EP3615223A1 - Fluidic assembly - Google Patents

Fluidic assembly

Info

Publication number
EP3615223A1
EP3615223A1 EP18719783.5A EP18719783A EP3615223A1 EP 3615223 A1 EP3615223 A1 EP 3615223A1 EP 18719783 A EP18719783 A EP 18719783A EP 3615223 A1 EP3615223 A1 EP 3615223A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluidic
fluid flow
flow
fluid
deflecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18719783.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jens Hermann WINTERING
Bernhard BOBUSCH
Oliver Krueger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDX Fluid Dynamix GmbH
Original Assignee
FDX Fluid Dynamix GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FDX Fluid Dynamix GmbH filed Critical FDX Fluid Dynamix GmbH
Publication of EP3615223A1 publication Critical patent/EP3615223A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/08Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape of pulsating nature, e.g. delivering liquid in successive separate quantities ; Fluidic oscillators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42Details
    • A47L15/4278Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02Cleaning by the force of jets or sprays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/46Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
    • B60S1/48Liquid supply therefor
    • B60S1/52Arrangement of nozzles; Liquid spreading means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/08Liquid supply or discharge arrangements
    • D06F39/088Liquid supply arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/008Arrangement of fuel passages inside of injectors

Definitions

  • the invention relates to a fluidic assembly according to the preamble of claim 1.
  • the fluidic assembly is provided for generating a moving fluid jet.
  • nozzles are known for generating a moving fluid jet, which are set in motion by means of a kinematics or a (movable) device.
  • the kinematics or (mobile) device comprises moving components that are exposed to high wear. The costs associated with manufacturing and maintenance are correspondingly high.
  • due to the moving components a relatively large overall space is required.
  • fluidic components are also known which generate a fluid jet oscillating in a plane.
  • the fluidic components do not include any movable components that serve to generate a motile fluid flow. As a result, they do not have the disadvantages resulting from the moving components compared to the nozzles mentioned at the outset.
  • the fluid flow which can be generated with the previously known fluidic components moves primarily in a plane (oscillation plane) and not in a three-dimensional space.
  • three-dimensional movement of the fluid jet may increase its cleaning performance in some applications, such as dishwashers and washing machines.
  • a so-called divergent component of the component is increased perpendicular to the oscillation plane, as is known, for example, from US 7014131 B1, US Pat. No. 7,134,609 B1 or US 2006/0065765 A1.
  • the divergent portion of the fluidic component is located downstream of the outlet of the component.
  • the present invention has for its object to provide a device which is adapted to produce a compact, three-dimensionally moving fluid jet, wherein the device has a high reliability and a correspondingly lower maintenance.
  • the fluidic assembly comprises a fluidic component having a flow chamber.
  • the flow chamber can be flowed through by a fluid flow, which enters the flow chamber through an inlet opening of the flow chamber and exits the flow chamber through an outlet opening of the flow chamber.
  • at least one means for forming an oscillation of the fluid flow is provided.
  • the means for forming an oscillation may, for example, be at least one bypass duct. Alternatively, other means for forming an oscillation of the fluid flow may be provided.
  • This fluidic component predetermines a basic flow direction of the fluid flow for the fluidic assembly.
  • the fluid may be a gaseous, liquid or multiphase flowable medium which may also be particulate.
  • the fluid entering the flow chamber through the inlet port may be pressurized from 0.0002 to 2500 bar (relative to ambient pressure).
  • the pressure can be between 0.005 and 1800 bar.
  • Particularly preferred is a pressure range between 0.05 and 1100 bar.
  • white goods household appliances, especially washing machines and dishwashers
  • a pressure in the range of 0.001 bar to 6 bar is advantageous.
  • a pressure range of 0, 1 bar to about 14 bar is advantageous.
  • the fluidic assembly is characterized in that a device for deflecting the oscillating fluid flow, which from the outlet opening of the fluidic component outlet, is provided, wherein the deflection of the oscillating fluid flow is temporally variable.
  • the deflection is achieved by transferring kinetic energy to the fluid stream exiting the fluidic component.
  • a time-varying deflection means that, for example, the extent and / or the direction of the deflection change / change over time. The temporal change of the diversion can be made in particular periodically.
  • the device for deflecting preferably acts on the fluid flow only at or downstream of the outlet opening of the fluidic component. In this way, it is achieved that a fluid jet emerges from the fluidic assembly which temporally changes its direction of movement in three dimensions.
  • a fluid jet can be generated, which has a circular, elliptical or approximately rectangular cross-section or radiates a Lissajous figure.
  • a three-dimensional movement profile of the fluid jet is advantageous, inter alia, for mixing processes and cleaning applications.
  • the device for deflecting the fluid flow provides time-variable means for deflecting the fluid flow. This means serves to transfer energy to the fluid flow, which results in a deflection of the fluid flow.
  • the amount of the agent and / or the direction from which the agent is provided may be time-varying.
  • the means for redirecting can be provided in a pulse-like manner.
  • the means for deflecting the fluid flow may in particular comprise a fluid.
  • the fluid may be identical to the fluid to be diverted from the fluidic component or different from the fluid to be diverted. In the latter case, different fluids can be mixed together in this way, without additional Standswegnern must be provided.
  • the fluid that is provided by the device for deflection also oscillates. This can be achieved that the resulting fluid flow in two (or more levels) oscillates and so three-dimensional forms.
  • the device for deflection as a means for deflection provides a fluid
  • the device for deflection before a side flow direction for the fluidic assembly while the fluidic component specifies a basic flow direction of the fluid flow for the fluidic assembly.
  • the device for deflection can be referred to as a secondary current generator and the fluidic component as a main current generator.
  • the device for deflecting the fluid flow may alternatively comprise a cooling or heating device.
  • Other alternative devices include piezoelectric elements, shape memory alloys, or other so-called smart materials. Intelligent materials are understood to mean materials that react independently to changing environmental conditions without external regulation.
  • energy transmission (deflection) devices for arc generation or plasma generators are conceivable.
  • the fluidic assembly preferably has a divergent surface downstream of the outlet that faces the energy transfer device. Thus, the fluid jet can suck on this divergent surface and thus maintain the deflection.
  • the device for deflecting the fluid flow at least one so-called Zero Mass Flux element, such. B. a speaker.
  • Zero Mass Flux elements are elements that transmit a momentum without producing a mass flow, or a mass flow whose time average is zero.
  • a loudspeaker can generate a sound impulse for deflecting the fluid jet.
  • these alternative deflecting devices may increase the space required and increase the power consumption, and may include moving elements if desired.
  • the device for deflecting the fluid flow is arranged such that the means for deflecting the fluid flow acts on the oscillating fluid flow in such a way that the oscillating fluid flow is deflected out of its oscillation plane (variable in time). It can thus be achieved that the fluid flow emerging from the outlet opening and oscillating in one plane now moves in a three-dimensional space.
  • the device for deflecting the fluid flow may for example be arranged such that the means for deflecting the fluid flow acts substantially along an axis or a plane on the fluid flow, which is an angle greater than 0 °, with the Oszillationsebene the oscillating fluid flow includes.
  • the angle can, for example, between 30 ° and 150 °.
  • an angle of substantially 90 ° is an angle of substantially 90 °. If the deflection of the fluid flow by the means for deflecting in a plane changes periodically, then a fluid jet can be generated which oscillates or pulses in two different planes, namely the oscillation plane which is predetermined by the fluidic component and the plane which is determined by the fluidic component Device or the means for deflection is specified. Provided that not only the extent of the deflection, but also the direction from which the means for the deflection acts on the fluid flow, changes over time, oscillates or pulsates the resulting fluid jet in more than two levels. By suitable modulation of the extent of the deflection and the direction from which the means for the deflection acts on the fluid flow, an arbitrary course of the fluid flow can be generated.
  • the means for deflection along an axis (in a plane) from one direction, from the opposite direction (or from a direction other than one direction) or from both directions acts on the fluid flow.
  • the means for deflection acts on the fluid flow from both directions, it can be provided in particular that the intensity with which the agent acts on the fluid flow from both directions at any given time is of different magnitude.
  • the agent may alternately act on the fluid flow from one direction and the other (opposite) direction.
  • the intensity from each direction can oscillate between 0% and 100% in each case, the phases of the oscillation being shifted for the two directions.
  • the device for deflecting the fluid flow is arranged such that the means for deflecting the fluid flow acts directly on the outlet opening of the flow chamber of the fluidic component to the fluid flow. Immediately at the outlet opening, the oscillation of the fluid flow is completely formed and not yet disturbed by external influences (geometries, pressure).
  • the device for deflecting the fluid flow from the means for deflecting the fluid flow can be flowed through.
  • the device for deflecting the fluid flow may comprise a fluidic component.
  • the means for deflection may be in particular a fluid here.
  • the fluidic assembly comprises two fluidic components. On the one hand, the first fluidic component, whose fluid flow is to be deflected, and on the other hand, the second fluidic component, the part of Device for deflection is. Since, in particular, the first fluidic component predefines the fluid flow direction, this can also be referred to as the main flow generator, while the second fluidic component can be referred to as a secondary flow generator.
  • the oscillation plane of the first fluidic component and the oscillation plane of the second fluidic component may include an angle that is greater than 0 °. This angle can be between 30 ° and 150 °. Particularly preferred is an angle of substantially 90 °.
  • the first and the second fluidic component may be identical or different in size, shape and / or functional principle.
  • the device for deflecting may comprise a separator in order to divide the means of deflection into at least two branches.
  • the separator may be arranged downstream of the second fluidic component.
  • the fluid exiting from this second fluidic component may flow into the separator and be split into at least two branch streams.
  • the separator may have an inlet opening and at least two outlet openings.
  • the outlet openings of the separator can be arranged in a plane which lies in or parallel to the oscillation plane of the second fluidic component arranged upstream.
  • the outlet openings may be spaced apart from one another such that they are alternately flowed through by the oscillating fluid flow exiting from the second fluidic component.
  • the separator can convert the oscillating fluid flow of the second fluidic component into a binary (pulsating) flow signal.
  • the cross-sectional area of each of the at least two outlet openings is larger than the cross-sectional area of the inlet opening.
  • the separator (downstream) can open into at least two supply lines, each having at least one inlet opening and at least one outlet opening.
  • each supply line comprises exactly one inlet opening and exactly one outlet opening.
  • the number of supply lines may correspond to the number of outlet openings of the separator, each outlet opening of the separator being associated with a supply line.
  • the The speed of the means for deflection in the supply lines in the time average as low as possible, so that the means for deflection in the supply lines at a speed between 0 and the maximum speed or between a negative maximum speed and a positive maximum speed pulses. In the latter case, the means for deflecting alternately flows out of the supply lines and back into the supply lines.
  • the at least two supply lines can be directed to the oscillating fluid flow (of the first fluidic component) to be deflected, the at least two supply lines (or the outlet openings of the supply lines) on either side of the oscillation plane of the oscillating fluid flow (of the first fluid path) fluidic component) are directed to the oscillating fluid flow (of the first fluidic component).
  • the at least two supply lines can be arranged such that they provide the means for deflection on both sides of the oscillation plane of the oscillating fluid flow (of the first fluidic component) directed onto the oscillating fluid flow (of the first fluidic component).
  • the dimensions and geometries of the at least two supply lines may be selected such that the at least two supply lines (or the outlet openings of the supply lines) extend to the outlet opening of the (first) fluidic component, from which the fluid flow to be diverted emerges.
  • the at least two supply lines (or the outlet openings of the supply lines) at the outlet opening of the (first) fluidic component can each extend at least over the entire width of the outlet opening of the (first) fluidic component.
  • the width of the outlet opening of the (first) fluidic component is defined parallel to the oscillation plane of the exiting fluid flow to be deflected, the width being substantially perpendicular to the main propagation direction of the fluid flow, which moves as intended from the inlet opening to the outlet opening (of the first fluidic component), extends.
  • the at least two supply lines provide the means for the deflection over the entire width of the outlet opening of the (first) fluidic component.
  • the at least two supply lines can provide the means for the deflection only over a portion of the width of the outlet opening of the (first) fluidic component or over the entire width of the outlet opening of the (first) fluidic component and beyond.
  • the invention further relates to a fluidic component (sewer component) according to the preamble of claim 19.
  • the sewer component comprises a flow chamber, which of a Fluid flow can be flowed through which enters the flow chamber through an inlet opening of the flow chamber and emerges from the flow chamber through an outlet opening of the flow chamber, wherein the fluidic component has at least one means for forming an oscillation of the fluid flow at the outlet opening.
  • the cup component is characterized in that the at least one means for forming an oscillation comprises an odd number of bypass channels, which is greater than 1. With the cup component, a three-dimensionally moving fluid flow can be generated. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
  • the invention further relates to an injection system, a fluid mixing system, a fluid distribution system, a cooling system, a fire extinguishing system and a cleaning device, each comprising the fluidic assembly according to the invention and / or the cup component according to the invention.
  • the injection system is provided for injecting a fuel into an internal combustion engine, which is used for example in motor vehicles.
  • an embodiment of the fluidic assembly can be used which comprises two fluidic components: a first fluidic component, the fluid flow is changed over time by the device for deflection, and a second fluidic component as a device for deflection.
  • the first and the second fluidic component can be flowed through by different fluids, in particular by a fuel (first fluidic component) on the one hand and by air (second fluidic component) on the other hand.
  • the cleaning device is in particular a dishwasher, a washing machine, an industrial cleaning system or a high-pressure cleaner.
  • the fluid distribution system may in particular be a sprinkler system, a lawn sprinkler or a crop protection distribution system.
  • the fluid distribution system can also be designed as a cooling system or fire extinguishing system. Due to the dynamic movement of the exiting fluid jet, the cooling performance or the fire-extinguishing performance of such a cooling system or fire extinguishing system can be massively increased.
  • FIG. 1 is an external view of a fluidic assembly according to a
  • Embodiment of the invention a wire representation of the fluidic assembly of Figure 1 for visualization of the inner functional geometry; a view of the inner functional geometry of Figure 2 as a negative; an enlarged view of the section A of Figure 3; five snapshots (Figures I to V) of the fluid flow in the fluidic assembly of Figures 1 to 4 to illustrate the dynamics of the emerging from the fluid assembly fluid jet; a sectional view of the fluidic assembly of Figure 1 along the plane Si; an enlarged view of the detail B of Figure 6; a sectional view of the fluidic assembly of Figure 1 along the plane S2; an enlarged view of the section C of Figure 8; a sectional view (Figure I) of the fluidic component of Figure 8, which is used in the fluidic assembly of Figures 1 to 9 as a main flow sensor, and a sectional view ( Figure II) of a fluidic component that can be used in the fluidic assembly alternatively as the main current generator ; an enlarged sectional view ( Figure I) of the separator of the fluidic assembly of Figure 6 and a sectional
  • FIG. 14 is an enlarged view of the separator and the supply lines of the fluidic assembly of Fig. 13; two snapshots ( Figures I and II) of the oscillating beam emerging from the fluidic assembly of Figures 1-9, the snapshots showing the oscillating beam at the same time from two different directions of view;
  • FIG. 16 shows a side view of the inner functional geometry of a cup component according to an embodiment as a negative
  • FIG. 17 is a plan view of the cup member of FIG. 16; FIG.
  • FIG. 18 is another side view of the cup member of FIG. 16; FIG.
  • FIG. 19 is a perspective view of the cup member of FIG. 16; FIG.
  • Fig. 20 is a sectional view of the cup member of Figure 16 along the line
  • Fig. 21 is a sectional view of the cup member of Figure 18 along the line
  • Embodiment for visualizing the inner function geometry Embodiment for visualizing the inner function geometry.
  • FIG. 1 shows schematically the outer view of a fluidic assembly 1 according to an embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows the fluidic assembly 1 of Figure 1, wherein the inner functional geometry of this embodiment is visualized as a wire representation.
  • the fluidic assembly 1 comprises two inlet openings 2a, 2b and one outlet opening 3.
  • the outlet opening 3 is fluidically connected to each of the two inlet openings 2a, 2b.
  • the first inlet opening 2a is fluidly connected to the outlet opening 3 via a first conduit 21a and a first fluidic geometry I
  • the second inlet opening 2b is fluidically connected to the outlet opening 3 via a second conduit 21b and a second fluidic geometry II.
  • the fluidic partial geometries I and II are arranged downstream of the lines 21 a and 21 b.
  • the fluidic partial geometries I and II provide the function of the fluidic assembly 1 Relevant cavity.
  • the lines 21 a and 21 b may be formed arbitrarily.
  • only one inlet opening can be provided, followed by a line which divides downstream into two branches in order to feed the two partial geometries I and II.
  • the fluidic assembly 1 can be traversed by a fluid which enters the fluidic assembly 1 via the inlet openings 2a, 2b and exits the fluidic assembly 1 via the outlet opening 3.
  • a fluid flow is generated by the interaction of the two partial geometries I and II, which performs a three-dimensional movement in space at the outlet opening 3.
  • the fluid may be liquid, gaseous or multiphase and optionally also be charged with solid particles.
  • different fluids can be supplied to the two partial geometries I and II.
  • the first fluidic partial geometry I is shown in particular in FIGS. 3, 4, 8 and 9, and the second fluidic partial geometry II in particular in FIGS. 3, 6 and 7.
  • FIG. 3 shows the relative arrangement of the two partial geometries I and II relative to one another (for the embodiment of the fluidic assembly 1 of Figures 1 to 9).
  • the fluidic partial geometries I and II are fluidically connected to one another at the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1.
  • the first fluidic part geometry I comprises a first fluidic component 4 (main flow generator) and generates a fluid flow oscillating in an oscillation plane.
  • the second fluidic part geometry II forms a device for deflecting the fluid flow of the first fluidic component 4 and comprises a second fluidic component 5 (secondary flow sensor), which is followed downstream by a separator 6, followed by two supply lines 7, into which the separator 6 opens.
  • a second fluidic component 5 secondary flow sensor
  • the main flow generator (the first fluidic component) 4 comprises a flow chamber 400, which can be traversed by a fluid flow which enters the flow chamber 400 through an inlet opening 401 and exits through an outlet opening 402 from the flow chamber 400 of the main flow generator 4.
  • the centers of the inlet opening 401 and the outlet opening 402 lie on an axis X4, which defines the main flow direction of the fluid within the first fluidic component 4.
  • the flow chamber 400 includes a main flow channel 403 and two bypass channels (feedback channels) 404.
  • the bypass channels 404 are provided as means for forming an oscillation of the fluid flow.
  • the bypass channels 404 and the main flow channel 403 are arranged substantially in a plane, wherein the Main flow channel 403 between the two bypass channels 404 is arranged.
  • a fluid flow is generated by means of the two bypass channels 403, which oscillates in an oscillation plane which is parallel to the plane in which the two bypass channels 404 and the main flow channel 403 are arranged.
  • the fluid flow oscillates between two maximum deflections which define the oscillation angle ⁇ of the fluid flow of the main flow generator 4.
  • the oscillation angle ⁇ of the main current generator 4 can be ⁇ 1 ° to ⁇ 89 °, wherein the oscillation angle ⁇ is defined here in the oscillation plane with respect to the axis X 4 of the main current generator 4.
  • the oscillation angle ⁇ of the main current generator 4 is preferably ⁇ 2.5 ° to ⁇ 70 °.
  • the oscillation angle ⁇ of the main current generator is 4 ⁇ 2.5 ° to ⁇ 60 °.
  • the oscillation angle ⁇ is adjustable depending on the application of the fluidic assembly 1.
  • the oscillation angle ⁇ is mainly influenced by the geometry of the skin current generator 4.
  • other fluidic device types may also be used as the main flow transmitter 4, for example, those which generate an oscillating fluid jet by means of colliding fluid jets or otherwise (without bypass channels). It is only essential that the main current generator 4 generates a reciprocating, ie oscillating fluid jet.
  • the secondary current generator (the second fluidic component) 5 corresponds to the principle of operation of the main flow sensor 4.
  • the secondary flow sensor 5 ( Figures 6 and 12) comprises a flow chamber 500, which is traversed by a fluid flow, which enters the flow chamber 500 through an inlet opening 501 and through a Outlet opening 502 exits the flow chamber 500.
  • the centers of the inlet opening 501 and the outlet opening 502 lie on an axis Xs, which predefines the main flow direction within the second fluidic component 5.
  • the flow chamber 500 includes a main flow channel 503 and two bypass channels (feedback channels) 504.
  • the bypass channels 504 are provided as means for forming an oscillation of the fluid flow.
  • the bypass ducts 504 and the main flow duct 503 are arranged substantially in one plane, the main duct 503 being arranged between the two bypass ducts 504.
  • a fluid flow is generated by means of the two bypass channels 503, which oscillates in an oscillation plane which is parallel to the plane in which the two bypass channels 504 and the main flow channel 503 are arranged.
  • the fluid flow oscillates between two maximum deflections which define the oscillation angle ⁇ of the fluid flow of the secondary flow sensor 5.
  • the oscillation angle ⁇ of the secondary current generator 5 can ⁇ 0.25 ° to ⁇ 85 °, wherein the oscillation angle ⁇ is defined here in the oscillation plane with respect to the axis Xs of the secondary current generator 5.
  • the oscillation angle ⁇ of the secondary current generator 4 is ⁇ 1 ° to ⁇ 70 °.
  • the oscillation angle ⁇ of the secondary current generator 4 ⁇ 2.5 ° to ⁇ 50 °.
  • different fluidic device types can be used as a secondary current generator.
  • the so-called feedback-free fluidic components may be used or components which generate an oscillating flow by means of colliding jets or by interacting vortices or recirculation regions within the component.
  • the oscillation plane of the main current generator 4 and the oscillation plane of the secondary current generator 5 enclose an angle of substantially 90 ° with each other.
  • the main flow channel 403 of the main current generator 4 and the main flow channel 503 of the secondary current generator 5 have in the embodiment of Figure 3 slightly different shapes. Alternatively, they can also be shaped the same. In principle, therefore, identical or different fluidic components can be used as the main current generator 4 and as a secondary current generator 5.
  • the secondary current generator 5 and the main current generator 4 are arranged coaxially with one another. This means that the axis X 4 and the axis Xs are aligned coaxially.
  • the axis X * and the axis Xs may also be aligned collinearly (parallel) or approximately parallel to one another. Other relative arrangements of the axes X * and Xs are possible.
  • the axes X * and Xs include an angle of 90 °.
  • the separator 6 (FIGS. 3 and 6) is arranged downstream of the second fluidic component (of the secondary flow transmitter) 5 and can be flowed through by the fluid flow emerging from the secondary flow transmitter 5.
  • the separator 6 has an inlet opening 601 and two outlet openings 602, wherein the inlet opening 601 of the separator 6 corresponds to the outlet opening 502 of the secondary flow sensor 5.
  • the outlet openings 602 of the separator 6 are arranged in a plane corresponding to the oscillation plane of the secondary current generator 5.
  • the fluid flow exiting from the secondary flow sensor 5 oscillates with the oscillation angle ⁇ between two maximum deflections.
  • the supply lines 7 can be traversed by the pulsating fluid jets.
  • the supply lines 7 each have an inlet opening 701 and an outlet opening 702.
  • the inlet opening 701 of each supply line 7 corresponds to an outlet opening 602 of the separator 6.
  • the fluid jets then flow in pulses through the outlet openings 702 of the supply lines 7 from the second fluidic part geometry II to interact with the fluid jet emerging from the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 ,
  • Figure 4 shows an enlarged view of the section A of Figure 3.
  • the main current generator 4 and the supply lines 7 are shown.
  • the outlet openings 702 of the supply lines 7 and the outlet opening 402 of the main current generator 4 each have a rectangular cross-section.
  • the cross-section may alternatively have the shape of an oval, trapezium, triangle, a rhombus, a polygon or a mixed shape.
  • the rectangular cross-sectional area of the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 is determined by the width bex and the depth ⁇ of the outlet opening 402 (see FIGS. 7 and 9).
  • the width bex extends parallel to the oscillation plane of the main current generator 4 and perpendicular to the axis X 4 of the main current generator 4, while the depth ⁇ perpendicular to the oscillation plane of the main current generator 4 and perpendicular to the axis X 4 extends.
  • the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1 also has a rectangular cross-sectional area.
  • the rectangular cross-sectional area of the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1 is determined in this embodiment by the width BEX of the outlet opening 402 of the skin current generator 4 and by the distance between the two outlet openings 702 from each other. This distance corresponds to the depth tex of the outlet opening 402 of the main current generator 4 (see FIG. 7).
  • the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1 and the outlet opening 402 of the main current generator 4 are the same size.
  • the outlet port 3 of the fluidic assembly 1 may be larger or smaller than the outlet port 402 of the mainstream transmitter 4.
  • the outlet width bsx of the fluidic assembly 1 may be 0.005 mm to 80 mm.
  • a width bex of 0.05 mm to 45 mm is preferred. Particularly preferred is a width bex between 0, 1 mm and 25 mm.
  • the outlet depth tex of the fluidic assembly 1 lies in the same value ranges as the outlet width bsx, wherein the outlet depth tex and the outlet width bex can vary in size within the mentioned ranges of values.
  • the outlet openings 702 of the supply lines 7 also each have a rectangular cross-sectional area.
  • the rectangular cross-sectional areas of the outlet openings 702 are the same size and shaped in this embodiment.
