie centrally through the passage opening 16, and in the direction of the longer edge of the flat outer surface 10.
  • first channel section 26 In the flow direction below the passage opening 16 there is a first channel section 26.
  • This has two mutually facing side surfaces, one of which is visible by the reference numeral 28. Due to the two mutually facing side surfaces, the first channel section tapers up to a narrow cross-sectional area 36, of which in FIG. 2 only the center line running along the longitudinal axis of the oblong narrow-cross-sectional area is visible.
  • the narrow cross-sectional area extends on both sides of the passage opening 16 parallel to the outer surface 10. As far as the wall of the first channel portion 26 is not formed by the side surfaces 28, this is cylindrical.
  • a fourth channel section 38 is also provided with a cylindrical cross section.
  • This fourth channel section serves to introduce the medium to be sprayed and merges seamlessly into the first channel section.
  • FIG. 3 the spray nozzle arrangement of FIGS. 1 and 2 shown in a further view, wherein the cutting plane also along the longitudinal axis of the spray nozzle assembly, but perpendicular to the section plane used in Fig. 2 runs. 2, it can be seen in FIG. 3 that the edges of the side surfaces 28 and the side surfaces 18 facing the passage opening 16 are perpendicular to one another, so that the approximately rectangular cross-sectional areas of the first and second passage sections in the region of the passage opening cross each other form.
  • FIG. 4 This cross-shaped arrangement can also be seen in Fig. 4, in which the spray nozzle arrangement in a view from below, i. in the direction of the flowing medium. Particularly well recognizable in this view are the two sections of the narrow cross-sectional area 36 arranged on both sides of the passage opening 16.
  • the circle designated 40 indicates the inner circumference of the cylindrical fourth channel section 38.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the invention, the view and sectional plane approximately corresponding to that of FIG. 2.
  • the second embodiment is similar to that of FIG. 1.
  • the narrow section area 36 bounded by the two converging side surfaces 28 of the first channel section does not extend completely one level. Rather, the Engquerterrorisms salt 36 on each side of the passage opening 16 has a first portion 42 which extends approximately in the plane of the passage opening 16 and parallel to the outer surface 10, and a second portion 44 which is adjacent to the first portion 42 and with respect to the plane of Passage opening 16 is inclined towards the first channel section 26.
  • each side of the passage opening 16 there is on each side of the passage opening 16 a web 46 projecting from a first section 42 of the narrow-cross-sectional surface 36, which protrudes into the first passage section.
  • Each web 46 extends in the direction of one of the two side surfaces 18 of the second channel section.
  • FIG. 7 the second embodiment in FIG. 7 is again shown schematically in a perspective view, with hidden lines are shown in dashed lines. In this view, one can see particularly clearly the two sections 42 and 44 of the narrow cross-sectional area 36 as well as the cross-section of the passage opening 16.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

Sprühdüsenanordnung zum Versprühen eines Mediums mit einem Düsenkanal mit - einem ersten Kanalabschnitt, der durch zwei einander zugewandte Seitenflächen (28) zu einer länglichen Engquerschnittsfläche verjüngt ist, - einer in der Engquerschnittsfläche angeordneten Durchtrittsöffnung (16), deren Querschnittsfläche kleiner als die Engquerschnittsfläche ist, und - einem in Strömungsrichtung des Mediums an die Durchtrittsöffnung (16) angrenzenden zweiten Kanalabschnitt, der zwei gegenüberliegende, sich mit zunehmendem Abstand von der Durchtrittsöffnung (16) voneinander entfernende Seitenflächen (18) aufweist, deren der Durchtrittsöffnung (16) zugewandte Kanten quer zur Längsrichtung der Engquerschnittsfläche verlaufen, wobei der Düsenkanal mit den beiden Kanalabschnitten und der Durchtrittsöffnung (16) in einem einteilig geformten Kunststoffteil ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühdüsenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Sprühdüsenanordnungen dienen dem Zerstäuben eines Mediums, beispielsweise eines Parfums, eines Lacks oder einer sonstigen Flüssigkeit. Das zu versprühende Medium wird dabei mit Hilfe eines Treibmittels oder eines Pumpmechanismus in einen Düsenkanal der Sprühdüsenanordnung eingeleitet. Durch die besondere Geometrie des Düsenkanals wird das Medium zunächst verdichtet, tritt durch eine kleine Durchtrittsöffnung hindurch und entweicht auf der anderen Seite des Düsenkanals in Form kleiner Tröpfchen.
