DE601256C - Curved pipes and channels - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AIB 11. AUGUST 1934ISSUED AIB AUGUST 11, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 601256 KLASSE Ali GRUPPE loiJVi 601256 CLASS Ali GROUP loi

Walter Wulff in Düsseldorf*) Gekrümmte Leitungen und Kanäle Walter Wulff in Düsseldorf *) Curved pipes and ducts

Patentiert im Deutschen Reiche vom ig. Januar 1930 abPatented in the German Empire by ig. January 1930

Es ist bekannt, daß gekrümmte LeitungenIt is known that curved lines

und Kanäle nach dem heutigen Stand der Technik Durchflußwiderstände und deraentsprechende Druckverluste aufweisen, die wesentlich größer sind als in geraden Leitungen.and state-of-the-art channels, flow resistances and the like Have pressure losses that are significantly greater than in straight lines.

Es ist ferner bekannt, daß man dieseIt is also known that this

Durchflußwiderstände dadurch verringern kann, daß in der gekrümmten Leitung eine Querschnittserweiterung vorgenommen wird.Can reduce flow resistance in that a Cross-sectional expansion is made.

Sodann ist bekannt, daß in Leitungen und Kanälen mit konstantem Krümmungsradius, z. B. in kreisrunden Rohrschlangen, kein größerer Durchflußwiderstand herrscht als in geraden Leitungen.Then it is known that in pipes and ducts with a constant radius of curvature, z. B. in circular coils, there is no greater flow resistance than in straight lines.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich damit, in Leitungen und Kanälen mit veränderlichem Krümmungsradius die Längs- und Querschnitte der Krümmung so zu bemessen, daß der Strömungswiderstand gegenüber dem heutigen Stand der Technik bis zur. Erreichung eines Optimums verringert werden kann. Bei den hier betrachteten gekrümmten Leitungen handelt es sich um Krümmer, Bogen, T-Stücke, Kreuzstücke u. dgl. Leitungen und Abzweigstücke, die eine Richtungsänderung des hindurchfließenden Mittels bewirken sollen. Es findet bei diesen Richtungsänderungen und Abzweigungen immer ein Übergang zwischen zwei Leitungen oder Kanälen mit verschiedenen Krümmungsradien statt, z. B. von dem unendlich großen Krümmungsradius einer geraden Leitung zu dem endlich bemessenen Krümmungsradius eines Bogens konstanter Krümmung. Unter konstanter Krümmung ist eine solche mit gleichbleibendem Krümmungsradius verstanden. The present invention is concerned with this, in lines and channels with variable Radius of curvature to dimension the longitudinal and cross sections of the curvature in such a way that that the flow resistance compared to the current state of the art up to. achievement can be reduced to an optimum. The curved lines considered here are elbows, Elbows, T-pieces, cross pieces and the like. Lines and branch pieces that change direction of the medium flowing through it. It takes place at these changes of direction and junctions are always a transition between two lines or channels with different radii of curvature instead of, e.g. B. from the infinitely large radius of curvature of a straight line the finitely measured radius of curvature of an arc of constant curvature. Under constant curvature is understood to mean one with a constant radius of curvature.

Die gleichen Ausführungen gelten für akustische Wellen, bei denen die Interferenzerscheinungen etwa der Turbulenz der.strömenden Materie entsprechen.The same statements apply to acoustic waves in which the interference phenomena correspond roughly to the turbulence of the flowing matter.

Sobald die Krümmung konstant ist, der Krümmungsradius also nicht verändert wird, ist eine Gestaltsänderung des Leitungsquerschnittes nicht erforderlich. Die bisher in der Technik gebräuchlichen Richtungsänderungen in Leitungen und Kanälen sind vorwiegend solche konstanter Krümmung; denn sie werden im allgemeinen in Kreisbogenform ausgeführt. Wenn diese Kreisbogenform der Krümmung in ihrem Anschlußquerschnitt an eine gerade Leitung angeschlossen wird, so geht die Längsschnittform eines Kreisbogens unmittelbar in die Längsschnittform einer als Tangente angeschlossenen nicht mehr gekrümmten Leitung, also in einen unendlich großen Krümmungsradius, über. In diesem Falle berühren sich demnach die beiden Grenzfälle an, sich konstanter Krümmung unmittelbar im Anschlußquerschnitt. Es besteht dabei kein allmählicher Übergang zwischen den beiden Grenzfällen, sondern eine ganz plötzlich einsetzende Richtungsänderung. Bei diesen bekannten Richtungsänderungen spielt sich der Vorgang der Umlenkung aus einer geraden Leitung in einen Bogen kon-As soon as the curvature is constant, i.e. the radius of curvature is not changed, it is not necessary to change the shape of the cable cross-section. The previously in The changes in direction in lines and ducts that are common in technology are predominant such constant curvature; because they are generally executed in the form of a circular arc. If this circular arc shape is the Curvature in its connection cross-section is connected to a straight line, so the longitudinal section shape of a circular arc goes directly into the longitudinal section shape of an as Tangent connected no longer curved line, so into an infinite line large radius of curvature, about. In this case, the two borderline cases of constant curvature touch one another directly in the connection cross-section. There is no gradual transition between the two borderline cases, but one sudden change of direction. With these known changes of direction the process of redirecting a straight line into an arc is