  • the size of each cross-sectional area is determined by the height h 70 2 of the outlet opening 702 and by the outlet width bsx of the outlet opening 702 (FIGS. 7 and 9).
  • the outlet width bsx of the outlet openings 702 of the supply lines 7 corresponds to the outlet width bsx of the outlet opening 402 of the main flow transmitter 4.
  • the outlet width bsx of the outlet openings 702 of the supply lines 7 extends parallel to the oscillation plane of the main flow generator 4 and perpendicular to the axis X 4 .
  • the height h 70 2 of the outlet openings 702 of the supply lines 7 extends parallel to the oscillation plane of the main current generator 4 and parallel to the axis XA.
  • the fluid of the secondary flow sensor 5 (FIG. 5) flows in a pulsed manner through the outlet openings 702 and is directed onto the fluid flow of the main flow generator 4 on both sides of the oscillation plane of the main flow generator 4.
  • the velocity of the fluid at the outlet ports 702 preferably oscillates between a maximum velocity and 0, or more preferably between two maximum velocities of different sign. In the latter case, the fluid flows alternately out of the outlet openings 702 of the supply lines 7 and back into the supply lines 7 by forming a transient, alternately unstable flow.
  • FIG. 5 shows, in five partial images I to V, a simulation of five staggered flow situations for a fluid flow, which flows through the fluidic assembly 1 from FIG. 3 and exits therefrom.
  • the fluidic partial geometries I and II are filled in the simulation with water at a temperature of 25 ° C.
  • the velocity of the fluid flow within the fluidic assembly 1 and on the projection surface 8 is normalized to the value 1.
  • the fluid flow is colored darker in Figure 5, the higher its speed.
  • the speed and pressure of the fluid flow hardly affect the operability of the fluidic assembly in the illustrated embodiment. So does the fluidic assembly 1 for very low input pressures of a few mbar up to several hundred bar, such. B. for the range of 0.002 bar to 2500 bar.
  • the pressure information is relative to the ambient pressure.
  • the velocity of the fluid flow 24, 25 in the main flow channels 403, 503 of the main flow transmitter 4 and the sub flow transmitter 5 influences the oscillation frequency of the fluid flows 24, 25 in the oscillation planes of the main flow generator 4 and the side flow sensor 5.
  • the exiting fluid flow 20 is deflected in different spatial directions and thus wandered three-dimensionally in space.
  • the path of movement of the exiting fluid flow 20 can have very different shapes on the projection surface 8.
  • the fluid flow 20 can strip off a rectangle or an oval line by line or quasi-chicane or the path of a standing and / or rotating eight.
  • the kinematics of the exiting fluid flow 20 is influenced by the oscillation frequency and the oscillation angle ⁇ of the fluid flow of the main flow transmitter 4 and by the pulsation frequency of the fluid flow of the secondary flow transmitter 5 in combination with the separator 6.
  • the homogeneity and / or the shape (round, oval, almost triangular, polygonal or rectangular projection surfaces and mixed forms thereof) of the exiting fluid flow 20 can be influenced.
  • the combination of the dynamically changing oscillation angle ⁇ and ß different movement tracks of the fluid flow can be generated.
  • the angle at which the fluid stream 20 exits the fluidic assembly 1 can be determined by impulse addition of the fluid flow 24 of the main flow generator 4 and the fluid flows 27 in the supply lines 7.
  • the main flow sensor 4 and the supply lines 7 (here in particular the outlet openings 702 and the angle ⁇ (FIG. 7)) can be adapted for different technical applications.
  • the depth of the component Hauptromgebers 4 upstream of the outlet opening 402 is denoted by t. 4
  • the component depth t 4 is defined perpendicular to the oscillation plane of the main current generator. 4
  • the component depth t 4 of the main rotor generator 4 may be constant (as in the embodiment of FIGS. 6 and 7) or may be tapered or enlarged downstream in the region of the outlet opening 402 ( ⁇ ).
  • the velocity of the fluid flow can be increased or decreased at a constant mass flow, whereby the oscillation angle ß of the secondary flow sensor 5 influenced can be.
  • the influence of the momentum transfer of the fluid streams in the supply lines 7 to the fluid flow of the main current generator 4 can change.
  • the oscillation angle ⁇ can be adjusted by varying the component depth of the main current generator 4.
  • the depth U of the main current generator 4 may be in the range between 0.005 mm and 90 mm.
  • a preferred depth t 4 is 0.04 mm to 50 mm.
  • a particularly preferred depth t 4 is in the range between 0.1 mm and 30 mm.
  • the height h 70 2 of the outlet openings 702 determines the length of the portion of the fluid flow of the main flow sensor 4 along the axis X 4 , which interacts with the emerging from the supply lines 7 fluid flow of the secondary flow sensor 5.
  • the height h 7 02 is dependent on the oscillation angle ß of the secondary flow sensor 5 and of the desired momentum transfer of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 to the fluid flow of the main current generator 4 adjustable.
  • the height h 70 2 can be between 0.01 mm to 35 mm.
  • a height h 70 2 of 0.02 mm to 24 mm, and especially advantageous is a height h 70 2 of 0.05 mm to 18 mm.
  • the height h 70 2 is less than or equal to a quarter of the component length l 4 of the main current generator. 4
  • the length l 4 of the main current generator 4 is the distance between the inlet opening 401 and the outlet opening 402 of the main current generator 4 along the axis X 4 (FIG. 8).
  • the inlet port 401 and the outlet port 402 are defined where the cross-sectional area of the fluidic component that the fluid stream passes when it enters the flow chamber 400 or exits the flow chamber is smallest (locally).
  • the length l 4 of Main current generator 4 can be between 0.01 mm and 500 mm.
  • a component length U of the main current generator 4 is preferably from 0.02 mm to 350 mm.
  • the supply lines 7 downstream of their inlet openings 701 initially have a constant height h 7 . Further downstream (for example, from half the length of the supply lines 7, the height h 7 downstream steadily decreases until at the outlet openings 702, the height h 70 2 reached.
  • the height h 7 is than the diameter of the supply lines 7 in the oscillation plane of the side stream encoder 5 and defined perpendicular to the flow direction of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 in the supply lines 7.
  • the supply lines 7 are directed to the fluid flow of the main current generator 4 on both sides of and beyond the oscillation plane of the main current generator 4.
  • the fluid flow of the secondary flow sensor 5 from the supply lines 7 impinges on the oscillation plane of the fluid flow of the main flow sensor 4 at an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is defined as the angle subtended by the oscillation plane of the main current generator 4 (or by the boundary walls of the main current generator 4 parallel to its oscillation plane) and a tangent to a mean curvature line 70 of the supply lines 7.
  • the mean curvature line 70 runs centrally through the supply lines 7.
  • the tangent is shown in FIG. 7 by way of example for a point on the middle curvature line 70 at the outlet opening 702 by a dotted line.
  • the angle ⁇ is different depending on the distance of the point on the average curvature line 70 of the outlet opening 702, wherein the angle ⁇ approaches 90 ° with decreasing distance.
  • the angle ⁇ for the point on the mean line of curvature 70 at the outlet opening 702 is 92 °.
  • the angle ⁇ may be between 30 ° and 150 ° (for the point on the mean line of curvature 70 at the outlet opening 702).
  • Preference is given to an angle ⁇ of 60 ° to 120 ° (for the point on the mean curvature line 70 at the outlet opening 702).
  • Particularly preferred is an angle ⁇ between 75 ° and 110 ° (for the point on the mean line of curvature 70 at the outlet opening 702).
  • the angle ⁇ determines the direction of the pulse of the fluid flow of the secondary flow sensor 5. In this way, the oscillation angle ß of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 can be influenced.
  • the supply lines 7 can be designed in the region of their outlet openings 702 such that the outlet openings 702 are as uniform or constant as possible Speed profile of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 is formed. It is advantageous if the speed profile over the height h 70 2 is slightly asymmetrical.
  • the velocity profile is preferably as constant as possible along the width b 7 of the feed lines 7 or the width bsx of the outlet openings 702 of the feed lines 7 (FIG. 9).
  • the width b 7 is the extension of the supply lines 7 transversely to the flow direction of the fluid flow in the supply lines 7 and substantially parallel to the oscillation plane of the fluid flow of the main flow sensor 4.
  • the width b 7 is initially constant and decreases then continues downstream until it reaches the width bsx at the outlet port 702.
  • the feed lines 7 can have at least one section in which the size of the cross-sectional area of the feed lines 7 decreases downstream.
  • the cross-sectional area is the area through which the fluid stream can flow. By such a convergent section, the fluid flow within the supply lines 7 can be accelerated.
  • a (divergent) section may be provided downstream of the convergent section, in which the size of the cross-sectional area of the supply lines 7 increases downstream.
  • the cross-sectional areas need not vary uniformly in all directions within the plane transverse to the flow direction in the convergent and divergent sections.
  • additional elements can alternatively be arranged in or on the supply lines 7, such as deflection vanes or (honeycomb / hexagonal) lattice structures.
  • the momentum of the fluid flow exiting the supply lines 7 is also determined by the cross-sectional areas of the outlet openings 702.
  • the deflecting feeders 7 are preferably shaped such that the cross-sectional area of the feed lines 7 upstream of the outlet opening 702 and in particular at the inlet opening 701 of the supply line 7 is greater than at the outlet opening 702.
  • the cross-sectional area of the outlet opening 702 is in particular 70% to 100% of the cross-sectional area of Feed lines 7 upstream of the outlet port 702 and 70% to 100% of the cross-sectional area of the inlet port 701 of the supply lines 7.
  • the cross-sectional area of the outlet port 702 should be 80% to 100% of the cross-sectional area of the supply lines 7 upstream of the outlet port 702 and 80% to 100%.
  • the cross-sectional area of the inlet opening 701 of the supply lines 7 amount.
  • the Cross-sectional areas of the supply lines 7 are rectangular in this embodiment. In principle, other cross-sectional surface shapes are also conceivable.
  • the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 is shown in section along the oscillation plane of the fluid flow of the main flow generator 4, a plan view of an outlet opening 702 of one of the two supply lines 7 and an outlet section 33 which adjoins the outlet opening 402 of the main flow generator 4.
  • the outlet section 33 is delimited on two opposite sides (parallel to the oscillation plane of the main flow generator 4) by one of the outlet openings 702 of the two supply lines 7 and on two opposite sides (perpendicular to the oscillation plane of the main flow generator 4) by a respective boundary wall 34 34 are slightly rounded at their end facing the main flow direction of the fluid flow end.
  • the rounded shape comprises a circle segment of radius r, which is defined in the plane of oscillation of the fluid flow of the main current generator 4.
  • the radius r can take the value zero in the extreme case, that is, that of the main flow direction of the fluid flow opposite end of the boundary wall 34 is formed as an edge.
  • the radius r can thus be between 0 mm and 15 mm, for example.
  • the end of the boundary wall 34 directed opposite to the main flow direction of the fluid flow is preferably rounded, so that the radius r is preferably greater than 0 mm.
  • the radius is r> 0 mm to 12 mm and particularly preferably> 0 mm to 7 mm.
  • the directed in the main flow direction of the fluid flow end of the boundary wall 34 is preferably formed as an edge, that is, that here the radius is equal to zero.
  • the boundary walls 34 enclose an angle ⁇ (in the oscillation plane of the main current generator 4).
  • This angle ⁇ can influence the oscillation angle ⁇ of the main current generator 4.
  • the oscillation angle ⁇ is limited by the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is equal to the oscillation angle ⁇ or greater than the oscillation angle ⁇ .
  • the angle ⁇ may, for example, assume values of 5 ° to 175 °. This angle is often determined by the available space.
  • FIG. 10 two different examples of fluidic components, which can be used as the main current generator 4 of the fluidic module 1, are shown in the partial images I and II.
  • the fluidic component of partial image I corresponds to the main current generator 4 of the fluidic module 1 from FIGS. 1 to 9.
  • the fluidic component from the partial image II corresponds to the fluidic component from partial image I.
  • bypass channels 404 are used to form an oscillating fluid flow.
  • separators 405 in the form of protrusions are provided in the fluidic component from the partial image II at the inlet of the bypass ducts 404.
  • a bulge 405 projects at the entrance of each bypass duct 404 over a section of the peripheral edge of the bypass duct 404 into the respective bypass duct 404 and changes its cross-sectional shape at this point while reducing the cross-sectional area.
  • Separators 405 influence and control the separation of the secondary streams from the main stream.
  • an outlet section 33 Downstream of the outlet opening 402, an outlet section 33 immediately adjoins, which widens steadily downstream in the plane of oscillation of the fluid flow of the main flow generator 4 from the outlet opening 402.
  • the outlet section 33 has a trapezoidal cross-section as viewed in the plane of oscillation of the fluid flow of the main flow sensor 4.
  • the outlet section 33 is delimited on two opposite sides (parallel to the oscillation plane of the main flow sensor 4) by one of the outlet openings 702 of the two supply lines 7 and on two opposite sides (perpendicular to the oscillation plane of the main flow sensor 4) by a respective boundary wall 34 33 extends along the main flow direction (along the axis X4 of the main flow transmitter 4, or along the height h 70 2 of the outlet openings 702 of the supply lines 7) over a length 133-
  • the length I33 is the distance of the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 and the outlet port 3rd the fluidic assembly 1 along the axis X 4 of the main current sensor 4.
  • the height h 70 2 of the exhaust ports 702 of the feed lines 7 may be different from the length I33 of the outlet portion 33 .
  • the height 70 2 of the exhaust ports 702 may be shorter than the h Length I33, with the Auslassöff tions 702 extend from the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 toward the outlet opening 3, but do not reach the outlet opening 3.
  • the material thickness h w of the downstream boundary wall of the supply lines 7 can be selected to be correspondingly high.
  • the outlet openings 702 of the supply lines 7 can also extend from the outlet opening 402 of the main flow generator 4 to the outlet opening 3.
  • the height h 70 2 of the outlet openings 702 and the length I33 of the outlet section 33 are the same.
  • the cross-sectional shape of the outlet portion 33 may be trapezoidal or have other shapes (rectangular, polygonal, triangular, oval, hybrid form thereof) as shown in panel II of FIG.
  • the width b33 of the outlet portion 33 can thus be constant or not constant.
  • the width b33 is preferably at least 65% of the width bsx of the outlet opening 402 of the main flow transmitter 4.
  • the width b33 is at least 80% of the width bsx of the outlet opening 402 of the main flow transmitter 4.
  • the width b33 of the outlet section 33 can change downstream (see FIG. Enlarge) that the boundary walls 34 include substantially the angle ⁇ .
  • the outlet openings 702 of the supply pipes 7 may be formed the same.
  • FIG. 11 two different embodiments of the separator 6 are shown in the partial images I and II.
  • the two separators 6 shown differ in the shape of the flow divider 603.
  • the flow divider 603 divides the oscillating fluid flow flowing from the inlet opening 601 into the separator 6 such that the oscillating fluid flow flows alternately through one of the two outlet openings 602.
  • two outlet openings 602 are shown.
  • the separator 6 can also have more than two outlet openings.
  • the speed of the fluid flow within the supply lines 7 and / or at the outlet openings 602 of the separator 6 is periodically briefly approximately 0 or the speed is reduced (to, for example, 75% of the maximum speed). It is particularly advantageous if the flow direction of the fluid changes periodically briefly, that is, the sign of the velocity field in the outflow direction changes periodically short-term.
  • two different embodiments of the separator 6 are suitable (in combination with the Maustromgeber 5). In this case, the secondary current generator
  • the first embodiment (partial image I) generates a substantially binary or digital flow pattern. This embodiment can be used at higher oscillation frequencies (from about 100 Hz). With this embodiment, at each outlet opening 702 of the supply lines 7, a flow signal which corresponds to almost a rectangular function can be generated, wherein the rectangular functions for the two outlet openings 702 are shifted from each other by half a phase. In the embodiment of part I, the fluid flow is not divided by a sharp edge, but is alternately directed into the outlet ports 602 by an inner curved wall 603 as a flow divider.
  • the curved wall 603 is arranged between the two outlet openings 602 and (viewed along the axis X5 in the fluid flow direction) arched outwards.
  • the curvature of the inner wall 603 creates a depression (indentation).
  • the cross-sectional area of the outlet openings 602 is greater than or equal to the cross-sectional area of the inlet opening 601. This can support the effect of the binary flow pattern.
  • cross-sectional areas of the outlet openings 602 that are larger than the cross-sectional area of the inlet opening 601 are advantageous.
  • the space between the inner curved wall 603 and the inlet opening 601 may be formed in shape and size such that there a vortex is generated. This vortex supports the aforementioned speed reduction or speed reversal at the outlet openings 702 of the feed lines 7. This also helps to support the effect of the binary flow pattern.
  • the second embodiment (Part II) produces a substantially analogous flow pattern.
  • the second embodiment is particularly advantageous for compressible fluids as well as for applications with low oscillation frequency (usually below 200 Hz).
  • the inner wall 603 is formed as a wedge which extends substantially along the axis X5 against the direction of fluid flow into the separator
  • FIGS. 13 and 14 show a further embodiment of the invention.
  • This embodiment differs from the embodiment of Figures 1 to 9 in particular by the relative arrangement of the first fluidic part geometry I and the second fluidic part geometry II.
  • the size ratios of the first fluidic part geometry I and the second fluidic part geometry II compared to the embodiment of Figures 1 to 9 are different.
  • the axis X 4 of the main current generator 4 and the axis Xs of the secondary current generator 5 are not arranged coaxially (successively), but the axes X 4 and Xs form an angle of substantially 90 ° with each other.
  • the oscillation planes of the main current generator 4 and the secondary current generator 5 also enclose an angle of substantially 90 ° with one another.
  • the geometry of the supply lines may differ from the embodiment of FIGS. 1 to 9.
  • the width b 7 (bsx) of the supply ducts 7 (the exhaust ports 702) is the diameter of the supply ducts 7 in the oscillation plane of the bypass sensor 5 and perpendicular to the flow direction of the fluid flow of the bypass sensor 5 in the supply ducts 7 defined.
  • the height h 7 (h 70 2) of the supply lines 7 is defined as the extension of the supply lines 7 transverse to the flow direction of the fluid flow in the supply lines 7 and substantially parallel to the plane of oscillation of the fluid flow of the main current generator 4. Accordingly, the definitions of the widths b 7 and bsx and the heights h 7 and h 70 2 in the two embodiments of Figures 1 to 9 and 13 and 14 are reversed.
  • the width b 7 of the supply lines is initially constant and then steadily increases downstream until it reaches the outlet port 702 reaches the width DEX.
  • the supply lines 7 have downstream of their inlet openings 701, first a constant height h. 7 Further downstream (for example, from half the length of the supply lines 7), the height h 7 downstream decreases steadily until it reaches the height h 70 2 at the outlet openings 702.
  • the width of the outlet opening 702 of the supply lines 7 may be up to 30% greater or smaller than the width bsx of the outlet opening of the main current generator 4. As a result, the manufacturability can be simplified.
  • the size of the cross-sectional area of the supply pipes 7 is preferably constant as much as possible along the extension direction of the supply pipes 7, despite the height and width of the supply pipes 7 changing along the extension direction of the supply pipes 7. However, the size of the cross-sectional areas downstream to the outlet ports 702 of the supply lines may decrease by up to 30%.
  • the cross-sectional area of the supply lines 7 in any portion of the supply lines between the inlet opening 701 and the outlet opening 702 is at most 30% smaller than the cross-sectional area of the inlet opening 701.
  • the cross-sectional area of the outlet opening 702 is preferably at most 30% less than the cross-sectional area of the supply line 7 upstream of the outlet opening 702. At low pressure applications of less than 250 bar inlet pressure, the deviation is preferably less than 20%.
  • FIG. 15 in sub-images I and II, two snapshots of the fluid flow emerging from the fluidic assembly according to FIGS. 1 to 9 are shown, wherein the two snapshots show the fluid flow at the same time, but from different directions. Between the two directions in the partial images I and II is an angle of approximately 80 °. It can be seen from the two figures that the fluidic assembly 1 generates a fluid jet which oscillates not only in one spatial plane but in two planes, and thus the fluid jet exerts a three-dimensional oscillation. This fluid flow has a nearly rectangular spray pattern. Such a spray pattern is suitable, for example, for cleaning and spray distribution applications.
  • fluidic components shown in the fluidic assembly according to the invention of Figures 1 to 15 are only exemplary.
  • fluidic components which generate oscillation by means of colliding fluid jets or by interacting vortices or recirculation regions or the other means for forming an oscillation of the fluid flow have as bypass channels (feedback-free fluidic components).
  • a fluidic component the so-called cup component
  • the cup component comprises (in contrast to the fluidic assembly 1 of Figures 1-15) only a fluidic geometry.
  • This fluidic geometry comprises a flow chamber 100, which can be traversed by a fluid flow which enters the flow chamber 100 through an inlet opening 101 and exits the flow chamber 100 through an outlet opening 102.
  • the inlet opening 101 and the outlet opening 102 each have a circular cross-sectional area. In principle, other shapes can be used.
  • the centers of the inlet opening 101 and the outlet opening 102 lie on an axis Xi, which defines the main flow direction within the cup member 10.
  • the flow chamber 100 includes a main flow channel 103 and five bypass channels (feedback channels) 104a-e.
  • the number of bypass channels 104a-e is only exemplary.
  • the cup member 10 may also have another odd number (at least three) of bypass channels.
  • the bypass ducts 104a-e are formed substantially identical. However, they can also be designed differently.
  • bypass ducts 104a-e branch off (immediately) downstream of the inlet port 101 from the main flow duct 103 and rejoin therewith (immediately) upstream of the outlet port 102.
  • the bypass ducts 104a-e are in the The main flow direction is first viewed from the inlet opening 101 directed to the outlet opening 102 and substantially reverse their direction just before the outlet opening 102.
  • the cross-sectional areas of the bypass channels 104a-e are round in this embodiment. However, the cross-sectional areas may be arbitrary.
  • the main flow channel 103 has chambers 1 10a-e, the number of which corresponds to the number of bypass channels 104a-e. Each chamber 110a-e is fluidly connected to a bypass duct 104a-e.
  • the chambers 1 10a-e are formed by the outer wall of the main flow channel 103 and open in the direction of the axis Xi. In the illustrated embodiment, the chambers 1 10a-e have a substantially semicircular outer wall in the sectional plane transverse to the axis Xi (FIG. 21). Other shapes, in particular asymmetric shapes, are possible as long as the chambers 1 10a-e are open towards the axis Xi. The shapes are preferably continuous and have a curvature.
  • the outer wall of the individual chambers 110a-e protrude into the flow chamber 100 to different degrees.
  • the outer wall of a chamber may be asymmetrical. That is, the boundary wall on one side of the chamber may protrude more into the flow chamber than on the other side of the chamber and / or the wall may be asymmetrically aligned on both sides of the chamber.
  • the extent to which the outer wall projects into the flow chamber at the individual sides of the chambers may be constant or vary over the length I of the cup component.
  • the chambers 110a-e may be twisted about the axis Xi.
  • the twist can vary in severity and can range from a few seconds to several degrees (even more than 360 °). Through the twisting can be achieved that the fluid is passed into the adjacent chamber 110a-e.
  • the main flow channel 103 with the individual chambers 110a-e is shaped such that the cross-sectional area of the main flow channel 103 transversely to the axis Xi initially increases from the inlet opening 101 downstream and then tapers again.
  • the outer wall of the tapered section encloses an angle ⁇ with the axis Xi.
  • the tapered portion is shorter than the enlarging portion (viewed along the axis Xi). For example, the enlarging portion may be twice as long as the tapered portion. At the transition between the enlarging portion and the tapered portion, the shape of the outer wall of the main flow passage 103 changes discontinuously.
  • the fluid flows through the inlet opening 101 into the main flow channel 103, where it predominantly rests against the wall of one of the five chambers 110a-e by the Coanda effect and flows in the direction of the outlet opening 102. Most of the fluid exits the cup member 10 through the outlet port 102. A small portion of the fluid does not exit the component 10, but enters the bypass channels 104a-e immediately upstream of the outlet port 102. Different amounts of fluid enter the individual bypass ducts 104a-e, with the majority flowing into the bypass duct 104a-e, which is connected to the chamber 110a-e, to whose wall the incoming fluid flow has been applied. In the bypass passages 104a-e, the fluid flows toward the inlet port 101.
  • the recirculating fluid portion passes from the bypass channels 104a-e, forcing the fluid entering through the inlet port 101 into a chamber other than the chamber that was predominantly filled in the previous cycle. Since no two chambers 110a-e and two bypass channels 104a-e are diametrically opposed, no oscillation can form in a plane in which the two chambers 110a-e and two bypass channels 104a-e are located. Rather, it is achieved that the fluid flow is alternately directed into the different chambers 110a-e and thus an outgoing fluid jet is generated, which moves three-dimensionally in space and thereby oscillates between several (here five) points. In order to generate the dynamically moved fluid jet, a transient flow is generated within the cup member 10. The movement of the exiting fluid flow can be influenced by the fluid velocity and the angle ⁇ .
  • the bypass ducts 104a-e may each be aligned with a preferred chamber 110a-e such that the fluid jet exiting the bypass ducts 104a-e directs the fluid flow entering the inlet port 101 into the corresponding preferred chamber 110a-e.
