EP3757301A1 - Strahlregler - Google Patents

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EP3757301A1
EP3757301A1 EP20181851.5A EP20181851A EP3757301A1 EP 3757301 A1 EP3757301 A1 EP 3757301A1 EP 20181851 A EP20181851 A EP 20181851A EP 3757301 A1 EP3757301 A1 EP 3757301A1
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EP
European Patent Office
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jet regulator
water
flow path
flow
fitting
Prior art date
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EP20181851.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3757301C0 (de
EP3757301B1 (de
Inventor
Manuel Keel
Reto Berger
Andreas Rueegg
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.)
KWC Group AG
Original Assignee
KWC AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Publication of EP3757301B1 publication Critical patent/EP3757301B1/de
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    • E03C1/08—Jet regulators or jet guides, e.g. anti-splash devices
    • E03C1/084—Jet regulators with aerating means
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    • E03C2201/00—Details, devices or methods not otherwise provided for
    • E03C2201/40—Arrangement of water treatment devices in domestic plumbing installations
    • E03C2201/45—Arrangement of water treatment devices in domestic plumbing installations for carbonated water

Definitions

  • the present invention relates to a jet regulator for a fitting.
  • a jet regulator is attached to the outlet of a faucet and is used to shape the water jet. It is therefore largely responsible for the perceptible properties of the exiting water jet and is intended, among other things, to prevent splashing when the water jet emerges.
  • Faucets that can also dispense boiling water in addition to normal mixed water (hot / cold) are known on the market.
  • boiling hot water is kept under pressure in a hot water heater and can be dispensed via the fitting.
  • the boiling hot water relaxes so that the water ideally comes out bubbling and boiling.
  • the gas (water vapor) that is created when the boiling water is released leads to the water jet emerging unevenly and with strong splashing. This cannot be prevented with conventional aerators.
  • the temperature of the water must be lowered, which in turn is undesirable in a fitting for providing boiling hot water.
  • One object of the invention is therefore to provide a jet regulator which is suitable for dispensing boiling water.
  • a jet regulator for a fitting for dispensing boiling water which has a substantially cylindrical housing with an inlet opening and an outlet opening
  • the jet regulator according to the invention can be constructed in a particularly compact manner.
  • the jet regulator according to the invention can with an outside diameter of just 11 to 13 mm. This makes it possible in particular to use the jet regulator as an inner jet regulator in a concentric arrangement of a multifunctional fitting, in which a further, separate water outlet opening, for example for service or mixed water, can be arranged around the inner jet regulator in an outer ring.
  • the jet regulator has a laminar jet regulator section which is arranged in the area of the outlet opening and is designed to output the water flow as a laminar jet.
  • a laminar jet regulator which can be used here in combination with the explained cyclone design, is well known for conventional fittings.
  • Such a laminar jet regulator section can be formed, for example, by a plurality of flow channels arranged next to one another and running in the axial direction. The laminar water jet flows out through this outlet-side section without noticeable pressure, so that the water does not splash.
  • Other designs for a laminar jet regulator such as a grid or sieve arrangement, perforated disk arrangement or the like, can equally be considered for the laminar jet regulator section
  • the guide section has a plurality of longitudinal ribs which are arranged on the inner wall of the housing and preferably widen in their radial extent in the direction of flow.
  • the relaxation zone is preferably designed as a free zone in which the rotationally accelerated water flow can flow along the inner wall of the housing under the effect of centrifugal force. It is of course also possible for the ribs mentioned to extend from the subsequent guide section, with their radial extension further narrowing, into the relaxation zone. In this case, the water flow would not be able to flow completely along the inner wall of the housing and would be slowed down slightly in the expansion zone in the edge area - the function of the jet regulator and, above all, the A relaxation zone, in which a cyclonic flow can develop, would, however, still exist.
  • a gas discharge pipe opens into the free zone of the jet regulator. Through this, the gas / water vapor escaping when the boiling water is under pressure can be discharged in a targeted manner.
  • the gas discharge pipe can for example run in the axial direction through the center of the jet regulator to the outlet opening, so that the resulting water vapor emerges axially in the area of the outlet opening of the jet regulator, while the water jet flows out in an outer ring area of the outlet opening.
  • the gas discharge pipe can also run transversely through the expansion zone up to the housing inner wall and from there in the axial direction up to the outlet direction.
  • the water vapor is output in an edge area of the jet regulator.
  • the resulting water vapor is thus initially (with or without an axial gas discharge pipe) directed upwards against the flow direction of the water jet and from there on the edge of the jet regulator to its outlet opening.
  • the swirl generation section can be formed by at least one essentially helical flow channel.
  • the water flow When flowing through the helical flow channel, the water flow is accelerated rotationally. The relaxation takes place when exiting the swirl generation section. Due to the twist in the water flow created by the helical shape, a cyclonic flow arises in the area of the inner wall of the jet regulator, while the resulting gas is pressed inwards.
  • the swirl generating section can also be formed by a plurality of helically extending guide vanes. A cyclonic flow of the water jet can be generated by this in a similar manner.
  • the jet regulator described above is used in a fitting for dispensing boiling water and / or water containing CO 2 .
  • the jet regulator can be used in fittings with different water dispensing functions - so-called functional water.
