NO811623L - Dusjarmatur. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en dusjarmatur for sanitæranlegg og utstyrt med et rotasjonskammer anbragt i dusjhodet. En dusjarmatur av denne typen er tidligere beskrevet i tysk patent nr. 909 919. I denne kjente dusjarmatur er en klokkeformet kapsel avdelt ved hjelp av skillevegger i et innløpskammer som står i forbindelse med inntaksrøret og et rotasjonskammer som fører til en sentralt beliggende utløpsdyse. Ved den ytre regionen av skilleveggen befinner det seg én eller flere passa-sjer hvor væsken som passerer gjennom rotasjonskammeret får en sirkulær bevegelse, og denne væsken vil deretter stråle ut fra

den sentralt anbragte utløpsdyse i en atomisert stråle. Ved anvendelse av deflektorer vil det dessuten være mulig å intensi-vere vanntrykket i rotasjonskammeret periodisk, og slike perio-diske variasjoner har da til hensikt å påvirke strålen som strømmer ut fra den sentrale dysen slik at det oppstår en "vann-hammer" som gir pulserende slag i vannstrålen som fører til en massasjeeffekt. En klart definert pulserende dusjstråle som roterer i en sirkulær bane med en forutbestemt frekvens kan ikke frembringes av dette kjente utstyr. Nå for tiden er derfor pulserende dusjarmaturer ofte utstyrt med en rotor som drives av vannstrålen, slik at rotoren periodisk sperrer for en del av dusjstrålen som er anbragt i et ringformet mønster, og som et resultat av dette oppstår en sirkulerende eller pulserende dusjstråle. Disse systemene med vanndrevne rotorer er imidlertid på den ene side relativt dyre og kompliserte å fremstille og på den andre siden er de utsatt for blokkering på grunn av sedimentering og avleiring av slampartikler.

Det er også tidligere kjent å innebygge en strømningsoscila-tor med binær modus i sanitærutstyr. Her avbrytes vannstrålen av et organ som oscillerer fremover og bakover mellom to posisjoner. En roterende utløpsstrøm av den type som er beskrevet ovenfor, kan imidlertid heller ikke oppnås ved hjelp av et slikt utstyr.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en pulserende dusj uten komponenter som drives av vannet, og hvor det kan dannes et dusjstrålemønster som roterer i sirkelform med en forutbestemt frekvens. Det er også formålet å frembringe en dusjarmatur hvor man kan koble om fra pulserende dusj stråle til normal konstant dusj stråle.

Dette oppnås ved å utforme en dusjarmatur i overensstemmelse med de nedenfor fremsatte patentkrav. Med en dusjarmatur i henhold til foreliggende oppfinnelse er det mulig å danne en rotasjonssymmetrisk veggformet stråle, hvis tilførselsstråle bringes til.å foreta sirkulerende, roterende bevegelser ved hjelp av et vinkelmoment, slik at dusjarmaturen i sin pulserende tilstand frembringer stråler i de sirkulært anbragte utløpsåpninger, og da ved ca. 50% av disse utløpsåpninger, slik at denne Halvsirkel av aktive stråledyser beveger seg progressivt rundt i en sirkel. Feilfunksjonering som skyldes slam eller sedimenter av vannet

o..l. vil i stor utstrekning forhindres idet den pulserende dusjen bare består av et hvirvel- eller rotasjonskammer med relativt store inntaks- og utløpsåpninger. Deler som beveges av den strømmende væsken er ikke påkrevet. Ved at man kan forandre hvirveleffekten som gis til tilførselsstrømmen i rotasjonskammeret, er det mulig å fastlegge rotasjonsfrekvensen til. dusjens stråle-mønster. Dersom det ikke tilføres noe hvirvelmoment til til-førselsstrålen, er det som et alternativ mulig å oppnå konstant, normal dusj stråle idet hele sirkelen av utløpsmunninger er i aktivitet hele tiden. Ved hjelp av et manuelt betjenbart sty-ringselement for å introdusere hvirvelbevegelser i naboskapet til rotasjonskammeret, er det ganske enkelt mulig å benytte dusjen både som pulserende og normal dusj.

Det kan med fordel introduseres en reguleringsstrøm opp-strøms i forhold til tilførselsstrålen og tangensielt i forhold til sylinderflaten i rotasjonskammeret, for å gi en rotasjon eller hvirveldannelse i tilførselsstrålen som kommer inn ved endeflaten til rotasjonskammeret og langs sentralaksen til dette, hvorved en innsatt regulerings- og stengekran vil tillate såvel endring av pulseringshastigheten som omkobling fra normal dusj til pulserende dusj og omvendt.