  • the length I of the cup component 10 can assume values of 0.1 mm up to 1 000 mm. Preferred lengths I are in the range between 0, 15 mm and 500 mm. The length is defined as the distance between the inlet port 101 and the outlet port 102 along the axis Xi, wherein the inlet port 101 and the outlet port 102 are respectively defined where the cross-sectional area of the fluidic component that the fluid stream passes when entering the flow chamber 100 enters or exits the flow chamber again, each (locally) is the smallest.
  • the cup member has downstream of the outlet port 102 a divergent portion 112 of length t ( Figure 18). The divergent share is optional. This divergent portion 112 can perform different tasks. One object is the bundling of the jet emerging from the outlet opening 102. The divergent portion can also be used to reduce or increase the oscillation angle of the outgoing beam.
  • FIG. 22 shows a cup component 10 according to a further embodiment.
  • This embodiment differs from that of Figures 16 to 21 in that the bypass ducts 104a-e are fluidically interrupted. Rather, only one approach to the inlet openings and outlet openings is provided in each case.
  • the approaches for the inlet openings and outlet openings can be connected, for example, with a pipe or hose.
  • the inlet opening of a bypass channel can be connected to the associated outlet opening.
  • the inlet opening of a bypass duct can also be connected to the outlet opening of another bypass duct.
  • the alignment of the bypass ducts can be adjusted individually and the course of movement of the fluid jet emerging from the cup component can be influenced.
  • the cup member 10 of Figure 22 is externally formed substantially in the shape of a cylinder, wherein the axis of rotation of the cylinder along the main flow direction of the cup member extends.
  • the outer shape is only an example and may differ from the cylindrical shape.

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Abstract

The invention relates to a fluidic assembly comprising a fluidic component, the fluidic component comprising a flow chamber through which a fluid can flow, said flow of fluid entering the flow chamber through an inlet of the flow chamber and leaving the flow chamber through an outlet of the flow chamber. The fluidic assembly comprises at least one means for oscillating the flow of fluid, the oscillation occurring in an oscillation plane. The fluidic assembly is characterised by a device for diverting the oscillating flow of fluid flowing out of the outlet of the fluidic component, the diverting of the flow being time-variable.

Description

Fluidische Baugruppe  Fluidic assembly
Die Erfindung betrifft eine fluidische Baugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die fluidische Baugruppe ist zur Erzeugung eines sich bewegenden Fluidstrahls vorgesehen. The invention relates to a fluidic assembly according to the preamble of claim 1. The fluidic assembly is provided for generating a moving fluid jet.
Aus dem Stand der Technik sind zur Erzeugung eines sich bewegenden Fluidstrahls Düsen bekannt, die mittels einer Kinematik beziehungsweise einer (beweglichen) Vorrichtung in Bewegung versetzt werden. Die Kinematik beziehungsweise (bewegliche) Vorrichtung umfasst bewegliche Komponenten, die hohem Verschleiß ausgesetzt sind. Die mit der Herstellung und Wartung verbundenen Kosten sind entsprechend hoch. Zudem ist aufgrund der beweglichen Komponenten insgesamt ein relativ großer Bauraum erforderlich. Zur Erzeugung eines beweglichen Fluidstroms (oder Fluidstrahls) sind ferner fluidische Bauteile bekannt, die einen in einer Ebene oszillierenden Fluidstrahl erzeugen. Die fluidischen Bauteile umfassen keine beweglichen Komponenten, die der Erzeugung eines beweglichen Fluidstroms dienen. Dadurch weisen sie im Vergleich zu den eingangs erwähnten Düsen nicht die aus den beweglichen Komponenten resultierenden Nachteile auf. From the prior art nozzles are known for generating a moving fluid jet, which are set in motion by means of a kinematics or a (movable) device. The kinematics or (mobile) device comprises moving components that are exposed to high wear. The costs associated with manufacturing and maintenance are correspondingly high. In addition, due to the moving components, a relatively large overall space is required. For generating a movable fluid flow (or fluid jet), fluidic components are also known which generate a fluid jet oscillating in a plane. The fluidic components do not include any movable components that serve to generate a motile fluid flow. As a result, they do not have the disadvantages resulting from the moving components compared to the nozzles mentioned at the outset.
Jedoch bewegt sich der Fluidstrom, der mit den bisher bekannten fluidischen Bauteilen erzeugt werden kann, vorrangig in einer Ebene (Oszillationsebene) und nicht in einem dreidimensionalen Raum. Eine dreidimensionale Bewegung des Fluidstrahls kann jedoch bei einigen Anwendungen, wie beispielsweise Geschirrspülern und Waschmaschinen, deren Reinigungsleistung steigern. Um bei den bisher bekannten fluidischen Bauteilen den Fluidstrahl senkrecht zur Oszillationsebene aufzuweiten, wird ein sogenannter divergenter Anteil des Bauteils senkrecht zur Oszillationsebene vergrößert, wie beispielsweise aus US 7014131 B1 , US 7134609 B1 oder US 2006/0065765 A1 bekannt ist. Der divergente Anteil des fluidischen Bauteils ist stromabwärts des Auslasses des Bauteils angeordnet. Ferner ist bekannt, mittels Störkörpern im Bereich des Auslasses den Fluidstrahl aufzuplatzen (US 7014131 B1 oder EP 1937412 B1 ). Eine weitere Möglichkeit ist, mehrere fluidische Bauteile derart zu stapeln, dass deren Oszillationsebenen im Wesentlichen parallel zu einander sind, wie beispielsweise aus US 7111800 B2 bekannt ist. Jedoch wird bei den genannten Methoden lediglich ein in einer Ebene oszillierender Fluidstrahl senkrecht zu dieser Ebene aufgeweitet. Eine dreidimensionale Bewegung eines kompakten Fluidstrahls am Auslass des Bauteils kann nicht erreicht werden. However, the fluid flow which can be generated with the previously known fluidic components moves primarily in a plane (oscillation plane) and not in a three-dimensional space. However, three-dimensional movement of the fluid jet may increase its cleaning performance in some applications, such as dishwashers and washing machines. In order to expand the fluid jet perpendicular to the plane of oscillation in the previously known fluidic components, a so-called divergent component of the component is increased perpendicular to the oscillation plane, as is known, for example, from US 7014131 B1, US Pat. No. 7,134,609 B1 or US 2006/0065765 A1. The divergent portion of the fluidic component is located downstream of the outlet of the component. It is also known to rupture the fluid jet by means of disruptive bodies in the area of the outlet (US 7014131 B1 or EP 1937412 B1). Another option is several fluidic components to be stacked such that their oscillation planes are substantially parallel to each other, as known for example from US 7111800 B2. However, in the methods mentioned, only a fluid jet oscillating in a plane is widened perpendicular to this plane. A three-dimensional movement of a compact fluid jet at the outlet of the component can not be achieved.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die ausgebildet ist, einen kompakten, sich dreidimensional bewegenden Fluidstrahl zu erzeugen, wobei die Vorrichtung eine hohe Ausfallsicherheit und einen entsprechend geringeren Wartungsaufwand aufweist. The present invention has for its object to provide a device which is adapted to produce a compact, three-dimensionally moving fluid jet, wherein the device has a high reliability and a correspondingly lower maintenance.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine fluidische Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a fluidic assembly with the features of claim 1. Embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Danach umfasst die fluidische Baugruppe ein fluidisches Bauteil, die eine Strömungskammer aufweist. Die Strömungskammer ist von einem Fluidstrom durchströmbar, der durch eine Einlassöffnung der Strömungskammer in die Strömungskammer eintritt und durch eine Auslassöffnung der Strömungskammer aus der Strömungskammer austritt. Zur Erzeugung eines an der Auslassöffnung in einer Oszillationsebene oszillierenden Fluidstroms ist mindestens ein Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms vorgesehen. Das Mittel zur Ausbildung einer Oszillation kann beispielsweise mindestens ein Nebenstromkanal sein. Alternativ können auch andere Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms vorgesehen sein. Dieses fluidische Bauteil gibt für die fluidische Baugruppe eine Grundströmungsrichtung des Fluidstroms vor. Das Fluid kann ein gasförmiges, flüssiges oder mehrphasiges, fließfähiges Medium sein, welches auch mit Partikeln behaftet sein kann. Das Fluid, das durch die Einlassöffnung in die Strömungskammer eintritt, kann mit einem Druck von 0,0002 bis 2500 bar (gegenüber dem Umgebungsdruck) beaufschlagt sein. Vorzugsweise kann der Druck zwischen 0,005 und 1800 bar liegen. Insbesondere bevorzugt ist ein Druckbereich zwischen 0,05 und 1100 bar. Für sogenannte weiße Ware (Haushaltsgeräte, insbesondere Waschmaschinen und Geschirrspüler) ist ein Druck im Bereich von 0,001 bar bis 6 bar vorteilhaft. Für Anwendungen zur Wasserverteilung, wie z. B. bei einem Rasensprenger oder einer Reinigungsbrause ist ein Druckbereich von 0, 1 bar bis ca. 14 bar vorteilhaft. Thereafter, the fluidic assembly comprises a fluidic component having a flow chamber. The flow chamber can be flowed through by a fluid flow, which enters the flow chamber through an inlet opening of the flow chamber and exits the flow chamber through an outlet opening of the flow chamber. For generating a fluid flow oscillating at the outlet opening in an oscillation plane, at least one means for forming an oscillation of the fluid flow is provided. The means for forming an oscillation may, for example, be at least one bypass duct. Alternatively, other means for forming an oscillation of the fluid flow may be provided. This fluidic component predetermines a basic flow direction of the fluid flow for the fluidic assembly. The fluid may be a gaseous, liquid or multiphase flowable medium which may also be particulate. The fluid entering the flow chamber through the inlet port may be pressurized from 0.0002 to 2500 bar (relative to ambient pressure). Preferably, the pressure can be between 0.005 and 1800 bar. Particularly preferred is a pressure range between 0.05 and 1100 bar. For so-called white goods (household appliances, especially washing machines and dishwashers), a pressure in the range of 0.001 bar to 6 bar is advantageous. For applications for water distribution, such. As in a lawn sprinkler or a cleaning spray, a pressure range of 0, 1 bar to about 14 bar is advantageous.
Die fluidische Baugruppe zeichnet sich dadurch aus, dass eine Vorrichtung zur Umlenkung des oszillierenden Fluidstroms, der aus der Auslassöffnung des fluidischen Bauteils austritt, vorgesehen ist, wobei die Umlenkung des oszillierenden Fluidstroms zeitlich veränderlich ist. Die Umlenkung wird durch Übertragung kinetischer Energie auf den Fluidstrom, der aus dem fluidischen Bauteil austritt, erreicht. Unter einer zeitlich veränderlichen Umlenkung ist zu verstehen, dass sich beispielsweise das Ausmaß und / oder die Richtung der Umlenkung zeitlich verändern / verändert. Die zeitliche Veränderung der Umlenkung kann insbesondere periodisch erfolgen. Vorzugsweise wirkt die Vorrichtung zur Umlenkung erst an beziehungsweise stromabwärts der Auslassöffnung des fluidischen Bauteils auf den Fluidstrom ein. Hierdurch wird erreicht, dass aus der fluidischen Baugruppe ein Fluidstrahl austritt, der zeitlich seine Bewegungsrichtung dreidimensional ändert. Je nach Ausgestaltung des fluidischen Bauteils und der Vorrichtung zur Umlenkung kann das Bewegungsprofil (und damit die räumliche Verteilung) des Fluidstrahls eingestellt werden. So kann beispielsweise ein Fluidstrahl erzeugt werden, der einen kreisförmigen, elliptischen oder annähernd rechteckigen Querschnitt aufweist oder eine Lissajous-Figur abstrahlt. Ein dreidimensionales Bewegungsprofil des Fluidstrahls ist unter anderem für Mischprozesse und Reinigungsanwendungen vorteilhaft. The fluidic assembly is characterized in that a device for deflecting the oscillating fluid flow, which from the outlet opening of the fluidic component outlet, is provided, wherein the deflection of the oscillating fluid flow is temporally variable. The deflection is achieved by transferring kinetic energy to the fluid stream exiting the fluidic component. A time-varying deflection means that, for example, the extent and / or the direction of the deflection change / change over time. The temporal change of the diversion can be made in particular periodically. The device for deflecting preferably acts on the fluid flow only at or downstream of the outlet opening of the fluidic component. In this way, it is achieved that a fluid jet emerges from the fluidic assembly which temporally changes its direction of movement in three dimensions. Depending on the configuration of the fluidic component and the device for deflecting the motion profile (and thus the spatial distribution) of the fluid jet can be adjusted. Thus, for example, a fluid jet can be generated, which has a circular, elliptical or approximately rectangular cross-section or radiates a Lissajous figure. A three-dimensional movement profile of the fluid jet is advantageous, inter alia, for mixing processes and cleaning applications.
Auf bewegliche Komponenten zur Erzeugung eines dreidimensional beweglichen Strahls kann in der erfindungsgemäßen Anordnung verzichtet werden, so dass hierdurch bedingte Kosten und Aufwendungen nicht anfallen. Zudem ist durch den Verzicht auf bewegliche Komponenten die Vibrations- und Geräuschentwicklung des erfindungsgemäßen fluidischen Bauteils relativ gering. Gemäß einer Ausführungsform stellt die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms zeitlich veränderlich ein Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms bereit. Dieses Mittel dient der Energieübertragung auf den Fluidstrom, die eine Umlenkung des Fluidstroms zur Folge hat. Bei einer zeitlich veränderlichen Bereitstellung kann beispielsweise die Menge des Mittels und / oder die Richtung, aus der das Mittel bereitgestellt wird, zeitlich veränderlich sein. Insbesondere kann das Mittel zur Umlenkung pulsartig bereitgestellt werden. Das Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms kann insbesondere ein Fluid umfassen. Das Fluid kann identisch sein mit dem umzulenkenden Fluid aus dem fluidischen Bauteil oder sich von dem umzulenkenden Fluid unterscheiden. Im letzteren Fall können auf diese Weise unterschiedliche Fluide miteinander vermischt werden, ohne dass zusätzliche Mischungsweglängen vorgesehen werden müssen. Vorzugsweise oszilliert ebenfalls das Fluid, das von der Vorrichtung zur Umlenkung bereitgestellt wird. Damit kann erreicht werden, dass der resultierende Fluidstrom in zwei (oder mehr Ebenen) oszilliert und sich so dreidimensional ausbildet. Sofern die Vorrichtung zur Umlenkung als Mittel zur Umlenkung ein Fluid bereitstellt, gibt die Vorrichtung zur Umlenkung eine Nebenströmungsrichtung für die fluidische Baugruppe vor, während das fluidische Bauteil eine Grundströmungsrichtung des Fluidstroms für die fluidische Baugruppe vorgibt. In diesem Fall kann die Vorrichtung zur Umlenkung als Nebenstromgeber bezeichnet werden und das fluidische Bauteil als Hauptstromgeber. Movable components for generating a three-dimensionally movable beam can be dispensed with in the arrangement according to the invention, so that this does not incur costs and expenses. In addition, by dispensing with movable components, the vibration and noise development of the fluidic component according to the invention is relatively low. According to one embodiment, the device for deflecting the fluid flow provides time-variable means for deflecting the fluid flow. This means serves to transfer energy to the fluid flow, which results in a deflection of the fluid flow. For example, in a time-varying deployment, the amount of the agent and / or the direction from which the agent is provided may be time-varying. In particular, the means for redirecting can be provided in a pulse-like manner. The means for deflecting the fluid flow may in particular comprise a fluid. The fluid may be identical to the fluid to be diverted from the fluidic component or different from the fluid to be diverted. In the latter case, different fluids can be mixed together in this way, without additional Mischungsweglängen must be provided. Preferably, the fluid that is provided by the device for deflection also oscillates. This can be achieved that the resulting fluid flow in two (or more levels) oscillates and so three-dimensional forms. If the device for deflection as a means for deflection provides a fluid, the device for deflection before a side flow direction for the fluidic assembly, while the fluidic component specifies a basic flow direction of the fluid flow for the fluidic assembly. In this case, the device for deflection can be referred to as a secondary current generator and the fluidic component as a main current generator.
Die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms kann alternativ eine Kühl- oder Heizvorrichtung umfassen. Andere alternative Vorrichtungen umfassen piezoelektrische Elemente, Formgedächtnislegierungen oder andere sogenannte intelligente Materialien. Unter intelligenten Materialien sind Materialien zu verstehen, die selbständig, ohne eine Regelung von außen, auf sich verändernde Umgebungsbedingungen reagieren. Außerdem sind zur Energieübertragung (Umlenkung) Vorrichtungen zur Lichtbogenerzeugung oder Plasmageneratoren denkbar. Bei Verwendung von Vorrichtungen zur Energieübertragung mittels Plasma, weist die fluidische Baugruppe vorzugsweise stromabwärts des Auslasses eine divergente Fläche auf, die der Vorrichtung zur Energieübertragung gegenüberliegt. Damit kann sich der Fluidstrahl an dieser divergenten Fläche ansaugen und somit die Auslenkung beibehalten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms mindestens ein sogenanntes Zero Mass Flux Element auf, wie z. B. einen Lautsprecher. Zero Mass Flux Elemente sind Elemente, die einen Impuls übertragen, ohne einen Massenstrom zu erzeugen beziehungsweise einen Massenstrom, dessen zeitliches Mittel Null ergibt. So kann ein Lautsprecher beispielsweise einen Schallimpuls zur Umlenkung des Fluidstrahls erzeugen. Jedoch können diese alternativen Vorrichtungen zur Umlenkung zu einer Vergrößerung des erforderlichen Bauraums und einer Erhöhung des Energieverbrauchs führen und gegebenenfalls bewegliche Elemente umfassen. The device for deflecting the fluid flow may alternatively comprise a cooling or heating device. Other alternative devices include piezoelectric elements, shape memory alloys, or other so-called smart materials. Intelligent materials are understood to mean materials that react independently to changing environmental conditions without external regulation. In addition, for energy transmission (deflection) devices for arc generation or plasma generators are conceivable. When using plasma energy transfer devices, the fluidic assembly preferably has a divergent surface downstream of the outlet that faces the energy transfer device. Thus, the fluid jet can suck on this divergent surface and thus maintain the deflection. According to a further embodiment, the device for deflecting the fluid flow at least one so-called Zero Mass Flux element, such. B. a speaker. Zero Mass Flux elements are elements that transmit a momentum without producing a mass flow, or a mass flow whose time average is zero. For example, a loudspeaker can generate a sound impulse for deflecting the fluid jet. However, these alternative deflecting devices may increase the space required and increase the power consumption, and may include moving elements if desired.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms derart angeordnet ist, dass das Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms derart auf den oszillierenden Fluidstrom einwirkt, dass der oszillierende Fluidstrom (zeitlich veränderlich) aus seiner Oszillationsebene herausgelenkt wird. Damit kann erreicht werden, dass der aus der Auslassöffnung austretende, in einer Ebene oszillierende Fluidstrom sich nun in einem dreidimensionalen Raum bewegt. So kann die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms beispielsweise derart angeordnet sein, dass das Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms im Wesentlichen entlang einer Achse oder einer Ebene auf den Fluidstrom einwirkt, die einen Winkel, der größer als 0° ist, mit der Oszillationsebene des oszillierenden Fluidstroms einschließt. Der Winkel kann beispielsweise zwischen 30° und 150° liegen. Besonders bevorzugt ist ein Winkel von im Wesentlichen 90°. Verändert sich die Umlenkung des Fluidstroms durch das Mittel zur Umlenkung in einer Ebene periodisch, so kann ein Fluidstrahl erzeugt werden, der in zwei unterschiedlichen Ebenen oszilliert beziehungsweise pulsiert, nämlich der Oszillationsebene, die durch das fluidische Bauteil vorgegeben wird und der Ebene, die durch die Vorrichtung beziehungsweise das Mittel zur Umlenkung vorgegeben wird. Sofern sich nicht nur das Ausmaß der Umlenkung, sondern auch die Richtung, aus der das Mittel zur Umlenkung auf den Fluidstrom einwirkt, zeitlich verändert, oszilliert beziehungsweise pulsiert der resultierende Fluidstrahl in mehr als zwei Ebenen. Durch eine geeignete Modulation des Ausmaßes der Umlenkung und der Richtung, aus der das Mittel zur Umlenkung auf den Fluidstrom einwirkt, kann ein beliebiger Verlauf des Fluidstroms erzeugt werden. In particular, it may be provided that the device for deflecting the fluid flow is arranged such that the means for deflecting the fluid flow acts on the oscillating fluid flow in such a way that the oscillating fluid flow is deflected out of its oscillation plane (variable in time). It can thus be achieved that the fluid flow emerging from the outlet opening and oscillating in one plane now moves in a three-dimensional space. Thus, the device for deflecting the fluid flow may for example be arranged such that the means for deflecting the fluid flow acts substantially along an axis or a plane on the fluid flow, which is an angle greater than 0 °, with the Oszillationsebene the oscillating fluid flow includes. The angle can, for example, between 30 ° and 150 °. Particularly preferred is an angle of substantially 90 °. If the deflection of the fluid flow by the means for deflecting in a plane changes periodically, then a fluid jet can be generated which oscillates or pulses in two different planes, namely the oscillation plane which is predetermined by the fluidic component and the plane which is determined by the fluidic component Device or the means for deflection is specified. Provided that not only the extent of the deflection, but also the direction from which the means for the deflection acts on the fluid flow, changes over time, oscillates or pulsates the resulting fluid jet in more than two levels. By suitable modulation of the extent of the deflection and the direction from which the means for the deflection acts on the fluid flow, an arbitrary course of the fluid flow can be generated.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Mittel zur Umlenkung entlang einer Achse (in einer Ebene) aus der einen Richtung, aus der entgegengesetzten Richtung (beziehungsweise aus einer anderen als der einen Richtung) oder aus beiden Richtungen auf den Fluidstrom einwirkt. Sollte das Mittel zur Umlenkung aus beiden Richtungen auf den Fluidstrom einwirken, so kann insbesondere vorgesehen sein, dass zu jedem Zeitpunkt die Intensität, mit der das Mittel aus beiden Richtungen auf den Fluidstrom einwirkt, unterschiedlich groß ist. So kann beispielsweise das Mittel abwechselnd aus der einen und der entgegengesetzten (anderen) Richtung auf den Fluidstrom einwirken. Ferner kann vorgesehen sein, dass mit abnehmender Intensität aus der einen Richtung die Intensität aus der entgegengesetzten (anderen) Richtung zunimmt, und vice versa. Insbesondere kann die Intensität aus jeder Richtung jeweils zwischen 0% und 100% oszillieren, wobei die Phasen der Oszillation für die beiden Richtungen verschoben sind. Thus, for example, it may be provided that the means for deflection along an axis (in a plane) from one direction, from the opposite direction (or from a direction other than one direction) or from both directions acts on the fluid flow. If the means for deflection acts on the fluid flow from both directions, it can be provided in particular that the intensity with which the agent acts on the fluid flow from both directions at any given time is of different magnitude. For example, the agent may alternately act on the fluid flow from one direction and the other (opposite) direction. Furthermore, it can be provided that, with decreasing intensity from one direction, the intensity increases from the opposite (other) direction, and vice versa. In particular, the intensity from each direction can oscillate between 0% and 100% in each case, the phases of the oscillation being shifted for the two directions.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms derart angeordnet, dass das Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms unmittelbar an der Auslassöffnung der Strömungskammer des fluidischen Bauteils auf den Fluidstrom einwirkt. Unmittelbar an der Auslassöffnung ist die Oszillation des Fluidstroms vollständig ausgebildet und noch nicht durch äußere Einflüsse (Geometrien, Druck) gestört. According to one embodiment, the device for deflecting the fluid flow is arranged such that the means for deflecting the fluid flow acts directly on the outlet opening of the flow chamber of the fluidic component to the fluid flow. Immediately at the outlet opening, the oscillation of the fluid flow is completely formed and not yet disturbed by external influences (geometries, pressure).
