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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlvorrichtung für ein Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch,
die als Strahldüse
für verschiedene
Anwendungszwecke, z. B. als Düse
zum Reinigen von Fahrzeugen, Gebäudewänden, Flaschen,
Geschirr, usw., weit verbreitet zum Einsatz kommt.
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2. Beschreibung des dazugehörigen Standes
der Technik
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Als
konventionelle Strahlvorrichtung dieser Art ist eine Strahlvorrichtung
mit einer einzigen kreisförmigen
oder flachen Strahlungsöffnung
hinlänglich bekannt,
mit der ein Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
ausgestoßen
wird. Allerdings sind dann, wenn die Strahlungsöffnung kreisförmig ist,
in der Stärke der
Blaswirkung Unterschiede zwischen einem mittigen und einem Randbereich
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
vorhanden. Dadurch entstand das technische Problem, dass es zu Ausblasschwankungen
zwischen einem Bereich, in dem der mittlere Teil der Strömung mit
starker Ausblaswirkung entlangströmt, und einem Bereich kommen
kann, den der mittlere Teil nicht passiert. Wenn andererseits die
Strahlungsöffnung
eine flache Form hat, kann ein breites und effizientes Ausblasen
erfolgen. Doch auch in diesem Fall ist es nicht leicht, eine so gleichmäßige Strömung zu
erzeugen, dass die Blaswirkung im mittigen Bereich und im Randbereich gleichmäßig ist.
Insbesondere dann, wenn die Strahlvorrichtung so aufgebaut ist,
dass sie die Strahlbedingungen variieren kann, war es technisch
bislang schwierig, die Strahlbedingungen so einzustellen, dass die
Blaswirkungen unter sämtlichen
Strahlungsbedingungen sowohl im mittleren Bereich als auch im Randbereich
stets gleichmäßig sind.
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DE-A-195
39 606 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln
plattenartiger Objekte, insbesondere von elektronischen Leiterplatten
und Ähnlichem.
Die Vorrichtung ist dazu gedacht und entsprechend konstruiert, eine
Behandlungsflüssigkeit
auszustoßen
und selbige von der Leiterplatte herunterzublasen. Die Behandlungsflüssigkeit
wird als relativ kostenintensiv beschrieben, und das Verfahren und
die Vorrich tung sind dazu ausgelegt, die Behandlungsflüssigkeiten
zur wiederholten Verwendung zurückzugewinnen.
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Der
Blasschritt erfolgt mittels Luft, da die Verwendung eines flüssigen Blasmediums
zu einem Gemisch aus Wasser und der Behandlungsflüssigkeit führen würde, das
sich nur schwer wiederverwenden lässt.
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Um
zu verhindern, dass Luft die Behandlungsflüssigkeit auf der Leiterplatte
austrocknet, wodurch Reste von festen Substanzen der Behandlungsflüssigkeit
auf der Leiterplatte verbleiben würde, wird lediglich der Feuchtigkeitsgehalt
der Flüssigkeit erhöht.
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Die
Vorrichtung umfasst ein Gehäuse,
dessen Inneres über
einen Auslass mit einem Gebläse verbunden
ist, welches die aus dem Innern des Gehäuses entfernte Luft in einen
vergrößerten Abschnitt eines
Verteilerrohres lenkt. In dem vergrößerten Abschnitt ist eine einzige
Wassersprühdüse angeordnet.
Die Wassersprühdüse ist entlang
der axialen Ausdehnung des Verteilerrohres ausgerichtet. Eine Vielzahl
von Düsen
erstreckt sich durch die Umfangsseitenwand des Verteilerrohres und
ist quer zur Achse des Verteilerrohres ausgerichtet. Jede Düse enthält ein Einlassrohr,
das mit zunehmendem Abstand vom Verteilerrohr breiter wird und in
eine Vielzahl von Düsenöffnungen
mündet,
die auf die Leiterplatte gerichtet sind.
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Das
Dokument
EP 1072307 legt
eine Strahlvorrichtung für
ein Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
offen, wobei die Flüssigkeit
mittig in eine Gasströmung
eingespritzt wird und die Einspritzdüse vor dem Abgaskanal gelegen
ist.
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Das
Dokument AU 5169500 (US-A-6293294) legt eine Vorrichtung zum Mischen und
Ausgeben von Fluiden offen, wobei der Auslasskanal für das Strömungsgemisch
durch Zwischenwände
gleichmäßig in Teilkanäle untergliedert
ist.
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Die
vorliegende Erfindung entstand angesichts der oben beschriebenen
Umstände,
und eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Strahlvorrichtung
für ein
Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch,
die weniger Ausblasschwankungen verzeichnet, effiziente Blaseigenschaften
erzeugt und bequem in der Handhabung ist, indem die Blaswirkung
des Strömungsgemisches
aus Gas und Flüssigkeit
gleichmäßig gestaltet
wird.