*) Von dem. Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) Of the. Patent seeker has been named as the inventor:

Hermann Carl Amme in Düsseldorf.Hermann Carl Amme in Düsseldorf.

stanter Krümmung nicht innerhalb eines Raumes ab, sondern innerhalb einer Querschnittsebene, nämlich des Anschlußquerschnittes, dessen Weglänge in Strömungsrichtung gleich Null ist. Man wollte hierbei eine geradegerichtete Strömung mit unendlich großem Krümmungsradius zwingen, ganz plötzlich in eine Leitung konstanter, endlicher Krümmung einzutreten. Zu einer derartigen ίο Änderung des Krümmungshalbmessers ist im Sinne der vorliegenden Erfindung immer eine Gestaltsänderung des Strömungsquerschnittes erforderlich, die zum Wert der Änderung der Krümmungsradien in Beziehung steht. Eine solche Gestaltsänderung erfordert immer eine Weglänge der Strömung, die aus praktischen Gründen sehr klein gehalten werden kann. Sie kann sich nicht in einem Differential des Strömungsweges, also in einer Ouerschnittsebene, abspielen; denn dann würde die Strömung dieser Gestaltsänderung nicht folgen. Sie erfordert stets einen durchströmten Raum, der sich aus einer zurückgelegten Weglänge ergibt.constant curvature not within a room, but within a cross-sectional plane, namely the connection cross-section, the path length of which is equal to zero in the direction of flow. You wanted one here Forcing a straight flow with an infinitely large radius of curvature, all of a sudden, into a line that is more constant, more finite Curvature to enter. Such a change in the radius of curvature is in For the purposes of the present invention, there is always a change in shape of the flow cross-section which is related to the value of the change in radii of curvature. One Such a change in shape always requires a path length of the flow, which is practical Reasons can be kept very small. You cannot be in a differential of the Flow path, that is, play in a cross-sectional plane; because then the current would do not follow this change in shape. It always requires a room with a flow, which results from a covered distance.

Es werden hier demnach nur die Übergangsquerschnitte und Längsschnitte zwischen zwei Leitungen oder Kanälen betrachtet, die verschiedene Krümmungsradien aufweisen, ζ. Β. Übergang von gerader Leitung in Bogen oder von Bogen in schärfere Krümmung, während die sogenannten konstanten Krümmungen belanglos sind. Eine Krümmung an sich kann nicht Gegenstand dieser Betrachtung sein, da sie nicht die Ursache der bekannten Druckverluste ist, die durch eine bestimmte Formgebung vermieden werden sollen.There are accordingly only the transition cross-sections and longitudinal sections between consider two lines or channels that have different radii of curvature, ζ. Β. Transition from a straight line to a curve or from a curve to a sharper curvature, while the so-called constant curvatures are irrelevant. A curvature in itself cannot be the subject of this Consideration as it is not the cause of the known pressure drops caused by a certain shape should be avoided.

Bei .der Bemessung gekrümmter Leitungen nach dieser Erfindung müssen bestimmte Strömungsverhältnisse der Zu- und Abführungsleitungen vorausgesetzt werden, die mit der gekrümmten Leitung verbunden sind. Bei einem Eintritt in einen Krümmungsübergang muß demnach bereits eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit vorhanden sein, die durch die vorausgehende andersartige Krümmung bzw. gerade Leitung gegeben ist. Ausgenommen sind hier diejenigen Fälle, bei denen eine zu betrachtende Krümmung unmittelbar an einen in statischer Ruhe befindlichen Flüssigkeitskörper angeschlossen ist oder bei denen die Ausströmung aus einer zu betrachtenden Krümmung unmittelbar ins Freie erfolgt. Im ersteren Falle tritt beim Eintritt in die Krümmung eine Beschleunigung der Flüssigkeit vom Geschwindigkeitswert Null aus ein, bei der sich der statische Druck des ruhenden Flüssigkeitskörpers in Geschwindigkeitsenergie umsetzt und bei der Ausströmung in die Atmosphäre das Umgekehrte. When dimensioning curved lines according to this invention, certain Flow conditions of the supply and discharge lines are assumed with the curved pipe are connected. When entering a curve transition a certain flow velocity must therefore already be present, which is due to the previous different curvature or line is given. The exceptions here are those cases in which a curvature to be observed is immediate is connected to a body of liquid which is in static rest or where the outflow from a curvature to be observed directly into Free takes place. In the former case, acceleration occurs when entering the curve of the liquid from a velocity value of zero, at which the static Pressure of the body of liquid at rest is converted into velocity energy and at the Relief into the atmosphere is the opposite.

