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Patent Searching and Data


Title:
SWIRL PRESSURE NOZZLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/015929
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a swirl pressure nozzle comprising a nozzle body (10) wherein an inner area (100) is provided, comprising a tapered section (102) with a large diameter (Ds) and a small diameter (Do). The nozzle comprises an inlet (104) which leads into the section (102) in an essentially tangential manner and whose diameter (Dp) is such that an aqueous medium can be guided through said inlet (104) under pressure in an essentially tangential manner in relation to the tapered section (102) of the inner area (100). Said section (102) has an axial length (Ls) and the end thereof with the smallest diameter (Do) leads into the outlet (103) of the nozzle at the end which has the same diameter (Do) and the length (Lo). The ratio of the different parameters is represented as follows: Dp/Do ranges from O.42 - 1.56; Ds/Do ranges from 3 - 8; the opening angle (alpha) of the tapered section (102) is greater than 60° and Lo/Do ranges from 0.2 - 1.5.

Inventors:
WAELTI MARTIN (CH)
HEINIGER KURT C (CH)
WULZ HELMUT (CH)
PADRUTT ROLF (CH)
Application Number:
PCT/CH2002/000449
Publication Date:
February 27, 2003
Filing Date:
August 16, 2002
Export Citation:
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Assignee:
AXAIR AG (CH)
WAELTI MARTIN (CH)
HEINIGER KURT C (CH)
WULZ HELMUT (CH)
PADRUTT ROLF (CH)
International Classes:
B05B1/34; B05B1/30; (IPC1-7): B05B1/34
Foreign References:
GB967524A1964-08-26
US5106022A1992-04-21
US2569033A1951-09-25
DE4118538A11992-12-10
Attorney, Agent or Firm:
A. BRAUN BRAUN HERITIER ESCHMANN AG (Basel, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. DralldruckDüse mit einem Düsenkörper (10), in welchem ein Innenraum (100) vorgesehen ist, der einen sich verjüngenden Abschnitt (102) mit einem grössten Durchmesser (Ds) und einem kleinsten Durchmesser (Do) aufweist, welche Düse eine im wesentlichen tangential in den sich verjüngen den Abschnitt (102) des Innenraums (100) einmündende Ein trittsöffnung (104) aufweist, welche Eintrittsöffnung in demjenigen Endbereich des sich verjüngenden Abschnitts (102) des Innenraums (100) vorgesehen ist, der den grössten Durch messer (Ds) aufweist, sodass im Betrieb durch diese Ein trittsöffnung (104) hindurch in den Endbereich mit dem grössten Durchmesser (Ds) ein flüssiges Medium unter Druck im wesentlichen tangential in den sich verjüngenden Ab schnitt (102) des Innenraums (100) zuführbar ist, wobei der sich verjüngende Abschnitt (102) des Innenraums (100) eine axiale Länge (Ls) aufweist und an seinem Ende mit dem kleinsten Durchmesser (Do) in eine Austrittsöffnung (103) der Düse einmündet, die den gleichen Durchmesser (Do) sowie eine Länge (Lo) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung einen Durchmesser (Dp) aufweist und die verschiedenen Parameter in einem Verhältnis zueinan der stehen, das in folgenden Bereichen liegt : Durchmesser der Eintrittsöffnung zu Durchmesser der Aus trittsöffnung (Dp/Do) im Bereich von 0.42 bis 1.56 ; grösster Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts (102) zu kleinster Durchmesser des sich verjüngenden Ab schnitts (DS/Do) im Bereich von 3 bis 8 ; Länge des sich verjüngenden Abschnitts (102) zu grösstem Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts (Ls/Ds) so, dass der Öffnungswinkel (a) des sich verjüngenden Ab schnitts (102) grösser als 60° ist, Länge der Austrittsöffnung (103) zu Durchmesser der Aus trittsöffnung (L0/D0) im Bereich von 0.2 bis 1.5.
2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge des sich verjüngenden Ab schnitts (102) zum Durchmesser (Dp) der Eintrittsöffnung (104) im Bereich von 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 2, liegt.