  • Via such a fitting for example, normal mixed water, boiling water, CO 2 -enriched water or filtered, chilled water, optionally also water enriched with aromatic additives, can be dispensed electronically.
  • the present invention relates to a fitting for dispensing boiling water and / or water containing CO 2 with an outlet and a mouthpiece arranged at the outlet, a jet regulator of the type according to the invention being inserted into the mouthpiece.
  • the fitting can be designed for the optional output of boiling water and mixed water, the outlet having an inner flow path for the boiling water and an outer flow path concentrically running around the inner flow path, and in which the mouthpiece is the first, inner one
  • the jet regulator accommodates a jet regulator of the type according to the invention in such a way that it is in fluid-conducting and, with respect to the outer flow path, tightly connected to the inner flow path.
  • boiling water can flow out of the inner flow path through the jet regulator according to the invention, while mixed water is passed through the outer flow path and exits in an annular area around the inner jet regulator.
  • the mouthpiece can in particular have an outer, second jet regulator concentrically around the inner, first jet regulator, which is arranged in a ring around the first jet regulator and which is in fluid-conducting and sealed connection with the outer flow path with respect to the inner flow path. It is particularly advantageous here if the inner, first jet regulator protrudes downward beyond the outer, second jet regulator, for example by an overhang of 2 to 6 mm. This constructive measure ensures that no boiling water can get from the inner flow path into the outer flow path and remain there. There is therefore no risk of a user being scalded when dispensing normal mixed water if boiling water was drawn off shortly beforehand.
  • the flow paths for service water and boiling water can also be arranged side by side. This results in a double outlet with two parallel flow paths.
  • the in Figure 1 The jet regulator 1 shown comprises a cylindrical housing 2 with an inlet opening 3 and an outlet opening 4. In the area of the inlet opening 3 there is a collar 5, which is used to mount the jet regulator 1. In the area of the outlet opening 4, a laminar jet regulator section 10 can be seen in the form of a grid-like arrangement.
  • the internal structure of the jet regulator 1 is shown in more detail in the sectional view of FIG.
  • a swirl generation section 7 with a total of four, in the form of a multi-thread helix, arranged, helically extending flow channels 7a, 7b, 7c, 7d, each by 180 °, i.e. half a thread, along the inner wall of the cylindrical Jet regulator housing 2 run.
  • the inlet opening is closed in the area of the swirl generation section 7, so that the water flow has to flow through the four flow channels 7a to 7d and is accelerated rotationally in the process.
  • a free zone 8 At the outlet of the helical flow channels 7a, 7b, 7c, 7d, there is a free zone 8 inside the cylindrical housing 2.
  • the free zone 8 is followed in the axial direction by a guide section 9 in which the rotational movement of the water flow is braked and this is guided in the longitudinal direction.
  • the guide zone 9 is characterized by a plurality of longitudinal ribs 9a arranged on the inner wall of the housing, which extend in the radial direction and whose width, measured in the radial direction, increases in the axial direction towards the outlet opening 4.
  • the longitudinal ribs 9a thus represent represent an increasing obstacle in the axial direction for the rotational movement of the water flow, whereby it is slowed down and guided in the longitudinal direction.
  • the longitudinal ribs 9a end at an annular connecting web 9b, which leaves an inner area free and encloses it. This inner area serves to ensure that the water gas formed in the free zone 8 and pressed inward can escape downward in the direction of the outlet opening 4.
  • the water flow directed in the longitudinal direction by the guide section 9 flows through the annular space between the annular connecting piece 9b and the inner wall of the housing.
  • the guide section is followed by the laminar jet regulator section 10, which has a plurality of flow channels 10a running in the axial direction, which are separated from one another by separating webs 10b running radially and circularly.
  • the water flow runs through the radially seen outer flow channels 10a, while the pressurized water gas / steam emerges mainly through a centrally running channel 10c.
  • the jet regulator 1 has a swirl generating section 7 with several helical flow channels 7a to 7d and a free zone 8 adjacent to the swirl generating section 7 in which the pressurized liquid expands.
  • the guide section 9 with the longitudinal ribs 9a adjoins the free zone 8, as well as the laminar jet regulator section 10 with its axially Direction running flow channels 10a.
  • a gas discharge pipe 11 is additionally provided, which opens into the free zone 8. Through this gas discharge pipe 11, which runs centrally in the axial direction up to the outlet opening 4, escaping gas / vapor can be discharged in a controlled manner in the free zone.
  • the separated gas can be discharged more quickly via the gas discharge pipe and the large increase in volume as the water evaporates can thereby be discharged very efficiently without accelerating the fluid. This reduces splashing of water, which could possibly be ejected together with the gas escaping under pressure.
  • a third embodiment is shown, in which, in contrast to the second embodiment, the gas discharge pipe opening into the free zone 8 branches into three sub-pipes 11a, 11b, 11c, which run across the free zone 8 to the housing inner wall and from there along the housing inner wall in extend in the axial direction up to the outlet opening 4.
  • the pressurized gas is not ejected centrally from the outlet opening 4 of the jet regulator, but rather through three separate gas outlet openings arranged in the edge region of the jet regulator.
  • FIG. 7 and 8 a fourth embodiment shown.
  • the otherwise cylindrical housing 2 has a stepped shape, with an upper, enlarged diameter area 2a that extends tapered in a step 2b.
  • the step shape serves to mount the jet regulator 1.