  • Die Geometrie des Düsenkanals ist dabei für die Sprüheigenschaften der Sprühdüsenanordnung entscheidend. Je nach Anwendung können ganz unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich der Tröpfchen und deren Verteilung in dem Sprühstrahl erwünscht sein, beispielsweise ein flacher Sprühfächer, bei dem die Tröpfchen in der Fächermitte konzentriert oder in sonstiger, vorherbestimmter Weise über die Ausdehnung des Sprühfächers verteilt sind.
  • Eine Sprühdüsenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus dem US-Patent 4,646,849 bekannt. Die bekannte Sprühdüsenanordnung besteht aus einer Sprühdüse und einem Halter. Beide Komponenten bestehen aus Metall und sind miteinander verlötet. Insbesondere für die Sprühdüse wird ein sehr hartes Material verwendet, vorzugsweise gesintertes Wolframcarbid. Die Sprühdüse wird aus einem kleinen zylindrischen Abschnitt dieses Materials hergestellt, indem in die druckseitige Kreisfläche des Zylinders eine keilförmige Nut und in die gegenüberliegende Kreisfläche des Zylinders eine trapezförmige Nut, die senkrecht zu der keilförmigen Nut verläuft, eingeschliffen wird. Durch die beiden ineinandergreifenden Nuten entsteht in der Mitte eine Durchtrittsöffnung. Die Sprühdüse wird sodann in einen Halter, der ebenfalls aus Metall besteht, eingesetzt und mit diesem verlötet. In dem Halter ist ein zylinderförmiger Kanal ausgebildet, der zu der keilförmigen Nut der Sprühdüse führt. Mit der bekannten Sprühdüse, die auch als Kreuzschlitzdüse bezeichnet wird, werden günstige Sprüheigenschaften erreicht, allerdings ist die bekannte Sprühdüsenanordnung in der Herstellung sehr aufwendig.
  • Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Sprühdüsenanordnung zur Verfügung zu stellen, die vorteilhafte Sprüheigenschaften aufweist und auch in großen Stückzahlen ökonomisch herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sprühdüsenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Sprühdüsenanordnung zum Versprühen eines Mediums mit einem Düsenkanal hat
    • einen ersten Kanalabschnitt, der durch einander zugewandte Seitenflächen zu einer länglichen Engquerschnittsfläche verjüngt ist,
    • eine in der Engquerschnittsfläche angeordnete Durchtrittsöffnung, deren Querschnittfläche kleiner als die Engquerschnittsfläche ist, und
    • einen in Strömungsrichtung des Mediums an die Durchtrittsöffnung angrenzenden zweiten Kanalabschnitt, der zwei gegenüberliegende, sich mit zunehmendem Abstand von der Durchtrittsöffnung voneinander entfernende Seitenflächen aufweist, deren der Durchtrittsöffnung zugewandte Kanten quer zur Längsrichtung der Engquerschnittsfläche verlaufen, wobei der Düsenkanal mit den beiden Kanalabschnitten und der Durchtrittsöffnung in einem einteilig geformten Kunststoffteil ausgebildet ist.