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Die
oben beschriebenen Probleme werden durch die Vorrichtung gemäß Anspruch
1 gelöst,
d. h. mit einer erfindungsgemäßen Strahlvorrichtung
für ein
Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch,
die so aufgebaut ist, dass wenigstens die Flüssigkeit und das Gas derart
vermischt werden, dass das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
erzeugt und ausgegeben wird, wobei die Strahlvorrichtung umfasst:
einen Kanal für
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch,
wobei der Kanal wenigstens eine Zwischenwand und eine Vielzahl von
durch die Zwischenwand unterteilten Teilkanäle aufweist; wobei die Flüssigkeitseinspritzöffnungen
entsprechend den unterteilten Teilkanälen angeordnet sind; wobei
der Massenstrom pro Querschnittsfläche des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
durch die jeweiligen Teilkanäle
hindurch im Wesentlichen gleich groß ist. Bei der vorliegenden Erfindung
ist der Kanal für
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
flach ausgebildet, und eine Innenseite des Kanals ist durch Zwischenwände in mehrere Ströme (Teilkanäle) unterteilt,
um die Flüssigkeit
von den Flüssigkeitseinspritzöffnungen
entsprechend den jeweiligen Teilkanälen zuzuführen. Demgemäß können die
Ströme
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
in den jeweiligen Teilkanälen
wie vorgegeben ordnungsgemäß erzeugt
werden. Mit anderen Worten kann unter Berücksichtigung der Anzahl vorhandener
Flüssigkeitseinspritzöffnungen,
der Einspritzbedingungen, des Positionsverhältnisses zwischen den Flüssigkeitseinspitzöffnungen
und den Zwischenwänden
usw. der Massenfluss pro Querschnittsfläche der Ströme des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
in den jeweiligen Teilkanälen
im Wesentlichen gleichmäßig gestaltet
werden. Es ist somit möglich,
ein flaches Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
mit weniger Ausblasschwankungen zu erhalten, das eine günstige Gleichmäßigkeit
aufweist und einen großen
Ausblasbereich hat.
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Darüber hinaus
kann jeder der Teilkanäle stromabwärts allmählich verbreitert
werden, und zwar in der Richtung, in der die Teilkanäle angeordnet
sind. Ebenso kann jeder der Teilkanäle allmählich in Stromabwärtsrichtung
verbreitert werden, und zwar senkrecht zu der Richtung, in der die
Teilkanäle angeordnet
sind. Weiterhin können
Anschlussenden (terminal ends) der Zwischenwände in einer Mittelposition
im Kanal des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
vorgesehen sein. Zudem können
sich die stromaufwärts
gelegenen Enden der Zwischenwände
in einem geeigneten Abstand zu den Flüssigkeitseinspritzöffnungen
befinden. Indem allmählich der
Querschnitt eines Gasdurchlasses verringert wird, der das Gas in
Richtung einer Gaszuführöffnung zu
dem Kanal des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
transportiert, um so die Einspritzgeschwindigkeit des Gases zu vergrößern, lässt sich zudem
eine Verlangsamung der aus der Einspritzöffnung eingespritzten Flüssigkeit
begrenzen. Indem weiterhin ein minimaler Drosselabschnitt mit kleinstem
Querschnitt im Kanal für
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
vorgesehen wird und indem der Querschnitt des stromabwärts gelegenen
Teils von dem Kanal genauso groß gestaltet
ist wie der minimale Drosselabschnitt oder allmählich ver größert wird, ist es möglich, die
Verlangsamung des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
zu begrenzen bzw. es in den jeweiligen Kanälen zu beschleunigen.
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Die
erfindungsgemäße Strahlvorrichtung kann
weit verbreitert als Strahldüse
für verschiedene Zwecke
zum Einsatz kommen, z. B. als Düse
zum Reinigen von Fahrzeugen, Gebäudewänden, Flaschen,
Geschirr oder als Düse
für den
Farbanstrich usw. Als Flüssigkeit,
die in den Kanal eingespritzt wird, kann normales Wasser, beispielsweise
Leitungswasser oder gegebenenfalls eine Reinigungsflüssigkeit,
der Zusatzstoffe beigegeben sind, z. B. ein Tensid, verwendet werden,
um die Reinigungs- und Desinfektionskraft zu verbessern, oder es
kann eine andere geeignete Flüssigkeit
verwendet werden. Wenngleich der Druck für das Zuführen der Flüssigkeit so hoch wie bei fließendem Wasser
sein kann, kann auch ein hoher Ausgabedruck von einer Hochdruckpumpe
zur Anwendung kommen. Bezüglich
des Gases kann die Strahlvorrichtung so aufgebaut sein, dass sie
durch die Ausstoßwirkung
eines Flüssigkeitsstrahls,
der in den Kanal des Strömungsgemisches
eingespritzt wurde, die Atmosphäre
ansaugt. Als Alternative dazu kann unter Druck stehendes Gas, wie
beispielsweise Druckluft, oder Hochtemperatur- und Hochdruckgas
verwendet werden, beispielsweise heißes Gas oder heißer Dampf.
