[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserstrahldüse, insbesondere für einen
Wasserwerfer, besonders zum Einsatz in Feuerlöschvorrichtungen.
[0002] Übliche Vollstrahldüsen für Strahlrohre am Ende von Feuerwehrschläuchen oder für
Wasserwerfer zum Feuerlöschen, wobei die vorliegende Erfindung beides betrifft, weisen
eine einfache Bohrung, die eine Austrittsöffnung bildet, auf, wobei die Bohrung meist
eine Verjüngung am Ende des Strömungskanals durch die Vollstrahldüse darstellt. Wie
bei einem ballistischen Wurf kann man mit einer solchen Vollstrahldüse eine bestimmte
Wurfweite erzeugen. In der Praxis ist die Wasserauftrefffläche kein Punkt beziehungsweise
kein Kreis, sondern immer eine runde oder ovale Auftrefffläche, weil das Wasser, das
durch die Vollstrahldüse ausgedüst wird, im Flug durch den Luftwiderstand und die
Wirbelbildung auseinander strömt und sich nur auf den ersten Metern hinter der Austrittsöffnung
näherungsweise entlang eines Zylindervolumens ausbreitet.
[0003] Je besser und länger der aus der Vollstrahldüse austretende Wasserstrahl gebündelt
bleibt, desto größer ist die Wurfweite und desto kleiner die Auftrefffläche auf dem
Boden.
[0004] Die vorliegende Erfindung betrifft solche Vollstrahldüsen, die demnach einen Strömungsquerschnitt
aufweisen, der eine zumindest im Wesentlichen kreisförmige Grundfläche hat.
[0005] Neben solchen Vollstrahldüsen gibt es Hohlstrahldüsen, auch als Ringstrahldüse bezeichnet,
bei welchen der Strömungsquerschnitt der Austrittsfläche im Wesentlichen ringförmig
ist. Die Hohlstrahldüse kann dabei verstellbar sein, um den Strahl mehr oder minder
zu bündeln. Mit Hohlstrahldüsen erzeugt man einen breiteren Sprühwinkel und eine Verstellbarkeit
des Strahls. Bei Vollstrahldüsen hingegen wird das Wasser vor dem Austritt in Rotation
versetzt, um einen Sprühwinkel von maximal ca. 20° zu erhalten. Daher wird im Feuerwehrbereich
ganz wesentlich zwischen Vollstrahldüsen und Hohlstrahldüsen unterschieden. Die Hohlstrahldüsen
weisen eine geringere Reichweite als die Vollstrahldüsen auf.
[0006] Ein Nachteil bei den bekannten Wasserstrahldüsen ist, dass insbesondere als Wasserausgang
eines Wasserwerfers die Wurfweite durch die Bauform der Düse festgelegt und auf eine
vergleichsweise kleine Wasserauftrefffläche insbesondere am Boden festgelegt ist.
Das bedeutet beispielsweise bei der Brandbekämpfung auf Flughäfen, insbesondere beim
Kühlen oder Löschen von Flugzeugen, wofür die vorliegende Erfindung besonders geeignet
sein soll, dass nicht der gesamte Längsbereich eines Flugzeugs, beispielsweise der
Flugzeugrumpf, gleichzeitig oder zumindest ein wesentlicher Teil hiervon gleichzeitig
gekühlt und oder gelöscht werden kann. Vielmehr ist es bisher notwendig, den Auftreffbereich
entlang des Flugzeugrumpfes durch Vertikalbewegungen der Düse zur variieren, wodurch
zwar die Position des Auftreffens des Wassers am Flugzeugrumpf in der Praxis geändert
werden kann, jedoch trotzdem die Beschränkung auf eine gleichzeitige Kühlung nur eines
vergleichsweise kurzen Abschnitts des Flugzeugrumpfes möglich ist.
[0007] Ferner ist es mit den bekannten Wasserstrahldüsen nicht möglich, eine Feuerschutzwand
nach Art eines Wasservorhangs zu bilden. Auch die schnelle Wasserbeaufschlagung einer
größeren Fläche am Boden ist nicht möglich.
