Die Erfindung betrifft ein Leitungsnetz, insbesondere ein Frisch- oder Reinwasser-Rohrleitungsnetz, mit einer Haupt und/oder Ringleitung, die von einem Medium durchströmt ist, und mit zumindest einer davon abgezweigten, einen By-pass bildenden Nebenleitung, an die wenigstens eine Entnahmestelle angeschlossen ist, wobei die Nebenleitung mit ihrem zu- oder abströmseitigen Leitungsabschnitt oder -ende in einem Bereich der Haupt- oder Ringleitung mit verändertem lichten Leitungsquerschnitt mündet.
Um beispielsweise qualitativ hochwertiges Reinwasser an verschiedenen Entnahmestellen bereitstellen zu können, ist es bereits bekannt, ein Rohrleitungsnetz mit einer Haupt-Ringleitung vorzusehen, die ständig von einem Wasserstrom durchspült wird. Durch diesen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom wird solchen Verunreinigungen entgegengewirkt, die sich bei einem Stehen des Wassers im Leitungssystem bilden oder ansammeln könnten. Aus demselben Grund sind die Entnahmestellen mit der Hauptleitung jeweils über eine Nebenleitung verbunden, die praktisch als By-pass ausgebildet ist und einen zu- und abströmseitigen Leitungsabschnitt hat.
Um auch in diesen zu einer Entnahmestelle führenden Nebenleitungen das Wasser selbst bei diskontinuierlicher Entnahme in einem kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom durchfliessen zu lassen, sind in die Haupt-Ringleitung des vorbekannten Rohrleitungsnetzes im Bereich jeder Entnahmestelle Rohrabschnitte zwischengeschaltet, in denen sich die Ringleitung konisch oder düsenförmig verengt, um sich anschliessend wieder diffusorförmig zu erweitern. Dabei ist der zuströmseitige Leitungsabschnitt jeder Nebenleitung ausserhalb der ihr zugeordneten Rohrverengung angeordnet, während der abströmseitige Leitungsabschnitt in dem Bereich der Rohrverengung mündet, der den geringsten lichten Durchmesser hat.
Im Bereich dieser Rohrverengung wird die Fliessgeschwindigkeit des in der Haupt-Ringleitung fliessenden Flüssigkeitsstromes erhöht und gleichzeitig auch der Wasserdruck in diesem Bereich reduziert. Die von veränderten lichten Querschnitten der Rohrleitung abhängige Druckdifferenz bewirkt den erwünschten kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom auch in der Nebenleitung.
Nachteilig bei diesem vorbekannten Leitungssystem ist jedoch, dass mit jeder dieser Rohrverengungen ein hydraulischer Verlust verbunden ist, der bei einer Vielzahl von Entnahmestellen und einer entsprechenden Anzahl von Rohrverengungen dazu führen kann, dass bei den in Strömungsrichtung letzten Entnahmestellen nur noch ein unzureichender Flüssigkeitsdruck zur Verfügung steht. Darüber hinaus können diese Rohrverengungen auch dazu führen, dass selbst in der Hauptleitung praktisch nur noch ein laminarer Flüssigkeitsstrom fliesst, der nur unvollkommen eventuellen Verunreinigungen entgegenwirken kann.
Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Leitungssystem zu schaffen, das derartigen Verunreinigungen wirkungsvoll entgegenwirkt und sich auch bei einer Vielzahl von Entnahmestel len durch einen vergleichsweise geringen hydraulischen Verlust auszeichnet.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Leitungsnetz der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass zumindest einer Nebenleitung eine in die Haupt- und/oder Ringleitung zwischengeschaltete Rohrerweiterung zugeordnet ist, die einen erweiterten lichten Leitungsquerschnitt hat, dass der zuströmseitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung an die Hauptleitung im Bereich ihrer Rohrerweiterung angeschlossen ist und dass der abströmseitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung in einem Bereich der Hauptleitung mit demgegenüber reduziertem Leitungsquerschnitt mündet.
Das erfindungsgemässe Leitungsnetz weist mindestens eine Rohrerweiterung auf, die einen erweiterten Leitungsquerschnitt hat und in die Hauptleitung zwischengeschaltet ist. Diese Rohrerweiterung ist mit einer Nebenleitung verbunden. Dabei ist der zuströmseitige Leitungsabschnitt oder das zuströmseitige Leitungsende der Nebenleitung an die Hauptleitung im Bereich der ihr zugeordneten Rohrerweiterung angeschlossen, während das abströmseitige Leitungsende der Nebenleitung in einen Bereich der Hauptleitung mit demgegenüber reduziertem Leitungsquerschnitt mündet. Die Nebenleitung ist mit ihren Leitungsenden also in zwei Bereichen der Hauptleitung angeschlossen, die einen unterschiedlichen lichten Durchmesser aufweisen.
