DE102008017913A1

DE102008017913A1 - Nozzle for atomizing a liquid

Info

Publication number: DE102008017913A1
Application number: DE102008017913A
Authority: DE
Inventors: Alfons Kenter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2009-10-15
Also published as: ATE469702T1; EP2108459B1; EP2108459A1; DE502009000024D1

Abstract

The nozzle (26) has a rotation chamber (37) arranged upstream to a nozzle opening, and a rotation channel (35) tangentially discharging into the rotation chamber, where the rotation channel displaces the liquid in rotation movement that is coaxial to the nozzle opening. The liquid is discharged into the rotation chamber by movement components that are aligned opposite to a nozzle discharging direction. The rotation channel has a cross-section, which reduces from outside to inside in the direction of the rotation chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mit einer Düsenöffnung, mit einer der Düsenöffnung vorgelagerten Rotationskammer, und mit mindestens einem tangential in die Rotationskammer einmündenden Rotationskanal zum Versetzen der Flüssigkeit in eine zur Düsenöffnung koaxiale Rotationsbewegung.The The invention relates to a nozzle for atomizing a Liquid with a nozzle opening, with one of the nozzle opening upstream rotary chamber, and with at least one tangential opening into the rotation chamber Rotation channel for putting the liquid in a for Nozzle opening coaxial rotation movement.

Eine derartige Düse ist aus der DE 101 38 622 C2 bekannt. Mittels dieser Düse bzw. dieses Zerstäubers wird Wasser zur Klimaverbesserung bei der Tierhaltung feinstvernebelt. Die erzeugten Nebeltröpfchen verdunsten, wodurch eine Kühlung der Raumluft erfolgt. Zudem wird durch die Anreicherung der Raumluft mit Wasser eine höhere Luftfeuchtigkeit erreicht. Der Zerstäuber wird mit dem üblichen und verhältnismäßig geringen Wasserleitungsdruck versorgt. Um eine bloße Benetzung der Umgebung mit Wasser zu vermeiden, ist es notwendig eine möglichst geringe Tröpfchengröße zu erreichen. Unter Berücksichtigung des geringen Wasserleitungsdruckes ist dies möglich, wenn das Wasser vor dem Vernebeln in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Hierzu wird bei dem bekannten Zerstäuber das Wasser mittels Rotationskanälen von außen her tangential in eine Rotationskammer eingeleitet. Dabei wird das Wasser zunächst von außen auf eine umlaufende Bahn und im Weiteren nach innen und in Richtung auf die Düsenöffnung befördert.Such a nozzle is from the DE 101 38 622 C2 known. By means of this nozzle or atomizer, water is atomized to improve the climate during animal husbandry. The generated mist droplets evaporate, whereby a cooling of the room air takes place. In addition, a higher humidity is achieved by enriching the room air with water. The atomizer is supplied with the usual and relatively low water line pressure. In order to avoid mere wetting of the environment with water, it is necessary to achieve the smallest possible droplet size. Taking into account the low water line pressure, this is possible if the water is placed in a rotational movement before atomizing. For this purpose, in the known atomizer, the water is introduced by means of rotation channels from the outside tangentially into a rotation chamber. In this case, the water is first conveyed from the outside to a circulating path and further inward and in the direction of the nozzle opening.

Hierbei ist von Nachteil, dass nur eine bestimmte minimale Tröpfchengröße erreichbar ist. Dies kann zu einer nicht optimalen Effektivität des Zerstäubers beispielsweise bei der Klimatisierung, beim Ausfiltern von Staub- und/oder Schmutzpartikeln und/oder beim Einsatz im Brandschutz führen.in this connection is disadvantageous in that only a certain minimum droplet size is reachable. This can lead to a non-optimal effectiveness the atomizer for example in the air conditioning, the Filtering out dust and / or dirt particles and / or during use lead in fire safety.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist es, eine Düse der vorstehend genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine geringere Tröpfchengröße erreichbar ist.The The problem underlying the invention is a nozzle of the aforementioned type such that a smaller droplet size is achievable.

Zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems wird eine Düse der vorstehend genannten Art angegeben, wobei die Flüssigkeit mit einer der Düsenaustrittsrichtung entgegen gerichteten Komponente in die Rotationskammer einleitbar ist.to Solution of the problem underlying the invention is a nozzle of the aforementioned type specified, wherein the liquid with one of the nozzle exit direction opposite component introduced into the rotation chamber is.

