DE60101909T2

DE60101909T2 - Auslassöffnung für schäumendes wasser

Info

Publication number: DE60101909T2
Application number: DE60101909T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kitakyushu-shi TAKAKI; Masayuki Kitakyushu-shi NAGAISHI; Yukihiro Kitakyushu-shi FUKUDA; Hiroyuki Kitakyushu-shi USUI; Satoru Kitakyushu-shi KITAZAKI
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: US20030029935A1; WO2001068995A1; CN1429304A; DE60101909D1; JP4474632B2; EP1273724A1; AU4114501A; CN1174812C; EP1273724A4; EP1273724B1; US6708902B2; TW463012B

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserbelüfter, der bei einer Handwaschvorrichtung, einem Wasserhahn usw. benutzt wird.
HINTERGRUND DER TECHNIK
Ein Wasserbelüfter mit einem Einlass für Waschwasser, einem Auslass für einen sprudelnden Strom und einer Luft-Mischvorrichtung, die in einem Waschwasserkanal, der sich zwischen dem Einlass für Waschwasser und dem Auslass für den sprudelnden Strom erstreckt, angeordnet ist, wird in DE 94 18 847 U und im USA-Patent Nr. 5,114,072 offen gelegt. Beim Wasserbelüfter weist die Luft-Mischvorrichtung eine Druckreduzierscheibe auf, die mit einer Vielzahl von Poren versehen ist und den Waschwasserkanal versperrt, Lufteinlasse, die in der Umfangswand des Waschwasserkanals stromab von der Druckreduzierscheibe angeordnet sind, und ein Richtsieb, das stromab der Lufteinlasse angeordnet ist.
Beim Wasserbelüfter des USA-Patents Nr. 5,114,072 ergießt sich ein Schauer Waschwasser aus der Vielzahl der Poren in der Druckreduzierscheibe. Der Schauer Waschwasser reißt Luft, die über die Lufteinlasse in den Waschwasserkanal strömt, auf Grund der zwischen ihnen wirkenden Reibung mit sich und prallt gegen das Richtsieb. Aus der durch den Schauer Waschwasser mitgerissenen Luft wird eine Unzahl von Luftblasen, wenn der Schauer Waschwasser das Richtsieb passiert, um aufgebrochen zu werden. Die Luftblasen verteilen sich im Waschwasser und bilden einen sprudelnden Strom Waschwasser. Der sprudelnde Strom Waschwasser ergießt sich aus dem Auslass für den sprudelnden Strom.
OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
Der Schauer Waschwasser muss daran gehindert werden, sich mit einer hohen Geschwindigkeit aus den Poren der Druckreduzierscheibe zu ergießen, um einen Rückfluss des Waschwassers zu den Lufteinlassen hin zu verhindern. Dies beruht darauf, dass das Waschwasser das Richtsieb auf Grund des großen Strömungswiderstandes des Richtsiebs nicht mit hoher Geschwindigkeit passieren kann. Daher weist der Wasserbelüfter des USA-Patents Nr. 5,114,072 einen Nachteil dergestalt auf, dass er den Schauer Waschwasser nicht mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren der Druckreduzierscheibe ergießen kann, keine große Menge Luft ansaugen kann, die vom Hochgeschwindigkeitsschauer Waschwasser mitgerissen wird, nicht den Hochgeschwindigkeitsschauer Waschwasser gegen das Richtsieb schleudern kann, um ihn aufzubrechen, und keine große Menge Luft mit dem Schauer Waschwasser vermischen kann.
Daher bezweckt die Erfindung die Bereitstellung eines Wasserbelüfters, der einen Schauer Waschwasser mit hoher Geschwindigkeit aus Poren in einer Druckreduzierscheibe ergießen kann, eine große Menge Luft ansaugen kann und eine große Menge Luft mit dem Waschwasser mischen kann.
Bei einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Wasserbelüfter bereit, der einen Einlass für Waschwasser umfasst, einen Auslass für einen sprudelnden Strom, eine erste Einrichtung für das Mischen von Luft mit Waschwasser, das sich in einem Waschwasserkanal befindet, der sich zwischen dem Einlass für Waschwasser und dem Auslass für den sprudelnden Strom erstreckt, sowie eine zweite Einrichtung für das Richten des Waschwassers, die stromab von der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung eine Druckreduzierscheibe, die eine Vielzahl von Poren aufweist und den Waschwasserkanal versperrt, Lufteinlasse, die in einer Umfangswand des Waschwasserkanals stromab von der Druckreduzierscheibe angeordnet sind, und eine sich verjüngende Zone des Waschwasserkanals mit einem sich konisch verringernden Durchmesser, die stromab von der Druckreduzierscheibe angeordnet ist, umfasst, und wobei die zweite Einrichtung eine Richtzone des Waschwasserkanals, die sich zwischen dem stromab liegenden Ende der sich verjüngenden Zone und dem Auslass für den sprudelnden Strom erstreckt, und eine Wabenstruktur umfasst, die in der Richtzone angeordnet ist, und wobei die Poren in der Druckreduzierscheibe zu einer Umfangswand der sich verjüngenden Zone des Waschwasserkanals gerichtet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Wasserbelüfter ergießt sich ein Schauer Waschwasser aus der Vielzahl von Poren in der Druckreduzierscheibe. Der Schauer Waschwasser reißt Luft mit sich, die durch die Lufteinlasse in den Waschwasserkanal gelangt, und zwar auf Grund der Reibung zwischen ihnen, und prallt gegen die sich verjüngende Zone des Waschwasserkanals, um aufgebrochen zu werden. Wenn der Schauer Waschwasser aufgebrochen wird, wird die durch den Schauer Waschwasser mitgerissene Luft zu einer Unzahl von Luftblasen, die sich im Waschwasser verteilen und dadurch einen sprudelnden Strom Waschwasser bilden. Der sprudelnde Strom des Waschwassers gelangt durch die sich verjüngende Zone in die Richtzone, um durch das Passieren der Richtzone und ebenfalls durch das Passieren der Wabenstruktur gerichtet zu werden. Der gerichtete sprudelnde Strom ergießt sich aus dem Auslass für den sprudelnden Strom.