Zusätzlich
zu der Flüssigkeit
und dem Gas kann ein geeignetes Pulver oder können Partikel beigemischt werden,
z. B. Natriumbicarbonat oder ein Schleifmittel, ehe die Zuführung erfolgt,
oder sie können
auch von einer separaten Zuführöffnung zu
dem Kanal gelangen.
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Um
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
zu unterteilen, kann mindestens eine Zwischenwand vorhanden sein.
Konkret wäre
es ausreichend, einen Strömungsraum
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
in zwei oder mehr zu unterteilen, um eine Vielzahl von Kanälen zu erzeugen (Teilkanäle). Hinsichtlich
der Position, in der sich die stromaufwärts gelegenen Enden der Zwischenwände befinden,
wäre es
ausreichend, den Kanal für
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
zu teilen. So ist es beispielsweise möglich, die stromaufwärts gelegenen
Enden der Zwischenwände
in einem geeigneten Abstand von den Flüssigkeitseinspritzöffnungen
vorzusehen, damit sich die stromaufwärts gelegenen Enden der Zwischenwände an der
selben Position wie die Flüssigkeitseinspitzöffnungen
befinden und sie dadurch miteinander in Kontakt kommen können, oder
die stromaufwärts
gelegenen Enden der Zwischenwände
vor den Öffnungen
anzuordnen, so dass die Flüssigkeitseinspritzöffnungen
zu den stromaufwärts
gelegenen Enden der Zwischenwände
nach hinten offen sein können.
Die Querschnitte der jeweili gen Kanäle, die von den Zwischenwänden gebildet
wurden, sind nicht unbedingt gleich groß, es ist jedoch möglich, den
Kanal so zu unterteilen, dass die geteilten Kanäle jeweils einen anderen Querschnitt
haben, um die Anzahl der entsprechenden Öffnungen des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
die geschaffen werden, zu ändern
und den Durchmesser der Öffnungen
zu variieren. Kurz gesagt wäre
es ausreichend, wenn der Massenstrom pro Querschnittsfläche des
Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
das die jeweiligen Kanäle
passiert, im Wesentlichen gleich groß ist. Wie die Zwischenwände beschaffen
sind, welche konkrete Form die Öffnungen
haben und wie viele Öffnungen
vorhanden sind, kann wahlweise festgelegt werden. Um einen weiten
Strahlbereich zu erhalten, ist es möglich, die Anzahl der Zwischenwände zu erhöhen, indem
der Kanal für
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
breiter gestaltet oder in großem
Winkel divergierend geformt wird.
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Weiterhin
brauchen die Zwischenwände nicht
immer bis zum vorderen Ende des Düsenbereiches zu reichen, sondern
die Enden der Zwischenwände
können
sich im Kanal für
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
auch in einer Mittelposition befinden. Bei einer solchen Anordnung
werden die Ströme
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches, die
von den Zwischenwänden
unterteilt wurden, in der Mitte zwischen den Enden der Zwischenwände und
den Einspritzöffnungen
im stromabwärts
gelegenen Teil wieder zusammengeführt, und die zwischen diesen
Strömen
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
vorhandenen Grenzen sind nicht mehr vorhanden. Dementsprechend kann
ein günstigerer Strahlungsstrom
ohne Begrenzung geschaffen werden, und das streifenartige Ausblasen
infolge der Grenzen zwischen den Strömen des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
kann angemessen vermieden werden. Hierbei können die Enden der Zwischenwände stufenartig,
geneigt oder gabelförmig ausgebildet
sein, wie in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen dargestellt. In
solchen Fällen
wird ein plötzliches
Zusammenführen
der Strömen
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches in
den jeweiligen Kanälen
an den Enden der Zwischenwände
abgeschwächt,
wodurch ein sanfteres Zusammenführen
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
erreicht wird.
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Zum
Einspritzen der Flüssigkeit
in die Kanäle können für jeden
Kanal (Teilkanal) eine oder mehrere Flüssigkeitseinspritzöffnungen
vorhanden sein. In diesem Fall können
die Flüssigkeitseinspritzöffnungen
in vertikaler Richtung parallel zueinander in mehreren Reihen angeordnet
sein. Z. B. können
zwei Flüssigkeitseinspritzöffnungen,
die in jeder Reihe in vertikaler Richtung angeordnet sind, entsprechend den
jeweiligen Kanälen
vor gesehen sein. Weiterhin ist es möglich, die Anzahl der Flüssigkeitseinspritzöffnungen
für die
jeweiligen Kanäle
zu verändern
oder die Einspitzmengen zu variieren, die aus den jeweiligen Flüssigkeitseinspritzöffnungen
strömen.