Hierbei ist von Vorteil, dass sich auf überraschend einfache Weise eine erheblich größere Rotationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit beim Austritt aus der Düsenöffnung ergibt. Aufgrund dieser höheren Rotationsgeschwindigkeit entsteht an der Düsenöffnung eine kegelförmige Verteilung des Sprühnebels mit erheblich geringeren Tröpfchengrößen. Somit lässt sich auch unter Verwendung des verhältnismäßig geringen Wasserleitungsdruckes eine sehr feine Vernebelung des Wassers erreichen.in this connection is an advantage that in a surprisingly simple way a much larger rotation speed the liquid at the exit from the nozzle opening results. Because of this higher rotational speed arises at the nozzle opening a conical Distribution of the spray with significantly smaller droplet sizes. Thus, it can also be done using the relatively low water line pressure a very fine misting of the water to reach.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die in die Rotationskammer einströmende Flüssigkeit auf eine Rotationsbasis der Rotationskammer leitbar. Somit ist der in die Rotationskammer einmündende Rotationskanal einerseits mit einer Komponente entgegen der Düsenaustrittsrichtung und andererseits auf eine Rotationsbasis hin gerichtet. Aufgrund des tangential in die Rotationskammer einmündenden Rotationskanal bildet sich somit zunächst eine rotierende Fluid- bzw. Wasserscheibe auf der Rotationsbasis. Vorteilhafterweise ist die Rotationsbasis der Düsenöffnung gegenüber angeordnet. Somit baut sich ausgehend von der Rotationsbasis in Richtung der Düsenöffnung eine rotierende Fluid- bzw. Wassersäule auf. Innerhalb der Wassersäule wirken auf die Moleküle geringere Reibungswiderstände als im Kontaktbereich zwischen der Wassersäule und der Wandung der Rotationskammer. Hierdurch kann sich innerhalb der Wassersäule eine größere Rotationsgeschwindigkeit als am Rand der Wassersäule einstellen. Vorteilhafterweise ist die Rotationsbasis als eine kegelförmige oder halbkugelförmige Vertiefung ausgebildet. Dies begünstigt einerseits die Entstehung der rotierenden Wasserscheibe beziehungsweise Wassersäule und andererseits wird aufgrund des größeren Wasservolumens die Ausbildung einer höheren Rotationsgeschwindigkeit der Wassermoleküle innerhalb der Wassersäule gefördert.To an advantageous development is in the rotation chamber inflowing fluid on a rotation basis the rotation chamber conductive. Thus, the is in the rotation chamber opening rotational channel on the one hand with a component against the nozzle exit direction and on the other hand directed towards a rotation base. Due to the tangential in the Rotation chamber opening rotational channel forms thus first a rotating fluid or water disk on the rotation basis. Advantageously, the rotation base arranged opposite the nozzle opening. Thus, starting from the rotation base in the direction of Nozzle opening a rotating fluid or water column on. Within the water column act on the molecules lower frictional resistance than in the contact area between the water column and the wall of the rotation chamber. hereby can become larger within the water column Set the rotation speed as at the edge of the water column. Advantageously, the rotation base is a cone-shaped one or hemispherical recess formed. This favors on the one hand, the emergence of the rotating water disk or Water column and on the other hand is due to the larger Water volume the formation of a higher rotational speed promoted the water molecules within the water column.

Entsprechend einer Weiterbildung weist ein stromaufwärts von der Düsenöffnung angeordnetes Leitstück den Rotationskanal auf. Die Verwendung eines separaten Leitstückes erlaubt einen modulartigen Aufbau der Düse. Dieses erleichtert die Herstellung und den Austausch einzelner Elemente bei einem Defekt. Vorteilhafterweise setzt sich das Leitstück aus einem ersten Leitelement und einem zweiten Leitelement zusammen. Dies erleichtert vor allem die Herstellung des Rotationskanals, der Rotationskammer und der Rotationsbasis. So kann das erste Leitelement die Düsenöffnung, den Rotationskanal und einen ersten Teilbereich der Rotationskammer aufweisen. Somit ist die Düsenöffnung als eine feine Durchgangsbohrung, der Rotationskanal als eine Vertiefungsrille und der erste Teilbereich der Rotationskammer als eine Einsenkung vergleichsweise einfach herstellbar. Das zweite Leitelement kann die Rotationsbasis als zweiten Teilbereich der Rotationskammer aufweisen. Hierbei kann die Rotationsbasis als eine flache Ebene oder eine kegelförmige oder halbkugelförmige Vertiefung ausgebildet sein, welches ebenfalls ohne größeren Aufwand leicht und somit kostengünstig herstellbar ist. Durch eine geeignete Anordnung des ersten und zweiten Leitelementes zueinander bildet sich das Leitstück, welches den Rotationskanal und die Rotationskammer aufweist.Corresponding a development has an upstream of the nozzle opening arranged Leitstück the rotation channel. The use of a separate Leitstückes allows a modular structure the nozzle. This facilitates the manufacture and replacement individual elements in case of a defect. Advantageously, it settles the guide piece of a first guide element and a second Guiding element together. This facilitates above all the production the rotation channel, the rotation chamber and the rotation base. Thus, the first guide element, the nozzle opening, have the rotation channel and a first portion of the rotation chamber. Thus, the nozzle opening is considered a fine through-hole, the rotation channel as a recessed groove and the first portion the rotation chamber as a depression comparatively easy produced. The second guide element may be the rotation base as have second portion of the rotary chamber. Here can the rotation base as a flat plane or a cone-shaped or hemispherical recess formed, which also easy and thus without much effort is inexpensive to produce. By a suitable arrangement the first and second guide element to each other forms the Guide piece, which the rotation channel and the rotation chamber having.