Beim erfindungsgemäßen Wasserbelüfter kann der sprudelnde Strom die Wabenstruktur mit hoher Geschwindigkeit passieren, da der Strömungswiderstand der Wabenstruktur geringer ist als der des Richtsiebes. Daher kann der erfindungsgemäße Wasserbelüfter den Schauer Waschwasser mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren in der Druckreduzierscheibe ergießen, eine große Menge Luft ansaugen und eine große Menge Luft mit dem Waschwasser mischen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Umfangswand der Richtzone stufenlos mit der Umfangswand der sich verjüngenden Zone verbunden.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters bewegt sich ein Teil des sprudelnden Stroms, der entlang der Umfangswand der sich verjüngenden Zone fließt, vom stromab gelegenen Ende der sich verjüngenden Zone zur radialen Mitte der Richtzone, um sich dort zu sammeln und einen vereinigten Strom zu bilden. Der restliche Teil des sprudelnden Stroms, der entlang der Umfangswand der sich verjüngenden Zone fließt, gelangt durch das stromab gelegene Ende der sich verjüngenden Zone in die Richtzone hinein und fließt entlang der Umfangswand der Richtzone, ohne sich vom stromab gelegenen Ende der sich verjüngenden Zone wegzubewegen, und bildet dadurch einen zylindrischen Wasserschleier. Der vereinigte sprudelnde Strom passiert den Mittelabschnitt der Wabenstruktur. Wenn der zylindrische Schleier des sprudelnden Stroms die Wabenstruktur durchquert, wird er in eine Vielzahl feiner vereinigter Ströme aufgeteilt, die in Umfangsrichtung und in radialer Richtung feinst verteilt sind. Der vereinigte sprudelnde Strom ergießt sich aus dem Mittelabschnitt des Auslasses für den sprudelnden Strom, und eine Vielzahl feiner vereinigter sprudelnder Ströme, einheitlich verteilt in Umfangsrichtung und in radialer Richtung, ergießt sich aus allen anderen Abschnitten des Auslasses für den sprudelnden Strom als dem Mittelabschnitt. Der zentrale vereinigte sprudelnde Strom und eine Vielzahl feiner, vereinigter sprudelnder Ströme, die rund um den zentralen vereinigten sprudelnden Strom verteilt sind, werden vereinigt, um einen stabilen, dicken vereinigten sprudelnden Strom zu bilden. Der stabile, dicke vereinigte sprudelnde Strom ist für den Nutzer einer Handwaschvorrichtung, die mit dem Wasserbelüfter ausgestattet ist, optisch zufrieden stellend.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Poren in der Druckreduzierscheibe in einem konstanten Abstand entlang einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet, der größer ist als der des stromab liegenden Endes der sich verjüngenden Zone des Waschwasserkanals.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters ist es möglich, die Poren in rechten Winkeln zu Endflächen der Druckreduzierscheibe auszurichten und das Waschwasser aus den Poren zu ergießen, ohne Ströme von Waschwasser abzulenken, die in rechten Winkeln zu den Endflächen der Druckreduzierscheibe gerichtet sind, da die Poren in der Druckreduzierscheibe entlang einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet sind, der größer ist als der des stromab liegenden Endes der sich verjüngenden Zone des Waschwasserkanals. Druckverlust auf Grund der Ablenkung des Stromflusses des Waschwassers wird nicht erzeugt. Daher ergießt sich der Schauer Waschwasser mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren in der Druckreduzierscheibe.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Einlassseitenecken der Poren in der Druckreduzierscheibe abgerundet.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters ist es möglich, eine Einengung der Ströme des Waschwassers, welche die Poren passieren, und eine Verringerung der Fließgeschwindigkeit des Schauers Waschwasser zu verhindern, da die Einlassseitenecken der Poren in der Druckreduzierscheibe abgerundet sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Lufteinlasse stromauf der sich verjüngenden Zone angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters erhöht sich die Menge der angesaugten Luft und auch die Menge der mit dem Waschwasser vermischten Luft, da sich die Lufteinlasse vor dem Aufprall auf die sich verjüngende Zone des Waschwasserkanals nahe dem Hochgeschwindigkeitsschauer des Waschwassers befinden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Ecke an der Verbindung der Umfangswand der sich verjüngenden Zone mit der Umfangswand der Richtzone abgerundet.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters wird der Strömungswiderstand an der Verbindung der sich verjüngenden Zone mit der Richtzone verringert, und die Verringerung der Geschwindigkeit des sprudelnden Stroms an der Verbindung der sich verjüngenden Zone mit der Richtzone wird verhindert, da die Ecke an der Verbindung der Umfangswand der sich verjüngenden Zone mit der Umfangswand der Richtzone abgerundet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergrößert sich der Durchmesser der Richtzone des Waschwasserkanals stromabwärts.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters vergrößert sich der Durchmesser des Auslasses für den sprudelnden Strom, der Durchmesser des sprudelnden Stroms, der sich aus dem Auslass für sprudelnden Strom ergießt, vergrößert sich, und der Benutzer einer Handwaschvorrichtung ist optisch eher zufrieden gestellt, da der Durchmesser der Richtzone des Waschwasserkanals stromabwärts zunimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Wabenstruktur ein Mittelloch und zahlreiche Randlöcher, die radial um das Mittelloch angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters passiert der vereinigte sprudelnde Strom, der durch den Mittelabschnitt der Richtzone läuft, das Mittelloch, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung mit den Trennabschnitten der Wabenstruktur kommt und ohne dass er verwirbelt wird. Der zylindrische Vorhang des sprudelnden Stroms, der entlang der Umfangswand der Richtzone fließt, passiert die Vielzahl von Randlöchern, die radial rund um das Mittelloch angeordnet sind, und bildet eine Vielzahl von feinen vereinigten sprudelnden Strömen, die in Umfangsrichtung und in radialer Richtung rund um den vereinigten sprudelnden Strom einheitlich verteilt sind, des das Mittelloch passiert hat. Der zentrale vereinigte sprudelnde Strom ohne Verwirbelung und eine Vielzahl der peripheren feinen vereinigten sprudelnden Ströme, die in Umfangsrichtung und in radialer Richtung rund um den zentralen vereinigten sprudelnden Strom einheitlich verteilt sind, laufen zusammen und bilden einen stabilen, dicken vereinigten sprudelnden Strom. Der Benutzer einer Handwaschvorrichtung wird durch den stabilen dicken vereinigten sprudelnder Strom optisch zufrieden gestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt der Durchmesser der Löcher der Wabenstruktur stromabwärts zu.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters nähern sich die vereinigten sprudelnden Ströme, die sich aus den Löchern der Wabenstruktur ergießen, einander an und vereinigen sich problemlos, da der Durchmesser der Löcher der Wabenstruktur stromab zunimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Richtzone stromab über die Wabenstruktur hinaus.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters vereinigen sich der zentrale vereinigte sprudelnde Strom und eine Vielzahl der feinen vereinigten sprudelnde Ströme problemlos, da sich die Richtzone stromab über die Wabenstruktur hinaus erstreckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Wasserbelüfter weiterhin eine Vorrichtung zum Verhindern von Rückfluss des Waschwassers in Richtung der Lufteinlasse.
Bei dieser Ausführungsform des Wasserbelüfters wird eine Verstopfung der Lufteinlasse durch das Waschwasser verhindert, und ein Einstellen des Luftansaugens wird durch die Vorrichtung zum Verhindern von Rückfluss verhindert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Wasserbelüfter einen inneren Zylinder, der mit den Lufteinlassen, der sich verjüngenden Zone, der Richtzone und der Wabenstruktur versehen ist und die Druckreduzierscheibe aufnimmt sowie einen äußeren Zylinder, der den inneren Zylinder aufnimmt und einen Luftkanal bildet, der mit den Lufteinlassen zwischen ihm und dem inneren Zylinder in Verbindung steht.
