Die Erfindung betrifft ein Kapillarverbundsystem gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a capillary composite system according to the
Preamble of claim 1.
Bisher fanden Kapillaren in Wissenschaft, Technik und Arbeits
welt Anwendung entweder als einzelne Exemplare, z. B. als
gläserne Kapillarröhren im physikalischen, chemischen oder
medizinischen Bereich. Die zweite Verwendungsmöglichkeit sind
willkürliche, vom Material vorgegebene Kapillarverbände, z. B.
Schwämme, Schwammtücher usw. In beiden Fällen handelt es sich
jedoch um geringe, nicht in größerem technischen Maßstab nutz
bare Kräfte.So far capillaries have been found in science, technology and work
world application either as individual copies, e.g. B. as
glass capillary tubes in physical, chemical or
medical area. The second uses are
arbitrary, given by the material capillary dressings, e.g. B.
Sponges, sponge cloths, etc. In both cases it is
however, by small, not on a larger technical scale
bare powers.
In der Natur befördern geordnete Kapillarverbundsysteme das Wasser
aus dem Boden in beachtliche Höhen (Tanne ca. 50 m, Mammutbaum
100 m, Eukalyptusbaum 150 m). Wurzeln, besonders von Wüsten
pflanzen, entwickeln mit ihren Kapillarverbundsystemen einerseits
beachtliche Saugwirkung, andererseits einen beachtlichen Überdruck.
Der große Brockhaus, Band 1, Seite 669, Stichwort Baum, und
Band 6, Seite 227, Stichwort Kapillarität des Bodens).In nature, ordered capillary composite systems transport the water
from the ground to considerable heights (fir approx. 50 m, sequoia
100 m, eucalyptus tree 150 m). Roots, especially deserts
plant, develop with their capillary composite systems on the one hand
considerable suction effect, on the other hand considerable pressure.
The great Brockhaus, volume 1, page 669, keyword tree, and
Volume 6, page 227, keyword capillarity of the soil).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vielzahl einzelner
Kapillaren so anzuordnen und zu verbinden, daß ihre Einzelkräfte
zu einer technisch nutzbaren Saug-, Druck- oder Strömungskraft
zusammengefaßt werden.The invention is based on the object, a large number of individual
Arrange and connect capillaries so that their individual forces
to a technically usable suction, pressure or flow force
be summarized.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch
die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Eine mögliche Ausführungsform ist in der Fig. 1 dargestellt und
im folgenden erläutert.This object is achieved in a generic device by the characterizing features of claim 1. A possible embodiment is shown in FIG. 1 and explained below.
Die Kapillarkörper 1 bestehen aus saugfähigem Material, z. B.
Holz, gebrannter Ton. Die Ansaugkapillare 2 saugt Flüssigkeit
aus dem Flüssigkeitsbehälter 14. Die Flüssigkeit steigt in der
Ansaugkapillare hoch und wird durch die Teilungszunge 3 in zwei
Flüssigkeitssäulen geteilt. In der Hilfskapillare 4 bleibt die
Flüssigkeitssäule an der Grenze zum Luftschacht 6 stehen. In der
Steigkapillare 5 würde die Flüssigkeit nicht weiter steigen, weil
die Oberflächenspannung der Flüssigkeit eine möglichst kleine
Oberfläche bewirken will, der Querschnitt der Kapillare sich an
dieser Stelle aber erweitert. Zur Überbrückung dieses kritischen
Punktes wird in die Steigkapillare eine Steighilfe 8 aus saug
fähigem Material eingefügt. Zusätzlich bilden die natürlichen
Kapillaren im Kapillarkörpermaterial eine Steighilfe, sind also
als Hilfskapillaren zu betrachten. Ordnet man auf diese Weise eine
theoretisch unbegrenzte Zahl an Einzelkapillaren hintereinander
an, so erhält man einen Kapillarkanal, der selbsttätig Flüssig
keit von der Ansaug- bis zu der Endkapillare befördert. Faßt man
eine wiederum theoretisch unbegrenzte Zahl solcher Kapillarkanäle
zu einem Verbundsystem zusammen, so befördert dieses ohne Pum
pen oder ähnliche Hilfsmittel Flüssigkeiten in große Höhe oder
beinahe unbegrenzt weit. Man kann solche Systeme auch aus nicht
saugfähigem Material bauen, die Steighilfen müssen aber auf jeden
Fall aus saugfähigem Material sein. Die Fig. 2 zeigt eine Mög
lichkeit, wie man die Flüssigkeit aus den Endkapillaren des
Kapillarverbundsystems entnehmen kann. Die Endkapillaren 9 münden
in einen Sammelkanal 10, der am oberen und am unteren Ende die
Verschlüsse 11 und 12 hat. Während der untere Verschluß 12 ge
schlossen ist, wird durch den oberen Verschluß 11 Flüssigkeit ein
gefüllt. Wenn der Sammelkanal voll ist, dann wird der obere Ver
schluß geschlossen und der untere geöffnet. Da der Verschluß 12
deutlich unterhalb der Endkapillaren liegt, entsteht durch die
abströmende Flüssigkeit eine Sogwirkung auf die Flüssigkeit in
den Endkapillaren. Sie wird herausbefördert, die Hilfskapillaren
lassen Flüssigkeit vom Flüssigkeitsbehälter nachströmen. Aus dem
Sammelkanal fällt die Flüssigkeit in ein Fallrohr 13, kann dort
eine Turbine oder andere Maschine antreiben, fällt dann in den
Flüssigkeitsbehälter zurück und wird erneut angesaugt. Die Summe
der Endkapillarenquerschnitte muß größer sein als der Querschnitt
des unteren Verschlusses 12, damit genügend Flüssigkeit nachströmt
und der Sog nicht abreißt.The capillary body 1 consist of absorbent material, for. B. wood, fired clay. The suction capillary 2 sucks liquid out of the liquid container 14 . The liquid rises in the suction capillary and is divided into two liquid columns by the dividing tongue 3 . In the auxiliary capillary 4 , the liquid column remains at the border to the air shaft 6 . The liquid in the riser capillary 5 would not continue to rise because the surface tension of the liquid wants to cause the smallest possible surface, but the cross section of the capillary widens at this point. To bridge this critical point, a climbing aid 8 made of absorbent material is inserted into the riser capillary. In addition, the natural capillaries in the capillary body material form a climbing aid and should therefore be regarded as auxiliary capillaries. If you arrange a theoretically unlimited number of individual capillaries one after the other in this way, you get a capillary channel that automatically conveys liquid from the suction to the end capillary. If you again summarize a theoretically unlimited number of such capillary channels to form a composite system, this conveys liquids without pumps or similar aids to great heights or almost unlimited distances. Such systems can also be built from non-absorbent material, but the climbing aids must in any case be made of absorbent material. Fig. 2 shows a Possibility how you can remove the liquid from the end capillaries of the capillary composite system. The end capillaries 9 open into a collecting channel 10 which has the closures 11 and 12 at the upper and lower ends. While the lower closure 12 is closed, a liquid is filled through the upper closure 11 . When the collecting channel is full, the upper closure is closed and the lower one is opened. Since the closure 12 lies clearly below the end capillaries, the liquid flowing off creates a suction effect on the liquid in the end capillaries. It is conveyed out, the auxiliary capillaries allow liquid to flow in from the liquid container. The liquid falls from the collecting duct into a downpipe 13 , can drive a turbine or other machine there, then falls back into the liquid container and is sucked in again. The sum of the end capillary cross sections must be greater than the cross section of the lower closure 12 so that sufficient liquid flows in and the suction does not break off.