Nach einer Weiterbildung nimmt die Höhe der Rotationskammer zur Rotationsachse der Rotationsbewegung hin zu. Dies kann einerseits dadurch erfolgen, dass der erste Teilbereich der Rotationskammer im ersten Leitelement als eine kegelförmige oder als halbkugelförmige Vertiefung ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Rotationsbasis als eine kegelförmige oder halbkugelförmige Vertiefung ausgebildet sein. Hierdurch bildet sich unterhalb der Düsenöffnung eine vergleichsweise hohe innere Wassersäule mit einer sehr hohen Rotationsgeschwindigkeit, wobei diese innere Wassersäule im Wesentlichen die Rotationsachse bildet. Auf die diese Rotationsachse bzw. innere Wassersäule umgebende ebenfalls rotierende äußere Wassersäule wirken nur sehr geringe Reibungswiderstände.According to a further development, the height of the rotation chamber increases towards the axis of rotation of the rotational movement. This can on the one hand thereby take place that the first portion of the rotation chamber in the first guide element is formed as a conical or hemispherical recess. Alternatively or additionally, the rotation base may be formed as a conical or hemispherical recess. As a result, a comparatively high internal water column forms at a very high rotational speed below the nozzle opening, this inner water column essentially forming the axis of rotation. On the this rotating axis or inner water column surrounding also rotating outer water column only very low frictional resistance.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist auf der von der Rotationskammer abgewandten Seite des ersten Leitelementes eine kegelförmige oder kegelstumpfförmige Einsenkung koaxial zur Düsenöffnung ausgebildet. Hierbei ist von Vorteil, dass durch diese Einsenkung ein zylindrischer Teil des Düsenkanals als Teil der Düsenöffnung vergleichsweise kurz gehalten wird, wodurch unnötige Reibung vermieden wird. Dennoch ergibt sich eine ausreichende Festigkeit und Widerstandsfähigkeit des ersten Leitelementes gegen den Druck der Flüssigkeit.Corresponding another embodiment is that of the rotary chamber opposite side of the first guide element a conical or frusto-conical depression coaxial with the nozzle opening educated. It is advantageous that by this depression a cylindrical part of the nozzle channel as part of the nozzle opening is kept comparatively short, eliminating unnecessary friction is avoided. Nevertheless, sufficient strength results and resistance of the first guide against the pressure of the liquid.

Vorzugweise sind mehrere, insbesondere zwei oder vier, Rotationskanäle vorgesehen. Die Rotationskanäle werden derart zueinander angeordnet, dass die Flüssigkeit möglichst gleichmäßig von allen Seiten der Rotationskammer in diese eingeleitet wird. Hierbei ist vorzugsweise der Wirkquerschnitt des Rotationskanals oder die Summe der Wirkquerschnitte der Rotationskanäle gleich dem Wirkquerschnitt der Düsenöffnung. Hierdurch treten von den Rotationskanälen bis zur Düsenöffnung keine Druckdifferenzen auf. Eine Expansion der Flüssigkeit und damit einhergehender Turbulenzbildung findet erst beim Austritt der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung statt. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Düsenöffnung als ein Düsenkanal mit im Wesentlichen konstantem Wirkquerschnitt ausgebildet ist. Hierdurch wird ein rotierender Wasserzylinder, der im wesentlichen die Rotationsachse der gesamten rotierenden Wassersäule darstellt, aus dem Zentrum der Rotationskammer im wesentlichen laminar bis zum Austritt aus der Düsenöffnung geführt.preferably, are several, in particular two or four, rotation channels intended. The rotation channels become such to each other arranged that the liquid as evenly as possible is introduced from all sides of the rotary chamber in this. in this connection is preferably the effective cross-section of the rotary channel or Sum of the effective cross sections of the rotation channels equal to the Effective cross-section of the nozzle opening. This occurs from the rotary channels to the nozzle opening no pressure differences. An expansion of the liquid and the associated turbulence formation takes place only at the exit the liquid from the nozzle opening instead of. Furthermore, it is advantageous if the nozzle opening as a nozzle channel with a substantially constant cross-section is trained. As a result, a rotating water cylinder, the substantially the axis of rotation of the entire rotating water column represents, from the center of the rotary chamber substantially laminar led to the exit from the nozzle opening.

