DE4341456C2 - Leitungsnetz, insbesondere Frisch- oder Reinwasser-Rohrleitungsnetz - Google Patents

Description

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 bil­ denden Nebenleitung, an die wenigstens eine Entnahmestelle an­ geschlossen ist, wobei die Nebenleitung mit ihrem zu- oder ab­ strömseitigen Leitungsabschnitt oder -ende in einem Bereich der Haupt- oder Ringleitung mit verändertem lichten Leitungs­ querschnitt mündet.

Um beispielsweise qualitativ hochwertiges Reinwasser an ver­ schiedenen Entnahmestellen bereitstellen zu können, ist es be­ reits bekannt, ein Rohrleitungsnetz mit einer Haupt-Ringlei­ tung 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 ab­ strömseitigen Leitungsabschnitt hat.

Um auch in diesen zu einer Entnahmestelle führenden Nebenlei­ tungen das Wasser selbst bei diskontinuierlicher Entnahme in einem kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom durchfließen zu las­ sen, sind in die Haupt-Ringleitung des vorbekannten Rohrlei­ tungsnetzes im Bereich jeder Entnahmestelle Rohrabschnitte zwischengeschaltet, in denen sich die Ringleitung konisch oder düsenförmig verengt, um sich anschließend wieder diffusorför­ mig zu erweitern. Dabei ist der zuströmseitige Leitungsab­ schnitt jeder Nebenleitung außerhalb der ihr zugeordneten Rohrverengung angeordnet, während der abströmseitige Leitungs­ abschnitt in dem Bereich der Rohrverengung mündet, der den ge­ ringsten 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 Rohr­ leitung abhängige Druckdifferenz bewirkt den erwünschten kon­ tinuierlichen 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 even­ tuellen Verunreinigungen entgegenwirken kann.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Leitungssystem zu schaffen, das derartigen Verunreinigungen wirkungsvoll ent­ gegenwirkt 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 zuströmsei­ tige Leitungsende der Nebenleitung an die Hauptleitung im Be­ reich der ihr zugeordneten Rohrerweiterung angeschlossen, wäh­ rend das abströmseitige Leitungsende der Nebenleitung in einen Bereich der Hauptleitung mit demgegenüber reduziertem Lei­ tungsquerschnitt mündet. Die Nebenleitung ist mit ihren Lei­ tungsenden also in zwei Bereichen der Hauptleitung angeschlos­ sen, die einen unterschiedlichen lichten Durchmesser aufwei­ sen. Die Fließgeschwindigkeit oder Strömungsgeschwindigkeit des kontinuierlich in der Hauptleitung strömenden Reinwassers oder dergleichen Mediums nimmt im Bereich jeder Rohrerweite­ rung 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 Be­ reich mit einem demgegenüber reduzierten Leitungsquerschnitt das im Leitungsnetz geführte Medium eine höhere Strömungsge­ schwindigkeit 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 so­ wie den Nebenleitungen geführten Reinwassers oder dergleichen Mediums wird einer Keimbildung und einem Ansammeln von Verun­ reinigungen im Leitungsnetz entgegengewirkt. Diese Reinigungs­ wirkung läßt sich durch eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit des in das erfindungsgemäße Leitungsnetz eingespeisten Rein­ wassers noch zusätzlich wesentlich verstärken. Einer solchen erhöhten Fließgeschwindigkeit kommt entgegen, daß das erfin­ dungsgemäße Leitungsnetz in seiner Hauptleitung keine düsen­ förmigen Rohrverengungen -, sondern vielmehr Rohrerweiterun­ gen aufweist. Durch diese Rohrerweiterungen können auch die hydraulischen Verluste bei dem erfindungsgemäßen Leitungsnetz gering gehalten werden, so daß auch an der in Strömungsrich­ tung letzten Nebenleitung ein ausreichender Flüssigkeitsdruck zur Verfügung steht.

