EP4719671A1 - Düsenvorsatzbaugruppe, system aus flachstrahldüse und düsenvorsatzbaugruppe sowie verfahren zur strahlbewahrung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorsatzbaugruppe (10) mit einem Anschlusselement (12) mit einer an einer Stirnseite (16) angeordneten Kopplungsstelle (18) zur Aufnahme einer Flachstrahldüse (20), wobei sich entlang einer axialen Erstreckungsrichtung (24) der Düsenvorsatzbaugruppe (10) ein Strahlbewahrungselement (14) an das Anschlusselement anschließt und das Strahlbewahrungselement an einer von der Stirnseite abgewandten Auslassseite (26) eine Auslassöffnung (28) umfasst, welche durch das Innere der Düsenvorsatzbaugruppe mit der Kopplungsstelle in fluidleitender Verbindung steht, wobei die fluidleitende Verbindung als eine Expansionszone (30) ausgebildet ist, die in einer ersten Ebene senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung von Deckwänden (34, 36) begrenzt ist, die einen Abstand h haben und die in einer zweiten Ebene, die senkrecht zur ersten Ebene ist, von Seitenwänden (40, 42) begrenzt ist, so dass die Expansionszone eine Strahlgeometrie der aufnehmbaren Flachstrahldüse derart nachbildet, dass ein mit dieser Strahlgeometrie ausgebildeter Flüssigkeitsstrahl innerhalb der Expansionszone in einer radialen Richtung (46) durchgehend von einem umlaufenden Spalt umgeben ist, und wobei das Anschlusselement und/oder das Strahlbewahrungselement zumindest eine Gaseinlassöffnung (50) aufweist, die in die Expansionszone mündet. Die Erfindung betrifft ferner ein System mit einer solchen Düsenvorsatzbaugruppe und ein Verfahren zur Strahlbewahrung.

Description

DÜSENVORSATZBAUGRUPPE, SYSTEM AUS FLACHSTRAHLDÜSE UND DÜSENVORSATZBAUGRUPPE SOWIE VERFAHREN ZUR STRAHLBEWAHRUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düsenvorsatzbaugruppe, ein System aus Flachstrahldüse und Düsenvorsatzbaugruppe sowie ein Verfahren zur Strahlbewahrung eines aus einer Flachstrahldüse austretenden Flüssigkeitsstrahls.

Flüssigkeitsbetriebene Hochdruckreiniger sind bekannt und werden beispielsweise für die Reinigung von verschmutzten Oberflächen oder zur Abtragung von Lack- und Farbresten von Oberflächen eingesetzt. Zu diesem Zweck wird mittels eines Hockdruckkompressors Flüssigkeit unter einem hohen Druck zu einer Austrittsdüse gefördert, an der die Flüssigkeit aus dem Hochdruckreiniger austritt. Das Austreten erfolgt dabei in einer Strahlform, die durch die Düse maßgeblich beeinflusst wird. Als Flüssigkeit wird häufig Wasser oder mit einem Reinigungsmittel versetztes Wasser verwendet. Ausgehend von der Düse, bewegt sich dann der Flüssigkeitsstrahl zu der zu säubernden Oberfläche hin, wobei die in den Flüssigkeitspartikeln des Flüssigkeitsstrahls gespeicherte kinetische Energie beim Auftreffen auf die zu säubernde Oberfläche ihre Reinigungswirkung entfaltet. Eine Flachstrahldüse besteht in der Regel aus einem Gehäuse, das an einen Hochdruckreiniger oder eine andere Hochdruckquelle angeschlossen werden kann. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Öffnung, die so geformt ist, dass sie den Flüssigkeitsstrahl in eine flache, fächerförmige Form zwingt. Dies wird erreicht, indem der Druck innerhalb der Düse aufgebaut und dann durch eine schmale, längliche Öffnung, den sogenannten Flachstrahlspalt, geleitet wird. Dabei wird die Flüssigkeit zu einem kontinuierlichen, ebenmäßigen Flachstrahl geformt. Sobald die Flüssigkeit sich einer Düsenauslassöffnung nähert, wird der Durchmesser des Flüssigkeitsstroms reduziert. Dadurch wird die Flüssigkeit stark beschleunigt und tritt mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse aus, um den Hochdruckstrahl zu erzeugen. Problematisch hierbei ist, dass mit wachsendem Abstand der Düse zu der zu reinigenden Oberfläche die übertragbare kinetische Energie und damit auch die Reinigungsleistung des Flüssigkeitsstrahls nachlässt. Dieser Effekt ist bereits bei Reinigungsarbeiten an der Luft bemerkbar, da Luft trotz ihrer vergleichsweise geringen Dichte die Bewegung des Flüssigkeitsstrahls behindert und bereits nach wenigen Zentimetern zu einer merklichen Zerstreuung des Flüssigkeitsstrahls führt. In besonderer Weise gilt dies jedoch, wenn eine Reinigung in einem deutlich dichteren/viskoseren Medium erfolgen soll. Wird der Flüssigkeitsstrahl beispielsweise unter Wasser zum Reinigen einer Oberfläche eingesetzt, so ist bereits nach deutlich kürzeren von dem Flüssigkeitsstrahl zu überwindenden Distanzen (verglichen mit Luft) zu der zu reinigenden Oberfläche eine merkliche Reduzierung der Reinigungsleistung erkennbar.

Bislang wurde zur Lösung dieser Problematik regelmäßig die in dem Wasserstrahl gespeicherte kinetische Energie durch Verwendung leistungsfähigerer Kompressoren erhöht, um im jeweiligen Anwendungsfall die benötigte Reinigungsleistung bereitstellen zu können. Diese Vorgehensweise stößt jedoch an ökonomische und technische Grenzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinigungsleistung eines flüssigkeitsbetriebenen Hochdruckreinigungssystems kostengünstig und energieeffizient zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Düsenvorsatzbaugruppe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie mittels eines Systems mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 14 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Beschrieben wird eine Düsenvorsatzbaugruppe umfassend ein Anschlusselement mit einer an einer Stirnseite angeordneten Kopplungsstelle zur Aufnahme einer Flachstrahldüse eines flüssigkeitsbetriebenen Hochdruckreinigers, wobei sich entlang einer axialen Erstreckungsrichtung der Düsenvorsatzbaugruppe ein Strahlbewahrungselement an das Anschlusselement anschließt, wobei das Strahlbewahrungselement an einer von der Stirnseite abgewandten Auslassseite eine Auslassöffnung umfasst, welche durch das Innere der Düsenvorsatzbaugruppe mit der Kopplungsstelle in fluidleitender Verbindung steht, wobei die fluidleitende Verbindung als eine Expansionszone ausgebildet ist, die in einer ersten Ebene senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung von Deckwänden begrenzt ist, die einen Abstand h haben und die in einer zweiten Ebene, die senkrecht zur ersten Ebene ist, von Seitenwänden begrenzt ist, so dass die Expansionszone insgesamt eine Strahlgeometrie der aufnehmbaren Flachstrahldüse derart nachbildet, dass ein mit dieser Strahlgeometrie ausgebildeter Flüssigkeitsstrahl innerhalb der Expansionszone in einer radialen Richtung senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung durchgehend von einem umlaufenden Spalt umgeben ist, und wobei das Anschlusselement und/oder das Strahlbewahrungselement zumindest eine Gaseinlassöffnung aufweist, die in die Expansionszone mündet. Die zumindest eine Gaseinlassöffnung kann dabei je nach Bedarf über eine Filter- beziehungsweise Abschirmvorrichtung verfügen, um das Eindringen von Fremd- oder Schmutzpartikeln zu verhindern, welche das Gasansaugen negativ beeinflussen könnten. Die Auslassöffnung kann im Wesentlichen rechteckig sein, jedoch auch leicht abgerundete Ecken aufweisen. Insbesondere können die beiden kurzen Seiten auch leicht gebogen sein. Das Verhältnis der kurzen Seiten zu den langen Seiten der Auslassöffnung kann beispielsweise mindestens 1 : 10 betragen. Die Expansionszone kann das Expandieren des Flüssigkeitsstrahls beispielsweise um den Faktor 20 (in der Strahlbreite) entlang der axialen Erstreckungsrichtung begleiten, das heißt vom Auslass der Flachstrahldüse bis zur Auslassöffnung der Düsenvorsatzbaugruppe.

Der Abstand h kann konstant oder zumindest im Wesentlichen konstant sein. Möglich ist jedoch auch, dass der Abstand h zwischen den beiden Deckwänden von der Flachdüse aus gesehen in der axialen Erstreckungsrichtung anwächst oder abnimmt, wobei das Anwachsen und das Abnehmen mit einem Öffnungs- beziehungsweise Schließwinkel identifiziert werden kann. Das Anwachsen beziehungsweise Abnehmen kann in diesem Zusammenhang insbesondere gleich/gleichmäßig erfolgen, so dass eine Symmetrieebene gefunden werden kann, in der die axiale Erstreckungsrichtung verlaufen kann. Der Öffnungs- beziehungsweise Schließwinkel kann vorzugsweise konstant sein. Durch eine derartige Variation des Abstands h beziehungsweise das Vorsehen eines Öff- nungs-/Schließwinkels kann bei Bedarf eine zusätzliche Strahlformung in der Expansionszone bewirken, da diese Änderungen zunächst eine Änderung in der Gleichmäßigkeit der Gasströmung bewirken und als direkte Folge wiederum eine Änderung an der Strahlformung.