Nach einer Weiterbildung weist das Leitstück dem Rotationskanal oder den Rotationskanälen jeweils über die volle axiale Länge des Leitstücks zugeordnete Speisekanäle auf. Durch die Speisekanäle ergibt sich eine einfach herzustellende Wasserversorgung für die Rotationskanäle. Vorzugsweise ist eine in dem Leitstück zwischen dem Rotationskanal und dem zugeordneten Speisekanal ausgebildete erste Ausgleichskammer vorgesehen. Hierdurch lassen sich Druckschwankungen und Geschwindigkeitsverluste durch turbulente Strömung einfach ausgleichen.To a development, the guide piece the rotation channel or the rotation channels each over the full axial length of the Leitstücks associated feed channels on. Through the feed channels results in an easy to produce Water supply for the rotation channels. Preferably is one in the Leitstück between the rotation channel and the associated feed channel formed first compensation chamber intended. This allows pressure fluctuations and speed losses simply compensate by turbulent flow.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist ein Druckstück zum Fixieren des Leitstückes vorgesehen. Hierbei ist von Vorteil, dass sich mittels dieses Druckstückes das Leitstück in einer vorbestimmten Position zu der Düsenöffnung fixieren lässt. Ein Sinterfilter kann die Funktion des Druckstückes übernehmen. Vorzugsweise weist das Druckstück mehrere den Speisekanälen jeweils zugeordnete Bohrungen auf und zwischen den Bohrungen und den Speisekanälen ist eine zweite Ausgleichskammer angeordnet. Die Zuführung des Fluids erfolgt hierbei im Wesentlichen kreisringförmig. Somit wird auch bei Fixierung des Leitstückes mit dem Druckstück eine ausreichende Wasserzufuhr ohne größeren Aufwand gewährleistet.Corresponding Another embodiment is a pressure piece provided for fixing the Leitstückes. This is from Advantage that the guide piece by means of this pressure piece in a predetermined position to the nozzle opening fix it. A sintered filter can perform the function of Take pressure piece. Preferably, this has Pressure piece a plurality of feed channels each assigned holes on and between the holes and the feed channels arranged a second compensation chamber. The feeder The fluid is essentially annular. Thus, even when fixing the Leitstückes with the pressure piece a sufficient supply of water without much effort guaranteed.

Nach einer Weiterbildung ist ein Gehäuse zum Aufnehmen der Düse mit einem Innengewinde vorgesehen, wobei das Innengewinde mit einem Außengewinde des Druckstückes in Eingriff steht. Somit lässt sich die Düse durch einfaches Einlegen des Leitstückes in das Gehäuse und anschließendes Einschrauben des Druckstückes montieren. Vorzugsweise ist das Gehäuse und das Leitstück, insbesondere das erste Leitelement, einstückig hergestellt. Bei einer Materialverwendung von beispielsweise Edelstahl und/oder einem Edelstahl-Spritzgussverfahren lässt sich dieses kombinierte Bauteil auf einfache und günstige Weise herstellen. Hierdurch ist eine kostengünstige Düse herstellbar, die beispielsweise für den Brandschutz einsetzbar ist. Alternativ kann bei einer zweiteiligen Gestaltung von Gehäuse und Leitstück, insbesondere erstem Leitelement, das Leitstück und/oder das erste Leitelement aus Keramik hergestellt werden. Hierdurch ist eine erhöhte Abrasionsfestigkeit realisierbar. Somit wird eine dauerhafte Funktionstüchtigkeit auch bei einer dauerhaften und/oder regelmäßigen Verwendung der Düse, wie beispielsweise zum Klimatisieren und/oder zum Ausfiltern von Staub- und Schmutzpartikeln, gewährleistet.To a development is a housing for receiving the nozzle provided with an internal thread, wherein the internal thread with a External thread of the pressure piece is engaged. Thus, the nozzle can be easily inserted the Leitstückes in the housing and then Screw in the pressure piece. Preferably the housing and the guide piece, in particular the first guiding element, manufactured in one piece. When using a material For example, stainless steel and / or a stainless steel injection molding process can this combined component on simple and produce cheap way. This is a cost effective Nozzle manufacturable, for example, for fire protection can be used. Alternatively, in a two-part design of housing and Leitstück, especially the first Guide element, the guide piece and / or the first guide element be made of ceramic. This is an increased abrasion resistance realizable. Thus, a permanent functionality even with a permanent and / or regular Use of the nozzle, such as for air conditioning and / or for filtering out dust and dirt particles.

