Verfahren und Vorrichtung zum Schützen eines Austrittes von dampf. bzw. gasführenden Leitungen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Austrittes von dampf- bzw. gasführenden Leitungen und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Das Verfah ren besteht darin, dass die Strömung des aus tretenden Medhims zunächst an einer nach der Austrittsöffnung angeordneten Schut7wand quer zur Strömung umgelenkt und dass da nach die umgelenkte Strömung wieder gegen die ursprüngliche Richtung zurückgelenkt wird.
Die Vorrichtun- zur Ausführung des Verfahrens ist gekenzeichnet durch eine quer zur Strömung des austretenden Mediums, im Abstand nach der Austrittsöffnung angeord nete Sellutzwand, die, um die von ihr abge lenkte Strömung wieder gegen die ursprüng- liehe Richtung zurüekzulenken, mindestens an einem Teil ihres Umfanges eine mit Ablöse- kante versehene Umlenkfläche aufweist, wel- ehe auf der konkaven Seite der zurückgelenk ten Strömung vorgesehen ist.
Auf der Zeichnung ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in mehreren, schematischen Ausführungsbeispielen darge stellt. An Hand derselben wird auch das Ver fahren nachfolgend beispielsweise erläutert.
Fig. <B>1</B> zeigt eine Schutzvorrichtung mit Abströmung längs des ganzen Umfanges, Fig. 2 eine Schutzvorrichtung mit Seiten wänden und Abströmung an zwei gegenüber liegenden Stellen des Umf anges, Fig. <B>3</B> die Schutzvorrichtung nach Fig. <B>1</B> von oben, Fi-. 4 eine vieleekige Ausführung der Schutzvorriehtung nach Fig. <B>1,
</B> Fig. <B>5</B> die Vorrichtung nach Fig. 2 von zn oben, Fig. <B>6</B> eine drehbar gelagerte Sehutzvor- richtung nach Fig. 2, Fig. <B>7</B> eine Schutzvorrichtung im Schnitt und die Ausbildung der Strömung entlang derselben.
Fig. <B>8-12</B> zeigen Längssehnitte durch verschieden -eformte Schutzvorrichtun-en.
<B>C</B><I>n</I> Die Leitung<B>1</B> in Fig. <B>1</B> kann sowohl ein Kamin für Rai-iehgas, ein Auspuffrohr einer Brennkraftmasehine, als auch eine Austritts leitung für Luft oder Gase sein. Insbesondere könnte sie auch die Abli-iftleitun--- eines Staubabseheiders sein. Solche Leitungen sind im allgemeinen nach oben gerichtet und mün den ins Freie aus, so dass der Regen die Innen wand der Leitung benetzen kann, sofern eine Schutzvorrichtung fehlt.
Bei Kaminen und bei Austrittsleitungen für staubhaltige Luft oder Crase führt dies zu Sehwierigkeiten, indem in folge der Benetzung der Innenwand sieh dort Staub absetzt und dureh Zusammenballen den Austrittsquersehnitt verringert, bzw. in die Leitung herunterfällt, wenn diese Ansamm lungen eine bestimmte Grösse erreicht haben.
Der übliehe, flache oder etwas kegeli-ge Sehutzdeekel bedingt eine horizontale, even- S tuell eine sogar nach unten gerichtete Aus strömung der Luft oder der Gase, so dass, wenn diese Staub enthalten Lind die Gresehwin- digkeit des Mediums sich verringert, der Staub sich rings um die Leitung auf das Dach absetzt, auch wenn in der Luft bzw. im Gas nur eine geringe Menge Staub pro Kubik meter Luft oder Gas enthalten ist.
Deshalb ist der Austrittsöffnung 2 des Rohres<B>1</B> in Fig. <B>1</B> eine Schutzvorrichtung<B>3</B> in einigem Abstand vorgelagert, die mittels der Stege 4 an der Leit-Luig <B>1</B> befestigt ist. Die Schutzwand<B>5,</B> welche quer zur Strömung des austretenden Mediums im Abstand nach der Austrittsöffnung 2<B>-</B> in Strömungsrich tung gesehen<B>-</B> angeordnet ist, weist, um die von ihr abgelenkte Strömung wieder gegen die ursprüngliche Richt-Lmg zurückzLtlenken, längs ihres Umfanges eine Umlenkfläche <B>6, 7</B> auf, die auf der konkaven Seite der zurückgelenk ten Strömung vorgesehen ist.
