FILTER FÜR HOHLKEGELDÜSENKÖRPER

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter für Hohlkegeldüsenkörper (1) mit wenigstens einer Düsengeometrie (2), wenigstens einer Wirbelkammer (3) und wenigstens einem Wirbelkanal (4), wobei der Wirbelkanal (4) tangential in die Wirbelkammer (3) mündet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verwendung eines Filters für Hohlkegeldüsenkörpers (1) sicherzustellen.
Dazu weist der wenigstens eine Wirbelkanal wenigstens eine Filteranordnung (5) auf.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hohlkegeldüsenkörper mit wenigstens einer Düsengeometrie, wenigstens einer Wirbelkammer und wenigstens einem Wirbelkanal, wobei die Wirbelkammer tangential in die Wirbelkammer mündet.

[0002] Bei Hohlkegeldüsenkörpern wird Fluid über einen Wirbelkanal in die Wirbelkammer eingespeist, wobei der Wirbelkanal tangential in die Wirbelkammer mündet. Dadurch wird das Fluid innerhalb der Wirbelkammer in Rotation versetzt, bis es schließlich durch die Düsengeometrie ausgestoßen wird. Während des Ausstoßvorgangs wird das Fluid ausgehend von der Wirbelkammer durch die Düsengeometrie gepresst, wobei das Fluid beim Austritt aus der Düsengeometrie zerstäubt wird. Dadurch entsteht ein Aerosol.

[0003] Die Wirbelkammer und die Düsengeometrie können rotationssymmetrisch um eine gemeinsame Achse angeordnet sein. Hierbei spricht man von einer symmetrischen Hohlkegeldüsengeometrie. Alternativ dazu kann die Wirbelkammer asymmetrisch ausgestaltet sein, wobei eine Düsengeometrie am Ende der Wirbelkammer angeordnet ist. Bei einer asymmetrischen Düsengeometrie spricht man von einer asymmetrischen Hohlkegeldüse.

[0004] Die Hohlkegeldüsenkörper werden beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt. Alternativ dazu können auch durch ein Spritzgussverfahren hergestellte Hohlkegeldüsenrohlinge durch eine Laserbearbeitung hin zu einem Hohlkegeldüsenkörper bearbeitet werden. Durch die Fortschreitung der Genauigkeit und Bearbeitungspräzision sind immer kleinere Abmessungen der einzelnen Geometrien, wie beispielsweise der Düsengeometrie, der Wirbelkammer und/oder des Wirbelkanals möglich. Durch die immer kleiner werdenden Abmessungen kommt es dazu, dass kleine Partikel dazu führen können, dass die Düsengeometrie, die Wirbelkammer und/oder der Wirbelkanal verstopft. Dies führt dazu, dass der Hohlkegeldüsenkörper nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert.

[0005] Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hohlkegeldüsenkörper vorzuschlagen, der eine ordnungsgemäße Verwendung sicherstellt.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Dabei weist der wenigstens eine Wirbelkanal wenigstens eine Filteranordnung auf. Durch diese Filteranordnung können Partikel, die sich im Fluid befinden, herausgefiltert werden. Dies führt dazu, dass nachgeordnete fluidführende Geometrien, wie die Wirbelkammer, der Wirbelkanal und/oder die Düsengeometrie nicht mehr durch die herausgefilterten Partikel verstopft werden können. Dadurch kann eine ordnungsgemäße Verwendung des Hohlkegeldüsenkörpers sichergestellt werden.

