Rohrverteilstück für Druckrohrleitungen Die Erfindung betrifft ein Rohrverteilstück für Druckrohrleitungen, beispielsweise für Wasserkraft anlagen, bei welchem ein Zulauf-Rohrschenkel und mindestens zwei Ablauf-Rohrschenkel vorhanden sind.
Beim Betrieb von Verteilleitungen von Wasser kraftanlagen entstehen an den Rohrverzweigungen oder Rohrabzweigungen nicht unbedeutende örtliche Energieverluste. Diese Verluste werden insbesondere dann gross, wenn nur in einen Ablauf die vorgesehene Wassermenge fliesst, während der andere Ablauf ge drosselt ist.
Anderseits treten im Verzweigungsstück beson ders an den Stossstellen der einzelnen Rohrschenkel hohe Festigkeitsbeanspruchungen auf, die durch An ordnung von Verstärkungsrippen oder dergleichen reduziert werden müssen.
Die Erfindung bezweckt, die genannten Energie verluste auf ein erträgliches Mass herabzusetzen und dem Verteilstück eine festigkeitsmässig so günstige Form zu geben, dass mit einem Minimum an Ver stärkungsrippen ausgekommen werden kann. Bei einem Rohrverteilstück der eingangs umschriebenen Art nimmt zu diesem Zweck der Durchflussquerschnitt des Zulauf-Rohrschenkels in Strömungsrichtung zu.
Auf diese Weise wird die Strömungsgeschwindig keit an der Verzweigungsstelle herabgesetzt, womit die annähernd dem Quadrat der Zulaufgeschwindigkeit proportionalen Energieverluste gesenkt werden.
In sich erweiternden Zulauf-Rohrschenkel .soll dabei eine möglichst verlustlose Umsetzung von Strömungsenergie in Druckenergie stattfinden. Der Er weiterungswinkel (z. B. halber Kegelspitzenwinkel) des Rohrschenkels darf deshalb nicht zu gross sein, damit eine Ablösung der Strömung von der Rohr wand mit Sicherheit vermieden werden kann. Ein weiterer Vorteil des zunehmenden Durch flussquerschnittes des Zulauf-Rohrschenkels ist der Umstand,
dass sich der Umlenkwinkel der Strömung an der Stossstelle zwischen Zu- und Ablauf-Rohr- Schenkel verkleinert und so eine sanftere Umlen kung eintritt.
Die Verkleinerung dieses Umlenkwinkels hat aber auch einen bedeutenden Vorteil bezüglich der Festig keit des Verteilstückes zur Folge. Die genannte Stoss partie kommt dadurch nämlich in eine Form, die sich einem Hohlkugelstück, also der festigkeitsmässig optimalen Form, nähert.
Diese Annäherung lässt sich besonders gut errei chen, wenn man zudem den Durchflussquerschnitt der Ablauf-Rohrschenkel in Strömungsrichtung abneh men lässt, wobei der Verengungswinkel der Ablauf- Rohrschenkel grösser sein kann als der erwähnte Er weiterungswinkel des Zulauf-Rohrschenkels.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Dar stellung veranschaulicht. Es zeigen: Fig.l einen axialen Vertikalschnitt durch ein Rohrverzweigungsstück nach der Linie 1-I der Fig. 2, Fig.2 einen Schnitt nach der Linie 11-II der Fig. 1,
Fig.3 einen axialen Vertikalschnitt durch ein Rohrabzweigungsstück nach der Linie III-III der Fig. 4 und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Rohrverzwei- gungsstück besteht aus einem Rohrteil 1, einem Zu lauf-Rohrschenkel 2, den Ablauf-Rohrschenkeln 3 und 4, den Rohrteilen 5 und 6 und einer sichel förmigen Rippe 7. Das in Fig. 3 und 4 gezeigte Rohrabzweigungs- stück besteht aus einem Rohrteil 8, einem Zulauf Rohrschenkel 9, den Ablauf-Rohrschenkeln 10 und 11, den Rohrteilen 12 und 13 und einer der Rippe 7 ähnlichen sichelförmigen Rippe 14.
