清洗設備的制作方法

專利名稱：清洗設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及噴射裝置技術領域，更具體地，本發明涉及根據各自獨立權利要求前序的清洗設備和用于操作清洗設備的方法。
背景技術：
從WO 2004/101163A1的實例中已知這樣一種清洗設備，其中描述了一種噴淋頭， 在所述噴淋頭中噴水嘴成對排列，使得來自一對兩個噴嘴的噴射流互相碰撞，并以此方式產生液滴。此設備的目的是在介于0.2巴到10巴的不同操作壓強下提供令人舒適的噴淋體驗，并且相比傳統噴淋頭也降低耗水量。因此，除了水滴外，其還可以防止產生細小液滴的霧。由此，優選地布置互相碰撞的噴射流，使得其并不完全互相交叉。此外，從例如WO 98/07522已經知道，可以在噴淋器噴水設備中安裝加熱器，以在通過噴淋器噴水設備分發之前直接對水加熱。然而根據流經的水量，需要有較大的加熱功率。于2006年7月11日在www. heatstore. co. uk下載的、來自位于英國布里斯托 (Island Park, Bristow Broadways, Brostol BSll 9FB)的 Heatstore 有限責任公司的產品手冊——“Heatstore水流泵電子噴淋器使用手冊”中描述了這樣的電子噴淋器。此噴淋器用于從貯水容器取水，因此包括用于輸送水的泵。提供一種用于加熱水的兩階段電子加熱，根據型號不同，其加熱功率為8. 5kff/7. 8kW或者9. 5kff/8. 7kW。通過調節水流量可以設置噴灑出的水的溫度。為了實現上述調節，在泵的下游安裝手動操作的控制閥門。裝置前端的入口壓力不可以太高，也許是為了保護泵，這就是裝置不可以與供水系統干線相連的原因，其也不可以被安裝在蓄水容器的十米以下。因此加熱功率和流量相對較高。DE 10004534A1公開了用于產生脈動水噴射流的水按摩噴嘴。由此，按摩噴嘴適于通過泵或者閥門起動。按摩噴嘴用于在諸如噴淋洗澡池、波浪式浴盆、游泳池或者練習池的水容器中操作，由于是在水下操作，從而避免了霧化的發生。BE 514 104公開了通過噴射流互相撞擊形成霧化的噴頭。噴射中心包括四個或者更多個直徑為Imm到12mm的傾斜孔，其被導向一共同焦點。濾網用作污垢過濾器。然而沒有提及通過例如泵來增加壓力。

發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種開始所提及的類型的清洗設備，以及操作該清洗設備的方法或制備用于清洗的水的方法，相比于現有技術，其能耗和/或耗水量均有所下降。本發明的另一個目的在于提供易于安裝的清洗設備，并且尤其是被安裝在具有現成供水干線和供電干線的建筑或裝置中，而不需要對這些干線進行較大改造。再一個目的是用于提供不受傳染病傳播影響的清洗設備及清洗設備的操作方法。這些目的通過具有相應獨立權利要求的特征的清洗設備及其操作方法實現。特別是在例如噴淋器或者水容器的清潔衛生領域中，用于噴灑水流或者基于水的混合物的清洗設備包括至少一個出口和至少一個輸送設備，所述至少一個出口用于在高壓下以低流量噴射流體，所述至少一個輸送設備用于在噴射前將流體壓力增加到出口的操作壓力。如果清洗設備被連接到供水干線，隨后出口的操作壓力高于供水干線的額定壓力。此額定壓力通常為大約2. 5巴，并且室內裝置中的壓力(取決于當地自來水公司的規定)通常被限制到5巴或者6巴，用于保護管道。在氣體環境中，通常是在清洗設備所工作的大氣或氣體環境下，利用清洗設備很自然的實現了流體的噴射。通常，所噴射的流體為水或者基于水的混合物。此外諸如肥皂或者其他清洗劑或者消毒劑等添加劑可以被混合到水中。混合物可以來自所有噴嘴。也可能為不同的噴嘴供給不同的流體或者流體混合物，例如，一個噴嘴供給水而另一個供給流體肥皂，或者一個供給水而另一個供給消毒劑。在本發明的進一步實施例中，氣態液體可以通過單獨的噴嘴注入。高壓下的氣體噴射流也可用于霧化流體噴射流。特別地，所述氣體噴射流可以是蒸汽噴射流。除了用于清潔衛生領域，清洗設備也可以用于醫療領域、美容領域和制藥領域。因此混合流體也可以包括美容或者醫療活性成份。當應用到其他領域時，諸如營養素、肥料、殺蟲劑等的添加物也可以被混合，其中產生良好霧化并且流體總表面積因此而得到增加。基本上，其他非基于水的流體也可以使用相似類型的裝置噴射，例如發動機或者加熱器中的燃料、或者工藝化學中的化學制品。用于涂層和浸漬的霧化方法和霧化設備的工業應用都同樣是可能的。通過增加壓力，盡管流量很小，也有可能噴射流體以產生舒適的清洗體驗和噴淋體驗。特別地，在試驗中發現，盡管使用了未曾預料到的低流量，皮膚還是完全潤濕了，并且沒有感覺到分發了非常少的水。這種感覺應歸功于，相比于傳統的噴淋器，水滴的顆粒尺寸得到顯著降低，這是由于使用增加的壓力噴射和霧化并且相應地使噴嘴變狹窄而造成的。 通過此方法，液滴的整個表面顯著大于具有較大水滴的同數量液體，相應地也增加了對潤濕身體的作用。例如，給定同樣的體積，50微米半徑的液滴的接觸表面比Imm半徑的液滴的接觸表面大二十倍。因此，作為清洗設備的一部分的輸送設備或者泵優選以臨近方式布置，在出口或者噴淋頭的附近，因此在洗澡間或者作為移動或者靜止的浴室的安裝部件。基本上，也可能在例如用于多個裝置的建筑內增加中央壓力。此中央壓力的增加可以被提供用于整個建筑，或者多個單元可以被用于中央壓力的增加，例如在每一情況中一個單元用于一個樓層， 或者在每一情況中一個單元用于通過多個樓層的垂直供給線。因此，泵的噪聲可以改進的方式遠離用戶。但是，現有的建筑物中的管道通常負擔過重，其優選地被應用10到40或者 50巴的出口操作壓力，特別為15到25巴，并且新的用于水的壓力管道不得不與其相適應。 例如，泵是電子操作的。