Istedenfor å benytte en styrestrøm for hvirveldannelse i tilførselsstrålen, kan man også foreta styringen i nærheten av inntaksåpningen ved hjelp av en diffuser eller et føringsapparat, og ved hjelp av dette vil det være mulig å oppnå en roterende bevegelse av tilførselsstrålen der hvor denne grenser inn mot veggen til rotasjonskammeret.

Endelig vil det være mulig å bruke en tilleggshvirveldannelse av tilførselsstrålen før rotasjonskammeret sammen med tangensiell innføring av en styringsstråle ytterligere å aksentuere den pulserende virkning til dusjstrålene.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til nedenstående beskrivelse av utførelseseksempler, samt til de ledsagende tegninger, hvor: fig. 1 viser en prinsippskisse over et rotasjonskammer i normal dusjtilstand,

fig. 2 viser rotasjonskammeret i henhold til fig. 1, men her i pulserende tilstand,

fig. 3 viser tverrsnittet til et rotasjonskammer i overensstemmelse med fig. 2 forsynt med vektorer som skjematisk illustrerer hastighetsfordelingen i kammeret,

fig. 4 viser rotasjonskammeret i henhold til fig. 3 med vektorer som illustrerer hastighetsfordelingen ved anvendelse av en forhåndsdreiet tilførselsstråle,

fig. 5 viser en justerbar dusjarmatur sett i lengdesnitt,

fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom en justerbar dusjarmatur som i fig. 5, langs plan VI,

fig. 7 viser et delvis gjennomskåret lengdesnitt gjennom en justerbar hånddusj,

fig. 8 viser et snitt gjennom hånddusjen i henhold til

fig. 7 langs plan VIII.

For enkelhets skyld er ekvivalente elementer i de ulike figurnummere gitt samme henvisningstall.

Figurene 1-4 viser skjematisk prinsippet for virkemåten til et rotasjonskammer 1. Rotasjonskammeret har tilnærmet sylindrisk form og er avsluttet av to endeflater. Ved endeflaten 3 som ligger oppstrøms langs senteraksen 4, befinner det seg en inntaksåpning 5 for en tilførselsstråle 2. Ved den endeflaten 6 som ligger nedstrøms, befinner det seg utløpsåpninger 7 som er anbragt langs periferien til en enkelt sirkel på denne endeflaten.

Dersom nå en tilførselsstråle 2 føres inn ved inntaksåpningen 5, vil små deler av omgivende medium, på grunn, av friksjonskrefter som virker mellom tilførselsstrålen og inngangsåpningen, bli revet med slik at det oppstår en toroidformet hvirvellignende sekundærstrøm 8. Med denne strømningssituasjonen, som er vist i fig. 1, vil det oppstå en symmetrisk dannelse av vannstråler som strømmer ut fra utløpsåpningene 7, dvs. man.vil få en normal dusjvirkning med stabile stråler. Ved å.forandre designen på rotasjonskammeret 1 slik at det innføres strømningsasymmetri som antydet ved pilen 9a, f.eks. i form av rotasjon, vil tilførsels-strålen bli avbøyet noe mot veggen slik at det på dette sted opptrer sammenpresninger av den vertikale strøm, og som et resultat av dette vil det bli en øket strømningshastighet og en tilsvarende reduksjon i det statiske trykk, noe som i sin tur fører til en økning i stråleavbøyningen (veggstråleeffekt) slik at tilførselsstrålen 2 under påvirkning av en støttende eller bærende hvirvel 9 som kompletteres langs veggflaten til rotasjonskammeret som vist på fig. 2. I tillegg vil, som et resultat av friksjons-fenomener, tilførselsstrålen 2 hele tiden ekspandere idet den

strømmer gjennom rotasjonskammeret, og ved den nedstrøms endeflate 6 vil den innta mer enn en tredjedel av rotasjonskammerets tversnittareal. Det man kan kalle veggstråleeffekten vil under-bygge denne virkning.