In Abb. ι ist eine gerade Eintrittsleitung a durch einen gekrümmten Bogen b mit der geraden Austrittsleitung c verbunden. Da für die Formgebung gemäß der Erfindung nur die Übergänge zwischen zwei verschiedenen Krümmungen in Betracht gezogen zu werden brauchen, sind hier nur die beiden Bogenstücke d und e, die unmittelbar an den Anschlüssen der geraden Leitungen liegen, zu berücksichtigen. Das übrige Bogenstück f interessiert hier nicht, da, wie erwähnt, nicht die Krümmung an sich die Ursache für den erhöhten Durchflußwiderstand bildet,· sondern der Übergang zwischen zwei verschiedenen, Krümmungen. Es ergeben sich natürlich günstigere Strömungsverhältnisse, wenn man die Übergangsstücke d und e allmählich verlaufen läßt, d. h. möglichst lang macht. Andererseits ist es aus praktischen Herstellungsgründen und bei Berücksichtigung des verfügbaren Raumes in den meisten Fällen geboten, die Übergangsstücke möglichst kurz zu halten. Wenn der Krümmungsbogen, der die beiden geraden Anschlußleitungen miteinander verbindet, nicht gerade sehr lang ist, wie es in Abb. 1 z. B. in übertriebener Form dargestellt wurde, so teilt man zweckmäßig den Krümmungsbogen in zwei Hälften, wie in Abb. 2 dargestellt wurde. Dann stoßen die beiden Übergangsstücke d und β zusammen. Es bilden dann d den Übergang von der geraden Leitung bis zur stärksten Krümmung in der Mitte zwischen d und e. und e den Übergang von der stärksten Krümmung zur geraden Austrittsleitung.In Fig. Ι a straight inlet line a is connected to the straight outlet line c by a curved bend b . Since only the transitions between two different curvatures need to be taken into account for the shaping according to the invention, only the two curved pieces d and e, which are located directly at the connections of the straight lines, are to be taken into account here. The rest of the bend f is of no interest here because, as mentioned, it is not the curvature itself that is the cause of the increased flow resistance, but the transition between two different curvatures. Of course, more favorable flow conditions result if the transition pieces d and e are allowed to run gradually, that is, they are made as long as possible. On the other hand, for practical manufacturing reasons and taking into account the available space, it is advisable in most cases to keep the transition pieces as short as possible. If the curve that connects the two straight connecting lines is not very long, as shown in Fig. 1 z. B. was shown in exaggerated form, it is useful to divide the arc of curvature in two halves, as shown in Fig. 2. Then the two transition pieces d and β collide. Then d form the transition from the straight line to the strongest curve in the middle between d and e. and e the transition from the greatest curve to the straight outlet line.

i. Gleiche Durchflußleitungeni. Same flow lines

Bei einer verlustfreien Leitung ist es von selbst verständlich, daß die in der Zeiteinheit aus der geraden Leitung α in die Krümmung d eingetretene Flüssigkeitsmenge Q auch wieder aus der Krümmung e heraus in die gerade Leitung c hineintritt, d. h. in einer verlustfreien Leitung sind die Durchflußleistungen an allen Stellen gleich. Es verhalten sich demnach die Durchflußgeschwindigkeiten % : V₂ umgekehrt proportional den Strömungsquerschnitten F₂-F₁ In the case of a loss-free line, it goes without saying that the amount of liquid Q that has entered the curve d in the unit of time from the straight line α also re-enters the straight line c from the curve e , ie the flow rates are on in a loss-free line all places the same. The flow rates%: V _{2 are} inversely proportional to the flow cross-sections F ₂ -F ₁

V₉.V ₉ .