Durch den inneren Zylinder und den äußeren Zylinder verringert sich die Anzahl von Elementen des Wasserbelüfters und wird die Montage des Wasserbelüfters erleichtert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Wasserbelüfter einen inneren Zylinder, der mit den Lufteinlassen, der sich verjüngenden Zone, der Richtzone und der Wabenstruktur versehen ist und die Druckreduzierscheibe aufnimmt, die mit der Vorrichtung zum Verhindern des Rückflusses vereinigt ist, sowie einen äußeren Zylinder, der den inneren Zylinder aufnimmt und einen Luftkanal bildet, der mit den Lufteinlassen zwischen ihm und dem inneren Zylinder in Verbindung steht.
Durch den inneren Zylinder und den äußeren Zylinder verringert sich die Anzahl von Elementen des Wasserbelüfters, wird die Montage des Wasserbelüfters erleichtert und der Rückfluss des Waschwassers in Richtung der Lufteinlasse verhindert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Wasserbelüfter ein Durchflussregelventil, das stromauf von der Druckreduzierscheibe angeordnet ist.
Durch das Durchflussregelventil werden Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit des ausfließenden Waschwassers auf Grund von Schwankungen beim Zuführungsdruck des Waschwassers unterdrückt und das Ausfließen des Waschwassers wird stabilisiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt der Wasserbelüfter den sprudelnden Strom bei einem Waschwasserdurchfluss von 2 l/Minute und 100 Vol.-% von mit Waschwasser vermischter Luft ab.
Dem Benutzer einer Handwaschvorrichtung, die mit dem Wasserbelüfter ausgestattet ist, wird durch die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers auf die Handflächen ein zufrieden stellendes Gefühl und durch den sprudelnden Strom mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 4 l/Minute eine optische Zufriedenheit vermittelt.
Bei einer anderen Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung eine Handwaschvorrichtung, die mit einem der vorerwähnten Wasserbelüfter ausgestattet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung einen Wasserhahn, der mit einem der vorerwähnten Wasserbelüfter ausgestattet ist.
Der erfindungsgemäße Wasserbelüfter kann für eine Handwaschvorrichtung, einen Wasserhahn etc. eingesetzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bei den Zeichnungen ist:
1 ein Längsschnitt eines Wasserbelüfters für eine Handwaschvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Perspektivansicht einer Hälfte eines Wasserbelüfters für eine Handwaschvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Wasserbelüfters für eine Handwaschvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Längsschnitt eines abgewandelten Wasserbelüfters aus 1;
5 eine Perspektivansicht einer manuellen Handwaschvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Perspektivansicht einer automatischen Handwaschvorrichtung, versehen mit einem Wasserbelüfter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine senkrechte Schnittansicht eines automatischen Wasserhahns einer automatischen Handwaschvorrichtung, versehen mit einem Wasserbelüfter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Endung.
BESTE ART UND WEISE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun ein Wasserbelüfter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, der für eine Handwaschvorrichtung verwendet wird.
Wie in 1 bis 3 abgebildet, weist ein Wasserbelüfter 1 für eine Handwaschvorrichtung eine Druckreduzierscheibe 2, einen Innenzylinder 3 und eine Wabenstruktur-Scheibe 4 auf. Diese Elemente sind in Bezug auf den Waschwasserfluss hintereinander in der Reihenfolge Druckreduzierscheibe 2, Innenzylinder 3 und Wabenstruktur-Scheibe 4 von stromauf nach stromab angeordnet. Der Wasserbelüfter 1 weist weiterhin einen Außenzylinder 5 für die Aufnahme der zuvor erwähnten Elemente auf. Die Druckreduzierscheibe 2, der Innenzylinder 3, die Wabenstruktur-Scheibe 4 und der Außenzylinder 5 sind koaxial angeordnet. Das stromaufwärts befindliche Ende des Außenzylinders 5 bildet einen Waschwasserauslass 6, und das stromabwärts gelegene Ende des Innenzylinders 3 bildet einen Auslass 7 für den sprudelnden Strom. Der Innenraum des Außenzylinders stromauf von der Druckreduzierscheibe 2 bildet einen Waschwasserkanal 8, und der Innenraum des Innenzylinders 3 bildet einen Waschwasserkanal 9.
Die Druckreduzierscheibe 2 weist eine Vielzahl von Poren 2a an ihrem äußeren Randabschnitt auf. Die Poren 2 sind in einem konstanten Abstand entlang einem Kreis mit einem Durchmesser von D1 angeordnet. Der Kreis ist koaxial mit der Druckreduzierscheibe 2 angeordnet. Die Poren 2 erstrecken sich im rechten Winkel zu den Endflächen der Druckreduzierscheibe 2. Die Ecken der Poren 2 auf der Einlassseite sind abgerundet. Die Druckreduzierscheibe 2 versperrt das stromauf gelegene Ende des Waschwasserkanals 9.
Ein Kreisring 2b zum Verhindern des Rückflusses ist nahe der Druckreduzierscheibe 2 angeordnet, stromab zur Druckreduzierscheibe 2 relativ zum Waschwasserfluss und koaxial mit der Druckreduzierscheibe 2. Der Kreisring 2b hat einen Innendurchmesser, der größer ist als D1. Der Kreisring 2b weist eine Ringstufe 2c am äußeren Rand seines stromabwärts gelegenen Endes auf. Der Kreisring 2b ist mit der Druckreduzierscheibe 2 mit einer Vielzahl von Verbindungssäulen 2d mit gekrümmtem Querschnitt verbunden, die in einem vorher bestimmten Abstand in Umkreisrichtung angeordnet ist. Die Druckreduzierscheibe 2, der Kreisring 2b zum Verhindern des Rückflusses und die Verbindungssäulen 2d sind integral miteinander ausgebildet.
Der Innenzylinder 3 weist einen Außenflansch 3a an seinem stromaufwärts gelegenen Ende relativ zum Waschwasserfluss auf. Der Innenzylinder 3 weist eine Ringstufe 3b an der Innenumfangsfläche seines stromaufwärts gelegenen Abschnitts auf. Der Innenzylinder 3 ist mit einer Vielzahl von Lufteinlassen 3c an seiner Umfangswand versehen, die sich zwischen dem Außenflansch 3a und der Ringstufe 3b erstrecken. Die Lufteinlasse 3c sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet.
Der Innendurchmesser des Innenzylinders 3 verringert sich konisch stromab von der Ringstufe 3b, um genauso groß zu werden wie der des stromabwärts gelegenen Endes des Innenzylinders 3, welches den Auslass 7 des sprudelnden Stroms bildet. Danach erstreckt sich der Innenzylinder 3 geradlinig bis zum stromabwärts gelegenen Ende. Daher weist der Waschwasserkanal 9 eine sich verjüngende Zone 9a auf, deren Durchmesser sich konisch stromab von den Lufteinlässen 3c verringert, und eine Richtzone 9b, die sich geradlinig zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der sich konisch verjüngenden Zone 9a und Auslass 7 des sprudelnden Stroms erstreckt. Die Richtzone 9b ist koaxial mit dem Auslass 7 des sprudelnden Stroms angeordnet, und ihr Durchmesser ist genauso groß wie der des Auslasses 7 des sprudelnden Stroms. Der Durchmesser D2 des stromabwärts gelegenen Endes der sich verjüngenden Zone 9a ist kleiner als der Durchmesser D1 des Kreises, an dem entlang die Poren 2a angeordnet sind. Daher sind die Poren 2a auf die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a gerichtet. Die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a ist stufenlos mit der Umfangswand der Richtzone 9b verbunden. Die Ecke der Verbindung der zwei Umfangswände ist abgerundet.