[0008] DE 10 2011 077 072 B3 schlägt eine Vollstrahldüse mit einer Austrittskammer und wenigstens einer Austrittsöffnung
in einer Stirnfläche der Austrittskammer vor, wobei die Austrittsöffnung einen kleineren
Querschnitt als die Austrittskammer aufweist und die Stirnfläche mit wenigstens drei
über dem Umfang der Austrittsöffnung verteilt angeordneten taschenartigen Ausnehmungen
versehen ist, um den aus der Austrittsöffnung austretenden Vollstrahl aufzureißen
und dadurch eine feine Zerstäubung zur Verfügung zu stellen, welche den Brandherd
besser kühlen soll als bekannte Vollstrahlen. Durch die Anordnung der taschenartigen
Ausnehmungen wird rund um den Vollstrahl ein feiner Sprühnebel erzeugt, der aufgrund
seiner trichterartigen Verteilung jedoch pro Flächeneinheit nur eine geringe Kühlwirkung
erzeugen kann.
[0009] DE A0019987 M AZ offenbart eine Flüssigkeitsdüse für Schaumstrahlrohre für Feuerlöschzwecke zur
Erzeugung eines Hohlstrahls, wobei über dem Umfang des Strömungsquerschnitts gleichmäßig
verteilt Querschnittserweiterungen vorgesehen sind.
[0010] AT 193182 B offenbart eine Düse für Regner oder Bewässerungsgeräte, bei welchen ein Hauptstrom
kaum gestört durch die Düse des Regners geleitet wird und ferner durch eine Durchbrechung
der Düsenwandung ein Nebenstrom erzeugt wird, der gegen eine Prall- oder Ablenkfläche
strömt, um eine Beregnung in der Nähe des Regners zu bewirken. Die Prall- oder Ablenkfläche
wird dadurch in der Durchbrechung der Düsenwandung gebildet, dass die Durchbrechung
schlitzförmig ist, mit einem unter einem spitzen Winkel, schräg zur Achse der Düsenmündung
abgewinkelten Schlitz.
[0012] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserstrahldüse anzugeben,
die insbesondere für einen Wasserwerfer geeignet ist und welche bei unverändert hoher
Wurfweite zugleich die Kühlung besonders langer Objekte, die Herstellung einer Feuerschutzwand
und die verbesserte Kühlung großer Flächen ermöglicht.
[0013] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vollstrahldüse mit den Merkmalen von
Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
[0014] Eine erfindungsgemäße Vollstrahldüse, insbesondere für einen Wasserwerfer, umfasst
eine Austrittsöffnung, die einen äußeren Umfang aufweist, der eine Austrittsfläche
zur Ausbildung eines Strömungsquerschnitts umschließt. Der Strömungsquerschnitt weist
eine zumindest im Wesentlichen kreisförmige Grundfläche auf. Die Grundfläche ist insbesondere
jener zumindest im Wesentlichen kreisförmige Strömungsquerschnitt, der den größten
Teil der Austrittsöffnung bildet.
[0015] Erfindungsgemäß ist nun ausschließlich in einem Winkelbereich des äußeren Umfangs
der Austrittsöffnung wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung der Austrittsfläche
vorgesehen, wobei der Winkelbereich maximal 180° beträgt.
[0016] Demnach ist erfindungsgemäß wenigstens eine einzige Querschnittserweiterung am äußeren
Umfang der Austrittsöffnung vorgesehen oder es sind mehrere Querschnittserweiterungen
am äußeren Umfang der Austrittsöffnung vorgesehen, die dann jedoch nicht über dem
gesamten äußeren Umfang der Austrittsöffnung verteilt angeordnet sind, sondern es
verbleibt ein Bereich von wenigstens 180°, das heißt von wenigstens der Hälfte des
äußeren Umfangs, in welchem keine radiale Querschnittserweiterung vorgesehen ist.
Das heißt in diesem Bereich folgt der äußere Umfang ausschließlich einer Kreisform.