  • FIG. 9 An embodiment of a multifunctional fitting is shown in Figure 9 reproduced.
  • the fitting 20 shown there has a fitting body 21 with an integrated mixing valve, which is operated via an operating lever 22 in the manner of a single-lever mixer attached to the side of the fitting body 21 in order to dispense cold, warm or mixed water.
  • the outlet 24 which extends in an arc shape up to a mouth piece 25. Both mixed water and “functional water” such as some boiling water or CO 2 -enriched water are output via the outlet 24.
  • the outlet has two coaxially arranged flow paths 26, 27, namely as in FIG Figure 10 shown an inner flow path 26 for "functional water” and an outer flow path 27 for normal service or mixed water.
  • the inner flow path 26 is formed by an inner tube or hose 28 running inside the outlet 24.
  • Two jet regulators 1, 29 are used concentrically in the mouthpiece 25.
  • the inner jet regulator 1 is connected in a fluid-conducting manner to the first flow path 26 or the inner tube 28.
  • the connection 30 between the inner tube 28 and the jet regulator 1 can be implemented here, for example, by a screw connection or a crimped connection.
  • the inner jet regulator 1 is shown only schematically, but is provided with a swirl generating section 7, a relaxation zone 8 and a guide section 9 in the previously explained design.
  • the inner one stands Jet regulator 1 a few millimeters downwards beyond the mouthpiece 25. In this way, it is prevented that boiling water from the inner flow path 26 gets into the outer flow path 27 and could remain there. There is therefore no risk of scalding if a user wants to wash his hands, for example after drawing off boiling water with mixed water.

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Abstract

Bei einem Strahlregler für eine Armatur zur Ausgabe von kochendem Wasser, welcher ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse (2) mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung besitzt, ist ein im Bereich der Einlassöffnung angeordneter Drallerzeugungsabschnitt (7) mit einer im Wesentlichen schraubenlinienförmig verlaufenden Strömungsführung zur rotatorischen Beschleunigung eines durchfließenden Wasserstroms, eine auf den Drallerzeugungsabschnitt (7) folgende Entspannungszone (8), in welcher der rotatorisch beschleunigte Wasserstrom unter Fliehkraftwirkung im Bereich der Gehäuseinnenwand fließen kann, und ein Führungsabschnitt (9), in welchem die Rotationsbewegung des Wasserstroms abgebremst und dieser in Längsrichtung geführt wird, vorgesehen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlregler für eine Armatur.
  • Ein Strahlregler wird am Auslauf eines Wasserhahns angebracht und dient zur Formung des Wasserstrahls. Er ist somit maßgeblich für die wahrnehmbaren Eigenschaften des austretenden Wasserstrahls verantwortlich und soll unter anderem ein Spritzen beim Austreten des Wasserstrahls verhindern.
  • Am Markt bekannt sind unter anderem auch Armaturen, die neben normalem Mischwasser (warm/kalt) auch kochendes Wasser ausgeben können. Hierzu wird siedend heißes Wasser unter Druck in einem Heißwasserbereiter vorgehalten und kann über die Armatur ausgegeben werden. Beim Austreten aus dem Auslauf der Armatur entspannt das siedend heiße Wasser, sodass das Wasser idealerweise sprudelnd kochend austritt. Das beim Entspannen des kochend heißen Wassers entstehende Gas (Wasserdampf) führt jedoch dazu, dass der Wasserstrahl ungleichmäßig und unter starkem Spritzen austritt. Dies kann durch herkömmliche Strahlregler nicht unterbunden werden. Um ein Spritzen des kochend heißen Wassers beim Austreten zu verhindern, muss die Temperatur des Wassers gesenkt werden, was wiederum bei einer Armatur zur Bereitstellung von kochend heißem Wasser unerwünscht ist.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Strahlregler anzugeben, der zur Ausgabe von kochendem Wasser geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Bei einem Strahlregler für eine Armatur zur Ausgabe von kochendem Wasser, welcher ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung besitzt, ist erfindungsgemäß ein im Bereich der Einlassöffnung angeordneter Drallerzeugungsabschnitt mit einer im Wesentlichen schraubenlinienförmig verlaufenden Strömungsführung zur rotatorischen Beschleunigung eines durchfließenden Wasserstroms, eine auf den Drallerzeugungsabschnitt folgende Entspannungszone, in welcher der rotatorisch beschleunigte Wasserstrom unter Fliehkraftwirkung im Bereich der Gehäuseinnenwand fließen kann, und ein Führungsabschnitt, in welchem die Rotationsbewegung des Wasserstroms abgebremst und dieser in Längsrichtung geführt wird, vorgesehen.
  • Beim Austritt des rotatorisch beschleunigten Wasserstrahls aus dem Drallerzeugungsabschnitt findet die Entspannung (Druckabfall) statt und Wasser verdampft - es tritt gasförmiger Wasserdampf aus. Aufgrund der Fliehkraftwirkung bleibt das Fluid in der anschließenden Entspannungszone nahe der Gehäuseinnenwand und das austretende Gas wird nach innen gedrückt. Durch diesen Zykloneffekt kommt es somit zu einer Fluid/Gas-Trennung und die Gasphase kann über den Innenbereich getrennt abgeführt werden bzw. austreten. Aufgrund der Fluid/Gas-Trennung kann die Austrittsgeschwindigkeit des Wasserstrahls deutlich verringert werden. Es entstehen keine Gasblasen im Endbereich des Strahlreglers mehr, wodurch der Wasserstrahl deutlich weniger spritzt.