反之亦然，使用分散泵，每一清洗設備也可以應用多個泵，特別是如果在清洗設備中混合了多種流體時。因此，可以提供單個泵用于每一種流體，并且此流體的數量可以通過啟動各自的泵來控制。從而，在噴射之前或者在噴射期間實現流體的混合。為了在第二種情況中產生精確的噴射，對每種流體，所述泵可以，例如以協調的方式被啟動，或者至少一對由同一泵注入的噴嘴彼此相對設置。這樣，對于每一種流體發生精確霧化，而不管其他流體的確切的輸送數量和噴射速度。多個噴嘴對(對應于多種流體)的撞擊點可以一致，或者可以例如在主噴射方向上互相間隔一段距離。可以通過控制泵，或者通過在出口或者進料管道上的機械控制裝置，來實現對流量的控制。此機械控制裝置例如是可手動調整的減壓閥。由于水耗低，該清洗設備特別適于安裝在運輸設施中，諸如火車、飛機、露營車或者其他移動機構，諸如旅行清洗裝置等等。其他應用包括例如在公共游泳洗澡間或洗碗機中的噴淋或清洗設備，或者用于灌溉植物。在本發明另一實施例中，用于產生壓力的泵或者裝置以手動方式操作。因此首先， 可在沒有外部能量供給的壓力存儲設備中產生壓力，并且在隨后或者很長周期的時間范圍內可以使用清洗設備。當結合太陽能產生熱水時，本發明的實施例更具優勢。基于此，獲得具有低水耗的完全獨立的清洗單元。因此，優選地，壓力存儲裝置與水存儲裝置相同，并且此外包括可以暴露于輻射下的表面，用于加熱水存儲裝置。壓力可以通過彈性容器的擴張和/或通過壓縮壓力存儲裝置中的空氣體積來存儲。在本發明的一個優選實施例中，清洗設備包括用于加熱水或者流體的加熱設備， 此加熱器由于其較低的流量，可以被設計的相對較小。特別地，其可以被設計為無箱的水加熱器，因此無須任何在其中對水進行加熱的、諸如鍋爐或蓄熱器加熱那樣的存儲裝置。該加熱器可以電操作，使用諸如燃氣或者油的液體燃料，或者也可以使用其他方式。在本發明的另一實施例中，熱水供應由鍋爐、蓄熱器裝置或通常存儲有熱水的裝置實現。由于所需加熱功率低，電子加熱可以使用現有的家用電子裝置來操作。加熱可以這樣一種分散方式布置，即每一噴淋器或者清洗設備都具有自己的加熱裝置，并且不需要中央熱水供給。這帶來了多個優點，尤其是對于賓館中的裝置僅需要單路冷水供應清洗設備，并且不需要熱水供應；由于僅在需要時進行分散加熱，因此消除了傳統中央熱水裝置的存儲損耗和導管損耗。由于系統在使用前僅包括冷水，諸如軍團病的傳染性疾病的菌種不會出現。在預設的分發溫度進行分發前不久，加熱設備優選被設置用于通過閉環控制加熱水。基于此，可以通過可手動調整的設置設備，例如刻度盤，來設置溫度。可以在閉環中測量水溫，并通過調整加熱功率自動控制水溫。相比于傳統的通過在混合龍頭上設置混合比率的方式閉環控制水溫，本方法要更為精確、快捷和舒適的多。從而優選地，閉環溫度控制的手動可調整額定溫度被限制到預定值，并且/或者分發溫度被限制到預定值。用于人的沖洗設備的此值為例如45°C或者50°C或者55°C。基于此，一方面可以阻止對于溫度不適的指責，另一方面，相應于最大流量，加熱功率可以被保持較低或者受到限制。在本發明的另一優選實施例中，在加熱之后，未加熱的水被混入已加熱水中，用于
6降低水溫。基于此，加熱可以在不同的(更有效率的)操作點，而不是如果無需混合，加熱將到達下降后的溫度。例如，加熱器可以加熱水到大約90°C，因此(對于清潔衛生應用)可以通過混合冷水達到較低的分發溫度。對于其它應用也可以使用較高的分發溫度。其中，在EP 0832400B1或者EP0869731B1中公開的無水箱熱水器適于加熱。通過引用，這些文件被引入本發明中。相應地，加熱管被懸掛使得其在操作中可移動或者可變形。移動或者變形的原因可以是溫度改變、壓力改變和/或泵的震動。通過這種方式可以分離管道中的水垢，這些無水箱的熱水器起初是為用于咖啡機而設計的，并且因此-相對于傳統的清洗設備和噴淋設備-具有相對低的流量。根據本發明，其可以與具有低流量的噴射設備組合，同時可能對加熱功率進行調整。這些無水箱熱水器特別適用于高操作壓力， 特別是到10巴或者更高。溫度的閉環控制也可以通過電加熱功率的閉環控制或者通過混合冷水來實現。因此，清洗設備優選地包括冷水供應和加熱能量供應，但沒有熱水供應。能量供應可以是電能供應或者是燃氣供應。但不排除其它方式的供應。因此，清洗設備可以被設計為僅具有一個冷水連接和一個電子供應連接的緊湊結構單元。住宅中的此結構單元包含壓力泵和加熱器以及優選的用于注入水或者流體的預處理單元。預處理單元優選地包括以下一個功能或者多個功能的組合粗過濾、微過濾、消毒、 抗菌處理、脫石灰。