[0017] Wenn vorliegend bei einer Vollstrahldüse von einem Strömungsquerschnitt mit einer
kreisförmigen Grundfläche die Rede ist, so ist hiermit eine vollkreisförmige Grundfläche
gemeint.
[0018] Die erfindungsgemäße Vollstrahldüse weist einen entlang einer Axialrichtung verlaufenden
Strömungskanal auf beziehungsweise umschließt diesen, wobei die Austrittsöffnung an
dem Auslassende des Strömungskanals vorgesehen ist. Die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung
wird durch einen mit seiner Längsachse parallel zur Axialrichtung des Strömungskanals
verlaufenden, senkrecht zur Grundfläche mündenden Schlitz oder eine mit ihrer Längsachse
parallel zur Axialrichtung des Strömungskanals verlaufenden, senkrecht zur Grundfläche
mündenden Aussparung gebildet. Dabei verläuft der Schlitz oder die Aussparung insbesondere
ausschließlich entlang der Axialrichtung des Strömungskanals, demnach ist keine Schrägstellung,
beispielsweise zur Erzeugung einer Prallfläche, vorgesehen. Vielmehr ermöglicht der
Schlitz oder die Aussparung lediglich eine entsprechende Aufweitung des durch den
Strömungskanal strömenden Strahls, ohne diesen in der Axialrichtung seitlich auszulenken.
[0019] Wenn erfindungsgemäß ein Schlitz vorgesehen ist, so erstreckt sich dieser bis auf
den radial äußeren Umfang der Vollstrahldüse, das heißt der Schlitz ist in Radialrichtung
auch außen randoffen ausgebildet. Wenn hingegen eine Aussparung vorgesehen ist, so
erstreckt sich die radiale Querschnittserweiterung nicht bis zur Außenfläche der Düse,
sondern die Austrittsöffnung und die Aussparung wird von einem äußeren Umfang, also
einer Wand oder einem Rand, vollumfänglich umschlossen.
[0020] Besonders vorteilhaft erstreckt sich der Winkelbereich des äußeren Umfangs der Austrittsöffnung,
in welchem die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung vorgesehen ist, über
maximal 90° und insbesondere über maximal 60° oder 45° oder 30°.
[0021] Mit radialer Querschnittserweiterung ist vorliegend jede lokale Ausbuchtung der Austrittsfläche
ausgehend von der Grundfläche radial nach außen gemeint, ungeachtet der Form der Ausbuchtung.
Diese kann abgerundet, im Wesentlichen rund oder auch spitz sein oder auch andere
gebogene oder abgewinkelte Formen aufweisen.
[0022] Der Winkelbereich des äußeren Umfangs der Austrittsöffnung mit der wenigstens einen
radialen Querschnittserweiterung ist in einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vollstrahldüse
zumindest zeitweise entlang einer unteren Hälfte des äußeren Umfangs der Austrittsöffnung
vorgesehen, damit vorteilhaft ein Aufreißen des Vollstrahls ausgehend von der Zylinderform
nur nach unten bezogen auf die Wurfbahn des Strahls erfolgt. Damit kann ein konzentriertes
Kühlen der Fläche unterhalb des Strahls insbesondere ausgehend von wenigen Metern
hinter dem Wasseraustritt aus der Düse bis zur Auftrefffläche des Strahls auf dem
Boden oder dem Brandobjekt erfolgen.
[0023] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vollstrahldüse einen mehrteiligen
Düsenkörper auf, umfassend einen axialen Endabschnitt, in dem die Austrittsöffnung
vorgesehen ist und der gegenüber einem sich anschließenden axialen Abschnitt verdrehbar
ist, um den Winkelbereich des äußeren Umfangs mit der wenigstens einen radialen Querschnittserweiterung
über einer senkrecht auf der Austrittsfläche stehenden Drehachse zu verdrehen, insbesondere
um wenigstens 180°. Der sich anschließende axiale Abschnitt schließt sich insbesondere
unmittelbar an den Endabschnitt an.