  • Untersuchungen der Anmelderin haben darüber hinaus zu der überraschenden Erkenntnis geführt, dass der erfindungsgemäße Strahlregler auch hervorragend geeignet ist, um mit Kohlensäure angereichertes Wasser ("Sprudelwasser") auszugeben. Bei der Ausgabe von derartigem, kohlensäurehaltigem Wasser entsteht beim Entspannen ebenfalls Gas in Form von aus dem Wasser austretendenden CO2. Hierbei besteht jedoch gegenüber der Fluid/Gas-Trennung bei kochendem Wasser eine gegenteilige Anforderung, nämlich den Austritt von CO2 möglichst gering zu halten, sodass mehr im Wasser gelöstes CO2 im Trinkgefäß des Benutzers ankommt. Hier hat sich nun herausgestellt, dass der Druckabfall im Drallerzeugungsabschnitt sehr schonend für das im Wasser gelöste CO2 geschieht, wodurch der CO2-Gehalt im Sprudelwasser nach Untersuchungen der Anmelderin um etwa 30 % gesteigert werden kann.
  • Als besonders vorteilhaft erweist sich auch, dass der erfindungsgemäße Strahlregler besonders kompakt gebaut werden kann. Für eine Durchflussmenge von immerhin 2,5 bis 3 l/min bei ca. 105°C kann der erfindungsgemäße Strahlregler mit einem Außendurchmesser von gerade mal zwischen 11 und 13 mm ausgelegt werden. Dies ermöglicht insbesondere, den Strahlregler als inneren Strahlregler in einer konzentrischen Anordnung einer Multifunktionsarmatur einzusetzen, bei der um den inneren Strahlregler herum in einem Außenring eine weitere, getrennte Wasserausgabeöffnung beispielsweise für Brauch- bzw. Mischwasser angeordnet werden kann.
  • Bei einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung besitzt der Strahlregler einen im Bereich der Auslassöffnung angeordneten Laminarstrahlreglerabschnitt, der ausgebildet ist, den Wasserstrom als laminaren Strahl auszugeben. Ein derartige Laminarstrahlregler, der hier in Kombination mit der erläuterten Zyklon-Bauform zum Einsatz kommen kann, ist für herkömmliche Armaturen hinlänglich bekannt. Ein solcher Laminarstrahlreglerabschnitt kann beispielsweise durch eine Vielzahl nebeneinander angeordneter, in axialer Richtung verlaufender Strömungskanäle ausgebildet sein. Durch diesen auslassseitigen Abschnitt strömt der laminare Wasserstrahl ohne spürbaren Druck aus, sodass kein Spritzen des Wassers auftritt. Andere Bauformen für einen Laminarstrahlregler, wie etwa eine Gitter- oder Siebanordnungen, Lochscheibenanordnung oder dergleichen kann gleichermaßen für den Laminarstrahlreglerabschnitt in Betracht
  • Der Führungsabschnitt weist bei einer bevorzugten Ausführungsform mehrere an der Gehäuseinnenwand angeordnete, vorzugsweise in ihrer Radialerstreckung in Strömungsrichtung sich verbreiternde Längsrippen auf. Durch diese Längsrippen findet eine schrittweise Abbremsung der Rotationsbewegung des Wasserstroms statt und dieser wird in axialer Richtung, dem Rippenverlauf folgend, geführt, vorzugsweise bis zu dem Laminarstrahlreglerabschnitt.
  • Vorzugsweise ist die Entspannungszone als eine freie Zone ausgebildet, in welcher der rotatorisch beschleunigte Wasserstrom unter Fliehkraftwirkung entlang der Gehäuseinnenwand fließen kann. Möglich ist natürlich auch, dass die genannten Rippen aus dem nachfolgenden Führungsabschnitt sich unter weiterer Verjüngung ihrer Radialerstreckung bis in die Entspannungszone erstrecken. In diesem Fall könnte der Wasserstrom zwar nicht vollständig entlang der Gehäuseinnenwand fließen und würde bereits in der Entspannungszone im Randbereich geringfügig abgebremst - die Funktion des Strahlreglers und vor allem der Entspannungszone, in der sich eine Zyklonströmung ausbilden kann, wäre jedoch weiterhin gegeben.
  • Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der freien Zone des Strahlreglers ein Gasabführrohr mündet. Durch dieses kann das bei der Entspannung des unter Druck stehenden, kochenden Wassers austretende Gas/Wasserdampf gezielt abgeführt werden. Das Gasabführrohr kann hierbei beispielsweise in axialer Richtung mittig durch den Strahlregler bis zu der Auslassöffnung verlaufen, sodass der entstehende Wasserdampf achsmittig im Bereich der Auslassöffnung des Strahlreglers austritt, während der Wasserstrahl in einem äußeren Ringbereich der Auslassöffnung ausströmt.