Kurz gesagt, es wäre
ausreichend, wenn der Massenstrom pro Querschnittsfläche der
Ströme
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
die die jeweiligen Kanäle
durchqueren, im Wesentlichen gleich groß ist. So ist es beispielsweise
möglich,
zwei Flüssigkeitseinspritzöffnungen
im mittleren Kanal anzuordnen und je drei der Flüssigkeitseinspritzöffnungen
in den Kanälen
auf beiden Seiten vorzusehen. Die Flüssigkeitseinspritzöffnungen
können
eine beliebige geeignete Form haben, z. B. können sie kreisförmig, rechteckig
oder schlitzförmig
sein. Wünschenswert
ist es, wenn diese Flüssigkeitseinspritzöffnungen
so ausgerichtet sind, dass die Strahlungsströme mit den Wandflächen nahe
der Kanaleinlässe in
Berührung
kommen. Dort, wo die Flüssigkeitseinspritzöffnungen
wie oben beschrieben in vertikaler Richtung parallel zueinander
in mehreren Reihen angeordnet sind, kann der Kanal vertikal und
horizontal unterteilt werden, indem zusätzlich zu den vertikalen Zwischenwänden entsprechend
der Anordnung dieser Flüssigkeitseinspritzöffnungen
horizontale Zwischenwände
vorgesehen werden. Somit können
sich dann, wenn der Kanal durch horizontale und vertikale Zwischenwände vertikal
und horizontal unterteilt ist, die Zwischenwände entweder der vertikalen
oder der horizontalen Zwischenwände
oder beider an einer Mittelposition im Kanal befinden, oder aber
die Enden können,
wie oben beschrieben, stufenartig oder schräg sein.
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Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
deutlich, die im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen erfolgt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Zu
den beigefügten
Zeichnungen:
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1 ist
eine Explosionszeichnung der Baugruppe, die schematisch eine erste
erfindungsgemäße Ausführungsform
zeigt;
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2 ist
ein Längsschnitt
derselben Ausführungsform;
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils von 2;
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4 ist
eine Schnittdarstellung in horizontaler Richtung derselben Ausführungsform;
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils von 4;
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6 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die Strahlungsöffnungen
in derselben Ausführungsform
zeigt;
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7 ist
ein Längsschnitt
einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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8 ist
eine Schnittdarstellung derselben Ausführungsform in horizontaler
Richtung;
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9 ist
eine vergrößerte Ansicht
der Strahlungsöffnungen
in derselben Ausführungsform;
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10 ist
eine Schnittdarstellung in horizontaler Richtung, die eine dritte
erfindungsgemäße Ausführungsform
zeigt;
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11 ist
ein Längsschnitt,
der die Enden der Zwischenwände
in vergrößertem Maßstab zeigt;
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13 ist
ein Längsschnitt,
der in vergrößertem Maßstab einen
Düsenabschnitt
in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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14 ist
ein Längsschnitt,
der eine Abwandlung derselben Ausführungsform zeigt;
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15 ist
ein Längsschnitt,
der eine weitere Modifizierung derselben Ausführungsform zeigt;
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16 ist
ein Längsschnitt,
der einen wesentlichen Teil einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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17 ist
eine Schnittdarstellung in horizontaler Richtung, die den wesentlichen
Teil derselben Ausführungsform
zeigt; und
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18 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die die Strahlungsöffnungen
in derselben Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Anhand
der Zeichnungen wird nun eine erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. 1 ist
eine Explosionsansicht der Baugruppe, die schematisch eine erste
erfindungsgemäße Ausführungsform
zeigt. 2 ist ein Längsschnitt
derselben Ausführungsform,
und 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 2. 4 ist
eine Schnittdarstellung derselben Ausführungsform in horizontaler Richtung,
und 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 4. 6 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die die Strahlungsöffnungen
in derselben Ausführungsform
zeigt. Wie in den Zeichnungen abgebildet, umfasst eine Strahlvorrichtung 1 in
dieser Ausführungsform
einen langen Düsenabschnitt 2 und wird
durch Montage eines unteren Körpers 3 und
eines oberen Körpers 4 hergestellt,
wobei in dem Zwischenraum, der in einem stromaufwärts gelegenen Teil
zwischen ihnen entsteht, ein Flüssigkeitszuführabschnitt 5 geschaffen
wird. Der Flüssigkeitszuführabschnitt 5 entsteht
durch den Zusammenbau einer Vielzahl von Komponenten, in deren mittlerem Teil
ein flacher Vorratsabschnitt 6 gebildet ist. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
sind drei Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12 in
einem distalen Endabschnitt mit Hilfe von drei Kanälen 7 bis 9 ausgebildet,
die sich wie in 5 von dem flachen Vorratsabschnitt 6 erstrecken. Über dem
flachen Vorratsabschnitt 6 befindet sich ein Flüssigkeitszuführkanal 13,
der mit dem Vorratsbereich in Verbindung steht, so dass über einen
Verbindungsabschnitt 14 Druckflüssigkeit aus einer Druckflüssigkeitszuführquelle,
die nicht abgebildet ist, zugeführt
wird. In einem stromaufwärts
gelegenen Teil des Flüssigkeitszuführabschnitts 5 ist
ein kegelförmiger
Abschnitt 15 so ausgebildet, dass er eine Gasströmung nicht
behindert. Darüber
hinaus sind auf beiden Seiten des Flüssigkeitszuführabschnitts 5 Eingriffsvorsprünge 16, 17 ausgebildet,
die mit den Eingriffsvertiefungen 18, 19 in Eingriff
kommen können,
die entweder in dem unteren Körper 3 oder
dem oberen Körper 4 oder
in beiden ausgebildet sind, damit die beiden Körper zueinander positioniert
werden können.