Die Wabenstruktur 4 weist ein großes Mittelloch 4a und zahlreiche kleine Randlöcher 4b auf, die radial rund um das große Mittelloch 4a angeordnet sind. Der Durchmesser des großen Mittellochs 4a und der kleinen Randlöcher 4b nimmt stromabwärts zu. Der Innenzylinder 3 und die Wabenstruktur 4 sind integral miteinander ausgebildet. Die Richtzone 9b des Waschwasserkanals 9 erstreckt sich stromabwärts über die Wabenstruktur 4 hinaus.
Der Außenzylinder 5 weist an seinem stromaufwärts gelegenen Abschnitt einen Innenflansch 5a auf.
Die Druckreduzierscheibe 2 nimmt innen das stromaufwärts gelegene Ende des Innenzylinders 3 in Eingriff. Die Ringstufe 2c des Kreisrings 2b zum Verhindern des Rückflusses nimmt die Ringstufe 3b des Innenzylinders 3 in Eingriff, und die Außen-Umfangsflächen der Druckreduzierscheibe 2 und die Verbindungssäulen 2d werden gegen die. Innen-Umfangsfläche des stromaufwärts gelegenen Abschnitts des Innenzylinders 3 gepresst. Somit wird die Druckreduzierscheibe 2 am Innenzylinder 3 befestigt.
Der Innenzylinder 3 nimmt innen den Außenzylinder 5 in Eingriff. Der Außenflansch 3a des Innenzylinders 3 nimmt den Innenflansch 5a des Außenzylinders 5 in Eingriff, eine Dichtung, die in den Figuren nicht gezeigt ist, wird auf den Außenflansch 3a aufgebracht, und der Außenzylinder 5 wird auf eine Verbindungsstelle eines Wasserhahns aufgeschraubt, der in den Figuren nicht gezeigt ist. Somit nimmt der Innenzylinder 3 den Außenzylinder 5 fest in Eingriff. Ein zylindrischer Raum zwischen der Außenumfangsfläche des Innenzylinders 3 und der Innenumfangsfläche des Außenzylinders 5 bildet einen Luftkanal 10.
Die Druckreduzierscheibe 2, der Innenzylinder 3 und der Außenzylinder 5 werden als ein einheitlicher Körper montiert, der den Wasserbelüfter 1 bildet.
Die Druckreduzierscheibe 2, die Lufteinlasse 3c, der Luftkanal 10 und die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a des Waschwasserkanals bilden eine Luftmischvorrichtung. Die Richtzone 9b des Waschwasserkanals und die Wabenstruktur 4 bilden eine Richtvorrichtung.
Der wie oben gestaltete Wasserbelüfter 1 wird mit dem Auslass eines Wasserhahns verbunden, um eine Handwaschvorrichtung zu bilden.
Beim Wasserbelüfter 1 fließt das Waschwasser in den Waschwasserkanal 8 durch den Waschwassereinlass 6, wie durch einen nicht ausgefüllten Pfeil in 1 und 2 gezeigt, passiert die Vielzahl von Poren 2a und ergießt sich in den Waschwasserkanal 9 als ein Hochgeschwindigkeitsschauer Waschwasser, wie durch Doppelpfeile in 1 angegeben wird.
Der Schauer Waschwasser bildet einen fein verteilten zylindrischen, vorhangähnlichen Strom hoher Geschwindigkeit, der eine große Kontaktfläche mit Luft hat. Luft strömt durch den Luftkanal 10 und die Lufteinlasse 3c in den Waschwasserkanal 9. Der fein verteilte zylindrische vorhangähnliche Strom hoher Geschwindigkeit reißt Luft mit, und zwar auf Grund der Reibung, die zwischen ihnen wirkt, und prallt gegen die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a des Waschwasserkanals und wird dadurch aufgebrochen. Die Luft wird über die Lufteinlasse 3c in den Waschwasserkanal 9 gesaugt, wenn der fein verteilte zylindrische, vorhangähnliche Strom hoher Geschwindigkeit die Luft mitreißt. Wenn der fein verteilte zylindrische, vorhangähnliche Strom hoher Geschwindigkeit gegen die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a des Waschwasserkanals prallt, um aufgebrochen zu werden, wird aus der Luft, die durch den fein verteilten zylindrischen, vorhangähnlichen Strom hoher Geschwindigkeit mitgerissen wird, eine Vielzahl von Mikro-Luftblasen. Die Luftblasen vermischen sich mit dem Waschwasser und verteilen sich darin, wodurch ein strudelnder Strom Waschwasser entsteht.
Ein Teil des Waschwassers, das gegen die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a des Waschwasserkanals prallt, wird von der Wand zurückgeworfen und fließt entlang der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a stromauf zurück. Der Rückfluss prallt gegen den Kreisring 2b, um zu verhindern, dass Rückfluss stromabwärts gelenkt wird. Der fein verteilte zylindrische Vorhang des sprudelnden Stroms läuft an der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a des Waschwasserkanals entlang, um im Durchmesser kleiner zu werden. Somit werden die zahlreichen linearen Ströme, welche den fein verteilten Vorhang bilden, vereinigt, um einen konischen Vorhang des sprudelnden Stroms zu bilden. Der konische Vorhang des sprudelnden Stroms läuft in die Richtzone 9b des Waschwasserkanals. Wie durch angedeutete Dreifachpfeile in 1 gezeigt, fließt ein Teil des Vorhangs des sprudelnden Stroms vom unteren Ende der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a herab, sammelt sich rund um die radiale Mitte der Richtzone 9b und bildet dadurch einen vereinigten Strom. Wie durch volle Dreifachpfeile in 1 gezeigt, verlagert sich der verbleibende Teil des sprudelnden Stroms vom unteren Ende der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a zur Umfangswand der Richtzone 9b, und es entsteht ein zylindrischer Vorhang des sprudelnden Stroms. Der zylindrische Vorhang des sprudelnden Stroms verläuft entlang der Umfangswand der Richtzone 9b. Während das Waschwasser entlang der Umfangswand der Richtzone 9b fließt, werden Turbulenzen, die durch den Aufprall des Schauers Waschwasser gegen die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a verursacht werden, abgemildert.