  • Alternativ kann das Gasabführrohr auch quer durch die Entspannungszone bis zu der Gehäuseinnenwand und von dort in axialer Richtung bis zu der Auslassrichtung verlaufen. In diesem Fall wird der Wasserdampf in einem Randbereich des Strahlreglers ausgegeben.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in einem Bereich oberhalb der freien Zone ein oder mehrere radial in Richtung der Gehäuseinnenwand verlaufende und von dort entlang oder innerhalb der Gehäuseinnenwand bis zu der Auslassöffnung führende Gasabführkanäle vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform wird der entstehende Wasserdampf somit zunächst (mit oder ohne axiales Gasabführrohr) entgegen der Strömungsrichtung des Wasserstrahls nach oben hin geleitet und von dort am Rande des Strahlreglers zu dessen Auslassöffnung.
  • Bei einer bevorzugten Ausbildung kann der Drallerzeugungsabschnitt durch mindestens einen im Wesentlichen schraubenlinienförmig verlaufenden Strömungskanal ausgebildet sein. Beim Durchströmen des schraubenlinienförmigen Strömungskanals wird der Wasserstrom rotatorisch beschleunigt. Beim Austreten aus dem Drallerzeugungsabschnitt findet die Entspannung statt. Aufgrund des durch die Schraubenlinienform erzeugten Dralls im Wasserstrom entsteht eine Zyklonströmung im Bereich der Innenwand des Strahlreglers, während das entstehende Gas nach innen gedrückt wird.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Drallerzeugungsabschnitt auch durch mehrere schraubenlinienförmig verlaufende Leitschaufeln ausgebildet sein. Durch diese kann in ähnlicher Weise eine zyklonförmige Strömung des Wasserstrahls erzeugt werden.
  • Der zuvor beschriebene Strahlregler findet erfindungsgemäß Verwendung in einer Armatur zur Ausgabe von kochendem Wasser und/oder von CO2-haltigem Wasser. Insbesondere kann der Strahlregler in Armaturen mit unterschiedlichen Wasserausgabe-Funktionen - sogenanntem funktionalen Wasser - eingesetzt werden. Über eine solche Armatur kann elektronisch gesteuert wahlweise z.B. normales Mischwasser, kochendes Wasser, CO2-angereichertes Wasser oder gefiltertes, gekühltes Wasser, gegebenenfalls auch mit Aromazusätzen angereichertes Wasser ausgegeben werden.
  • Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Armatur zur Ausgabe von kochendem Wasser und/oder CO2-haltigem Wasser mit einem Auslauf und einem am Auslauf angeordneten Mündungsstück, wobei in das Mündungsstück ein Strahlregler der erfindungsgemäßen Art eingesetzt ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Armatur zur wahlweisen Ausgabe von kochendem Wasser und von Mischwasser ausgebildet sein, wobei der Auslauf einen inneren Strömungsweg für das kochende Wasser und einen konzentrisch um den inneren Strömungsweg verlaufenden äußeren Strömungsweg aufweist, und bei dem das Mündungsstück als ersten, inneren Strahlregler einen Strahlregler der erfindungsgemäßen Art aufnimmt, derart, dass dieser in fluidleitender und gegenüber dem äußeren Strömungsweg dichten Verbindung mit dem inneren Strömungsweg steht. Somit kann kochendes Wasser aus dem inneren Strömungsweg durch den erfindungsgemäßen Strahlregler ausfließen, während Mischwasser über den äußeren Strömungsweg geleitet wird und in einem ringförmigen Bereich um den inneren Strahlregler austritt. Hierzu kann insbesondere das Mündungsstück konzentrisch um den inneren, ersten Strahlregler einen äußeren, zweiten Strahlregler aufweisen, der ringförmig um den ersten Strahlregler angeordnet ist, und der mit dem äußeren Strömungsweg in fluidleitender und gegenüber dem inneren Strömungsweg dichten Verbindung steht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der innere, erste Strahlregler nach unten über den äußeren, zweiten Strahlregler hinausragt, beispielsweise um einen Überstand von 2 bis 6 mm. Durch diese konstruktive Maßnahme wird sichergestellt, dass kein kochendes Wasser aus dem inneren Strömungsweg in den äußeren Strömungsweg gelangt und dort verbleiben kann. Es besteht damit nicht die Gefahr, dass sich ein Benutzer bei der Ausgabe von normalem Mischwasser verbrühen könnte, wenn kurz zuvor kochendes Wasser bezogen wurde.
  • Alternativ können die Strömungswege für Brauchwasser und Kochendwasser auch seitlich nebeneinander angeordnet sein. Somit ergibt sich ein Doppelauslauf mit zwei parallelen Strömungswegen.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigt:
    • Figur 1
    eine isometrische Ansicht eines Strahlreglers in einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Figur 2
    einen Schnitt in axialer Richtung durch den Strahlregler aus Figur 1,
    Figur 3
    einen geschnittenen Strahlregler in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Figur 4
    eine Ansicht des geschnittenen Strahlreglers aus Figur 3 in einer anderen Ansicht,
    Figur 5
    eine isometrische Ansicht eines Strahlreglers in einem dritten Ausführungsbeispiel,
    Figur 6
    einen Schnitt durch den Strahlregler aus Figur 5,
    Figur 7
    eine isometrische Darstellung eines Strahlreglers in einem vierten Ausführungsbeispiel,
    Figur 8
    eine geschnittene Ansicht des Strahlreglers aus Figur 7
    Figur 9
    eine Seitenansicht einer Multifunktionsarmatur mit integriertem Strahlregler für Kochendwasser und
    Figur 10
    eine Schnittansicht durch das Mündungsstück des Multifunktionsarmatur aus Figur 9.