[0024] Günstig ist, wenn die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung einen Strömungsquerschnitt
ausbildet, der maximal 25 % der Grundfläche des Strömungsquerschnitts des Vollstrahls
beträgt, insbesondere maximal 20% oder sogar maximal 10%. Dadurch kann eine Beeinträchtigung
der Wurfweite des Vollstrahls vermieden werden. Bei mehreren radialen Querschnittserweiterungen
beträgt insbesondere deren Gesamtströmungsquerschnitt maximal 10 % der Grundfläche.
[0025] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung
zumindest im Wesentlichen dreieckförmig, das heißt sie weist einen Strömungsquerschnitt
auf, der sich mit einem Dreieck beschreiben lässt. Eine Seite des Dreiecks folgt dabei
naturgemäß dem äußeren Umfang der Grundfläche, demnach im Wesentlichen einer Kreisbahn.
[0026] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung
zumindest im Wesentlichen trapezförmig, das heißt sie weist einen Strömungsquerschnitt
auf, der sich mit einem Trapez beschreiben lässt. Die Basis des Trapezes folgt dabei
naturgemäß dem äußeren Umfang der Grundfläche, demnach im Wesentlichen einer Kreisbahn.
Mit Basis ist hierbei die den Querschnitt umschließende Seitenlinie des Trapezes gemeint,
welche radial innen in der Strahldüse positioniert ist, also eine imaginäre Linie,
die die kreisförmige Grundfläche von der Querschnittserweiterung, also der Trapezfläche,
trennt. Die äußere Seite des Trapez kann gerade oder ebenfalls gebogen, insbesondere
in Form einer Kreisbahn sein.
[0027] Günstig ist, wenn die Vollstrahldüse einen sich in Axialrichtung erstreckenden Strömungskanal
aufweist, der unmittelbar in der Austrittsöffnung mündet, und ein in Strömungsrichtung
letzter Axialabschnitt des Strömungskanals gegenüber einem sich unmittelbar davor
anschließenden stromaufwärts gelegenen Axialabschnitt des Strömungskanals im Durchmesser
reduziert ist. Hierdurch kann die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Austrittsöffnung
austretenden Wassers beziehungsweise Wasserstrahls vergrößert werden.
[0028] Günstig ist, wenn die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung ausschließlich
im letzten Axialabschnitt des Strömungskanals vorgesehen ist, das heißt der sich stromaufwärts
anschließende Axialabschnitt frei von einer solchen radialen Querschnittserweiterung
ist und insbesondere rotationssymmetrisch ist beziehungsweise von einem kreisförmigen
oder im Wesentlichen kreisförmigen Umfang umschlossen wird.
[0029] Um Turbulenzen in der Strömung zu reduzieren und damit die Wurfweite der Düse zu
erhöhen, kann in dem stromaufwärts gelegenen Axialabschnitt des Strömungskanals ein
Strahlleitprofil vorgesehen sein, welches den Strömungsquerschnitt in einzelne Kreissektoren
unterteilt, wobei sich das Strahlleitprofil leitschaufelartig in der Axialrichtung
erstreckt.
[0030] Eine erfindungsgemäße Strahldüse kann besonders leicht dadurch hergestellt werden,
dass lediglich an einer Vollstrahldüse der bekannten Bauart mit vollkreisförmigem
Strömungsquerschnitt der Austrittsöffnung insbesondere durch Fräsen eine radiale Querschnittserweiterung
in die Austrittsöffnung eingebracht wird. Damit können auch bestehende Strahldüsen
leicht erfindungsgemäß nachgerüstet werden.
[0031] Durch die Erfindung kann vorteilhaft ein Abregnen des Vollstrahls über der gesamten
Länge der Wurfweite erreicht werden. Somit wird nicht nur eine einzige weit entfernte
Auftrefffläche, sondern eine sehr lange und schmale Auftrefffläche auf dem Boden erreicht,
beginnend bereits einige Meter hinter der Düse und endend mit der maximalen Wurfweite.
Beispielsweise können folgende Werte durch die erfindungsgemäße Strahldüse zur Verfügung
gestellt beziehungsweise vorgesehen werden: 5000 I Wasserdurchsatz pro Minute, 8 bar
Wasserdruck am Eingang der Strahldüse, eine Wurfweite längs der Strahldüse im Bereich
von 8 bis 60 m.