Der vereinigte sprudelnde Strom, der durch die radiale Mitte der Richtzone 9b verläuft, passiert das große Mittelloch 4a. Der zylindrische Vorhang des sprudelnden Stroms, der entlang der Umfangswand der Richtzone 9b verläuft, passiert die zahlreichen kleinen Randlöcher 4b, die radial rund um das große Mittelloch 4a angeordnet sind. Somit werden ein zentraler vereinigter Strom und eine Vielzahl feiner vereinigter Ströme, einheitlich verteilt in Umfangsrichtung und in radialer Richtung rund um den zentralen vereinigten Strom, stromab von der Wabenstruktur 4 gebildet. Wenn der sprudelnde Strom die Wabenstruktur 4 passiert, verringert sich seine Geschwindigkeit leicht, um die im sprudelnden Strom verbliebene Turbulenz weiter abzumildern. Ein vereinigter sprudelnder Strom ohne Turbulenzen ergießt sich aus der Mitte des Auslasses 7 des sprudelnden Stroms. Eine Vielzahl feiner vereinigter sprudelnder Ströme, einheitlich verteilt in Umfangsrichtung und in radialer Richtung und frei von Turbulenzen, ergießt sich aus dem gesamten Auslass 7 des sprudelnden Stroms, mit Ausnahme von dessen Mittelabschnitt. Der zentrale vereinigte sprudelnde Strom und eine Vielzahl feiner vereinigter sprudelnder Ströme, einheitlich verteilt in Umfangsrichtung und in radialer Richtung rund um den zentralen vereinigten sprudelnden Strom werden vereinigt, unmittelbar nachdem sie sich ergossen haben, um einen stabilen dicken vereinigten sprudelnden Strom frei von Turbulenzen zu bilden.
Der sprudelnde Strom kann die Wabenstruktur 4 mit hoher Geschwindigkeit passieren, da die Löcher in der Wabenstruktur 4 bei weitem größer sind als die Poren in einem Richtsieb und die Strömungsgeschwindigkeit der Wabenstruktur bei weitem geringer ist als die eines Richtsiebes. Daher kann der Wasserbelüfter 1 mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren 2a in der Druckreduzierscheibe 2 einen Schauer Waschwasser abgeben, eine große Menge Luft in den Waschwasserkanal 9 saugen und eine große Menge Luft mit dem Waschwasser vermischen.
Ein Teil des Waschwassers, das gegen die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a des Waschwasserkanals prallt, wird von der Wand zurückgeworfen und fließt entlang der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a stromauf zurück. Der Rückfluss prallt gegen die stromab gelegene Endfläche des Kreisrings 2b, um zu verhindern, dass Rückfluss, der in radialer Richtung nach innen ragt, stromabwärts gelenkt wird.
Das Versperren der Lufteinlasse 3c durch den Rückfluss des Waschwassers zu den Lufteinlassen 3c und der Luftansaugstoff durch Versperren der Lufteinlasse 3c werden durch den Kreisring 2b zum Verhindern von Rückfluss verhindert.
Ein Teil des sprudelnden Stroms, der in die Richtzone 9b läuft, kann entlang der Umfangswand der Richtzone 9b fließen, um einen zylindrischen Wasservorhang zu bilden, ohne vom stromab gelegenen Ende der sich verjüngenden Zone 9a abzufließen, da die Umfangswand der Richtzone 9b stufenlos mit der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a verbunden ist. Der zylindrische Wasservorhang des sprudelnden Stroms pas siert den Randabschnitt der Wabenstruktur 4, um eine Vielzahl von feinen vereinigten Strömen zu bilden, die gleichförmig in Umfangsrichtung und in radialer Richtung verteilt sind. Der zentrale vereinigte sprudelnde Strom, der den Mittelabschnitt der Wabenstruktur 4 passiert, und eine Vielzahl der feinen vereinigten sprudelnden Ströme, gleichförmig verteilt rund um den zentralen vereinigten sprudelnden Strom, werden zusammengeführt, um einen stabilen dicken vereinigten sprudelnden Strom zu bilden. Der stabile, dicke vereinigte sprudelnde Strom stellt den Benutzer einer mit dem Wasserbelüfter ausgestatteten Handwaschvorrichtung visuell zufrieden.
Die Poren 2a in der Druckreduzierscheibe 2 sind entlang eines Kreises mit einem Durchmesser angeordnet, der größer ist als der des stromab gelegenen Endes der sich verjüngenden Zone 9a, damit die Poren 2a im rechten Winkel zu den Endflächen der Druckreduzierscheibe 2 und ebenfalls die Poren 2a zur Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a ausgerichtet werden. Daher ist es möglich, das Waschwasser aus den Poren 2a abzugeben, ohne Stromlinien des Waschwassers abzulenken, die im rechten Winkel zu den Endflächen der Druckreduzierscheibe 2 ausgerichtet sind. Druckverlust auf Grund von Ablenkungen der Linien des Stroms von Waschwasser wird nicht erzeugt. Daher ergießt sich ein Schauer Waschwasser mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren 2a.
Die Ströme des Waschwassers, welche die Poren 2a passieren, schrumpfen nicht zusammen, da die Ecken der Poren 2a auf der Einlassseite abgerundet sind. Folglich kann sich ein Schauer Waschwasser mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren 2a ergießen, da kein Druckverlust auf Grund des Schrumpfens des Stroms erzeugt wird. Die Reibungskraft, welche zwischen dem Schauer Waschwasser und der Luft wirkt, ist groß, da die Lufteinlasse 3c vor dem Aufprall auf die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a nahe dem sehr schnellen Schauer Waschwasser angeordnet sind. Daher ist es möglich, eine große Menge Luft in den Waschwasserkanal 9 zu saugen und mit dem Waschwasser zu vermischen. Der Strömungswiderstand an der Verbindungsstelle der sich verjüngenden Zone 9a mit der Richtzone 9b ist gering, da die Ecke der Verbindungsstelle der Umfangswand der sich verjüngenden Zone mit der Umfangswand der Richtzone abgerundet ist. Somit wird eine Verringerung der Geschwindigkeit des sprudelnden Stroms an der Verbindungsstelle der sich verjüngenden Zone mit der Richtzone verhindert.
Während der sprudelnde Strom an der Umfangswand der Richtzone 9b entlang herabläuft, wird die Turbulenz im sprudelnden Strom abgeschwächt. Daher wird der sprudelnde Strom stabil, die Luftblasen werden daran gehindert, sich miteinander zu vereinigen, die Luftblasen werden daran gehindert, größer zu werden, und eine Gas-Flüssigkeits-Trennung wird verhindert.
Der vereinigte sprudelnde Strom, der durch die radiale Mitte der Richtzone 9b läuft, passiert das große Mittelloch 4a der Wabenstruktur 4, ohne Störung durch die Trennwände der Wabenstruktur und ohne Turbulenz zu erzeugen. Der zylindrische Vorhang des sprudelnden Stroms, der entlang der Umfangswand der Richtzone 9b läuft, passiert die Vielzahl von kleinen Randlöchern 4b, die radial rund um das große Mittelloch 4a angeordnet sind, um eine Vielzahl von feinen vereinigten sprudelnden Strömen zu bilden, gleichförmig verteilt in Umfangsrichtung und in radialer Richtung rund um den vereinigten sprudelnden Strom, der das große Mittelloch 4a passiert. Der von Turbulenz befreite zentrale vereinigte sprudelnde Strom und eine Vielzahl der peripheren feinen vereinigten sprudelnden Ströme, einheitlich verteilt rund um den zentralen vereinigten sprudelnden Strom, werden zusammengeführt, um einen stabilen, dicken vereinigten sprudelnden Strom zu bilden. Der Benutzer einer Handwaschvorrichtung, die mit dem Wasserbelüfter ausgestattet ist, wird durch den stabilen dicken vereinigten sprudelnden Strom visuell zufrieden gestellt.