  • Der in Figur 1 gezeigte Strahlregler 1 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 2 mit einer Einlassöffnung 3 und einer Auslassöffnung 4. Im Bereich der Einlassöffnung 3 befindet sich ein Kragen 5, der zur Montage des Strahlreglers 1 dient. Im Bereich der Auslassöffnung 4 ist in Form einer gitterartigen Anordnung ein Laminarstrahlreglerabschnitt 10 zu erkennen.
  • Der innere Aufbau des Strahlreglers 1 ist in der geschnittenen Ansicht der Figur 2 näher dargestellt. Im Bereich des Kragens 5 befindet sich ein Drallerzeugungsabschnitt 7 mit insgesamt vier, in Form einer mehrgängigen Helix, angeordneter, schraubenlinienförmig verlaufender Strömungskanäle 7a, 7b, 7c, 7d, die jeweils um 180°, das heißt einen halben Gewindegang, entlang der Innenwand des zylindrischen Strahlreglergehäuses 2 verlaufen. Im Übrigen ist die Einlassöffnung im Bereich des Drallerzeugungsabschnitts 7 verschlossen, sodass der Wasserstrom durch die vier Strömungskanäle 7a bis 7d strömen muss und dabei rotatorisch beschleunigt wird. Am Austritt der schraubenlinienförmig verlaufenden Strömungskanäle 7a, 7b, 7c, 7d befindet sich innerhalb des zylindrischen Gehäuses 2 eine freie Zone 8. In dieser freien Zone 8 findet eine Entspannung des unter Druck stehenden Flüssigkeitsstroms statt. Gleichzeitig strömt der Wasserstrom unter Fliehkraftwirkung entlang der Gehäuseinnenwand des zylindrischen Gehäuses 2. Es bildet sich eine Zyklonströmung aus, sodass bei der Entspannung austretender Wasserdampf nach innen ins Zentrum der freien Zone 8 gedrückt wird.
  • An die freie Zone 8 schließt sich in axialer Richtung ein Führungsabschnitt 9 an, in welchem die Rotationsbewegung des Wasserstroms abgebremst und dieser in Längsrichtung geführt wird. Die Führungszone 9 ist geprägt durch eine Mehrzahl an der Gehäuseinnenwand angeordneter Längsrippen 9a, die sich in radialer Richtung erstrecken und deren in radialer Richtung gemessene Breite in axialer Richtung zu der Auslassöffnung 4 hin zunimmt. Die Längsrippen 9a stellen somit ein in axialer Richtung zunehmendes Hindernis für die Rotationsbewegung des Wasserstroms dar, wodurch dieser abgebremst und in Längsrichtung geführt wird.
  • Die Längsrippen 9a enden an einem ringförmigen Verbindungssteg 9b, der einen Innenbereich freilässt und umschließt. Dieser Innenbereich dient dazu, dass das in der freien Zone 8 gebildete und nach innen gedrückte Wassergas nach unten in Richtung der Auslassöffnung 4 entweichen kann. Die durch den Führungsabschnitt 9 in Längsrichtung gelenkte Wasserströmung durchfließt den Ringraum zwischen dem ringförmigen Verbindungsstück 9b und der Gehäuseinnenwand.
  • An den Führungsabschnitt schließt sich der Laminarstrahlreglerabschnitt 10 an, der eine Mehrzahl in axialer Richtung verlaufender Strömungskanäle 10a aufweist, die durch strahlförmig und kreisförmig verlaufende Trennstege 10b voneinander getrennt sind. Die Wasserströmung verläuft durch die radial gesehenen äußeren Strömungskanäle 10a, während das unter Druck stehende Wassergas/Dampf vor allem durch einen mittig verlaufenden Kanal 10c austritt.
  • Durch die Entspannung in der freien Zone 8 kühlt sich das heiße Wasser rapide auf unter 100°C ab und erreicht Umgebungsdruck, da die nachfolgenden Gleichrichter- und Laminarstrahlreglerabschnitte 8, 10 nur minimalen Druckabfall verursachen. Dadurch entstehen nach der freien Zone 8 nur noch sehr wenige Gasblasen im Fluid (Wasser). Das Fluid wird deshalb nicht mehr zusätzlich beschleunigt und/oder unruhig und tritt als weicher, laminarer Strahl aus.
  • In den Figuren 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Strahlreglers gezeigt. In den Ausführungsbeispielen werden gleiche und gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Wie im ersten Ausführungsbeispiel auch besitzt er Strahlregler 1 einen Drallerzeugungsabschnitt 7 mit mehreren schraubengangförmig verlaufenden Strömungskanälen 7a bis 7d und eine an dem Drallerzeugungsabschnitt 7 angrenzende freie Zone 8, in der sich die durch unter Druck stehende Flüssigkeit entspannt. An die freie Zone 8 schließt sich der Führungsabschnitt 9 mit den Längsrippen 9a an, sowie der Laminarstrahlreglerabschnitt 10 mit seinen in axialer Richtung verlaufenden Strömungskanälen 10a. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Gasabführrohr 11 vorgesehen, welches in der freien Zone 8 mündet. Durch dieses Gasabführrohr 11, welches mittig in axialer Richtung bis zu der Auslassöffnung 4 verläuft, kann in der freien Zone entweichendes Gas/Dampf kontrolliert abgeführt werden.