Grundsätzlich können sowohl der zuströmseitige Leitungsab­ schnitt wie auch das abströmseitige Leitungsende der Nebenlei­ tung im Bereich der Rohrerweiterung an die Hauptleitung ange­ schlossen sein, wenn die Rohrerweiterung an diesen Anschluß­ stellen einen unterschiedlichen lichten Durchmesser hat. Um die Nebenleitung jedoch gut durchspülen zu können und um dazu einen ausreichenden Druckunterschied zwischen dem zuströmsei­ tigen und dem abströmseitigen Leitungsende der Nebenleitung zu erzeugen, ist es vorteilhaft, wenn der zuströmseitige Lei­ tungsabschnitt der Nebenleitung im Bereich des größten lichten Querschnittes der Rohr- oder Querschnittserweiterung der Hauptleitung an dieser angeschlossen ist und wenn der abström­ seitige Leitungsabschnitt der Nebenleitung in einem Bereich außerhalb der Rohr- oder Querschnittserweiterung in der Haupt­ leitung mündet.

Die Rohrerweiterungen der Hauptleitung können praktisch belie­ big ausgestaltet sein. Jedoch ist eine in ihrem Rohrinneren strömungstechnisch günstig ausgebildete Rohrerweiterung vorzu­ ziehen. 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 ein­ ander 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 Lei­ tungsabschnitt der Nebenleitung im Bereich einer Rohrverengung der Hauptleitung mündet, wobei jeder Nebenleitung vorzugsweise eine Rohrverengung zugeordnet ist. Da bei dem erfindungsgemäßen Leitungsnetz der zuströmseitige Leitungsab­ schnitt der Nebenleitung im Bereich einer Rohrerweiterung an die Hauptleitung angeschlossen ist, besteht bei dieser Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung eine besonders hohe Druckdiffe­ renz zwischen dem zuströmseitigen und dem abströmseitigen Lei­ tungsende der Nebenleitung.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzel­ nen 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-Ringlei­ tung 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 beispiels­ weise zur Reinwasserversorgung etwa im Klinikbereich oder bei Industrieanlagen eingesetzt werden kann. Das Leitungsnetz 1 weist eine Hauptleitung 2 auf, die zur Erzeugung eines konti­ nuierlichen Flüssigkeitsstromes als Ringleitung ausgebildet ist. Durch den kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom wird einer Keimbildung und einem Ansammeln von Verunreinigungen im Lei­ tungsnetz 1 entgegengewirkt.

Die Hauptleitung ist zu- und abströmseitig mit einer Aufberei­ tungsanlage 3 verbunden, die das Reinwasser erzeugt, dieses in das Leitungsnetz einspeist und das ihr anschließend wieder zu­ geführte Reinwasser erneut aufbereitet und gegebenenfalls er­ gänzt, 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 Neben­ leitung 6 mit der Hauptleitung 2 verbunden sind. Die Nebenlei­ tungen 6 sind von der Hauptleitung 2 abgezweigt und praktisch als by-pass ausgebildet. Jeder Nebenleitung 6 ist eine Rohrer­ weiterung 7 zugeordnet, die einen erweiterten lichten Lei­ tungsquerschnitt hat und in die Hauptleitung 2 zwischenge­ schaltet ist. Wie aus Fig. 1 deutlich wird, ist der zuströmsei­ tige 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 Rohrerwei­ terung 7 in einem Bereich der Hauptleitung mit einem demgegen­ über 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 gleichzei­ tig 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 zuströmseiti­ gen und den abströmseitigen Leitungsenden 8, 9 der Nebenleitun­ gen 6 jeweils eine Druckdifferenz, die das durch die Hauptlei­ tung 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 gebil­ det wird, kann das Reinwasser oder dergleichen Medium auch mit hoher Geschwindigkeit in das Leitungsnetz 1 eingespeist wer­ den, was das Durchspülen der Hauptleitung 2 sowie der Neben­ leitungen 6 wesentlich begünstigt.