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Wie
in 3 dargestellt, sind bei dieser Ausführungsform
der untere Körper 3 und
der obere Körper 4 bis
auf einen Bereich, in den der Flüssigkeitszuführkanal 13 eingesetzt
wird, im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet und mit geneigten
Flächen 22, 23 und
geneigten Flächen 24, 25 hinter
und vor den Vertiefungen 20, 21 versehen, die
einen Montageraum für
den Flüssigkeitszuführabschnitt 5 begrenzen.
Weiterhin wird ein Verbindungsabschnitt 26 für Druckgas
in Verlängerung
der geneigten Flächen 22, 23 im
stromaufwärts
gelegenen Teil gebildet, damit das Druckgas aus einer Druckgaszuführquelle, nicht
abgebildet, zugeführt
werden kann. Darüber
hinaus ist ein kegelförmiger
Abschnitt 27, der in einem stromabwärts gelegenen Teil des Flüssigkeitszuführabschnitts 5 ausgebildet
ist, im Innern der geneigten Flächen 24, 25 im
stromabwärts
gelegenen Teil angeordnet. Zwischen diesen geneigten Flächen 24, 25 und
dem kegelförmigen
Abschnitt 27 sind Gaskanäle 28, 29 ausgebildet,
deren Querschnitt zu einer Zuführöffnung hin
verringert ist. Bei dieser Ausführungsform
wird das Druckgas aus den Gaskanälen 28, 29 in
die Flüssigkeitsströme eingespritzt,
die von oben und von unten aus den Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12 eingespritzt
werden, und die Flüssigkeit
und das Gas können
so in die jeweiligen Kanäle
eingespritzt werden, dass die Flüssigkeitsströme jeweils
von den Gasströmen
umgeben sind.
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Nachstehend
werden charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie
aus den Zeichnungen hervorgeht, ist im stromabwärts gelegenen Teil der Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12 und
der Gaskanäle 28, 29 ein
minimaler Drosselabschnitt 30 ausgebildet, der den kleinsten
Querschnitt hat, so dass in einem Zwischenraum stromaufwärts von
diesem minimalen Drosselabschnitt 30 das Entstehen eines Gemisches aus
der Flüssigkeit,
die aus den Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12 eingespritzt
wird, und dem Gas, das aus den Gaskanälen 28, 29 eingespritzt
wird, unterstützt
wird und die Erzeugung des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
beginnen kann. Eine obere und eine untere Wand dieses Zwischenraums stromaufwärts von
diesem minimalen Drosselabschnitt 30 sind kegelförmig, so
dass schräge
Flächen entstehen,
die stromabwärts
allmählich
den Querschnitt verringern, so dass das Vermischen des Gases und
der Flüssigkeit
verstärkt
wird und eine Verlangsamung der Flüssigkeit in Tropfenform eingegrenzt
wird. Wie in 4 und 5 abgebildet,
ist der Zwischenraum in einer Richtung, in der die Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12 angeordnet
sind, flach und sehr breit. Bei dieser Ausführungsform sind Zwischenwände 31, 32 von
der Mitte bis zum stromabwärts
gelegenen Teil vorhanden, die das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
in mehrere Kanäle
(Teilkanäle) 33 bis 35 unterteilen.
Anders ausgedrückt,
in dem breiten, flachen Zwischenraum entsteht ein flacher Strom
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
der durch die Zwischenwände 31, 32 unterteilt und über die
Kanäle 33 bis 35 in
die jeweiligen Strahlungsöffnungen 36 bis 38 eingeleitet
wird. Mit dieser Anordnung kann das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch,
wie vorher festgelegt, genau und stabil in die Kanäle 33 bis 35 unterteilt
werden, und bei dem allgemein flachen Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch,
das durch die aus den Strahlungsöffnungen 36 bis 38 ausgegebene
Ströme
entstanden ist, lassen sich Ausblasschwankungen zwischen der Mitte und
dem Randbereich ordnungsgemäß verhindern.
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Beim
Positionieren der Zwischenwände 31, 32 können die
Positionen der stromaufwärts
gelegenen Enden der Zwischenwände 31, 32,
d. h. das Positionsverhältnis
zwischen den Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12 und
den vorderen Enden der Zwischenwände 31, 32 und
der Abstand zwischen den Zwischenwänden 31 und 32 so
eingestellt werden, dass die Ströme
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
die die jeweiligen Kanäle 33 bis 35 durchqueren,
im Wesentlichen den gleichen Massenfluss pro Querschnittsfläche aufweisen,
wenn man die Einspritzbedingungen der Flüssigkeit aus den Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12,
die Einspritzbedingungen des Gases aus den Gaskanälen 28, 29 und
den Mischungszustand des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
berücksichtigt.