  • Das getrennte Gas kann über das Gasabführrohr schneller angeführt werden und dadurch kann die große Volumenzunahme beim Verdampfen des Wassers sehr effizient abgeführt werden, ohne das Fluid zu beschleunigen. Dies reduziert ein Spritzen von Wasser, welches gegebenenfalls zusammen mit dem unter Druck austretenden Gas ausgestoßen werden könnte.
  • In den Figuren 5 und 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel das in der freien Zone 8 mündende Gasabführrohr sich in drei Teilrohre 11a, 11b, 11c verzweigt, die quer durch die freie Zone 8 bis zu der Gehäuseinnenwand und von dort entlang der Gehäuseinnenwand in axialer Richtung bis zu der Auslassöffnung 4 verlaufen. Auf diese Weise wird das unter Druck stehende Gas nicht mittig aus der Auslassöffnung 4 des Strahlreglers ausgestoßen, sondern über drei separate im Randbereich des Strahlreglers angeordnete Gasauslassöffnungen.
  • Schließlich ist in den Figuren 7 und 8 ein viertes Ausführungsbeispiel gezeigt. Dieses unterscheidet sich von den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen dadurch, dass statt eines Gasabführrohres mittig im Bereich des Drallerzeugungsabschnittes eine nach oben führende Gasabführöffnung 12 vorhanden ist, welche über vier oberhalb des Drallerzeugungsabschnittes sternförmig verlaufende Kanäle 12a bis 12d mit vier seitlichen Wandkanälen 13a bis 13d verbunden ist. Die Gasabführung erfolgt hierbei nach oben, seitlich und anschließend über die Wandkanäle 13a bis 13d in Richtung der Austrittsöffnung 4. Außerdem weist das ansonsten zylindrische Gehäuse 2 anstelle eines Kragens 5 eine gestufte Form auf, mit einem oberen, im Durchmesser vergrößerten Bereich 2a, der sich in einer Stufe 2b verjüngt. Die Stufenform dient hierbei anstelle eines Kragens 5 wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen der Montage des Strahlreglers 1.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer Multifunktionsarmatur ist in Figur 9 wiedergegeben. Die dort gezeigte Armatur 20 weist einen Armaturenkörper 21 mit integriertem Mischventil auf, welches über einen seitlich am Armaturenkörper 21 angebrachten Bedienhebel 22 in der Art eines Einhebelmischers betätigt wird, um Kalt-, Warm- oder Mischwasser auszugeben. Auf der gegenüberliegenden Seite des Armaturengehäuses 21 befindet sich ein weiteres Bedienelement 23, welches als elektrischer Dreh-/Tippschalter ausgebildet ist. Über diesen können weitere Funktionen der Armatur 20 gesteuert werden, etwa die Ausgabe von Kochendwasser aus einem separaten, an die Armatur angeschlossenen Kochendwasserbereiter, die Ausgabe von gekühltem und/oder mit CO2 angereichertem Wasser oder die Ausgabe von gefiltertem Trinkwasser.
  • An den Armaturenkörper 21 schließt sich nach oben hin ein Auslauf 24 an, der bogenförmig bis zu einem Mündungsstück 25 verläuft. Über den Auslauf 24 werden sowohl Mischwasser als auch "funktionales Wasser" wie etwas Kochendwasser oder CO2-angereichertes Wasser ausgegeben. Zu diesem Zweck verfügt der Auslauf über zwei koaxial angeordnete Strömungswege 26, 27, nämlich wie in Figur 10 dargestellt einen inneren Strömungsweg 26 für "funktionales Wasser" und einen äußeren Strömungsweg 27 für normales Brauch- bzw. Mischwasser. Der innere Strömungsweg 26 wird dabei von einem im Inneren des Auslaufs 24 verlaufenden Innenrohrs oder -schlauchs 28 gebildet.
  • In das Mündungsstück 25 sind konzentrisch zwei Strahlregler 1, 29 eingesetzt. Der innere Strahlregler 1 ist mit dem ersten Strömungsweg 26 bzw. dem Innenrohr 28 fluidleitend verbunden. Die Verbindung 30 zwischen Innenrohr 28 und Strahlregler 1 kann hierbei etwa durch eine Schraubverbindung oder eine Quetschverbindung realisiert werden. In Figur 10 ist der innere Strahlregler 1 lediglich schematisch dargestellt, ist jedoch in der zuvor erläuterten Bauart mit einem Drallerzeugungsabschnitt 7, einer Entspannungszone 8 und einen Führungsabschnitt 9 versehen.
  • Der äußere, ringförmig um den inneren Strahlregler 1 angeordnete äußere Strahlregler 29 ist mit dem äußeren Strömungsweg 27 fluidleitend verbunden und wird somit bei der Ausgabe von Brauchwasser bzw. Mischwasser über den Einhebelmischer 22 durchströmt. Zwischen innerem und äußerem Strömungsweg 26, 27 besteht keine fluidische Verbindung. Außerdem steht der innere Strahlregler 1 einige Millimeter nach unten über das Mündungsstück 25 hinaus. Auf diese Weise wird verhindert, dass kochendes Wasser aus dem inneren Strömungsweg 26 in den äußeren Strömungsweg 27 gelangt und dort verbleiben könnte. Somit besteht keine Verbrühungsgefahr, wenn ein Benutzer sich beispielsweise nach einem Bezug von Kochendwasser mit Mischwasser die Hände waschen möchte.