Wie in Fig. 1 angedeutet ist, weist das Leitungsnetz 1 im Be­ reich der Hauptleitung 2 mit Ausnahme der Rohrerweiterungen 7 in etwa denselben lichten Durchmesser auf. Demgegenüber haben die Nebenleitungen 6 zweckmäßigerweise einen geringeren Durch­ messer, 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 Neben­ leitung 6 vorgesehene Leitungsabschnitt 10 möglichst kurz ausgestaltet werden sollte.

Während der zuströmseitige Leitungsabschnitt 8 der Nebenlei­ tungen 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 ge­ ring zu halten, wird jedoch die in den Fig. 1 und 2 darge­ stellte 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 hydrauli­ schen 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 darge­ stellt. Deutlich zu erkennen ist, daß die Rohrerweiterung 7 zwei etwa gleich große kegelstumpfförmige Erweiterungsab­ schnitte 11, 12 hat, die sich zu ihren einander abgewandten En­ den hin verjüngen und in die angrenzenden Leitungsabschnitte der Hauptleitung 2 übergehen. Um eine möglichst hohe Druckdif­ ferenz 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 zugeord­ neten Rohrerweiterung 7 an die Hauptleitung 2 angeschlossen, während der abströmseitige Leitungsabschnitt 9 der Nebenlei­ tungen 6 weitgehend in einem Bereich außerhalb der Rohr- oder Querschnittserweiterung 7 in die Hauptleitung 2 mündet.

Bei einem Öffnen 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 Keimbil­ dung und einem Ansammeln von Verunreinigungen wirkungsvoll entgegengewirkt, wobei sich das Leitungsnetz 1 auch bei einer Vielzahl von Entnahmestellen 4 durch einen vergleichsweise ge­ ringen hydraulischen Verlust auszeichnet. Da in der Hauptlei­ tung 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 Haupt­ leitung 2 wie auch der Nebenleitungen 6 noch zusätzlich begün­ stigt wird. Dabei steht auch bei einer größeren Anzahl von Entnahmestellen 4 an der in Strömungsrichtung letzten Entnah­ mestelle 4 ein ausreichender Flüssigkeitsdruck zur Verfügung.

Claims (4)

1. Leitungsnetz, insbesondere Frisch- oder Reinwasser-Rohr­ leitungsnetz, 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- und/oder Ringleitung mit verändertem lichten Leitungsquer­ schnitt mündet, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer Nebenleitung (6) eine in die Haupt- und/oder Ringleitung zwischengeschaltete Rohrerweiterung (7) zugeordnet ist, die (7) einen erweiterten lichten Leitungsquerschnitt hat, daß der zuströmseitige Leitungsabschnitt (8) der Nebenleitung(en) (6) an die Hauptleitung (2) im Bereich ihrer Rohrerweiterung (7) angeschlossen ist und daß der abströmseitige Leitungsabschnitt (9) der Nebenleitung (6) in einem Bereich der Hauptleitung (2) mit demgegenüber reduziertem Leitungsquerschnitt mündet.

2. Leitungsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zuströmseitige Leitungsabschnitt (8) der Nebenlei­ tung(en) (6) im Bereich des größten lichten Querschnittes der Rohr- oder Querschnittserweiterung (7) der Hauptlei­ tung (2) an dieser angeschlossen ist und daß der abström­ seitige Leitungsabschnitt (9) der Nebenleitung(en) (6) in einem Bereich außerhalb der Rohr- oder Querschnittserwei­ terung in der Hauptleitung (2) mündet.

3. Leitungsnetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rohr- oder Querschnittserweiterung (7) zwei, vorzugsweise etwa gleich große Erweiterungsabschnitte (11, 12) hat, die jeweils trichter- oder kegelstumpfförmig ausgebildet sind und sich zu ihren einander abgewandten Enden hin verjüngen.

4. Leitungsnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der abströmseitige Leitungsabschnitt (9) der Nebenleitung(en) (6) im Bereich einer Rohrverengung der Hauptleitung (2) mündet, wobei jeder Nebenleitung (6) vorzugsweise eine Rohrverengung zugeordnet ist.