Mit Hilfe dieser Düsenvorsatzbaugruppe kann, wenn diese an die Flachstrahldüse gekoppelt ist und der aus der Flachstrahldüse austretende Flüssigkeitsstrahl in seiner beabsichtigten Geometrie in der beschriebenen Weise den Abmessungen der Expansionszone in der Düsenvorsatzbaugruppe ähnelt, die Strahlgeometrie des Flüssigkeitsstrahls nach dem Austreten aus der Flachstrahldüse und dem Hindurchtreten des Flüssigkeitsstrahls durch das Strahlbewahrungselement der Düsenvorsatzbaugruppe über eine größere Strecke/Distanz in vorteilhafter Weise bewahrt werden. Mit dem Begriff "Strecke" beziehungsweise "Distanz" wird dabei beispielsweise der Abstand zu der Flachdüse, an der der Flüssigkeitsstrahl von der Flachdüse erzeugt wird, verstanden, an dem die "Flüssigkeit" gerade betrachtet wird. Insbesondere kann das typische Zerstreuen/Zerstäuben des Flüssigkeitsstrahls an dem Medium, beispielsweise Wasser oder Luft, durch welches dieser hindurchtritt, stark reduziert werden. Dieser Effekt wird mit Hilfe des Gases erreicht, welches über die Gaseinlassöffnung in die Expansionszone eintreten kann beziehungsweise eingesaugt wird. Konstruktionsbedingt berührt der Flüssigkeitsstrahl die Expansionszone beim Durchtritt durch das Strahlbewahrungselement im Wesentlichen nicht und ist von den die Expansionszone begrenzenden Deck- und Seitenwänden umlaufend in einer radialen Richtung gegebenenfalls gleichmäßig beabstandet, so dass sich zwischen dem Flüssigkeitsstrahl und einer Expansionszonenwand ein umlaufender Spalt mit im Wesentlichen konstanter Breite ergibt. Der Flüssigkeitsstrahl, der die Expansionszone durchströmt, saugt nach dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe Gas durch die Gaseinlassöffnung an, welches in die Expansionszone eintritt und von dem Flüssigkeitsstrahl mitgerissen wird. Dabei bildet sich um den Flüssigkeitsstrahl herum in dem Spalt zwischen der Oberfläche des Flüssigkeitsstrahls und den Deckwänden und den Seitenwänden der Expansionszone eine gleichmäßige Gasströmung aus, welche den Flüssigkeitsstrahl auch nach dem Austritt aus der Auslassöffnung vollständig einhüllt und ein Zerstreuen des ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls nach dem Austritt aus der Auslassöffnung in vorteilhafter Weise verzögert. Die erzeugte gleichmäßige Gasströmung verhindert beziehungsweise verzögert also ein unerwünschtes Zerstäuben oder "Verdicken" des von der Flachstrahldüse erzeugten Flachstrahls während der Expansion des Flachstrahls in der Düsenvorsatzbaugruppe. Unter dem Begriff "gleichmäßig" kann beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Gasströmung verstanden werden, welche zumindest einige Eigenschaften einer laminaren Gasströmung, oder einer wirbelfreien Gasströmung hat. Aufgrund des Wirkprinzips wird das angesaugte Gas dabei nicht in den Flüssigkeitsstrahl hineingesaugt, sondern an dessen Oberfläche in Strömungsrichtung der Flüssigkeit beschleunigt. Obwohl ein Teil der in dem Flüssigkeitsstrahl enthaltenen kinetischen Energie für das Ansaugen des Gases aufgewendet wird und der Flüssigkeitsstrahl somit sogar etwas langsamer ist, wenn er aus der Düsenvorsatzbaugruppe ausströmt (verglichen mit einem (baugleichen) System ohne Düsenvorsatzbaugruppe), wird durch die bessere Bündelung des Flüssigkeitsstrahls (Flachstrahl mit reduzierter Dicke bei gleicher Breite) an der zu reinigenden Oberfläche eine höhere Reinigungsleistung erzielt. Ein Anteil der aus dem Flüssigkeitsstrahl entnommenen kinetischen Energie bleibt dabei in Form von (Ab-)Wärme im Flüssigkeitsstrahl enthalten, wobei sich experimentell eine gemessene Erwärmung des Flüssigkeitsstrahls bei dem verwendeten Testsystem mit der beschriebenen Düsenvorsatzbaugruppe um 1 bis 2 °C ergeben hat. Diese Temperaturerhöhung kommt wieder der Reinigungsleistungssteigerung zugute, da wärmere Flüssigkeiten in der Regel besser reinigen als kältere. Durch Nutzung der beschriebenen Düsenvorsatzbaugruppe kann gegenüber einem konventionellen System ohne eine solche Baugruppe eine Energie- und Flüssigkeitseinsparung von jeweils 50 % realisiert werden. Zugleich kann durch die stark gesteigerte Reinigungsleistung auch eine große Menge Arbeitszeit eingespart werden.

Das angesaugte Gas kann beispielsweise Luft oder ein anderes Gas sein, denkbar ist beispielsweise Wasserdampf anzusaugen, um die Reinigungsleistung weiter zu erhöhen. Innerhalb der Düsenvorsatzbaugruppe, genauer gesagt beim Durchtritt durch die Expansionszone wird der von der Düse erzeugte Flachstrahl durch die angesaugte Luft, die die gleichmäßige Grenzschicht ausbildet, in seiner Form korrigiert, ohne dass der Flachstrahl die Düsenvorsatzbaugruppe im Wesentlichen berührt. Dabei werden von der Flachstrahldüse erzeugte unerwünschte Abweichungen zu der beabsichtigten Strahlgeometrie ausgeglichen/verringert. Der korrigierte Flachstrahl wird in seiner sich entwickelnden Breite nicht beeinflusst, bleibt jedoch in seiner "Dicke" kompakter und zugleich über seiner Breite gleichmäßiger. Man könnte diesen Vorgang auch als "Nachverdichtung" bezeichnen. Diese Korrektur der Strahlgeometrie innerhalb der Expansionszone der Düsenvorsatzbaugruppe ist die wesentliche Funktion, die den Hauptanteil zu der gesteigerten Reinigungsleistung beiträgt. Der überraschende Effekt ist, dass das Gas zwischen den verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten von umgebendem Medium/Wand der Düsenvorsatzbaugruppe und dem Flüssigkeitsstrahl bleibt und ein stabiles Gaspolster ausbildet, das optimal trennt und dabei einen gleichmäßigen Gasstrom ausbildet. Daher wird der Energieverlust des Flachstrahls bei seiner Expansion reduziert und der Flachstrahl bleibt konzentrierter/kompakter. Die sich ausbildende gleichmäßige Gasströmung an der Oberfläche des Flüssigkeitsstrahls stellt zusätzlich auch eine Art Gasvorhang dar, die den Flüssigkeitsstrahl nach dessen Austritt aus der Düsenvorsatzbaugruppe von der zerstreuenden Wirkung des umgebenden Mediums weiter abschirmt. Der Gasvorhang kann auch als eine Art trennender Vorhang angesehen werden. In der gleichmäßigen Grenzschicht zwischen Luft- und Wasserstrahl kann durch den Geschwindigkeitsunterschied Luft und Wasser eine Rotation der sich dort nebelartig vom Flüssigkeitsstrahl ablösenden Flüssigkeitstropfen erzeugt werden. Beim Auftreffen eines solchen in Rotation versetzten Flüssigkeitstropfens auf die zu reinigende Fläche, erzeugt dieser eine erhöhte Reinigungswirkung, da hier lokal abscherende Kräfte auf den zu entfernenden Schmutz erzeugt werden.

Die Düsenvorsatzbaugruppe erlaubt bei ansonsten gleichbleibenden Parametern eine effizientere Hochdruckreinigung, wobei insbesondere Unter wasser eine Reinigungsleistungssteigerung von etwa 500 % realisiert werden kann, verglichen mit einem System ohne jede Strahlformungsbaugruppe. Die Reinigungsleistungssteigerung korreliert dabei mit der Länge der Düsenvorsatzbaugruppe in der axialen Erstreckungsrichtung. Je länger der Flachstrahl in der Düsenvorsatzbaugruppe in seiner Expansion geführt wird, desto mehr Leistung hat der Flachstrahl gegenüber einem herkömmlich expandierenden Flachstrahl. Die Düsenvorsatzbaugruppe kann als Aufsteckzubehör für ein bereits bestehendes Hochdruckreinigungssystem mit Flachstrahldüse ausgelegt sein.

Der rechteckige pyramidenförmige beziehungsweise pyramidenstumpfförmige Flachstrahl ist bei seiner anfänglichen Ausbreitung durch die Düsenvorsatzbaugruppe vom umliegenden Medium getrennt. Zusätzlich wird Gas am Rand des Flachstrahls mitgeführt/mitgesaugt, das von außerhalb angesaugt wird. Damit kann das Medium auch nicht in die Düsenvorsatzbaugruppe eindringen. Durch das mitgesaugte Gas wird ein physikalischer Effekt erzeugt, der den Flüssigkeitsstrahl, beziehungsweise dessen weitere räumliche Ausbreitung, in dem Medium positiv beeinflusst. Zusätzlich bildet die gleichmäßige Gasströmung beim Austreten aus der Düsenvorsatzbaugruppe ein Gaspolster aus, so dass eine vorliegende effektive mittlere Dichte eines betrachteten Raumvolumens, das sowohl Flüssigkeit, insbesondere Wasser, als auch Gas, beispielsweise Luft, umfasst, massiv verringert wird. Diese Verringerung tritt insbesondere am Rand des Flüssigkeitsstrahls auf. Somit wird eine zusätzliche Reinigungsleistungssteigerung erzeugt, da der Hochdruckstrahl durch die Dichteverringerung weniger abgebremst wird. Ein weiterer Effekt der beschriebenen Düsenvorsatzbaugruppe ist, dass die beim Betrieb erzeugte stark gleichmäßige beschleunigte Gleitluft zwischen Flachstrahl und der Seiten- und/oder Deckwand beim Austritt aus der Düsenvorsatzbaugruppe wieder stark abgebremst wird und dabei eine räumliche Expansion durchläuft. Diese bewirkt auch, dass der Flachstrahl länger als gewöhnlich auch außerhalb der Düsenvorsatzbaugruppe kompakter bleibt, als bei einer ungeschützten Expansion. Ein kompakterer Flachstrahl bedeutet zwangsläufig eine bessere Reinigungsleistung. Dabei bezieht sich der Ausdruck "kompakterer Flachstrahl" hauptsächlich auf eine Höhenausdehnung beziehungsweise Dicke des Flachstrahls und nur in einem sehr geringeren Ausmaß auf eine Breite des Flachstrahls.