Dadurch ist der Massenfluss pro Querschnittsfläche der Ströme des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
die aus den Strahlungsöffnungen 36 bis 38 abgegeben werden,
im Wesentlichen gleich groß,
und es wird ein gleichmäßiger und
günstiger
Einspritzzustand erreicht. Zur näheren
Information sei angeführt,
dass das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch,
welches durch die Kanäle 33 bis 35 nach
unten strömt
und von den Zwischenwänden 31, 32 unterteilt
wird, während
des Herabfließens
weiter vermischt wird und als Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
in einem günstigeren
Mischungszustand aus den Strahlungsöffnungen 36 bis 38 nach
außen
abgegeben wird. Zwar sind die Querschnitte der Kanäle 33 bis 35 in
dieser Ausführungsform
so ausgelegt, dass sie stromabwärts
von dem minimalen Drosselabschnitt 30 allmählich zunehmen,
doch es ist auch möglich,
den Querschnitt konstant einzustellen. Ebenso ist es möglich, die
vordersten Enden der jeweiligen Kanäle 33 bis 35 an
der Position des minimalen Drosselabschnitts anzuordnen. Es sei
erwähnt,
dass bei Vergrößerung des
Querschnitts des minimalen Drosselabschnitts stromabwärts die
Strömungsrate
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
beschleunigt werden kann und es möglich ist, die Strömungsrate
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
wie bei einer Lavaldüse
bis auf Schallgeschwindigkeit oder noch weiter zu beschleunigen.
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Wie
in 4 abgebildet, sind die Zwischenwände 31, 32 bei
dieser Ausführungsform
so gestaltet, dass sie stromabwärts
allmählich
dünner
werden, um die Abstände
zwischen den benachbarten Strahlungsöffnungen 36 bis 38 zu
minimieren. Diese Zwischenwände 31, 32 können geschnitten,
integral gegossen oder Ähnliches
werden oder im Nachhinein zusätzlich
im unteren Körper 3 oder
im oberen Körper 4 oder
in beiden vorgesehen werden. Wenngleich bei dieser Ausführungsform
von den Zwischenwänden 31, 32 die
drei Kanäle 33 bis 35 entsprechend
den drei Flüssigkeitseinspritzöffnungen 10 bis 12 gebildet werden,
kann selbstverständlich
die Anzahl der Zwischenwände
je nach Bedarf geändert
werden. Wie in 6 dargestellt, sind die Strahlungsöffnungen 36 bis 38 so
angeordnet, dass die stromabwärts
gelegenen Enden der Kanäle 33 bis 35 offen
sind und so die Strahlungsöffnungen
bilden. Allerdings kann auch eine einzige Strahlungsöffnung mit
geeigneter Form, z. B. kreisförmig
oder rechteckig, im Mittelteil des stromabwärts gelegenen Endes der jeweiligen
Kanäle 33 bis 35 geschaffen
werden, oder aber es kann eine Vielzahl von Strahlungsöffnungen
parallel entlang der stromabwärts
gelegenen Enden dieser Kanäle 33 bis 35 vorgesehen
sein. Weiterhin können
die Enden der Zwischenwände 31, 32 in
einer Mittelposition der Kanäle 33 bis 35 des
Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
angeordnet sein. Hierbei werden die von den Zwischenwänden 31, 32 unterteilten Ströme des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches in
der Mitte zwischen den Enden der Zwischenwände 31, 32 und
den stromabwärts
gelegenen Einspritzöffnungen
wieder zusammengeführt,
um die Grenzen zwischen den Strömen
zu beseitigen und eine grenzenlose Strömung aus einer einzigen Strahlungsöffnung abge ben
zu können.
Die Ziffer 39 steht für
ein Bolzenanziehloch, durch das der untere Körper 3 und der obere
Körper 4 zusammengefügt werden.
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7 ist
ein Längsschnitt,
der eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
zeigt, 8 ist eine Schnittdarstellung derselben Ausführungsform in
horizontaler Richtung, und 9 ist eine
vergrößerte Ansicht,
die die Strahlungsöffnungen
zeigt. Bei der Strahlvorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform
handelt es sich um eine Abwandlung der oben beschriebenen ersten
Ausführungsform,
und sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsöffnungen 41 bis 43 anders
als bei der ersten Ausführungsform
nun wie in 9 parallel angeordnet sind. Dazu
sind die Zwischenwände 44, 45 in
der vorliegenden Ausführungsform
so ausgebildet, dass sie stromabwärts wie in 8 allmählich dicker
werden, so dass von den Zwischenwänden 44, 45,
gebildete Kanäle
(Teilkanäle) 46, 48 bis
zu den Strahlungsöffnungen 41 bis 43 reichen
und die Breite der Kanäle 46 bis 48 zu
den Strahlungsöffnungen 41 bis 43 hin allmählich abnimmt.
