AT378975B - In eine rohrleitung einbaubarer energieumwandler - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft einen in eine Rohrleitung einbaubaren Energieumwandler mit Einbauten zur Strömungsumlenkung und Umwandlung der potentiellen und/oder kinetischen Energie einer in der Rohrleitung strömenden Flüssigkeit in Wärme. 



   Um die Strömungsenergie des fliessenden Wassers am Austritt von Rohrleitungen zu beherr- schen, sind Energievernichter, oder richtig bezeichnet Energieumwandler, bekanntgeworden. Diese
Einrichtungen bestehen im wesentlichen aus mehreren hintereinander geschalteten Lochblenden, wobei hinter jener Lochblende durch die plötzliche Querschnittserweiterung ein Teil der Geschwin- digkeitsenergie verwirbelt und somit verbraucht wird. Zur Unterstützung dieser Energieumwand- lung wurden gemäss der AT-PS Nr. 221444 die Lochblenden so angeordnet, dass der Flüssigkeitsstrom zu Richtungsänderungen gezwungen wird, wodurch durch Erhöhung des Strömungswiderstandes noch mehr Strömungsenergie in Wärme umgewandelt wurde. Ferner sind Energieumwandler in Form von
Tosbecken bekannt, die durch Erzeugung von Sekundärströmungen wie z. B.

   Strömungsdrall eine
Energieumwandlung erreichen, wobei die Strömung in Hauptrichtung in Grenzen gehalten werden kann. Die Sekundärströmungen werden durch Reibung oder den Einbau entsprechender Schikanen (Gleichrichter) wieder abgebaut, wodurch wieder Wärme erzeugt wird. 



   Die bekannten Ausführungen wiesen einen relativ grossen Platzbedarf für die Verwirbelungs- räume auf, der nicht immer zur Verfügung steht. Bedingt durch die Verwirbelung und durch die unstetige Umwandlung der Energie neigt die gesamte Anlage zu Vibrationen, Lärmentwicklung und teilweise auch zu Kavitationen. Ferner ist nachteilig, dass derartige Konstruktionen relativ teuer sind. 



   Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die angeführten Nachteile zu beheben und durch eine zwangsweise stetige Querschnittserweiterung eine stetige Umwandlung der hohen Ein- trittsgeschwindigkeit in eine geringe Austrittsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Umwandlung der
Strömungsenergie in Wärme durch oftmaligen Richtungswechsel zu erreichen. 



   Der erfindungsgemässe Energieumwandler ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einbau zumin- dest zwei längs einer Fläche berührende Bauteile umfasst, die auf den einander berührenden Flä- chen Rillen aufweisen, die untereinander so versetzt angeordnet sind, dass sie von innen nach aussen und/oder aussen nach innen mäanderförmige Kanäle für die Flüssigkeit bilden, die von einem hohen Druckniveau zu einem niedrigen Druckniveau führen. 



   Wesentliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. 



   Die Erfindung ist in den Fig. l bis 3 beispielsweise und schematisch dargestellt. 



   Fig. l zeigt einen aus 3 Platten bestehenden Energieumwandler, während die Fig. 2 und 3 jeweils einen Energieumwandler mit 2 Bauteilen zeigen, die durch Hintereinanderschaltung für höhere Energieleistungen ausgebildet werden können. Der Energieumwandler gemäss Fig. l besteht im wesentlichen aus 3 einander berührenden Bauteilen --3, 4, 5--. An den   Berührungsflächen-l,   2-- sind Rillen --6-- vorgesehen, die auf den einzelnen Bauteilen --3, 4,   5-- so   versetzt angeordnet sind, dass sich ein mäanderförmiger Strömungskanal in radialer Richtung bildet.