Insbesondere kann die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms von dem Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms durchströmbar sein. So kann die Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms ein fluidisches Bauteil umfassen. Das Mittel zur Umlenkung kann hier insbesondere ein Fluid sein. In dieser Ausführungsform umfasst die fluidische Baugruppe zwei fluidische Bauteile. Einerseits das erste fluidische Bauteil, dessen Fluidstrom umgelenkt werden soll, und andererseits das zweite fluidische Bauteil, das Teil der Vorrichtung zur Umlenkung ist. Da insbesondere das erste fluidische Bauteil die Fluidstromrichtung vorgibt, kann dieses auch als Hauptstromgeber bezeichnet werden, während das zweite fluidische Bauteil als Nebenstromgeber bezeichnet werden kann. In dieser Ausführungsform oszilliert einerseits das umzulenkende Fluid des ersten fluidischen Bauteils und andererseits das Fluid, das als Mittel zur Umlenkung durch das zweite fluidische Bauteil bereitgestellt wird. Dabei können die Oszillationsebene des ersten fluidischen Bauteils und die Oszillationsebene des zweiten fluidischen Bauteils einen Winkel einschließen, der größer als 0° ist. Dieser Winkel kann zwischen 30° und 150° liegen. Besonders bevorzugt ist ein Winkel von im Wesentlichen 90°. Das erste und das zweite fluidische Bauteil können hinsichtlich Größe, Form und / oder Funktionsprinzip identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. In particular, the device for deflecting the fluid flow from the means for deflecting the fluid flow can be flowed through. Thus, the device for deflecting the fluid flow may comprise a fluidic component. The means for deflection may be in particular a fluid here. In this embodiment, the fluidic assembly comprises two fluidic components. On the one hand, the first fluidic component, whose fluid flow is to be deflected, and on the other hand, the second fluidic component, the part of Device for deflection is. Since, in particular, the first fluidic component predefines the fluid flow direction, this can also be referred to as the main flow generator, while the second fluidic component can be referred to as a secondary flow generator. In this embodiment, on the one hand oscillates the fluid to be deflected of the first fluidic component and on the other hand, the fluid, which is provided as a means for deflection by the second fluidic component. In this case, the oscillation plane of the first fluidic component and the oscillation plane of the second fluidic component may include an angle that is greater than 0 °. This angle can be between 30 ° and 150 °. Particularly preferred is an angle of substantially 90 °. The first and the second fluidic component may be identical or different in size, shape and / or functional principle.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zur Umlenkung einen Separator umfassen, um das Mittel zur Umlenkung in mindestens zwei Zweige aufzuteilen. Der Separator kann stromabwärts des zweiten fluidischen Bauteils angeordnet sein. So kann das Fluid, das aus diesem zweiten fluidischen Bauteil austritt, in den Separator strömen und in mindestens zwei Stromzweige aufgeteilt werden. According to one embodiment, the device for deflecting may comprise a separator in order to divide the means of deflection into at least two branches. The separator may be arranged downstream of the second fluidic component. Thus, the fluid exiting from this second fluidic component may flow into the separator and be split into at least two branch streams.
Der Separator kann eine Einlassöffnung und mindestens zwei Auslassöffnungen aufweisen. Dabei können die Auslassöffnungen des Separators in einer Ebene angeordnet sein, die in der oder parallel zu der Oszillationsebene des stromaufwärts angeordneten zweiten fluidischen Bauteils liegt. Insbesondere können die Auslassöffnungen derart voneinander beabstandet sein, dass sie abwechselnd von dem hin und her oszillierenden Fluidstrom, der aus dem zweiten fluidischen Bauteil austritt, durchströmt werden. Damit kann der Separator den oszillierenden Fluidstrom des zweiten fluidischen Bauteils in ein binäres (pulsierendes) Strömungssignal umwandeln. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche jeder der mindestens zwei Auslassöffnungen jeweils größer als die Querschnittsfläche der Einlassöffnung. Durch dieses bevorzugte Größenverhältnis der Querschnittsflächen kann unterstützt werden, dass zu jedem beliebigen Zeitpunkt tatsächlich nur eine der mindestens zwei Auslassöffnungen durchströmt wird. The separator may have an inlet opening and at least two outlet openings. In this case, the outlet openings of the separator can be arranged in a plane which lies in or parallel to the oscillation plane of the second fluidic component arranged upstream. In particular, the outlet openings may be spaced apart from one another such that they are alternately flowed through by the oscillating fluid flow exiting from the second fluidic component. Thus, the separator can convert the oscillating fluid flow of the second fluidic component into a binary (pulsating) flow signal. Preferably, the cross-sectional area of each of the at least two outlet openings is larger than the cross-sectional area of the inlet opening. By this preferred size ratio of the cross-sectional areas can be supported that at any time in fact only one of the at least two outlet openings is flowed through.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Separator (stromabwärts) in mindestens zwei Zuführleitungen münden, die jeweils mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung aufweisen. Vorzugsweise umfasst jede Zuführleitung genau eine Einlassöffnung und genau eine Auslassöffnung. Insbesondere kann die Anzahl der Zuführleitungen der Anzahl der Auslassöffnungen des Separators entsprechen, wobei jede Auslassöffnung des Separators einer Zuführleitung zugeordnet ist. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des Mittels zur Umlenkung in den Zuführleitungen im zeitlichen Mittel möglichst niedrig, so dass das Mittel zur Umlenkung in den Zuführleitungen mit einer Geschwindigkeit zwischen 0 und der maximalen Geschwindigkeit oder zwischen einer negativen maximalen Geschwindigkeit und einer positiven maximalen Geschwindigkeit pulsiert. Im letzteren Fall strömt das Mittel zur Umlenkung abwechselnd aus den Zuführleitungen heraus und in die Zuführleitungen zurück. According to one embodiment, the separator (downstream) can open into at least two supply lines, each having at least one inlet opening and at least one outlet opening. Preferably, each supply line comprises exactly one inlet opening and exactly one outlet opening. In particular, the number of supply lines may correspond to the number of outlet openings of the separator, each outlet opening of the separator being associated with a supply line. Preferably, the The speed of the means for deflection in the supply lines in the time average as low as possible, so that the means for deflection in the supply lines at a speed between 0 and the maximum speed or between a negative maximum speed and a positive maximum speed pulses. In the latter case, the means for deflecting alternately flows out of the supply lines and back into the supply lines.
Dabei können die mindestens zwei Zuführleitungen (beziehungsweise die Auslassöffnungen der Zuführleitungen) auf den umzulenkenden oszillierenden Fluidstrom (des ersten fluidischen Bauteils) gerichtet sein, wobei die mindestens zwei Zuführleitungen (beziehungsweise die Auslassöffnungen der Zuführleitungen) diesseits und jenseits der Oszillationsebene des oszillierenden Fluidstroms (des ersten fluidischen Bauteils) auf den oszillierenden Fluidstrom (des ersten fluidischen Bauteils) gerichtet sind. Insbesondere können die mindestens zwei Zuführleitungen derart angeordnet sein, dass sie das Mittel zur Umlenkung diesseits und jenseits der Oszillationsebene des oszillierenden Fluidstroms (des ersten fluidischen Bauteils) auf den oszillierenden Fluidstrom (des ersten fluidischen Bauteils) gerichtet bereitstellen. Vorzugsweise können die Abmessungen und Geometrien der mindestens zwei Zuführleitungen derart gewählt sein, dass die mindestens zwei Zuführleitungen (beziehungsweise die Auslassöffnungen der Zuführleitungen) an die Auslassöffnung des (ersten) fluidischen Bauteils reichen, aus dem der umzulenkende Fluidstrom austritt. Dabei können sich die mindestens zwei Zuführleitungen (beziehungsweise die Auslassöffnungen der Zuführleitungen) an der Auslassöffnung des (ersten) fluidischen Bauteils jeweils zumindest über die gesamte Breite der Auslassöffnung des (ersten) fluidischen Bauteils erstrecken. Die Breite der Auslassöffnung des (ersten) fluidischen Bauteils ist dabei parallel zu der Oszillationsebene des austretenden umzulenkenden Fluidstroms definiert, wobei sich die Breite im Wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung des Fluidstroms, der sich bestimmungsgemäß von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung (des ersten fluidischen Bauteils) bewegt, erstreckt. Vorzugsweise stellen die mindestens zwei Zuführleitungen das Mittel zur Umlenkung über die gesamte Breite der Auslassöffnung des (ersten) fluidischen Bauteils bereit. Alternativ können die mindestens zwei Zuführleitungen das Mittel zur Umlenkung nur über einen Abschnitt der Breite der Auslassöffnung des (ersten) fluidischen Bauteils oder über die gesamte Breite der Auslassöffnung des (ersten) fluidischen Bauteils und darüber hinaus bereitstellen. In this case, the at least two supply lines (or the outlet openings of the supply lines) can be directed to the oscillating fluid flow (of the first fluidic component) to be deflected, the at least two supply lines (or the outlet openings of the supply lines) on either side of the oscillation plane of the oscillating fluid flow (of the first fluid path) fluidic component) are directed to the oscillating fluid flow (of the first fluidic component). In particular, the at least two supply lines can be arranged such that they provide the means for deflection on both sides of the oscillation plane of the oscillating fluid flow (of the first fluidic component) directed onto the oscillating fluid flow (of the first fluidic component). Preferably, the dimensions and geometries of the at least two supply lines may be selected such that the at least two supply lines (or the outlet openings of the supply lines) extend to the outlet opening of the (first) fluidic component, from which the fluid flow to be diverted emerges. In this case, the at least two supply lines (or the outlet openings of the supply lines) at the outlet opening of the (first) fluidic component can each extend at least over the entire width of the outlet opening of the (first) fluidic component. The width of the outlet opening of the (first) fluidic component is defined parallel to the oscillation plane of the exiting fluid flow to be deflected, the width being substantially perpendicular to the main propagation direction of the fluid flow, which moves as intended from the inlet opening to the outlet opening (of the first fluidic component), extends. Preferably, the at least two supply lines provide the means for the deflection over the entire width of the outlet opening of the (first) fluidic component. Alternatively, the at least two supply lines can provide the means for the deflection only over a portion of the width of the outlet opening of the (first) fluidic component or over the entire width of the outlet opening of the (first) fluidic component and beyond.
Die Erfindung betrifft ferner ein fluidisches Bauteil (Kelchbauteil) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19. Demnach umfasst das Kelchbauteil eine Strömungskammer, die von einem Fluidstrom durchströmbar ist, der durch eine Einlassöffnung der Strömungskammer in die Strömungskammer eintritt und durch eine Auslassöffnung der Strömungskammer aus der Strömungskammer austritt, wobei das fluidische Bauteil mindestens ein Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms an der Auslassöffnung aufweist. Das Kelchbauteil zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Mittel zur Ausbildung einer Oszillation eine ungerade Anzahl von Nebenstromkanälen umfasst, die größer als 1 ist. Mit dem Kelchbauteil kann ein sich dreidimensional bewegender Fluidstrom erzeugt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung betrifft ferner ein Einspritzsystem, ein Fluidmischungssystem, ein Fluidverteilungssystem, ein Kühlungssystem, ein Feuerlöschsystem und ein Reinigungsgerät, die jeweils die erfindungsgemäße fluidische Baugruppe und / oder das erfindungsgemäße Kelchbauteil umfassen. Das Einspritzsystem ist zum Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Verbrennungsmotor vorgesehen, der beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Für das Einspritzsystem kann insbesondere eine Ausführungsform der fluidischen Baugruppe eingesetzt werden, die zwei fluidische Bauteile umfasst: ein erstes fluidisches Bauteil, dessen Fluidstrom zeitlich veränderlich durch die Vorrichtung zur Umlenkung umgelenkt wird, und ein zweites fluidisches Bauteil als Vorrichtung zur Umlenkung. Dabei können das erste und das zweite fluidische Bauteil von unterschiedlichen Fluiden durchströmt werden, insbesondere von einem Kraftstoff (erstes fluidisches Bauteil) einerseits und von Luft (zweites fluidisches Bauteil) andererseits. Das Reinigungsgerät ist insbesondere ein Geschirrspüler, eine Waschmaschine, eine industrielle Reinigungsanlage oder ein Hochdruckreiniger. Das Fluidverteilungssystem kann insbesondere ein Beregnungssystem, ein Rasensprenger oder ein Pflanzenschutzverteilungssystem sein. Das Fluidverteilungssystem kann auch als Kühlungssystem oder Feuerlöschsystem ausgebildet sein. Aufgrund der dynamischen Bewegung des austretenden Fluidstrahls kann die Kühlungsleistung beziehungsweise die Feuerlöschleistung eines solchen Kühlungssystems oder Feuerlöschsystems massiv erhöht werden. The invention further relates to a fluidic component (sewer component) according to the preamble of claim 19. Accordingly, the sewer component comprises a flow chamber, which of a Fluid flow can be flowed through which enters the flow chamber through an inlet opening of the flow chamber and emerges from the flow chamber through an outlet opening of the flow chamber, wherein the fluidic component has at least one means for forming an oscillation of the fluid flow at the outlet opening. The cup component is characterized in that the at least one means for forming an oscillation comprises an odd number of bypass channels, which is greater than 1. With the cup component, a three-dimensionally moving fluid flow can be generated. Advantageous embodiments are specified in the subclaims. The invention further relates to an injection system, a fluid mixing system, a fluid distribution system, a cooling system, a fire extinguishing system and a cleaning device, each comprising the fluidic assembly according to the invention and / or the cup component according to the invention. The injection system is provided for injecting a fuel into an internal combustion engine, which is used for example in motor vehicles. For the injection system, in particular, an embodiment of the fluidic assembly can be used which comprises two fluidic components: a first fluidic component, the fluid flow is changed over time by the device for deflection, and a second fluidic component as a device for deflection. In this case, the first and the second fluidic component can be flowed through by different fluids, in particular by a fuel (first fluidic component) on the one hand and by air (second fluidic component) on the other hand. The cleaning device is in particular a dishwasher, a washing machine, an industrial cleaning system or a high-pressure cleaner. The fluid distribution system may in particular be a sprinkler system, a lawn sprinkler or a crop protection distribution system. The fluid distribution system can also be designed as a cooling system or fire extinguishing system. Due to the dynamic movement of the exiting fluid jet, the cooling performance or the fire-extinguishing performance of such a cooling system or fire extinguishing system can be massively increased.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail by means of embodiments in conjunction with the drawings.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Außenansicht einer fluidischen Baugruppe gemäß einer 1 is an external view of a fluidic assembly according to a
Ausführungsform der Erfindung; eine Drahtdarstellung der fluidischen Baugruppe aus Figur 1 zur Visualisierung der inneren Funktionsgeometrie; eine Ansicht der inneren Funktionsgeometrie aus Figur 2 als Negativ; eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus Figur 3; fünf Momentaufnahmen (Abbildungen I bis V) des Fluidstroms in der fluidischen Baugruppe aus den Figuren 1 bis 4 zur Darstellung der Dynamik des aus der fluidischen Baugruppe austretenden Fluidstrahls; eine Schnittdarstellung der fluidischen Baugruppe aus Figur 1 entlang der Ebene Si; eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B aus Figur 6; eine Schnittdarstellung der fluidischen Baugruppe aus Figur 1 entlang der Ebene S2; eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts C aus Figur 8; eine Schnittdarstellung (Abbildung I) des fluidischen Bauteils aus Figur 8, das in der fluidischen Baugruppe aus den Figuren 1 bis 9 als Hauptstromgeber dient, sowie eine Schnittdarstellung (Abbildung II) eines fluidischen Bauteils, das in der fluidischen Baugruppe alternativ als Hauptstromgeber eingesetzt werden kann; eine vergrößerte Schnittdarstellung (Abbildung I) des Separators der fluidischen Baugruppe aus Figur 6 und eine Schnittdarstellung (Abbildung II) einer alternativen Ausführungsform des Separators; eine vergrößerte Darstellung des fluidischen Bauteils aus Figur 6; Fig. 13 eine Ansicht der inneren Funktionsgeometrie einer fluidischen Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform als Negativ; Fig. 14 eine vergrößerte Darstellung des Separators und der Zuführleitungen der fluidischen Baugruppe aus Figur 13; zwei Momentaufnahmen (Abbildungen I und II) des oszillierenden Strahls, der aus der fluidischen Baugruppe aus den Figuren 1-9 austritt, wobei die Momentaufnahmen den oszillierenden Strahl zur gleichen Zeit aus zwei unterschiedlichen Blickrichtungen zeigen; Embodiment of the invention; a wire representation of the fluidic assembly of Figure 1 for visualization of the inner functional geometry; a view of the inner functional geometry of Figure 2 as a negative; an enlarged view of the section A of Figure 3; five snapshots (Figures I to V) of the fluid flow in the fluidic assembly of Figures 1 to 4 to illustrate the dynamics of the emerging from the fluid assembly fluid jet; a sectional view of the fluidic assembly of Figure 1 along the plane Si; an enlarged view of the detail B of Figure 6; a sectional view of the fluidic assembly of Figure 1 along the plane S2; an enlarged view of the section C of Figure 8; a sectional view (Figure I) of the fluidic component of Figure 8, which is used in the fluidic assembly of Figures 1 to 9 as a main flow sensor, and a sectional view (Figure II) of a fluidic component that can be used in the fluidic assembly alternatively as the main current generator ; an enlarged sectional view (Figure I) of the separator of the fluidic assembly of Figure 6 and a sectional view (Figure II) of an alternative embodiment of the separator; an enlarged view of the fluidic component of Figure 6; 13 is a view of the inner functional geometry of a fluidic assembly according to another embodiment as a negative; Fig. 14 is an enlarged view of the separator and the supply lines of the fluidic assembly of Fig. 13; two snapshots (Figures I and II) of the oscillating beam emerging from the fluidic assembly of Figures 1-9, the snapshots showing the oscillating beam at the same time from two different directions of view;
Fig. 16 eine Seitenansicht der inneren Funktionsgeometrie eines Kelchbauteils gemäß einer Ausführungsform als Negativ; 16 shows a side view of the inner functional geometry of a cup component according to an embodiment as a negative;
Fig. 17 eine Draufsicht auf das Kelchbauteil aus Figur 16; FIG. 17 is a plan view of the cup member of FIG. 16; FIG.
Fig. 18 eine weitere Seitenansicht des Kelchbauteils aus Figur 16; FIG. 18 is another side view of the cup member of FIG. 16; FIG.
Fig. 19 eine perspektivische Darstellung des Kelchbauteils aus Figur 16; FIG. 19 is a perspective view of the cup member of FIG. 16; FIG.
Fig. 20 eine Schnittdarstellung des Kelchbauteils aus Figur 16 entlang der Linie Fig. 20 is a sectional view of the cup member of Figure 16 along the line
A'A";  A'A ";
Fig. 21 eine Schnittdarstellung des Kelchbauteils aus Figur 18 entlang der Linie Fig. 21 is a sectional view of the cup member of Figure 18 along the line
B'B"; und  B'B "; and
Fig. 22 eine Drahtdarstellung des Kelchbauteils gemäß einer weiteren 22 shows a wire representation of the cup component according to another
Ausführungsform zur Visualisierung der inneren Funktionsgeometrie.  Embodiment for visualizing the inner function geometry.
In Figur 1 ist schematisch die äußere Ansicht einer fluidischen Baugruppe 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Figur 2 zeigt die fluidische Baugruppe 1 aus Figur 1 , wobei die innere Funktionsgeometrie dieser Ausführungsform als Drahtdarstellung visualisiert ist. Die fluidische Baugruppe 1 umfasst zwei Einlassöffnungen 2a, 2b und eine Auslassöffnung 3. Die Auslassöffnung 3 ist fluidisch mit jeder der beiden Einlassöffnungen 2a, 2b verbunden. Die erste Einlassöffnung 2a ist fluidisch mit der Auslassöffnung 3 über eine erste Leitung 21 a und eine erste fluidische Teilgeometrie I verbunden, während die zweite Einlassöffnung 2b fluidisch mit der Auslassöffnung 3 über eine zweite Leitung 21 b und eine zweite fluidische Teilgeometrie II verbunden ist. Die fluidischen Teilgeometrien I und II sind stromabwärts der Leitungen 21 a beziehungsweise 21 b angeordnet. Die fluidischen Teilgeometrein I und II stellen den für die Funktion der fluidischen Baugruppe 1 relevanten Hohlraum dar. Die Leitungen 21 a und 21 b können beliebig ausgebildet sein. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform mit zwei Einlassöffnungen 2a, 2b kann nur eine Einlassöffnung vorgesehen sein, an die sich eine Leitung anschließt, die sich stromabwärts in zwei Zweige aufteilt, um die beiden Teilgeometrien I und II zu speisen. 1 shows schematically the outer view of a fluidic assembly 1 according to an embodiment of the invention. Figure 2 shows the fluidic assembly 1 of Figure 1, wherein the inner functional geometry of this embodiment is visualized as a wire representation. The fluidic assembly 1 comprises two inlet openings 2a, 2b and one outlet opening 3. The outlet opening 3 is fluidically connected to each of the two inlet openings 2a, 2b. The first inlet opening 2a is fluidly connected to the outlet opening 3 via a first conduit 21a and a first fluidic geometry I, while the second inlet opening 2b is fluidically connected to the outlet opening 3 via a second conduit 21b and a second fluidic geometry II. The fluidic partial geometries I and II are arranged downstream of the lines 21 a and 21 b. The fluidic partial geometries I and II provide the function of the fluidic assembly 1 Relevant cavity. The lines 21 a and 21 b may be formed arbitrarily. As an alternative to the illustrated embodiment with two inlet openings 2a, 2b, only one inlet opening can be provided, followed by a line which divides downstream into two branches in order to feed the two partial geometries I and II.
Die fluidische Baugruppe 1 ist von einem Fluid durchströmbar, das über die Einlassöffnungen 2a, 2b in die fluidische Baugruppe 1 eintritt und über die Auslassöffnung 3 aus der fluidischen Baugruppe 1 austritt. Dabei wird durch das Zusammenwirken der beiden Teilgeometrien I und II ein Fluidstrom erzeugt, der an der Auslassöffnung 3 eine dreidimensionale Bewegung im Raum ausführt. Das Fluid kann flüssig, gasförmig oder mehrphasig sein und gegebenenfalls auch mit Feststoffpartikeln beaufschlagt sein. In der Ausführungsform der fluidischen Baugruppe 1 aus Figur 1 können aufgrund der individuellen Einlassöffnungen 2a, 2b den beiden Teilgeometrien I und II unterschiedliche Fluide zugeführt werden. The fluidic assembly 1 can be traversed by a fluid which enters the fluidic assembly 1 via the inlet openings 2a, 2b and exits the fluidic assembly 1 via the outlet opening 3. In this case, a fluid flow is generated by the interaction of the two partial geometries I and II, which performs a three-dimensional movement in space at the outlet opening 3. The fluid may be liquid, gaseous or multiphase and optionally also be charged with solid particles. In the embodiment of the fluidic assembly 1 of FIG. 1, due to the individual inlet openings 2a, 2b, different fluids can be supplied to the two partial geometries I and II.
Die erste fluidische Teilgeometrie I ist insbesondere in den Figuren 3, 4, 8 und 9 dargestellt, und die zweite fluidische Teilgeometrie II insbesondere in den Figuren 3, 6 und 7. Figur 3 zeigt die relative Anordnung der beiden Teilgeometrien I und II zueinander (für die Ausführungsform der fluidischen Baugruppe 1 aus den Figuren 1 bis 9). Die fluidischen Teilgeometrien I und II sind an der Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 fluidisch miteinander verbunden. Die erste fluidische Teilgeometrie I umfasst ein erstes fluidisches Bauteil 4 (Hauptstromgeber) und erzeugt einen in einer Oszillationsebene oszillierenden Fluidstrom. Die zweite fluidische Teilgeometrie II bildet eine Vorrichtung zur Umlenkung des Fluidstroms des ersten fluidischen Bauteils 4 und umfasst ein zweites fluidisches Bauteil 5 (Nebenstromgeber), an das sich stromabwärts ein Separator 6 anschließt, gefolgt von zwei Zuführleitungen 7, in die der Separator 6 mündet. The first fluidic partial geometry I is shown in particular in FIGS. 3, 4, 8 and 9, and the second fluidic partial geometry II in particular in FIGS. 3, 6 and 7. FIG. 3 shows the relative arrangement of the two partial geometries I and II relative to one another (for the embodiment of the fluidic assembly 1 of Figures 1 to 9). The fluidic partial geometries I and II are fluidically connected to one another at the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1. The first fluidic part geometry I comprises a first fluidic component 4 (main flow generator) and generates a fluid flow oscillating in an oscillation plane. The second fluidic part geometry II forms a device for deflecting the fluid flow of the first fluidic component 4 and comprises a second fluidic component 5 (secondary flow sensor), which is followed downstream by a separator 6, followed by two supply lines 7, into which the separator 6 opens.