  • Der erste Kanalabschnitt ist durch zwei einander zugewandte Seitenflächen zu einer länglichen Engquerschnittsfläche verjüngt. Die Engquerschnittsfläche kann dabei eine beliebige Form aufweisen, insbesondere eine Krümmung oder eine Aneinanderreihung von unterschiedlich orientierten Abschnitten. Durch den sich verjüngenden Querschnitt des ersten Kanalabschnitts wird ein einströmendes Medium zunächst verdichtet. Nach dem Durchströmen der Durchtrittsöffnung gelangt das Medium in den angrenzenden zweiten Kanalabschnitt, der zwei gegenüberliegende, sich mit zunehmendem Abstand von der Durchtrittsöffnung voneinander entfernende Seitenflächen aufweist. Der Querschnitt des zweiten Kanalabschnitts weitet sich daher in Strömungsrichtung auf, was ein wohldefiniertes Versprühen begünstigt. Die der Durchtrittsöffnung zugewandten Kanten der beiden Seitenflächen des zweiten Kanalabschnitts verlaufen quer zur Längsrichtung der länglichen Engquerschnittsfläche. Die beiden von den jeweils zwei Seitenflächen des ersten und zweiten Kanalabschnitts gebildeten Querschnitte kreuzen sich also beispielsweise in einem rechten Winkel. Durch die Fertigung als Kunststoffteil kann die gesamte Sprühdüsenanordnung beispielsweise in einem Spritzgießverfahren einteilig hergestellt werden. Gegenüber der bekannten Sprühdüsenanordnung entfällt somit das individuelle Bearbeiten der Sprühdüse und deren Einsetzen in einen separaten Halter.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die nach dem Stand der Technik zur Verschleißminderung vorgesehene Verwendung eines besonders harten Materials für die Sprühdüse für viele Anwendungen nicht erforderlich ist. Insbesondere für die Ausrüstung von für eine einmalige Befüllung vorgesehenen Sprühdosen oder -zerstäubern mit einem Sprühkopf wird auch eine erfindungsgemäße, vollständig aus Kunststoff hergestellte Sprühdüsenanordnung den Anforderungen gerecht.
  • Ein Anwendungsbeispiel ist das Versprühen von unverdünnten Olivenöl im Airlessverfahren mit einem eine erfindungsgemäße Sprühdüsenanordnung umfassenden Sprühkopf, beispielsweise zum Besprühen von Salaten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der zweite Kanalabschnitt zwischen seinen beiden Seitenflächen von zwei annähernd senkrecht zur Ebene der Durchtrittsöffnung angeordneten Begrenzungsflächen begrenzt, die einen seitlichen Abstand von der Durchtrittsöffnung aufweisen. Durch diese zusätzlichen Begrenzungsflächen gelingt eine weitere Steuerung und gezielte Beeinflussung des Sprühstrahls. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Begrenzungsflächen annähernd auf dem Mantel eines gedachten Zylinders angeordnet, dessen Längsachse senkrecht zur Ebene der Durchtrittsöffnung verläuft. Es hat sich gezeigt, daß dadurch ein besonders günstiges Sprühverhalten erreicht wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Düsenkanal einen an den zweiten Kanalabschnitt angrenzenden dritten Kanalabschnitt, der zwei Seitenflächen aufweist, die jeweils in der Ebene einer der beiden Seitenflächen des zweiten Kanalabschnitts verlaufen, und der von zwei zwischen den beiden Seitenflächen des dritten Kanalabschnitts annähernd senkrecht zur Ebene der Durchtrittsöffnung angeordneten Begrenzungsflächen begrenzt wird, die in einem seitlichen Abstand von den Begrenzungsflächen des zweiten Kanalabschnitts und weiter als diese von der Durchtrittsöffnung entfernt angeordnet sind. Durch den dritten Kanalabschnitt wird ein weiterer Abschnitt des Düsenkanals geschaffen, dessen Aufweitung in Strömungsrichtung in der einen Richtung der Aufweitung des zweiten Kanalabschnitts entspricht, während in der senkrecht dazu verlaufenden Richtung zwischen dem zweiten und dritten Kanalabschnitt eine Stufe ausgebildet ist. Die geometrische Ausgestaltung des zweiten und dritten Kanalabschnitts, insbesondere der sich bildenden Stufe, erlaubt eine weitere gezielte Einflußnahme auf das Sprühverhalten.