用于控制溫度和/或壓力的操作部件可以呈現為控制輸入。這些可以被附加到結構單元本身或者重新部署的操作單元上。在本發明的一個優選實施例中，相應于具有大約3kW最大加熱功率的加熱設備， 出口的最大流量為5升/分鐘或者3升/分鐘，并且優選1. 0到1. 5到2升/分鐘。在本發明的又一個優選實施例中，相應于具有大約IkW最大加熱功率的加熱設備，出口的最大流量為1升/分鐘，并且優選0. 5升/分鐘。例如，這些條件適于盥洗池(或者沖洗池或者水容器)的水龍頭的出口。以上提及的流量在每一情況中涉及到一個噴嘴套件。當應用多個噴嘴套件時，流量相應增加。加熱功率通常被限制為2、4或者6kW，這取決于保險絲保護和所應用的相數。 分散加熱的最大流量通過該方式加以限制，這種做法的一個重要的動機是降低流量的同時
保持清洗質量。在本發明另一優選實施例中，清洗設備包括混合設備，用于在分發前混合水和肥皂。所述混合設備可以被接通和切斷，使得清洗設備可以在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中在第一操作模式(“起泡沫”)中，肥皂被混入水中，水流量為例如低于3升/ 分鐘或者低于1升/分鐘并且優選為0. 5升/分鐘；在第二操作模式(“清洗”)中，不混合肥皂到水中，水流量上升到1升/分鐘或者(具有噴淋器)上升到3升/分鐘或者上升到 5升/分鐘。在本發明的優選實施例中，出口包括噴嘴體，所述噴嘴體包括兩個噴嘴盤，其中噴嘴盤的布置為可在不同位置互相旋轉。從而，根據旋轉角度，第一噴嘴盤的一套噴嘴被連接到第二噴嘴盤的不同套噴嘴。如果第一噴嘴盤為上噴嘴盤，即所述噴嘴盤承受增壓水的沖擊，并且第二噴嘴盤為較低的噴嘴盤，其面向用戶或者噴射方向，則可以通過旋轉第二噴嘴盤，使具有可選特性的一個噴嘴套件被耦合到上噴嘴盤的注入噴嘴套件。在第一噴嘴盤為較低噴嘴盤的情況中，則可以通過旋轉第一噴嘴盤，來選擇第二上噴嘴盤的不同注入噴嘴套件。不同的注入噴嘴套件可以例如注入不同的流體或者流體組合，從而通過旋轉第一噴嘴盤，可以選擇噴射流體的混合物。在本發明的優選實施例中，通過流體噴射流以高相對速度撞擊到障礙物產生霧化。因此，障礙物可以是移動或者靜止的固體，或者至少是另一個流體噴射流，即液體噴射流或者氣體噴射流。由于流體噴射流的速度和/或固體的移動，相對速度升高。因此，獲取相對高速的裝置為產生流體噴射流的噴嘴，在特定環境中，與用于壓力增加的泵和/或一個或者多個流體噴射流撞擊其上的移動的固體相組合。特別地，此固體(自此以后，也稱為霧化體)可以高轉速旋轉。相對于旋轉軸，所述轉速與流體噴射流的所期望的相對速度和撞擊點的半徑有關。流體噴射流中的顆粒和霧化體之間的相對速度高于20、30或40m/s，并且優選地至少為大約50m/s。基于此實現霧化噴射流的合適尺寸和速度。在本發明的優選實施例中，通過包括至少一個噴嘴套件的出口實現霧化，所述噴嘴套件具有至少兩個噴嘴用于產生互相撞擊的流體噴射流并且用于霧化流體。噴嘴套件包括例如兩個、三個、四個或者多個噴嘴，其噴射流至少近似在一個點互相撞擊。在另一變化中，噴射流可以故意輕微移位，使得它們不在一個點撞擊，用于例如產生按摩感覺。除水之外，如果液體還包括其它媒介，諸如肥皂，則此其它媒介可以被混合到所有噴嘴的供應或者僅到單個噴嘴。為此，清洗設備包括混合設備，用于混合肥皂到至少一個噴嘴的流體供應中。具有足夠低粘性的其他媒介可以可選地以未混合的方式作為液體被注入至少一個噴嘴。在兩種情況中，液體都在碰撞時被進一步混合和分布。基本上，根據相應液體，當供應噴嘴不同流體時，也可能因此改變其中的供應壓力、多個所使用泵的類型和噴嘴的噴嘴直徑。基于此，可以獲得最佳的、平衡的霧化。例如，肥皂可以從上方被引導到撞擊噴射流的撞擊點，從而被混合。在本發明的優選實施例中，清洗設備包括保護體，其被布置在噴嘴方向，使得沒有被其他流體噴射流撞擊的液體噴射流撞擊該保護體。基于此，給出噴嘴的阻塞物，其可以阻止來自噴嘴套件的另一個噴嘴的噴射流直接作用于皮膚或者眼睛。但是，已發現如果噴嘴套件的噴射流沒有完美的對準，這些部分霧化和剩余部分給皮膚帶來“刺痛”效果，取決于強度和個人偏好，其可以被感知為愉悅的或按摩的。由此原因，在本發明的優選實施例中，噴嘴不以嚴格的方式互相對準，而是例如具有60%或者 80%的噴射流表面交叉(交迭)。但是，也可以在具有不同交叉的操作模式之間切換，從而帶來不同的噴淋感受。這可以通過在多個噴嘴套件之間上切換或者通過噴嘴套件的至少一個噴嘴的對準的機械變化來實現。通過噴射流表面的僅部分交叉，產生了已霧化水噴射流的不對稱。產生不對稱的其他可能例如是應用不同直徑的具有至少兩個噴嘴的噴嘴套件。但是，噴嘴套件的兩個噴嘴也可以使用不同流體壓力操作。這可以通過每個噴嘴使用單獨的泵或者通過每個噴嘴使用不同的減壓裝置(節流閥)來實現。基本上，還可以隨著時間推移，改變和控制每個泵的不同壓力。基于此，霧化噴射流的外形和移動也可以動態改變。在本發明的優選實施例中，出口僅由一個噴嘴套件組成。基于此，可以非常緊湊和簡單的方式進行生產該出口。