[0008] Vorzugsweise ist die wenigstens eine Filteranordnung im Hohlkegeldüsenkörper integriert. Dementsprechend ist die Filteranordnung und der Hohlkegeldüsenkörper einstückig ausgeführt. Dadurch kann die Filteranordnung beispielsweise schon im Rahmen des Herstellungsprozesses des Hohlkegeldüsenkörpers erstellt werden. Dementsprechend wird durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Filteranordnung ein Montageaufwand geringgehalten. Dies führt zu einer guten Kosteneffizienz. Weiterhin müssen bereits existierende Herstellungsverfahren und Prozesse nicht angepasst werden, sondern können auch für die erfindungsgemäße Anordnung einer Filteranordnung im Hohlkegeldüsenkörper genutzt werden. Dementsprechend werden die Montagekosten geringgehalten. Vorzugsweise weist die Filteranordnung wenigstens einen Filterkanal auf. Der Filterkanal ist dabei im Wesentlichen entlang des Wirbelkanals orientiert. Weiterhin weist ein Filterkanal eine längliche Ausdehnung auf, so dass beispielsweise bei hohen Drücken Partikel nicht einfach durch den Filterkanal durchgedrückt werden können. Vielmehr bleiben solche Partikel im Filterkanal hängen, so dass hierdurch eine gute Verwendung des Hohlkegeldüsenkörpers sichergestellt werden kann. Die Filteranordnung kann beispielsweise einen, zwei, drei oder mehr Filterkanäle aufweisen. Werden mehr als ein Filterkanal vorgesehen, so kann, wenn ein Filterkanal verstopft ist, Fluid durch den verbleibenden Filterkanal transferiert werden. Dadurch ist eine Verwendung der Hohlkegeldüsenkörper sichergestellt.

[0009] Vorzugsweise weist der wenigstens eine Filterkanal eine erste Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als eine zweite Querschnittsfläche der Düsengeometrie. Die erste Querschnittsfläche bezieht sich dabei auf die Querschnittsfläche eines einzelnen Filterkanals. Dadurch wird verhindert, dass Partikel die Filteranordnung überwinden, um anschließend die Düsengeometrie zu verstopfen. Vielmehr werden Partikel durch die Filteranordnung herausgefiltert, so dass diese Partikel nicht mehr die Düsengeometrie verstopfen können. Dadurch wird eine Verwendung des Hohlkegeldüsenkörpers sichergestellt.

[0010] Vorzugsweise weist die Filteranordnung eine dritte Querschnittsfläche auf, die senkrecht zur Flussrichtung angeordnet ist, wobei eine Breite der dritten Querschnittsfläche ein Vielfaches einer Höhe der dritten Querschnittsfläche beträgt, wobei die Breite senkrecht zur Höhe angeordnet ist. Die Flussrichtung entspricht dabei der Fließrichtung des Fluids, das durch die Düsengeometrie ausgestoßen werden soll. Im vorliegenden Fall ist die Filteranordnung im Wirbelkanal angeordnet, so dass die Flussrichtung der Flussrichtung des Wirbelkanals entspricht. Die Breite der dritten Querschnittsfläche entspricht dabei der Gesamtbreite aller Filterkanäle, während die Höhe der Höhe der Filterkanäle entspricht. Dadurch wird eine flächige Anordnung der Filteranordnung erreicht. Diese Anordnung lässt sich einfach herstellen.

[0011] Vorzugsweise schließt die Filteranordnung mit einer oberen Begrenzung des wenigstens einen Wirbelkanals ab. Somit ist die Filteranordnung in dem wenigstens einen Wirbelkanal integriert. Dadurch wird eine gute Dichtigkeit erreicht. Weiterhin können weitere Bauteile eines Hohlkegeldüsensprays verwendet werden, ohne diese anpassen zu müssen. Dadurch wird eine gute Wirtschaftlichkeit erreicht.

[0012] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Wirbelkanal im Bereich der Filteranordnung breiter als in den verbleibenden Bereichen des wenigstens einen Filterkanals. Dadurch kann die Filteranordnung entsprechend dimensioniert werden, um weiterhin eine gute Fluiddurchlässigkeit zu gewährleisten. Außerdem wird ein Fluidwiderstand, der durch die Filteranordnung verursacht wird, geringgehalten. Dadurch wird auch eine uneingeschränkte Verwendung des Hohlkegeldüsenkörpers erreicht.