Der ausgebildete Flüssigkeitsstrahl bleibt also länger mit der beabsichtigten Strahlgeometrie "fokussiert", so dass weniger der in dem Flüssigkeitsstrahl enthaltenen kinetischen Energie auf das umgebende Medium, beispielsweise Luft oder Wasser, übertragen wird, während der Flüssigkeitsstrahl ausgehend von der Auslassöffnung auf eine zu reinigende Oberfläche auftrifft.

Letztlich kann auf diese Weise bei gleicher in den Flüssigkeitsstrahl eingebrachter Leistung mehr Energie pro Fläche auf die zu reinigende Oberfläche übertragen werden. Alternativ kann mit einem System, das die Düsenvorsatzbaugruppe nutzt, mit einem geringeren Arbeitsaufwand die gleiche Reini- gungswirkung erreicht werden, wie bei einem System ohne Düsenvorsatzbaugruppe. Durch die beschriebene Düsenvorsatzbaugruppe wird dementsprechend ein System umfassend die Flachstrahldüse und die daran angeordnete Düsenvorsatzbaugruppe bei ansonsten gleichen Parametern leistungsstärker oder alternativ im Hinblick auf die erzielbare Reinigungswirkung, bei gleichbleibender Reinigungswirkung, effizienter. Mischzustände zwischen diesen beiden Extremen sind ebenfalls einstellbar, wobei ein Trade-off zwischen Effizienz und Reinigungsleistung besteht. Mit der Düsenvorsatzbaugruppe ist es ferner nicht mehr möglich, zu nahe an ein Reinigungsobjekt zu geraten und durch einen zu starken Strahl das Reinigungsobjekt zu beschädigen, da die Abmessungen der Düsenvorsatzbaugruppe bereits einen ausreichenden physischen Abstand sicherstellen. Darüber hinaus verringert die beschriebene Düsenvorsatzbau- gruppe auch den Rückstoß, den ein Benutzer eines Hochdruckreinigungssystems beim Führen der Flachdüse auffangen muss, wenn die Düsenvorsatzbaugruppe verwendet wird.

Ferner kann gegebenenfalls auch auf eine zusätzliche Gaszuführung mittels eines Gasdruckerzeugers, beispielsweise einem Drucklufterzeuger, verzichtet werden. Die beschriebene Düsenvorsatzbaugruppe ist konstruktionsbedingt "selbstansaugend" für das benötigte Gasvolumen. Dementsprechend kann gänzlich auf Gaszuführsysteme verzichtet werden.

Unter dem verwendeten Begriff der Kopplungsstelle kann in den vorliegenden Unterlagen der Ort einer beliebigen dem Fachmann bekannten Befestigungseinrichtung subsumiert werden, welche beispielsweise kraftschlüssig oder formschlüssig das Befestigen der Düsenvorsatzbaugruppe an der Flachstrahldüse realisiert. Das Befestigen der Düsenvorsatzbaugruppe kann dabei insbesondere kraftschlüssig oder formschlüssig an der Befestigungsstelle mittels der Befestigungseinrichtung erfolgen. Ein formschlüssiges Befestigen kann beispielsweise mit einem Bajonettverschluss erreicht werden. Ein kraftschlüssiges Befestigen kann beispielsweise mittels eines Klemmverschlusses erreicht werden. Komplexere Befestigungsmechaniken sind möglich. Unter dem Begriff der Flachstrahldüse kann im Rahmen der vorliegenden Anmeldeunterlagen eine Düse verstanden werden, welche zugeführte Flüssigkeit zu einem Flüssigkeitsstrahl formt, welcher zumindest in einem Nahbereich der Flachstrahldüse eine feststehende durch die Düse bestimmte Strahlgeometrie aufweist. Diese Strahlgeometrie ist bei einer Flachstrahldüse gegeben durch eine fächerartige Strahlformung, wobei der geformte Strahl sich entlang der axialen Erstreckungsrichtung ausbreitet, die mit der Strömungsrichtung der Flüssigkeit zusammenfällt. Dabei weist der von der Düse geformte Flachstrahl in der ersten Ebene senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung eine möglichst konstante Dicke und in der zweiten Ebene senkrecht zur ersten Ebene seitliche Randbereiche auf, welche ausgehend von einem Düsenaustrittspunkt durch einen Öffnungswinkel beschrieben werden können, so dass die Randbereiche des ausgebildeten Strahls in der axialen Erstreckungsrichtung mit wachsendem Abstand zur Düsenaustrittsöffnung gleichmäßig auseinanderlaufen. Die axiale Erstreckungsrichtung ist also die Richtung, in der die Flachstrahldüse den Flachstrahl ausbildet und gleichzeitig die Richtung in die sich die Düsenvorsatzbaugruppe hauptsächlich erstreckt.

Die Flachstrahldüse ist eine spezielle Düse, formt den Flüssigkeitsstrahl in eine flache und breite rechteckige pyramidische beziehungsweise pyramidenstumpfförmige Form. Eine typische Flachstrahldüse erzeugt einen flachen Flüssigkeitsstrahl, der in der Frontansicht rechteckig ist und expandiert. Die Expansion ist gleichmäßig und erfolgt in der "Breite" mit einem Winkel von mindestens 15°. Die Flachstrahldüse ist in der Regel so konstruiert, dass sie einen bestimmten Winkel zwischen den beiden äußeren Kanten des Flachstrahls erzeugt, der je nach Anwendung und Modell variieren kann (mindestens 15° und maximal 145° Öffnungswinkel in der Breite). Der Flachstrahl mit einem Öffnungswinkel von mindestens 15° beschreibt geometrisch einen gebündelten Flüssigkeitsstrahl, der in Form eines Fächers mit einem Öffnungswinkel von mindestens 15 Grad in der Breite (beziehungsweise Fläche) austritt. Der Flachstrahl ist somit breiter als ein (gebündelter) Punktstrahl, aber schmäler als ein Punktstrahl mit einem größeren seitlichen Öffnungswinkel, wobei der Flachstrahl in der Breite symmetrisch ist. In der Geometrie wird eine solche Form auch als rechteckige Pyramide beschrieben. Die Bezeichnung "Flachstrahl" bezieht sich also im Rahmen der vorliegenden Anmeldeunterlagen auf einen Strahl, der in eine flache, breite Form gezwungen wird, deren Ausbreitung fächerförmig ist. Im Allgemeinen wird von einem Flachstrahl gesprochen, wenn der Strahl eine Öffnung mit einem Winkel von 15 Grad oder mehr hat.

Der von der Flachstrahldüse geformte Flachstrahl hat bei seinem Austritt bei der Düse beispielsweise eine Dicke von etwa 0,6 mm. Nach einer Strecke von 200 mm hat der von der Flachstrahldüse geformte Flachstrahl bereits eine Dicke von etwa 4 mm. Der Strahl läuft also auseinander. Der von derselben Flachstrahldüse geformte Flachstrahl hat dann beispielsweise, nachdem er durch die Düsenvorsatzbaugruppe hindurchgeströmt ist und dabei in seiner Form korrigiert wurde, nach derselben zurückgelegten Strecke von 200 mm jedoch nur eine Dicke von etwa 2 mm, wobei in allen Fällen von einer Kompressorleistung von etwa 2,8 kW ausgegangen wird. Die Düsenvorsatzbaugruppe kann somit die Strahlgeometrie in ihrer Kompaktheit deutlich verbessern. In anderen Worten wird eine real durch die Flachdüse erreichte Strahlgeometrie hin zu einer ideal beabsichtigten Strahlgeometrie verbessert, wenn die Flachdüse zusammen mit der Düsenvorsatzbaugruppe genutzt wird. Bei Nutzung der Düsenvorsatzbaugruppe wird eine erhebliche Menge an Gas über die Gaseinlassöffnung durch den Flachstrahl angesaugt, wobei experimentell bei einem getesteten System etwas mehr als 90 Liter pro Minute gemessen wurden.

Die Düsenvorsatzbaugruppe kann zur Verbesserung der Handhabbarkeit an ihrer Auslassseite Rollen aufweisen, um eine gleichmäßige Führung auf der zu reinigenden Fläche zu unterstützen.