Der Durchmesser des großen Mittellochs 4a und der kleinen Randlöcher 4b der Wabenstruktur 4 nimmt stromabwärts zu. Daher nähern sich die vereinigten sprudelnden Ströme, die sich aus dem großen Mittelloch 4a und den kleinen Randlöchern 4b ergießen, einander an, um leicht zusammengeführt zu werden. Die Strömungsgeschwindigkeiten der vereinigten sprudelnden Ströme nehmen ab, um Turbulenz in den vereinigten sprudelnden Strömen abzuschwächen, da die Durchflussweiten der Wasserkanäle stromab größer werden.
Der zentrale vereinigte sprudelnde Strom und eine Vielzahl der feinen vereinigten sprudelnden Ströme vereinen sich leicht, da sich die Richtzone 9b stromab über die Wabenstruktur 4 hinaus erstreckt.
Der mit den Lufteinlassen 3c versehene Innenzylinder 3, der Innenraum, der die sich verjüngende Zone 9a und die Richtzone 9b und die Wabenstruktur 4 bildet und die Druckreduzierscheibe 2 aufnimmt, die integral mit dem Kreisring 2b zum Verhindern des Rückflusses ausgebildet ist, und der Außenzylinder 5, der den Innenzylinder 3 aufnimmt und den Luftkanal 10 bildet, der mit den Lufteinlassen 3c zwischen ihm selbst und dem Innenzylinder 3 in Verbindung steht, gestalten den Wasserbelüfter so, dass er eine kleine Zahl von Elementen hat, leicht zu montieren ist und den Rückfluss des Waschwassers zu den Lufteinlassen verhindert.
Der Durchmesser der Richtzone 9b kann stromabwärts vergrößert werden, wie in 4(a) gezeigt. Der Durchmesser der Richtzone 9b kann an seinem Abschnitt stromab von der Wabenstruktur 4 vergrößert werden, wie in 4(b) gezeigt. Dies vergrößert den Durchmesser des Auslasses 7 des sprudelnden Stroms, vergrößert den Durchmesser des sprudelnden Stroms, der sich aus dem Auslass 7 des sprudelnden Stroms ergießt, und erhöht die visuelle Zufriedenheit des Benutzers der Handwaschvorrichtung, die mit dem Wasserbelüfter ausgestattet ist.
Ein Durchflussregelventil 11 kann im Waschwasserkanal 8 stromauf von der Druckreduzierscheibe 2 angeordnet werden, wie dies durch angedeutete Linien in 1 gezeigt wird.
Die Bereitstellung des Durchflussregelventils 11 unterdrückt Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit des sich ergießenden Waschwassers auf Grund von Schwankungen des Zuführdrucks des Waschwassers und stabilisiert das Ergießen des Waschwassers.
Die augenscheinliche Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers erhöht sich auf Grund der Einleitung von Luft. Die Strömungsgeschwindigkeit des sprudelnden Stroms, der sich aus dem Auslass 7 des sprudelnden Stroms ergießt, kann auf dem gleichen Niveau gehalten werden wie die des Waschwassers aus einer herkömmlichen Handwaschvorrichtung, d. h. 4 bis 6 l/Minute, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers, das im sprudelnden Strom enthalten ist, gegenüber der des Waschwassers aus der herkömmlichen Handwaschvorrichtung geringer ist. Der Benutzer einer Handwaschvorrichtung, die mit dem Wasserbelüfter gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ausgestattet ist, hat auf Grund des Volumens des Waschwassers die gleiche zufrieden stellende Tastempfindung an den Handflächen und auf Grund der Dicke des Strahls des sich ergießenden Waschwassers die gleiche optische Zufriedenheit, die er bei einer herkömmlichen Handwaschvorrichtung empfindet. Daher kann der Wasserbelüfter 1 für eine Handwaschvorrichtung gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform eine Einsparung von Wasser erzielen, während gleichzeitig verhindert wird, dass der Benutzer weniger zufrieden ist.
Nun werden die Bedingungen zum Mischen von 100 Vol.-% oder mehr von Luft mit Waschwasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,0 bis 3,0 l/Minute erörtert.
(1) Dicke der Druckreduzierscheibe 2 und Form der Einlasse für Poren 2a
In Anbetracht des Rohrreibungsverlustes der Poren 2a ist die wünschenswerte Dicke der Druckreduzierscheibe 2 ungefähr 1 mm.
In Anbetracht der wünschenswerten Dicke der Druckreduzierscheibe ist der wünschenswerte Rundungsradius der Einlasse der Poren 2a zirka 0,5 mm.
(2) Gesamtdurchflussweite der Poren 2a
Die Strömungsgeschwindigkeit des Schauers Waschwasser, der sich aus den Poren 2a ergießt, muss 8 bis 10 m/Sekunde sein, um 100 Vol.-% der Luft mit dem Waschwasser zu vermischen. 3,3 bis 4,2 mm² der Gesamtdurchflussweite der Poren 2a können die vorerwähnte Strömungsgeschwindigkeit erzielen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers 2 l/Minute beträgt. 5 bis 6,3 mm² der Gesamtdurchflussweite der Poren 2a können die vorerwähnte Strömungsgeschwindigkeit erzielen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers 3 l/Minute beträgt.
(3) Durchmesser und Anzahl der Poren 2a
In Anbetracht der Funktionsfähigkeit, Verarbeitungsgenauigkeit und des Verstopfens mit Fremdkörpern ist der wünschenswerte Durchmesser der Poren 2a 0,5 bis 0,75 mm.
Die wünschenswerte Anzahl der Poren 2a ist groß, um die Kontaktfläche des Schauers Waschwasser mit der Luft zu vergrößern. Die wünschenswerte Anzahl der Poren 2a liegt bei 14 bis 20.
(4) Durchmesser des Kreises, entlang welchem die Poren 2a angeordnet sind
Der Durchmesser des Außengewindes eines Wasserhahns, auf welchen der Wasserbelüfter 1 aufgeschraubt wird, beträgt üblicherweise 22 mm. Daher ist der Durchmesser des Waschwassereinlasses 6 üblicherweise 22 mm. Der Durchmesser D1 des Kreises, entlang welchem die Poren 2a angeordnet sind, muss kleiner sein als der Innendurchmesser des Kreisrings 2b zum Verhindern des Rückflusses und kleiner als der Durchmesser des Waschwassereinlasses 6. Andererseits muss der Durchmesser D1 des Kreises, entlang welchem die Poren 2a angeordnet sind, größer sein als der der Richtzone 9b. Daher ist D1 wünschenswerterweise 15 bis 16 mm.
(5) Gesamtdurchflussweite und -breite der Lufteinlasse 3c
Die Gesamtdurchflussweite der Lufteinlasse 3c ist liegt günstigerweise bei 36 bis 90 mm², um 100 Vol.-% oder mehr Luft mit dem Waschwasser zu vermischen, das eine Strömungsgeschwindigkeit von 2,0 bis 3,0 l/Minute hat. Die wünschenswerte Breite der Lufteinlasse 3c ist 1,0 bis 1,5 mm.