3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der Düsenkörper (10) einen in die Eintrittsöffnung (104) einmündenden Zufuhrkanal (105) umfasst, der den glei chen Durchmesser (Dp) aufweist wie die Eintrittsöffnung (104).
4. Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Eintrittsöffnung (104) einmündende Zufuhrka nal (105) eine Länge (Lp) aufweist, die so klein wie möglich ist, wobei das Verhältnis von Länge (Lp) zu Durchmesser (Dp) insbesondere im Bereich von 1 bis 10 liegt.
5. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) aus einem keramischen Werkstoff, insbesondere aus einer Oxidkeramik oder einer Nichtoxidkeramik, oder aus einem Hartmetall, oder aus einem im Sinterverfahren verarbeitbaren Werkstoff herge stellt ist.
6. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass mindestens zwei im wesentlichen tangential in den sich verjüngenden Abschnitt (102) des In nenraums (100) einmündende Eintrittsöffnungen (104) vorgese hen sind, welche in demjenigen Endbereich des sich verjün genden Abschnitts (102) mit dem grössten Durchmesser in re gelmässigen Abständen über den Umfang verteilt angeordnet sind.
7. Düsenanordnung (2,2a, 2b) mit einem Düsengehäuse (20,20a, 20b), in welchem eine Düse, ein Filter (21, 21a, 21b) sowie ein Ventil (23,23a, 23b) angeordnet sind, und welches Düsengehäuse (20,20a, 20b) mit einem Dichtring (22,22a, 22b) versehen ist, um dicht mit einem Anschlussrohr (3) verbunden werden zu können, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse ge mäss einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
8. Düsenanordnung (2,2a, 2b) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (22,22a, 22b) das Düsenge häuse (20,20a, 20b) umgebend angeordnet ist, und dass das Dü sengehäuse (20, 20a, 20b) an seinem der Austrittsöffnung (103) der Düse abgewandten Ende mit einem Aussengewinde versehen ist, um in ein entsprechendes Innengewinde eines Anschluss rohrs (3) eingeschraubt werden zu können.
9. Düsenanordnung (2a) nach Anspruch 7 oder 8, da durch gekennzeichnet, dass das Ventil (23a) ein Ventilge häuse (230a) umfasst, in welches der Filter (21a) hinein ragt, sowie ein federndes Rückstellelement (233a) und einen Ventilkörper (232a), wobei das Ventilgehäuse (230a) einen Ventilsitz (231a) für den Ventilkörper (232a) definiert und das Rückstellelement (233a) zwischen dem Ventilgehäuse (230a) und der Düse angeordnet ist, sodass das düsenseitige Ende des Rückstellelements (233a) sich auf der Düse bzw. auf einem Deckel (lla) der Düse abstützt und das andere Ende des Rückstellelements (233a) den Ventilkörper (232a) in Richtung auf den Ventilsitz (231a) zu drückt, dass ferner zwischen der Düse und dem Düsengehäuse (20a) ein Dichtring (24a) an geordnet ist, und dass schliesslich am eingangsseitigen Ende des Düsengehäuses (20a) eine Schraube (25a) vorgesehen ist, welche den Filter (21a), das Ventil (23a) und die Düse im Düsengehäuse (20a) fixiert.
10. Düsenanordnung (2b) nach Anspruch 7 oder 8, da durch gekennzeichnet, dass das Ventil (23b) eine Ventil blende (230b), ein federndes Rückstellelement (233b) und ei nen Ventilkörper (232b) umfasst, wobei die Ventilblende (230b) einen Ventilsitz (231b) für den Ventilkörper (232b) definiert und das Rückstellelement (233b) zwischen der Ven tilblende (230b) und dem der Ventilblende (230b) nachge schalteten Filter (21b) angeordnet ist, sodass das düsensei tige Ende des Rückstellelements (233b) sich am Filter (21b) abstützt und das andere Ende des Rückstellelements (233b) den Ventilkörper (232b) in Richtung auf den Ventilsitz (231b) zu drückt, und wobei das Ventil (23b) und der Filter (21b) mit Hilfe einer Schraube (25b) im Düsengehäuse (20b) fixiert sind, und dass ferner zwischen der Düse und dem Dü sengehäuse (20b) ein Dichtring (24b) angeordnet ist, an wel chem die Düse mit Hilfe einer Spannschraube (12b) fixiert anliegt.
Description:
Dralldruck-Düse Die Erfindung betrifft eine Dralldruck-Düse gemäss dem Ober- begriff des unabhängigen Patentanspruchs.

Dralldruck-Düsen sind an sich von ihrem Aufbau her bekannt.