2. Gleiche Durchflußzeiten allerMoleküle 2. Same flow times for all molecules

In Abb. 3 ist mit i, 2, 3 der kreisrunde Anschlußquerschnitt einer geraden Eintrittsleitung bezeichnet. Der auf der Austrittsseite liegende, ebenfalls kreisrunde Anschlußquerschnitt, durch den die Strömung wieder in eine gerade Leitung eintritt, ist mit 4, 5, 6 bezeichnet. Die Linie 1 bis 4 stellt die äußereIn Fig. 3, i, 2, 3 denote the circular connection cross-section of a straight inlet line. The connection cross-section on the outlet side, which is also circular, through which the flow re-enters a straight line is denoted by 4, 5, 6. The line 1 to 4 represents the outer

Krümmungskurve von der Länge La und die Linie von 3 bis 6 die innere Krümmungskurve von der Länge Li dar. Die Linie von 2 bis S ist die Krümmungsmittellinie. Der Querschnitt an Stelle der stärksten Krümmung nach Schnitt A-B ist in der Krümmungsmitte dargestellt. Bei gleichen Durchflußzeiten Z aller Moleküle muß ein Flüssig-· keitsteilchen, welches im Punkte 3 die Krümmung betritt, nach der gleichen Durchflußzeit Zi im Austrittspunkte 6 angelangen, wie ein im Punkte 1 eingetretenes Molekül nach der Durchflußzeit Za = Zi im Punkte 4 ankommt. Der Weg Li, den das innere MoIe-Curvature curve of length La and the line from 3 to 6 the inner curvature curve of length Li . The line from 2 to S is the center line of curvature. The cross-section in place of the greatest curvature according to section AB is shown in the center of the curvature. With the same flow times Z of all molecules, a liquid particle that enters the curve at point 3 must arrive at exit point 6 after the same flow time Zi as a molecule that has entered point 1 arrives at point 4 after the flow time Za = Zi. The way Li, which the inner MoI-

J5 kül von 3 bis 6 auf der inneren Krümmung zurücklegt, ist aber infolge der Krümmung beträchtlich kürzer als der Weg La des äußeren Moleküls auf der Strecke von 1 bis 4. Die Durchflußzeit des inneren Moleküls istJ5 kül travels from 3 to 6 on the inner curve, but is, as a result of the curvature, considerably shorter than the path La of the outer molecule on the distance from 1 to 4. The flow time of the inner molecule is

ZiRoom

LiLi

vi vi ^::

(2)(2)

wenn mit vi die Geschwindigkeit des Stromfadens auf der inneren Krümmung bezeichnet wird. Die Durchflußzeit des äußeren Moleküls istwhen vi denotes the speed of the stream filament on the inner curve. The flow time of the outer molecule is

vaespecially

(3)(3)

worin mit va die Geschwindigkeit in m/Sek. des Stromfadens der äußeren Krümmung bezeichnet wurde. Da Za = Zi sein soll, ergibt sichwhere with va the speed in m / sec. of the stream filament of the outer curvature was designated. Since Za = Zi , it follows

vaespecially

oderor

vi Livi li

va La'va La '

LiLi

vivi

U-U- (4)(4)

(5)(5)

in Worten: Die Geschwindigkeiten verhalten sich direkt proportional den in der Krümmung zurückgelegten Wegen. Da sich nun die Bogenlängen Li : La wie die Krümmungsradien ri : ra verhalten, ergibt sichin words: The speeds are directly proportional to the paths covered in the curve. Since the arc lengths Li: La behave like the radii of curvature ri : ra , the result is

vtvt vaespecially

LaLa

ηη rara

(6)(6)

d. h. Bogenlängen, Krümmungsradien und Geschwindigkeiten verhalten sich direkt proportional zueinander.d. H. Arc lengths, radii of curvature and speeds behave directly proportional to each other.

3. VereinigungderbeidenBedingungeni und 23. Combination of the two conditions i and 2

Gleiche Durchflußleistungen aller Querschnitte und gleichzeitig gleiche Durchflußzeiten aller Moleküle.The same flow rates of all cross-sections and at the same time the same flow times of all Molecules.

vi Li ri Fa äs · y_a vi Li ri Fa y _a

va ~~~ La ra va ~~~ La ra

(7)(7)

Fi ds · yiFi ds yi

Gl. (7) ■ entstand durch Einsetzen der Formel (1) in Formel (6). Hierin bezeichnen ds = Differential der Krümmungshöhe H und ya bzw. yi die senkrecht zur Krümmungsebene gemessenen Breiten der Stromschichten, die sich demnach gemäß GI. (i) umgekehrt proportional den Geschwindigkeiten verhalten.Eq. (7) ■ was obtained by substituting formula (1) in formula (6). Here, ds = differential of the height of curvature H and ya or yi denote the widths of the current layers measured perpendicular to the plane of curvature, which are accordingly according to Eq. (i) behave inversely proportional to the speeds.

