CH350511A - Rohrverteilstück für Druckrohrleitungen - Google Patents

Description

      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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Rohrverteilstück für Druckrohrleitungen, bei spielsweise für Wasserkraftanlagen, bei welchem ein Zulauf-Rohrschenkel und mindestens zwei Ablauf- Rohrschenkel vorhanden sind, dadurch gekennzeich net, dass der Durchflussquerschnitt des Zulauf-Rohr- schenkels (2 bzw. 9) in Strömungsrichtung zunimmt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Rohrverteilstück nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt der Ablauf-Rohrschenkel (3, 4 bzw. 10, 11) in Strö mungsrichtung abnimmt. 2. Rohrverteilstück nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Zu- und Ablauf-Rohr- schenkel (9, 10, 11) die gleiche gedachte Kugel be rühren, deren Mittelpunkt im gemeinsamen Schnitt punkt der Achsen der Rohrschenkel liegt. 3.

   Rohrverteilstück nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchd'ringungskanten der beiden Ablauf-Rohrschenkel (3, 4 bzw. 10, 11) mit einer in das Rohrinnere reichenden Verstärkung (7 bzw. 14) versehen sind.

   4. Rohrverteilstück nach Patentanspruch und Un teranspruch 2, mit zwei Ablauf-Rohrschenkeln, da durch gekennzeichnet, dass in der Ebene durch die Ablauf-Rohrschenkelachsen von den dem einen Ab lauf-Rohrschenkel (11) gegenüberliegenden Mantel linien des Zulauf-Rohrschenkels (9), des anderen Ablauf-Rohrschenkels (10) und der an die letztge- nannten Rohrschenkel anschliessenden Rohrleitungs- teile (8, 12) zumindest zwei dieser Mantellinien zu mindest angenähert in einer Geraden liegen.