Sie weisen einen Düsenkörper auf, in welchem ein typischer- weise sich konisch verjüngender Innenraum vorgesehen ist. In diesen sich verjüngenden Innenraum mündet im wesentlichen tangential eine oder mehrere Eintrittsöffnungen ein, und zwar in demjenigen Endbereich des sich verjüngenden Innen- raums mit dem grössten Durchmesser. An demjenigen Ende des Innenraums mit dem kleinsten Durchmesser mündet der Innen- raum in die Austrittsöffnung der Düse ein.

Im Betrieb wird durch die Eintrittsöffnung hindurch ein flüssiges Medium unter Druck im wesentlichen tangential in den sich verjüngenden Innenraum hinein zugeführt, und zwar in demjenigen Endbereich des Innenraums mit dem grössten Durchmesser. Das zugeführte flüssige Medium bewegt sich ent- lang der Innenwand, die den sich verjüngenden Innenraum be- grenzt, und bildet dort bei genügend grossem Verhältnis von Tangential-zu Axialgeschwindigkeit einen Flüssigkeitsfilm.

Erreicht das flüssige Medium das Ende des Innenraums mit dem kleinsten Durchmesser-also den Bereich, wo der sich ver- jüngende Innenraum in die Austrittsöffnung der Düse einmün- det-und tritt das flüssige Medium durch die Austrittsöff- nung durch, so reisst der Film ab und es bilden sich ausser- halb der Austrittsöffnung der Düse feine Tröpfchen.

Derartige Düsen werden beispielsweise bei der Energieerzeu- gung mit Hilfe von Gasturbinen eingesetzt. Der vom Kompres- sor angesaugte Luftvolumenstrom weist dabei je nach klimati- schen Bedingungen eine unterschiedliche Dichte auf. Die üb-

lichen Leistungsangaben von Gasturbinen basieren auf ISO- Normwerten (bei 15°C, 60% relativer Luftfeuchtigkeit, 1013 hPA Druck). Steigt nun die Lufttemperatur, so sinkt die Dichte der Zuluft, eine Abnahme der Leistung der Gasturbine ist zu verzeichnen. Mit Hilfe von Düsen können feine Wasser- tröpfchen in die Zuluft eingetragen werden, wobei beim Ver- dunsten eine Absenkung der Lufttemperatur bewirkt wird und somit eine Dichtezunahme. Die Folge ist, dass die Leistung der Gasturbine steigt.

Grundsätzlich ist es dabei möglich, in dem Luftstrom so viele Wassertröpfchen zu verdampfen ("fogging"), bis die Luftfeuchtigkeit 100% beträgt. Dadurch tritt die oben be- schriebene Abkühlung der Luft ein, die Dichte der Luft wird erhöht. Ist die Luft jedoch vollständig gesättigt, so können bei einer weiteren Zufuhr von Wassertröpfchen diese Tröpf- chen nicht mehr verdampft werden.

Dennoch weiss man, dass eine weitere Zufuhr von Wassertröpf- chen ("overfogging") einen Zuwachs an von der Turbine ab- nehmbarer elektrischer Energie zur Folge haben kann, obwohl die Wassertröpfchen nicht mehr im Luftstrom im Lufteinlass- kanal verdampft werden können. Dass es dennoch zu einem Zu- wachs an abnehmbarer elektrischer Energie kommt, liegt daran, dass beim Zuführen des Luftstroms zur Turbine die Luft im Kompressor-Abschnitt der Turbine komprimiert wird, was die zuvor gesättigte Luft erwärmt und sie noch einmal aufnahmefähiger für Feuchtigkeit macht. Die im Lufteinlass- kanal im Luftstrom enthaltenen überschüssigen Wassertröpf- chen können dann bei erhöhter Temperatur in dem Luftstrom verdampft werden und zu dem Zuwachs an von der Turbine ab- nehmbarer elektrischer Energie beitragen.

Bei der Zufuhr eines solchen mit Wassertröpfchen übersättig-

ten Luftstroms besteht die Gefahr, dass es zu Erosion im Kompressor-Abschnitt der Gasturbine kommen kann. Damit eine derartige Erosion nicht erfolgt, darf die Tröpfchengrösse der Wassertropfen nicht grösser als etwa 10-30 um sein. Die Erzeugung derartig feiner Tröpfchen ist jedoch nicht so tri- vial und stellt hohe Anforderungen an die entsprechenden Dü- sen, mit denen solche feinen Tröpfchen erzeugt werden.