Von besonderem Vorteil ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Düse zum Klimatisieren, zum Ausfiltern von Staub- und/oder Schmutzpartikeln und/oder für den Brandschutz.From particular advantage is the use of the invention Nozzle for air conditioning, for filtering dust and / or Dirt particles and / or for fire protection.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Below is an embodiment of the invention based explained in more detail in the drawings. Show it:

1 eine perspektivische Draufsicht eines Leitelementes mit Merkmalen der erfindungsgemäßen Düse, 1 a perspective top view of a guide element with features of the nozzle according to the invention,

2 eine perspektivische und geschnittene Seitendarstellung des Leitelementes gemäß 1, 2 a perspective and sectional side view of the guide element according to 1 .

3 eine perspektivische Draufsicht auf die Unterseite des Leitelementes gemäß 1 und 3 a perspective top view of the underside of the guide element according to 1 and

4 eine perspektivische und geschnittene Seitendarstellung eines Leitstückes mit einem Leitelement gemäß 1. 4 a perspective and sectional side view of a Leitstückes with a guide element according to 1 ,

1 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf ein Leitelement 10. Das Leitelement 10 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Hierbei ist zentriert auf eine zylinderförmige Scheibe 19 ein Zylinder 20 mit im Vergleich zur Scheibe 19 geringeren Durchmesser angeordnet. Das Leitelement 10 lässt sich mittels einer Drehbank einstückig herstellen. Das Leitelement 10 weist mittig eine Düsenöffnung 11 auf. Die Düsenöffnung 11 ist als ein Düsenkanal 12 mit konstantem Wirkquerschnitt ausgebildet. 1 shows a perspective top view of a guide element 10 , The guiding element 10 is formed substantially cylindrical. This is centered on a cylindrical disc 19 a cylinder 20 with compared to the disc 19 arranged smaller diameter. The guiding element 10 can be produced in one piece by means of a lathe. The guiding element 10 has a center nozzle opening 11 on. The nozzle opening 11 is as a nozzle channel 12 formed with a constant effective cross-section.

Der Zylinder 20 weist Rotationskanäle 13, 14 auf, die als Nuten beziehungsweise Einkerbungen ausgebildet sind. Die Rotationskanäle 13, 14 führen von außen kommend tangential in einen ersten Teilbereich einer Rotationskammer 15, wobei der erste Teilbereich der Rotationskammer 15 als eine im Wesentlichen kegelförmige Vertiefung um die Düsenöffnung 11 ausgebildet ist. Die Rotationskanäle 13, 14 sind derart ausgebildet, dass die Vertiefung von außen nach innen gehend, also in Richtung auf den ersten Teilbereich der Rotationskammer 15, abnimmt.The cylinder 20 has rotation channels 13 . 14 on, which are formed as grooves or notches. The rotation channels 13 . 14 lead from the outside tangentially into a first portion of a rotation chamber 15 , wherein the first portion of the rotation chamber 15 as a substantially conical depression around the nozzle opening 11 is trained. The rotation channels 13 . 14 are formed such that the recess going from outside to inside, ie in the direction of the first portion of the rotation chamber 15 , decreases.

2 zeigt eine perspektivische und geschnittene Seitendarstellung des Leitelementes 10 gemäß 1. Die kegelförmige Vertiefung, die den ersten Teilbereich der Rotationskammer 15 darstellt, besteht aus einer ersten Kammerwand 16 und einem Kammerkegel 17. Hierbei ist die Kammerwand 16 kegelstumpfförmig ausgebildet und weist einen geringeren Neigungswinkel als der Kammerkegel 17 auf. Die Höhe der Kammerwand 16 entspricht der Vertiefung der Rotationskanäle 13, 14 beim Übergang in den ersten Teilbereich der Rotationskammer 15. 2 shows a perspective and sectional side view of the guide element 10 according to 1 , The conical depression, which is the first part of the rotation chamber 15 represents, consists of a first chamber wall 16 and a chamber cone 17 , Here is the chamber wall 16 truncated cone-shaped and has a smaller inclination angle than the chamber cone 17 on. The height of the chamber wall 16 corresponds to the depression of the rotation channels 13 . 14 at the transition to the first part of the rotation chamber 15 ,

Auf der von dem ersten Teilbereich der Rotationskammer 15 abgewandten Seite des Leitelementes 10 ist eine im Wesentlichen kegelförmige Einsenkung 18 koaxial zur Düsenöffnung 11 ausgebildet.On the from the first part of the rotation chamber 15 opposite side of the guide element 10 is a substantially conical depression 18 coaxial with the nozzle opening 11 educated.