Die Fliessgeschwindigkeit oder Strömungsgeschwindigkeit des kontinuierlich in der Hauptleitung strömenden Reinwassers oder dergleichen Mediums nimmt im Bereich jeder Rohrerweiterung ab, wodurch gleichzeitig auch der dynamische Druck in diesem Bereich absinkt. Gemäss der Gleichung von Bernoulli nimmt der statische Druck in diesem Bereich zu. Da in dem Bereich mit einem demgegenüber reduzierten Leitungsquerschnitt das im Leitungsnetz geführte Medium eine höhere Strömungsgeschwindigkeit hat und hier daher ein geringerer statischer Druck vorhanden ist, wird auch das Medium von dem zuströmseitigen Leitungsende zum abströmseitigen Leitungsende der Nebenleitung gedrückt oder geführt.
Empfehlenswert ist es, wenn jeder Nebenleitung eine solche Rohrerweiterung zugeordnet ist. Wo es die Lage der Hauptleitung zulässt, ist es jedoch auch möglich, wenigstens eine zusätzliche Entnahme-Stelle unmittelbar an die Hauptleitung anzuschliessen. Auch können weitere Nebenleitungen ohne eine solche Rohrerweiterung an die Hauptleitung angeschlossen werden, wenn dort beispielsweise nur geringere Anforderungen an die Wasserqualität erforderlich sind.
Durch die kontinuierliche Strömung des in der Hauptleitung sowie den Nebenleitungen geführten Reinwassers oder dergleichen Mediums wird einer Keimbildung und einem Ansammeln von Verunreinigungen im Leitungsnetz entgegengewirkt. Diese Reinigungswirkung lässt sich durch eine Erhöhung der Fliessgeschwindigkeit des in das erfindungsgemässe Leitungsnetz eingespeisten Reinwassers noch zusätzlich wesentlich verstärken. Einer solchen erhöhten Fliessgeschwindigkeit kommt entgegen, dass das erfindungsgemässe Leitungsnetz in seiner Hauptleitung keine düsenförmigen Rohrverengungen - sondern vielmehr Rohrerweiterungen aufweist. Durch diese Rohrerweiterungen können auch die hydraulischen Verluste bei dem erfindungsgemässen Leitungsnetz gering gehalten werden, so dass auch an der in Strömungsrichtung letzten Nebenleitung ein ausreichender Flüssigkeitsdruck zur Verfügung steht.
Grundsätzlich können sowohl der zuströmseitige Leitungsabschnitt wie auch das abströmseitige Leitungsende der Nebenleitung im Bereich der Rohrerweiterung an die Hauptleitung angeschlossen sein, wenn die Rohrerweiterung an diesen Anschlussstellen einen unterschiedlichen lichten Durchmesser hat. Um die Nebenleitung jedoch gut durchspülen zu können und um dazu einen ausreichenden Druckunterschied zwischen dem zuströmseitigen und dem abströmseitigen Leitungsende der Nebenleitung zu erzeugen, ist es vorteilhaft, wenn der zuströmseitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung im Bereich des grössten lichten Querschnittes der Rohr- oder Querschnittserweiterung der Hauptleitung an dieser angeschlossen ist und wenn der abströmseitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung in einem Bereich ausserhalb der Rohr- oder Querschnittserweiterung in der Hauptleitung mündet.
Die Rohrerweiterungen der Hauptleitung können praktisch beliebig ausgestaltet sein. Jedoch ist eine in ihrem Rohrinneren strömungstechnisch günstig ausgebildete Rohrerweiterung vorzuziehen. Dabei sieht eine vorteilhafte und mit geringem Aufwand herzustellende Ausführungsform gemäss der Erfindung vor, dass die Rohr- oder Querschnittserweiterung zwei, vorzugsweise etwa gleich grosse Erweiterungsabschnitte hat, die jeweils trichter- oder kegelstumpfförmig ausgebildet sind und sich zu ihren einander abgewandten Enden hin verjüngen.