Ein bekannter Düsentyp, mit der es möglich ist, derartig feine Wassertröpfchen zu erzeugen, ist die sogenannte Prall- bügel-Düse. Eine solche Prallbügel-Düse weist einen gekrümm- ten Bügel-den Prallbügel-auf, dessen Spitze gegenüber der Austrittsöffnung der Düse angeordnet ist. Gegen die Spitze dieses Prallbügels prallt der aus der Austrittsöff- nung der Düse austretende Wasserstrahl, wodurch eine Zer- stäubung erfolgt und die gewünschten feinen Wassertröpfchen entstehen.

Diese Düse ist an sich funktionstüchtig. Allerdings muss der Prallbügel relativ zu der Austrittsöffnung sehr genau jus- tiert sein, damit die gewünschten feinen Tröpfchen entstehen können. Diese genaue Justierung des Prallbügels relativ zur Austrittsöffnung muss in jedem Falle aufrecht erhalten blei- ben, wobei zu berücksichtigen ist, dass der Prallbügel so- wohl während der Montage als auch während des Betriebs äus- serst exponiert ist. Darüber hinaus ist die Herstellung der Düse schwierig, und sie weist auch Nachteile im Hinblick auf ihre Standzeit auf. Denn auch bei einer Prallbügel-Düse kann nach einiger Zeit Erosion auftreten, sodass die Düse schon aus Sicherheitsgründen von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden muss, damit die gewünschte Sprayqualität (maximale Tröpf- chengrösse) gewährleistet werden kann. Dies verringert die Wirtschaftlichkeit der Düse für sich genommen und auch der Anlage insgesamt doch recht erheblich, weil das Auswechseln

der Düsen nicht ohne einen Stillstand der Anlage erfolgen kann.

Obwohl die eingangs genannten Dralldruck-Düsen grundsätzlich sehr zuverlässig funktionieren und auch sehr gute Standzei- ten aufweisen, hat man sie bisher für einen solchen Einsatz nicht verwenden können, weil mit diesem Typ Düse die erfor- derlichen feinsten Tröpfchen nicht erzeugt werden konnten.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Dralldruck-Düse der eingangs ge- nannten Art vorzuschlagen, mit deren Hilfe es möglich ist, Wassertröpfchen mit einer mittleren Tröpfchengrösse kleiner als 10-30 m, vorzugsweise sogar mit einer mittleren Tröpf- chengrösse kleiner als 10 m zu erzeugen, bei einer entspre- chend schmalen Verteilung der insgesamt auftretenden Tröpf- chengrössen. Dies soll insbesondere, aber nicht ausschliess- lich, für hohe Volumenströme des Wassers, insbesondere bis ca. 50 Liter pro Stunde, möglich sein ("overfogging").

Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemässen Dralldruck- Düse, wie sie durch die Merkmale des unabhängigen Patentan- spruchs charakterisiert ist, gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Dralldruck-Düse erge- ben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels der er- findungemässen Dralldruckdüse mit Hilfe der Zeichnung. Es zeigen : Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Düsenkörpers der erfin- dungsgemässen Dralldruck-Düse,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Düsenkörper gemäss Fig. 1, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Deckels zum Abdichten des Innenraums des Düsenkörpers, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Düsenanordnung mit Filter, Dichtring und Rückschlagventil im Zusammen- bau Fig. 5 die Düsenanordnung aus Fig. 4, eingeschraubt in ein Anschlussrohr, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düsenanord- nung im Zusammenbau, und Fig. 7 erneut ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düsen- anordnung im Zusammenbau.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Düsenkörpers 10 der erfindungsgemässen Dralldruck-Düse dargestellt, während in Fig. 3 der zugehörige Deckel 11 zum Abdichten des Innen- raums 100 des Düsenkörpers 10 zu erkennen ist. Man erkennt aus Fig. 1, dass der Düsenkörper 10 einen Innenraum 100 auf- weist, der zunächst einen zylindrischen Abschnitt 101 auf- weist, in welchen hinein im Zusammenbau ein entsprechender zylindrischer Abschnitt 111 des Deckels 11 (Fig. 3) einge- setzt ist. An diesen zylindrischen Abschnitt 101 des Innen- raums 100 schliesst sich ein konischer Abschnitt 102 des In- nenraums 100 an. Der konische Abschnitt 102 weist dort sei- nen grössten Durchmesser Ds auf, wo der zylindrische Ab- schnitt 101 in den konischen Abschnitt 102 einmündet. An

seinem anderen Ende, also dort, wo der konische Abschnitt 102 seinen kleinsten Durchmesser Do aufweist, mündet er in die Austrittsöffnung 103 ein. Die Übergänge von dem zylind- rischen Abschnitt 101 in den konisch sich verjüngenden Ab- schnitt 102 ebenso wie der Übergang des konisch sich verjün- genden Abschnitts 102 in die Austrittsöffnung 103 erfolgen fliessend, also ohne Kanten bzw. allenfalls mit gerundeten Kanten. Die Darstellung mit Kanten ist in Fig. 1 lediglich der besseren Übersichtlichkeit halber so gewählt, damit man die verschiedenen Bereiche besser voneinander unterscheiden kann.