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優選地，噴嘴3的直徑介于0. 1或0. 2或0. 3mm和1. 3mm到2mm之間，特別地，介
于0.4mm和0.7mm之間。用于實現噴射流中的層流的噴嘴的長度至少兩倍于直徑。從而出口的操作壓力優選使用10巴到50巴，特別是15巴到25巴，其中優選壓力基本不變，因此并不波動。相對于垂直方向的半撞擊角，優選地為35到55度之間，特別地為45度。但是其基本上介于0度到幾乎90度之間。在本發明的優選實施例中，壓力可以由用戶設置。從而可以根據用戶感覺以受控方式設置壓力，或者也可以通過用戶設置額定值。使用閉環，通過壓力測量或者通過壓力調節進行控制。在本發明的優選實施例中，出口具有至少一個噴嘴，用于產生水噴射流或者流體噴射流，以及可移動的或者固定布置的霧化體用于霧化該噴射流。噴射流射向霧化體。固定布置的霧化體以固定方式被附到出口，并且不能相對于一個或多個噴射流移動。在本發明的優選實施例中，霧化體可以沿著關于至少一個噴嘴的線被移動，基于此，可以改變霧化特性或霧化時產生的液滴云狀的外形。優選地，根據霧化體的位置，噴嘴在每一情況中沿著已提及的線指向霧化體的不同區域。從而，所述區域具有不同的特性，特別地，相應于噴射流和/或不同的表面結構具有不同的方向。在本發明的另一優選實施例中，霧化體可以圍繞關于至少一個噴嘴的旋轉軸旋轉。通過該方式可以實現不同的功能。一方面，霧化體的不同形狀的區域可以通過圍繞旋轉軸的瞬時旋轉，旋轉進入一個噴射流或者多個噴射流中，與線性偏移類似，從而使得霧化特性發生變化。另一方面，通過高旋轉速度的持久旋轉也可以實現霧化，而無需來自具有特別高壓力或者高能量的至少一個噴嘴的流體噴射流。該實施例也可以無需增加壓力或者泵來實現。優選地，霧化體至少為近似的旋轉橢圓體，特別地，為球體，或者至少近似為圓盤， 其中至少一個噴嘴被指向圓盤表面或者圓盤邊沿。霧化體也可以是具有任意橫截面的棱柱形狀。—種用于操作分發水或者基于水的混合物以及另一可選液體的清洗設備的方法， 優選用于清潔衛生領域，特別是操作噴淋器或者水容器，包括以下步驟增加水壓或者流體壓力至出口的操作壓力；并且通過出口以高壓和低流量噴射水或者流體。由所附的權利要求可以推斷出其它優選實施例。因此，方法權利要求的特征可以和設備權利要求組合、近似，反之亦然。


通過優選的附圖，在下文中更詳細地說明本發明的主題內容。每種情況的附圖中圖1為清洗設備的第一實施例；圖2為另一實施例；圖3為保護體的一種設計；圖4為清洗設備的結構單元；
圖5為具有多個清洗設備的裝置；圖6為清洗設備或者噴淋器室；圖7為兩個噴嘴的布置的a)平視圖和b)側視圖；圖8為水噴射流撞擊產生的水盤的結構；圖9為具有三個噴嘴的噴嘴套件的透視圖；圖10為兩個噴嘴對的布置的a)平視圖和b)側視圖；圖11為具有肥皂進料器的出口 ；圖12為具有兩個噴嘴盤的噴嘴體，其可以互相旋轉；圖13為單片噴嘴體；圖14和圖15為噴嘴開口的詳細視圖；圖16為兩部分的噴嘴體；圖17為具有霧化體的出口 ；圖18-20為另一霧化體；圖21-22為作為霧化體的圓盤；圖23作為霧化體的拱形盤；圖M為不同噴嘴類型的壓力關系和流量關系；圖25為不同水流量的加熱功率需求；以及圖沈加熱功率與加熱功率需求的關系。圖中相應標號及其意義以確定方式列于標號表中，基本上，圖中相同標號表示同一部件。
具體實施例方式圖1示出清洗設備10的第一實施例。包括具有至少一個噴嘴套件2的出口 1。噴嘴套件2相應包括兩個或者多個噴嘴3。在操作中，噴嘴3使用定向方式分發因處于高壓而具有高速和高能量的流體。噴嘴套件2的噴嘴3被定向，使得分發的流體噴射流互相交叉并且優選集中在一點。基于此方式霧化流體，并且因此產生高霧化/潤濕效果。流體通常為水，然而其中其他流體或者水和另外物質的混合物諸如肥皂、消毒劑等，可以在一個、多個或者全部噴嘴被分發。流體通過軟管19或者通常通過出口管道被導向出口，管道相應于出口操作壓力而設計，因此可以承受此操作壓力。出口管道可以是以固定方式。出口可以是以固定方式裝配的噴淋器噴射裝置，或者是可移動且可手持的噴射裝置，或者為噴淋噴頭。液體通過具有電源13的加熱器5加熱，并且通過泵6輸送，產生增加的操作壓力。在本發明的另一實施例中，加熱器5被沿流向布置在泵的前端，使得泵6被設計用于輸送已經加熱的水。優選地，微過濾器7被布置在液體11的注入口，或者布置在流體路徑另一位置，用于防止噴嘴3 被阻塞。在本發明的所示實施例中，流體的供應為冷水供應11。優選提供過濾器7用于過濾來自水或者液體的直徑大于100mm，特別地，大于50mm
的顆粒。圖2示出另一實施例，不具有加熱器5，而是通過混合水龍頭8供應來代替，使用水龍頭8，來自冷水供應11和熱水供應12的水被混合以達到期望溫度。