FolgerungenInferences

Eine geordnete Strömung im Krümmer ist dann gegeben, wenn das Strömungsbild im Anschlußquerschnitt 1, 2, 3 das gleiche ist wie im Querschnitt 4, 5, 6. Es muß demnach sowohl das durch die Wandreibung beeinflußte Geschwindigkeitsfeld in beiden Querschnitten das gleiche sein als auch die Lage der Stromfäden parallel zueinander und zur Krümmungsmittellinie. Sobald ein Stromfaden hiervon abweicht und eine Richtung nimmt, die nicht parallel zur Mittellinie liegt, müssen auch andere Stromfäden folgen, und es entsteht dann das bekannte Bild der Strömung, bei der die Flüssigkeit in parallelen Stromfäden in die Krümmung eintritt und in Schraubenform aus der Krümmung austritt. Diese Schraubenform der Strömung setzt sich noch im geraden Anschlußrohr fort und erhöht auch hier den Durchflußwiderstand, bis wieder eine geordnete, laminare Strömung eingetreten ist. Hieraus geht hervor, daß eine unzweckmäßige Krümmungsform nicht nur innerhalb der Krümmung einen erhöhten Druckverlust verursacht, sondern daß dieser sich noch in der geraden Anschlußleitung fortsetzt, weil die bekannte, bei allen unzweckmäßigen Krümmern auftretende schraubenartige Gestalt der Strömung erst _ wieder in eine geordnete Strömung parallel zur Mittellinie verwandelt werden muß. Dabei geht zweifellos mechanische Energie verloren. Die Ursache der Entstehung der Schraubenform kann man sich so vorstellen, daß einem an der inneren Krümmung liegenden Stromfaden, der bei der Schwenkung einen kürzeren Weg von 3 bis 6 zurückzulegen hat als ein an der äußeren Krümmung liegender Stromfaden, der den langen Weg von ι bis 4 zurücklegt, nicht genügend Raum für seine Verzögerung zur Verfügung steht, so daß er nach der räumlich ausgedehnteren äußeren Krümmung strebt, hierbei die anderen Stromfäden verdrängt und so eine Schraubenlinie beschreibt, die sich auf den ganzen Flüssigkeitskern überträgt.An orderly flow in the manifold is given when the flow pattern in the Connection cross-section 1, 2, 3 is the same as in cross-section 4, 5, 6. It must therefore both the velocity field influenced by the wall friction in both cross-sections be the same as well as the position of the current filaments parallel to one another and to the center line of curvature. As soon as a stream filament deviates from this and takes a direction that is not parallel to the center line, other streams must also follow, and then the familiar picture of the flow arises, in which the liquid enters the curvature in parallel streams and emerges from the curvature in a helical shape. This helical shape of the flow continues in the straight connection pipe and also increases the flow resistance here, until an orderly, laminar flow has returned. From this it follows that an inexpedient curvature not only causes an increased pressure loss within the curvature, but that this continues in the straight connection line, because the known one at all unsuitable bends occurring helical shape of the flow only _ must be transformed back into an orderly flow parallel to the center line. Mechanical energy is undoubtedly lost in the process. The cause of the emergence of the The shape of a helix can be imagined as lying on the inside curvature Stream filament that has to cover a shorter path of 3 to 6 when pivoting than one at the outer curve lying stream filament that covers the long way from ι to 4, not enough space for his delay is available, so that he after the spatially extended strives for outer curvature, thereby displacing the other streamlines and thus describes a helical line that extends to the transfers the whole liquid core.

Der LängsschnittThe longitudinal section

Ein Übergang zwischen zwei verschiedenen Krümmungen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man auf dem Wege der Krümmung innerhalb des Übergangsstücks die Krümmungsradien allmählich verändert. Z. B. werden beim Übergang von einer ge-A transition between two different curvatures is according to the invention achieved by being on the path of the curvature within the transition piece the radii of curvature changed gradually. For example, when transitioning from a

raden Leitung zu einer Krümmung die Krümmungsradien etwa in parabelähnlicher Gestalt allmählich verkürzt bis zur Erreichung der stärksten Krümmung, die an beliebiger Stelle angeordnet werden kann. Von der Stelle der stärksten Krümmung bis zu einer wiederum geraden Anschlußleitung würde sich ein Übergangsstück ergeben, das ebenfalls das Bild einer parabelähnlichen Krümmung aufweist, ίο jedoch in umgekehrter Lage wie zuvor.straight line to a curvature, the radii of curvature approximately in a parabolic shape gradually shortened until reaching the strongest curvature at any point can be arranged. From the point of greatest curvature to another straight connecting line would result in a transition piece, which is also the picture has a parabolic curvature, ίο but in the opposite position as before.

Derartige parabelähnliche KrümmungenSuch parabolic curvatures

sind bei Schienenfahrzeugen bereits bekannt.are already known from rail vehicles.

Sie stehen hierbei jedoch in keiner Beziehung zur Gestaltsänderung des Querschnittes, die es bei Schienenfahrzeugen nicht gibt.However, they are not related to the change in shape of the cross-section, which does not exist in rail vehicles.