Im oberen Endbereich des konisch sich verjüngenden Ab- schnitts 102 ist eine Eintrittsöffnung 104 vorgesehen, die mehr oder weniger tangential-in dieser Anmeldung als im wesentlichen tangential bezeichnet-in den konischen Ab- schnitt 102 des Innenraums 100 einmündet (siehe hierzu auch Fig. 2). Zu dieser Eintrittsöffnung 104 hin führt ein Zu- fuhrkanal 105, der von seiner Länge Lp her in der Praxis vorzugsweise sehr kurz ist. Dieser Zufuhrkanal 105 weist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel-von der Eintritts- öffnung 104 aus betrachtet-zunächst einen zylindrischen Abschnitt 105a auf, an welchen sich ein sich erweiternder Abschnitt 105b anschliesst. Die Erweiterung des sich erwei- ternden Abschnitts 105b erfolgt dabei fliessend und weist keinerlei kantigen Übergänge auf (allenfalls sind die Kanten gerundet). Die diesbezügliche Darstellung in Fig. 1 erfolgte nur aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit, um besser erkennen zu können, dass der Zufuhrkanal 105 einen zylindri- schen Abschnitt 105a und einen sich erweiternden Abschnitt 105b aufweist. Es können auch mehrere Eintrittsöffnungen 104 vorgesehen sein, z. B. zwei oder vier Eintrittsöffnungen mit entsprechenden Zufuhrkanälen.

Der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 105a stimmt mit dem Durchmesser Dp des Eintrittsöffnung 104 überein. Dabei wird unter dem Durchmesser Dp der Eintrittsöffnung 104 der Durchmesser betrachtet, der sich ergibt, wenn die Eintritts- öffnung 104 auf eine Ebene projiziert ist, welche sich senk- recht zur Längsachse des Zufuhrkanals 105 erstreckt. Die Be- grenzung der Eintrittsöffnung 104 ist in der Praxis aufgrund der endlichen Ausdehnung der Eintrittsöffnung 104 gekrümmt, wie man leicht aus Fig. 2 erkennen kann, aus welcher heraus man gut die Anordnung der Eintrittsöffnung 104 sowie des Zu- fuhrkanals 105 erkennen kann.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Deckels 11 dient zum dichten Verschliessen des Innenraums 100 des Düsenkörpers 10. Der Deckel 11 weist einen Abschnitt 111 auf, welcher in den zylindrischen Abschnitt 101 des Innen- raums 100 hineinpasst. Ferner weist er einen umlaufenden Ab- schnitt 116 auf, welcher mit Auflageflächen 117 versehen ist, die im zusammengebauten Zustand auf der Fläche 107 des Düsenkörpers 10 zum Anliegen kommen. Der Innenraum 100 des Düsenkörpers ist dann zu der Seite, die der Austrittsöffnung 103 abgewandt ist, dicht verschlossen. Ein weiteres Ausfüh- rungsbeispiel eines solchen Deckels ist in Fig. 3 durch die gestrichelte Linie zu erkennen.

Im Betrieb wird ein flüssiges Medium, typischerweise entmi- neralisiertes Wasser, durch den Zufuhrkanal 105 und die Ein- trittsöffnung 104 hindurch in den oberen Endbereich des sich verjüngenden Abschnitts 102 des Innenraums 100 im wesentli- chen tangential zugeführt. Die zugeführte Flüssigkeit erhält durch die Form des konischen Abschnitts einen Drall. Auf der Innenwand bildet sich ein Wasserwirbel, der bei genügend grossem Drall im Bereich der Austrittsöffnung 103 ein Hohl- wirbel (Wasserfilm mit Luftkern) ist. Die Tröpfchengrösse

der durch eine solche Düse gebildeten Tröpfchen soll so be- messen sein, dass die mittlere Tröpfchengrösse im Bereich von maximal 10-30 pn liegt und eine möglichst schmale Ver- teilung der Tröpfchengrösse vorliegt. Vorzugsweise soll die mittlere Tröpfchengrösse kleiner als 10 pm sein mit schmaler Verteilung der Tröpfchengrösse.