Der gebogene Teil bzw. die Rundung<B>6</B> der Umlenkfläche schliesst an die Schutzwand an und geht in -einen weiteren Teil<B>7</B> über, der gerade Erzeu gende aufweist. Das Ende der Fläche<B>7,</B> wo die Strömung die Schutzvorrichtung verlässt, hat eine scharfe Kante, die als Ablösungskante wirkt, so dass die Strömung stets au derselben Stelle sich ablöst und die durch die Fläche<B>7</B> gegebene Richtung beibehält. Bei allen andern Figuren ist ebenfalls am Ende der Fläche<B>7</B> eine Ablös-Lmgskante vorhanden.
Während bei der Schutzvorrichtung<B>3</B> in Fig. <B>1</B> das Medium, auf den ganzen Umfang der öffnung 2 ausströmen kann, sind in Fig. 2 einander gegenüberliegende Seitenwände<B>8</B> vorgesehen, welche die Schutzvorrichtung<B>3</B> auf das Rohr<B>1</B> abstützen und den Durehtritt --wischen dem Leitungsaustritt 2 und der Schutzwand<B>5</B> auf einen Teil des Umfanges der Schutzwa#d <B>5</B> abschliessen, so dass das Me dium ledigliel-i nach zwei einander gegenüber liegenden Seiten abströmen kann.
Die Seiten wände<B>8</B> schützen daher die Abströmung gegen eine Beeinflussung durch den Wind, wenn dieser senkrecht oder bis zu einem gewissen Winkel auf die Seitenwände auftritt.
Der Umfang der Schutzvorrichtung<B>3</B> in Fig. <B>1</B> und<B>3</B> ist rund, während derjenige in Fig. 4 vieleckig ausgeführt ist. Bei der letzt genannten Form ergibt sieh eine einfache Her- stellung der Schutzvorrichtung<B>3</B> aus z. B. mit einander verschweissten Segmenten; sie mil dert auch den Einfluss des Windes auf das Abströmen des Mediums. Die Schutzvorrich tung<B>3</B> nach Fig. 2 ist in Fig. <B>5</B> von oben dargestellt, für eine Leitung mit rechteckigem Querschnitt.
<B>Auch</B> bei rundem Querschnitt der Leitung <B>1</B> können Seitenwände<B>8</B> und<B>9</B> vorgesehen sein (Fig. <B>6).</B> Die Seitenwände<B>8</B> und<B>9</B> mit der Schutzwand<B>5</B> sind mittels der Achse<B>10</B> in den Lagern<B>11</B> und 12 drehbar gelagert, wobei die Seitenwände an ihrem untern Ende durch den Ring<B>13,</B> welcher das im Quer schnitt runde Rohr<B>1</B> umfasst, zusammengehal ten werden.
Damit nun<B>je</B> nach der Windrichtung diese drehbare Schutzvorrichtung<B>3</B> richtig einge stellt wird, ist mittels des Gestelles 14, das an der Seitenwand<B>9</B> befestigt ist und z. B. aus Flacheisen besteht, die als Windfahne wirk same Fläche<B>15</B> vorgesehen. Infolgedessen stellt sich die Schutzvorrichtung<B>3</B> immer so ein, dass die Windrichtung senkrecht zu den Seitenwänden<B>8</B> und<B>9</B> steht, wobei gegebenen falls die Seitenwand<B>9,</B> die sich auf der Lee- seite befindet, weggelassen werden kann. Allerdings müsste dann die Schutzwand,<B>5</B> au der Stelle dieser Seitenwand<B>9</B> ebenfalls mit, einer Umlenkfläche <B>6, 7</B> versehen werden.
Die Strömung des Mediums verläuft in der Längsrichtung der Leitung<B>1</B> (Fig. <B>7),</B> bis zur Austrittsöffnung 2, wo sie infolge der vorge lagerten Schutzwand, die quer zur Strömung angeordnet ist, zunächst in die Horizontale abgelenkt wird, wobei sie sich bei einer Schutzvorrichtung, wie in Fig. <B>1</B> gezeigt, all seitig gleichmässig ausbreitet. Enthält nun eine solche Strömung aus Luft, Gas oder Dampf feste Partikel, so würden diese, wenn die Strömungsrichtung horizontal bleibt, in folge der Geschwindigkeitsverrringerl ing nicht mehr von der Strömung getragen werden und auf das Dach herunterfallen.
Deshalb ist, um die von der Sehutzwand <B>5</B> abgelenkte Strömung wieder gegen die ur sprüngliche, senkrechte Richtung in der Lei- i tung <B>1</B> zurückzulenken, am Umfang der Schut7wand <B>5</B> die Umlenkfliehe <B>6, 7</B> vorge sehen, die auf der konkaven Seite der zurück gelenkten Strömung angeordnet ist.
Im Gegensatz zu der üblichen Umlenkung einer Strömung mittels einer Leitfläche, die auf der konvexen Seite der abgelenkten Strö mung angeordnet ist, wird somit das von der Schutzwand<B>5</B> abströmende Medium längs der Rundung<B>6</B> unter Benutzung des folgenden Effektes wieder zurüekgelenkt. Sofern die Reynoldselie Zahl für die Strömungsverhält nisse in der Leitung<B>1</B> einen Mindestwert von <B>50000</B> aufweist, wird das aus der Leitung<B>1</B> austretende Medium durch Saugwirkung,
bzw. weil sich infolge der Strömung an der Fm- lenkfläehe ein geringerer Druek als der Um- gebungsdruel-, ausbildet, sieh an die Rundung <B>6</B> anlegen, ohne dass auf der konvexen Seite des austretenden Schleiers<B>16</B> eine Leitfläelle erforderlich wäre.
Dies hat nicht nur den Vor teil, dass nunmehr die Strömung in senkreeh- ter Richtung hoellgef ührt und der mitgeführte Staub aufwärts in die Luft verwirbelt und mitgeführt wird, sondern diese Umlenkung ist unter Voraussetzung der oben-enannten Rey- noldschen Zahl für jede austretende Luft menge gesichert und insbesondere wird durch die Zentrifu"alkraft der mitgeführte Staub von der Umlenlifliiehe ferngehalten,
so dass sie sich nicht verschmutzt.
Bei genügend grossem Krümmungsradius der Rundung<B>6</B> im Zusammenhang mit der Dicke des Schleiers<B>16</B> ist die Fortsetzung der Rundung<B>6</B> in einen Teil<B>7</B> mit in der Strö- mungsriehtung liegende, gerade Erzeugende nicht erforderlich. Bei kleinem Krümmungs- radius hingegen dient die Fläche<B>7</B> noch zur Stabilisierung der zurückgelenkten Strömung-, indem diese sieh auf einer genügend langen Strecke an eine Umlenkfläelle ansaugen kann.
Um diesen Effekt züi erreichen, ist es er- forderlieh, (lass bei der Zurtleklenkung des Schleiers<B>16</B> aus der Horizontalen in die Ver tikale die Rundung<B>6</B> einen Krümmungsradius r aufweist, welcher mindestens das O,lfaelie des Durchmessers<B>d</B> der Leitung<B>1</B> aufweist. Bei Leitungen mit rechteckigem Querschnitt soll der Krümmungsradius r das O,lfaehe der kleinsten Abmessung der Austrittsöffnung 2 aufweisen.
Der Durchmesser a der Schutz- vorriehtung <B>3</B> hängt im wesentlichen von dem kleinsten örtlichen Einfallwinkel a der Regen strahlen ab und soll mindestens das 1,2faehe des Durchmessers<B>d</B> bzw. der kleinsten Ab- niessung der Austrittsöffnung 2 betragen.
Je kleiner der Abstand der Schutzvorrich tung<B>3</B> von der Austrittsöffnung 2 ist, je kleiner kann der Durchmesser a sein. Für das einwandfreie Abströmen der Luft bzw. der Gase oder Dämpfe ist es jedoch erforderlich, dass dieser Abstand c mindestens das 0,15faehe des Durchmessers<B>d</B> bzw. der kleinsten Ab- niessung der Austrittsöffnung 2 beträgt.
Um eine sichere Führun-- des sieh sozusagen an saugenden Luft- oder Gassehleiers <B>16</B> zu er halten, soll die Gesanithöhe <B>b</B> mindestens das 0,2faehe des Durchmessers<B>d</B> bzw. der klein sten Abmessung der Austrittsöffnung 2 be tragen.
Ist die Schutzvorrichtung<B>3</B> aus Blech her- kn gestellt, so kann sie entweder mittels eines auf - (y gesetzten oder angesehweissten. Deckels oben <B>C</B> abgeschlossen sein. Sie kann aber auch offen sein., wobei dann Öffnungen<B>17</B> für den<B>Ab-</B> lauf des Reoens in der Sehutzwand ausserhalb des Querschnittes der Austrittsöffnung<B>2</B> vor gesehen sind. An diese Abflussöffirungen <B>17</B> können Abflussrohre <B>18</B> angeschlossen sein, welche länger als die Dicke des Schleiers<B>16</B> an dieser Stelle sind.
Dadurch wird verhin dert, dass an den Abflussstellen das Regen wasser den vorn Schleier mitoeführten Staub zu stark befeuchtet.
Die Sehutzvorriehtun,- kann auch als Beton- oder Steinplatte ausgebildet sein, die entweder voll oder bei -rösseren Ausführan- gen in Beton mit einern allseitig geschlossenen Hohlraum ausgeführt sein kann. Die Schutz wand<B>5</B> und die Unilenkfliiehen <B>6, 7</B> bilden dann die Aussenseite einer solchen Platte.
Die Sehutzwand <B>5</B> ist in Fig. <B>8</B> hegelför- mi-- nach unten durehgebogen. Bei offener -Ausführun- der Vorriehtun- <B>3</B> kann an der Spitze ein Abflussrohr <B>19</B> vorgesehen sein, welches die Sehutzvorrielitun- trägt Lind im Innern der Leitung<B>1</B> befestigt ist.
Die Durch- C n biegung der Sch-azwand <B>5</B> in Fig. <B>9</B> nach oben erleichtert den Abfluss des Regens zu den Abflussöffnungen <B>17.</B> In Fig. <B>10</B> ist die Umlenkfläche <B>6, 7</B> nach aussen geneigt, um durch Verbreiterung des abströmenden Schleiers die Vermisclil-mg mit der Atmo sphäre zu fördern.
Hingegen ist die Umlenk- fläche 20 in Fig. <B>11</B> nach innen geneigt, um eine weitgehende Abströmung des Schleiers <B>16</B> als geschlossenen Strahl zu erreichen, da mit z.B. die staubhaltige Luft möglichst hoch hinauf geführt werden kann. Der Nei gungswinkel zur Senkrechten (Fig. <B>10</B> und <B>11),</B> nach aussen oder nach innen kann bis zu 45' betragen.
Die Umlenkfläche 20 hat an Stelle eines konstanten KrümmungsradiLis einen in der Strömungsrichtung zunehmenden Krüm- niungsradius und geht allmählich in die ge wünschte Leitrichtung über.
Die Leitung<B>1</B> kann anstatt eines Metall rohres auch aus Steingut oder aus Ton sein; ferner kann es auch ein Kanal oder Kamin aus Mauerwerk oder aus Beton sein, wobei für die Beniessung der Leitung bzw. des Ka mins bzw. für die Reynoldsche Zahl Re der Innendurchmesser bzw. der hydraulische Durchmesser der Leitung oder des Kamins massgebend ist. Der hydraulische Durchmesser ist durch die, Beziehung
EMI0004.0025
bestimmt, wobei F=freier Querschnitt, U=von der Strö mung berührter Umfang ist.
Die Schutzvorrichtung kann entweder aus Blech hergestellt sein, wobei sie oben, wie dar gestellt, offen oder durch einen Deckel ab geschlossen ist. Ferner kann die Schutzvor richtung auch ein aus Beton oder Ton herge stellter Körper sein, der entweder voll oder hohl ist und dessen Aussenfläche als Schutz wand und Umlenkfläche ausgebildet ist. Schliesslich kann die Schutzvorrichtung auch eine Steinplatte sein, deren Aussenfläche so bearbeitet ist, dass sie die Schi--Ltzwand und die Umlenkfläche darstellt.
Bei Anordnung einer Seitenwand kann diese bei einer kreis runden Ausführ-ung der Schutzvorrichtung auch lür sich drehbar sein und mittels einer Windfahne. nach dem Winde eingestellt wer den, während die Schutzwand<B>5</B> und die Um- lenkfläche <B>6, 7</B> feststehend angeordnet sind.
Eine solche Seitenwand würde den Durehtritt zwischen der Leitung<B>1</B> -und der Schutzvor richtung<B>3</B> beispielsweise auf einen Viertel des Umianges der Leitung<B>1</B> abschliessen, wo bei dann die Stege 4 zweckmässig im Innern der Leitung<B>1</B> angeordnet sind und die Sei tenwand 21 mittels einer um die Leitung<B>1</B> drehbaren Manschette 22 (Fig. <B>10)</B> ge lagert ist.
Während der eingangs angeführte, be kannte, flache oder etwas kegelige Schutz deckel einen beträchtlichen Austrittswider stand mit sich bringt, ist der Ausström- widerstand durch die Schutzvorrichtung nach der Erfindung sehr gering und die Schutz vorrichtung hat ausserdem gegenüber sonst bekannten Schutzvorrichtungen mit senkreeh- teiu Austritt nach oben den Vorteil, dass der Druck am Austritt der Leitung<B>1</B> im Sehleier <B>16</B> in Geschwindigkeit umgesetzt wird,
so dass die Geschwindigkeit im Schleier relativ zur Geschwindigkeit im Rohr<B>1</B> sogar noch etwas erUht ist, während bei allen andern Schut7,- vorriehtungen die Abströmgeschwindigkeit aus der Vorrichtung kleiner ist als innerhalb der Rohrleitung. Diese erhöhte Geschwindig keit im Schleier ermöglicht in vielen Fällen, dass die austretende Luft oder Gase die Windwalze auf dem Dach durchstossen kön nen, so dass an Höhe der Leitung<B>1</B> gespart werden kann.
Wenn schon dadurch die Schutzvorrichtung nach der Erfindung eine Verbilligung ergibt, so erst recht ihr ein facher Aufbau, der gegenüber den Schutz vorrichtungen mit Doppelkonus und Saug mantel eine wesentliche weitere Verbilligang in der Herstellung mit sich bringt.
Der Anschluss des Ablaufrohres<B>19</B> nach Fig. <B>8</B> ist in Fig. 12 in grösserem Massstabe, dargestellt. Er ist mittels eines Kreuzstüekes <B>23</B> mit der Schutzwand<B>5</B> so verbunden, dass nicht nur das Regenwasser im Innern der Schutzvorrichtung im Sinne des Pleils 24 ins Rohr<B>19</B> abströmt, sondern dass auch der an der Umlenkfläche <B>6,
7</B> haftende Regen bei ab- gestellter Strömung längs der Sehutzwand <B>5</B> im Sinne des Pfeils<B>25</B> durch den Spalt<B>26</B> ins Rohr<B>19</B> gelangt. Bei entgegengesetzter Durehbiegung der Sehutzwand <B>5,</B> wie in Fig. <B>9,</B> tropft das Regenwasser bei abgestell ter Strömung ausserhalb des Rohre-,<B>1</B> von der Rundung<B>6</B> herunter.