-
Rohrabzweig für wasserführende Rohranlagen Der Rohrabzweig gemäß der
Erfindung dient im wesentlichen dazu, Druckunterschiede in den Knotenpunkten (Abzweigen)
von Warmwasserheizungs- und -versorgungsanlagen auszugleichen, und ferner, um Wirbelbildung
in diesen Knotenpunkten zu vermindern, so daß die in den Knotenpunkten eintretenden
Wasserströme erstens mit geringerem Druck, als im Knotenpunkt vorhanden ist, und
zweitens mit voller Querschnittsfläche ,eintreten können.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Eintrittsstützen,
der Abzweigstutzen und der Austrittsstutzen taugential an einem Hohlring angeschlossen
sind.
-
Es sind wohl Rohrabzweige bekannt, welche durch zungenförmige Leitbleche
eine Gleichrichtung der strömenden Wasserfäden und somit -einen möglichst geringen
Strömungsenergieverlust anstreben, doch sind diese Rohrabzweige nicht geeignet,
Druckunterschiede in solchen Knotenpunkten auszugleichen.
-
Es ist ferner bei Rohrkrümmern bekannt, daß der eine Schenkel tangential
im Schraubengang in den zweiten Schenkel übergeht, so daß die Richtungsänderung
des Flüssigkeitsstromes um 9o° in einer kreisenden Bewegung erfolgt, doch sind auch
solche Rohrkrümmer nicht geeignet, den angestrebten Zweck des Erfindungsgegenstandes
zu @erfüllen, denn bei diesen bekannten Rohrkrümmern wird lediglich die Richtung
des Flüssigkreisstromes um 9o° geändert; es tritt aber kein zweiter (Abzweig-) Strom
in diesem hinzu. Außerdem würden Luftansammlungen im oberen Teil des turbinenartigen
Gehäuses dieses Rohrkrümmers jede Schwerkraftzirkulation verhindern.
-
Der Erfindungsgegenstand beruht auf der in Abb. i dargestellten Grundform.
Leitet man Wasser durch sein gerades Rohr in Richtung a-b, an welchem der Hohlring
c angesetzt ist, so wird der Wasserinhalt des Hohlringes in kreisende Bewegung versetzt,
und zwar im Richtungssinne a-b, wie dies durch Pfeile kenntlich gemacht ist.
-
Diese Erscheinung beruht auf dem physikalischen Grundgesetz, wonach
sich Wasserdrücke in geschlossenen Behältern allseitig gleichmäßig auswirken. Die
wasserbewegende Kraft in Richtung a-b wirkt sich also in gleicher Weise sowohl auf
die gerade Rohrstrecke als auch auf die ringförmige Rohrstrecke aus. Setzt man die
wasserbewegend: Kraft im .oberen Teil des Hohlringes an, muß andererseits gleichfalls
die Kraftübertragung auf. den geraden Rohrteil a-b eintreten. Demnach ist es vollkommen
gleich, an welchem. Punkt des Ringes die Kraft angesetzt wird, um -eine Wasserbewegung
zu erzielen. Diese Erscheinung tritt sowohl bei geringen als auch bei größeren Wassergeschwindigkeiten
bzw. -drücken sein.
-
Abb. z stellt einen Rohrabzweig nach dieser Grundform dar. Der Rohrabzweig
besteht aus dem Eintrittsstutzen a, dem Austrittsstutzen b, dem Abzweigstutzen
d und dem
Hohlring c. Die Querschnitte der einzelnen Stutzen
sind von der Menge des zu fördernden Wassers abhängig, wobei die Querschnittsgrößlen
der einzelnen Stutzen für die Wirkungsweise bedeutungslos sind.
-
Abb. 3 zeigt den Schnitt A-B durch diesen Rohrabzweig. Hieraus ist
zii erkennen, daß, der Hohlring c im Scheitel des Durchgangsstückes a-b angesetzt
und zum Rohrsohlenpunkt geführt wird. Diese lediglich konstruktiv beachtliche Ausbildung
ist für die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes nicht entscheidend.
-
Der in Abb. z und 3 dargestellte Abzweig wird in solchen Fällen verwendet,
bei denen in der Durchgangsrichtung ca-b ein höherer Umtriebsdruck als in der Abzweigstrecke
d vorhanden ist. Dieser Überdruck hat nun das Bestreben, sich nach der Stelle> des
niederen Druckes auszuwirken, also nach der Abzweigeintrittsstelled. Die Druckfortpflanzung
geschieht allseitig gleichmäßig. Sie wird daher durch beide Anschlußlstellen des
ringförmigen Ansatzes vor sich gehen. Da nun aber durch die Zwangsführung in Kreisform
der von zwei Stellen kommende Druck entgegengesetzt gerichtet ist, muß seine Wirkung
aufgehoben werden. Demnach kann sich der Überdruck a-b nach d nicht auswirken,
Infolgedessen kann auch eine Behinderung des bei d eintretenden Stromes nicht stattfinden.
Damit ist aber der angestrebte Zweck erreicht.