Es sind ferner Formen des Längsschnittes bekanntgeworden, bei denen die Gestaltsänderung im Wege der Krümmung in der Weise vorgenommen wird, daß die in der Krümmungsebene liegenden Krümmungshöhen zwischen der inneren und äußeren Krümmung allmählich vergrößert werden. Obgleich hierbei die Strömungsquerschnitte allmählich erweitert werden und damit der Strömung einige Vorteile bieten, wird dennoch die Strömung hierbei der Formgebung der Wände nicht ganz folgen, sondern sich unter Bildung von Wirbeln einen anderen Weg bahnen, weil bei diesen bekanntgewordenen Formen nicht beachtet wurde, daß sich die Krümmungsradien im ersten Übergangsstück d allmählich verkürzen und im zweiten Übergangsstück e allmählich vergrößern müssen, wenn der Krümmer an zwei geraden Anschlußleitungen angeschlossen ist. Es ist ■ hierbei den sich in der Krümmung infolge der Verzögerung häufenden Flüssigkeitsmassen wohl mehr Raum zur Verfügung gestellt worden, jedoch an Stellen, die nicht so günstig liegen. Man ist bei einigen bekannten Konstruktionen sogar so weit gegangen, die innere Krümmung , (von 3 bis 6) durch nahezu geradlinige Verbindung der beiden Kurvenpunkte 3 und 6 an den Anschlußquer-, schnitten fast ungekrümmt zu gestalten, um dadurch eine Querschnittserweiterung zu erzielen. Hierbei tritt nicht eine allmähliche Verkleinerung der Krümmungsradien im ; ersten Übergangsstück d, also vom Eintrittsquerschnitt bis zur schärfsten Krümmung und von hier aus umgekehrt wieder eine allmähliche Verlängerung der Radien bis zum Austritt, wie es erfindungsgemäß gefordert wird, ein, sondern es wird hierbei umgekehrt verfahren. Die Strömung wird dieser Formgebung nicht oder nur unter Aufwand an mechanischer Energie folgen. Einer Veränderung der in der Krümmuhgsebene liegenden Krümmungshöhen an sich liegt nichts im Wege. Derartige Veränderungen können, wo es aus praktischen Gründen erforderlich ist, auch bei der Form der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Es sind hierbei jedoch auch stets die anderen Bedingungen, die oben erwähnt wurden, erfindungsgemäß zu erfüllen.Shapes of the longitudinal section have also become known in which the change in shape by means of the curvature is carried out in such a way that the heights of curvature lying in the plane of curvature between the inner and outer curvature are gradually increased. Although the flow cross-sections are gradually widened and thus offer the flow some advantages, the flow will not follow the shape of the walls completely, but pave a different path with the formation of eddies, because with these known shapes it was not taken into account that each other the radii of curvature must gradually shorten in the first transition piece d and gradually increase in the second transition piece e if the bend is connected to two straight connecting lines. In this case, more space has been made available to the liquid masses that are accumulating in the curvature as a result of the delay, but in places that are not so conveniently located. In some known constructions, one has even gone so far as to design the inner curvature (from 3 to 6) by almost straight-line connection of the two curve points 3 and 6 at the connection cross-sections, in order to achieve a cross-section expansion. This does not result in a gradual reduction in the radii of curvature in the; first transition piece d, that is, from the inlet cross-section to the sharpest curvature and, conversely, from here again a gradual lengthening of the radii to the outlet, as is required according to the invention, but the procedure is reversed. The flow will not follow this shape or only with the use of mechanical energy. There is nothing in the way of changing the heights of curvature lying in the plane of curvature. Such changes can also be made in the form of the present invention where practical. In this case, however, the other conditions that were mentioned above must always be met according to the invention.