Das Anschlusselement und das Strahlbewahrungselement können integral miteinander verbunden, insbesondere einstückig ausgebildet sein. Denkbar ist, dass das eine Element an dem anderen Element fest angeformt wird oder dass beide Elemente separat voneinander gefertigt und anschließend fest miteinander verbunden werden. Der Begriff "fest verbunden" kann beispielsweise als lösbar oder als nicht mehr zerstörungsfrei lösbar oder als stoffschlüssig verbunden verstanden werden. Unter stoffschlüssige Verbindungen fallen insbesondere Verschmelzen, Verschweißen, Verlöten und Verkleben. Die gegebenenfalls fächerförmige Expansionszone kann insbesondere als "negativ" des ausgebildeten Flachstrahls erkannt werden, so dass der Abstand h zwischen dem ausgebildeten Flachstrahl und der Expansionszone begrenzenden Seitenwänden und Deckwänden als im Wesentlichen konstant angesehen werden kann. Unter der radialen Richtung kann im Rahmen der vorliegenden Anmeldeunterlagen die übliche radiale Richtung in Zylinderkoordinaten verstanden werden, wobei die axiale Erstreckungsrichtung in Zylinderkoordinaten der üblichen Z-Achse entspricht und die radiale Richtung in jeder Position senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung liegt und dabei zusätzlich durch einen Drehwinkel <p (in Zylinderkoordinaten) um die axiale Erstreckungsrichtung gedreht werden kann. Die radiale Richtung weist dabei immer von der axialen Erstreckungsrichtung fort.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Gaseinlassöffnung verschließbar oder einstellbar ist. Die Verschließbarkeit der zumindest einen Gaseinlassöffnung kann beispielsweise mit Hilfe einer geeigneten Verschlussklappe beziehungsweise eines geeigneten Verschlussmechanismus realisiert werden, wobei insbesondere auch ein Teilverschluss der zumindest einen Gaseinlassöffnung realisiert werden kann, beispielsweise mittels eines einstellbaren Schiebereglers. Ein Teilverschluss kann insofern mit dem Begriff "einstellbar" assoziiert werden. Durch das Verschließen beziehungsweise das teilweise Verschließen der zumindest einen Gaseinlassöffnung kann die Menge des durch den Flüssigkeitsstrahl in die Expansionszone eingesaugten Gases bei ansonsten gleichbleibenden Parametern beeinflusst werden, wodurch eine einfache Regelbarkeit der Reinigungsleistung durch Anpassung der Gasmenge möglich wird. Bei einer Anwendung der Düsenvorsatzbaugruppe in einer Unterwasserumgebung wird als optisch leicht wahrnehmbarer Effekt auch die Intensität des ausgebildeten Gasvorhangs aufgrund der reduzierten angesaugten Gasmenge reduziert, so dass letztlich weniger Gasblasen den ausgebildeten Flüssigkeitsstrahl nach dem Austritt aus der Düsenvorsatzbaugruppe einhüllen. Die Gasblasen und die Unterwasserumgebung haben regelmäßig stark voneinander abweichende Berechnungsindizes und bilden somit aufgrund der auftretenden Grenzschichten einen undurchsichtigen Vorhang um den Flüssigkeitsstrahl aus, der auch die direkte Sicht auf die Auftreffstelle an der zu reinigenden Oberfläche behindert. Durch eine ausreichende Reduzierung der Anzahl der Gasblasen kann daher bei Bedarf eine verbesserte Sicht auf die zu reinigende Oberfläche realisiert werden. Ferner kann durch das Verschließen der Gaseinlassöffnung das Luftpolster durch ein Vakuum ersetzt werden, so dass sich die Düsenvorsatzbaugruppe dann aufgrund des Bernoulli-Effekts an die zu reinigende Oberfläche ansaugen kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Gaseinlassöffnung an zumindest zwei voneinander getrennten Öffnungen in die Expansionszone mündet, wobei an jeder Deckwand zumindest eine Öffnung vorgesehen ist. Durch das Vorsehen von zwei voneinander getrennten Öffnungen, an denen die Gaseinlassöffnung in die Expansionszone mündet, kann auf jeder "Seite" des ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls Gas von diesem angesaugt werden. Dadurch wird auf den zwei gegenüberliegenden flachen Seiten des ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls jeweils eine gleichmäßige Gasströmung ausgebildet, so dass der ausgebildete Flüssigkeitsstrahl in der Expansionszone in wesentlichen Teilen, nämlich den beiden flachen Seiten, gleichmäßig durch die gleichmäßige Gasströmung eingehüllt wird. Die Größe und Form der zumindest zwei voneinander getrennten Öffnungen und deren Anbindung an die zumindest eine Gaseinlassöffnung können dabei derart ausgestaltet sein, dass an gegenüberliegenden Seiten gleiche Gasvolumina pro Zeiteinheit angesaugt werden, und dass die ausgebildete gleichmäßige Gasströmung, die auch als Gasvorhang angesehen werden kann, in der Nähe der Auslassöffnung auf den beiden flachen Seiten des Flüssigkeitsstrahls gleiche Dicken erreicht. Die zumindest zwei voneinander getrennten Öffnungen sind also in ihren jeweiligen Größen, Formen und Anbindungen an die zumindest eine Gaseinlassöffnung in besonderer Weise zueinander ausgestaltet, so dass dieselbe Menge an Gas angesaugt werden kann, um den bereits ausgebildeten Flachstrahl in der Expansionszone in seiner Form nachzuformen, so dass die beabsichtigte Form länger erhalten bleibt. Zwei Öffnungen der zumindest zwei Öffnungen können dabei am der Flachstrahldüse zugewandten Rand der Deckseiten angeordnet sein und gegebenenfalls die Deckseite dort "einkerben". Die Öffnungen können dabei beispielsweise jeweils einander gegenüberliegend positioniert sein, wobei diese Positionierung dann insbesondere eine gewisse Symmetrie aufweisen kann, beispielsweise eine Spiegelsymmetrie an der axialen Erstreckungsrichtung.

Vorteilhafterweise kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die zumindest eine Gaseinlassöffnung an zumindest vier Öffnungen in die Expansionszone mündet, wobei an jeder Deckwand zumindest eine Öffnung vorgese- hen ist und ferner auch an jeder Seitenwand zumindest eine Öffnung vorgesehen ist. Auf diese Weise kann der von der Flachstrahldüse ausgebildete Flüssigkeitsstrahl an seinen flachen Seiten in seiner Form unterstützend nachgeformt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die zumindest vier Öffnungen voneinander getrennte Öffnungen sind. Es ist dabei auch hier möglich, dass zwei an den gegenüberliegenden Seitenwänden angeordnete zueinander in besonderer Weise symmetrisch angeordnet sind.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Seitenwände in der axialen Erstreckungsrichtung auseinanderlaufen, so dass die Expansionszone sich fächerförmig weitet. Auf diese Weise kann die Expansionszone die Strahlgeometrie noch präziser nachbilden, wodurch der umlaufende Spalt zwischen dem Flüssigkeitsstrahl und den ihn umhüllenden Wänden entlang der axialen Erstreckungsrichtung eine gleichmäßigere Breite aufweist. Dies führt zu einer Verbesserung der seitlichen Ausbreitung des Flachstrahls, so dass gegebenenfalls ein etwas breiterer Flachstrahl durch dieselbe Flachstrahldüse erzeugt werden kann, was wiederum die Reinigung einer Fläche beschleunigen kann, da der Strahl weniger oft/weit bewegt werden muss, um die gesamte Fläche zu überstreichen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass an jeder der einander gegenüberliegenden Deckwände zumindest ein strukturierender Vorsprung vorgesehen ist, der den Abstand h zwischen den Deckwänden lokal reduziert. Durch den zumindest einen Vorsprung entsteht ein "Bodeneffekt", der bei geeigneter Ausge- staltung/Formgebung genutzt werden kann, um den Flachstrahl über seine Breite in seiner Dicke zu homogenisieren. Durch den erzeugten positiven oder negativen Bodeneffekt wird dabei ein zusätzliches Druckgefälle im vorbeiströmenden Gas erzeugt, welches wiederum Flüssigkeit des Flüssigkeitsstrahls anzieht oder abstößt. Auf diese Weise kann beispielsweise experimentell ein über seine gesamte Breite besonders homogener Flachstrahl erzeugt werden, welcher dementsprechend auch eine besonders gleichmäßige Reinigungsleistung bereitstellt. Die genaue Position und Form des zumindest einen Vorsprungs an den Deckwänden kann je nach Bedarf variiert werden. Es ist dabei insbesondere auch möglich, dass mehrere Vorsprünge an verschiedenen Stellen gleichzeitig an den gegenüberliegenden Deckwänden zugleich angeordnet werden. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Vorsprünge an den gegenüberliegenden Deckwänden zueinander paarweise symmetrisch ausgeführt sind und beispielsweise gleiche Abmessungen haben. Es kann also immer ein symmetrisches gleiches "Gegenüber" (einen zugehörigen Vorsprung an der gegenüberliegenden Deckwand) vorhanden sein. Zur Erläuterung sei an dieser Stelle ergänzend angeführt, dass jede konventionelle Flachstrahldüse in der Regel konstruktionsbedingt einen ungleichmäßigen Flachstrahl erzeugt, der über seine Breite eine inhomogene Leistungsverteilung aufweist. So wird in der Strahlmitte üblicherweise mehr Leistung auf eine Zielfläche übertragen als in den beiden Randbereichen, da in der Strahlmitte trotz der flächigen Strahlform mehr Flüssigkeit strömt. Diese Problematik wird mit Hilfe des zumindest einen strukturierenden Vorsprungs gelöst, da dieser Flüssigkeit während der Expansion des Flachstrahls "berührungslos" aus der Strahlmitte zu den Randbereichen führen kann.

In diesem Zusammenhang kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Vorsprünge in ihrer Orientierung innerhalb der Expansionszone einstellbar sind. Unter dem Begriff der Orientierung kann dabei im Rahmen dieser Anmeldeunterlagen sowohl deren (durchschnittliche) Höhe gegenüber der unstrukturierten restlichen Deckwand als eine winkelmäßige Einstellung der einzelnen Fläche der Vorsprünge (Anstellwinkel) verstanden werden. Eine derartige Einsteilbarkeit kann beispielsweise mittels einer oder mehrerer insbesondere von außen zugänglicher Stellmittel, beispielsweise Schrauben, realisiert werden. Die Stellmittel können dabei beispielsweise eine der Expansionszone zugewandte insbesondere ebene Fläche der Vorsprünge kontinuierlich oder gestuft bewegen.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass an den einander gegenüberliegenden Deck- und/oder Seitenwänden vorgesehene Öffnungen jeweils paarweise zueinander symmetrisch angeordnet sind. Durch das paarweise symmetrische Anordnen der vorgesehenen Öffnungen an den jeweils einander gegenüberliegenden Deck- und/oder Seitenwänden wird mittels des angesaugten Gases eine Zentrierung des ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls im Inneren der Düsenvorsatzbaugruppe gefördert beziehungsweise unterstützt, so dass kleine unerwünschte beziehungsweise unbeabsichtigte Winkelabweichungen zwischen der axialen Erstreckungsrichtung der Düsenvorsatzbaugruppe und der Ausströmrichtung des Flüssigkeitsstrahls aus der Flachstrahldüse ausgeglichen beziehungsweise zumindest reduziert werden. Ferner kann durch das symmetrische Anordnen der Öffnungen auf den jeweils einander gegenüberliegenden Deck- und/oder Seitenwänden auch dem Zerstreuen des Flüssigkeitsstrahls gleichmäßig und insbesondere von allen Seiten entgegengewirkt werden.