Wie in 7 abgebildet, nimmt zudem die Höhe der Kanäle 46 bis 48 stromabwärts allmählich zu,
und dies setzt sich bis zu den Strahlungsöffnungen 41 bis 43 fort,
und die Höhe
der Zwischenwände 44, 45 nimmt
dementsprechend stromabwärts
ebenfalls allmählich
zu. Anders ausgedrückt, die
Breite dieser Kanäle 46 bis 48 wird
in vertikaler Richtung stromabwärts
allmählich
vergrößert, so dass
die Kanäle 46 bis 48 in
einer Richtung flach und sehr breit werden können, die die Richtung kreuzt,
in der die Kanäle 46 bis 48 angeordnet
sind. Dementsprechend ist die Höhe
eines Düsenabschnitts 49 bei dieser
Strahlvorrichtung 40 größer eingestellt
als bei der ersten Ausführungsform.
Wenngleich der Düsenabschnitt 49 in
Richtung der flachen Strahlungsöffnungen 41 bis 43 bewegt
werden kann, lässt
sich der Düsenabschnitt 49 gemäß dieser
Ausführungsform weiterhin
in die Richtung bewegen, die die Strahlungsöffnungen 41 bis 43 kreuzt,
d. h. in die Richtung, in der diese Strahlungsöffnungen 41 bis 43 angeordnet
sind. Auf diese Art und Weise werden flache Ströme des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
parallel aus den Strahlungsöffnungen 41 bis 43 ausgegeben,
und bei einem einzigen Strahlhub erfolgt gleichzeitig eine mehrfaches
Ausblasen entsprechend der Anzahl vorhandener Strahlungsöffnungen, bei
dieser Ausführungsform
z. B. gleichzeitig ein dreifaches Ausblasen des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
aus den Strahlungsöffnungen 41 bis 43.
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10 ist
eine Schnittdarstellung in horizontaler Richtung, die eine dritte
erfindungsgemäße Ausführungsform
zeigt, und 11 ist ein Längsschnitt, der dieselbe Ausführungsform
teilweise vergrößert darstellt.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Strahlvorrichtung 50 eine Variante der ersten Ausführungsform
und dadurch gekennzeichnet, dass die Enden 57, 58 der
Zwischenwände 55, 56 zur
Unterteilung des Kanals für
das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
in drei Kanäle
(Teilkanäle) 52 bis 54 im
stromaufwärts
gelegenen Teil einer Strahlungsöffnung 59 in
einer Mittelposition angeordnet sind, wie in 10 dargestellt,
und dadurch, dass, wie oben beschrieben, die Ströme des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
die durch die Zwischenwände 55, 56 aufgeteilt
wurden, in einem stromabwärts
gelegenen Teil der Enden 57, 58 zusammengeführt werden, um
die Grenzen zwischen den Strömen
zu beseitigen, wodurch eine einheitliche Strömung entsteht, die aus einer
einzigen Strahlungsöffnung
ausgestoßen
wird. Wie aus 11 hervorgeht, sind die Enden 57, 58 der
Zwischenwände 55, 56 bei
der vorliegenden Ausführungsform
stufenförmig.
Indem der Vermischungsbereich an den Enden 57, 58 der
Zwischenwände 55, 56 länger eingestellt
ist, kann ein plötzliches
Zusammenführen
abgeschwächt
werden und ein sanfteres Zusammenführen des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
erreicht werden. Zur Information sei angeführt, dass bei schrägen Enden 57, 58 der
Zwischenwände 55, 56,
wie in 12 abgebildet, ein plötzliches
Zusammenführen
genauso abgeschwächt
werden kann und ein allmählicheres
Zusammenführen
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
ermöglicht
wird.
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13 ist
ein Längsschnitt,
der einen Düsenabschnitt
in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform
in vergrößertem Maßstab zeigt.
Bei dieser Ausführungsform
handelt es sich um eine Abwandlung der ersten Ausführungsform,
und im stromabwärts
gelegenen Teil der Zwischenwände 31, 32 ist eine
Stufe 60 ausgebildet. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
dass der hintere Teil der Stufe 60 bis zu den Strahlungsöffnungen 36 bis 38 verlängert ist
und die jeweiligen Ströme
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches,
die von den Zwischenwänden 31, 32 unterteilt
wurden, aus den Strahlungsöffnungen 36 bis 38 ausgegeben
werden, während
die Ströme
im stromabwärts
gelegenen Teil dieser Kanäle
(Teilkanäle)
teilweise zusammengeführt
werden, wodurch die Grenzen zwischen den einzelnen Strömen des
Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
verwischt bzw. aufgehoben werden. Anstelle der Stufe 60 kann
ein schräger
Teil 61 wie in 14 oder
ein gegabelter Teil 62 wie in 15 verwendet
werden.
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16 ist
ein Längsschnitt,
der eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform
zeigt,
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17 ist
eine Schnittansicht derselben Ausführungsform in horizontaler
Richtung, und
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18 ist
eine vergrößerte Ansicht
der Strahlungsöffnungen.