  • Bevorzugt umfaßt der Düsenkanal einen in Strömungsrichtung vor dem ersten Kanalabschnitt angeordneten und an diesen angrenzenden vierten Kanalabschnitt, der einen zylindrischen Querschnitt aufweist. Durch diesen vierten Kanalabschnitt kann das zu versprühende Medium in die Sprühdüsenanordnung eingeleitet werden. Bemerkenswert ist, daß auch dieser Kanalabschnitt integral mit dem einteilig geformten Kunststoffteil ausgebildet ist. Dadurch kann die Sprühdüsenanordnung so ausgestaltet werden, daß beim Einbau in einen Sprühkopf eine geringere Anzahl von Komponenten benötigt wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Engquerschnittsfläche auf beiden Seiten der Durchtrittsöffnung einen im wesentlichen in der Ebene der Durchtrittsöffnung angeordneten Abschnitt auf. Bevorzugt weist die Engquerschnittsfläche zwei weitere Abschnitte auf, die an die beiden seitlich der Durchtrittsöffnung angeordneten Abschnitte der Engquerschnittsfläche angrenzen, und die gegenüber der Ebene der Durchtrittsöffnung in Richtung zu dem ersten Kanalabschnitt geneigt sind. Die genaue Formgebung des das Medium zu der Durchtrittsöffnung leitenden Kanalabschnitts ist für die Strömungsverhältnisse des Mediums und auch für das resultierende Sprühverhalten von besonderer Bedeutung. Es hat sich gezeigt, daß durch die genannte Ausgestaltung der Engquerschnittsfläche ein besonders vorteilhaftes Sprühverhalten erreicht wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung stehen von der Engquerschnittsfläche angrenzend an die Durchtrittsöffnung zwei Stege vor, die in den ersten Kanalabschnitt hineinragen. Bevorzugt verlaufen diese Stege in Richtung der Seitenflächen des zweiten Kanalabschnitts. Die Stege führen zu einer vorteilhaften Verwirbelung der Strömung unmittelbar vor dem Passieren der Durchtrittsöffnung. Dadurch wird ein besonders vorteilhaftes Sprühverhalten erreicht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Sprühdüsenanordnung aus Polyoxymethylen (POM), Polybutylenterephtalat (PBT), Polyethylenterephtalat (PET), Polyamid (PA) und/oder Polypropylen (PP) gefertigt. Die genannten Kunststoffe zeichnen sich durch besonders vorteilhafte Verarbeitungs- und Anwendungseigenschaften aus.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei in sieben Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sprühdüsenanordnung,
    Fig. 2
    eine perspektivische, entlang der Längsachse des Düsenkanals geschnittene Ansicht der Sprühdüsenanordnung aus Fig. 1,
    Fig. 3
    eine perspektivische, entlang der Längsachse des Düsenkanals geschnittene Ansicht der Sprühdüsenanordnung aus Fig. 1, wobei die Schnittebene senkrecht zu derjenigen aus Fig. 2 verläuft,
    Fig. 4
    eine Draufsicht der Sprühdüsenanordnung aus Fig. 1 von unten,
    Fig. 5
    eine perspektivische, entlang der Längsachse des Düsenkanals geschnittene Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung.
    Fig. 6
    eine perspektivische, entlang der Längsachse des Düsenkanals geschnittene Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels einer Sprühdüsenanordnung, wobei die Schnittebene senkrecht zu derjenigen aus Fig. 5 verläuft,
    Fig. 7
    eine schematische Darstellung der Sprühdüsenanordnung aus den Figuren 5 und 6 in perspektivischer Ansicht.
  • Sich in den unterschiedlichen Figuren und den beiden Ausführungsbeispielen entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Sprühdüsenanordnung in einer perspektivischen Ansicht von oben. Die Sprühdüsenanordnung mit dem in der Mitte verlaufenden Düsenkanal endet in einer ebenen, annähernd rechteckigen Außenfläche 10 mit zwei abgerundeten Seiten und stark abgerundeten Ecken. An die Außenfläche 10 angrenzend erstreckt sich ein annähernd quaderförmiger Block 12 und ein zylindrischer Abschnitt 14.