Es kann auch vorgesehen sein, dass an jeder der einander gegenüberliegenden Deckwände in der axialen Erstreckungsrichtung mehrere Öffnungen vorgesehen sind, deren jeweilige Breite mit wachsendem Abstand zum Anschlusselement ansteigt. Durch das Vorsehen mehrerer Öffnungen an den einander gegenüberliegenden Deckwänden in der axialen Erstreckungsrichtung kann mehrfach auf die breiten Seiten des durch die Flachstrahldüse ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls in dessen Form unterstützender Weise eingewirkt werden, so dass die Kompaktheit und Stabilität des ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls beim Austreten aus der Düsenvorsatzbaugruppe an der Auslassöffnung weiter verbessert wird. Die zusätzlichen Lufteinlässe in der Expansionszone vermeiden insbesondere das Entstehen eines hohen Unterdrucks, der entlang der axialen Erstreckungsrichtung stetig anwächst. Ein solcher hoher anwachsender Unterdrück würde, bei einer in axialer Erstreckungsrichtung ausgedehnten Expansionszone den Flüssigkeitsstrahl an die Deckwände "saugen" und somit ein "Scheuern" verursachen. Dieses Scheuern würde wiederum Verwirbelungen in dem Flachstrahl auslösen, welche nach dem Austritt aus der Expansionszone ein schnelleres Zerstreuen zur Folge hätte. Ein zusätzlicher Nebeneffekt der weiteren Öffnungen besteht nun darin, dass der Strahl beim Austreten aus der Expansionszone nur etwa halb so dick ist (in der Richtung zwi- sehen den beiden Deckwänden, wie er ohne Verwendung der Düsenvorsatzbaugruppe wäre). Dieser Umstand bewirkt letztlich auch eine nochmals verbesserte Reinigungsleistung, da der austretende Flachstrahl nochmals fokussierter ist. Indem die Flächen der einzelnen Öffnungen mit wachsendem Abstand zum Anschlusselement ansteigen, kann dabei der anwachsenden Breite des auffächernden Flachstrahls Rechnung getragen werden. Durch das Vorsehen mehrerer zusätzlicher Öffnungen an den gegenüberliegenden Deckwänden kann eine erhebliche weitere Reinigungsleistungssteigerung realisiert werden. So kann bei einer Strahlbreite von 70 mm (am Düsenaustritt) eine mindestens 50 %-ige Reinigungsleistungssteigerung bei einer Anwendung in Luft als Umgebungsmedium erreicht werden. Mit den zusätzlichen Öffnungen kann bei einer Unterwasseranwendung sogar eine Reinigungsleistungssteigerung um mindestens 1000 % erreicht werden (Verglichen mit einem System ohne jede Düsenvorsatzbaugruppe). Mit dem Anbringen oder Weglassen an bestimmten Stellen, das heißt der gezielten Positionierung von Öffnungen entlang der axialen Erstreckungsrichtung, kann eine von der Flachstrahldüse verursachte ungleiche Wasserstrahlleistungsverteilung "homogenisiert" werden, so dass beim Austreten des Flachstrahles die Reinigungsleistung gleichmäßiger über die gesamte Ausdehnung, das heißt die Breite, des Flachstrahles ist. Eine optimale Positionierung der Öffnungen für eine spezielle Flachstrahldüse kann dabei beispielsweise experimentell bestimmt werden.

Nützlicherweise kann auch vorgesehen sein, dass Gaseinlassöffnungen an dem Anschlusselement vorgesehen sind. Durch das Vorsehen von Gaseinlassöffnungen an dem Anschlusselement kann beispielsweise die Gaszuführung in direkter Nähe zu der Kopplungsstelle angeordnet werden, so dass die Gaszuführung möglichst weit von der Auslassöffnung entfernt angeordnet sein kann, insbesondere an der Stirnseite des Anschlusselements. Dies reduziert die Gefahr, dass über die Gaseinlassöffnungen Flüssigkeit des aus der Düsenvorsatzbaugruppe ausgetretenen Flüssigkeitsstrahls nach dem Auftreffen auf einer zu reinigenden Oberfläche zurückspritzen und die Funktion der Düsenvorsatzbaugruppe negativ beeinflussen. Ferner kann bei einer Unterwasseranwendung die Gaszuführung über die Gaseinlassöffnungen in vorteilhafter Weise mit dem Befestigen der Flachstrahldüse an der Düsenvorsatzbaugruppe kombiniert werden.

Durch das Anordnen von Gaseinlassöffnungen an dem Strahlbewahrungselement werden Ansaugwege von den Gaseinlassöffnungen zu den Öffnungen in der Expansionszone kurz ausgestaltbar, was die Saugwirkung des ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls in der Expansionszone verbessern kann. Auf diese Weise kann somit der ausgebildete Gasvorhang in seiner Intensität verstärkt werden.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Anschlusselement ein elastisches Material umfasst. Mittels des elastischen Materials wird in einfacher Weise eine Befestigung der Düsenvorsatzbaugruppe an der Flachstrahldüse möglich, beispielsweise indem die Düsenvorsatzbaugruppe eine umlaufende elastische Dichtlippe aufweist, welche über die Flachstrahldüse entgegen der axialen Erstreckungsrichtung geschoben werden kann, und dabei die Flachstrahldüse klemmend und flüssigkeitsabdichtend an der Düsenvorsatzbaugruppe in deren Kopplungsstelle fixiert.

Ferner kann vorgesehen sein, dass an der zumindest einen Gaseinlassöffnung eine Gaszuführungsleitung anschließbar ist. Auf diese Weise kann auch bei einer Unterwasseranwendung an der zumindest einen Gaseinlassöffnung ansaugbares Gas bereitgestellt werden, welches mittels des ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls in die Expansionszone gesaugt werden kann. Möglich ist auch, dass über die anschließbare Gaszuführungsleitung aktiv Gas in Richtung auf die zumindest eine Gaseinlassöffnung gefördert wird, beispielsweise mittels eines Kühlgebläses eines Kompressors des flüssigkeitsbetriebenen Hochdruckreinigers. Dies kann insbesondere bei einer längeren Gaszuführungsleitung von Vorteil sein, da die Saugwirkung des Flüssigkeitsstrahls begrenzt ist und ab einer längeren Gaszuführungsleitung gegebenenfalls nicht ausreichend sein kann, um eine ausreichende Gasmenge ohne Unterstützung anzusaugen. Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass das Strahlbewahrungselement modular aus mehreren Einzelelementen zusammensetzbar ist, wobei die mehreren Einzelelemente in der axialen Erstreckungsrichtung miteinander verbindbar sind. Auf diese Weise kann eine Länge des Strahlbewahrungselementes in der axialen Erstreckungsrichtung je nach Anwendungsfall angepasst werden, wobei diesbezüglich darauf hingewiesen wird, dass durch eine Verlängerung des Strahlbewahrungselementes in der axialen Erstreckungsrichtung immer auch die Expansionszone in dieser Richtung verlängert wird, so dass der Flüssigkeitsstrahl dann über eine längere Strecke geführt und mittels der gleichmäßigen Gasschicht korrigierend nachgeformt wird. Es kann dabei vorgesehen sein, dass sich die modular verbindbaren Einzelelemente voneinander insbesondere in ihren jeweiligen Abmessungen unterscheiden und insofern eine feststehende Reihenfolge beim miteinander verbinden einzuhalten ist.

Beschrieben wird ferner ein System umfassend eine Flachstrahldüse, die dazu eingerichtet ist, zugeführte Flüssigkeit zu einem Flachstrahl mit einer Strahlgeometrie zu formen, und eine an diese Strahlgeometrie angepasste Düsenvorsatzbaugruppe wie vorstehend beschrieben ist. Beschrieben wird darüber hinaus auch ein Verfahren zur Strahlbewahrung eines aus einer Flachstrahldüse austretenden Flüssigkeitsstrahls, wobei unter Verwendung einer derartigen Düsenvorsatzbaugruppe der Flüssigkeitsstrahl von einem Gasvorhang eingehüllt wird.

Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der beschriebenen Düsenvorsatzbaugruppe auch im Rahmen eines Systems und eines Verfahrens zur Strahlbewahrung realisiert.

Nützlicherweise kann bei dem beschriebenen System vorgesehen sein, dass die Flachstrahldüse einstückig mit der Düsenvorsatzbaugruppe ausgebildet ist. Denkbar ist beispielsweise, dass die Flachdüse und das Anschlusselement fest aneinander angeformt werden oder dass beide Elemente separat voneinander gefertigt und anschließend fest miteinander verbunden werden. Der Begriff "fest verbunden" kann beispielsweise als lösbar oder als nicht mehr zerstörungsfrei lösbar oder als stoffschlüssig verbunden verstanden werden. Unter stoffschlüssige Verbindungen fallen insbesondere Verschmelzen, Verschweißen, Verlöten und Verkleben.

Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Komponente der Flachstrahldüse ein Anschlusselement der Düsenvorsatzbaugruppe ausbildet. Auf diese Weise kann das System besonders kompakt ausgebildet sein.

Auch hier ergeben sich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen jeweils wieder aufbauend auf den vorstehend beschriebenen Weiterbildungen der Düsenvorsatzbaugruppe.

Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte dreidimensionale Außendarstellung einer ersten Düsenvorsatzbaugruppe und einer Flachstrahldüse aus einer ersten Blickrichtung;

Figur 2 die in Figur 1 dargestellte Düsenvorsatzbaugruppe und die Flachstrahldüse aus einer zweiten Blickrichtung;

Figur 3 die in Figur 1 dargestellte Düsenvorsatzbaugruppe und die Flachstrahldüse in einer Schnittdarstellung entlang einer ersten Ebene;

Figur 4 die Düsenvorsatzbaugruppe aus Figur 1 und die Flachstrahldüse in einer Schnittdarstellung entlang einer zweiten Ebene;

Figur 5 eine vereinfachte dreidimensionale Außendarstellung einer zweiten Düsenvorsatzbaugruppe aus einer ersten Blickrichtung;

Figur 6 die zweite Düsenvorsatzbaugruppe aus Figur 5 aus einer zweiten Blickrichtung; Figur 7 die zweite Düsenvorsatzbaugruppe aus Figur 5 in einer Schnittdarstellung entlang der ersten Ebene;

Figur 8 die zweite Düsenvorsatzbaugruppe in einer Schnittdarstellung entlang der zweiten Ebene;

Figur 9 eine vereinfachte dreidimensionale Außendarstellung einer dritten Düsenvorsatzbaugruppe aus einer ersten Blickrichtung;

Figur 10 die dritte Düsenvorsatzbaugruppe aus Figur 9 aus einer zweiten Blickrichtung;

Figur 11 die dritte Düsenvorsatzbaugruppe in einer Schnittansicht entlang der ersten Ebene;

Figur 12 die dritte Düsenvorsatzbaugruppe in einer Schnittansicht entlang der zweiten Ebene;

Figur 13 eine vereinfachte dreidimensionale Außendarstellung einer vierten Düsenvorsatzbaugruppe aus einer ersten Blickrichtung;

Figur 14 die vierte Düsenvorsatzbaugruppe aus Figur 13 aus einer zweiten Blickrichtung;

Figur 15 die vierte Düsenvorsatzbaugruppe in einer Schnittansicht entlang der ersten Ebene;

Figur 16 die vierte Düsenvorsatzbaugruppe in einer Schnittansicht entlang der zweiten Ebene;

Figur 17 eine vereinfachte dreidimensionale Außendarstellung einer fünften Düsenvorsatzbaugruppe aus einer ersten Blickrichtung; Figur 18 die fünfte Düsenvorsatzbaugruppe aus Figur 17 aus einer zweiten Blickrichtung;

Figur 19 die fünfte Düsenvorsatzbaugruppe in einer Schnittansicht entlang der ersten Ebene;

Figur 20 die fünfte Düsenvorsatzbaugruppe in einer Schnittansicht entlang der zweiten Ebene; und

Figur 21 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.

Figur 1 zeigt eine vereinfachte dreidimensionale Außendarstellung einer ersten Düsenvorsatzbaugruppe 10 und eine Flachstrahldüse 20 aus einer ersten Blickrichtung. Die dargestellte Düsenvorsatzbaugruppe 10 weist eine axiale Erstreckungsrichtung 24 auf. In der axialen Erstreckungsrichtung 24 beab- standet von der Düsenvorsatzbaugruppe 10 ist eine Flachstrahldüse 20 dargestellt. Die Flachstrahldüse 20 selbst umfasst eine Flachstrahldüsenauslassöffnung 64, an der der Flachstrahldüse 20 zugeführte Flüssigkeit in Form eines ausgebildeten Flüssigkeitsstrahls austreten kann.

Die Düsenvorsatzbaugruppe 10 umfasst an einer der Flachstrahldüse 20 zugewandten Seite ein Anschlusselement 12. Auf der der Flachstrahldüse 20 abgewandten Seite der Düsenvorsatzbaugruppe 10 schließt sich an das Anschlusselement 12 ein Strahlbewahrungselement 14 an. Das Strahlbewahrungselement 14 ist fest mit dem Anschlusselement 12 verbunden und kann beispielsweise einstückig mit diesem ausgebildet sein oder das eine kann an dem anderen fest angeformt ausgebildet sein. In Figur 1 sind an dem Anschlusselement 12 mehrere Gaseinlassöffnungen 50 erkennbar, wobei auf den in Figur 1 nicht sichtbaren Bereichen, das heißt der Rück- und der Unterseite des Anschlusselements 12 zwei weitere Gaseinlassöffnungen 50 symmetrisch zu den zwei in Figur 1 erkennbaren Gaseinlassöffnungen 50 angeordnet sind, so dass insgesamt umlaufend senkrecht zu der axialen Erstreckungsrichtung 24 bei der in Figur 1 dargestellten ersten Düsenvorsatzbaugruppe 10 vier Gaseinlassöffnungen 50 vorgesehen sind, welche jeweils um 90° um die axiale Erstreckungsrichtung 24 als Rotationsachse gedreht umlaufend angeordnet werden. Diese Gaseinlassöffnungen 50 sind mit nicht näher bezeichneten Gaskanälen verbunden, die sich ins Innere der Düsenvorsatzbaugruppe erstrecken. Das Strahlbewahrungselement 14 umfasst an der dem Anschlusselement 12 gegenüberliegenden Seite eine Auslassseite 26 mit einer Auslassöffnung 28.

Wenn die Flachstrahldüse 20 an dem Anschlusselement 12 der Düsenvorsatzbaugruppe 10 angeschlossen beziehungsweise mit diesem fest aber lösbar verbunden ist, tritt ein von der Flachstrahldüse 20 ausgebildeter Flüssigkeitsstrahl in der axialen Erstreckungsrichtung 24 zunächst am Anschlusselement 12 in die Düsenvorsatzbaugruppe 10 ein, durch diese hindurch und tritt schließlich an der Auslassöffnung 28 wieder aus dem Strahlbewahrungselement 14 der Düsenvorsatzbaugruppe 10 aus. Dabei ist die innere Geometrie der Düsenvorsatzbaugruppe 10 derart ausgestaltet, dass der ausgebildete Flüssigkeitsstrahl eine Innenseite der Düsenvorsatzbaugruppe 10 bei korrekter Montage derselben an der Flachstrahldüse 20 im Wesentlichen nicht berührt, sondern zu der Innenseite der Düsenvorsatzbaugruppe einen im Wesentlichen konstanten Spalt ausbildet. Der Ausdruck "nicht berührt" ist dabei so zu verstehen, dass eine durch die Strahlgeometrie festgelegte Oberfläche des Flüssigkeitsstrahls betrachtet wird und diese nicht mit der Düsenvorsatzbaugruppe "kollidiert". Einzelne Flüssigkeitspartikel beziehungsweise -tröpfchen, die sich nebelartig von dieser Oberfläche des Flüssigkeitsstrahls ablösen können, werden nicht berücksichtigt. In Figur 1 ferner eingezeichnet ist noch eine radiale Richtung 46, welche in Zylinderkoordinaten einen Radialvektor bezeichnet, der senkrecht zu der axialen Erstreckungsrichtung 24 und lokal um einen Drehwinkel <p gedreht werden kann und dabei in jeder Winkelposition senkrecht zu der axialen Erstreckungsrichtung 24 steht. Figur 2 zeigt die erste Düsenvorsatzbaugruppe 10 gemäß Figur 1 aus einem anderen Blickwinkel, so dass in Figur 2 insbesondere eine Kopplungsstelle 18 an einer Stirnseite 16 der Düsenvorsatzbaugruppe 10 erkennbar ist. Beim Zusammenführen der Flachstrahldüse 20 mit der Düsenvorsatzbaugruppe 10 wird die Düsenvorsatzbaugruppe 10 entgegen der axialen Erstreckungsrichtung 24 derart auf die Flachstrahldüse 20 geschoben, dass diese klemmend auf der Oberfläche der Flachstrahldüse 20 festhält. Ferner ist in Figur 2 noch eine Flüssigkeitszuführleitung 62 angedeutet, über welche die zur Strahlausbildung benötigte Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, der Flachstrahldüse 20 zugeführt wird.

Figur 3 und Figur 4 zeigen jeweils die erste Düsenvorsatzbaugruppe 10 aus Figur 1, wobei in Figur 3 eine Schnittdarstellung der Düsenvorsatzbaugruppe und der Flachstrahldüse 20 entlang einer ersten Ebene dargestellt ist und in Figur 4 als Schnittebene anstelle der ersten Ebene eine zweite Ebene gewählt ist, welche senkrecht zur ersten Ebene liegt. Durch die Wahl der Ebenen ist in den Figuren 3 und 4 das Innere der Düsenvorsatzbaugruppe 10 erkennbar. Insbesondere ist in Figur 3 am Übergang zwischen dem Anschlusselement 12 und dem Strahlbewahrungselement 14 eine Öffnung 52 erkennbar. An der Öffnung 52 mündet ein nicht näher bezeichneter Gaskanal in eine Expansionszone 30, welcher im Inneren des Strahlbewahrungselements 14 ausgebildet ist. Diese Expansionszone 30 wird, wie in Figur 4 erkennbar ist, seitlich von Seitenwänden 40, 42 begrenzt, wobei die beiden Seitenwände 40, 42 entlang der axialen Erstreckungsrichtung 24 auseinanderlaufen, das heißt, umso weiter voneinander entfernt sind, je weiter man sich in der axialen Erstreckungsrichtung 24 bewegt. Dieses Auseinanderlaufen der Seitenwände 40, 42 ist zwar vorteilhaft aber optional und kann bei dieser und allen weiteren Ausgestaltungen gegebenenfalls entfallen, selbst wenn es explizit in den einzelnen Figuren dargestellt und beschrieben ist. An den beiden anderen gegenüberliegenden Flächen ist die Expansionszone 30 von Deckseiten 34, 36 begrenzt, so dass die Expansionszone 30 insgesamt eine fächerförmige Struktur ausbildet, welche an dem Übergang zwischen dem Strahlbewahrungselement 14 und dem Anschlusselement 12 seinen "Ursprung" hat. In Figur 4 sind im Übergangsbereich zwischen dem Anschlusselement 12 und dem Strahlbewahrungselement 14 noch zwei weitere einander gegenüberliegende Öffnungen 54 erkennbar, welche ebenfalls Gaseinlassöffnungen 50 mit der Expansionszone 30 verbinden. Beim Betrieb der ersten Düsenvorsatzbaugruppe 10 wird im Inneren der Expansionszone 30 ein fächerförmiger Flüssigkeitsstrahl durch die Flachstrahldüse 20 ausgebildet, welcher beim Vorbeiströmen an den Öffnungen 52, 54 Gas über die Verbindungskanäle 30 von den umlaufend angeordneten Gaseinlassöffnungen 50 ansaugt und dabei einen Gasvorhang ausbildet, weicher den Flüssigkeitsstrahl in der Expansionszone 30 und später beim Austritt aus dem Strahlbewahrungselement 14 umhüllt, insbesondere in Form einer den Flüssigkeitsstrahl schützenden und stabilisierenden Grenzschicht. Über die Gaseinlassöffnungen 50 wird also das notwendige Gas für die Ausbildung der gleichmäßigen Gasschicht in der Expansionszone 30 bereitgestellt.