Der Hauptstromgeber (das erste fluidische Bauteil) 4 umfasst eine Strömungskammer 400, die von einem Fluidstrom durchströmbar ist, der durch eine Einlassöffnung 401 in die Strömungskammer 400 eintritt und durch eine Auslassöffnung 402 aus der Strömungskammer 400 des Hauptstromgebers 4 austritt. Die Mittelpunkte der Einlassöffnung 401 und der Auslassöffnung 402 liegen auf einer Achse X4, die die Hauptströmungsrichtung des Fluids innerhalb des ersten fluidischen Bauteils 4 vorgibt. Die Strömungskammer 400 umfasst einen Hauptstromkanal 403 und zwei Nebenstromkanäle (Feedback-Kanäle) 404. Die Nebenstromkanäle 404 sind als Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms vorgesehen. Die Nebenstromkanäle 404 und der Hauptstromkanal 403 sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet, wobei der Hauptstromkanal 403 zwischen den beiden Nebenstromkanälen 404 angeordnet ist. An der Auslassöffnung 402 wird mittels der beiden Nebenstromkanäle 403 ein Fluidstrom erzeugt, der in einer Oszillationsebene oszilliert, die parallel zu der Ebene ist, in der die beiden Nebenstromkanäle 404 und der Hauptstromkanal 403 angeordnet sind. Dabei oszilliert der Fluidstrom zwischen zwei maximalen Auslenkungen, die den Oszillationswinkel α des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 definieren. Der Oszillationswinkel α des Hauptstromgebers 4 kann ±1 ° bis ±89° betragen, wobei der Oszillationswinkel α hier in der Oszillationsebene bezüglich der Achse X4 des Hauptstromgebers 4 definiert ist. Vorzugsweise beträgt der Oszillationswinkel α des Hauptstromgebers 4 ±2,5° bis ±70°. Besonders bevorzugt beträgt der Oszillationswinkel α des Hauptstromgebers 4 ±2,5° bis ±60°. Der Oszillationswinkel α ist je nach Einsatzbereich der fluidischen Baugruppe 1 einstellbar. Der Oszillationswinkel α wird hauptsächlich durch die Geometrie des Hautstromgebers 4 beeinflusst. Alternativ können auch andere fluidische Bauteiltypen als Hauptstromgeber 4 verwendet werden, beispielsweise solche, die mittels kollidierender Fluidstrahlen oder anderweitig (ohne Nebenstromkanäle) einen oszillierenden Fluidstrahl erzeugen. Wesentlich ist lediglich, dass der Hauptstromgeber 4 einen hin und her schweifenden, das heißt oszillierenden Fluidstrahl erzeugt. The main flow generator (the first fluidic component) 4 comprises a flow chamber 400, which can be traversed by a fluid flow which enters the flow chamber 400 through an inlet opening 401 and exits through an outlet opening 402 from the flow chamber 400 of the main flow generator 4. The centers of the inlet opening 401 and the outlet opening 402 lie on an axis X4, which defines the main flow direction of the fluid within the first fluidic component 4. The flow chamber 400 includes a main flow channel 403 and two bypass channels (feedback channels) 404. The bypass channels 404 are provided as means for forming an oscillation of the fluid flow. The bypass channels 404 and the main flow channel 403 are arranged substantially in a plane, wherein the Main flow channel 403 between the two bypass channels 404 is arranged. At the outlet opening 402, a fluid flow is generated by means of the two bypass channels 403, which oscillates in an oscillation plane which is parallel to the plane in which the two bypass channels 404 and the main flow channel 403 are arranged. In this case, the fluid flow oscillates between two maximum deflections which define the oscillation angle α of the fluid flow of the main flow generator 4. The oscillation angle α of the main current generator 4 can be ± 1 ° to ± 89 °, wherein the oscillation angle α is defined here in the oscillation plane with respect to the axis X 4 of the main current generator 4. The oscillation angle α of the main current generator 4 is preferably ± 2.5 ° to ± 70 °. Particularly preferably, the oscillation angle α of the main current generator is 4 ± 2.5 ° to ± 60 °. The oscillation angle α is adjustable depending on the application of the fluidic assembly 1. The oscillation angle α is mainly influenced by the geometry of the skin current generator 4. Alternatively, other fluidic device types may also be used as the main flow transmitter 4, for example, those which generate an oscillating fluid jet by means of colliding fluid jets or otherwise (without bypass channels). It is only essential that the main current generator 4 generates a reciprocating, ie oscillating fluid jet.
Der Nebenstromgeber (das zweite fluidische Bauteil) 5 entspricht vom Funktionsprinzip dem Hauptstromgeber 4. Der Nebenstromgeber 5 (Figuren 6 und 12) umfasst eine Strömungskammer 500, die von einem Fluidstrom durchströmbar ist, der durch eine Einlassöffnung 501 in die Strömungskammer 500 eintritt und durch eine Auslassöffnung 502 aus der Strömungskammer 500 austritt. Die Mittelpunkte der Einlassöffnung 501 und der Auslassöffnung 502 liegen auf einer Achse Xs, die die Hauptströmungsrichtung innerhalb des zweiten fluidischen Bauteils 5 vorgibt. Die Strömungskammer 500 umfasst einen Hauptstromkanal 503 und zwei Nebenstromkanäle (Feedback-Kanäle) 504. Die Nebenstromkanäle 504 sind als Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms vorgesehen. Die Nebenstromkanäle 504 und der Hauptstromkanal 503 sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet, wobei der Hauptstromkanal 503 zwischen den beiden Nebenstromkanälen 504 angeordnet ist. An der Auslassöffnung 502 wird mittels der beiden Nebenstromkanäle 503 ein Fluidstrom erzeugt, der in einer Oszillationsebene oszilliert, die parallel zu der Ebene ist, in der die beiden Nebenstromkanäle 504 und der Hauptstromkanal 503 angeordnet sind. Dabei oszilliert der Fluidstrom zwischen zwei maximalen Auslenkungen, die den Oszillationswinkel ß des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5 definieren. Der Oszillationswinkel ß des Nebenstromgebers 5 kann ±0,25° bis ±85° betragen, wobei der Oszillationswinkel ß hier in der Oszillationsebene bezüglich der Achse Xs des Nebenstromgebers 5 definiert ist. Vorzugsweise beträgt der Oszillationswinkel ß des Nebenstromgebers 4 ±1 ° bis ±70°. Besonders bevorzugt beträgt der Oszillationswinkel ß des Nebenstromgebers 4 ±2,5° bis ±50°. Ähnlich wie bei dem Hauptstromgeber 4 können als Nebenstromgeber 5 unterschiedliche fluidische Bauteiltypen eingesetzt werden. Beispielsweise können die sogenannten feedbackfreien fluidischen Bauteile verwendet werden oder Bauteile, die eine oszillierende Strömung mittels kollidierender Strahlen oder durch interagierende Wirbel beziehungsweise Rezirkulationsgebiete innerhalb des Bauteils erzeugen. The secondary current generator (the second fluidic component) 5 corresponds to the principle of operation of the main flow sensor 4. The secondary flow sensor 5 (Figures 6 and 12) comprises a flow chamber 500, which is traversed by a fluid flow, which enters the flow chamber 500 through an inlet opening 501 and through a Outlet opening 502 exits the flow chamber 500. The centers of the inlet opening 501 and the outlet opening 502 lie on an axis Xs, which predefines the main flow direction within the second fluidic component 5. The flow chamber 500 includes a main flow channel 503 and two bypass channels (feedback channels) 504. The bypass channels 504 are provided as means for forming an oscillation of the fluid flow. The bypass ducts 504 and the main flow duct 503 are arranged substantially in one plane, the main duct 503 being arranged between the two bypass ducts 504. At the outlet opening 502, a fluid flow is generated by means of the two bypass channels 503, which oscillates in an oscillation plane which is parallel to the plane in which the two bypass channels 504 and the main flow channel 503 are arranged. In this case, the fluid flow oscillates between two maximum deflections which define the oscillation angle β of the fluid flow of the secondary flow sensor 5. The oscillation angle β of the secondary current generator 5 can ± 0.25 ° to ± 85 °, wherein the oscillation angle β is defined here in the oscillation plane with respect to the axis Xs of the secondary current generator 5. Preferably, the oscillation angle β of the secondary current generator 4 is ± 1 ° to ± 70 °. Particularly preferably, the oscillation angle β of the secondary current generator 4 ± 2.5 ° to ± 50 °. Similar to the main current generator 4 5 different fluidic device types can be used as a secondary current generator. For example, the so-called feedback-free fluidic components may be used or components which generate an oscillating flow by means of colliding jets or by interacting vortices or recirculation regions within the component.
Die Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 und die Oszillationsebene des Nebenstromgebers 5 schließen einen Winkel von im Wesentlichen 90° miteinander ein. Jedoch sind auch Ausführungsformen denkbar, in denen der Winkel von 90° abweicht. Der Hauptstromkanal 403 des Hauptstromgebers 4 und der Hauptstromkanal 503 des Nebenstromgebers 5 weisen in der Ausführungsform aus Figur 3 leicht unterschiedliche Formen auf. Alternativ können sie auch gleich geformt sein. Prinzipiell können also baugleiche oder unterschiedliche fluidische Bauteile als Hauptstromgeber 4 und als Nebenstromgeber 5 eingesetzt werden. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind der Nebenstromgeber 5 und der Hauptstromgeber 4 koaxial zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die Achse X4 und die Achse Xs koaxial ausgerichtet sind. Neben der hier dargestellten Ausführungsform, können die Achse X* und die Achse Xs auch kollinear (parallel) oder annähernd parallel zueinander ausgerichtet sein. Auch andere relative Anordnungen der Achsen X* und Xs sind möglich. So schließen die Achsen X* und Xs in der Ausführungsform aus Figur 9 beispielsweise einen Winkel von 90° ein. The oscillation plane of the main current generator 4 and the oscillation plane of the secondary current generator 5 enclose an angle of substantially 90 ° with each other. However, embodiments are also conceivable in which the angle deviates from 90 °. The main flow channel 403 of the main current generator 4 and the main flow channel 503 of the secondary current generator 5 have in the embodiment of Figure 3 slightly different shapes. Alternatively, they can also be shaped the same. In principle, therefore, identical or different fluidic components can be used as the main current generator 4 and as a secondary current generator 5. In the embodiment illustrated in FIG. 3, the secondary current generator 5 and the main current generator 4 are arranged coaxially with one another. This means that the axis X 4 and the axis Xs are aligned coaxially. In addition to the embodiment shown here, the axis X * and the axis Xs may also be aligned collinearly (parallel) or approximately parallel to one another. Other relative arrangements of the axes X * and Xs are possible. For example, in the embodiment of Figure 9, the axes X * and Xs include an angle of 90 °.
Der Separator 6 (Figuren 3 und 6) ist stromabwärts des zweiten fluidischen Bauteils (des Nebenstromgebers) 5 angeordnet und ist von dem Fluidstrom durchströmbar, der aus dem Nebenstromgeber 5 austritt. Der Separator 6 weist eine Einlassöffnung 601 und zwei Auslassöffnungen 602 auf, wobei die Einlassöffnung 601 des Separators 6 der Auslassöffnung 502 des Nebenstromgebers 5 entspricht. Die Auslassöffnungen 602 des Separators 6 sind dabei in einer Ebene angeordnet, die der Oszillationsebene des Nebenstromgebers 5 entspricht. Der aus dem Nebenstromgeber 5 austretende Fluidstrom oszilliert mit dem Oszillationswinkel ß zwischen zwei maximalen Auslenkungen. Durch die Oszillation des aus dem Nebenstromgeber 5 austretenden Fluidstroms wird dieser abwechselnd auf die eine und auf die andere Auslassöffnung 602 des Separators 6 gelenkt, so dass durch den Separator 6 zwei pulsierende Fluidstrahlen erzeugt werden. Die Zuführleitungen 7 sind von den pulsierenden Fluidstrahlen durchströmbar. Die Zuführleitungen 7 weisen jeweils eine Einlassöffnung 701 und eine Auslassöffnung 702 auf. Dabei entspricht die Einlassöffnung 701 jeder Zuführleitung 7 einer Auslassöffnung 602 des Separators 6. Die Fluidstrahlen strömen dann pulsartig durch die Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 aus der zweiten fluidischen Teilgeometrie II, um mit dem Fluidstrahl, der aus der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 austritt, wechselzuwirken. The separator 6 (FIGS. 3 and 6) is arranged downstream of the second fluidic component (of the secondary flow transmitter) 5 and can be flowed through by the fluid flow emerging from the secondary flow transmitter 5. The separator 6 has an inlet opening 601 and two outlet openings 602, wherein the inlet opening 601 of the separator 6 corresponds to the outlet opening 502 of the secondary flow sensor 5. The outlet openings 602 of the separator 6 are arranged in a plane corresponding to the oscillation plane of the secondary current generator 5. The fluid flow exiting from the secondary flow sensor 5 oscillates with the oscillation angle β between two maximum deflections. As a result of the oscillation of the fluid flow emerging from the secondary flow sensor 5, it is alternately directed onto one and the other outlet opening 602 of the separator 6, so that two pulsating fluid jets are generated by the separator 6. The supply lines 7 can be traversed by the pulsating fluid jets. The supply lines 7 each have an inlet opening 701 and an outlet opening 702. In this case, the inlet opening 701 of each supply line 7 corresponds to an outlet opening 602 of the separator 6. The fluid jets then flow in pulses through the outlet openings 702 of the supply lines 7 from the second fluidic part geometry II to interact with the fluid jet emerging from the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 ,
Figur 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus Figur 3. In Figur 4 sind der Hauptstromgeber 4 und die Zuführleitungen 7 dargestellt. Die Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 und die Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 haben jeweils einen rechteckigen Querschnitt. Der Querschnitt kann alternativ die Form eines Ovals, Trapezes, Dreieckes, einer Raute, eines Mehreckes oder einer Mischform aufweisen. Die rechteckige Querschnittsfläche der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 wird durch die Breite bex und die Tiefe ΪΕΧ der Auslassöffnung 402 bestimmt (siehe Figuren 7 und 9). Die Breite bex erstreckt sich dabei parallel zu der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 und senkrecht zur Achse X4 des Hauptstromgebers 4, während sich die Tiefe ΪΕΧ senkrecht zur Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 und senkrecht zur Achse X4 erstreckt. Figure 4 shows an enlarged view of the section A of Figure 3. In Figure 4, the main current generator 4 and the supply lines 7 are shown. The outlet openings 702 of the supply lines 7 and the outlet opening 402 of the main current generator 4 each have a rectangular cross-section. The cross-section may alternatively have the shape of an oval, trapezium, triangle, a rhombus, a polygon or a mixed shape. The rectangular cross-sectional area of the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 is determined by the width bex and the depth ΪΕΧ of the outlet opening 402 (see FIGS. 7 and 9). The width bex extends parallel to the oscillation plane of the main current generator 4 and perpendicular to the axis X 4 of the main current generator 4, while the depth ΪΕΧ perpendicular to the oscillation plane of the main current generator 4 and perpendicular to the axis X 4 extends.
Die Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 weist ebenfalls eine rechteckige Querschnittsfläche auf. Die rechteckige Querschnittsfläche der Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 wird in dieser Ausführungsform durch die Breite bex der Auslassöffnung 402 des Hautstromgebers 4 und durch den Abstand der beiden Auslassöffnungen 702 voneinander bestimmt. Dieser Abstand entspricht der Tiefe tex der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 (siehe Figur 7). Damit sind die Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 und die Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 gleich groß. (In einer alternativen Ausführungsform kann die Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 größer oder kleiner als die Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 sein.) Die Auslassbreite bsx der fluidischen Baugruppe 1 kann 0,005 mm bis 80 mm betragen. Bevorzugt wird eine Breite bex von 0,05 mm bis 45 mm. Besonders bevorzugt ist eine Breite bex zwischen 0, 1 mm und 25 mm. Die Auslasstiefe tex der fluidischen Baugruppe 1 liegt in den gleichen Wertebereichen wie die Auslassbreite bsx, wobei die Auslasstiefe tex und die Auslassbreite bex innerhalb der genannten Wertebereiche unterschiedlich groß sein können. Durch die Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 werden der Oszillationswinkel α des Hauptstromgebers 4 und der Oszillationswinkel ß des Nebenstromgebers 5 bestimmt. Wird die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 reduziert, während alle anderen Parameter unverändert bleiben, so nehmen / nimmt der Oszillationswinkel α und / oder der Oszillationswinkel ß ab, da die Fluidgeschwindigkeit in dieser Querschnittsfläche zunimmt. Somit kann mittels der Größe der Querschnittsfläche der Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 der Oszillationswinkel α und / oder ß eingestellt werden. The outlet opening 3 of the fluidic assembly 1 also has a rectangular cross-sectional area. The rectangular cross-sectional area of the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1 is determined in this embodiment by the width BEX of the outlet opening 402 of the skin current generator 4 and by the distance between the two outlet openings 702 from each other. This distance corresponds to the depth tex of the outlet opening 402 of the main current generator 4 (see FIG. 7). Thus, the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1 and the outlet opening 402 of the main current generator 4 are the same size. (In an alternative embodiment, the outlet port 3 of the fluidic assembly 1 may be larger or smaller than the outlet port 402 of the mainstream transmitter 4.) The outlet width bsx of the fluidic assembly 1 may be 0.005 mm to 80 mm. A width bex of 0.05 mm to 45 mm is preferred. Particularly preferred is a width bex between 0, 1 mm and 25 mm. The outlet depth tex of the fluidic assembly 1 lies in the same value ranges as the outlet width bsx, wherein the outlet depth tex and the outlet width bex can vary in size within the mentioned ranges of values. Through the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1, the oscillation angle α of the main current generator 4 and the oscillation angle β of the secondary current generator 5 are determined. If the cross-sectional area of the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1 is reduced, while all other parameters remain unchanged, then the oscillation angle α and / or the oscillation angle β decreases as the fluid velocity increases in this cross-sectional area. Thus, by means of the size of the cross-sectional area of the outlet opening 3 of the fluidic assembly 1, the oscillation angle α and / or β can be set.
Die Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 weisen ebenfalls jeweils eine rechteckige Querschnittsfläche auf. Die rechteckigen Querschnittsflächen der Auslassöffnungen 702 sind in dieser Ausführungsform gleich groß und gleich geformt. Die Größe jeder Querschnittsfläche wird durch die Höhe h702 der Auslassöffnung 702 und durch die Auslassbreite bsx der Auslassöffnung 702 bestimmt (Figuren 7 und 9). Dabei entspricht die Auslassbreite bsx der Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 der Auslassbreite bsx der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4. Die Auslassbreite bsx der Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 erstreckt sich parallel zu der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 und senkrecht zur Achse X4. Die Höhe h702 der Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 erstreckt sich parallel zu der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 und parallel zur Achse XA. Durch die Auslassöffnungen 702 strömt pulsartig das Fluid des Nebenstromgebers 5 (Figur 5) und ist dabei diesseits und jenseits der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 auf den Fluidstrom des Hauptstromgebers 4 gerichtet. Die Geschwindigkeit des Fluids an den Auslassöffnungen 702 oszilliert vorzugsweise zwischen einer maximalen Geschwindigkeit und 0, oder besonders bevorzugt zwischen zwei maximalen Geschwindigkeiten mit unterschiedlichem Vorzeichen. Im letzteren Fall fließt das Fluid durch Ausbildung einer instationären, abwechselnd instabilen Strömung abwechselnd aus den Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 heraus und in die Zuführleitungen 7 zurück. Figur 5 zeigt in fünf Teilbildern I bis V eine Simulation von fünf zeitlich versetzten Strömungssituationen für einen Fluidstrom, der die fluidische Baugruppe 1 aus Figur 3 durchströmt und aus dieser austritt. Die fluidischen Teilgeometrien I und I I sind in der Simulation mit Wasser mit einer Temperatur von 25°C gefüllt. Die Geschwindigkeit des Fluidstroms innerhalb der fluidischen Baugruppe 1 und auf der Projektionsfläche 8 ist auf den Wert 1 normiert. Dabei ist der Fluidstrom in Figur 5 umso dunkler gefärbt, je höher seine Geschwindigkeit ist. Die Geschwindigkeit und der Druck des Fluidstroms beeinflussen kaum die Funktionsfähigkeit der fluidischen Baugruppe in der dargestellten Ausführungsform. So funktioniert die fluidische Baugruppe 1 für sehr geringe Eingangsdrücke von wenigen mbar bis zu mehreren hundert bar, wie z. B. für den Bereich von 0,002 bar bis 2500 bar. Bevorzugt ist ein Druckbereich von 0,005 bar bis 1800 bar und besonders bevorzugt ist der Druckbereich von 0,05 bar bis 1100 bar. Die Druckangaben sind relativ zum Umgebungsdruck. Die Geschwindigkeit des Fluidstroms 24, 25 in den Hauptstromkanälen 403, 503 des Hauptstromgebers 4 und des Nebenstromgebers 5 beeinflusst jedoch die Oszillationsfrequenz der Fluidströme 24, 25 in den Oszillationsebenen des Hauptstromgebers 4 und des Nebenstromgebers 5. The outlet openings 702 of the supply lines 7 also each have a rectangular cross-sectional area. The rectangular cross-sectional areas of the outlet openings 702 are the same size and shaped in this embodiment. The size of each cross-sectional area is determined by the height h 70 2 of the outlet opening 702 and by the outlet width bsx of the outlet opening 702 (FIGS. 7 and 9). The outlet width bsx of the outlet openings 702 of the supply lines 7 corresponds to the outlet width bsx of the outlet opening 402 of the main flow transmitter 4. The outlet width bsx of the outlet openings 702 of the supply lines 7 extends parallel to the oscillation plane of the main flow generator 4 and perpendicular to the axis X 4 . The height h 70 2 of the outlet openings 702 of the supply lines 7 extends parallel to the oscillation plane of the main current generator 4 and parallel to the axis XA. The fluid of the secondary flow sensor 5 (FIG. 5) flows in a pulsed manner through the outlet openings 702 and is directed onto the fluid flow of the main flow generator 4 on both sides of the oscillation plane of the main flow generator 4. The velocity of the fluid at the outlet ports 702 preferably oscillates between a maximum velocity and 0, or more preferably between two maximum velocities of different sign. In the latter case, the fluid flows alternately out of the outlet openings 702 of the supply lines 7 and back into the supply lines 7 by forming a transient, alternately unstable flow. FIG. 5 shows, in five partial images I to V, a simulation of five staggered flow situations for a fluid flow, which flows through the fluidic assembly 1 from FIG. 3 and exits therefrom. The fluidic partial geometries I and II are filled in the simulation with water at a temperature of 25 ° C. The velocity of the fluid flow within the fluidic assembly 1 and on the projection surface 8 is normalized to the value 1. In this case, the fluid flow is colored darker in Figure 5, the higher its speed. The speed and pressure of the fluid flow hardly affect the operability of the fluidic assembly in the illustrated embodiment. So does the fluidic assembly 1 for very low input pressures of a few mbar up to several hundred bar, such. B. for the range of 0.002 bar to 2500 bar. Preference is given to a pressure range of 0.005 bar to 1800 bar and more preferably the pressure range of 0.05 bar to 1100 bar. The pressure information is relative to the ambient pressure. However, the velocity of the fluid flow 24, 25 in the main flow channels 403, 503 of the main flow transmitter 4 and the sub flow transmitter 5 influences the oscillation frequency of the fluid flows 24, 25 in the oscillation planes of the main flow generator 4 and the side flow sensor 5.
An der Änderung des Geschwindigkeitsfeldes auf den Projektionsflächen 8 der einzelnen Teilbilder I bis V ist zu erkennen, dass der austretende Fluidstrom 20 in unterschiedliche Raumrichtungen ausgelenkt wird und damit dreidimensional im Raum umherschweift. Die Bewegungsspur des austretenden Fluidstroms 20 kann auf der Projektionsfläche 8 sehr unterschiedliche Formen aufweisen. So kann der Fluidstrom 20 beispielsweise zeilenweise oder quasichaotisch ein Rechteck oder einen Oval abstreifen beziehungsweise den Weg einer stehenden und / oder rotierenden Acht. Die Kinematik des austretenden Fluidstroms 20 wird von der Oszillationsfrequenz und dem Oszillationswinkel α des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 und von der Pulsationsfrequenz des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5 in Kombination mit dem Separator 6 beeinflusst. Durch Modulation der Eigenschaften der Fluidströme des Hauptstromgebers 4 und des Nebenstromgebers 5 kann die Homogenität und/oder die Form (runde, ovale, nahezu dreieckige, mehreckige oder rechteckige Projektionsflächen und Mischformen davon) des austretenden Fluidstroms 20 beeinflusst werden. Insbesondere durch die Kombination der sich dynamisch ändernden Oszillationswinkel α und ß können unterschiedliche Bewegungsspuren des Fluidstroms erzeugt werden. Der Winkel, unter dem der Fluidstrom 20 aus der fluidischen Baugruppe 1 austritt, kann durch Impulsaddition des Fluidstroms 24 des Hauptstromgebers 4 und der Fluidströme 27 in den Zuführleitungen 7 ermittelt werden. Auf dieser Grundlage können für unterschiedliche technische Anwendungen der Hauptstromgeber 4 und die Zuführleitungen 7 (hier insbesondere die Auslassöffnungen 702 und der Winkel η (Figur 7)) angepasst werden. In Figur 7 ist ein Ausschnitt des Hauptstromgebers 4 und der Zuführleitungen 7 aus Figur 6 vergrößert dargestellt. Die Bauteiltiefe des Hauptromgebers 4 stromaufwärts der Auslassöffnung 402 ist mit t4 bezeichnet. Die Bauteiltiefe t4 ist senkrecht zur Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 definiert. Die Bauteiltiefe t4 des Hauptromgebers 4 kann (wie in der Ausführungsform der Figuren 6 und 7) konstant sein oder sich stromabwärts im Bereich der Auslassöffnung 402 (ΪΕΧ) verjüngen oder vergrößern. Durch eine Verjüngung (t4>tEx) oder Vergrößerung (t4<t.Ex) der Bauteiltiefe des Hauptstromgebers 4 im Bereich der Auslassöffnung 402 kann bei konstantem Massenstrom die Geschwindigkeit des Fluidstroms erhöht beziehungsweise verringert werden, wodurch der Oszillationswinkel ß des Nebenstromgebers 5 beeinflusst werden kann. Durch Variieren der Bauteiltiefe des Hauptstromgebers 4 kann sich der Einfluss der Impulsübertragung der Fluidströme in den Zuführleitungen 7 auf den Fluidstrom des Hauptstromgebers 4 verändern. Damit kann bei unveränderter Geometrie der Zuführleitungen 7 durch Variieren der Bauteiltiefe des Hauptstromgebers 4 der Oszillationswinkel ß eingestellt werden. In der Ausführungsform der Figuren 6 und 7 sind die Tiefe ΪΕΧ der Auslassöffnung 402 und die Tiefe t4 des Hauptstromgebers 4 gleich. Die Tiefe U des Hauptstromgebers 4 kann im Bereich zwischen 0,005 mm und 90 mm liegen. Eine bevorzugte Tiefe t4 beträgt 0,04 mm bis 50 mm. Eine besonders bevorzugte Tiefe t4 liegt im Bereich zwischen 0,1 mm und 30 mm. It can be seen from the change of the velocity field on the projection surfaces 8 of the individual partial images I to V that the exiting fluid flow 20 is deflected in different spatial directions and thus wandered three-dimensionally in space. The path of movement of the exiting fluid flow 20 can have very different shapes on the projection surface 8. For example, the fluid flow 20 can strip off a rectangle or an oval line by line or quasi-chicane or the path of a standing and / or rotating eight. The kinematics of the exiting fluid flow 20 is influenced by the oscillation frequency and the oscillation angle α of the fluid flow of the main flow transmitter 4 and by the pulsation frequency of the fluid flow of the secondary flow transmitter 5 in combination with the separator 6. By modulating the properties of the fluid streams of the main flow generator 4 and the secondary flow sensor 5, the homogeneity and / or the shape (round, oval, almost triangular, polygonal or rectangular projection surfaces and mixed forms thereof) of the exiting fluid flow 20 can be influenced. In particular, the combination of the dynamically changing oscillation angle α and ß different movement tracks of the fluid flow can be generated. The angle at which the fluid stream 20 exits the fluidic assembly 1 can be determined by impulse addition of the fluid flow 24 of the main flow generator 4 and the fluid flows 27 in the supply lines 7. On this basis, the main flow sensor 4 and the supply lines 7 (here in particular the outlet openings 702 and the angle η (FIG. 7)) can be adapted for different technical applications. FIG. 7 shows a section of the main current generator 4 and the supply lines 7 from FIG. 6 enlarged. The depth of the component Hauptromgebers 4 upstream of the outlet opening 402 is denoted by t. 4 The component depth t 4 is defined perpendicular to the oscillation plane of the main current generator. 4 The component depth t 4 of the main rotor generator 4 may be constant (as in the embodiment of FIGS. 6 and 7) or may be tapered or enlarged downstream in the region of the outlet opening 402 (ΪΕΧ). By a taper (t 4 > tEx) or magnification (t 4 <t.Ex) of the component depth of the main flow sensor 4 in the region of the outlet opening 402, the velocity of the fluid flow can be increased or decreased at a constant mass flow, whereby the oscillation angle ß of the secondary flow sensor 5 influenced can be. By varying the component depth of the main current generator 4, the influence of the momentum transfer of the fluid streams in the supply lines 7 to the fluid flow of the main current generator 4 can change. Thus, with unchanged geometry of the supply lines 7, the oscillation angle β can be adjusted by varying the component depth of the main current generator 4. In the embodiment of FIGS. 6 and 7, the depth ΪΕΧ of the outlet opening 402 and the depth t 4 of the main current generator 4 are the same. The depth U of the main current generator 4 may be in the range between 0.005 mm and 90 mm. A preferred depth t 4 is 0.04 mm to 50 mm. A particularly preferred depth t 4 is in the range between 0.1 mm and 30 mm.