-
Eine weitere Begründung des angestrebten Zweckes ist folgende: Blei
Überdruck 'a-b wird der Wasserinhalt des Hohlringes in kreisende Bewegung versetzt
(s. Abb. i). Die Bewegung verläuft im Sinne a-b. Ferner wird bei Überdruck a-b anfänglich
der Stromeintritt bei d behindert, da der Überdruck versucht, nach der Stelle des
niederen Druckes, also nach d zu gelangen. Dies kann aber nur dann geschehen, wenn
leinte Drehbewegung im Sinne b-a, also im gegensätzlichen Sinne vor sich geht, zumindest
aber Stillstand des Wassers im ringförmigen Teil eintritt. Da aber, durch die Fließ-
und Überdruckrichtung a-b ständige Kräfte herrschen, die leine Drehbewegung im Sinne
a-b herbeiführen, kann eine Behinderung des eintretenden Stromkreises bei d nur
kurze Zeit stattfinden. Denn eine Drehbewegung im Sinne a-b ist gleichgerichtet
mit dem ankommenden Strom bei d. Gleichgerichtete Ströme können aber nur gleichgerichtete
Druckrichtung haben, womit wiederum der angestrebte Zweck erreicht ist.
-
Abb. q. und 5 stellen den Abzweig in einer Ausführungsform dar, welche
dann angewendet wird, wenn Überdruck im Abzweigteil herrscht, also in Richtung a-b.
Die Vorgänge sind die gleichen wie bei dem Abzweig nach Abb. a.
-
In Abb.6 wird das Schema einer Warmwasserschwerkraftheizung mit den
Einbaumöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes gezeigt. Die fünf Rechtecke in einer
Höhe bedeuten Heizkörper; rechts liegt der Kessel. Die langen Pfeile geben die Fließrichtung
des Wassers im Gesamtrohrnetz, die kurzen Pfeile geben die Überdruckrichtung innerhalb
der einzelnen Stromkreise an.
-
Durch die Rohrnetzbenechnung solcher Heizungsanlagen soll erreicht
werden, daß die verschiedenen Umtriebskräfte, verursacht durch die verschiedenen
Wassertemperaturen innerhalb des Rohrnetzes, in der Lage sind, die Strömungswiderstände
innerhalb ihrer Teilstrecke zu überwinden. Herrscht also in einem Knotenpunkt (Abzweig)
ein höherer Druck als in einer angeschlossenen Teilstrecke, so wird letztere am
Einströmen in den Knotenpunkt behindert. Die Teilstrecke wird abgeschnitten, wie
man in der Praxis hierfür sagt. In einem solchen Falle kann natürlich der angeschlossene
Heizkörper seine Funktion nicht erfüllen und kann keine Wärme abgeben.
-
Die Rohrnetzberechnung @erfaßlt wohl alle Strömungswiderstände. Treten
durch Montage- und Betriebszufälligkeiten ungewollte Druckunterschiede ein, so können
diese nicht mehr rechnerisch @erfaßt werden. In diesen Fällen soll nun der Erfindungsgegenstand
hauptsächlich verwendet werden.
-
Im Knotenpunkt i der Abb. 6 sei ein üblicher gerader Rohrabzweig eingebaut.
Der Überdruck besteht in Durchgangsrichtung.
-
Abb.7 zeigt die Auswirkung dies Überdruckes auf den Abzweigstutzen.
Je nach Größe des Überdruckes werden sich in den Winkeln des Abzweiges Wirbel bilden,
welche den Eintritt des Abzweigstromes ganz oder teilweise behindern.
-
Das gleiche tritt bei üblichen schrägen Abzweigen (Abb.8) lein.
-
Die Strömungsverhältnisse beim Einbau des erfindungsgemäßen Abzweiges
nach Abb. a zeigt dagegen Abb. 9, wenn gleichfalls Überdruck in Durchgangsrichtung
vorhanden ist. Es tritt also die bereits geschilderte Wirkung ein, wonach der ankommende
Abzweigstrom nicht behindert werden kann, sondern mit geringerem Druck und vollem
Querschnitt in den Knotenpunkt eintreten wird.
-
In Abb. i o ist Knotenpunkt q. mit einem üblichen geraden Abzweig
mit Überdruck in Abzweigrichtung dargestellt. In solchem Falle wirkt sich der Überdruck
gleichfalls ungehindert allseitig gleichmäßig aus und behindert dien -ankommenden
Hauptstrom, wodurch
zuweilen sämtliche angeschlossenen Heizkörper
zum Stillstand kommen.
-
Wird dagegen am Knotenpunkt q. ein Abzweig nach Abb. ¢ eingebaut,
so kann sich, wie Abb. i i zeigt, der Überdruck nicht nachteilig und gegensätzlich
auf den ankommenden Hauptstrom auswirken. Im Gegenbeil wird der Überdruck eine vorteilhafte
Wirkung auf den ankommenden Hauptstrom ausüben.
-
Der wesentliche Vorteil des @erfindungsgemä;ßen Rohrabzweiges besteht
demnach darin, daß Druckunterschiede, die hemmend auf eine mit schwächerem Druck
eintretende Strömung wirken, ausgeglichen werden, wodurch Druckgleichheit und damit
gleichmäßige Wasserbewegung in allen Rohrstrecken erzielt wird.