[0032] Die Düse kann beispielsweise über ein Gewinde auf ein Strahlrohr aufgeschraubt werden
und dann durch entsprechendes Verdrehen in eine Stellung gebracht werden, in welcher
die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung zumindest teilweise unterhalb
der Grundfläche des Strömungsquerschnitts liegt, insbesondere senkrecht unterhalb
des tiefsten Punktes der Grundfläche. Gemäß einer Ausführungsform wird die Düse beziehungsweise
die Austrittsöffnung in dieser Stellung auf dem Strahlrohr fixiert. Eine andere Ausführungsform
sieht eine wahlweise Verdrehbarkeit vor, um den Beregnungseffekt ein- und auszuschalten.
[0033] Das Ausschalten kann dadurch erfolgen, dass die radiale Querschnittserweiterung zwischen
einer wirksamen und einer unwirksamen Position verdrehbar ist. In der wirksamen Position
ist der Strömungsquerschnitt der radialen Erweiterung frei für den Durchtritt von
Wasser. In der unwirksamen Position wird der Strömungsquerschnitt verdeckt, sodass
kein oder im Wesentlichen kein Wasser durchtreten kann und damit nur die Grundfläche
der Austrittsöffnung zum Austritt des Wasserstrahls zur Verfügung steht. Die wirksame
Position ist insbesondere unterhalb, beispielsweise senkrecht unterhalb des tiefsten
Punktes der Grundfläche vorgesehen. Selbstverständlich könnte auch die radiale Querschnittserweiterung
ortsfest gehalten werden und stattdessen wahlweise von einer verdrehbaren oder verschiebbaren
Blende abdeckbar sein, um den Beregnungseffekt ein- und auszuschalten. Auch ist es
möglich, dass zwar der Strömungsquerschnitt der radialen Erweiterung immer offen ist,
aber die radiale Querschnittserweiterung zum Ausschalten des Beregnungseffektes in
eine Stellung oberhalb der Grundfläche des Strömungsquerschnitts der Düse verdrehbar
und damit unwirksam ist, weil der aus der Grundfläche austretende Vollstrahl das aus
der Querschnittserweiterung austretende Wasser schlicht mitreist, wenn dieses sozusagen
auf den Vollstrahl abregnet.
[0034] Wenn die erfindungsgemäße Düse zur Wasserbeaufschlagung eine größeren Fläche auf
dem Boden oder von oben auf Brandgut verwendet wird, so muss die Düse nur noch in
einem geeigneten Anstellwinkel gegenüber der Horizontalen, zum Beispiel von 25 bis
30°, ausgerichtet werden und horizontal verschwenkt werden, wohingegen mit den herkömmlichen
Strahldüsen sowohl ein horizontales als auch vertikales Verschwenken notwendig war,
letzteres um die Wurfweite zu variieren.
[0035] Wenn die Düse über 360° verschwenkt wird, kann eine komplette Rundfläche in Form
eines Vollkreises abgedeckt werden.
[0036] Wenn mit der erfindungsgemäßen Düse ein Anstellwinkel gegenüber einer horizontalen
Ebene von nahe 90° gewählt wird, so ergibt sich ein wasserbeaufschlagter Radius rund
um den Austrittspunkt des Wassers, beispielsweise um ein Fahrzeug mit einem montierten
Wasserwerfer. Dies kann bei Vegetationsbränden lebensrettend sein.
[0037] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch
beschrieben werden.
[0038] Es zeigen:
- Figur 1
- eine beispielhafte Gestaltung eine erfindungsgemäß ausgeführten Vollstrahldüse in
einer dreidimensionalen Ansicht;
- Figur 2
- eine Draufsicht auf die Austrittsöffnung der Vollstrahldüse der Figur 1;
- Figur 3
- einen Längsschnitt durch eine Vollstrahldüse der Figur 1;
- Figur 4
- eine Ausführungsform mit Strahlleitprofil;
- Figur 5
- eine Draufsicht auf die Austrittsöffnung einer erfindungsgemäß ausgeführten Vollstrahldüse;
- Figur 6
- eine Draufsicht auf die Austrittsöffnung einer erfindungsgemäß ausgeführten Hohlstrahldüse
mit trapezförmiger Querschnittserweiterung.