Med korte rotasjonskammere (lengden/diameter mindre enn 2) vil ikke lenger den ovennevnte effekten være tilstrekkelig til å avbøye tilførselsstrålen 2 inn mot kammerveggen. fordi den resulterende trykkgradient i sin tur delvis vil bli kompensert av den returnerende sekundærstrøm 8 som avbøyes fra kammerets bunn. I dette tilfelle vil i statisk tilstand tilførselsstrålen 2 flyte symmetrisk ut av de i ring anbragte utløpsåpninger og således frembringe en konstant dusj stråle som for en normal dusj. Hvis man imidlertid introduserer en styrestrøm tangensielt inn i kammeret, når asymmetri ønskes i tillegg til veggstråleeffekten (også kalt coanda-effekten) vil sammenpresningen av styrestrømmen også påvirke.trykkgradienten i pulseringskammeret. Med en styre-strøm av en tilstrekkelig størrelse vil man, som et resultat av overlagrede krefter, og selv med relativt korte lengder (lengde/ diameter =1,5) av rotasjonskammeret 1, også oppnå en plutselig kontakt mellom tilførselsstrålen og rotasjonskammerets vegger. Påvirket av en slik tangensielt introdusert styrestrøm vil til-førselsstrålen trekkes inn mot veggen sammen med sekundærstrømmen 8, 9 og derved beskrive en roterende bevegelse, og som et resultat av dette vil man få en sirkulerende utløpsstrøm, dvs. man oppnår en dusjarmatur med pulserende virkning.

Ved å introdusere en avstengnings- og reguleringskran i styréstrømveien er det mulig å forandre dusjarmaturens virkning fra normal dusj til pulserende dusj og omvendt, og ved å redusere eller øke styrken på styrestrømmen er det mulig å innstille rotasjonsfrekvensen til dusj strålene etter behov.

Endelig må nevnes at en sirkulerende, affinitet mellom til-førselsstrålen 2 og veggen i rotasjonskammeret også kan oppnås ved å introdusere en hvirveleffekt på forhånd til tilførsels-strålen. Her har man funnet at lengden på rotasjonskammeret kan reduseres helt ned til et lengde/diameterforhold på omtrent 1, dersom tilførselsstrålen 2 blir tilført en forhåndsrotasjon i nærhet av inntaksåpningen 5 og samtidig i en tangensiell styre-strøm som introduseres i rotasjonskammeret., Fig. 3 viser i skjematisk form hastighetsfordelingen i et rotasjonskammer 1 med en ikke-roterende tilførselsstråle 2. Da strålen roterer med en konstant vinkelhastighet fi, vil tangensiell strømningshastighet i kammeret øke lineært med radius. Med en tilførselsstråle 2, hvori man på forhånd har tilført rotasjon, vil man som en følge av overlagring av den indre og ytre vinkelhastighet to og £2, oppnå en resulterende strøm som vist i fig. 4 med en betydelig høyere hastighet og med en tilsvarende forhøyet trykkgradient. Til-før selsstrålen kan som en følge av dette fortsatt være i kontakt med veggen selv om svært korte rotasjonskammere benyttes.

Tilførselsstrålen 2, som er beskrevet ovenfor, vil, idet den kontakter sideveggen til rotasjonskammeret 1, brytes ned idet den slår inn mot endeflaten 6, som befinner seg nedstrøms, og fordeles nesten uniformt til de individuelle utløpsåpninger 7. Asymmetrien til utløpsåpningene som er påkrevet for å oppnå en sirkulerende utstrømning oppnås hovedsakelig på grunn av de ulike retninger som de ulike utløpsstråler inntar, noe som igjen forårsakes av adhesjon til veggen i kammeret. Ved å variere størrelsen og plasseringen av utløpsåpningene er det mulig å foreta store variasjoner i strålemønsteret som frembringes på denne måten, og å tilpasse dette mønsteret til spesielle krav i.hvert tilfelle. Pulseringsfrekvensen kan varieres over et.bredt område v.hj.a. styrestrømmen og dennes styrke, og/eller v.hj.a. hvirveleffekt som meddeles selve tilførselsstrålen. Pulseringsfrekvensen f vil reduseres med økende radius r i rotasjonskammeret 1, da kraften som må tilføres av styrestrømmen for å akselerere tilførsels-strømmen Q langs en sirkulær vei er tilnærmet proporsjonal med

2 2

uttrykket Q x r x f .

I .figurene 5 og 6 er rotasjonskammeret 1, som i prinsipp er blitt beskrevet ovenfor, anbragt i en dusjarmatur med justerbar vegg. I et todelt hus 10 foreligger det et rotasjonskammer 1 med sentralakse 4. Den del 10a av huset som ligger oppstrøms, har en tilførselssokkel 11 for tilførselsrør og er nedstrøms forbundet tett over et gjenget parti 12 med en nedre husdel 10b, hvori det er festet en hul sylinder 10c som rommer rotasjonskammeret 1.