Die stärkste Krümmung des Längsschnittes kann erfindungsgemäß an beliebiger Stelle der Krümmung angeordnet werden, und zwar bei der äußeren und inneren Krümmung gleichzeitig im selben Querschnitt oder bei beiden getrennt an verschiedenen Stellen. Hierfür sind praktische Gesichtspunkte und verfügbarer Raum maßgebend. Bei einer in Abb. 2 dargestellten Richtungsänderung mit einem Zentriwinkel 2 φ von 90⁰ zwischen zwei geraden Anschlußleitungen wird es beispielsweise fast immer zweckmäßig sein, die stärkste Krümmung mit dem kleinsten Krümmungsradius in die Mitte der^Krümmung zu legen, so daß jedes Übergangsstück, d am Eintritt und e am Austritt, mit einem Zentriwinkel φ =5 45 ° ausgeführt würde. Dieses Zusammenstoßen der Übergangsstücke in der Mitte der Krümmung wird in den meisten Fällen für alle Richtungsänderungen von weniger als 90⁰ zweckmäßig sein, während bei größeren Richtungsänderungen von 90⁰ und mehr, wie beispielsweise in Abb. 1 dargestellt, zweckmäßig Übergangsstücke an beiden Anschlußseiten verwendet werden, die einen Zentriwinkel φ gleich oder kleiner als 45°, z. B. 10 oder 20⁰, aufweisen und deren Längsschnitt erfindungsgemäß in parabelähnlicher Gestalt ausgeführt wird. Das zwischen diesen Übergangsstücken liegende Krümmungsstück/ (Abb. 1) wird dann als Bogen mit konstanter Krümmung angesehen, dessen Längs- und Querschnitte sich nicht mehr verändern. Der Zentri- 1°° winkel φ kann erfindungsgemäß beliebig gewählt werden.According to the invention, the strongest curvature of the longitudinal section can be arranged at any point of the curvature, namely with the outer and inner curvature at the same time in the same cross section or with both separately at different points. Practical considerations and the available space are decisive for this. In the case of a change in direction shown in Fig. 2 with a central angle 2φ of 90 ^° between two straight connection lines, it will almost always be useful, for example, to place the strongest curve with the smallest radius of curvature in the center of the curve, so that each transition piece, i.e. at the inlet and e at the outlet, with a central angle φ = 5 45 °. This collision of the transition pieces in the center of curvature will be appropriate in most cases for all directional changes of less than 90 ^0, while presented with larger changes of direction of 90 ⁰ or more, such as in Fig. 1, are used at both connection sides appropriate transition pieces that have a central angle φ equal to or less than 45 °, e.g. B. 10 or 20 ⁰ , and the longitudinal section is carried out according to the invention in a parabolic shape. The bend / (Fig. 1) located between these transition pieces is then viewed as an arch with constant curvature, the longitudinal and cross-sections of which no longer change. According to the invention, the centrifugal angle φ can be selected as desired.

Der QuerschnittThe cross section

Entsprechend der Verkürzung der Radien im Übergangsstück verbreitern sich auch die Strombreiten y des Strömungsquerschnittes, die senkrecht zur Krümmungsebene gemessen werden, bis sie entsprechend dem kleinsten Krümmungsradius im Querschnitt stärkster Krümmung die größten Strombreiten erreicht haben, und so dem Strömungsquerschnitt (Abb. 3 in der Krümmungsmitte) je nach angenommener Lage des Stromfadens gleichbleibender Eintrittsgeschwindigkeit entweder eine ovale oder abgeflachte Form oder eine dreieckähnliche Form geben. Die Krümmungshöhe wurde mit H bezeichnet. Um erkennen zu können, wie sich die neue Form von den Anschlußquerschnitten unterscheidet, ist in Abb. 3 die Form des hier beispielsweise kreisrunden Anschlußquerschnittes in die ab-Corresponding to the shortening of the radii in the transition piece, the flow widths y of the flow cross-section, which are measured perpendicular to the plane of curvature, widen until they have reached the largest flow widths corresponding to the smallest radius of curvature in the cross-section of the greatest curvature, and thus the flow cross-section (Fig. 3 in the center of the curvature ) give either an oval or flattened shape or a triangle-like shape depending on the assumed position of the stream filament with a constant entry speed. The height of the curvature was denoted by H. In order to be able to see how the new shape differs from the connection cross-sections, the shape of the connection cross-section, which is circular here, for example, is shown in Fig. 3.

geflachte Form des neuen Querschnittes der Krümmungsmitte eingezeichnet worden. Die mit y bezeichneten Strombreiten einzelner paralleler Stromschichten sind demnach eine Funktion der Krümmungsradien von R = Unendlich bis ri in der inneren Krümmung und der entsprechend größeren Radien in den übrigen Krümmungskurven.The flattened shape of the new cross-section of the center of curvature has been drawn. The current widths of individual parallel current layers designated by y are accordingly a function of the radii of curvature from R = infinity to ri in the inner curvature and the correspondingly larger radii in the other curvature curves.