Die Figuren 5 bis 8 zeigen vereinfachte dreidimensionale Darstellungen einer zweiten Düsenvorsatzbaugruppe 10. Die gewählten jeweiligen Blickwinkel beziehungsweise Schnittansichten entsprechenden den aus den Figuren 1 bis 4 bereits bekannten Blickwinkeln beziehungsweise Schnittansichten. Ein in Figur 5 erkennbarer Unterschied zwischen der zweiten Düsenvorsatzbaugruppe 10 und der in Figur 1 in analoger Weise dargestellten ersten Düsenvorsatzbaugruppe 10 ist eine Versteifung 58 am auslassseitigen Ende des Strahlbewahrungselements 14. Diese Versteifung 58 kann insbesondere für den Fall eines aus einem elastischen Material ausgebildeten Strahlbewahrungselementes in vorteilhafter Weise einem "pulsierenden Flattern" entgegenwirken, wie es beispielsweise von einem losen Ende eines flexiblen Schlauchs bekannt ist, aus dem Flüssigkeit gespritzt wird. In Figur 6 ist erkennbar, dass bei der zweiten dargestellten Düsenvorsatzbaugruppe 10 die Gaseinlassöffnungen 50 an dem Anschlusselement 12 angeordnet sind, insbesondere an der Stirnseite 16 des Anschlusselements 12. Auf diese Weise liegen die Gaseinlassöffnungen 50 in direkter Nachbarschaft zu der Kopplungsstelle 18, so dass gegebenenfalls das Anordnen der Flachstrahldüse 20 an der Kopplungsstelle 18 gemeinsam mit dem Anschließen einer Gaszuführungsleitung zu einem einzigen gemeinsamen "Anschlussschritt" zusammengefasst werden beziehungsweise durch ein gemeinsames Verbindungselement realisiert werden kann. In Figur 6 angedeutet ist eine derartige Gaszuführungsleitung, welche beispielsweise als einfacher gasführender Schlauch ausgebildet sein kann, über welchen gegebenenfalls Gas in Richtung auf die Gaseinlassöffnungen 50 gefördert werden kann. Ist eine derartige Förderung nicht vorgesehen, so saugt beim Betrieb der Düsenvorsatzbaugruppe 10 mit einer Flachstrahldüse, welche an der Kopplungsstelle angeordnet ist, der im Inneren des Strahlbewahrungselements 14 ausgeformte Flachstrahl wieder nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe Gas durch die Gaszuführungsleitung 56 an. Dies kann insbesondere für eine Unterwasseranwendung von Vorteil sein, wobei dann das von der Gaseinlassöffnung 50 abgewandte Ende der Gaszuführungsleitung 56 dann beispielsweise an der Wasseroberfläche schwimmend gehalten sein kann.

Die Figuren 7 und 8 zeigen nunmehr in den jeweiligen Schnittdarstellungen entlang der ersten Ebene und der zweiten Ebene senkrecht zur ersten Ebene den inneren Aufbau der zweiten Düsenvorsatzbaugruppe 10. Ausgehend von den Gaseinlassöffnungen 50 erstreckt sich im Inneren der Düsenvorsatzbaugruppe 10 eine sich verzweigende Gaskanalstruktur 60, welche eine Vielzahl von an unterschiedlichen Positionen angeordneten Öffnungen 52, 52', 52", 52"', 54 mit den Gaseinlassöffnungen 50 verbindet. An dem Übergangsbereich zwischen dem Anschlusselement 12 und dem Strahlbewahrungselement 14 sind wieder, ähnlich wie bei der ersten Düsenvorsatzbaugruppe 10 auch den Figuren 1 bis 4 die Öffnungen 52, 54 auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Zusätzlich sind jedoch entlang der axialen Erstreckungsrichtung 24 weitere Öffnungen 52', 52", 52'" an den Deckseiten 34, 36 der Expansionszone 30 jeweils einander gegenüberliegend angeordnet. Diese Öffnungen 52', 52", 52'" verbessern die Kompaktheit des durch die Expansionszone 30 hindurchtretenden Flachstrahl weiter, indem beim Vorbeistreifen des ausgebildeten Flachstrahls an den jeweiligen Öffnungen 52', 52", 52'" dieser immer wieder zusätzliches Gas angesaugt und der gleichmäßigen Gasschicht um den Flachstrahl hinzugefügt wird. Die angesaugte Gasmenge überträgt dabei ihre zum Flüssigkeitsstrahl weisende Impulskomponente auf diesen, so dass der Flüssigkeitsstrahl in Austrittsrichtung, das heißt, in der axialen Erstreckungsrichtung 24, neu/zusätzlich fokussiert wird. Die Breiten der Öffnungen 52', 52", 52"' nehmen dabei entlang der axialen Erstreckungsrichtung 24 erkennbar zu, da sich entlang dieser Erstreckungsrichtung 24 der Flachstrahl beziehungsweise die diesen nachbildende Expansionszone 30 weitet. Die seitlich begrenzenden Seitenwände 40, 42 laufen auseinander. Die jeweils durch die einzelnen Öffnungen 52, 52', 52", 52'" und 54 angesaugte Gasmenge ist unter anderem von der Länge und dem Querschnitt des beziehungsweise der Gaskanäle 60 abhängig, welche die Öffnungen 52, 52', 52", 52'" und 54 mit den Gaseinlassöffnungen 50 verbindet. Es ist dementsprechend eine Modellierung beziehungsweise Anpassung der jeweils angesaugten Gasmenge möglich, welche beispielsweise experimentell oder mittels einer numerischen Simulation durchgeführt werden kann. In Figur 7 ist ferner noch ein nicht näher bezeichneter optionaler Steg erkennbar, der einer Versteifung der Düsenvorsatzbaugruppe dient. Dieser nicht näher bezeichnete Steg ist auch in Figur 8 in der Nähe der Öffnung 52" sichtbar und scheint die Öffnung 52" zu versperren. Tatsächlich liegt jedoch nur die gewählte Schnittebene genau innerhalb des Stegs.

Die Figuren 9 bis 12 zeigen vereinfachte dreidimensionale Darstellungen einer dritten Düsenvorsatzbaugruppe 10. Die in den Figuren 9 bis 12 dargestellte dritte Düsenvorsatzbaugruppe 10 ist, analog zu den ersten beiden Düsenvorsatzbaugruppen 10, in den zusammengehörigen Figuren 1 bis 4 beziehungsweise 5 bis 8 dargestellt. Die in den Figuren 9 bis 12 dargestellte dritte Düsenvorsatzbaugruppe 10 ähnelt in weiten Teilen der zweiten Düsenvorsatzbaugruppe 10 aus den Figuren 5 bis 8. Im Unterschied zu dieser sind jedoch auf der Stirnseite 16 nur noch zwei längliche einander gegenüberliegende Gaseinlassöffnungen dargestellt, welche im Inneren mit Hilfe geeigneter Verästelungen das Ansaugen von Gas an den Öffnungen 52, 52', 52", 52'" und 54 genau wie bei der zweiten Düsenvorsatzbaugruppe 10 ermöglichen.

Die Figuren 13 bis 16 zeigen vereinfachte dreidimensionale Darstellungen einer vierten Düsenvorsatzbaugruppe 10. Analog zu den zuvor dargestellten verschiedenen Düsenvorsatzbaugruppen 10 in den Figuren 1 bis 12 ist bei der vierten Düsenvorsatzbaugruppe 10 eine Vielzahl von Gaseinlassöffnungen 50 über die äußere Oberfläche der vierten Düsenvorsatzbaugruppe 10 verteilt. Insbesondere sind auch Gaseinlassöffnungen 50 an dem Strahlbewahrungselement 14 angeordnet. Wie in den Figuren 15 und 16 in den jeweiligen Schnittansichten der vierten Düsenvorsatzbaugruppe 10 entlang der ersten Schnittebene beziehungsweise der zweiten Schnittebene erkennbar ist, wird mit Hilfe der zusätzlichen Gaseinlassöffnungen 50 eine direkte Verbindung verschiedener Öffnungen 52, 52', 52", 52"' und 54 über sich nicht verzweigende Gaskanäle 60 realisierbar. Die resultierenden Gaskanäle 60 sind konsequenterweise sehr kurz, so dass die über die einzelnen Gaseinlassöffnungen 50 ansaugbare Gasmenge mengenmäßig groß ausfallen kann.

Die Figuren 17 bis 20 zeigen vereinfachte dreidimensionale Darstellungen einer fünften Düsenvorsatzbaugruppe 10. Die fünfte Düsenvorsatzbaugruppe 10 ist dabei von außen betrachtet nicht von der in den Figuren 5 bis 8 dargestellten zweiten Düsenvorsatzbaugruppe 10 zu unterscheiden. Bei einem genaueren Studium der Figuren 19 und 20, die den inneren Aufbau der fünften Düsenvorsatzbaugruppe 10 erkennen lassen, fallen jedoch der Vorsprung 66 und der weitere Vorsprung 68 an der Deckwand 34 ins Auge. Die beiden Vorsprünge 66, 68 stellen eine Struktur der Deckwand 34 dar, die den im Übrigen konstanten Abstand h zwischen den Deckwänden 34, 36 reduziert. Dabei ist davon auszugehen, dass auch an der in Figur 19 nicht sichtbaren Deckwand 36 ebenfalls Vorsprünge 66, 68 angeordnet sind, und zwar in einer zu den sichtbaren Vorsprüngen 66, 68 symmetrischen Weise. Die Vorsprünge 66, 68 reduzieren die Spaltbreite zwischen der Deckwand 34 und dem vorbeiströmenden Flüssigkeitsstrahl, wodurch ein Druckgefälle in der gleichmäßigen Gasströmung erzeugt wird. Dieses Druckgefälle beruht auf dem Prinzip des Bodeneffekts und hat eine anziehende oder abstoßende Wirkung auf den vorbeiströmenden Flüssigkeitsstrahl, so dass dieser, in Abhängigkeit von der genauen Ausgestaltung der Vorsprünge 66, 68 über seine Breite in der Dicke homogenisiert werden kann. Nach dem Vorbeiströmen an den Vorsprüngen 66, 68 kann der Flüssigkeitsstrahl dementsprechend über seine Breite lokal eine geringfügig veränderte Dicke aufweisen, die zuvor bestehende Dickenunterschiede reduziert.