Claims (15)

  1. Strahlregler für eine Armatur zur Ausgabe von kochendem Wasser und/oder CO2-haltigen Wasser, mit einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse (2), welches eine Einlassöffnung (3) und eine Auslassöffnung (4) besitzt, gekennzeichnet durch
    - einen im Bereich der Einlassöffnung (3) angeordneten Drallerzeugungsabschnitt (7) mit einer im Wesentlichen schraubenlinienförmig verlaufenden Strömungsführung (7a-7d) zur rotatorischen Beschleunigung eines durchfließenden Wasserstroms,
    - eine auf den Drallerzeugungsabschnitt (7) folgende Entspannungszone (8), in welcher der rotatorisch beschleunigte Wasserstrom unter Fliehkraftwirkung im Bereich der Gehäuseinnenwand fließen kann, und
    - einen Führungsabschnitt (9), in welchem die Rotationsbewegung des Wasserstroms abgebremst und dieser in Längsrichtung geführt wird.
  2. Strahlregler nach Anspruch 1, bei dem der Führungsabschnitt mehrere an der Gehäuseinnenwand angeordnete, vorzugsweise in ihrer Radialerstreckung in Strömungsrichtung sich verbeiternder Längsrippen aufweist
  3. Strahlregler nach Anspruch 1 oder 2, mit einem im Bereich der Auslassöffnung (4), hinter dem Führungsabschnitt (8) angeordneten LaminarStrahlreglerabschnitt (10), der ausgebildet ist, den Wasserstrom als laminaren Strahl auszugeben.
  4. Strahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem in der freien Entspannungszone ein Gasabführrohr (11) mündet.
  5. Strahlregler nach Anspruch 4, bei dem das Gasabführrohr (11) in axialer Richtung mittig durch den Strahlregler bis zu der Auslassöffnung (4) verläuft.
  6. Strahlregler nach Anspruch 4, bei der das Gasabführrohr (11) quer durch die Entspannungszone bis zu der Gehäuseinnenwand und von dort in axialer Richtung bis zu der Auslassöffnung (4) verläuft.
  7. Strahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, in einem Bereich oberhalb der freien Entspannungszone (8) ein oder mehrere radial in Richtung der Gehäuseinnenwand verlaufende und von dort entlang oder innerhalb der Gehäuseinnenwand bis zu der Auslassöffnung (4) führende Gasabführkanäle (12a-12d) vorgesehen sind.
  8. Strahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Drallerzeugungsabschnitt (7) mindestens einen im Wesentlichen schraubenlinienförmig verlaufenden Strömungskanal (7a-7d) aufweist.
  9. Strahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Drallerzeugungsabschnitt (7) mehrere schraubenlinienförmig verlaufende Leitschaufeln aufweist.
  10. Verwendung eines Strahlreglers nach einem der vorangehenden Ansprüche in einer Armatur zur Ausgabe von kochendem Wasser und/oder CO2-haltigen Wasser.
  11. Armatur zur Ausgabe von kochendem Wasser und/oder CO2-haltigem Wasser mit einem Auslauf (24) und einem am Auslauf (24) angeordneten Mündungsstück (25), wobei in das Mündungsstück (25) ein Strahlregler (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche eingesetzt ist.
  12. Armatur zur wahlweisen Ausgabe von kochendem Wasser und von Mischwasser mit einem Auslauf (24) und einem am Auslauf (24) angeordneten Mündungsstück (25), wobei in das Mündungsstück (25) ein Strahlregler (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche eingesetzt ist, wobei der Auslauf (25) einen ersten Strömungsweg (26) für das kochende Wasser und einen zweiten Strömungsweg (27) für das Mischwasser aufweist, und bei dem das Mündungsstück (25) zumindest einen ersten Strahlregler (1), der als der Strahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist, derart aufnimmt, dass dieser in fluidleitender Verbindung mit dem ersten Strömungsweg (26) steht.
  13. Armatur nach Anspruch 12, bei der der erste Strömungsweg (26) als ein innerer Strömungsweg und der zweite Strömungsweg (27) als ein konzentrisch um den inneren Strömungsweg verlaufender äußerer Strömungsweg ausgebildet sind, und bei dem der erste Strahlregler (1) als ein innerer Strahlregler ausgebildet ist, der von dem Mündungsstück (25) derart aufgenommen ist, dass dieser in fluidleitender und gegenüber dem äußeren Strömungsweg (27) dichten Verbindung mit dem inneren Strömungsweg (26) steht.
  14. Armatur nach Anspruch 13, bei der das Mündungsstück konzentrisch um den inneren, ersten Strahlregler (1) einen äußeren, zweiten Strahlregler (29) aufweist, der ringförmig um den ersten Strahlregler (1) angeordnet ist und der mit dem äußeren Strömungsweg (27) in fluidleitender und gegenüber dem inneren (26) Strömungsweg dichten Verbindung steht.
  15. Armatur nach Anspruch 13, bei der der innere, erste Strahlregler (1) nach unten hin über den äußeren, zweiten Strahlregler (29) hinausragt.
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