[0013] Vorzugsweise ist die Filteranordnung durch ein Spritzgussverfahren und/oder eine Laserbearbeitung herstellbar. Dadurch kann die Filteranordnung im Rahmen der bereits bekannten Herstellungsmöglichkeiten von Hohlkegeldüsenkörpern realisiert werden. Dies stellt eine kostengünstige Maßnahme dar.

[0014] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1

eine schematische Draufsicht auf einen Hohlkegeldüsenkörper mit Blick auf die Wirbelkammer,

Fig. 2

eine Schnittdarstellung eines Hohlkegeldüsenkörpers entlang der Linie A-A,

Fig. 3

eine Detaildarstellung der in Fig. 1 gezeigten Filteranordnung, und

Fig. 4

eine Schnittdarstellung der in Fig. 3 dargestellten Filteranordnung.

[0015] Fig. 1 zeigt einen Hohlkegeldüsenkörper 1, der eine Düsengeometrie 2, eine Wirbelkammer 3, einen Wirbelkanal 4 und eine Filteranordnung 5 aufweist. Dabei wird Fluid ausgehend von der linken Seite der Filteranordnung durch die Filteranordnung transferiert, um anschließend über den Wirbelkanal 4 tangential in die Wirbelkammer 3 eingeleitet zu werden. Dort wird das Fluid in Rotation versetzt und anschließend durch die Düsengeometrie 2 ausgestoßen.

[0016] Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des in Fig. 1 dargestellten Hohlkegeldüsenkörpers 1 entlang der Linie A-A. In Fig. 2 sind der Hohlkegeldüsenkörper 1 mit der Filteranordnung 5, der Wirbelkammer 3 und der Düsengeometrie 2 dargestellt. Die Wirbelkammer 3 ist trichterförmig ausgestaltet. Dabei wird am breiten Ende des Trichters Fluid durch den Wirbelkanal 4 tangential eingespeist. Innerhalb der Wirbelkammer 3 wird das Fluid in Rotation versetzt, um anschließend durch die Düsengeometrie 2 ausgestoßen zu werden. Dabei wird das Fluid in eine Ausstoßvertiefung 6 an ein äußeres des Hohlkegeldüsenkörpers überführt. Die Filteranordnung 5 schließt auf einer Höhe mit einer oberen Begrenzung des Wirbelkanals 4 ab. Dabei ist der Wirbelkanal 4 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.

[0017] Fig. 3 zeigt das Detail X, das die Filteranordnung 5 im Detail zeigt. Die Filteranordnung 5 ist einstückig mit dem Hohlkegeldüsenkörper 1 ausgeführt und weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Filterkanäle 7 auf. Dabei wird Fluid ausgehend von einer linken Seite der Filteranordnung 5 durch die Filterkanäle 7 auf die rechte Seite der Filteranordnung überführt. Von der rechten Seite der Filteranordnung 5 wird das Fluid anschließend in den Wirbelkanal 4 transferiert. Die Filteranordnung dient als Sieb bzw. Filter, um das Fluid zu filtern, um schließlich ein Verstopfen der Düsengeometrie 2 zu verhindern.

[0018] Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der aus Fig. 3 dargestellten Linie B-B. Die einzelnen Filterkanäle 7 weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen halbrunden Querschnitt auf, der sich ausgehend von einer Oberfläche 8 in das Material des Hohlkegeldüsenkörpers erstreckt. Die Oberfläche 8 bildet auch die obere Begrenzung des wenigstens einen Wirbelkanals 4. Weiterhin ist in Fig. 4 eine dritte Querschnittfläche der Filteranordnung 5 ersichtlich. Die dritte Querschnittsfläche entspricht dabei eine Breite B aller dargestellten Fluidkanäle 7 und eine Höhe H entspricht der Ausdehnung der Fluidkanäle 7 ausgehend von der Oberfläche 8 in das Material des Hohlkegeldüsenkörpers 1. Die Fluidkanäle 7 sind nebeneinander angeordnet und bilden eine Matrix mit einer Spalte oder einer Zeile.