  • Im Inneren und entlang der Längsachse der Sprühdüsenanordnung verläuft der Düsenkanal, dessen Durchtrittsöffnung 16 in der Ansicht der Fig. 1 sichtbar ist. Ein zu versprühendes Medium wird durch einen ersten, nicht sichtbaren Kanalabschnitt und durch die Durchtrittsöffnung 16 geleitet. Angrenzend an die Durchtrittsöffnung 16 befindet sich ein zweiter Kanalabschnitt, der begrenzt wird von zwei Seitenflächen 18, die sich gegenüberliegen und sich mit zunehmendem Abstand von der Durchtrittsöffnung voneinander entfernen, und zwei annähernd senkrecht zur Ebene der Durchtrittsöffnung 16 angeordneten Begrenzungsflächen 20. Die beiden Begrenzungsflächen 20 sind auf dem Mantel eines gedachten Zylinders angeordnet, dessen Längsachse senkrecht durch die Ebene der Durchtrittsöffnung 16 verläuft.
  • Angrenzend an den zweiten Kanalabschnitt befindet sich ein dritter Kanalabschnitt, der begrenzt wird von zwei Seitenflächen 22, die nahtlos in jeweils eine Seitenfläche 18 des zweiten Kanalabschnitts übergehen, und zwei Begrenzungsflächen 24, die annähernd parallel zu den Begrenzungsflächen 20 des zweiten Kanalabschnitts angeordnet sind, jedoch seitlich von diesen beabstandet und nach außen versetzt. Durch die beschriebene Anordnung der Seiten- und Begrenzungsflächen weitet sich der Düsenkanal im Bereich des zweiten und dritten Kanalabschnitts beginnend von der Durchtrittsöffnung 16 in Strömungsrichtung beständig auf. Der dritte Kanalabschnitt mündet in die ebene Außenfläche 10, so daß der Düsenkanal insgesamt an dieser Außenfläche endet.
  • Die beiden Begrenzungsflächen 20 des zweiten Kanalabschnitts bilden eine Stufe zwischen dem zweiten und dritten Kanalabschnitt.
  • Die Seitenflächen 22 des dritten Kanalabschnitts sind wesentlich breiter als dessen Begrenzungsflächen 24, so daß der dritte Kanalabschnitt einen annähernd rechteckigen, gestreckten Querschnitt aufweist. Die Seitenflächen 22 des dritten Kanalabschnitts erstrecken sich senkrecht zu der längeren Kante der ebenen Außenfläche 10.
  • Die perspektivische Schnittdarstellung der Fig. 2 zeigt die Sprühdüsenanordnung der Fig. 1, wobei die Schnittebene entlang der Längsachse des Düsenkanals, d.h. mittig durch die Durchtrittsöffnung 16, und in Richtung der längeren Kante der ebenen Außenfläche 10 verläuft.
  • In dieser Ansicht erkennt man die Seitenflächen 18 und 22 und die Begrenzungsflächen 20 und 24 des zweiten und dritten Kanalabschnitts. Bei 30 ist eine Kante der Durchtrittsöffnung 16 erkennbar. An diese Kante schließt sich eine ebene, parallel zur Außenfläche 10 angeordnete Bodenfläche 32 des zweiten Kanalabschnitts an. Zwischen den Begrenzungsflächen 20 und 24 des zweiten und dritten Kanalabschnitts befindet sich eine weitere ebene Bodenfläche 34. In Strömungsrichtung unterhalb der Durchtrittsöffnung 16 befindet sich ein erster Kanalabschnitt 26. Dieser weist zwei einander zugewandte Seitenflächen auf, von denen eine mit dem Bezugszeichen 28 sichtbar ist. Durch die beiden einander zugewandten Seitenflächen verjüngt sich der erste Kanalabschnitt bis zu einer Engquerschnittsfläche 36, von der in der Fig. 2 nur die entlang der Längsachse der länglichen Engquerschnittsfläche verlaufende Mittellinie sichtbar ist. Die Engquerschnittsfläche erstreckt sich zu beiden Seiten der Durchtrittsöffnung 16 parallel zur Außenfläche 10. Soweit die Wandung des ersten Kanalabschnitts 26 nicht von den Seitenflächen 28 gebildet ist, ist diese zylindrisch.
  • Ebenfalls mit einem zylindrischen Querschnitt versehen ist ein vierter Kanalabschnitt 38. Dieser vierte Kanalabschnitt dient der Einleitung des zu versprühenden Mediums und geht nahtlos in den ersten Kanalabschnitt über.