引入肥皂進料器15，作為本發明的另一實施例，通過該肥皂進料器15，肥皂由混合設備14混合到水中。除了肥皂，也可以此方式混入其他流體或者粉末類添加劑。混合設備14可以有效地被接通和切斷，使得清洗設備可以在有肥皂的操作模式(“起泡沫”)和沒有肥皂的操作模式(“清洗”)之間切換。在此例中，混合設備14必須很靠近噴淋頭布置， 使得當切換混合設備14后，盡快地僅有水流向噴淋頭。優選地，例如，相比于操作模式“起泡沫”，操作模式“清洗”在單位時間內所輸送的水量，即流量得以增加，例如，通過在不同噴嘴套件2之間切換，或者通過泵6提高水壓的方式，或者通過改變噴嘴直徑。圖3示出保護體4的一個設計。并不撞擊或者不完全撞擊另一流體噴射流的流體噴射流，可以被保護體4捕獲。特別地，這可以用于噴嘴被堵或者損壞的情形。通過保護體 4可以阻止噴射流直接沖擊到皮膚或者眼睛。多個保護體或者適合形狀的出口 1也可以這樣布置，使得其位于單個噴嘴3的噴射流方向，但是隨著對出口 1功能上的正確操作，使其并不被霧化流體實質上撞擊，因此基本不會阻礙噴射的流體。圖4為清洗設備的結構單元。基于此實施例，在先說明的部件，特別諸如加熱器5、 泵6、微過濾器7和在此情況下可能還有混合設備14和肥皂進料器15等等，以緊湊單元組合在結構單元16的外罩內。外罩包括電源13和冷水供應11，并且通過軟管19注入出口 1。 可選地，用于控制或者調節(閉環控制)溫度和壓力的操作部件18可以布置在凹進的操作單元17上。在另一變化中(圖中虛線標出)，操作元件18布置在結構單元16本身上。在本發明的另一優選實施例中，結構單元16具有除了泵6以外的相同部件，并與用于增加壓力的外部泵連接。外部泵可以供應多個這樣的結構單元16。根據此實施例的清洗設備系統因此包括至少一個結構單元16和外部泵，以及用于由泵6供應所述至少一個結構單元16的加壓的水管。優選地，由運行單元激活的泵6和加熱器5被啟動，用于操作清洗設備來分發熱水。由于加熱器優選地不使用存儲設備，熱水可以采用準直接加熱方式，無需任何顯著的加熱時間。基于此，根據具體情況，泵可以在幾秒的延遲后被啟動，即小于2或者5或者10秒。 此外，泵6此時由靜止時被控制，并且逐漸運行上升到正常輸送功率，使得分發溫度可以從開始就已經是經過升溫的。在本發明的另一優選實施例中，清洗設備的啟動和關閉由出口 1處的電子開關或者傳感器控制。此外，在出口 1上或者注入管道19中布置有機械閥門。當用戶打開閥門， 在注入管道19中產生壓力變化，并由結構單元16中的傳感器探測到，因此，通過結構單元 16的控制，也可以啟動具有泵的清洗設備并且視具體情況，也可以是加熱器5被啟動。圖5示出具有多個清洗設備10的裝置。每一個清洗設備10僅有一個冷水供應11 和能源13。清洗設備10可以例如被布置在建筑物或者移動清洗裝置的數個位置。圖6示出清洗裝置或者噴淋室。優選地多個出口 1被布置在清洗空間的上部或者側面，并通過公共供應單元16為其供應經過加熱和加壓的水。已經發現通過這樣布置可以獲得很好的均勻熱水分布和美好的噴淋感受。當噴淋室保持關閉時，僅有一個噴嘴頭也可以產生同樣的效果。盡管所使用的水量很少，但到身體的熱傳輸仍然很好。小的液滴很快加熱室內空氣，提供了均勻的、溫暖的感受。均勻熱分布是由于通過液滴的大表面區域而使空氣很快被加熱。由于其量小，液滴很快冷卻。溫度均衡很快發生。圖7為示意性示出兩個噴嘴3的布置的平視圖a)和側視圖b)，平視圖a)是從設
1備的主噴射方向看去的。互相對準的液體的噴射流21在一個撞擊點或者碰撞點20相遇。 兩個噴射流21限定了第一平面。由撞擊噴射出的水滴形成與另一平面對稱的噴射體，其中第二平面基本上垂直于第一平面。噴射流21和角度平分線之間的角度θ在側視圖中畫出。圖8示出由水噴射流碰撞產生的水盤的結構。如圖7所示，主噴射方向在圖8中向下。所示參數ν。噴射流速度；r 撞擊點到盤邊沿的距離；2 θ 撞擊角；h 盤的厚度；2R 噴射流直徑沙角度位置。如果兩個同樣強度的水噴射流的指向彼此相對，則在它們之間形成薄的水盤。盤在與兩個噴射流的撞擊點的特定距離處分解，并且由此產生細小的水滴。如果兩個水噴射流強度相同，它們的沖量的垂直成分在撞擊時中和，并且通過在此撞擊時刻產生的壓力，水平產生薄水層。只要孔洞一產生，由于水的表面張力，孔洞在尺寸上進一步增加，使得盤被破壞，。噴嘴和由此產生的流體噴射流通常為圓形，但也可以是矩形橫截面或者總的具有棱柱外形。由于(用于清潔衛生領域)高壓和低水溫，在噴嘴中根本不會形成鈣化，或者鈣化隨后再次被侵蝕掉。圖9示意性示出具有三個噴嘴3的噴嘴套件2的透視圖。在相同強度的噴射流撞擊下，在撞擊點產生水盤，從上面看下去，其平面位于角平分線中。以類似方式，超過3個噴嘴3也可以主要布置在圓周上，并且指向撞擊點。在所有情況下的半撞擊角識都位于多個噴射流和噴嘴套件2的對稱的垂直軸之間。通過公共的泵6經噴嘴供應管道22向每一噴嘴3 供應液體。圖中僅示意性畫出噴嘴供應管道22，但現實中其通過例如在出口 1的每一部分之間的空腔的方式形成。在本發明的另一優選實施例中，向不同的噴嘴2供應不同的液體， 因此所給定的三個噴嘴具有兩種或者三種液體。此不同流體例如可以是肥皂、肥皂溶液、消毒劑等等。在本發明的另一優選實施例中，出口 1包括多個噴嘴套件，其互相臨近形成一行布置，或者以圓弧或者圓形布置。在本發明的另一實施例中，出口 1包括至少兩個噴嘴套件，其中噴嘴3至少近似布置在一個平面上，并且兩個噴嘴套件2的撞擊點互相沿至少近似垂直于此平面的方向間隔一定距離。