(6) Neigung, Länge etc. der sich verjüngenden Zone 9a
Wenn die Neigung θ der sich verjüngenden Zone 9a zu groß ist, fließt das Waschwasser, das gegen die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a prallt, zurück zu den Lufteinlassen 3c und verringert das Volumen der mit dem Waschwasser vermischten Luft. Wenn die Neigung θ zu klein ist, verringert sich der Effekt auf Grund des Aufpralls des Waschwassers gegen die Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a und verringert das Volumen der mit dem Waschwasser vermischten Luft. Daher ist die wünschenswerte Neigung 8 der sich verjüngenden Zone 35 bis 45 Grad.
Der wünschenswerte Abstand von den Auslassen der Poren 2a zur Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a beträgt 4 bis 5 mm, damit auf Grund von Reibung Luft mitgerissen wird.
Angesichts dessen, dass der sprudelnde Strom einen Annäherungslauf benötigt, ehe er die Richtzone 9b erreicht, ist die wünschenswerte Länge L1 der sich verjüngenden Zone zirka 3 mm.
(7) Innendurchmesser des Kreisrings 2b zum Verhindern von Rückfluss
Der wünschenswerte Innendurchmesser des Kreisrings 2b zum Verhindern von Rückfluss liegt bei zirka 17 mm, um eine Störung durch den Schauer Waschwasser zu vermeiden, der sich aus den Poren 2a ergießt. Der wünschenswerte Außendurchmesser der ringförmigen Vertiefung, die unterhalb des Kreisrings 2b zum Verhindern von Rückfluss ausgebildet ist, beträgt 18 bis 20 mm, um einen ausreichenden Effekt der Verhinderung des Rückflusses zu erzielen.
(8) Länge etc. der Richtzone 9b
Wenn der Radius der Verbindungsrundung zwischen der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a und der Umfangswand der Richtzone 9b zu klein ist, sammeln sich alle sprudelnden Ströme, die in die Richtzone 9b fließen, rund um die radiale Mitte der Richtzone 9b und bilden einen vereinigten Strom. Dadurch wird der Durchmesser des sprudelnden Stroms, der sich aus dem Auslass 7 des sprudelnden Stroms ergießt, zu klein und verringert die optische Zufriedenheit des Benutzers mit dem sprudelnden Strom. Wenn der Radius der vorerwähnten Rundung zu groß ist, kann die sich verjüngende Zone 9a nicht ausgebildet werden. Daher liegt der wünschenswerte Radius der Verbindungsrundung zwischen der Umfangswand der sich verjüngenden Zone 9a und der Umfangswand der Richtzone 9b bei 3 bis 7 mm.
Wenn die Richtzone 9b stromauf von der Wabenstruktur 4 zu kurz ist, wird der sprudelnde Strom nicht gerichtet, und der sich ergießende sprudelnde Strom wird nicht stabilisiert. Wenn die Richtzone 9b stromauf von der Wabenstruktur 4 zu lang ist, wird der Wasserbelüfter 1 zu lang. Daher beträgt die wünschenswerte Länge L2 der Richtzone 9b stromauf von der Wabenstruktur 4 zirka 4 mm.
(9) Dicke, Form der Löcher etc. der Wabenstruktur
Wenn die Dicke der Wabenstruktur 4 zu gering ist, wird der Strömungswiderstand zu klein, und es wird kein Richteffekt erzielt. Wenn die Dicke der Wabenstruktur 4 zu groß ist, wird der Strömungswiderstand zu groß, es wird schwer, das Waschwasser mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren 2a zu ergießen, und das Volumen der mit dem Waschwasser vermischten Luft verringert sich. Daher liegt die wünschenswerte Dicke der Wabenstruktur 4 bei 3 bis 4 mm.
Der wünschenswerte Abweichungswinkel des großen Mittelloches 4a und der kleinen Randlöcher 4b ist zirka 0,5 Grad.
Es ist wünschenswert, 2 bis 3 Reihen der kleinen Randlöcher 4b koaxial rund um das große Mittelloch 4a anzuordnen.
Das wünschenswerte Verhältnis des Lochbereiches der Wabenstruktur 4 zum Auslass 7 des sprudelnden Stroms liegt bei 53 to 63%, wenn 2 Reihen der kleinen Randlöcher 4b vorhanden sind, und 45 zu 55%, wenn 3 Reihen der kleinen Randlöcher 4b vorhanden sind. Die wünschenswerte Durchflussweite des kleinen Randloches 4b beträgt 1,5 bis 2,5 mm², wenn 2 Reihen der kleinen Randlöcher 4b bereitgestellt werden, und 0,5 bis 2,0 mm², wenn 3 Reihen der kleinen Randlöcher 4b bereitgestellt werden. Die äußerste Reihe schließt wünschenswerterweise 20 kleine Randlöcher 4b ein, die in einem konstanten Abstand angeordnet sind, während jede der anderen Reihen wünschenswerterweise 10 kleine Randlöcher 4b aufweist, die in einem konstanten Abstand angeordnet sind.
(10) Durchmesser etc. des Auslasses des sprudelnden Stroms
Die wünschenswerte Länge L3 der Richtzone 9b stromab von der Wabenstruktur 4 beträgt 1,5 mm oder mehr, um die Vereinigung des zentralen vereinigten Stroms mit der Vielzahl der feinen vereinigten Ströme zu fördern, die sich aus der Wabenstruktur 4 ergießen.
Der wünschenswerte Durchmesser des Auslasses 7 des sprudelnden Stroms liegt bei zirka 12 mm, um einen sprudelnden Strom mit einem Durchmesser zu ergießen, der groß genug ist, um den Benutzer der Handwaschvorrichtung, die mit dem Wasserbelüfter ausgestattet ist, optisch zufrieden zu stellen. Wenn der Durchmesser der Richtzone 9b so eingestellt wird, wie der des Auslasses 7 des sprudelnden Stroms, ist der Durchmesser D2 der Richtzone 9b zirka 12 mm.
(11) Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers und dem Volumen der vermischten Luft
Wenn die vorerwähnten Bedingungen- erfüllt werden, wird es möglich, 100 Vol.-% Luft mit dem Waschwasser zu vermischen, das eine Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 3 l/Minute hat, wodurch sich ein sprudelnder Strom mit einem Durchmesser ergießt, der groß genug ist, um den Benutzer optisch zufrieden zu stellen.
In 5 wird eine manuelle Handwaschvorrichtung 20 mit dem Wasserbelüfter 1 gezeigt. Die manuelle Handwaschvorrichtung 20 gibt einen sprudelnden Strom ab. Daher kann sie bei dem Benutzer der Handwaschvorrichtung eine große optische und taktile Zufriedenheit hervorrufen, selbst wenn der Benutzer die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers steuert und sie auf 2 bis 3 l/Minute verringert.
Eine automatische Handwaschvorrichtung mit dem Wasserbelüfter 1 wird in 6 und in 7 gezeigt.