[0039] In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäß ausgeführte Vollstrahldüse dargestellt, die
beispielsweise an einem Löscharm beziehungsweise am Ende eines Strahlrohres eines
Löschfahrzeuges beziehungsweise Flugfeldlöschfahrzeuges montiert werden kann. Die
Düse weist eine Austrittsöffnung 1 für den Wasserstrahl auf. Die Austrittsöffnung
1 ist im Bereich des einen axialen Endes der Düse vorgesehen, entgegengesetzt zu einem
zweiten axialen Ende, über welches Wasser in die Düse eintritt.
[0040] Wie man aus der Figur 1 und 2 erkennen kann, weist die Austrittsöffnung 1 einen äußeren
Umfang 2 auf, der die Austrittsfläche zur Ausbildung des Strömungsquerschnitts 3 für
das Wasser umschließt. Der Strömungsquerschnitt 3 weist dabei eine zumindest im Wesentlichen
kreisförmige Grundfläche 3.1 auf, sowie eine radiale Querschnittserweiterung 3.2.
Man könnte somit den Gesamtströmungsquerschnitt in der Austrittsöffnung 1 für das
Wasser, zusammengesetzt aus der Grundfläche 3.1 und der radialen Querschnittserweiterung
3.2, auch als schlüssellochartig bezeichnen.
[0041] Die Erfindung ist jedoch nicht auf einzige radiale Querschnittserweiterung 3.2 beschränkt.
Vielmehr könnten auch mehrere radiale Querschnittserweiterungen vorgesehen sein, wobei
in der Figur 2 schematisch eine zweite radiale Querschnittserweiterung 3.2'und eine
dritte radiale Querschnittserweiterung 3.2" in gestricheltem Linie angedeutet sind.
Entscheidend ist jedoch, dass alle vorgesehenen radialen Querschnittserweiterungen
3.2 und gegebenenfalls 3.2', 3.2" nur in einem vorgegebenen Winkelbereich 2.1 des
äußeren Umfangs 2 an der Grundfläche 3.1 angeschlossen sind, wobei der Winkelbereich
2.1 maximal 180° beträgt.
[0042] Vorzugsweise erstreckt sich der Winkelbereich 2.1, wie in der Figur 2 gezeigt ist,
ausschließlich entlang einer Unterseite beziehungsweise unteren Hälfte der Austrittsöffnung
1.
[0043] Bei der Schnittdarstellung in der Figur 3 ist ferner gezeigt, dass die Vollstrahldüse
einen sich in Axialrichtung 10 erstreckenden Strömungskanal 5 aufweist, der in der
Austrittsöffnung 1 mündet. Ein in Strömungsrichtung des Wassers durch die Vollstrahldüse
letzter Axialabschnitt 5.1 des Strömungskanals 5 ist gegenüber einem sich unmittelbar
anschließenden stromaufwärts gelegenen Axialabschnitt 5.2 des Strömungskanals im Durchmesser
reduziert. Dadurch wird eine Beschleunigung des Wassers vor dem Austritt aus der Austrittsöffnung
1 und damit eine größere Wurfweite des Wassersstrahls erreicht. Die Längsachse 11
der Querschnittserweiterung 3.2, hier in Form einer Aussparung 13, verläuft parallel
zur Axialrichtung 10.
[0044] Wie man ebenfalls aus der Figur 3 deutlich erkennen kann, weist die Düse am wasseraustrittsseitigen
Ende einen Steg 6 auf, der zumindest etwas gegenüber der Stirnfläche 7, in welcher
die Austrittsöffnung 1 vorgesehen ist, in Axialrichtung hervorsteht und die Austrittsöffnung
1 umschließt.