3 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite des Leitelementes 10 gemäß 1. Die koaxial zur Düsenöffnung 11 ausgebildete kegelförmige Einsenkung 18 geht in eine flache ringscheibenförmige Ebene der Scheibe 19 über. 3 shows a plan view of the underside of the guide element 10 according to 1 , The coaxial with the nozzle opening 11 trained conical depression 18 goes into a flat annular disc-shaped plane of the disc 19 above.

4 zeigt eine perspektivische und geschnittene Seitendarstellung eines Leitstückes 21 mit einem Leitelement 10 gemäß 1. Das Leitstück 21 besteht aus einem ersten Leitelement 10 und einem zweiten Leitelement 22. Das zweite Leitelement 22 ist als eine Scheibe ausgebildet und weist den gleichen Durchmesser wie die Scheibe 19 des ersten Leitelementes 10 auf. Das zweite Leitelement 22 ist derart dem ersten Leitelement zugeordnet, dass sich zwischen dem zweiten Leitelement 22 und der Scheibe 19 des ersten Leitelementes 10 eine gleichmäßig tiefe, umlaufende und U-förmige Nut ergibt. Innerhalb dieser Nut ist eine Dichtung 23 angeordnet, die hier als ein O-Ring ausgebildet ist. Gegenüber dem ersten Teilbereich der Rotationskammer 15 bildet das zweite Leitelement 22 eine ebene Rotationsbasis 24. Somit entsteht durch die Rotationsbasis 24 und den ersten Teilbereich der Rotationskammer 15 eine Rotationskammer 25. In die Rotationskammer 25 führt der Rotationskanal 13, dessen Querschnitt von außen nach innen gehend abnimmt. Der Rotationskanal 13 ist derart schräg in dem ersten Leitelement 10 angeordnet, dass das hierdurch fließende Fluid von außen nach innen und mit einer der Düsenaustrittsöffnung entgegen gerichteten Komponente in die Rotationskammer 25 eingeleitet wird. 4 shows a perspective and sectional side view of a Leitstückes 21 with a guide element 10 according to 1 , The lead piece 21 consists of a first guide element 10 and a second guide element 22 , The second guiding element 22 is formed as a disc and has the same diameter as the disc 19 of the first guide element 10 on. The second guiding element 22 is associated with the first guide element such that between the second guide element 22 and the disc 19 of the first guide element 10 a uniformly deep, circumferential and U-shaped groove results. Inside this groove is a gasket 23 arranged, which is designed here as an O-ring. Opposite the first part of the rotation chamber 15 forms the second guide element 22 a plane rotation base 24 , Thus arises through the rotation base 24 and the first portion of the rotation chamber 15 a rotation chamber 25 , In the rotation chamber 25 leads the rotation channel 13 , whose cross-section decreases going from outside to inside. The rotation channel 13 is so inclined in the first guide element 10 arranged that the thus flowing fluid from outside to inside and with a nozzle outlet opening opposing component in the rotation chamber 25 is initiated.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Düse wird im Folgenden anhand der 1 bis 4 näher erläutert:
Als ein Fluid gelangt beispielsweise Wasser mit dem üblichen Druck aus Wasserleitungen durch nicht näher dargestellte Bohrungen eines Druckstückes zu dem ersten Leitelement 10. Mittels der Rotationskanäle 13, 14 wird das Wasser von außen her tangential in die Rotationskammer 25 eingeleitet. Hierbei wird das Wasser von außen auf einer umlaufenden Bahn nach innen und entgegen der Düsenaustrittsöffnung auf die Rotationsbasis 24 geleitet. Auf der Rotationsbasis 24 bildet sich eine rotierende Wasserscheibe, welche sich mit zunehmender Wassermenge in Richtung auf die Düsenöffnung 11 als eine rotierende Wassersäule ausbildet. Die Wassermoleküle innerhalb der rotierenden Wassersäule im Bereich der Rotationsachse erreichen eine maximale Rotationsgeschwindigkeit. Hierbei ist der Einfluss des Reibungswiderstandes zwischen der Rotationsbasis 24, der Kammerwand 16 und des Kammerkegels 17 einerseits sowie der Wassersäule im Bereich der Rotationsachse andererseits erheblich reduziert. Somit tritt das Wasser mit einer maximalen Rotationsgeschwindigkeit aus der Düsenöffnung 11 aus. Die an der Düsenöffnung 11 frei werdende Zentrifugalkraft führt zu einer kegelförmigen Verteilung eines Sprühnebels mit sehr geringen Tröpfchengrößen. Somit lässt sich auch unter Verwendung eines verhältnismäßig geringen Wasserleitungsdruckes eine sehr feine Vernebelung erreichen.The operation of the nozzle according to the invention will be described below with reference to the 1 to 4 explained in more detail:
As a fluid, for example, water passes with the usual pressure from water pipes through not shown holes of a pressure piece to the first guide element 10 , By means of the rotation channels 13 . 14 The water is tangential from the outside into the rotation chamber 25 initiated. In this case, the water from the outside on a revolving path inwards and counter to the nozzle outlet opening on the rotation basis 24 directed. On the rotation basis 24 a rotating water disc forms, which moves with increasing amount of water in the direction of the nozzle opening 11 as a rotating water column forms. The water molecules within the rotating water column in the area of the axis of rotation reach a maximum rotational speed. Here is the influence of frictional resistance between the rotation base 24 , the chamber wall 16 and the chamber cone 17 On the other hand, the water column in the region of the axis of rotation on the other hand considerably reduced. Thus, the water comes out of the nozzle opening at a maximum rotational speed 11 out. The at the nozzle opening 11 released centrifugal force leads to a cone-shaped distribution of a spray with very small droplet sizes. Thus, a very fine nebulization can be achieved even using a relatively low water line pressure.