圖10以平面圖a)和側視圖b)示意性示出這一布置兩個噴嘴套件2和2'互相橫向布置每一噴嘴套件2和2'的噴射流21限定噴嘴套件2和2'的平面。兩個噴嘴套件2和2'的平面互相成一定角度，并且在所示例中至少近似為直角。兩個噴嘴套件2和 2'的撞擊點優選地互相間隔一定距離，但都位于兩個平面的交叉線上。圖11示出具有肥皂注入口 23的出口 1。肥皂注入口 23被布置在撞擊點20上方的出口 1中，使得注入的肥皂下滴或者流入撞擊點20的區域。通過互相撞擊的水噴射流帶走和混合肥皂。肥皂注入口 23優選地為可控的，并且可以被開啟和關閉。為此，其包括例如一個控制設備，例如可控的關閉裝置或者閥門或者泵，這些設備可以通過控制引線或者手工來啟動或者關閉。在本發明的優選實施例中，肥皂注入口，作為可計量設備，包括中間存儲設備。中間存儲設備根據控制裝置的啟動填充一定量肥皂，并且隨后持續分發到待注入的水中，如圖11所示，分發到撞擊點20，直到用盡。肥皂可以是流體或者粉狀物質，可以被肥皂注入口 23引導至比圖中所示更接近
12撞擊點23處。以此方式，其它流體和粉狀添加劑可以被混合，用于代替肥皂。氣態添加劑也可以定向方式通過自己的噴嘴以氣體噴射流形式被供給或者吹入到撞擊點。圖12示出作為出口 1的一部分的噴嘴40。所述噴嘴由噴嘴體上的鉆孔形成。通過舉例方式示出三個噴嘴，但是同樣方式也可以實現2個、4個或者多個噴嘴的結合。在最簡單的例子中，噴嘴體40為一片。在圖12的實施例中，噴嘴體包括上噴嘴盤41和下噴嘴盤42，其被布置為可相互旋轉。兩個噴嘴盤41、42通過例如中央螺桿45和/或法蘭環46 而互相擠壓。出口 1上的緊固同樣可以通過中央螺桿45和/或法蘭環46產生。圖12示出噴嘴體40的橫截面和兩個分離的噴嘴盤41、42，每幅平面圖示出一種情況。噴嘴體40布置在出口 1中，使得上噴嘴盤遭到受壓流體的撞擊，并且下噴嘴盤42 面對噴射方向。上噴嘴盤41包括一套上鉆孔43，并且下噴嘴盤42包括至少兩套下鉆孔44。 通過互相旋轉噴嘴盤，可使上鉆孔43的位置選擇性地達到與下鉆孔44的一套相對應的位置。根據不同套下鉆孔44以選擇性的方式操作。這些可以優選地以不同方式設計，根據下鉆孔的選擇，產生不同噴射特性。此不同設計可以為例如涉及噴嘴的直徑或者其相互的對準。在本發明的另一優選實施例中，上噴嘴盤41包括多套上鉆孔43，在每一情況中其被注入不同流體或者流體組合。此實施例的下噴嘴盤42僅包括一套下鉆孔44，并且通過旋轉可以在每一情形中連接到一套上鉆孔43，使得根據上鉆孔的不同套的選擇，產生不同組合的噴射流體。圖13通過橫截面示出單片噴嘴體40或者下噴嘴盤42，以及噴嘴開口的細節。噴嘴體40或者噴嘴盤42優選地以金屬或者工業塑料通過例如噴射模制成，其中噴嘴溝道48 優選地利用移動滑片形成。所述塑料為例如聚氧化甲烯(POM)或者聚酰胺(PA)或者聚亞苯基硫化物，并且也可以包括有其它材料。圖14通過用于噴嘴開口設計的第一實施例示出橫截面的詳細視圖，優選同時使用雙元件注入澆鑄方法。噴嘴溝道48的一個遠端處的一個噴嘴開口通過較軟塑料的注入管件46形成，其周邊注入噴嘴體40或者噴嘴盤42的較硬工業塑料。較軟塑料可以變形， 使得水垢脫落。圖15通過用于噴嘴開口設計的第二實施例示出橫截面的詳細圖。噴嘴溝道48的一個遠端處的一個噴嘴開口通過金屬的管件47形成，例如鉻鋼，其周圍注入噴嘴體40或者噴嘴盤42的工業塑料。基于此，相比于僅使用塑料制作，噴嘴的出口可以更高精確度形成。一方面，噴嘴足夠長，并且包括平滑的內表面，從而得到層流，用于實現精確的噴射流。優選地，噴嘴的長度至少為其直徑的兩倍。另一方面，噴嘴內側末端處的反射邊沿以適合方式定形，優選地通過使其形成直角的方式。對于本發明的所有實施例，這是一種優選情況。如圖16所示，所述管件可以在單片金屬上形成，并且周圍一起注入，用于獲得高精確度。特別地，噴嘴溝道48可以在類似盤狀的插入物或者不同外形的插入物49中形成。 插入物49周圍注入有塑料，用于形成噴嘴體40或者噴嘴盤42，其中塑料具有噴嘴溝道48 的延長部。圖17示出具有霧化體34的出口 1。霧化體34可沿軸33方向線性移動和/或圍繞軸33旋轉布置。驅動單元32產生此動作或者多個動作，并因此包括一個或者兩個的單獨的驅動器或者馬達。至少一個噴嘴3指向霧化體34，使得在操作清洗設備10時，此噴嘴 3的流體噴射流撞擊霧化體34。使用可線性移動的霧化體34，根據霧化體34的位置，噴射流撞擊不同方向表面和/或不同結構表面。例如，使用圖18的霧化體34，其為例如旋轉的橢圓體，噴射流以相對于橢圓體赤道平面成α的高度角碰撞到表面的一個部分上。因此， 噴射流到霧化體34的碰撞角和霧化角度的平均方向都取決于高度角α。在本發明的一個優選實施例中，霧化體34具有沿著移動軸的不同的表面結構，使得通過移動霧化體34可以獲得不同的霧化性能。例如，使用圖17的霧化體34，高角度α 的不同區域的表面在每一情況中可以具有不同的粗糙程度。圖18示出具有此特性的霧化體34，但不需要其具有橢圓體作為基本形狀。霧化體34相應于軸或者旋轉軸33，基本上為旋轉對稱和/或為棱柱形。例如，沿著旋轉軸33，其包括具有齒狀表面的第一區域341，具有平滑表面的第二區域342和具有粗糙表面的第三區域343，與砂紙類似。