Die Höhe h702 der Auslassöffnungen 702 bestimmt die Länge des Abschnitts des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 entlang der Achse X4, der mit dem aus den Zuführleitungen 7 austretenden Fluidstrom des Nebenstromgebers 5 wechselwirkt. Die Höhe h702 ist abhängig von dem Oszillationswinkel ß des Nebenstromgebers 5 und von der gewünschten Impulsübertragung des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5 auf den Fluidstrom des Hauptstromgebers 4 einstellbar. Die Höhe h702 kann zwischen 0,01 mm bis 35 mm liegen. Bevorzugt ist eine Höhe h702 von 0,02 mm bis 24 mm, und insbesondere vorteilhaft ist eine Höhe h702 von 0,05 mm bis 18 mm. Die Höhe h702 ist kleiner als oder gleich einem Viertel der Bauteillänge l4 des Hauptstromgebers 4. The height h 70 2 of the outlet openings 702 determines the length of the portion of the fluid flow of the main flow sensor 4 along the axis X 4 , which interacts with the emerging from the supply lines 7 fluid flow of the secondary flow sensor 5. The height h 7 02 is dependent on the oscillation angle ß of the secondary flow sensor 5 and of the desired momentum transfer of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 to the fluid flow of the main current generator 4 adjustable. The height h 70 2 can be between 0.01 mm to 35 mm. Preferably, a height h 70 2 of 0.02 mm to 24 mm, and especially advantageous is a height h 70 2 of 0.05 mm to 18 mm. The height h 70 2 is less than or equal to a quarter of the component length l 4 of the main current generator. 4
Dabei ist die Länge l4 des Hauptstromgebers 4 der Abstand zwischen der Einlassöffnung 401 und der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 entlang der Achse X4 (Figur 8). Die Einlassöffnung 401 und die Auslassöffnung 402 sind dort definiert, wo die Querschnittsfläche des fluidischen Bauteils, die der Fluidstrom passiert, wenn er in die Strömungskammer 400 eintritt beziehungsweise aus der Strömungskammer wieder austritt, jeweils (lokal) am kleinsten ist. (Diese Definition der Einlass- und Auslassöffnung gilt entsprechend für den Nebenstromgeber 5 und den Separator 6.) Die Länge l4 des Hauptstromgebers 4 kann zwischen 0,01 mm und 500 mm liegen. Bevorzugt ist eine Bauteillänge U des Hauptstromgebers 4 von 0,02 mm bis 350 mm. Besonders bevorzugt ist eine Bauteillänge U von 0,05 mm bis 220 mm. In der Ausführungsform der Figuren 6 und 7 haben die Zuführleitungen 7 stromabwärts ihrer Einlassöffnungen 701 zunächst eine konstante Höhe h7. Weiter stromabwärts (beispielsweise ab der halben Länge der Zuführleitungen 7 nimmt die Höhe h7 stromabwärts stetig ab bis sie an den Auslassöffnungen 702 die Höhe h702 erreicht. Die Höhe h7 ist dabei als der Durchmesser der Zuführleitungen 7 in der Oszillationsebene des Nebenstromgebers 5 und senkrecht zu der Strömungsrichtung des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5 in den Zuführleitungen 7 definiert. In this case, the length l 4 of the main current generator 4 is the distance between the inlet opening 401 and the outlet opening 402 of the main current generator 4 along the axis X 4 (FIG. 8). The inlet port 401 and the outlet port 402 are defined where the cross-sectional area of the fluidic component that the fluid stream passes when it enters the flow chamber 400 or exits the flow chamber is smallest (locally). (This definition of the inlet and outlet opening applies mutatis mutandis to the Nebenstromgeber 5 and the separator 6.) The length l 4 of Main current generator 4 can be between 0.01 mm and 500 mm. A component length U of the main current generator 4 is preferably from 0.02 mm to 350 mm. Particularly preferred is a component length U of 0.05 mm to 220 mm. In the embodiment of FIGS. 6 and 7, the supply lines 7 downstream of their inlet openings 701 initially have a constant height h 7 . Further downstream (for example, from half the length of the supply lines 7, the height h 7 downstream steadily decreases until at the outlet openings 702, the height h 70 2 reached. The height h 7 is than the diameter of the supply lines 7 in the oscillation plane of the side stream encoder 5 and defined perpendicular to the flow direction of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 in the supply lines 7.
Die Zuführleitungen 7 sind diesseits und jenseits der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 auf den Fluidstrom des Hauptstromgebers 4 gerichtet. Dabei trifft der Fluidstrom des Nebenstromgebers 5 aus den Zuführleitungen 7 auf die Oszillationsebene des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 unter einem Winkel η auf. Der Winkel η ist definiert als der Winkel, der von der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 (beziehungsweise durch die Begrenzungswände des Hauptstromgebers 4 parallel zu dessen Oszillationsebene) und einer Tangente an einer mittleren Krümmungslinie 70 der Zuführleitungen 7 aufgespannt wird. Die mittlere Krümmungslinie 70 verläuft dabei zentral durch die Zuführleitungen 7. Die Tangente ist in Figur 7 beispielhaft für einen Punkt auf der mittleren Krümmungslinie 70 an der Auslassöffnung 702 durch eine gepunktete Linie dargestellt. Der Winkel η ist je nach Abstand des Punktes auf der mittleren Krümmungslinie 70 von der Auslassöffnung 702 unterschiedlich, wobei sich der Winkel η mit abnehmendem Abstand 90° annähert. In der Ausführungsform der Figur 7 beträgt der Winkel η für den Punkt auf der mittleren Krümmungslinie 70 an der Auslassöffnung 702 92°. Der Winkel η kann (für den Punkt auf der mittleren Krümmungslinie 70 an der Auslassöffnung 702) zwischen 30° und 150° liegen. Bevorzugt wird ein Winkel η von 60° bis 120° (für den Punkt auf der mittleren Krümmungslinie 70 an der Auslassöffnung 702). Besonders bevorzugt ist ein Winkel η zwischen 75° und 110° (für den Punkt auf der mittleren Krümmungslinie 70 an der Auslassöffnung 702). Der Winkel η bestimmt die Richtung des Impulses des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5. Hierdurch kann auch der Oszillationswinkel ß des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5 beeinflusst werden. Die Zuführleitungen 7 können im Bereich ihrer Auslassöffnungen 702 hinsichtlich des Winkels η und der mittleren Krümmungslinie 70 so gestaltet werden, dass an den Auslassöffnungen 702 ein möglichst gleichförmiges bzw. konstantes Geschwindigkeitsprofil des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5 ausgebildet wird. Vorteilhaft ist es, wenn das Geschwindigkeitsprofil über die Höhe h702 leicht asymmetrisch ist. Vorzugsweise ist das Geschwindigkeitsprofil entlang der Breite b7 der Zuführleitungen 7 beziehungsweise der Breite bsx der Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 (Figur 9) möglichst konstant. Die Breite b7 ist die Ausdehnung der Zuführleitungen 7 quer zur Strömungsrichtung des Fluidstroms in den Zuführleitungen 7 und im Wesentlichen parallel zu der Oszillationsebene des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4. In der Ausführungsform aus den Figuren 8 und 9 ist die Breite b7 zunächst konstant und nimmt dann stromabwärts stetig zu, bis sie an der Auslassöffnung 702 die Breite bsx erreicht. The supply lines 7 are directed to the fluid flow of the main current generator 4 on both sides of and beyond the oscillation plane of the main current generator 4. In this case, the fluid flow of the secondary flow sensor 5 from the supply lines 7 impinges on the oscillation plane of the fluid flow of the main flow sensor 4 at an angle η. The angle η is defined as the angle subtended by the oscillation plane of the main current generator 4 (or by the boundary walls of the main current generator 4 parallel to its oscillation plane) and a tangent to a mean curvature line 70 of the supply lines 7. The mean curvature line 70 runs centrally through the supply lines 7. The tangent is shown in FIG. 7 by way of example for a point on the middle curvature line 70 at the outlet opening 702 by a dotted line. The angle η is different depending on the distance of the point on the average curvature line 70 of the outlet opening 702, wherein the angle η approaches 90 ° with decreasing distance. In the embodiment of FIG. 7, the angle η for the point on the mean line of curvature 70 at the outlet opening 702 is 92 °. The angle η may be between 30 ° and 150 ° (for the point on the mean line of curvature 70 at the outlet opening 702). Preference is given to an angle η of 60 ° to 120 ° (for the point on the mean curvature line 70 at the outlet opening 702). Particularly preferred is an angle η between 75 ° and 110 ° (for the point on the mean line of curvature 70 at the outlet opening 702). The angle η determines the direction of the pulse of the fluid flow of the secondary flow sensor 5. In this way, the oscillation angle ß of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 can be influenced. With regard to the angle η and the mean curvature line 70, the supply lines 7 can be designed in the region of their outlet openings 702 such that the outlet openings 702 are as uniform or constant as possible Speed profile of the fluid flow of the secondary flow sensor 5 is formed. It is advantageous if the speed profile over the height h 70 2 is slightly asymmetrical. The velocity profile is preferably as constant as possible along the width b 7 of the feed lines 7 or the width bsx of the outlet openings 702 of the feed lines 7 (FIG. 9). The width b 7 is the extension of the supply lines 7 transversely to the flow direction of the fluid flow in the supply lines 7 and substantially parallel to the oscillation plane of the fluid flow of the main flow sensor 4. In the embodiment of Figures 8 and 9, the width b 7 is initially constant and decreases then continues downstream until it reaches the width bsx at the outlet port 702.
Um ein möglichst homogenes Geschwindigkeitsprofil an den Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 zu erzeugen, können die Zuführleitungen 7 mindestens einen Abschnitt aufweisen, in dem die Größe der Querschnittsfläche der Zuführleitungen 7 stromabwärts abnimmt. Die Querschnittsfläche ist die Fläche, die von dem Fluidstrom durchströmbar ist. Durch einen solchen konvergenten Abschnitt kann der Fluidstrom innerhalb der Zuführleitungen 7 beschleunigt werden. Um an der Auslassöffnung 702 ein gewünschtes Profil des Fluidstroms zu erhalten, kann stromabwärts des konvergenten Abschnitts ein (divergenter) Abschnitt vorgesehen sein, in dem die Größe der Querschnittsfläche der Zuführleitungen 7 stromabwärts zunimmt. Die Querschnittsflächen müssen sich in den konvergenten und divergenten Abschnitten nicht gleichmäßig in alle Richtungen innerhalb der Ebene quer zur Strömungsrichtung verändern. Zur Homogenisierung des Fluidstroms können alternativ zusätzliche Elemente in oder an den Zuführleitungen 7 angeordnet werden, wie beispielsweise Umlenkschaufeln oder (wabenförmige / sechseckige) Gitterstrukturen. In order to produce as homogeneous a velocity profile as possible at the outlet openings 702 of the feed lines 7, the feed lines 7 can have at least one section in which the size of the cross-sectional area of the feed lines 7 decreases downstream. The cross-sectional area is the area through which the fluid stream can flow. By such a convergent section, the fluid flow within the supply lines 7 can be accelerated. In order to obtain a desired profile of the fluid flow at the outlet opening 702, a (divergent) section may be provided downstream of the convergent section, in which the size of the cross-sectional area of the supply lines 7 increases downstream. The cross-sectional areas need not vary uniformly in all directions within the plane transverse to the flow direction in the convergent and divergent sections. To homogenize the fluid flow, additional elements can alternatively be arranged in or on the supply lines 7, such as deflection vanes or (honeycomb / hexagonal) lattice structures.
Der Impuls des Fluidstroms, der aus den Zuführleitungen 7 austritt, wird zudem durch die Querschnittsflächen der Auslassöffnungen 702 bestimmt. Die Umlenkzuführungen 7 sind vorzugsweise so geformt, dass die Querschnittsfläche der Zuführleitungen 7 stromaufwärts der Auslassöffnung 702 und insbesondere an der Einlassöffnung 701 der Zuführleitung 7 größer ist als an der Auslassöffnung 702. Die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 702 beträgt insbesondere 70% bis 100% der Querschnittsfläche der Zuführleitungen 7 stromaufwärts der Auslassöffnung 702 sowie 70% bis 100% der Querschnittsfläche der Einlassöffnung 701 der Zuführleitungen 7. Bei inkompressiblen Fluiden sollte die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 702 80% bis 100% der Querschnittsfläche der Zuführleitungen 7 stromaufwärts der Auslassöffnung 702 sowie 80% bis 100% der Querschnittsfläche der Einlassöffnung 701 der Zuführleitungen 7 betragen. Die Querschnittsflächen der Zuführleitungen 7 sind in dieser Ausführungsform rechteckig. Es sind grundsätzlich auch andere Querschnittsflächenformen denkbar. The momentum of the fluid flow exiting the supply lines 7 is also determined by the cross-sectional areas of the outlet openings 702. The deflecting feeders 7 are preferably shaped such that the cross-sectional area of the feed lines 7 upstream of the outlet opening 702 and in particular at the inlet opening 701 of the supply line 7 is greater than at the outlet opening 702. The cross-sectional area of the outlet opening 702 is in particular 70% to 100% of the cross-sectional area of Feed lines 7 upstream of the outlet port 702 and 70% to 100% of the cross-sectional area of the inlet port 701 of the supply lines 7. For incompressible fluids, the cross-sectional area of the outlet port 702 should be 80% to 100% of the cross-sectional area of the supply lines 7 upstream of the outlet port 702 and 80% to 100%. the cross-sectional area of the inlet opening 701 of the supply lines 7 amount. The Cross-sectional areas of the supply lines 7 are rectangular in this embodiment. In principle, other cross-sectional surface shapes are also conceivable.
In Figur 9 ist die Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 im Schnitt entlang der Oszillationsebene des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4, eine Draufsicht auf eine Auslassöffnung 702 einer der beiden Zuführleitungen 7 und ein Auslassabschnitt 33, der sich an die Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 anschließt, dargestellt. Der Auslassabschnitt 33 wird an zwei gegenüberliegenden Seiten (parallel zu der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4) von je einer der Auslassöffnungen 702 der beiden Zuführleitungen 7 begrenzt und an zwei gegenüberliegenden Seiten (senkrecht zu der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4) von je einer Begrenzungswand 34. Die Begrenzungswände 34 sind an ihrem der Hauptströmungsrichtung des Fluidstroms entgegen gerichteten Ende leicht abgerundet. Die abgerundete Form umfasst ein Kreissegment mit dem Radius r, der in der Oszillationsebene des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 definiert ist. Der Radius r kann im Extremfall den Wert Null einnehmen, das heißt, dass das der Hauptströmungsrichtung des Fluidstroms entgegen gerichtete Ende der Begrenzungswand 34 als Kante ausgebildet ist. Der Radius r kann somit beispielsweise zwischen 0 mm und 15 mm liegen. Vorzugsweise ist das das der Hauptströmungsrichtung des Fluidstroms entgegen gerichtete Ende der Begrenzungswand 34 jedoch abgerundet, so dass der Radius r vorzugsweise größer als 0 mm ist. Vorzugsweise ist der Radius r >0 mm bis 12 mm und besonders bevorzugt >0 mm bis 7 mm. Das in Hauptströmungsrichtung des Fluidstroms gerichtete Ende der Begrenzungswand 34 ist vorzugsweise als Kante ausgebildet, das heißt, dass hier der Radius entsprechend 0 ist. In FIG. 9, the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 is shown in section along the oscillation plane of the fluid flow of the main flow generator 4, a plan view of an outlet opening 702 of one of the two supply lines 7 and an outlet section 33 which adjoins the outlet opening 402 of the main flow generator 4. The outlet section 33 is delimited on two opposite sides (parallel to the oscillation plane of the main flow generator 4) by one of the outlet openings 702 of the two supply lines 7 and on two opposite sides (perpendicular to the oscillation plane of the main flow generator 4) by a respective boundary wall 34 34 are slightly rounded at their end facing the main flow direction of the fluid flow end. The rounded shape comprises a circle segment of radius r, which is defined in the plane of oscillation of the fluid flow of the main current generator 4. The radius r can take the value zero in the extreme case, that is, that of the main flow direction of the fluid flow opposite end of the boundary wall 34 is formed as an edge. The radius r can thus be between 0 mm and 15 mm, for example. However, the end of the boundary wall 34 directed opposite to the main flow direction of the fluid flow is preferably rounded, so that the radius r is preferably greater than 0 mm. Preferably, the radius is r> 0 mm to 12 mm and particularly preferably> 0 mm to 7 mm. The directed in the main flow direction of the fluid flow end of the boundary wall 34 is preferably formed as an edge, that is, that here the radius is equal to zero.
Die Begrenzungswände 34 schließen (in der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4) einen Winkel γ ein. Dieser Winkel γ kann den Oszillationswinkel α des Hauptstromgebers 4 beeinflussen. Im Falle, dass der Winkel γ geringer ist als der Oszillationswinkel α des aus dem Hauptstromgeber 4 austretenden Fluidstroms, wird der Oszillationswinkel α durch den Winkel γ begrenzt. Vorzugsweise ist der Winkel γ gleich dem Oszillationswinkel α oder größer als der Oszillationswinkel a. Der Winkel γ kann beispielsweise Werte von 5° bis 175° annehmen. Dieser Winkel wird häufig durch den zur Verfügung stehenden Bauraum bestimmt. Sofern der Winkel γ größer als der Oszillationswinkel α ist, wird der Fluidstrom durch den Coandä-Effekt an die Begrenzungswände 34 angesaugt, wodurch der Oszillationswinkel α auf den Winkel γ vergrößert wird. In Figur 10 sind in den Teilbildern I und II zwei unterschiedliche Beispiele für fluidische Bauteile dargestellt, die als Hauptstromgeber 4 der fluidischen Baugruppe 1 eingesetzt werden können. Dabei entspricht das fluidische Bauteil aus Teilbild I dem Hauptstromgeber 4 der fluidischen Baugruppe 1 aus den Figuren 1 bis 9. The boundary walls 34 enclose an angle γ (in the oscillation plane of the main current generator 4). This angle γ can influence the oscillation angle α of the main current generator 4. In the case that the angle γ is less than the oscillation angle α of the exiting from the main flow sensor 4 fluid flow, the oscillation angle α is limited by the angle γ. Preferably, the angle γ is equal to the oscillation angle α or greater than the oscillation angle α. The angle γ may, for example, assume values of 5 ° to 175 °. This angle is often determined by the available space. If the angle γ is greater than the oscillation angle α, the fluid flow is sucked by the Coanda effect on the boundary walls 34, whereby the oscillation angle α is increased to the angle γ. In FIG. 10, two different examples of fluidic components, which can be used as the main current generator 4 of the fluidic module 1, are shown in the partial images I and II. In this case, the fluidic component of partial image I corresponds to the main current generator 4 of the fluidic module 1 from FIGS. 1 to 9.
Das fluidische Bauteil aus dem Teilbild II entspricht hinsichtlich des Funktionsprinzips der Ausbildung einer oszillierenden Strömung dem fluidischen Bauteil aus Teilbild I. So werden in beiden fluidischen Bauteilen Nebenstromkanäle 404 zur Ausbildung eines oszillierenden Fluidstroms verwendet. Zusätzlich sind bei dem fluidischen Bauteil aus dem Teilbild II am Eingang der Nebenstromkanäle 404, Separatoren 405 in Form von Ausbuchtungen (der Begrenzungswand der Strömungskammer 400) vorgesehen. Dabei ragt am Eingang jedes Nebenstromkanals 404 jeweils eine Ausbuchtung 405 über einen Abschnitt der Umfangskante des Nebenstromkanals 404 in den jeweiligen Nebenstromkanal 404 und verändert an dieser Stelle unter Verkleinerung der Querschnittsfläche dessen Querschnittsform. Durch die Separatoren 405 wird die Abtrennung der Nebenströme vom Hauptstrom beeinflusst und gesteuert. With regard to the functional principle of the formation of an oscillating flow, the fluidic component from the partial image II corresponds to the fluidic component from partial image I. In both fluidic components, bypass channels 404 are used to form an oscillating fluid flow. In addition, separators 405 in the form of protrusions (the boundary wall of the flow chamber 400) are provided in the fluidic component from the partial image II at the inlet of the bypass ducts 404. In each case, a bulge 405 projects at the entrance of each bypass duct 404 over a section of the peripheral edge of the bypass duct 404 into the respective bypass duct 404 and changes its cross-sectional shape at this point while reducing the cross-sectional area. Separators 405 influence and control the separation of the secondary streams from the main stream.
Stromabwärts der Auslassöffnung 402 schließt sich unmittelbar ein Auslassabschnitt 33 an, der sich in der Oszillationsebene des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 von der Auslassöffnung 402 stromabwärts stetig verbreitert. Der Auslassabschnitt 33 hat in der Oszillationsebene des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 betrachtet einen trapezförmigen Querschnitt. Der Auslassabschnitt 33 wird an zwei gegenüberliegenden Seiten (parallel zu der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4) von je einer der Auslassöffnungen 702 der beiden Zuführleitungen 7 begrenzt und an zwei gegenüberliegenden Seiten (senkrecht zu der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4) von je einer Begrenzungswand 34. Der Auslassabschnitt 33 erstreckt sich entlang der Hauptströmungsrichtung (entlang der Achse X4 des Hauptstromgebers 4, beziehungsweise entlang der Höhe h702 der Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7) über eine Länge 133- Die Länge I33 ist der Abstand der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 und der Auslassöffnung 3 der fluidischen Baugruppe 1 entlang der Achse X4 des Hauptstromgebers 4. Die Höhe h702 der Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 kann von der Länge I33 des Auslassabschnitts 33 verschieden sein.. Insbesondere kann die Höhe h702 der Auslassöffnungen 702 kürzer sein als die Länge I33, wobei sich die Auslassöffnungen 702 von der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 hin zur Auslassöffnung 3 erstrecken, die Auslassöffnung 3 jedoch nicht erreichen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Materialstärke hw der stromabwärts angeordneten Begrenzungswand der Zuführleitungen 7 entsprechend hoch gewählt werden. Durch diese Ausgestaltung kann zum einen der Impuls des Fluidstrahls aus den Zuführleitungen 7 auf den Fluidstrahl des Hauptstromgebers 4 fokussiert und zum anderen eine höhere mechanische Stabilität für die stromabwärts angeordnete Begrenzungswand der Zuführleitungen 7 erreicht werden. Alternativ können die Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 auch von der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4 bis zur Auslassöffnung 3 reichen. In diesem Fall sind die Höhe h702 der Auslassöffnungen 702 und die Länge I33 des Auslassabschnitts 33 gleich groß. Downstream of the outlet opening 402, an outlet section 33 immediately adjoins, which widens steadily downstream in the plane of oscillation of the fluid flow of the main flow generator 4 from the outlet opening 402. The outlet section 33 has a trapezoidal cross-section as viewed in the plane of oscillation of the fluid flow of the main flow sensor 4. The outlet section 33 is delimited on two opposite sides (parallel to the oscillation plane of the main flow sensor 4) by one of the outlet openings 702 of the two supply lines 7 and on two opposite sides (perpendicular to the oscillation plane of the main flow sensor 4) by a respective boundary wall 34 33 extends along the main flow direction (along the axis X4 of the main flow transmitter 4, or along the height h 70 2 of the outlet openings 702 of the supply lines 7) over a length 133- The length I33 is the distance of the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 and the outlet port 3rd the fluidic assembly 1 along the axis X 4 of the main current sensor 4. the height h 70 2 of the exhaust ports 702 of the feed lines 7 may be different from the length I33 of the outlet portion 33 .. In particular, the height 70 2 of the exhaust ports 702 may be shorter than the h Length I33, with the Auslassöff tions 702 extend from the outlet opening 402 of the main flow sensor 4 toward the outlet opening 3, but do not reach the outlet opening 3. For this purpose, for example, the material thickness h w of the downstream boundary wall of the supply lines 7 can be selected to be correspondingly high. Through this Embodiment can be focused on the one hand, the pulse of the fluid jet from the supply lines 7 to the fluid jet of the main flow sensor 4 and on the other hand, a higher mechanical stability for the downstream boundary wall of the supply lines 7 can be achieved. Alternatively, the outlet openings 702 of the supply lines 7 can also extend from the outlet opening 402 of the main flow generator 4 to the outlet opening 3. In this case, the height h 70 2 of the outlet openings 702 and the length I33 of the outlet section 33 are the same.