Damit eine solche mittlere Tröpfchengrösse erreicht werden kann, sind einige Parameter der Düse in einem bestimmten Verhältnis zueinander zu wählen. Dies betrifft den Durchmes- ser Dp der Eintrittsöffnung 104, den Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts 102 an seinem Ende mit dem grössten Durchmesser Ds, die axiale Länge Ls des sich verjüngenden Ab- schnitts 102, sowie den Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts 102 an seinem Ende mit dem kleinsten Durchmesser Do, also dort, wo der sich verjüngende Abschnitt 102 in die Austrittsöffnung 103 übergeht, die ebenfalls den Durchmesser Do und eine Länge Lo aufweist.

Insbesondere stehen diese Parameter in einem Verhältnis zu- einander, das in folgenden Bereichen liegt : - Durchmesser der Eintrittsöffnung zu Durchmesser der Aus- trittsöffnung Dp/Do im Bereich von 0.42 bis 1.56 (für eine einzige Eintrittsöffnung ; für mehrere Eintrittsöffnungen ist dieser Bereich entsprechend umzurechnen, z. B. beträgt er für zwei Eintrittsöffnungen 0.3 bis 1.1), was insbeson- dere davon beeinflusst wird, ob eine, zwei oder z. B. vier Eintrittsöffnungen vorgesehen sind ; - grösster Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts 102 zu kleinster Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts DS/Do im Bereich von 3 bis 8 ; - Länge des sich verjüngenden Abschnitts 102 zu grösstem Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts Ls/Ds so, dass

der Öffnungswinkel a des sich verjüngenden Abschnitts 102 grösser als 60° ist ; - Länge der Austrittsöffnung 103 zu Durchmesser der Aus- trittsöffnung Lo/Do im Bereich von 0.2 bis 1.5, vorzugs- weise etwa 0.5.

Der Öffnungswinkel a liegt bei einer vorteilhaften Ausfüh- rungsvariante im Bereich von 60° bis 120° und beträgt mit Vorteil insbesondere etwa 90°, während bei anderen bevorzug- ten Ausführungsvarianten die Öffnungswinkel a gegen 180° tendieren.

Beispielsweise kann der Durchmesser Do der Austrittsöffnung 103 im Bereich von 0.15 mm bis 0.8 mm liegen, je nachdem, welcher Volumenstrom des flüssigen Mediums erforderlich ist.

Der Druck, mit welchem das flüssige Medium-hier entminera- lisiertes Wasser-durch den Kanal 105 und die Eintrittsöff- nung 104 hindurch im wesentlichen tangential in den Innen- raum bzw. in dessen sich verjüngenden Abschnitt 102 zuge- führt werden, liegt typischerweise im Bereich von etwa 120 bar bis etwa 220 bar, vorzugsweise bei etwa 160 bar. Je hö- her der Druck ist, mit welchem das Wasser in den Innenraum bzw. in dessen sich verjüngenden Abschnitt 102 zugeführt wird, desto besser. Dabei ist die Lebensdauer von entspre- chenden Pumpen und die Lebensdauer der Düsen zu berücksich- tigen, welche bei höheren Drücken verkürzt werden kann.

Der Zufuhrkanal 105 bzw. dessen zylindrischer Abschnitt 105a weist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel den gleichen Durchmesser Dp auf wie die Eintrittsöffnung 104. Die Länge Lp des Zufuhrkanals 105 bzw. dessen zylindrischen Abschnitts 105a ist, wie zuvor bereits beschrieben, so klein wie mög- lich gewählt, damit möglichst wenig kinetische Energie der Flüssigkeit verloren geht. Das Verhältnis der Länge Lp zum