通過移動霧化體 34，噴射流在具有完全不同特性的一個或者其它區域341、342、343上霧化。因此，在所示實施例中，相應于噴射流，每一區域具有不同的表面結構和一個或者多個不同的表面方向。在根據圖19的另一實施例中，霧化體34為旋轉圓柱體，因此隨著沿軸33的移動， 其具備帶有恒定撞擊角和反射角的不同的表面結構。此實施例可以以旋轉或者不旋轉方式應用，其中，在此兩種情況中，區域341、342、343的不同表面可通過沿著軸33移動加以應用。此霧化體34可以在不同操作模式下應用，其中本發明的某些實施例也可以僅應用到這些操作模式的單獨一種。在第一操作模式中，噴嘴3中的水噴射流或者流體噴射流 21以高壓產生，并且使用霧化體34的線性移動能力來獲取不同或者動態可變的霧化體。為此，霧化體34完全不必要為可旋轉的或者被旋轉。霧化的能量產生自噴射流的高速度。通過移動霧化體34，由旋轉和/或移動實現，不同結構的表面區域可以被引入噴射流21的區域。在第二操作模式中，霧化體可圍繞旋轉軸33高速旋轉。霧化能量產生自霧化體34 的旋轉，使得噴嘴既可以在高壓下操作也可以在低壓下操作，這意味著其操作可以無需泵 6。因此，如第一操作模式中那樣，霧化體34也可以移動，但其也可以是不可移動的。圖20示出旋轉橢圓體形式的霧化體34，另外的區域344、345、346具有不同表面結構。在霧化體；34圍繞旋轉軸33旋轉時，噴射流21撞擊到不同區域344、345和346。通過沿著旋轉軸33的移動，改變撞擊角和反射角。移動體34因此不為用于霧化的快速旋轉而設計。另外的區域344、345、346相應于不同的“經度角”，同時圖18和19的部分341、342、 343相應于不同的“緯度角”或者高度角a。圖21和圖22示出圓盤作為霧化體。此處至少一個噴嘴3指向盤表面36或者指向盤邊沿37。盤表面36根據半徑可以具有不同的表面結構，其通過陰影區域在圖21中示出。也可以畫出盤表面36的側面圖，這意味著盤表面36不是平面，而是具有旋轉對稱的作為半徑的函數的側面。基于此，通過沿著半徑移動噴嘴3可以獲得不同的撞擊角和反射特性。在本發明的不同實施例中，根據圖23，盤表面36成彎曲狀，例如，為球形表面，使得反射角也取決于撞擊點的半徑。用于旋轉霧化體34的適合旋轉的速度范圍從5000rpm到200000rpm。通過改變旋轉速度而改變霧化噴射流中的平均液滴尺寸，其中，液滴尺寸取決于噴射流和霧化體34之間的相對速度。已經示出尺寸大約為20到80mm的液滴需要大約50m/s的相對速度。這意味著，例如，基于此靜止的霧化體34，噴射流必須具有大約50m/s的速度。反之亦然，如果噴射流的速度只有數米每秒，則霧化體34必須以此速度在撞擊點移動。這意味著，例如，具有直徑30mm的圓盤或者圓柱體的表面點必須以大約30000r pm旋轉。圖M示出不同噴嘴直徑和噴嘴數量下壓力和流量F的關系。每一曲線中，各自的值χ/Υ分別代表噴嘴數量X和以毫米表示的噴嘴直徑Y，因此例如2/0. 7代表直徑為0. 7mm 的兩個噴嘴的布置。在本發明的優選實施例中，相應于大約3kW加熱功率的加熱設備，出口的最大流量為3升/分鐘，并且優選1. 5到2升/分鐘。優選地，直徑為0. 4mm的3個噴嘴在20巴的壓力下操作。半撞擊角樹尤選為45°。大多數情況下，大約80%或者更多的所產生的液滴從而具有小于100微米的直徑。圖25示出基于所產生溫度差別Δ T，以升/分鐘表示的不同水流量所需要的以kW 表示的加熱功率P。相應于普通噴淋器的流量為14升/分鐘，相應于可調整的噴淋器為12 升/分鐘，經濟型噴淋器為9升/分鐘，并且相應于本發明的實施例為1. 5升/分鐘。例如為了將以12升/分鐘持續流動的水加熱到30°的溫度差，需要25kW持續功率。因此，要進行加熱的效率優化。以1. 5升/分鐘的流量僅需要2kW。這基于加熱器5的框架，其可以通過具有230V交流電或者400V三相電的普通家用設備供電。圖26示出用于1、2和3升/分鐘的低流量的加熱元件，其通過本發明可以實現。為此，用于加熱功率的最大可實現值位于較低的水平線在大約3. 6kff的第一加熱功率，較高的上水平線在大約6kW的第二加熱功率。這相應于16安培下的230或者400伏電源。根據季節和期望水溫，噴淋水必須被加熱20到35度。這相應于圖示中的陰影區域。在此區域中，因此電子即時(無容器)加熱可以被用于介于1到2升的流量。需要存儲加熱器或者鍋爐或者更大功率加熱器用于更大的流量。附圖標記列表1 出口2、2' 噴嘴套件3 噴嘴4保護體5加熱器6 泵7微過濾器8混合龍頭10清洗設備11 冷水供應12 熱水供應13 電源14混合設備
15肥皂進料器16 結構單元17 操作單元18 操作元件19軟管、注入管道20 撞擊點和水盤21流體噴射流22噴嘴供應管道23肥皂注入32 驅動器33 旋轉軸34 霧化體341-346 霧化體的區域35 霧化盤36 盤表面37 盤邊沿
權利要求