Im Gegensatz zu der ers ten Ausführungsform
ist die Strahlvorrichtung 63 der vorliegenden Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet, dass die Art der Gaszuführung auf ein System zum Ansaugen
der Umgebungsluft umgestellt ist. Mit anderen Worten sind bei der
Strahlvorrichtung 63 der vorliegenden Ausführungsform
ein unterer Körper 64 und
ein oberer Körper 65 im
Wesentlichen symmetrisch ausgebildet und Ansaugeinlässe 69, 70 im stromaufwärts gelegenen
Teil der Vertiefungen 67, 68, der einen Zwischenraum
zum Anbringen eines Flüssigkeitszuführabschnittes 66 begrenzt,
und geneigte Flächen 71, 72 in
einem stromabwärts
gelegenen Teil der Vertiefungen ausgebildet. Innen an den geneigten
Flächen 71, 72 im
stromabwärts
gelegenen Teil befindet sich ein kegelförmiger Abschnitt 73, der
im stromabwärts
gelegenen Teil des Flüssigkeitszuführabschnitts 66 ausgebildet
ist, wodurch Gaskanäle 74, 75 zwischen
den geneigten Flächen 71, 72 und
dem kegelförmigen
Abschnitt 73 entstehen und so der Querschnitt allmählich zu
einer Zuführöffnung hin
verkleinert werden kann. Bei dieser Ausführungsform wird die Flüssigkeit,
die durch ein Zuführrohr 76 für eine Druckflüssigkeit
zu dem Flüssigkeitszuführabschnitt 66 gelangt,
aus den Flüssigkeitseinspritzöffnungen 77 bis 79 eingespritzt,
und die Luft aus der Atmosphäre
wird durch die Ausstoßwirkung der
Flüssigkeitsstrahlströme aus den
Ansaugöffnungen 69, 70 angesaugt
und durch die Gaskanäle 74, 75 eingespritzt.
In einem Zwischenraum im stromaufwärts gelegenen Teil eines minimalen
Drosselteils 80 mit kleinstem Querschnitt werden diese
Flüssigkeit und
die Luft miteinander vermischt, so dass ein flaches Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
erzeugt wird, das durch die Kanäle 83 bis 85 (Teilkanäle), die durch
die Zwischenwände 81, 82 unterteilt
sind, durch die Strahlungsöffnungen 86 bis 88 nach
unten strömen.
Das Vermischen der Ströme
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
wird weiterhin unterstützt,
während
sie die Kanäle 83 bis 85 durchqueren,
und anschließend
werden sie als flache Strömung
des Gas/Flüssigkeitsgemisches
gut vermischt aus den Strahlungsöffnungen 86 bis 88 nach
außen geblasen.
Ebenso ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die
Enden der Zwischenwände 81, 82 in
der Mitte im stromaufwärts
gelegenen Teil der Strahlungsöffnung
anzuordnen, so dass das Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisch
an einer Stelle zwischen den Enden dieser Zwischenwände 81, 82 und
der Einspritzöffnung
zusammengeführt
wird und als einzelner Strahl ohne Unterteilung abgegeben wird. Weiterhin
kann an Stelle der Gaskanäle 74, 75 am Rand
des Flüssigkeitszuführabschnitts 66 ein
Gaskanal vorhanden sein, der nicht abgebildet ist, aber mit einem
Zwischenraum zwischen den Flüssigkeitseinspritzöffnungen 77 bis 79 und
dem minimalen Drosselteil 80 in Verbindung steht. Durch
diese Konstruktion kann das Gas durch den Unterdruck, der durch die
Aus stoßwirkung
der flüssigen
Strahlungsströme aus
den Flüssigkeitseinspritzöffnungen 77 bis 79 in dem
Zwischenraum auftritt, über
den Gaskanal angesaugt werden.
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Da
der Kanal des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
bei der vorliegenden Erfindung flach ist und der flache Kanal durch
die Zwischenwände
in mehrere Kanäle
(Teilkanäle)
unterteilt wird, so dass der Massenstrom pro Querschnittsfläche der Ströme des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches in
den jeweiligen Kanälen
(Teilkanälen)
im Wesentlichen gleich groß ist,
kann ein flacher Strahl, der vorteilhafterweise gleichmäßig ist,
vollkommen stabil erzeugt werden. Weiterhin ist es möglich, die
Enden der Zwischenwände
zum Unterteilen des Kanals an einer Mittelposition in dem Kanal
im stromaufwärts gelegenen
Teil der Einspritzöffnung
anzuordnen, wodurch die einzelnen durch die Zwischenwände unterteilten
Ströme
des Gas/Flüssigkeits-Strömungsgemisches
zusammengeführt,
die Grenzen zwischen den einzelnen Strömen aufgehoben und der zusammengeführte Strom
aus der einzigen Strahlungsöffnung als
günstiger,
nicht unterteilter Strahl ausgegeben wird.
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Wenngleich
die Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit einer gewissen Konkretheit
beschrieben worden ist, ist natürlich
davon auszugehen, dass die vorliegende Offenlegung der bevorzugten
Form in Konstruktionsdetails und im Hinblick auf die Kombination
und Anordnung von Teilen verändert
werden kann, ohne vom nachfolgend in den Ansprüchen definierten Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen.