CH293221A - Rohrkrümmer. - Google Patents

Rohrkrümmer.

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CH293221A
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CH
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pipe
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Power Jets Research De Limited
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Power Jets Res & Dev Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/02Influencing flow of fluids in pipes or conduits
    • F15D1/04Arrangements of guide vanes in pipe elbows or duct bends; Construction of pipe conduit elements for elbows with respect to flow, e.g. for reducing losses of flow

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description


  Rohrkrümmer.    Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist ein Rohrkrümmer, wie er z. B. an der  Verbindungsstelle zweier Leitungsteile einer  Grasturbinenanlage vorgesehen sein kann, und  die Erfindung bezweckt von allem, die     Strö-          inungsverluste    in solchen Krümmern zu ver  mindern. Diese Verluste zeigen sich bekannt  lieh in einer Verminderung des dynamischen  Druckes des durch den Rohrkrümmer strö  menden Mediums; diese Verluste sind über  den Rohrquerschnitt stark verschieden und  sind bei einem Rohrkrümmer in der Nähe der  Innenwand des Rohrkrümmers am grössten.

    Die Erfindung soll ferner die, annähernd  gleiehmässige Verteilung der Verluste über  den ganzen Rohrquerschnitt ermöglichen, was  seinerseits zu einer annähernd gleichmässigen       Strömungsgeschwindigkeitsverteilung    in den  <B>Z,</B>  stromabwärts des Krümmers liegenden Quer  schnitten führt.  



  Es ist bekannt, dass     Rohrkrümmerver-          histe    in gewissem Umfang herabgesetzt wer  den können, wenn in der zwischen dem strom  aufwärtsliegenden und dem stromabwärts  liegenden Rohrteil des Krümmers, ein Schau  felgitter angeordnet wird. Die vorliegende  Erfindung bezweckt nun, diese Schaufeln so  anzuordnen und auszubilden,     dass    die oben  genannten Ziele erreicht werden können.  



  Gemäss der Erfindung besitzt der Rohr  krümmer plattenförmige, unprofilierte Um  lenkschaufeln, die mit eine arithmetische  Reihe bildenden Abständen an der Verbin-    dungsstelle der beiden den Krümmer bilden  den Rohrteile angeordnet sind, wobei diese  Schaufeln an der Krümmerinnenseite den  kleinsten Abstand aufweisen. Wenigstens die  Innenwand des Rohrkrümmers bildet dabei  einen kreisförmigen Bogen. Die Schaufeln be  sitzen alle gleiche Sehnenlänge und sind para  bolisch gekrümmt, wobei ihr Umlenkwinkel  z.

   B. um 10 % grösser ist als der vom Rohr  krümmer gebildete     Umlenkwinkel.    Die Schau  feln besitzen ferner eine solche Anstellung  und eine solche Lage ihrer     gekrümiiiten        Flä-          ehen    relativ zur genannten Verbindungsebene  zwischen den beiden Rohrteilen,     dass    sie zu  sammen mit der     kreisförmig    gebogenen Innen  seite des Krümmers einen     Durchlass    begren  zen, der in Strömungsrichtung konvergiert,

    und     dass    die Vorderkante jeder Schaufel mit  der Achse des     stromaufwärtsliegenden    Rohr  teils einen kleineren Winkel einschliesst als  die Hinterkante der Schaufel mit der Achse  des     stromabwärtsliegenden    Rohrteils, wobei  beide Schaufelkanten gegen die Innenwand  des Krümmers hin geneigt sind. Die Aussen  seite des Krümmers ist zweckmässig ebenfalls  kreisförmig gebogen, so     dass    die Schaufeln mit  dieser Aussenseite einen     Durehlass    begrenzen,  der in     Strömungsrielltung    divergiert.  



  Der konvergente     Durchlass    auf der Innen  seite des Krümmers erteilt dem durchströmen  den Medium eine kleine Bewegungskompo  nente in Richtung gegen die Innenwand des  Krümmers. Dadurch wird ein Ablösen der      Strömung von dieser Innenwand verhindert,  welehes Ablösen bekanntlich eine     Hauptur-          saehe    der in Krümmern ohne Schaufeln auf  tretenden Verluste ist. Wenn die genannte  Wirkung jedoch zu ausgeprägt auftritt, dann  neigt die Strömung an der     Krümmeratissen-          seite    des stromabwärtsliegenden Rohrteils zum  Ablösen, was dann entsprechend grosse Ver  luste an der Aussenseite ergibt.

   Bei entspre  chender Ausbildung des Rohrkrümmers kann  beiden genannten, einander entgegengesetzten  Tendenzen entgegengewirkt werden, was so  wohl kleine als auch gut verteilte Verluste zür  Folge hat.  



  Das günstigste Anwendungsgebiet der Er  <I>n</I>  findung sind reehtwinklige Rohrkrümmer, die  vielfach in     Gasturbinenanlagen    verwendet  werden, um einen kompakten Aufbau dieser  Einrichtungen erzielen zu können.  



  Der Erfindungsgegenstand ist in der bei  liegenden Zeichnung beispielsweise näher dar  gestellt.  



  Fig. 1 zeigt einen rechtwinkligen Rohr  krümmer im Querschnitt, und  Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab die  Schaufeln des in Fig. 1 gezeigten Krümmers.  <B>D</B> ist die     liehte    Weite des Rohrkrümmers  (in Zoll). Die Nennweite des Kanals an der  Verbindungsstelle der stromaufwärts- und  stromabwärtsliegenden Rohrteile X bzw. Y  ist demnach: D/sin 45  oder     #    2. D. Eine  Schaufel F ist an der Innenseite des     Krüm-          niers    vorgesehen, die eine kreisförmige über  einen Winkel von 90  reichende Wölbung auf  weist. Die Schaufeln V1, V2, V3 usw.

   (Fig. 2)  besitzen eine Sehnenlänge C und sind para  bolisch gekrümmt, und zwar mit den in Fig. 2  gezeigten Winkeln, so dass der Umlenkwinkel  100  beträgt, also grösser ist als der Umlenk  winkel des rechtwinkligen Krümmers. Die in  Zoll gemessene Sehnenlänge steht mit der  Rohrweite in folgendem Zusammenhang:  
EMI0002.0010     
    Der Abstand a der Vorderkante L. E. der  Schaufel von der Stelle maximaler Wölbungs-    höhe beträgt 0,4 C und die Wölbungshöhe b  an dieser Stelle beträgt 0,28 C. Jede Schaufel  ist an der Vorderkante abgerundet, wie dies  im Querschnitt in Fig. 3 (a) ersiehtlieh ist,  und jede Schaufel ist ausserdem an der Hin  terkante zugeschärft, siehe Fig. 3 (b), und  zwar über eine Streeke von wenigstens 0,25 C,  so dass eine messerscharfe Kante gebildet ist.  



  Die Schaufeln Vl, V2, V3 usw. einer     Ge-          Gamtzahl    von N Sehaufeln, welche Anzahl  durch folgende Gleichung bestimmt ist:  
EMI0002.0013  
   (auf die, nächste ganze  Zahl abgerundet) besitzen die Abstände Sl,  S2, S3, usw. (gemessen an ihren Hinterkan  ten), wobei diese Abstände sieh nach einer  arithmetischen Reihe ändern. S, ist der klein  ste Abstand an der Innenseite des Krümmers  und beträgt 0,3 C.

   Die konstante Differenz  <B>A</B> der arithmetischen Reihe ist durch folgende  Gleichung gegeben:  
EMI0002.0014     
    Der Abstand Sn in Zoll zwischen zwei  Schaufeln V,1 und Vn beträgt dabei  <B>C</B>       s',        =        S,   <B>+</B>     (it-1)   <B>d</B>  Die Schaufeln besitzen eine     Anstelluno,     wie dies in     Fig.   <B>1</B> gezeigt ist, von<B>150</B> zur  Normalen     zür    Trennungsebene der beiden  Rohrteile.

   Die Vorderkanten der     Sehaufeln     ,schliessen somit einen Winkel von<B>90</B> mit der  Achse des     stromaufwärtsliegenden        Rohrstük-          kes    ein, während die Hinterkanten der Schau  feln mit der Achse des     stromabwärtsliegen-          den    Rohrstückes einen Winkel von<B>80</B> ein  schliessen. Die Schaufelkanten sind dabei in  beiden Fällen gegen die Innenwand das  Krümmers hin geneigt.  



  Die beschriebenen Abmessungen eines  Krümmers mit     Kreisquersehnitt,    dessen  Durchmesser mit<B>D</B> angenommen wurde, gel  ten auch für Krümmer mit rechtwinkligem  Querschnitt, wenn die Verluste von der     glei-          ehen    Grössenordnung sind, wie die Verluste  eines Krümmers mit     Kreisquersehnitt.    Aus      diesem Grund können die genannten Formeln  als mehr oder weniaer allgemeingültig ange  sehen werden,  Die aus dünnen Platten gebildeten Schau  feln können durch Krümmen von     Metallble-          ehen    hergestellt werden, und müssen an  schliessend nur an der Vorderkante     abgerun-          clet    bzw.

   an der Hinterkante zugesehärft wer  den. Ein besonders einfacher Krümmer der  beschriebenen Art wird z, B. an der Trenn  stelle der beiden Rohrteile mit einem     ellipti-          sehen    oder rechteckigen     Abdeckring    versehen,  ,je nachdem der Krümmer Kreisquersehnitt  oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Der  Abdeekring G wird durch einen schmalen  Metallstxeigen gebildet, dessen Enden mit  einander verbunden sind.

   Dies ermöglicht  seinerseits eine einfache Konstruktion des  Krümmers in folgender Weise: Vorerst wer  den die beiden Krümmerteile an den     Abdeck-          ring    angeschweisst, worauf eine kreisförmig  gebogene Schaufel, welche die Innenwand des  Krümmers bildet, angebracht und     festge-          sehweisst    wird. Dann wird das Innere des  Krümmers gesäubert, z. B. von Hand glatt  gefeilt, so dass ebene, kontinuierlich verlau  fende Innenflächen gebildet werden. Dann  werden die Stellungen der Umlenkschaufeln  bestimmt und der Abdeckring wird     entspre-          ehend    geschlitzt, so dass diese Schaufeln ein  gesetzt werden können.

   Dann werden diese       Sehaufeln    in die Schlitze eingesetzt, an die       Aussenfläehe    des     Abdeckringes        festgesehweisst     und verstemmt. Damit ist ein einwandfreier  Krümmer geschaffen, der keine rauhen  Schweissnähte auf der Innenseite aufweist.  Die Begrenzung auf der Aussenseite des  Krümmers wird durch den Abdeckring selbst  gebildet, da es meist schwierig ist, dort eine  gekrümmte Schaufel anzubringen; dies ge  nügt auch im allgemeinen, besonders da eine  separate Endsehaufel nur eine geringe Ver  besserung des Wirkungsgrades bringt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Rohrkrümmer mit an der Trennstelle eines stromaufwärts- und eines stromabwärtsliegen den Rohrteils angeordnetem Schaufelgitter, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln des Schaufelgitters aus unprofilierten Platten gebildet sind und dass ihre Abstände eine arithmetische Reihe bilden, wobei sie an der Innenseite des Krümmers den kleinsten Ab stand aufweisen, dass der Rohrkrümmer we nigstens an der Innenseite kreisförmig gebo gen ist, dass die Schaufeln gleiche Sehnen länge besitzen und parabolisch gebogen sind, wobei sie einen grösseren Umlenkwinkel be sitzen als der Krümmer, und dass die Schau feln bezüglich der Trennebene der Rohrteile derart gekrümmt und derart angestellt sind,
    dass sie an der Krümmerinnenseite zusam- inen mit der kreissförmigen Wölbung dersel ben einen Durchlass bilden, der in Strömungs richtung konvergiert, und dass die Vorder kante jeder Schaufel mit der Achse des strom- aufwärtsliegenden Rohrteils einen kleineren Winkel einschliesst als die Hinterkante jeder Schaufel mit der Achse des stromabwärtslie- genden Rohrteils, wobei beide Sehaufelkanten gegen die Innenwand des Krümmers hin ge neigt sind.
    UNTERANTSPRÜCHE: <B>1.</B> Rohrkrümmer nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Sehnenlänge (C) der Schaufeln zur Weite<B>(D)</B> des Rohres, gemessen in Zoll, in folgendem Verhältnis steht: EMI0003.0036 2.
    Rohrkrümmer nach Unteransprueh <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Schaufeln durch folgen-de Formel, abgerundet auf die nächste ganze Zahl, bestimmt ist: EMI0003.0040 <B>3.</B> Rohrkrümmer nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der der Innenseite des Krümmers zunächst liegen den Schaufel von der Krümmerinnenwand <B>0,3</B> C beträgt und dass die übrigen Schaufeln einen je um den Betrag von EMI0003.0045 Zoll grösseren Abstand voneinander besitzen, wobei alle Abstände von der Schaufelhinter kante aus gemessen sind. 4.
    Rohrkrümmer nach Patentanspruefi, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkan ten der Schaufeln mit der Aehse des strem- aufwärtsliegenden Rohrteils einen Winkel von annähernd 2 einschliessen, während die Hin terkanten der Schaufeln mit der Achse des stromabwärtsliegenden Rohrteils einen Win kel von annähernd 8 bilden. 5.
    Rohrkrümmer naeh Patentansprich, dessen Rohrteile ini reehten Winkel zusam- nienstossen, dadureh gekennzeiehnet, dass die Schaufeln ihre maximale Wölbunashöhe in einem annähernd 0,4mal Sehnenlänge betra genden Abstand von der Vorderkante auf weisen, während der Betra- der maximalen Wölbungshöhe annähernd 0,28mal der Seh nenlänge ist,
CH293221D 1950-06-22 1951-06-21 Rohrkrümmer. CH293221A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0238855A2 (de) * 1986-03-27 1987-09-30 Uhde GmbH Vorrichtung zur Reinigung von Gasströmen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0238855A2 (de) * 1986-03-27 1987-09-30 Uhde GmbH Vorrichtung zur Reinigung von Gasströmen
EP0238855A3 (en) * 1986-03-27 1987-11-04 Uhde Gmbh Device for the purification of gas streams

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