1.一種用于分發水或者基于水的混合物的清洗設備(10)，特別位于噴淋器或者水容器中，包括至少一個出口(1)，用于在低流量和增加的壓力下噴射流體，和至少一個輸送設備(6)，用于在噴射前將流體壓力增加到所述出口(1)的操作壓力；其中所述出口(1)為噴淋頭的一部分，所述出口(1)的最大流量為5升/分鐘，或者其中所述出口(1)為水龍頭的一部分，所述出口(1)的最大流量為1升/分鐘。
2.根據權利要求1的清洗設備(10)，其中所述出口(1)為噴淋頭的一部分，所述出口 (1)的最大流量為1升/分鐘、2升/分鐘或3升/分鐘中的一個值。
3.根據權利要求1的清洗設備(10)，其中所述出口(1)為水龍頭的一部分，所述出口(1)的最大流量為0.5升/分鐘。
4.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，其中所述輸送設備(6)用于輸送具有從10 巴到50巴壓力的水或者流體。
5.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，其中所述輸送設備(6)用于輸送具有從15 巴到25巴壓力的水或者流體。
6.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，包括加熱設備(5)，用于加熱所述水或混合物。
7.根據權利要求6所述的清洗設備(10)，包括冷水(11)的供應和加熱器(5)的能量 (13)的供應，但沒有熱水供應。
8.根據權利要求6或7所述的清洗設備(10)，所述能量(1 的供應為電能供應，其中， 所述加熱設備( 根據即時加熱原理運行，即不需要在其中加熱所述水或者所述混合物的專門的存儲設備。
9.根據權利要求6或7所述的清洗設備(10)，其中所述能量(1 的供應為流體燃料的供應，特別是可燃的氣體。
10.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，其中所述出口(1)包括至少一個用于產生撞擊流體噴射流和用于霧化所述一種或者多種流體的噴嘴套件O)，所述噴嘴套件(2)具有至少兩個噴嘴(3)。
11.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，其中所述噴嘴套件( 包括至少三個噴嘴⑶。
12.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，其中所述用于增加流體壓力的輸送設備 (6)為人工可操作的泵。
13.根據權利要求10到12之一的清洗設備(10)，其中所述噴嘴(3)的直徑介于0.1 到2mm之間，特別是0. 3到1. 3mm之間，優選為0. 4到0. 7mm之間。
14.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，其中加熱設備( 和輸送設備(6)被一起組合到外罩的緊湊單元中。
15.根據上述權利要求之一的清洗設備(10)，其中分發溫度被限制在限定值，特別是 45°C或50°C或55°C，并且在溫度的閉環控制情況下，溫度閉環控制的人工可調設定溫度也被限制到此設定值。
16.根據權利要求10到15之一的清洗設備(10)，其中噴嘴套件O)以非對稱方式通過下列至少一種方法被設計或者操作噴嘴套件O)的至少兩個噴嘴(3)彼此錯開放置，使得它們的噴射流不會正好彼此撞擊；噴嘴套件O)的至少兩個噴嘴(3)具有不同噴嘴直徑； 噴嘴套件O)的至少兩個噴嘴(3)在不同的壓力下操作。
17.根據權利要求4、5、10、11中一個或多個的清洗設備(10)，其中所述壓力可以由用戶設置。
18.根據權利要求4、5、10、11、16、17中一個或多個的清洗設備(10)，其中操作所述噴嘴套件O)時，通過所述流體噴射流撞擊產生的流體微粒的主要部分具有小于100微米的直徑。
19.一種用于操作清洗設備(10)的方法，用于通過特別位于噴淋器或者水容器中的噴淋頭或水龍頭，分發水或者基于水的混合物或者還有另外的流體，包括以下步驟增加水壓或者流體壓力到出口(1)的操作壓力；以及通過所述出口(1)以加壓及低流量噴灑所述水或所述流體，其中所述出口(1)為噴淋頭的一部分，所述出口(1)的最大流量為5升/分鐘，或者其中所述出口(1)為水龍頭的一部分，所述出口(1)的最大流量為1升/分鐘。
20.根據權利要求19所述的方法，包括下述步驟產生10巴到50巴的操作壓力，特別是15巴到25巴。
21.根據權利要求19或20所述的方法，包括通過電子無容器加熱器加熱水，優選加熱水到所設定的溫度。
全文摘要
一種用于分發水或者基于水的混合物的清洗設備(10)，特別位于噴淋器或者水容器中，包括至少一個出口(1)，用于在低流量和增加的壓力下噴射流體，和至少一個輸送設備(6)，用于在噴射前將流體壓力增加到所述出口的操作壓力，其中所述出口(1)為噴淋頭的一部分，所述出口的最大流量為5升/分鐘，或者其中所述出口(1)為水龍頭的一部分，所述出口的最大流量為1升/分鐘。
文檔編號B05B1/26GK102518180SQ20121002903
公開日2012年6月27日 申請日期2006年11月27日 優先權日2005年11月29日
發明者A·克洛普芬斯頓, E·默克, L·托里亞尼 申請人:克里霍克股份公司