Die genaue Position und Form der Vorsprünge 66, 68 an den Deckwänden 34, 36 kann je nach Bedarf variiert werden und insbesondere für eine spezielle Flachstrahldüse auch experimentell bestimmt/optimiert werden. Es ist dabei insbesondere auch möglich, dass mehr als zwei Vorsprünge 66, 68 an verschiedenen Stellen gleichzeitig an den Deckwänden angeordnet werden.

Bei der in Figur 19 dargestellten Ausgestaltung sind die beiden Vorsprünge 66, 68 als Dreiecke ausgebildet, deren Basisflächen aneinander angrenzen und deren vordere Spitzen (in der axialen Erstreckungsrichtung) auseinanderlaufen, so dass Flüssigkeit "berührungslos" aus einem zentralen mittleren Bereich des Flachstrahls in die beiden gegenüberliegenden Randbereiche des Flachstrahls gesaugt wird. Ferner sind noch veränderte Öffnungsseitenwände 70 der Öffnungen 52, 52', 52" und 52"' erkennbar (im Vergleich zu Figur 8). Diese Anpassungen können leichte Änderungen der Druckverhältnisse in der gleichmäßigen Gasschicht verursachen und dementsprechend zur Homogenisierung des Flachstrahls beitragen.

Figur 21 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 100. Das Verfahren 100 kann insbesondere einer Strahlbewahrung eines Flüssigkeitsstrahls dienen, der von einer Flachstrahldüse ausgeformt wird. Bei der Ausführung des Verfahrens 100 kann eine der vorstehend beschriebenen Düsenvorsatzbaugruppen genutzt werden. Das Verfahren 100 beginnt üblicherweise mit einem Ansaugen 110 von Gas über eine Gaseinleitöffnung durch einen vorbeiströmenden Flüssigkeitsstrahl, der ein Flachstrahl ist. Dieser Flachstrahl kann insbesondere von einer Flachstrahldüse bereits vollständig ausgeformt werden. Das angesaugte Gas kann dann in einem anschließenden Schritt 120, einem Verteilen und Einführen, zunächst über Gaskanäle zu den an der Expansionszone der Düsenvorsatzbaugruppe vorhandenen Öffnungen geleitet und dort verteilt und in die Expansionszone eingeführt werden. Danach erfolgt in einem weiteren Schritt 130 ein Ausbilden einer Gleitschicht zwischen Flachstrahl und Seitenwänden und ein Optimieren des vorbeiströmenden bereits ausgebildeten Flachstrahls. Das Optimieren kann dabei insbesondere sowohl ein Kompaktifi- zieren (beispielsweise im Sinne einer Bündelung des Flüssigkeitsstrahls) und ein Homogenisieren (beispielsweise im Sinne einer Vergleichmäßigung der im Flachstrahl enthaltenen Energie) verstanden werden. Nachdem der Flachstrahl optimiert und somit bewahrt wurde, erfolgt dann anschließend in einem weiteren Schritt ein Ausstößen 140 des optimierten Flachstrahls aus der Düsenvorsatzbaugruppe. Dies ist also auch der Zeitpunkt, an dem der Flachstrahl wieder aus der verwendeten Düsenvorsatzbaugruppe austritt. Insgesamt ist dabei zu berücksichtigen, dass der Flüssigkeitsstrahl kontinuierlich durch die Düsenvorsatzbaugruppe strömt und dass die vorstehend genannte zeitliche Reihenfolge einzelner Schritte nicht bedeutet, dass die genannten Schritte jeweils nacheinander ausgeführt werden. Vielmehr werden nach einer Anfangsphase, in der der Flüssigkeitsstrahl etabliert wird, die beschriebenen Schritte kontinuierlich und gleichzeitig ausgeführt, können dabei jedoch auf verschiedene Bereiche des Flüssigkeitsstrahls einwirken beziehungsweise von diesem ausgelöst werden, so dass eine zeitliche Reihenfolge eher unter Bezug auf ein sich mit dem Flüssigkeitsstrahl bewegendes Flüssigkeitselement zu verstehen ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Düsenvorsatzbaugruppe

12 Anschlusselement

14 Strahlbewahrungselement

16 Stirnseite

18 Kopplungsstelle

20 Flachstrahldüse

24 axiale Erstreckungsrichtung

26 Auslassseite

28 Auslassöffnung

30 Expansionszone

34 Deckwand

36 Deckwand

40 Seitenwand

42 Seitenwand

46 radiale Richtung

50 Gaseinlassöffnung

52 Öffnung

52’ Öffnung

52" Öffnung

52"’ Öffnung

54 Öffnung

56 Gaszuführungsleitung

58 Versteifung

60 Gaskanal

62 Flüssigkeitszuführleitung

64 Flachstrahldüsenauslassöffnung

66 Vorsprung

68 weiterer Vorsprung

70 Öffnungsseitenwand Verfahren

Ansaugen

Verteilen und Einführen

Ausbilden und Optimieren

Ausstößen

Claims

Ansprüche

1. Düsenvorsatzbaugruppe (10) umfassend ein Anschlusselement (12) mit einer an einer Stirnseite (16) angeordneten Kopplungsstelle (18) zur Aufnahme einer Flachstrahldüse (20) eines flüssigkeitsbetriebenen Hochdruckreinigers, wobei sich entlang einer axialen Erstreckungsrichtung (24) der Düsenvorsatzbaugruppe (10) ein Strahlbewahrungselement (14) an das Anschlusselement (12) anschließt, wobei das Strahlbewahrungselement (14) an einer von der Stirnseite (16) abgewandten Auslassseite (26) eine Auslassöffnung (28) umfasst, welche durch das Innere der Düsenvorsatzbaugruppe (10) mit der Kopplungsstelle (18) in fluidleitender Verbindung steht, wobei die fluidleitende Verbindung als eine Expansionszone (30) ausgebildet ist, die in einer ersten Ebene senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung (24) von Deckwänden (34, 36) begrenzt ist, die einen Abstand h haben und die in einer zweiten Ebene, die senkrecht zur ersten Ebene ist, von Seitenwänden (40, 42) begrenzt ist, so dass die Expansionszone (30) insgesamt eine Strahlgeometrie der aufnehmbaren Flachstrahldüse (20) derart nachbildet, dass ein mit dieser Strahlgeometrie ausgebildeter Flüssigkeitsstrahl innerhalb der Expansionszone (30) in einer radialen Richtung (46) senkrecht zur axialen Erstreckungsrichtung (24) durchgehend von einem umlaufenden Spalt umgeben ist, und wobei das Anschlusselement (12) und/oder das Strahlbewahrungselement (14) zumindest eine Gaseinlassöffnung (50) aufweist, die in die Expansionszone (30) mündet.

2. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Gaseinlassöffnung (50) verschließbar oder einstellbar ist.

3. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine Gaseinlassöffnung (50) an zumindest zwei voneinander getrennten Öffnungen (52, 54) in die Expansionszone (30) mündet, wobei an jeder Deckwand (34, 36) zumindest eine Öffnung (52) vorgesehen ist.

4. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Gaseinlassöffnung (50) an zumindest vier voneinander getrennten Öffnungen (52, 54) in die Expansionszone (30) mündet, und wobei an jeder Deckwand (34, 36) zumindest eine Öffnung (52) vorgesehen ist und ferner auch an jeder Seitenwand (40, 42) zumindest eine Öffnung (54) vorgesehen ist.

5. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenwände (40, 42) in der axialen Erstreckungsrichtung (24) auseinanderlaufen, so dass die Expansionszone (30) sich fächerförmig weitet.

6. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an den einander gegenüberliegenden Deck- und/oder Seitenwänden (34, 36; 40, 42) vorgesehene Öffnungen (52; 54) jeweils paarweise zueinander symmetrisch angeordnet sind.

7. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an jeder der einander gegenüberliegenden Deckwände (34, 36) in der axialen Erstreckungsrichtung (24) mehrere Öffnungen (52, 52', 52") vorgesehen sind, deren jeweilige Breite mit wachsendem Abstand zum Anschlusselement (12) ansteigt.

8. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an jeder der einander gegenüberliegenden Deckwände (34, 36) zumindest ein strukturierender Vorsprung vorgesehen ist, der den Abstand h zwischen den Deckwänden (34, 36) lokal reduziert.

9. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Gaseinlassöffnungen (50) an der Stirnseite (16) vorgesehen sind.

10. Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlbewahrungselement (14) modular aus mehreren Einzelelementen zusammensetzbar ist, und wobei die mehreren Einzelelemente in der axialen Erstreckungsrichtung miteinander verbindbar sind.

11. System umfassend eine Flachstrahldüse (20), die dazu eingerichtet ist, zugeführte Flüssigkeit zu einem Flachstrahl mit einer Strahlgeometrie zu formen, und eine an diese Strahlgeometrie angepasste Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

12. System nach Anspruch 11, wobei die Flachstrahldüse (20) einstückig mit der Düsenvorsatzbaugruppe ausgebildet ist.

13. System nach Anspruch 11 oder 12, wobei eine Komponente der Flachstrahldüse ein Anschlusselement (12) der Düsenvorsatzbaugruppe (10) ausbildet.

14. Verfahren 100 zur Strahlbewahrung eines aus einer Flachstrahldüse (20) austretenden Flüssigkeitsstrahls, wobei unter Verwendung einer Düsenvorsatzbaugruppe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 der Flüssigkeitsstrahl von einem Gasvorhang eingehüllt wird.