Bei einem Leitungsnetz, das nur eine vergleichsweise geringe Anzahl von Entnahmestellen aufweist und bei dem deshalb auch ein höherer hydraulischer Verlust in Kauf genommen werden kann, kann es vorteilhaft sein, wenn der abströmseitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung im Bereich einer Rohrverengung der Hauptleitung mündet, wobei jeder Nebenleitung vorzugsweise eine Rohrverengung zugeordnet ist. Da bei dem erfindungsgemässen Leitungsnetz der zuströmseitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung im Bereich einer Rohrerweiterung an die Hauptleitung angeschlossen ist, besteht bei dieser Ausführungsform gemäss der Erfindung eine besonders hohe Druckdifferenz zwischen dem zuströmseitigen und dem abströmseitigen Leitungsende der Nebenleitung.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemässen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.
Es zeigt in unterschiedlichen Massstäben:
Fig. 1 ein Leitungsnetz mit einer Haupt-Ringleitung in einer schematischen Darstellung, wobei drei Entnahmestellen über jeweils eine Nebenleitung mit der Haupt-Ringleitung verbunden sind und
Fig. 2 das Leitungsnetz aus Fig. 1 in einer Teilansicht im Bereich einer ihrer Entnahmestellen.
In Fig. 1 ist ein Leitungsnetz 1 dargestellt, wie es beispielsweise zur Reinwasserversorgung etwa im Klinikbereich oder bei Industrieanlagen eingesetzt werden kann. Das Leitungsnetz 1 weist eine Hauptleitung 2 auf, die zur Erzeugung eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstromes als Ringleitung ausgebildet ist. Durch den kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom wird einer Keimbildung und einem Ansammeln von Verunreinigungen im Leitungsnetz 1 entgegengewirkt.
Die Hauptleitung ist zu- und abströmseitig mit einer Aufbereitungsanlage 3 verbunden, die das Reinwasser erzeugt, dieses in das Leitungsnetz einspeist und das ihr anschliessend wieder zu geführte Reinwasser erneut aufbereitet und gegebenenfalls ergänzt, um es - praktisch in einem Wasser-Kreislauf - wiederum in das Leitungsnetz einzupumpen.
Statt einer Ringleitung sind auch andere Ausführungsformen denkbar, die einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom in der Hauptleitung 2 sicherstellen.
Das in Fig. 1 dargestellte Leitungsnetz 1 hat drei als Ventile 5 ausgebildete Entnahmestellen 4, die über jeweils eine Nebenleitung 6 mit der Hauptleitung 2 verbunden sind. Die Nebenleitungen 6 sind von der Hauptleitung 2 abgezweigt und praktisch als By-pass ausgebildet. Jeder Nebenleitung 6 ist eine Rohrerweiterung 7 zugeordnet, die einen erweiterten lichten Leitungsquerschnitt hat und in die Hauptleitung 2 zwischengeschaltet ist. Wie aus Fig. 1 deutlich wird, ist der zuströmseitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung 6 an die Hauptleitung 2 im Bereich ihrer Rohrerweiterung 7 angeschlossen, während der abströmseitige Leitungsabschnitt 9 der Nebenleitung 6 in Strömungsrichtung Pf1 der Hauptleitung hinter der Rohrerweiterung 7 in einem Bereich der Hauptleitung mit einem demgegenüber reduzierten Leitungsquerschnitt mündet.
Die Fliessgeschwindigkeit der im Leitungsnetz 1 strömenden Flüssigkeit nimmt im Bereich der Rohrerweiterungen 7 ab. Mit der Abnahme des dynamischen Flüssigkeitsdruckes ist gleichzeitig eine Zunahme des statischen Wasserdruckes verbunden. Da das abströmseitige Leitungsende 9 der Nebenleitung 6 in einem Bereich der Hauptleitung 2 mit einem demgegenüber reduzierten lichten Durchmesser mündet, besteht zwischen den zuströmseitigen und den abströmseitigen Leitungsenden 8, 9 der Nebenleitungen 6 jeweils eine Druckdifferenz, die das durch die Hauptleitung 2 geführte Reinwasser selbst bei geschlossenen Ventilen 5 auch durch die Nebenleitungen 6 strömen lässt. Auf diese Weise fliesst auch bei gesperrten Ventilen 5 - ebenso wie in der Hauptleitung 2 - ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom, der einer Keimbildung und einem Ansammeln von Verunreinigungen in den Nebenleitungen 6 entgegenwirkt.