Den nedre del av huset 10b er praktisk talt sylindrisk i form, og ved toppen har den et konsentrisk ringeelement 14, som understøttes av to ribber 13 med en hul sylinder 10c anbragt øverst. Ved bunnen av huset er den hule sylinder 10c festet v.hj.a. en mutter 15 som også understøtter den nedstrøms liggende endeflate 6 til rotasjonskammeret 1, som samtidig utgjør bunnen på dusjarmaturen.

Langs den indre vegg til ringeelementet. 14 løper en ringformet passasje 16 som er forbundet med tilførselskammeret 19 som ligger i den øverste del 10a av huset, ved hjelp av en tappeventil 17 som betjenes av, en bøyle eller stang 18. Ved nivået til den ringformede passasje 16 befinner det seg i veggen til den hule sylinder 10c tre tangensielle inntaksåpninger 2 0 for å innføre styrestrømmen i rotasjonskammeret 1. I den endeflate 3 som ligger oppstrøms i rotasjonskammeret 1, og koaksialt med sentralaksen 4 finnes det en inntaksåpning 5 eller en inntaksdyse for tilførselsstrålen 2. Rotasjonskammeret 1 har et lengde/diameterforhold.på omtrent 1:3.

I den posisjon av stangen 18 som er vist i fig. 5 kommer dusjvæsken inn i den øvre del 10a av huset i nærheten av tilkob-lingssokkelen 11 og i den retning som er vist av pilen på figuren, og splittes her opp i tilførselskammeret 19 i en tilførselsstråle 2 og en styrestrøm 21. Som et resultat av den kombinerte virkning av tilførselsstrålen 2 som strømmer koaksialt langs sentralaksen 4 og styrestrømmen 21 som introdusereres tangensielt, nær toppen av veggen til den hule sylinder 10c, oppnås en sirkulerende veggstråle som står i kontakt med veggen i rotasjonskammeret 1, og denne danner sirkulerende eller pulserende dusj stråler som strømmer ut av utløpsåpningene 7 som ligger langs periferien til en tenkt sirkel i bunnen av dusjarmaturen.

Dersom staven 18 nå dreies rundt, vil passasje gjennom stenge kranen 17.forhindres, og som et resultat av dette og den relativt korte lengden på rotasjonskammeret 1, .vil tilførselsst<r>ålen 2 ikke lenger bli avbøyet inn mot veggen, men vil støte mot endeflaten 6, som ligger nedstrøms, på en symmetrisk måte i forhold til sentralaksen 4, og vil strømme gjennom alle utløpsåpningene 7 i form av en kontinuerlig stabil dusj stråle som i en normal dusj. Ved etter valg å avsperre styrestrømmen 21 v.hj.a. stengekranen 17 er.det derfor mulig å forandre driften av dusjarmaturen, slik at man får en roterende og pulserende stråle med variabel frekvens eller man får en konstant stråle.

Figurene 7 og 8 viser en annen konstruksjon av en armatur i henhold til foreliggende oppfinnelse, her i form.av en hånddusj. På håndtaket til en hånddusj 22 er det ved nedstrømsenden til-dannet en øvre kapseldel 23, til hvilken det er festet en nedre kapseldel 24 ved en skrueforbindelse 25, slik at det fremkommer en vanntett forsegling. I den nedre del av kapselen 24 som har tilnærmet rotasjonssymmetrisk form, er det festet en hul sylinder 10c som omgir det sylindriske rotasjonskammer 1. Denne sylinder 10c er festet langs sentralaksen 4 slik at det tillates en begrenset dreining, men aksiell forskyvning er forhindret. Den hule sylinderen 10c er ganske enkelt festet v.hj.a. en mutter 15 som er skrudd inn i bunndelen 24 av innkapslingen og ligger til anlegg mot skulderpartiet 26 med kragen 27. Oppstrømsdelen av den hule sylinder: 10c er roterbart anbragt i et sylindrisk hull 28 som er forseglet med en 0-ring 29. Over 0-ring 29 befinner det seg to motsatt rettede inntaksåpninger 20 for styrestrømmen 21. Parallelt med sentralaksen 4 og ved nivået til inntaksåpningene 20 i veggen til det sylindriske hull 28 befinner det seg i hvert tilfelle en inntaksspalte 31 som er forbundet med innkapslingens toppdel 23. For å dreie den hule sylinderen 10c er det anbragt stifter.33 som rager ut av dusjarmaturen og styres i slisser 32 som tillater en begrenset dreiebevegelse. Ved hjelp av stiftene 33 kan den hule sylinderen 10c dreies manuelt etter behov i den nedre del.24 av innkapslingen bort fra en innstilling hvor inntaksåpningene 20 befinner seg på linjé med inntaksslissen 31 og til en posisjon hvor disse er helt adskilt fra hverandre.