   Die Rillen zwischen den beiden Bauteilen --3, 4-- weisen dabei gleiche Querschnitte auf, die sich jedoch, da sie auf ringförmigen Flächen angeordnet sind, querschnittsvergrössernd auswirken, so dass die Flüssigkeit vom Eintritt --7-- bis zum Austritt aus der   Rille --6'-- verlangsamt   und schliesslich über   Überleitungskanäle --8-- in   die Rille zwischen den Bauteilen --4, 5-- übergeleitet wird. Um auch längs der   Berührungsfläche --2-- eine   Abnahme der Geschwindigkeitsenergie zu erreichen, weisen die Rillen dieser Berührungsfläche von aussen nach innen ansteigende Querschnitte auf, so dass die Flüssigkeit am Austritt aus der innersten Rille --6"-- eine geringere Geschwindigkeit als im   Überstromkanal-8-aufweist.   Die Flüssigkeit wird dann über den Austritt --9-- abgeleitet.

   Da die Bauteile --3, 4, 5-- praktisch planparallele Platten sind, können sie ohne weiteres ähnlich wie Blenden zwischen den Flanschen einer Rohrleitung eingebaut werden. 



  Durch Vergrösserung und Verkleinerung der Anzahl der hintereinander geschalteten   180 -Krümmun-   gen lässt sich praktisch jeder nötige Druckabfall erreichen. 



   In Fig. 2 ist eine Konstruktionsvariante zu Fig. 1 dargestellt, in welcher die Anzahl der hintereinander geschalteten Rillen verringert wurde, bei der aber der Rillenquerschnitt von innen nach aussen abnimmt, wodurch der Querschnittsvergrösserung infolge der radialen Anordnung der Ringe teilweise entgegengewirkt wird. 

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   In Fig. 3 ist eine weitere Konstruktionsvariante hiezu dargestellt, bei der die Rillen auf Kegelmantelflächen angeordnet sind, wodurch die Querschnittsvergrösserung beim Übergang von einer Rille in die andere gegenüber der rein radialen Richtung bei gleichbleibendem radialen Querschnitt vermindert wurde. Zur Vermeidung von grossen radialen Baugrössen lassen sich mehrere derartige Stufen gemäss Fig. 1 oder 2 hintereinander schalten und eine optimale Abbremsung auch grösster kinetischer Strömungsenergien erreichen. 



   Die absolut stetige Querschnittsvergrösserung und damit verbunden die stetige Abnahme der Durchflussgeschwindigkeit vermeidet die Ausbildung von Verwirbelungszonen im Energieumwandler, so dass Schwingungserscheinungen, die fast immer mit Lärmbelästigung und auch immer wieder einer verstärkten Materialbeanspruchung verbunden sind, vermieden werden können. Die Wärmeentwicklung ist bedeutungslos, da bei einem Druckabbau von 427 m Wassersäule lediglich eine Temperaturerhöhung von 10 auftreten kann. 



   Die Erfindung ist nicht auf Anlagen beschränkt, bei welchen der Druckunterschied zur Atmosphäre abgebaut wird, sondern kann auch zum Abbau von Druckunterschieden unterschiedlicher Druckniveaus, z. B. zweier Druckrohrleitungen aus verschiedenen Speichern, verwendet werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. In eine Rohrleitung einbaubarer Energieumwandler mit Einbauten zur Strömungsumlenkung und Umwandlung der potentiellen und/oder kinetischen Energie einer in der Rohrleitung strömenden Flüssigkeit in Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbau zumindest zwei längs einer Fläche (1, 2) berührende Bauteile (3,4, 5) umfasst, die auf den einander berührenden Flächen (1, 2) Rillen (6) aufweisen, die untereinander so versetzt angeordnet sind, dass sie von innen nach aussen und/oder aussen nach innen mäanderförmige Kanäle für die Flüssigkeit bilden, die von einem hohen Druckniveau zu einem niedrigen Druckniveau führen.

Claims (1)

1. 2. Energieumwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander folgenden Rillen in Strömungsrichtung einen sich vorzugsweise stetig vergrössernden Strömungsquerschnitt aufweisen und jeweils eine Umlenkung des Flüssigkeitsstromes um 1800 erzeugen.

   3. Energieumwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (6) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen und konzentrisch auf einer Ebene oder auf Kegelmantelflächen angeordnet sind.