Gemäß Gleichung (7) sind die Strombreiten y indirekt proportional den Geschwindigkeiten vi und va. Wählt man nun bei der Konstruktion des Krümmers die Mittellinie 0,0 als Stromlinie gleichbleibender Eintrittsgeschwindigkeit ve, so vergrößern sich die Strombreiten y nur auf der Seite der inneren Krümmung, während sie sich auf der Seite der äußeren Krümmung verkleinern. Es entsteht dann das in Abb. 3 eingezeichnete Bild einer dreieckähnlichen Form des Krümmungsquerschnittes. Wählt man jedoch die äußere Krümmungskurve La als Stromlinie gleichbleibender Eintrittsgeschwindigkeit ve, so vergrößern sich die Strombreiten allmählich in der ganzen Krümmungshöhe, dergestalt, daß die Leitung an der Stelle der stärkeren Krümmung eine größere Ausbauchung in Richtung der Strombreiten senkrecht zur Krümmungsebene erhält. In Abb. 4 und 5 ist die Durchdringung zweier Krümmungen in einem T-Stück dargestellt. In Abb. 6 ist beispielsweise eine rechteckige Kanalform mit den in Abb. 7 und 8 dargestellten Querschnitten gewählt worden. In Abb. 6 sind die beiden- Übergangsstücke zwisehen den geraden Anschlußleitungen und dem mittleren Bogen/ konstanter Krümmung mit d und e bezeichnet worden. Die rechteckigen Anschlußquerschnitte f⁵ sind in Abb. 7 dargestellt, die Querschnitte M-N an der Stelle der stärksten Krümmung/⁶ in Abb. 8. Der Querschnitt/⁰ bleibt im Bogen konstanter Krümmung/ gleich, da hier auch die Radien gleichbleiben.According to equation (7), the current widths y are indirectly proportional to the speeds vi and va. If one chooses the center line 0,0 as the streamline of constant entry velocity ve in the construction of the bend, then the stream widths y increase only on the side of the inner curve, while they decrease on the side of the outer curve. The result is the image shown in Fig. 3 of a triangle-like shape of the curvature cross-section. If, however, the outer curvature curve La is chosen as the streamline of constant entry velocity ve, the flow widths gradually increase over the entire height of the curvature, in such a way that the line at the point of greater curvature has a larger bulge in the direction of the flow widths perpendicular to the plane of curvature. In Fig. 4 and 5 the penetration of two curves in a T-piece is shown. In Fig. 6, for example, a rectangular channel shape with the cross-sections shown in Figs. 7 and 8 has been selected. In Fig. 6, the two transition pieces between the straight connection lines and the central bend / constant curvature have been designated by d and e. The rectangular connection cross-sections f ⁵ are shown in Fig. 7, the cross-sections MN at the point of the greatest curvature / ⁶ in Fig. 8. The cross-section / ⁰ remains the same in the arc of constant curvature / because the radii also remain the same here.

Claims (2)

Patentansprüche: -5Claims: -5 1. Gekrümmte Leitungen und Kanäle, die der Fortbewegung oder Umlenkung von tropfbaren oder gasförmigen Flüssigkeiten oder von akustischen Wellen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zunehmende Krümmung, z. B. beim Übergang von einer geradlinigen Leitung in eine Krümmung·, unter allmählicher Verkürzung der Krümmungshalbmesser, vorzugsweise in parabelähnlicher Gestalt, eine abnehmende Krümmung jedoch z. B. beim Übergang aus einer krummen Leitung in eine geradlinige Abschlußleitung unter allmählicher Verlängerung der Krümmungshalbmesser gestaltet ist, wobei die senkrecht zur Krümmungsebene gemessenen Strombreiten (y) gleicher Stromschichten auf dem Wege der Strömung dergestalt verändert werden, daß sie sich mit abnehmender Größe der Krümmungshalbmesser vergrößern und mit zunehmender Größe der Krümmungshalbmesser verkleinern, so daß die Leitung an der Stelle der stärkeren Krümmung eine gegenüber der Stelle der schwä-. cheren Krümmung größere Ausbauchung in Richtung der Strombreiten (y) erhält. _1. Curved lines and channels that serve to move or deflect drip or gaseous liquids or acoustic waves, characterized in that an increasing curvature, for. B. at the transition from a straight line to a curve ·, with gradual shortening of the radius of curvature, preferably in a parabolic shape, but a decreasing curvature z. B. at the transition from a curved line to a straight end line with gradual lengthening of the radius of curvature, the flow widths (y) measured perpendicular to the plane of curvature of the same current layers on the path of the flow are changed in such a way that they increase with decreasing size of the radius of curvature and decrease with increasing size of the radius of curvature, so that the line at the point of greater curvature is opposite to the point of weakness. cheren curvature has a larger bulge in the direction of the stream widths (y) . _ 2. Gekrümmte Leitungen und Kanäle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stärkste Krümmung sowohl bei der äußeren Krümmung (La) und bei der inneren Krümmung (Li) gemeinschaftlich als auch bei jeder Krümmung für sich allein und ohne Rücksicht auf die andere Krümmung in einem beliebigen Querschnitt zwischen den beiden Anschlußquerschnitten vorgesehen ist.2. Curved lines and channels according to claim 1, characterized in that the strongest curvature both in the outer curvature (La) and in the inner curvature (Li) jointly as well as in each curvature by itself and regardless of the other curvature in any cross-section between the two connection cross-sections is provided. Hiex-zu ι Blatt ZeichnungenHiex-zu ι sheet drawings