Virkemåten for denne hånddusjen er i prinsipp det.samme som beskrevet for figurene 5 og 6. For en egnet styring av væsken er det imidlertid i inntaksåpningen 5 i endeflaten 3, som befinner seg oppstrøms, innsatt en avbøyningsinnretning 34 slik at man til tross for en radiell utstrømning av dusjvæsken vil få en egnet, konsentrert tilførselsstråle 2. Styrestrømmen 21. kommer inn i inntaksslissen 31 parallelt med tilførselsstrømmen på begge sider, og passerer inn i rotasjonskammeret 1 i den grad som kreves i overensstemmelse med dreieinnstillingen. Avhengig av den rotasjonsmessige dreining av rotasjonskammeret eller den hule sylinder 10c er det derfor mulig å tilveiebringe enten en pulserende, roterende strålegang eller en kontinuerlig, normal dusj stråle. Variasjon av den pulserende frekvens kan også fås, avhengig av vinkelstillingen.

Claims (9)

1. Dusjarmatur for sanitæranlegg med et rotasjonskammer anbragt i dusjhodet, i hvilket rotasjonskammer det foreligger organer som gir det innstrømmende fluidum en hvirvelformet bevegelse,karakterisert vedat rotasjonskammeret (1) har tilnærmet sylindrisk form, at det ved den oppstrøms beliggende endeflate (3) av rotasjonskammeret befinner seg en inntaksåpning (5) som er. anbragt sentralt langs aksen (4) for å introdusere en ■tilførselsstråle (2), mens det ved den nedstrøms beliggende endeflaten befinner seg utløpsåpninger (7) for dusjsstråler, hvilke utløpsåpninger er. anbragt langs en sirkel som forløper konsentrisk med senteraksen (4).

2. Dusjarmatur ifølge krav 1,karakterisert veda t tilførselsstrålen (2) meddeles en hvirvelbevegelse før strålen kommer inn i rotasjonskammeret (1).

3. Dusjarmatur ifølge krav 1 eller 2,karakterisertvv e d at det, oppstrøms, nær ved inntaksåpningen (5) er anbragt et føringsdyse eller en diffusor for å meddele til-førselsstrålen (2) en hvirvlende bevegelse.

4. Dusjarmatur ifølge krav 1,karakterisert veda t det under den oppstrøms anbragte endeflate (3). til rotasjonskammeret (1) er plassert én eller flere tangensielt beliggende inntaksåpninger (20) for innføring av en styrestrøm' (21).

5. Dusjarmatur ifølge krav 4,karakterisert veda t styrestrømmen (21) utledes av den innstrømmende væske, opp-strøms fra rotasjonskammeret (1) og ledes gjennom en manuelt betjent stenge- og reguleringsventil.

6. Dusjarmatur ifølge et av kravene 1-5,karakterisert vedat rotasjonskammeret (1) er formet som en sperret, hul sylinder (10c) og kan festes i en innkapsling som inngår i. armaturen.

7. Dusjarmatur ifølge krav 4 eller 5,karakterisert vedat det som stenge- og reguleringsventil benyttes en stengekran (17) anbragt radielt i forhold til rotasjonskammeret i den nedre del (10b) av innkapslingen, at styre-strømmen (21) passerer gjennom denne stengekranen via en ringformet passasje (16) til inntaksåpningen(e) (20) anbragt tangensielt i veggen til den hule sylinder (10c).

8. Dusjarmatur ifølge et av kravene 1-6,karakterisert vedat den hule sylinder (10c) er fri til å foreta en begrenset dreiebevegelse, men er fast, aksielt montert inntil en nedre del (24) av innkapslingen, og at styrestrømmen (21) kan passere til .inntaksåpninger (20) i spor (31) anbragt i hullet (28) parallelt med senteraksen (4) nær den ytre vegg av den hule sylinder (10c), hvorved gjennomstrømningstverrsnittet i inntaksåpningene (20) er bestemt av vinkelstillingen til den hule sylinder (10c).

9. Dusjarmatur ifølge et av kravene 1-8,karakterisert vedat det foreligger utstyr som kan gi tilførsels-strålen (2) en hvirvelbevegelse før den kommer inn i rotasjons kammeret (1),og at det i veggen til rotasjonskammeret (1) foreligger minst én tangensielt anbragt inntaksåpning (20) for frem- . bringelse av en styrestrøm.