[0045] Während in den Figuren 1-3 nur ein axialer Endabschnitt 8.1 des Düsenkörpers dargestellt
ist, zeigt die Figur 4 darüber hinaus einen sich anschließenden Axialabschnitt 8.2
des Düsenkörpers, gegenüber welchem der axiale Endabschnitt 8.1 verdrehbar ist, um
die Position der wenigstens einen radialen Querschnittserweiterung 3.2 über dem äußeren
Umfang 2 der Austrittsöffnung 1 zu variieren, derart, dass die wenigstens eine radiale
Querschnittserweiterung 3.2 aus ihrer nach unten ausgerichteten Stellung in eine seitlich
oder nach oben ausgerichteten Stellung verbracht werden kann, in Stufen oder stufenlos.
[0046] Ferner ist in der Figur 4 exemplarisch dargestellt, dass in dem Strömungskanal 5,
insbesondere dem stromaufwärts gelegenen Axialabschnitt 5.2 mit vergleichsweise größerem
Durchmesser ein Strahlleitprofil 9 vorgesehen sein kann, um Turbulenzen in der Strömung
zu reduzieren.
[0047] Das Strahlleitprofil 9 unterteilt den Strömungskanal 5 zumindest in einzelne Kreissektoren.
Im besagten Ausführungsbeispiel unterteilt das Strahlleitprofil 9 den Strömungskanal
5 ferner in eine Kernbohrung, die von den Kreissektoren umschlossen wird.
[0048] Bei der in der Figur 5 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vollstrahldüse
ist nochmals deutlich ersichtlich, dass sich die radiale Querschnittserweiterung 3.2,
die sich an die ringförmige Grundfläche 3.1 des Strömungsquerschnitts 3 anschließt,
um die Austrittsöffnung 1 des Strömungskanals 5 zu bilden, in einer unteren Hälfte
4 der Vollstrahldüse vorgesehen ist. Auch hier ist gemäß einer besonders vorzuziehenden
Ausführungsform wieder eine einzige Querschnittserweiterung 3.2 vorgesehen, die mittig
unten an der ringförmigen Grundfläche 3.1 angeschlossen ist.
[0049] Die Querschnittserweiterung 3.2 wird durch eine Aussparung 13 gebildet, deren Längsachse
11 parallel zur Axialrichtung 10 des Strömungskanals 5 verläuft. Die Aussparung 13
erstreckt sich nicht bis zur radial äußeren Oberfläche der Düse beziehungsweise des
Düsenkörpers, hier des axialen Endabschnitts 8.1. In gestrichelter Linie ist jedoch
angedeutet, dass die Querschnittserweiterung 3.2 auch bis zur radial äußeren Oberfläche
der Düse beziehungsweise des Endabschnitts 8.1 geführt sein könnte, dann in Form eines
Schlitzes 12. Vorteilhaft verjüngt sich der Schlitz 12 radial von innen nach außen,
sodass er annähernd den Querschnitt eines Dreieckes oder wenigstens annähernd den
Querschnitt eines Trapezes aufweist.
[0050] In der Figur 6 ist gezeigt, wie eine Querschnittserweiterung 3.2 in Form einer Aussparung
13 mit einem trapezförmigen Querschnitt aussehen könnte. Auch hier verjüngt sich der
Strömungsquerschnitt der Querschnittserweiterung 3.2 insbesondere radial von innen
nach außen.