[0019] Der wenigstens eine Filterkanal 7 weist eine erste Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als eine zweite Querschnittsfläche der Düsengeometrie. Die erste Querschnittsfläche entspricht dabei der Fläche, durch die Fluid geführt wird. Die zweite Querschnittsfläche entspricht ebenfalls einer Fläche, durch die Fluid transferiert werden kann. Dabei ist die zweite Querschnittsfläche die kleinste Querschnittsfläche der Düsengeometrie. Dadurch, dass die erste Querschnittsfläche kleiner ist als die zweite Querschnittsfläche, werden Partikel, die die zweite Querschnittsfläche respektive die Düsengeometrie 2 verstopfen könnten, bereits frühzeitig durch die Filteranordnung 5 herausgefiltert.

[0020] Durch die spalten- bzw. zeilenweise Anordnung der einzelnen Fluidkanäle 7 nebeneinander kann die Filteranordnung 5 bereits im Herstellverfahren des Hohlkegeldüsenkörpers 1 integriert werden. Der Hohlkegeldüsenkörper 1 kann beispielsweise vollumfänglich durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden. Alternativ dazu kann der Hohlkegeldüsenkörper 1 zunächst als Hohlkegeldüsenrohling ausgestaltet werden, der anschließend durch eine Laserbearbeitung hin zu einem Hohlkegeldüsenkörper 1 bearbeitet wird. Der Wirbelkanal 4 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist eine kleinere Breite als die Filteranordnung 5 auf. Dadurch können mehrere Filterkanäle 7 nebeneinander angeordnet werden, um einen benötigten Durchfluss des Fluids zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

[0021] 

1

Hohlkegeldüsenkörper

2

Düsengeometrie

3

Wirbelkammer

4

Wirbelkanal

5

Filteranordnung

6

Ausstoßvertiefung

7

Filterkanal

8

Oberfläche

B

Breite eines dritten Querschnitts

H

Höhe eines dritten Querschnitts

Ansprüche

1. Hohlkegeldüsenkörper (1) mit wenigstens einer Düsengeometrie (2), wenigstens einer Wirbelkammer (3) und wenigstens einem Wirbelkanal (4), wobei der Wirbelkanal (4) tangential in die Wirbelkammer (3) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Wirbelkanal (4) wenigstens eine Filteranordnung (5) aufweist.

2. Hohlkegeldüsenkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Filteranordnung (5) im Hohlkegeldüsenkörper (1) integriert ist.

3. Hohlkegeldüsenkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (5) wenigstens einen Filterkanal (7) aufweist.

4. Hohlkegeldüsenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Filterkanal (7) eine erste Querschnittsfläche aufweist, die kleiner als eine zweite Querschnittsfläche der Düsengeometrie (2) ist.

5. Hohlkegeldüsenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (5) eine dritte Querschnittfläche aufweist, die senkrecht zur Flussrichtung angeordnet ist, wobei eine Breite der dritten Querschnittsfläche ein Vielfaches einer Höhe der dritten Querschnittsfläche beträgt, wobei die Breite senkrecht zur Höhe angeordnet ist.

6. Hohlkegeldüsenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (5) mit einer oberen Begrenzung des wenigstens einem Wirbelkanals (4) abschließt.

7. Hohlkegeldüsenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Wirbelkanal (4) im Bereich der Filteranordnung (5) breiter ist als in den verbleibenden Bereichen des wenigstens einen Wirbelkanals (4).

8. Hohlkegeldüsenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (5) durch ein Spritzgussverfahren und/oder eine Laserbearbeitung herstellbar ist.

Zeichnung