  • In der Darstellung der Fig. 3 ist die Sprühdüsenanordnung aus den Fign. 1 und 2 in einer weiteren Ansicht dargestellt, wobei die Schnittebene ebenfalls entlang der Längsachse der Sprühdüsenanordnung, jedoch senkrecht zu der in Fig. 2 verwendeten Schnittebene verläuft. Wie auch in der Fig. 2, erkennt man in Fig. 3, daß die der Durchtrittsöffnung 16 zugewandten Kanten der Seitenflächen 28 und der Seitenflächen 18 senkrecht aufeinander stehen, so daß die im Bereich der Durchtrittsöffnung annähernd rechteckigen Querschnittsflächen des ersten und zweiten Kanalabschnitts ein Kreuz bilden.
  • Diese kreuzförmige Anordnung erkennt man auch in der Fig. 4, in der die Sprühdüsenanordnung in einer Ansicht von unten, d.h. in Richtung des strömenden Mediums, dargestellt ist. In dieser Ansicht besonders gut erkennbar sind die beiden zu beiden Seiten der Durchtrittsöffnung 16 angeordneten Abschnitte der Engquerschnittsfläche 36.
  • Gestrichelt dargestellt sind die beiden ebenen Bodenflächen 32, die ebenfalls an die Durchtrittsöffnung 16 angrenzen und sich in einer Richtung senkrecht zu der Engquerschnittsfläche 36 erstrecken. Erkennbar sind auch die beiden ebenen Bodenflächen 34 und die kreisabschnittsförmig um die Durchtrittsöffnung 16 herum angeordneten Begrenzungsflächen 20.
  • Der mit 40 bezeichnete Kreis gibt den inneren Umfang des zylindrischen vierten Kanalabschnitts 38 an.
  • In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die Ansicht und Schnittebene ungefähr derjenigen aus der Fig. 2 entspricht. Mit Ausnahme der Ausführung der um die Durchtrittsöffnung 16 herum angeordneten Kanalabschnitte gleicht das zweite Ausführungsbeispiel demjenigen aus Fig. 1. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel verläuft die Engquerschnittsfläche 36, die durch die beiden aufeinander zulaufenden Seitenflächen 28 des ersten Kanalabschnitts begrenzt wird, jedoch nicht vollständig in einer Ebene. Vielmehr weist die Engquerschnittsfläche 36 auf jeder Seite der Durchtrittsöffnung 16 einen ersten Abschnitt 42 auf, der annähernd in der Ebene der Durchtrittsöffnung 16 und parallel zur Außenfläche 10 verläuft, sowie einen zweiten Abschnitt 44, der an den ersten Abschnitt 42 angrenzt und gegenüber der Ebene der Durchtrittsöffnung 16 in Richtung zu dem ersten Kanalabschnitt 26 hin geneigt ist.
  • Als weitere Besonderheit gibt es auf jeder Seite der Durchtrittsöffnung 16 einen von einem ersten Abschnitt 42 der Engquerschnittsfläche 36 vorstehenden Steg 46, der in den ersten Kanalabschnitt hineinragt. Jeder Steg 46 verläuft in Richtung einer der beiden Seitenflächen 18 des zweiten Kanalabschnitts.
  • Durch die besondere Ausgestaltung der Engquerschnittsfläche mit den Stegen und den geneigten Abschnitten 44 wird eine Verwirbelung des zu versprühenden Mediums im Bereich des ersten Kanalabschnitts vor dem Strömen durch die Durchtrittsöffnung 16 erreicht.
  • In der Ansicht der Fig. 6, deren Schnittebene gegenüber derjenigen aus Fig. 5 senkrecht verläuft, erkennt man die Seitenflächen 18 und 22 des zweiten bzw. dritten Kanalabschnitts und eine Seite des sich nahtlos daran anschließenden Stegs 46, der die Durchtrittsöffnung 16 begrenzt.