Die Querschnittsform des Auslassabschnitts 33 (in der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 betrachtet) kann, wie in Teilbild II der Figur 10 gezeigt, trapezförmig sein oder andere Formen aufweisen (rechteckig, polygonal, dreieckig, oval, Mischform davon). Entsprechend der Form kann die Breite b33 des Auslassabschnitts 33 somit konstant oder auch nicht konstant sein. Die Breite b33 beträgt vorzugsweise mindestens 65 % der Breite bsx der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4. Besonders bevorzugt beträgt die Breite b33 mindestens 80 % der Breite bsx der Auslassöffnung 402 des Hauptstromgebers 4. Beispielsweise kann sich die Breite b33 des Auslassabschnitts 33 stromabwärts derart verändern (vergrößern), dass die Begrenzungswände 34 im Wesentlichen den Winkel γ einschließen. Entsprechend der Form des Auslassabschnitts 33 in der Oszillationsebene des Hauptstromgebers 4 können die Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 gleich geformt sein. The cross-sectional shape of the outlet portion 33 (viewed in the oscillation plane of the main current generator 4) may be trapezoidal or have other shapes (rectangular, polygonal, triangular, oval, hybrid form thereof) as shown in panel II of FIG. According to the shape, the width b33 of the outlet portion 33 can thus be constant or not constant. The width b33 is preferably at least 65% of the width bsx of the outlet opening 402 of the main flow transmitter 4. Particularly preferably, the width b33 is at least 80% of the width bsx of the outlet opening 402 of the main flow transmitter 4. For example, the width b33 of the outlet section 33 can change downstream (see FIG. Enlarge) that the boundary walls 34 include substantially the angle γ. According to the shape of the outlet portion 33 in the oscillation plane of the main-current generator 4, the outlet openings 702 of the supply pipes 7 may be formed the same.
In Figur 11 sind in den Teilbildern I und II zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Separators 6 dargestellt. Die zwei dargestellten Separatoren 6 unterschieden sich in der Form des Strömungsteilers 603. Der Strömungsteiler 603 teilt den oszillierenden Fluidstrom, der von der Einlassöffnung 601 in den Separator 6 strömt, derart auf, dass der oszillierende Fluidstrom abwechselnd durch eine der beiden Auslassöffnungen 602 strömt. In den beiden dargestellten Ausführungsformen sind zwei Auslassöffnungen 602 dargestellt. Grundsätzlich kann der Separator 6 auch mehr als zwei Auslassöffnungen aufweisen. Durch den Separator 6 wird in Kombination mit dem fluidischen Bauteil 5 eine pulsierende Strömung erzeugt, die in die Zuführleitungen 7 strömt. Vorzugsweise beträgt die Geschwindigkeit des Fluidstroms innerhalb der Zuführleitungen 7 beziehungsweise an den Auslassöffnungen 602 des Separators 6 periodisch kurzzeitig annähernd 0 oder ist die Geschwindigkeit (auf beispielsweise 75 % der maximalen Geschwindigkeit) reduziert. Besonders vorteilhaft ist, wenn sich die Fließrichtung des Fluides periodisch kurzzeitig ändert, das heißt sich das Vorzeichen des Geschwindigkeitsfeldes in Ausströmrichtung periodisch kurzfristig ändert. Für diese Zwecke sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Separators 6 (in Kombination mit dem Nebenstromgeber 5) geeignet. Dabei können der NebenstromgeberIn FIG. 11, two different embodiments of the separator 6 are shown in the partial images I and II. The two separators 6 shown differ in the shape of the flow divider 603. The flow divider 603 divides the oscillating fluid flow flowing from the inlet opening 601 into the separator 6 such that the oscillating fluid flow flows alternately through one of the two outlet openings 602. In the two illustrated embodiments, two outlet openings 602 are shown. In principle, the separator 6 can also have more than two outlet openings. By the separator 6, a pulsating flow is generated in combination with the fluidic component 5, which flows into the supply lines 7. Preferably, the speed of the fluid flow within the supply lines 7 and / or at the outlet openings 602 of the separator 6 is periodically briefly approximately 0 or the speed is reduced (to, for example, 75% of the maximum speed). It is particularly advantageous if the flow direction of the fluid changes periodically briefly, that is, the sign of the velocity field in the outflow direction changes periodically short-term. For this purpose, two different embodiments of the separator 6 are suitable (in combination with the Nebenstromgeber 5). In this case, the secondary current generator
5 und der Separator 6 einstückig oder als individuelle Elemente ausgebildet sein. Die erste Ausführungsform (Teilbild I) erzeugt ein im Wesentlichen binäres beziehungsweise digitales Strömungsmuster. Diese Ausführungsform kann bei höheren Oszillationsfrequenzen (ab circa 100 Hz) eingesetzt werden. Mit dieser Ausführungsform kann an jeder Auslassöffnung 702 der Zuführleitungen 7 ein Strömungssignal, das nahezu einer Rechteckfunktion entspricht, erzeugt werden, wobei die Rechteckfunktionen für die beiden Auslassöffnungen 702 um eine halbe Phase gegeneinander verschoben sind. In der Ausführungsform aus Teilbild I wird der Fluidstrom nicht durch eine scharfe Kante geteilt, sondern durch eine innere gekrümmte Wand 603 als Strömungsteiler wechselseitig in die Auslassöffnungen 602 gelenkt. Die gekrümmte Wand 603 ist dabei zwischen den beiden Auslassöffnungen 602 angeordnet und (entlang der Achse X5 in Fluidstromrichtung betrachtet) nach außen gewölbt. Durch die Krümmung der inneren Wand 603 wird eine Vertiefung (Einbuchtung) erzeugt. Die Querschnittsfläche der Auslassöffnungen 602 ist jeweils größer oder gleich der Querschnittsfläche der Einlassöffnung 601 . Hierdurch kann der Effekt des binären Strömungsmusters unterstützt werden. Insbesondere bei Fluiden mit hoher Dichte sowie inkompressiblen Medien sind Querschnittsflächen der Auslassöffnungen 602 vorteilhaft, die größer sind als die Querschnittsfläche der Einlassöffnung 601. Ferner kann der Raum zwischen der inneren gekrümmten Wand 603 und der Einlassöffnung 601 hinsichtlich Form und Größe derart ausgebildet sein, dass dort ein Wirbel erzeugt wird. Dieser Wirbel unterstützt die zuvor erwähnte Geschwindigkeitsreduktion beziehungsweise Geschwindigkeitsumkehr an den Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7. Auch hierdurch kann der Effekt des binären Strömungsmusters unterstützt werden. 5 and the separator 6 may be formed integrally or as individual elements. The first embodiment (partial image I) generates a substantially binary or digital flow pattern. This embodiment can be used at higher oscillation frequencies (from about 100 Hz). With this embodiment, at each outlet opening 702 of the supply lines 7, a flow signal which corresponds to almost a rectangular function can be generated, wherein the rectangular functions for the two outlet openings 702 are shifted from each other by half a phase. In the embodiment of part I, the fluid flow is not divided by a sharp edge, but is alternately directed into the outlet ports 602 by an inner curved wall 603 as a flow divider. The curved wall 603 is arranged between the two outlet openings 602 and (viewed along the axis X5 in the fluid flow direction) arched outwards. The curvature of the inner wall 603 creates a depression (indentation). The cross-sectional area of the outlet openings 602 is greater than or equal to the cross-sectional area of the inlet opening 601. This can support the effect of the binary flow pattern. In particular, in the case of high-density fluids and incompressible media, cross-sectional areas of the outlet openings 602 that are larger than the cross-sectional area of the inlet opening 601 are advantageous. Further, the space between the inner curved wall 603 and the inlet opening 601 may be formed in shape and size such that there a vortex is generated. This vortex supports the aforementioned speed reduction or speed reversal at the outlet openings 702 of the feed lines 7. This also helps to support the effect of the binary flow pattern.
Die zweite Ausführungsform (Teilbild II) erzeugt ein im Wesentlichen analoges Strömungsmuster. Die zweite Ausführungsform ist insbesondere für kompressible Fluide sowie bei Anwendungen mit niedriger Oszillationsfrequenz (in der Regel unter 200 Hz) vorteilhaft. Bei dieser Ausführungsform ist die innere Wand 603 als Keil ausgebildet, der im Wesentlichen entlang der Achse X5 entgegen der Fluidstromrichtung in den SeparatorThe second embodiment (Part II) produces a substantially analogous flow pattern. The second embodiment is particularly advantageous for compressible fluids as well as for applications with low oscillation frequency (usually below 200 Hz). In this embodiment, the inner wall 603 is formed as a wedge which extends substantially along the axis X5 against the direction of fluid flow into the separator
6 hineinragt. Auch hier ist die Querschnittsfläche der Auslassöffnungen 602 jeweils größer oder gleich der Querschnittsfläche der Einlassöffnung 601. In den Figuren 13 und 14 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform aus den Figuren 1 bis 9 insbesondere durch die relative Anordnung der ersten fluidischen Teilgeometrie I und der zweiten fluidischen Teilgeometrie II. Ferner sind die Größenverhältnisse der ersten fluidischen Teilgeometrie I und der zweiten fluidischen Teilgeometrie II gegenüber der Ausführungsform aus den Figuren 1 bis 9 unterschiedlich. Bei der Ausführungsform aus den Figuren 13 und 14 sind die Achse X4 des Hauptstromgebers 4 und die Achse Xs des Nebenstromgebers 5 nicht koaxial (nacheinander) angeordnet, sondern die Achsen X4 und Xs schließen einen Winkel von im Wesentlichen 90° miteinander ein. Auch die Oszillationsebenen des Hauptstromgebers 4 und des Nebenstromgebers 5 schließen einen Winkel von im Wesentlichen 90° miteinander ein. Bei Beibehaltung eines festen Winkels zwischen den Oszillationsebenen des Hauptstromgebers 4 und des Nebenstromgebers 5 hat eine Veränderung des Winkels zwischen der Achse X4 des Hauptstromgebers 4 und der Achse X5 des Nebenstromgebers 5 keine wesentliche Auswirkung auf die Funktion der fluidischen Baugruppe 1 . Die relative Anordnung der beiden fluidischen Teilgeometrien I und II wird häufig durch den zur Verfügung stehenden Bauraum vorgegeben. 6 protrudes. Here, too, the cross-sectional area of the outlet openings 602 is greater than or equal to the cross-sectional area of the inlet opening 601. FIGS. 13 and 14 show a further embodiment of the invention. This embodiment differs from the embodiment of Figures 1 to 9 in particular by the relative arrangement of the first fluidic part geometry I and the second fluidic part geometry II. Furthermore, the size ratios of the first fluidic part geometry I and the second fluidic part geometry II compared to the embodiment of Figures 1 to 9 are different. In the embodiment of Figures 13 and 14, the axis X 4 of the main current generator 4 and the axis Xs of the secondary current generator 5 are not arranged coaxially (successively), but the axes X 4 and Xs form an angle of substantially 90 ° with each other. The oscillation planes of the main current generator 4 and the secondary current generator 5 also enclose an angle of substantially 90 ° with one another. By maintaining a fixed angle between the oscillation planes of the main current generator 4 and the secondary current generator 5, a change in the angle between the axis X 4 of the main current generator 4 and the axis X5 of the secondary current generator 5 has no significant effect on the function of the fluidic assembly 1. The relative arrangement of the two fluidic partial geometries I and II is often dictated by the available space.
Sobald die Achse X* des Hauptstromgebers 4 und die Achse X5 des Nebenstromgebers 5 nicht mehr im Wesentlichen koaxial oder parallel ausgerichtet sind, ist gegebenenfalls die Geometrie der Zuführleitungen abweichend von der Ausführungsform aus den Figuren 1 bis 9 zu gestalten. As soon as the axis X * of the main current generator 4 and the axis X5 of the secondary current generator 5 are no longer oriented substantially coaxially or parallel, the geometry of the supply lines may differ from the embodiment of FIGS. 1 to 9.
Auch in der Ausführungsform der Figuren 13 und 14 (analog zu der Ausführungsform aus den Figuren 1 bis 9) weist der Fluidstrom, der aus den Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen 7 austritt, vorzugsweise entlang der Breite bsx der Auslassöffnung 702 ein möglichst gleichmäßiges Profil auf. Jedoch ist in der Ausführungsform der Figuren 13 und 14 die Breite b7 (bsx) der Zuführleitungen 7 (der Auslassöffnungen 702) als der Durchmesser der Zuführleitungen 7 in der Oszillationsebene des Nebenstromgebers 5 und senkrecht zu der Strömungsrichtung des Fluidstroms des Nebenstromgebers 5 in den Zuführleitungen 7 definiert. Entsprechend ist die Höhe h7 (h702) der Zuführleitungen 7 (der Auslassöffnungen 702) als die Ausdehnung der Zuführleitungen 7 quer zur Strömungsrichtung des Fluidstroms in den Zuführleitungen 7 und im Wesentlichen parallel zu der Oszillationsebene des Fluidstroms des Hauptstromgebers 4 definiert. Demzufolge sind die Definitionen der Breiten b7 und bsx und der Höhen h7 und h702 in den beiden Ausführungsformen der Figuren 1 bis 9 beziehungsweise 13 und 14 vertauscht. Also in the embodiment of Figures 13 and 14 (analogous to the embodiment of Figures 1 to 9), the fluid flow emerging from the outlet openings 702 of the supply lines 7, preferably along the width bsx of the outlet opening 702 as uniform as possible profile. However, in the embodiment of Figs. 13 and 14, the width b 7 (bsx) of the supply ducts 7 (the exhaust ports 702) is the diameter of the supply ducts 7 in the oscillation plane of the bypass sensor 5 and perpendicular to the flow direction of the fluid flow of the bypass sensor 5 in the supply ducts 7 defined. Accordingly, the height h 7 (h 70 2) of the supply lines 7 (the discharge ports 702) is defined as the extension of the supply lines 7 transverse to the flow direction of the fluid flow in the supply lines 7 and substantially parallel to the plane of oscillation of the fluid flow of the main current generator 4. Accordingly, the definitions of the widths b 7 and bsx and the heights h 7 and h 70 2 in the two embodiments of Figures 1 to 9 and 13 and 14 are reversed.
In der Ausführungsform der Figuren 13 und 14 ist die Breite b7 der Zuführleitungen zunächst konstant und nimmt dann stromabwärts stetig zu, bis sie an der Auslassöffnung 702 die Breite DEX erreicht. Die Zuführleitungen 7 haben stromabwärts ihrer Einlassöffnungen 701 zunächst eine konstante Höhe h7. Weiter stromabwärts (beispielsweise ab der halben Länge der Zuführleitungen 7) nimmt die Höhe h7 stromabwärts stetig ab bis sie an den Auslassöffnungen 702 die Höhe h702 erreicht. In the embodiment of Figures 13 and 14, the width b 7 of the supply lines is initially constant and then steadily increases downstream until it reaches the outlet port 702 reaches the width DEX. The supply lines 7 have downstream of their inlet openings 701, first a constant height h. 7 Further downstream (for example, from half the length of the supply lines 7), the height h 7 downstream decreases steadily until it reaches the height h 70 2 at the outlet openings 702.
Die Breite der Auslassöffnung 702 der Zuführleitungen 7 kann bis zu 30 % größer oder kleiner als die Breite bsx der Auslassöffnung des Hauptstromgebers 4 sein. Dadurch kann die Herstellbarkeit vereinfacht werden. Die Größe der Querschnittsfläche der Zuführleitungen 7 ist vorzugsweise, trotz der sich entlang der Ausdehnungsrichtung der Zuführleitungen 7 ändernden Höhe und Breite der Zuführleitungen 7, entlang der Ausdehnungsrichtung der Zuführleitungen 7 möglichst konstant. Jedoch kann die Größe der Querschnittsflächen stromabwärts hin zu den Auslassöffnungen 702 der Zuführleitungen bis zu 30 % abnehmen. Bevorzugt ist die Querschnittsfläche der Zuführleitungen 7 in einem beliebigen Abschnitt der Zuführleitungen zwischen der Einlassöffnung 701 und der Auslassöffnung 702 maximal 30 % kleiner als die Querschnittsfläche der Einlassöffnung 701 . Die Querschnittsfläche der Auslassöffnung 702 ist vorzugsweise höchstens 30 % kleiner als die Querschnittsfläche der Zuführleitung 7 stromaufwärts der Auslassöffnung 702. Bei Niedrigdruckanwendungen von unter 250 bar Eingangsdruck ist die Abweichung vorzugsweise niedriger als 20 %. The width of the outlet opening 702 of the supply lines 7 may be up to 30% greater or smaller than the width bsx of the outlet opening of the main current generator 4. As a result, the manufacturability can be simplified. The size of the cross-sectional area of the supply pipes 7 is preferably constant as much as possible along the extension direction of the supply pipes 7, despite the height and width of the supply pipes 7 changing along the extension direction of the supply pipes 7. However, the size of the cross-sectional areas downstream to the outlet ports 702 of the supply lines may decrease by up to 30%. Preferably, the cross-sectional area of the supply lines 7 in any portion of the supply lines between the inlet opening 701 and the outlet opening 702 is at most 30% smaller than the cross-sectional area of the inlet opening 701. The cross-sectional area of the outlet opening 702 is preferably at most 30% less than the cross-sectional area of the supply line 7 upstream of the outlet opening 702. At low pressure applications of less than 250 bar inlet pressure, the deviation is preferably less than 20%.
In Figur 15 sind in den Teilbildern I und II zwei Momentaufnahmen des Fluidstroms, der aus der fluidischen Baugruppe gemäß den Figuren 1 bis 9 austritt, dargestellt, wobei die beiden Momentaufnahmen den Fluidstrom zum gleichen Zeitpunkt, jedoch aus unterschiedlichen Richtungen zeigen. Zwischen den beiden Richtungen in den Teilbildern I und II liegt ein Winkel von in etwa 80°. An den beiden Abbildungen ist zu erkennen, dass die fluidische Baugruppe 1 einen Fluidstrahl erzeugt, der nicht nur in einer Raumebene sondern in zwei Ebenen oszilliert, und somit der Fluidstrahl eine dreidimensionale Schwingung ausübt. Dieser Fluidstrom weist ein nahezu rechteckiges Sprühbild auf. Ein solches Sprühbild ist beispielsweise für Reinigungs- und Sprayverteilungsanwendungen geeignet. In FIG. 15, in sub-images I and II, two snapshots of the fluid flow emerging from the fluidic assembly according to FIGS. 1 to 9 are shown, wherein the two snapshots show the fluid flow at the same time, but from different directions. Between the two directions in the partial images I and II is an angle of approximately 80 °. It can be seen from the two figures that the fluidic assembly 1 generates a fluid jet which oscillates not only in one spatial plane but in two planes, and thus the fluid jet exerts a three-dimensional oscillation. This fluid flow has a nearly rectangular spray pattern. Such a spray pattern is suitable, for example, for cleaning and spray distribution applications.
Die Formen der fluidischen Bauteile, die in der erfindungsgemäßen fluidischen Baugruppe der Figuren 1 bis 15 gezeigt werden, sind nur beispielhaft. Alternativ können auch fluidische Bauteile eingesetzt werden, die mittels kollidierender Fluidstrahlen oder durch interagierende Wirbel beziehungsweise Rezirkulationsgebiete eine Oszillation erzeugen oder die andere Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms haben als Nebenstromkanale (feedbackfreie fluidische Bauteile). The forms of the fluidic components shown in the fluidic assembly according to the invention of Figures 1 to 15 are only exemplary. Alternatively, it is also possible to use fluidic components which generate oscillation by means of colliding fluid jets or by interacting vortices or recirculation regions or the other means for forming an oscillation of the fluid flow have as bypass channels (feedback-free fluidic components).
In den Figuren 16 bis 21 ist ein fluidisches Bauteil, das sogenannte Kelchbauteil, gemäß einer Ausführungsform in verschiedenen Ansichten dargestellt. Dabei ist lediglich die innere Funktionsgeometrie des Kelchbauteils 10 dargestellt. Die äußerliche Form kann beliebig gewählt werden. Das Kelchbauteil umfasst (im Gegensatz zu der fluidischen Baugruppe 1 aus den Figuren 1-15) nur eine fluidische Geometrie. Diese fluidische Geometrie umfasst eine Strömungskammer 100, die von einem Fluidstrom durchströmbar ist, der durch eine Einlassöffnung 101 in die Strömungskammer 100 eintritt und durch eine Auslassöffnung 102 aus der Strömungskammer 100 austritt. In dieser Ausführungsform haben die Einlassöffnung 101 und die Auslassöffnung 102 jeweils eine kreisförmige Querschnittsfläche. Grundsätzlich können auch andere Formen verwendet werden. Die Mittelpunkte der Einlassöffnung 101 und der Auslassöffnung 102 liegen auf einer Achse Xi, die die Hauptströmungsrichtung innerhalb des Kelchbauteils 10 vorgibt. Die Strömungskammer 100 umfasst einen Hauptstromkanal 103 und fünf Nebenstromkanäle (Feedback-Kanäle) 104a-e. In FIGS. 16 to 21, a fluidic component, the so-called cup component, according to an embodiment is shown in different views. Only the inner functional geometry of the cup component 10 is shown. The external shape can be chosen arbitrarily. The cup component comprises (in contrast to the fluidic assembly 1 of Figures 1-15) only a fluidic geometry. This fluidic geometry comprises a flow chamber 100, which can be traversed by a fluid flow which enters the flow chamber 100 through an inlet opening 101 and exits the flow chamber 100 through an outlet opening 102. In this embodiment, the inlet opening 101 and the outlet opening 102 each have a circular cross-sectional area. In principle, other shapes can be used. The centers of the inlet opening 101 and the outlet opening 102 lie on an axis Xi, which defines the main flow direction within the cup member 10. The flow chamber 100 includes a main flow channel 103 and five bypass channels (feedback channels) 104a-e.