Dieser sehr feine Nebel kann sowohl zur Klimatisierung in der Tierhaltung als auch zum Ausfiltern von Staub- und/oder Schmutzpartikeln genutzt werden. Des weiteren kann die erfindungsgemäße Düse auch im Bereich des Brandschutzes eingesetzt werden. Hierbei ist im Vergleich zu üblichen Sprinkleranlagen von besonderem Vorteil, dass durch den feinen Sprühnebel nicht nur das Feuer erstickt beziehungsweise gelöscht wird, sondern zugleich Ruß- und Schmutzpartikel aus der Luft ausgefiltert werden. Zudem wird eine Beschädigung von Gegenständen durch einen übermäßigen Flüssigkeitseintrag vermieden. Der Löschwasserschaden kann somit weitgehend vermieden werden.This very fine mist can be used both for air conditioning in animal husbandry and for filtering out dust and / or dirt particles. Furthermore, the nozzle according to the invention can also be used in the field of fire protection. This is compared to conventional sprinkler systems of particular advantage that not only the fire is suffocated or extinguished by the fine spray, but at the same time soot and dirt particles are filtered out of the air. In addition, damage to objects avoided by excessive fluid entry. The extinguishing water damage can thus be largely avoided.

1010: Leitelementvane
1111: Düsenöffnungnozzle opening
1212: Düsenkanalnozzle channel
1313: Rotationskanalrotary channel
1414: Rotationskanalrotary channel
1515: erster Teilbereich der Rotationskammerfirst Part of the rotation chamber
1616: Kammerwandchamber wall
1717: Kammerkegelchamber cone
1818: Einsenkungdepression
1919: Scheibedisc
2020: Zylindercylinder
2121: Leitstückguide piece
2222: Leitelementvane
2323: Dichtungpoetry
2424: Rotationsbasisrotating basis
2525: Rotationskammerrotation chamber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10138622 C2 [0002] - DE 10138622 C2 [0002]

Claims

Düse zum Zerstäuben einer Flüssigkeit mit einer Düsenöffnung (11), mit einer der Düsenöffnung (11) vorgelagerten Rotationskammer (25), und mit mindestens einem tangential in die Rotationskammer (25) einmündenden Rotationskanal (13; 14) zum Versetzen der Flüssigkeit in eine zur Düsenöffnung (11) koaxiale Rotationsbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit einer der Düsenaustrittsrichtung entgegen gerichteten Komponente in die Rotationskammer (25) einleitbar ist.Nozzle for atomizing a liquid with a nozzle opening ( 11 ), with one of the nozzle opening ( 11 ) upstream rotary chamber ( 25 ), and with at least one tangential into the rotation chamber ( 25 ) opening channel ( 13 ; 14 ) for putting the liquid in one to the nozzle opening ( 11 ) coaxial rotational movement, characterized in that the liquid with one of the nozzle exit direction opposing component in the rotation chamber ( 25 ) can be introduced.

Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Rotationskammer (25) einströmende Flüssigkeit auf eine Rotationsbasis (24) der Rotationskammer (25) leitbar ist.Nozzle according to claim 1, characterized in that in the rotation chamber ( 25 ) inflowing liquid on a rotation basis ( 24 ) of the rotation chamber ( 25 ) is conductive.

Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsbasis (24) der Düsenöffnung (11) gegenüber angeordnet ist.Nozzle according to claim 2, characterized in that the rotation base ( 24 ) of the nozzle opening ( 11 ) is arranged opposite.

Düse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsbasis (24) als eine kegelförmige oder halbkugelförmige Vertiefung ausgebildet ist.Nozzle according to claim 2 or 3, characterized in that the rotation base ( 24 ) is formed as a conical or hemispherical recess.

Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein stromaufwärts von der Düsenöffnung (11) angeordnetes Leitstück (21) den Rotationskanal (13; 14) aufweist.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that an upstream of the nozzle opening ( 11 ) arranged guide piece ( 21 ) the rotation channel ( 13 ; 14 ) having.

Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Leitstück (21) aus einem ersten Leitelement (10) und einem zweiten Leitelement (22) zusammensetzt.Nozzle according to claim 5, characterized in that the guide piece ( 21 ) from a first guide element ( 10 ) and a second guide element ( 22 ).

Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitelement (10) die Düsenöffnung (11), den Rotationskanal (13; 14) und einen ersten Teilbereich der Rotationskammer (15) aufweist.Nozzle according to claim 6, characterized in that the first guide element ( 10 ) the nozzle opening ( 11 ), the rotation channel ( 13 ; 14 ) and a first portion of the rotary chamber ( 15 ) having.

Düse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Leitelement (22) die Rotationsbasis (24) als zweiten Teilbereich der Rotationskammer (25) aufweist.Nozzle according to claim 6 or 7, characterized in that the second guide element ( 22 ) the rotation base ( 24 ) as a second subregion of the rotation chamber ( 25 ) having.

Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Rotationskammer (25) zur Rotationsachse der Rotationsbewegung hin zunimmt.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the rotary chamber ( 25 ) increases toward the axis of rotation of the rotational movement.

Düse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der Rotationskammer (25) abgewandten Seite des ersten Leitelementes (10) eine kegelförmige oder kegelstumpfförmige Einsenkung koaxial zur Düsenöffnung (11) ausgebildet ist.Nozzle according to one of claims 6 to 9, characterized in that on the of the rotary chamber ( 25 ) facing away from the first guide element ( 10 ) a conical or frusto-conical depression coaxial with the nozzle opening ( 11 ) is trained.

Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere zwei oder vier, Rotationskanäle (13, 14) vorgesehen sind.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that several, in particular two or four, rotation channels ( 13 . 14 ) are provided.

Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkquerschnitt des Rotationskanals (13; 14) oder die Summe der Wirkquerschnitte der Rotationskanäle (13, 14) gleich dem Wirkquerschnitt der Düsenöffnung (11) ist.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the active cross section of the rotary channel ( 13 ; 14 ) or the sum of the effective cross sections of the rotation channels ( 13 . 14 ) equal to the effective cross section of the nozzle opening ( 11 ).

Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung (11) als ein Düsenkanal (12) mit im Wesentlichen konstantem Wirkquerschnitt ausgebildet ist.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle opening ( 11 ) as a nozzle channel ( 12 ) is formed with a substantially constant effective cross-section.

Düse nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitstück dem Rotationskanal (13; 14) oder den Rotationskanälen (13, 14) jeweils über die volle axiale Länge des Leitstücks (21) zugeordnete Speisekanäle aufweist.Nozzle according to one of claims 5 to 13, characterized in that the guide piece the rotation channel ( 13 ; 14 ) or the rotation channels ( 13 . 14 ) each over the full axial length of the Leitstücks ( 21 ) has associated feed channels.

Düse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine in dem Leitstück (21) zwischen dem Rotationskanal (13; 14) und dem zugeordneten Speisekanal ausgebildete erste Ausgleichskammer vorgesehen ist.Nozzle according to claim 14, characterized in that one in the guide piece ( 21 ) between the rotation channel ( 13 ; 14 ) and the associated feed channel formed first compensation chamber is provided.

Düse nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckstück zum Fixieren des Leitstückes (21) vorgesehen ist.Nozzle according to one of claims 5 to 15, characterized in that a pressure piece for fixing the guide piece ( 21 ) is provided.

Düse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück mehrere den Speisekanälen jeweils zugeordnete Bohrungen aufweist, und dass zwischen den Bohrungen und den Speisekanälen eine zweite Ausgleichskammer angeordnet ist.Nozzle according to claim 16, characterized in that that the pressure piece several of the feed channels each has associated holes, and that between the holes and the feed channels a second compensation chamber is arranged.

Düse nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse zum Aufnehmen der Düse mit einem Innengewinde vorgesehen ist, wobei das Innengewinde mit einem Außengewinde des Druckstückes in Eingriff steht.Nozzle according to one of the claims 16 or 17, characterized in that a housing for receiving the nozzle is provided with an internal thread, wherein the Internal thread with an external thread of the pressure piece engaged.

Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Klimatisieren, zum Ausfiltern von Staub- und/oder Schmutzpartikeln und/oder für den Brandschutz.Use of a nozzle according to one of the preceding Claims for conditioning, for filtering dust and / or dirt particles and / or for fire protection.