Eine automatische Handwaschvorrichtung 30 weist einen automatischen Wasserhahn 31 mit dem Wasserbelüfter 1 auf, ein elektromagnetisches Ventil 32, ein Absperrventil 33, einen Schlauch 34, der den automatischen Wasserhahn 31 mit dem elektromagnetischen Ventil 32 verbindet, und einen Sensor 35 zum Erkennen der Hände eines Benutzers. Ein Durchflussregelventil, das in den Figuren nicht gezeigt ist, ist zwischen dem elektromagnetischen Ventil 32 und dem Absperrventil 33 angeordnet. Der automatische Wasserhahn 31 ist auf einem Waschbecken 36 aus Steingut montiert.
Wenn ein Benutzer der Handwaschvorrichtung seine Hand in die Mitte des Waschbeckens 36 hält, erkennt der Sensor 35 die Hand. Das elektromagnetische Ventil 32 öffnet sich. Die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers wird durch das Durchflussregelventil auf 2 bis 3 l/Minute eingestellt. Das Waschwasser wird dann über den Schlauch 34 zum Wasserbelüfter 1 geleitet. Ein sprudelnder Strom ergießt sich aus dem Wasserbelüfter 1. Wenn der Sensor 35 nicht länger die Hände des Benutzers erkennt, schließt sich das elektromagnetische Ventil 32, und der sprudelnde Strom versiegt. Die automatische Handwaschvorrichtung 30 ergießt einen sprudelnden Strom. Daher kann sie dem Benutzer der Handwaschvorrichtung große optische und taktile Zufriedenheit vermitteln, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers auf 2 bis 3 l/Minute verringert ist. Es ist wünschenswert, den Winkel α des Ergießens des Wassers auf 15 bis 70 Grad einzustellen, um die visuelle Zufriedenheit des Benutzers mit dem sich ergießenden Wasser zu erhöhen.
Anstelle des Sensors 35 und des elektromagnetischen Ventils 32 kann die automatische Handwaschvorrichtung 30 einen sich selbst schließenden Hahn aufweisen, der sich öffnet, wenn ein Benutzer auf ihn drückt, und sich schließt, nachdem eine vorher festgelegte Menge Waschwasser diesen passiert hat. Die automatische Handwaschvorrichtung 30 ergießt einen sprudelnden Strom. Daher kann sie dem Benutzer der Handwaschvorrichtung optische und taktile Zufriedenheit vermitteln, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Waschwassers auf 2 bis 3 l/Minute verringert ist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Der erfindungsgemäße Wasserbelüfter kann für Handwaschvorrichtungen, Wasserhähne etc. eingesetzt werden.

Claims

Wasserbelüfter (1), der einen Einlass (6) für Waschwasser, einen Auslass (7) für einen sprudelnden Strom umfasst, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung zum Mischen von Luft mit Waschwasser, die in einem Waschwasserkanal (89) angeordnet ist, der sich zwischen dem Einfass (6) für Waschwasser und dem Auslass (7) für den sprudelnden Strom erstreckt, sowie eine zweite Einrichtung zum Richten des Waschwassers, die stromab von der ersten Einrichtung angeordnet ist, wobei die erste Einrichtung eine Druckreduzierscheibe (2), die mit einer Vielzahl von Poren (2a) versehen ist und den Waschwasserkanal (8, 9) versperrt, Lufteinlasse (3c), die in einer Umfangswand des Waschwasserkanals (8, 9) stromab von der Druckreduzierscheibe (2) angeordnet sind, und eine sich verjüngende Zone des Waschwasserkanals (8, 9) mit einem sich konisch verringernden Durchmesser, die stromab von der Druckreduzierscheibe angeordnet ist, umfasst und wobei die zweite Einrichtung eine Richtzone des Waschwasserkanals, die sich zwischen dem stromabliegenden Ende der sich verjüngenden Zone (9a) und dem Auslass für den sprudelnden Strom erstreckt, und eine Wabenstruktur (4) umfasst, die in der Richtzone (9b) angeordnet ist, und wobei die Poren (2a) in der Druckreduzierscheibe (2) zu einer Umfangswand der sich verjüngenden Zone (9a) gerichtet sind.
Wasserbelüfter nach Anspruch 1, wobei eine Umfangswand der Richtzone (9b) stufenlos mit der Umfangswand der sich verjüngenden Zone (9a) verbunden ist.
Wasserbelüfter (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Poren (2a) in der Druckreduzierscheibe (2) in einem konstanten Abstand auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet sind, der größer ist als der des stromabliegenden Endes der sich verjüngenden Zone (9a) des Waschwasserkanals (8, 9).
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einlassseitenecken der Poren (2a) in der Druckreduzierscheibe (2) abgerundet sind.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lufteinlasse (3c) stromauf von der sich verjüngenden Zone (9a) des Waschwasserkanals (8, 9) angeordnet sind.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Ecke an einer Verbindung der Umfangswand der sich verjüngenden Zone (9a) mit einer Umfangswand der Richtzone (9b) abgerundet ist.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Durchmesser der Richtzone (9b) des Waschwasserkanals (8, 9) stromabwärts zunimmt.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Wabenstruktur (4) ein Mittelloch (4a) und zahlreiche Randlöcher (4b) umfasst, die radial um das Mittelloch (4a) herum angeordnet sind.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Durchmesser der Wabenstruktur (4) stromabwärts zunimmt.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei sich die Richtzone (9b) stromab über die Wabenstruktur (4) hinaus erstreckt.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, der des Weiteren eine Einrichtung zum Verhindern von Rückfluss (2c, 2b) des Waschwassers in Richtung der Lufteinlasse (3c) umfasst.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, der des Weiteren einen inneren Zylinder (3), der mit den Lufteinlassen (3c), der sich verjüngenden Zone (9a), der Richtzone (9b) und der Wabenstruktur (4) versehen ist und die Druckreduzierscheibe (2) aufnimmt, sowie einen äußeren Zylinder (5) umfasst, der den inneren Zylinder (3) aufnimmt und einen Luftkanal (10) bildet, der mit den Lufteinlassen (3c) zwischen ihm und den inneren Zylinder (3) in Verbindung steht.
Wasserbelüfter (1) nach Anspruch 1, der des Weiteren einen inneren Zylinder (3), der mit den Lufteinlassen (3c), der sich verjüngenden Zone (9a), der Richtzone (9b) und der Wabenstruktur (4) versehen ist und die Druckreduzierscheibe (2) aufnimmt, die mit der Einrichtung zum Verhindern von Rückfluss (2c, 2b) verbunden ist, und einen äußeren Zylinder (5) umfasst, der den inneren Zylinder (3) aufnimmt und einen Luftdurchlass (10) bildet, der mit den Lufteinlassen (3c) zwischen ihm und dem inneren Zylinder (3) in Verbindung steht.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, der des Weiteren ein Durchflussregelventil (11) umfasst, das stromauf von der Druckreduzierscheibe (2) angeordnet ist.
Wasserbelüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Wasserbelüfter den sprudelnden Strom bei einem Durchfluss von Waschwasser von 2 l/min und 100 Vol.-% mit dem Waschwasser vermischter Luft abgibt.
Wasserhahn (20), der einen Wasserbelüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.
Handwaschvorrichtung, die einen Wasserbelüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.