  • Zur besseren Übersicht ist das zweite Ausführungsbeispiel in der Fig. 7 nochmals schematisch in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei verborgene Linien gestrichelt dargestellt sind. In dieser Ansicht erkennt man besonders deutlich die beiden Abschnitte 42 und 44 der Engquerschnittsfläche 36 sowie den Querschnitt der Durchtrittsöffnung 16.

Claims (10)

  1. Sprühdüsenanordnung zum Versprühen eines Mediums mit einem Düsenkanal mit
    - einem ersten Kanalabschnitt (26), der durch zwei einander zugewandte Seitenflächen (28) zu einer länglichen Engquerschnittsfläche (36) verjüngt ist,
    - einer in der Engquerschnittsfläche (36) angeordneten Durchtrittsöffnung (16), deren Querschnittsfläche kleiner als die Engquerschnittsfläche (36) ist, und
    - einem in Strömungsrichtung des Mediums an die Durchtrittsöffnung (16) angrenzenden zweiten Kanalabschnitt, der zwei gegenüberliegende, sich mit zunehmendem Abstand von der Durchtrittsöffnung (16) voneinander entfernende Seitenflächen (18) aufweist, deren der Durchtrittsöffnung (16) zugewandte Kanten quer zur Längsrichtung der Engquerschnittsfläche (36) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß
    - der Düsenkanal mit den beiden Kanalabschnitten und der Durchtrittsöffnung (16) in einem einteilig geformten Kunststoffteil ausgebildet ist.
  2. Sprühdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanalabschnitt zwischen seinen beiden Seitenflächen (18) von zwei annähernd senkrecht zur Ebene der Durchtrittsöffnung angeordneten Begrenzungsflächen (20) begrenzt wird, die einen seitlichen Abstand von der Durchtrittsöffnung (16) aufweisen.
  3. Sprühdüsenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen (20) annähernd auf dem Mantel eines gedachten Zylinders angeordnet sind, dessen Längsachse senkrecht zur Ebene der Durchtrittsöffnung (16) verläuft.
  4. Sprühdüsenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal einen an den zweiten Kanalabschnitt angrenzenden dritten Kanalabschnitt umfaßt, der zwei Seitenflächen (22) aufweist, die jeweils in der Ebene einer der beiden Seitenflächen (18) des zweiten Kanalabschnitts verlaufen, und der von zwei zwischen den beiden Seitenflächen (22) des dritten Kanalabschnitts annähernd senkrecht zur Ebene der Durchtrittsöffnung angeordneten Begrenzungsflächen (24) begrenzt wird, die in einem seitlichen Abstand von den Begrenzungsflächen (20) des zweiten Kanalabschnitts und weiter als diese von der Durchtrittsöffnung (16) entfernt angeordnet sind.
  5. Sprühdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal einen in Strömungsrichtung vor dem ersten Kanalabschnitt (26) angeordneten und an diesen angrenzenden vierten Kanalabschnitt (38) mit zylindrischem Querschnitt umfaßt.
  6. Sprühdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Engquerschnittsfläche (36) auf beiden Seiten der Durchtrittsöffnung (16) einen im wesentlichen in der Ebene der Durchtrittsöffnung angeordneten Abschnitt (42) aufweist.
  7. Sprühdüsenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Engquerschnittsfläche zwei weitere Abschnitte (44) aufweist, die an die beiden seitlich der Durchtrittsöffnung angeordneten Abschnitte (42) der Engquerschnittsfläche (36) angrenzen, und die gegenüber der Ebene der Durchtrittsöffnung (16) in Richtung zu dem ersten Kanalabschnitt (26) geneigt sind.
  8. Sprühdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der Engquerschnittsfläche (36) angrenzend an die Durchtrittsöffnung (16) zwei Stege (46) vorstehen, die in den ersten Kanalabschnitt (28) hineinragen.
  9. Sprühdüsenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (46) in Richtung jeweils einer Seitenfläche (18) des zweiten Kanalabschnitts verlaufen.
  10. Sprühdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsenanordnung aus Polyoxymehylen (POM), Polybutylenterephtalat (PBT), Polyethylenterephtalat (PET), Polyamid (PA) und/oder Polypropylen (PP) gefertigt ist.
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