Eine Umlenk- stelle ist mit 15 bezeichnet.
Bei beiden Ausführungsbeispielen nimmt der Durchflussquerschnitt des Zulauf-Rohrschenkels 2 bzw. 9 in Strömungsrichtung zu.
Der Durchflussquerschnitt der Ablauf-Rohrschen- kel 3 und 4 bzw. 10 und 11 dagegen nimmt in Strö mungsrichtung so ab, dass das Wasser nach dem Durchgang durch die Verzweigung wieder eine der Zulaufgeschwindigkeit entsprechende Ablaufgeschwin digkeit hat.
In Fig. 3 und 4 ist gezeigt, wie die Rohrschenkel 9, 10, 11 die gleiche gedachte, gestrichelt gezeich nete Kugel berühren, deren Mittelpunkt im gemein samen - Schnittpunkt der Achsen der Rohrschenkel liegt. Dadurch entstehen ebene Durchdringungen der einzelnen Rohrteile, womit ebene Verstärkungsrippen ermöglicht werden.
Während die Festigkeitsbeanspruchung an den stumpfwinkligen Übergängen vom Zulauf-Rohrschen- kel 2 bzw. 9 zu den Ablauf-Rohrschenkeln 3, 4 bzw. 10, 11 infolge der beschriebenen Erweiterung bzw. Verengung dieser Stücke reduziert wird, wird die Be anspruchung am spitzwinkligeren Übergang zwischen den beiden Ablauf-Rohrschenkeln 3, 4 bzw. 10, 11 dadurch herabgesetzt, dass die Durchdringungskanten dieser Rohrschenkel 3, 4 bzw. 10, 11 mit einer in das Rohrinnere reichenden Verstärkung versehen sind.
Diese wird durch die ebene, im Rohrinnern be findliche, sichelförmige Rippe 7 bzw. 14 gebildet. Eine solche Rippe hat den Vorteil geringsten Mate- rialaufwands bei guter Versteifung der Durchdrin- gungskanten.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Massnahmen in strömungstechnischer Hinsicht kommt bei Ab zweigungen oder Verzweigungen mit einer solchen an den Durchdringungskanten der Ablauf-Rohrschen- kel angebrachten, ins Rohrinnere reichenden Ver stärkung besonders zur Geltung.
Bei einseitigem Durchfluss bildete hier bei den bekannten Ausfüh rungen eine Rippe oder dergleichen ein Strömungs hindernis mit grossem Energieverbrauch, und es wird erst durch die Erfindung möglich, die konstruktiv und festigkeitsmässig günstige Innenrippe beizube halten und trotzdem brauchbar kleine Werte an Energieverlust zu erreichen.
Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Rohrab- zweigungsstück liegen in der Ebene durch die Achsen der beiden Ablauf-Rohrschenkel die dem abzweigen den Ablauf-Rohrschenkel 11 gegenüberliegenden Mantellinien des Zulauf-Rohrschenkels 9, des anderen Ablauf-Rohrschenkels 10 und der an die letztge nannten Rohrschenkel anschliessenden Rohrleitungs- teile 8 und 12 in einer Geraden.
Dadurch ergeben sich besonders günstige Strömungsverhältnisse für den geraden Hauptstrang 8, 9, 10, 12, weil die Verstär kungsrippe 14 in Achsrichtung des Rohrteiles 12 ge sehen weniger in den Querschnitt dieses Ablaufrohr teiles 12 hereinragt. Daneben wird durch die ge nannte Massnahme auch der Umlenkwinkel an der Stelle 15 für die Abzweigung 11, 13 kleiner, wodurch die Strömungsverhältnisse auch für die Abzweigung günstiger werden.