Bezugszeichenliste
[0051]
- 1
- Austrittsöffnung
- 2
- Umfang
- 2.1
- Winkelbereich
- 3
- Strömungsquerschnitt
- 3.1
- Grundfläche
- 3.2
- Querschnittserweiterung
- 4
- untere Hälfte
- 5
- Strömungskanal
- 5.1
- letzter Axialabschnitt
- 5.2
- stromaufwärts gelegener Axialabschnitt
- 6
- Steg
- 7
- Stirnfläche
- 8.1
- axialer Endabschnitt
- 8.2
- Axialabschnitt
- 9
- Strahlleitprofil
- 10
- Axialrichtung
- 11
- Längsachse
- 12
- Schlitz
- 13
- Aussparung
1. Vollstrahldüse, insbesondere für einen Wasserwerfer, die einen entlang einer Axialrichtung
(10) verlaufenden Strömungskanal (5) umschließt, mit einer an einem Axialende des
Strömungskanals (5) vorgesehenen Austrittsöffnung (1), die einen äußeren Umfang (2)
aufweist, der eine Austrittsfläche zur Ausbildung eines Strömungsquerschnitts (3)
umschließt, wobei
der Strömungsquerschnitt (3) eine zumindest im Wesentlichen kreisförmige Grundfläche
(3.1) aufweist, wobei
ausschließlich in einem Winkelbereich (2.1) des äußeren Umfangs (2) wenigstens eine
radiale Querschnittserweiterung (3.2) der Austrittsfläche vorgesehen ist, wobei der
Winkelbereich (2.1) maximal 180° beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung (3.2) durch einen mit seiner Längsachse
(11) parallel zur Axialrichtung (10) verlaufenden, senkrecht zur Grundfläche (3.1)
mündenden Schlitz (12) oder eine mit ihrer Längsachse (11) parallel zur Axialrichtung
(10) verlaufenden, senkrecht zur Grundfläche (3.1) mündenden Aussparung (13) gebildet
wird.
2. Vollstrahldüse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbereich (2.1) maximal 90° beträgt.
3. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige radiale Querschnittserweiterung (3.2) in dem Winkelbereich (2.1) vorgesehen
ist.
4. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Winkelbereich (2.1) in einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Strahldüse
entlang einer unteren Hälfte (4) des äußeren Umfangs (2) der Austrittsöffnung (1)
erstreckt.
5. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahldüse einen mehrteiligen Düsenkörper mit zueinander verstellbaren Teilen
aufweist, um die radiale Querschnittserweiterung (3.2) wahlweise zu verschließen oder
wahlweise in eine Position oberhalb der Grundfläche (3.1) zu verbringen, insbesondere
umfassend einen axialen Endabschnitt (8.1), in dem die Austrittsöffnung (1) vorgesehen
ist und der gegenüber einem sich anschließenden axialen Abschnitt (8.2) verdrehbar
ist, um den Winkelbereich (2.1) des äußeren Umfangs (1) mit der wenigstens einen radialen
Querschnittserweiterung (3.2) über eine senkrecht auf der Austrittsfläche stehenden
Drehachse zu verdrehen, vorteilhaft um wenigstens 180°.
6. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung (3.2) einen Strömungsquerschnitt
ausbildet, der maximal 25%, maximal 20% oder maximal 10 % der Grundfläche (3.1) beträgt.
7. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Querschnittserweiterung (3.2) zumindest im Wesentlichen dreiecksförmig
ist.
8. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Querschnittserweiterung (3.2) zumindest im Wesentlichen trapezförmig
ist, mit einer entlang des äußeren Umfangs der Grundfläche (3.1) verlaufenden gekrümmten
Basis, insbesondere in Form eines gleichschenkligen Trapezes.
9. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Strömungsrichtung letzter Axialabschnitt (5.1) des Strömungskanals (5) gegenüber
einem sich unmittelbar anschließenden stromaufwärts gelegenen Axialabschnitt (5.2)
des Strömungskanals (5) im Durchmesser reduziert ist.
10. Vollstrahldüse gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine radiale Querschnittserweiterung (3.2) ausschließlich im letzten
Axialabschnitt (5.1) vorgesehen ist.
11. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem stromaufwärts gelegenen Axialabschnitt (5.2) des Strömungskanals (5) ein Strahlleitprofil
(9) vorgesehen ist, welches den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals (5) wenigstens
in einzelne Kreissektoren unterteilt und sich in der Axialrichtung erstreckt.
12. Vollstrahldüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein in Strömungsrichtung letzter Axialabschnitt (5.1) des Strömungskanals
(5) entlang einer Vertikalebene, die durch eine Mittelachse des Strömungskanals (5)
verläuft, spiegelsymmetrisch ist, oder die Vollstrahldüse oder zumindest die strömungsführenden
Teile derselben zu der Vertikalebene spiegelsymmetrisch ist/sind.