Durchmesser Dp ist möglichst klein und liegt insbesondere im Bereich von 1 bis 10.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt beispiels- weise der Durchmesser Do der Austrittsöffnung 103 etwa 0.75 mm. Bei einer Düse mit zwei Eintrittsöffnungen (und entspre- chend natürlich zwei Zufuhrkanälen) beträgt das Verhältnis des Durchmessers Dp der Eintrittsöffnung 104 zum Durchmesser Do der Austrittsöffnung Dp/Do etwa 0.4 (wäre nur eine einzige Eintrittsöffnung vorgesehen, würde sich umgerechnet ein Ver- hältnis Dp/Do von etwa 0.57 ergeben). Das Verhältnis des grössten Durchmessers Ds des sich verjüngenden Abschnitts 102 zum kleinsten Durchmesser Do des sich verjüngenden Ab- schnitts Ds/Do beträgt etwa 6.8. Das Verhältnis der Länge Ls des sich verjüngenden Abschnitts 102 zum grössten Durchmes- ser Ds ergibt sich aus der Geometrie des sich verjüngenden Abschnitts 102 bei einem Öffnungswinkel a von 90° zu etwa 0.58. Das Verhältnis der Länge Lo der Austrittsöffnung 103 zum Durchmesser Do der Austrittsöffnung Lo/Do beträgt bei diesem Beispiel etwa 0.5. Das Verhältnis der Länge Ls des sich verjüngenden Abschnitts 102 zum Durchmesser Dp beträgt bei diesem Beispiel etwa 7.2. Bei anderen vorteilhaften Ausführungsvarianten liegt dieses Verhältnis im Bereich von 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 2.

Mit Hilfe von Keramikspritz-Verfahren kann man solche Düsen bzw. Düsenkörper aus keramischen Werkstoffen spritzen, mit Hilfe von Sinterverfahren kann man sie ebenfalls herstellen.

Dabei kommen als Werkstoffe alle Hochleistungs-Keramik-Werk- stoffe sowie Hartmetalle, Sintermetalle und Kunststoffe, die im Sinter-oder Spritzverfahren verarbeitet werden können, in Frage. Insbesondere (aber nicht ausschliesslich) kommen die folgenden Werkstoffe in Betracht : Oxidkeramiken (wie z. B. Aluminiumoxid-Keramiken und Zirkonoxid-Keramiken) in

verschiedenen Qualitäten sowie Mischkeramiken auf der Basis von Oxidkeramiken ; Nichtoxid-Keramiken (z. B. Siliziumkarbid- Keramiken und Siliziumnitrid-Keramiken in verschiedenen Qua- litäten sowie Mischkeramiken auf der Basis von Karbiden und Nitriden ; Hartmetalle (z. B. Wolframkarbide) in verschiedenen Qualitäten sowie Mischwerkstoffe (Cermets) auf Basis von Wolframkarbiden ; alle im Sinterverfahren verarbeitbaren Werkstoffe. Mit derartigen Werkstoffen ist es zuverlässig möglich, solche Dralldruck-Düsen bzw. deren Düsenkörper her- zustellen, die die erfindungsgemässen Parameter aufweisen und mit denen es möglich ist, die gewünschten mittleren Tröpfchengrössen zu erzeugen bei schmaler Verteilung der auftretenden Tröpfchengrössen.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Düsenanordnung 2 im Zusammenbau dargestellt. Eine solche Düsenanordnung 2 kann, wie in Fig. 5 im eingeschraubten Zustand dargestellt, in ein Anschlussrohr 3 eingeschraubt werden, durch welches hindurch die Düse mit dem entmineralisierten Wasser versorgt werden kann.

Die Düsenanordnung 2 umfasst ausser dem-bereits zuvor aus- führlich beschriebenen-Düsenkörper 10 und dem Deckel 11 ein Filter 21, einen Dichtring 22, der hier als 0-Ring aus- geführt ist, sowie ein Rückschlagventil 23, welches seiner- seits ein Ventilgehäuse 230 mit einem Ventilsitz 231 für ei- nen Ventilkörper 232-hier in Form einer Kugel-und ein Rückstellelement 233-hier in Form einer Feder-umfasst.

Diese einzelnen Elemente sind gesamthaft in einem Düsenge- häuse 20 untergebracht, welches an seinem der Austrittsöff- nung abgewandten Ende ein Aussengewinde 200 aufweist, mit welchem die Düsenanordnung 2 gesamthaft in eine entspre- chende Aufnahme 30 eines Anschlussrohrs 3 (Fig. 5) einge- schraubt werden kann.