Da die zum Durchspülen der Nebenleitungen 6 erforderliche Druckdifferenz bei dem hier dargestellten Leitungsnetz 1 nicht über Rohrverengungen -, sondern über Rohrerweiterungen gebildet wird, kann das Reinwasser oder dergleichen Medium auch mit hoher Geschwindigkeit in das Leitungsnetz 1 eingespeist werden, was das Durchspülen der Hauptleitung 2 sowie der Nebenleitungen 6 wesentlich begünstigt.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist, weist das Leitungsnetz 1 im Bereich der Hauptleitung 2 mit Ausnahme der Rohrerweiterungen 7 in etwa denselben lichten Durchmesser auf. Demgegenüber haben die Nebenleitungen 6 zweckmässigerweise einen geringeren Durchmesser, um das Leitungsnetz 1 zu den einzelnen Entnahmestellen 4 führen zu können. Dabei können an jede der Nebenleitungen 6 auch mehrere Entnahmestellen 4 angeschlossen werden, wobei der zwischen der Entnahmestelle 4 und der ihr zugeordneten Nebenleitung 6 vorgesehene Leitungsabschnitt 10 möglichst kurz ausgestaltet werden sollte.
Während der zuströmseitige Leitungsabschnitt 8 der Nebenieitungen 6 jeweils im Bereich der zugeordneten Rohrerweiterung 7 anzuschliessen ist, kann das abströmseitige Leitungsende 9 der Nebenleitung auch im Bereich einer der Rohrerweiterung 7 in Strömungsrichtung vorzugsweise nachgeschalteten Rohrverengung der Hauptleitung in diese einmünden. Eine solche Flüssigkeitsführung, bei der das zuströmseitige Leitungsende 8 an eine Rohrerweiterung 7 und das abströmseitige Leitungsende 9 der Nebenleitung 6 an eine Rohrverengung angeschlossen ist, zeichnet sich durch eine besonders hohe Druckdifferenz aus.
Um die hydraulischen Verluste im Leitungsnetz 1 möglichst gering zu halten, wird jedoch die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform bevorzugt, bei dem das abströmseitige Leitungsende der Nebenleitung 6 etwa im Bereich des üblichen Rohrdurchmessers in die Hauptleitung 2 mündet. Da bei einer solchen Ausgestaltung der Hauptleitung 2 in dieser praktisch keine Rohrverengungen vorgesehen sind, können die hydraulischen Verluste auch bei einer Vielzahl von Entnahmestellen vergleichsweise geringgehalten werden, so dass auch bei der in Strömungsrichtung letzten Entnahmestelle 4 ein ausreichender Flüssigkeitsdruck zur Verfügung steht.
In Fig. 2 ist das Leitungsnetz 1 im Bereich A aus Fig. 1 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass die Rohrerweiterung 7 zwei etwa gleich grosse kegelstumpfförmige Erweiterungsabschnitte 11, 12 hat, die sich zu ihren einander abgewandten Enden hin verjüngen und in die angrenzenden Leitungsabschnitte der Hauptleitung 2 übergehen. Um eine möglichst hohe Druckdifferenz zwischen dem zuströmseitigen Leitungsabschnitt und dem abströmseitigen Leitungsende der Nebenleitungen 6 zu erzielen, ist der zuströmseitige Leitungsabschnitt 8 jeder Nebenleitung im Bereich des grössten lichten Querschnittes der ihr zugeordneten Rohrerweiterung 7 an die Hauptleitung 2 angeschlossen, während der abströmseitige Leitungsabschnitt 9 der Nebenleitungen 6 weitgehend in einem Bereich ausserhalb der Rohr- oder Querschnittserweiterung 7 in die Hauptleitung 2 mündet.
Bei einem \ffnen eines der Entnahmestellen 4 kann das in einem Wasserkreislauf im Leitungsnetz 1 kontinuierlich strömende Reinwasser über die Leitungsabschnitte 8 und 9 zum Ventil 5 fliessen und dort entsprechend dem Reinwasser-Bedarf entnommen werden.
Bei dem erfindungsgemässen Leitungsnetz 1 wird einer Keimbildung und einem Ansammeln von Verunreinigungen wirkungsvoll entgegengewirkt, wobei sich das Leitungsnetz 1 auch bei einer Vielzahl von Entnahmestellen 4 durch einen vergleichsweise geringen hydraulischen Verlust auszeichnet. Da in der Hauptleitung 2 des Leitungsnetzes praktisch keine Rohrverengungen vor gesehen sind, kann das in dessen Hauptleitung 2 geführte Me dium auch mit einer vergleichsweise hohen Fliessgeschwindigkeit eingespeist werden, wodurch das Durchspülen sowohl der Hauptleitung 2 wie auch der Nebenleitungen 6 noch zusätzlich begünstigt wird. Dabei steht auch bei einer grösseren Anzahl von Entnahmestellen 4 an der in Strömungsrichtung letzten Entnahmestelle 4 ein ausreichender Flüssigkeitsdruck zur Verfügung.