Die Anzahl der Nebenstromkanäle 104a-e ist nur beispielhaft. Das Kelchbauteil 10 kann auch eine andere ungerade Anzahl (mindestens drei) an Nebenstromkanälen aufweisen. Die Nebenstromkanäle 104a-e sind im Wesentlichen identisch ausgebildet. Sie können jedoch auch unterschiedlich ausgebildet sein. Die Nebenstromkanäle 104a-e sind als Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms vorgesehen. Dabei sind die Nebenstromkanäle 104a-e gleichmäßig (entlang der Achse Xi betrachtet) um den Hauptstromkanal 103 herum angeordnet. Gleichmäßig heißt, dass zwischen zwei benachbarten Nebenstromkanälen stets der gleiche Winkel σ liegt, nämlich hier 360 5=72°. Durch diese Anordnung der Nebenstromkanäle wird vermieden, dass zwei Nebenstromkanäle und der Hauptstromkanal in einer Ebene angeordnet sein können, wobei der Hauptstromkanal zwischen den beiden Nebenstromkanälen angeordnet wäre. Der Winkel σ zwischen benachbarten Nebenstromkanälen 103 kann auch unterschiedlich sein, sofern die Winkel σ derart gewählt sind, dass keine zwei Nebenstromkanäle und der Hauptstromkanal in einer Ebene angeordnet sind. Durch den Winkel σ können die Oszillationswinkel des aus dem Kelchbauteil 10 austretenden Fluidstroms, die Form und die Größe der Projektionsfläche des Fluidstrahls beeinflusst werden. Die Nebenstromkanäle 104a-e zweigen (unmittelbar) stromabwärts der Einlassöffnung 101 vom Hauptstromkanal 103 ab und vereinigen sich mit diesem wieder (unmittelbar) stromaufwärts der Auslassöffnung 102. Die Nebenstromkanäle 104a-e sind in der Hauptströmungsrichtung betrachtet zunächst von der Einlassöffnung 101 auf die Auslassöffnung 102 gerichtet und kehren ihre Richtung kurz vor der Auslassöffnung 102 im Wesentlichen um. Die Querschnittsflächen der Nebenstromkanäle 104a-e sind in dieser Ausführungsform rund. Jedoch können die Querschnittsflächen beliebig ausgebildet sein. The number of bypass channels 104a-e is only exemplary. The cup member 10 may also have another odd number (at least three) of bypass channels. The bypass ducts 104a-e are formed substantially identical. However, they can also be designed differently. The bypass ducts 104a-e are provided as means for forming an oscillation of the fluid flow. In this case, the bypass ducts 104a-e are arranged uniformly (viewed along the axis Xi) around the main flow duct 103. Uniform means that between two adjacent sidestream channels always the same angle σ is, namely here 360 5 = 72 °. This arrangement of the bypass ducts avoids that two bypass ducts and the main flow duct can be arranged in one plane, wherein the main flow duct would be arranged between the two bypass ducts. The angle σ between adjacent bypass channels 103 may also be different, provided that the angles σ are chosen such that no two bypass channels and the main flow channel are arranged in a plane. The angle σ can influence the oscillation angle of the fluid flow emerging from the cup component 10, the shape and the size of the projection surface of the fluid jet. The bypass ducts 104a-e branch off (immediately) downstream of the inlet port 101 from the main flow duct 103 and rejoin therewith (immediately) upstream of the outlet port 102. The bypass ducts 104a-e are in the The main flow direction is first viewed from the inlet opening 101 directed to the outlet opening 102 and substantially reverse their direction just before the outlet opening 102. The cross-sectional areas of the bypass channels 104a-e are round in this embodiment. However, the cross-sectional areas may be arbitrary.
Der Hauptstromkanal 103 weist Kammern 1 10a-e auf, deren Anzahl der Anzahl der Nebenstromkanäle 104a-e entspricht. Dabei ist jede Kammer 110a-e mit einem Nebenstromkanal 104a-e fluidisch verbunden. Die Kammern 1 10a-e werden durch die Außenwand des Hauptstromkanals 103 geformt und sind in Richtung auf die Achse Xi offen. In der dargestellten Ausführungsform weisen die Kammern 1 10a-e in der Schnittebene quer zur Achse Xi eine im Wesentlichen halbkreisförmige Außenwand auf (Figur 21 ). Auch andere Formen, insbesondere asymmetrische Formen sind möglich, sofern die Kammern 1 10a-e zur Achse Xi hin offen sind. Die Formen sind vorzugsweise stetig und weisen eine Krümmung auf. Dabei kann die Außenwand der einzelnen Kammern 110a-e unterschiedlich stark in die Strömungskammer 100 hineinragen. Auch kann die Außenwand einer Kammer asymmetrisch ausgebildet sein. Das heißt, dass die Begrenzungswand an einer Seite der Kammer mehr in die Strömungskammer hineinragen kann als an der anderen Seite der Kammer und/oder dass die Wand an beiden Seiten der Kammer asymmetrisch ausgerichtet sein kann. Zudem kann sich das Ausmaß, mit dem die Außenwand an den einzelnen Seiten der Kammern in die Strömungskammer hineinragt, über die Länge I des Kelchbauteils konstant sein oder variieren. The main flow channel 103 has chambers 1 10a-e, the number of which corresponds to the number of bypass channels 104a-e. Each chamber 110a-e is fluidly connected to a bypass duct 104a-e. The chambers 1 10a-e are formed by the outer wall of the main flow channel 103 and open in the direction of the axis Xi. In the illustrated embodiment, the chambers 1 10a-e have a substantially semicircular outer wall in the sectional plane transverse to the axis Xi (FIG. 21). Other shapes, in particular asymmetric shapes, are possible as long as the chambers 1 10a-e are open towards the axis Xi. The shapes are preferably continuous and have a curvature. In this case, the outer wall of the individual chambers 110a-e protrude into the flow chamber 100 to different degrees. Also, the outer wall of a chamber may be asymmetrical. That is, the boundary wall on one side of the chamber may protrude more into the flow chamber than on the other side of the chamber and / or the wall may be asymmetrically aligned on both sides of the chamber. In addition, the extent to which the outer wall projects into the flow chamber at the individual sides of the chambers may be constant or vary over the length I of the cup component.
Insbesondere können die Kammern 110a-e um die Achse Xi verdrillt. Die Verdrillung kann unterschiedlich stark ausgeprägt sein und von wenigen Sekunden bis zu mehreren Grad (sogar mehr als 360°) reichen. Durch die Verdrillung kann erreicht werden, dass das Fluid in die benachbarte Kammer 110a-e geleitet wird. In particular, the chambers 110a-e may be twisted about the axis Xi. The twist can vary in severity and can range from a few seconds to several degrees (even more than 360 °). Through the twisting can be achieved that the fluid is passed into the adjacent chamber 110a-e.
Der Hauptstromkanal 103 mit den einzelnen Kammern 110a-e ist so geformt, dass die Querschnittsfläche des Hauptstromkanals 103 quer zur Achse Xi ausgehend von der Einlassöffnung 101 stromabwärts zunächst größer wird und sich dann wieder verjüngt. Die Außenwand des sich verjüngenden Abschnitts schließt einen Winkel ε mit der Achse Xi ein. Der sich verjüngende Abschnitt ist (entlang der Achse Xi betrachtet) kürzer als der sich vergrößernde Abschnitt. Beispielsweise kann der sich vergrößernde Abschnitt doppelt so lang sein wie der sich verjüngende Abschnitt. Am Übergang zwischen dem sich vergrößernden Abschnitt und dem sich verjüngenden Abschnitt ändert sich die Form der Außenwand des Hauptstromkanals 103 unstetig. Das Fluid strömt durch die Einlassöffnung 101 in den Hauptstromkanal 103, wo es sich durch den Coandä-Effekt überwiegend an die Wand einer der fünf Kammern 110a-e anlegt und in Richtung der Auslassöffnung 102 strömt. Der größte Teil des Fluids verlässt das Kelchbauteil 10 durch die Auslassöffnung 102. Ein kleiner Teil des Fluids verlässt nicht das Bauteil 10, sondern tritt unmittelbar stromaufwärts der Auslassöffnung 102 in die Nebenstromkanäle 104a-e. Dabei tritt in die einzelnen Nebenstromkanäle 104a-e unterschiedlich viel Fluid, wobei der überwiegende Teil in den Nebenstromkanal 104a-e fließt, der mit der Kammer 110a-e verbunden ist, an deren Wand sich der eintretende Fluidstrom angelegt hat. In den Nebenstromkanälen 104a-e strömt das Fluid in Richtung der Einlassöffnung 101 . Unmittelbar stromabwärts der Einlassöffnung 101 tritt der zurückfließende Fluidanteil aus den Nebenstromkanälen 104a-e und drängt das durch die Einlassöffnung 101 eintretende Fluid, in eine andere Kammer als die Kammer, die im vorherigen Zyklus überwiegend befüllt wurde. Da sich keine zwei Kammern 110a-e und zwei Nebenstromkanäle 104a-e diametral gegenüber liegen, kann sich keine Oszillation in einer Ebene ausbilden, in der die zwei Kammern 110a-e und zwei Nebenstromkanäle 104a-e angeordnet sind. Vielmehr wird erreicht, dass der Fluidstrom abwechselnd in die unterschiedlichen Kammern 110a-e gelenkt wird und somit ein austretender Fluidstrahl erzeugt wird, der sich dreidimensional im Raum bewegt und dabei zwischen mehreren (hier fünf) Punkten oszilliert. Um den dynamisch bewegten Fluidstrahl zu erzeugen, wird innerhalb des Kelchbauteils 10 eine instationäre Strömung erzeugt. Die Bewegung des austretenden Fluidstroms kann durch die Fluidgeschwindigkeit und den Winkel ε beeinflusst werden. The main flow channel 103 with the individual chambers 110a-e is shaped such that the cross-sectional area of the main flow channel 103 transversely to the axis Xi initially increases from the inlet opening 101 downstream and then tapers again. The outer wall of the tapered section encloses an angle ε with the axis Xi. The tapered portion is shorter than the enlarging portion (viewed along the axis Xi). For example, the enlarging portion may be twice as long as the tapered portion. At the transition between the enlarging portion and the tapered portion, the shape of the outer wall of the main flow passage 103 changes discontinuously. The fluid flows through the inlet opening 101 into the main flow channel 103, where it predominantly rests against the wall of one of the five chambers 110a-e by the Coanda effect and flows in the direction of the outlet opening 102. Most of the fluid exits the cup member 10 through the outlet port 102. A small portion of the fluid does not exit the component 10, but enters the bypass channels 104a-e immediately upstream of the outlet port 102. Different amounts of fluid enter the individual bypass ducts 104a-e, with the majority flowing into the bypass duct 104a-e, which is connected to the chamber 110a-e, to whose wall the incoming fluid flow has been applied. In the bypass passages 104a-e, the fluid flows toward the inlet port 101. Immediately downstream of the inlet port 101, the recirculating fluid portion passes from the bypass channels 104a-e, forcing the fluid entering through the inlet port 101 into a chamber other than the chamber that was predominantly filled in the previous cycle. Since no two chambers 110a-e and two bypass channels 104a-e are diametrically opposed, no oscillation can form in a plane in which the two chambers 110a-e and two bypass channels 104a-e are located. Rather, it is achieved that the fluid flow is alternately directed into the different chambers 110a-e and thus an outgoing fluid jet is generated, which moves three-dimensionally in space and thereby oscillates between several (here five) points. In order to generate the dynamically moved fluid jet, a transient flow is generated within the cup member 10. The movement of the exiting fluid flow can be influenced by the fluid velocity and the angle ε.
Die Nebenstromkanäle 104a-e können jeweils auf eine bevorzugte Kammer 110a-e ausgerichtet sein, so dass der aus den Nebenstromkanälen 104a-e austretende Fluidstrahl den an der Einlassöffnung 101 eintretenden Fluidstrom in die entsprechende bevorzugte Kammer 110a-e lenkt. The bypass ducts 104a-e may each be aligned with a preferred chamber 110a-e such that the fluid jet exiting the bypass ducts 104a-e directs the fluid flow entering the inlet port 101 into the corresponding preferred chamber 110a-e.
Die Länge I des Kelchbauteils 10 kann Werte von 0, 1 mm bis zu 1 000 mm annehmen. Bevorzugte Längen I liegen im Bereich zwischen 0, 15 mm und 500 mm. Die Länge ist definiert als der Abstand zwischen der Einlassöffnung 101 und der Auslassöffnung 102 entlang der Achse Xi, wobei die Einlassöffnung 101 und die Auslassöffnung 102 jeweils dort definiert sind, wo die Querschnittsfläche des fluidischen Bauteils, die der Fluidstrom passiert, wenn er in die Strömungskammer 100 eintritt beziehungsweise aus der Strömungskammer wieder austritt, jeweils (lokal) am kleinsten ist. Das Kelchbauteil weist stromabwärts der Auslassöffnung 102 einen divergenten Anteil 112 mit der Länge t auf (Figur 18). Der divergente Anteil ist jedoch optional. Dieser divergente Anteil 112 kann unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Eine Aufgabe ist die Bündelung des aus der Auslassöffnung 102 austretenden Strahls. Der divergente Anteil kann auch dazu genutzt werden, die Oszillationswinkel des austretenden Strahls zu verkleinern oder zu vergrößern. The length I of the cup component 10 can assume values of 0.1 mm up to 1 000 mm. Preferred lengths I are in the range between 0, 15 mm and 500 mm. The length is defined as the distance between the inlet port 101 and the outlet port 102 along the axis Xi, wherein the inlet port 101 and the outlet port 102 are respectively defined where the cross-sectional area of the fluidic component that the fluid stream passes when entering the flow chamber 100 enters or exits the flow chamber again, each (locally) is the smallest. The cup member has downstream of the outlet port 102 a divergent portion 112 of length t (Figure 18). The divergent share is optional. This divergent portion 112 can perform different tasks. One object is the bundling of the jet emerging from the outlet opening 102. The divergent portion can also be used to reduce or increase the oscillation angle of the outgoing beam.
In Figur 22 ist ein Kelchbauteil 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von jener aus den Figuren 16 bis 21 darin, dass die Nebenstromkanäle 104a-e fluidisch unterbrochen sind. Vielmehr ist lediglich jeweils ein Ansatz für die Einlassöffnungen und Auslassöffnungen vorgesehen. Die Ansätze für die Einlassöffnungen und Auslassöffnungen sind beispielsweise mit einem Rohr oder Schlauch verbindbar. So kann einerseits die Einlassöffnung eines Nebenstromkanals mit der zugehörigen Auslassöffnung verbunden werden. Jedoch kann auch die Einlassöffnung eines Nebenstromkanals mit der Auslassöffnung eines anderen Nebenstromkanals verbunden werden. Dadurch kann die Ausrichtung der Nebenstromkanäle individuell angepasst und der Bewegungsverlauf des aus dem Kelchbauteil austretenden Fluidstrahls beeinflusst werden. FIG. 22 shows a cup component 10 according to a further embodiment. This embodiment differs from that of Figures 16 to 21 in that the bypass ducts 104a-e are fluidically interrupted. Rather, only one approach to the inlet openings and outlet openings is provided in each case. The approaches for the inlet openings and outlet openings can be connected, for example, with a pipe or hose. Thus, on the one hand, the inlet opening of a bypass channel can be connected to the associated outlet opening. However, the inlet opening of a bypass duct can also be connected to the outlet opening of another bypass duct. As a result, the alignment of the bypass ducts can be adjusted individually and the course of movement of the fluid jet emerging from the cup component can be influenced.
Das Kelchbauteil 10 aus Figur 22 ist äußerlich im Wesentlichen in Form eines Zylinders ausgebildet, wobei die Rotationsachse des Zylinders entlang der Hauptströmungsrichtung des Kelchbauteils verläuft. Die äußere Gestalt ist nur beispielhaft und kann von der Zylinderform abweichen. The cup member 10 of Figure 22 is externally formed substantially in the shape of a cylinder, wherein the axis of rotation of the cylinder along the main flow direction of the cup member extends. The outer shape is only an example and may differ from the cylindrical shape.
* * * * * * * *

Claims

Patentansprüche claims
1 . Fluidische Baugruppe (1 ) mit einem fluidischen Bauteil (4), wobei das fluidische Bauteil (4) eine Strömungskammer (400) aufweist, die von einem Fluidstrom durchströmbar ist, der durch eine Einlassöffnung (401 ) der Strömungskammer (400) in die Strömungskammer (400) eintritt und durch eine Auslassöffnung (402) der Strömungskammer (400) aus der Strömungskammer (400) austritt, wobei das fluidische Bauteil (4) mindestens ein Mittel (404) zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms an der Auslassöffnung (402) aufweist, wobei die Oszillation in einer1 . Fluidic assembly (1) with a fluidic component (4), wherein the fluidic component (4) has a flow chamber (400) through which a fluid flow can flow through an inlet opening (401) of the flow chamber (400) into the flow chamber (40). 400) and exits the flow chamber (400) through an outlet opening (402) of the flow chamber (400), the fluidic component (4) having at least one means (404) for forming an oscillation of the fluid flow at the outlet opening (402), wherein the oscillation in one
Oszillationsebene erfolgt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (II) zur Umlenkung des oszillierenden Fluidstroms, der aus derOscillation level, characterized by a device (II) for deflecting the oscillating fluid flow, which from the
Auslassöffnung (402) des fluidischen Bauteils (4) austritt, wobei die Umlenkung zeitlich veränderlich ist. Outlet opening (402) of the fluidic component (4) emerges, wherein the deflection is temporally variable.
2. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (II) zur Umlenkung des Fluidstroms zeitlich veränderlich ein Mittel zur2. Fluidic assembly (1) according to claim 1, characterized in that the device (II) for deflecting the fluid flow temporally variable means for
Umlenkung des Fluidstroms bereitstellt, wobei das Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms insbesondere ein Fluid umfasst. Provides deflection of the fluid flow, wherein the means for deflecting the fluid flow in particular comprises a fluid.
3. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (II) zur Umlenkung des Fluidstroms derart angeordnet ist, dass das Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms derart auf den oszillierenden Fluidstrom einwirkt, dass der Fluidstrom aus seiner Oszillationsebene herausgelenkt wird. 3. Fluidic assembly (1) according to claim 2, characterized in that the device (II) for deflecting the fluid flow is arranged such that the means for deflecting the fluid flow acts on the oscillating fluid flow in such a way that the fluid flow is deflected out of its oscillation plane ,
4. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (II) zur Umlenkung des Fluidstroms derart angeordnet ist, dass das4. Fluidic assembly (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the device (II) for deflecting the fluid flow is arranged such that the
Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms im Wesentlichen entlang einer Achse auf den Fluidstrom einwirkt, die einen Winkel, der größer als 0° ist, mit der Oszillationsebene des oszillierenden Fluidstroms einschließt. Means for deflecting the fluid flow substantially along an axis on the fluid flow, which includes an angle greater than 0 °, with the oscillation plane of the oscillating fluid flow.
5. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Umlenkung entlang der Achse aus der einen Richtung, der entgegengesetzten Richtung oder aus beiden Richtungen auf den Fluidstrom einwirkt. 5. Fluidic assembly (1) according to claim 4, characterized in that the means for deflecting along the axis from the one direction, the opposite direction or from both directions acts on the fluid flow.
6. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Umlenkung entlang der Achse alternierend aus der einen Richtung und der entgegengesetzten Richtung auf den Fluidstrom einwirkt. 6. fluidic assembly (1) according to claim 4 or 5, characterized in that the means for deflecting along the axis alternately from the one direction and the opposite direction acts on the fluid flow.
7. Fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (II) zur Umlenkung des Fluidstroms derart angeordnet ist, dass das Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms unmittelbar an der Auslassöffnung (402) der Strömungskammer (400) auf den Fluidstrom einwirkt. 7. Fluidic assembly (1) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the device (II) for deflecting the fluid flow is arranged such that the means for deflecting the fluid flow directly at the outlet opening (402) of the flow chamber (400 ) acts on the fluid flow.
8. Fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (II) zur Umlenkung des Fluidstroms von dem Mittel zur Umlenkung des Fluidstroms durchströmbar ist. 8. fluidic assembly (1) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the device (II) for deflecting the fluid flow from the means for deflecting the fluid flow can be flowed through.
9. Fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (II) zur Umlenkung des Fluidstroms ein fluidisches Bauteil (5) umfasst. 9. fluidic assembly (1) according to one of claims 2 to 8, characterized in that the device (II) for deflecting the fluid flow comprises a fluidic component (5).
10. Fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (II) zur Umlenkung einen Separator (6) umfasst, um das Mittel zur Umlenkung in mindestens zwei Zweige aufzuteilen. 10. Fluidic assembly (1) according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the device (II) for deflecting a separator (6), in order to divide the means for deflecting into at least two branches.
1 1. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (6) eine Einlassöffnung (601 ) und mindestens zwei Auslassöffnungen (602) aufweist, wobei die Querschnittsfläche der mindestens zwei Auslassöffnungen (602) jeweils größer ist als die Querschnittsfläche der Einlassöffnung (601 ) ist. 1 1. A fluidic assembly (1) according to claim 10, characterized in that the separator (6) has an inlet opening (601) and at least two outlet openings (602), wherein the cross-sectional area of the at least two outlet openings (602) is greater than that Cross-sectional area of the inlet opening (601).
12. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (6) in mindestens zwei Zuführleitungen (7) mündet. 12. Fluidic assembly (1) according to claim 10 or 11, characterized in that the separator (6) opens into at least two supply lines (7).
13. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Zuführleitungen (7) auf den oszillierenden Fluidstrom, der aus der Auslassöffnung (402) des fluidischen Bauteils (4) austritt, gerichtet sind, wobei die mindestens zwei Zuführleitungen (7) diesseits und jenseits der Oszillationsebene des oszillierenden Fluidstroms auf den oszillierenden Fluidstrom gerichtet sind. 13. A fluidic assembly (1) according to claim 12, characterized in that the at least two supply lines (7) are directed to the oscillating fluid flow emerging from the outlet opening (402) of the fluidic component (4), wherein the at least two supply lines (7) are directed to the oscillating fluid flow on both sides of the oscillation plane of the oscillating fluid flow.
14. Fluidische Baugruppe (1 ) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der mindestens zwei Zuführleitungen (7) derart gewählt sind, dass die mindestens zwei Zuführleitungen (7) an die Auslassöffnung (402) des fluidischen Bauteils (4) reichen und sich an der Auslassöffnung (402) des fluidischen Bauteils (4) jeweils zumindest über die gesamte Breite (DEX) der Auslassöffnung (402) des fluidischen Bauteils (4) erstrecken. 14. Fluidic assembly (1) according to claim 12 or 13, characterized in that the dimensions of the at least two supply lines (7) are selected such that the at least two supply lines (7) extend to the outlet opening (402) of the fluidic component (4) and at the outlet opening (402) of the fluidic component (4) at least over the entire width (DEX) of the outlet opening (402) of the fluidic Component (4) extend.
15. Reinigungsgerät mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Fluidstrahls, wobei das Reinigungsgerät insbesondere ein Geschirrspüler, eine industrielle Reinigungsanlage, eine Waschmaschine, eine Handbrause oder ein Hochdruckreiniger ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche und / oder ein fluidisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 19-21 umfasst. 15. Cleaning device with a device for generating a fluid jet, wherein the cleaning device is in particular a dishwasher, an industrial cleaning system, a washing machine, a hand shower or a high-pressure cleaner, characterized in that the device comprises a fluidic assembly (1) according to one of the preceding claims and / or a fluidic component (10) according to one of claims 19-21.
Mischungssystem, insbesondere Einspritzsystem zum Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Verbrennungsmotor, mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Fluidstrahls, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und / oder ein fluidisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 19-21 umfasst. Mixing system, in particular injection system for injecting a fuel into an internal combustion engine, with a device for generating a fluid jet, characterized in that the device comprises a fluidic assembly (1) according to one of claims 1 to 14 and / or a fluidic component (10) according to one of claims 19-21.
Kühlungssystem, das mittels einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Fluidstrahls ein fluidisches Kühlmittel bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und / oder ein fluidisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 19-21 umfasst. Cooling system, which provides a fluidic coolant by means of a device for generating a fluid jet, characterized in that the device comprises a fluidic assembly (1) according to any one of claims 1 to 14 and / or a fluidic component (10) according to any one of claims 19-21 includes.
Löschsystem zum Löschen eines Feuers, wobei das Löschsystem ein feuerlöschendes Fluid mittels einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Fluidstrahls bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine fluidische Baugruppe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und / oder ein fluidisches Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 19-21 umfasst. Extinguishing system for extinguishing a fire, wherein the extinguishing system provides a fire-extinguishing fluid by means of a device for generating a fluid jet, characterized in that the device comprises a fluidic assembly (1) according to one of claims 1 to 14 and / or a fluidic component (10) according to any one of claims 19 to 21.
19. Fluidisches Bauteil (10) mit einer Strömungskammer (100), die von einem Fluidstrom durchströmbar ist, der durch eine Einlassöffnung (101 ) der Strömungskammer (100) in die Strömungskammer (100) eintritt und durch eine Auslassöffnung (102) der Strömungskammer (100) aus der Strömungskammer (100) austritt, wobei das fluidische Bauteil (10) mindestens ein Mittel zur Ausbildung einer Oszillation des Fluidstroms an der Auslassöffnung (102) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mittel zur Ausbildung einer Oszillation eine ungerade Anzahl von Nebenstromkanälen (104a-e) umfasst, die größer als 1 ist. 19. A fluidic component (10) having a flow chamber (100) through which a fluid flow which enters the flow chamber (100) through an inlet opening (101) of the flow chamber (100) and through an outlet opening (102) of the flow chamber ( 100) from the flow chamber (100), wherein the fluidic component (10) has at least one means for forming an oscillation of the fluid flow at the outlet opening (102), characterized in that the at least one means for forming an oscillation an odd number of Includes bypass channels (104a-e) that is greater than one.
20. Fluidisches Bauteil (10) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskammer (100) einen Hauptstromkanal (103) aufweist, der mehrere Kammern (110a-e) umfasst, deren Anzahl der Anzahl der Nebenstromkanäle (104a- e) entspricht und die fluidisch mit jeweils einem Nebenstromkanal (104a-e) verbunden sind, wobei die Kammern (110a-e) zu einer Achse (Xi), die sich zentral von der Einlassöffnung (101 ) zur Auslassöffnung (102) erstreckt, hin offen sind. 20. Fluidic component (10) according to claim 19, characterized in that the flow chamber (100) has a main flow channel (103) which comprises a plurality of chambers (110a-e), the number of which corresponds to the number of bypass channels (104a-e) and fluidically connected to a respective bypass duct (104a-e), the chambers (110a-e) being open towards an axis (Xi) extending centrally from the inlet port (101) to the outlet port (102).
21. Fluidisches Bauteil (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (110a-e) um die Achse (Xi) verdrillt sind. 21. Fluidic component (10) according to claim 20, characterized in that the chambers (110a-e) are twisted about the axis (Xi).
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