Das unter entsprechendem Druck durch einen Zufuhrkanal 31 des Anschlussrohrs 3 strömende entmineralisierte Wasser drückt gegen den Ventilkörper 232 (Kugel) und öffnet das Ventil gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements 233 (Feder). Das eindringende Wasser gelangt dadurch zu dem Fil- ter 21, in welchem allfällige noch vorhandene kleine Parti- kel herausgefiltert werden. Nach dem Durchströmen des Fil- ters 21 gelangt das Wasser durch den Zufuhrkanal 105 und die Eintrittsöffnung 104 im wesentlichen tangential in den sich verjüngenden Abschnitt 102 des Innenraums 100, wie dies be- reits weiter oben ausführlich beschrieben ist. Sinkt der Druck, mit welchem das entmineralisierte Wasser gegen den Ventilkörper 232 drückt, unter einen bestimmten Mindest- druck, so schliesst das Ventil, indem das Rückstellelement 233 (Feder) den Ventilkörper 232 zurückstellt und ihn gegen den Ventilsitz 231 drückt. Auch bei plötzlich auftretenden rückwärts gerichteten hohen Drücken (Rückschlägen) im Düsen- bereich schliesst das Rückschlagventil 23.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düsen- anordnung 2a dargestellt, welche ebenfalls einen wie zuvor bereits ausführlich beschriebenen Düsenkörper 10a und einen entsprechenden Deckel lla umfasst, sowie einen Dichtring 22a. Ferner umfasst die Düsenanordnung 2a das Filter 21a so- wie ein Rückschlagventil 23a, welches ein Ventilgehäuse 230a aufweist, welches gleichzeitig den Ventilsitz 231a für den Ventilkörper 232a definiert, der in der Ruhestellung mit Hilfe des Rückstellelements 233a-hier in Form einer Feder - an dem Ventilsitz 231a anliegt. Schliesslich umfasst die Düsenanordnung 2a auslassseitig noch einen Dichtring 24a so- wie einlassseitig eine Schraube 25a. Diese Schraube 25a weist einen Durchlass 250a auf, damit das zugeführte Wasser überhaupt zur Düse gelangen kann. Die genannten Elemente

sind in einem Düsengehäuse 20a untergebracht und werden im montierten Zustand von der Schraube 25a zusammengehalten.

Das Ausführungsbeispiel der Düsenanordnung 2a gemäss Fig. 6 zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass-bei kompakter Bauweise der Düsenanordnung-die Klebstellen zum Einkleben z. B. des Düsenkörpers 10a in das Düsengehäuse 20a vermieden werden können. Stattdessen erfolgt die Abdichtung des Düsen- körpers 10a über den Dichtring 24a (0-Ring), und die einzel- nen Elemente können der Reihe nach in das Düsengehäuse 20a eingesetzt und anschliessend mittels der Schraube 25a ver- spannt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düsenanordnung 2b ist in Fig. 7 dargestellt. Auch die dort dargestellte Düsenan- ordnung 2b umfasst einen wie zuvor bereits ausführlich be- schriebenen Düsenkörper 10b und einen entsprechenden Deckel llb, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen koni- schen Teil aufweist, der zur besseren"Führung"des Dralls beitragen kann (ähnlich wie es in Fig. 1 bereits strichliert angedeutet ist), sowie einen Dichtring 22b. Der Deckel llb wird mittels einer Spannschraube 12b fest auf den Düsenkör- per 10b gepresst. Ferner umfasst die Düsenanordnung 2b das Filter 21b sowie ein Rückschlagventil 23b, welches eine Ven- tilblende 230b (anstelle eines Ventilgehäuses) aufweist, welche gleichzeitig den Ventilsitz 231b für den Ventilkörper 232b definiert, der in der Ruhestellung mit Hilfe des Rück- stellelements 233b-hier in Form einer Feder-an dem Ven- tilsitz 231b anliegt. Schliesslich umfasst die Düsenanord- nung 2b auslassseitig noch einen Dichtring 24b sowie ein- lassseitig eine Schraube 25b. Diese Schraube 25b weist einen Durchlass 250b auf, damit das zugeführte Wasser zur Düse ge- langen kann. Die genannten Elemente sind in einem Düsenge- häuse 20b untergebracht und werden im montierten Zustand von

der Schraube 25b zusammengehalten.

Die Düsenanordnung 2b zeichnet sich dadurch aus, dass ihre gesamte Bauhöhe reduziert ist, die Feder stützt sich an ei- nem Ende in dem (Metall-) Filter 21b ab und ist innerhalb des Filters angeordnet. Ausserdem ist anstelle eines Ventilge- häuses nur noch eine Ventilblende 230b vorgesehen, welche ein weniger voluminöses und leichter herstellbares Teil dar- stellt. Auch hier entfällt bei der Herstellung das Einkle- ben, stattdessen erfolgt ein einfaches Einsetzen der einzel- nen Teile und anschliessendes mechanisches Verspannen.