DE2316885A1

DE2316885A1 - Vorrichtung zum abscheiden von luftblasen aus einer fluessigkeit in einem leitungssystem und zur geraeuschdaempfung der fluessigkeitsstroemung

Info

Publication number: DE2316885A1
Application number: DE19732316885
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kimura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-04
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1973-10-11
Also published as: JPS48100948A; DE2316885C3; JPS5716285B2; DE2316885B2

Description

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Shinichi Kimura, Sapporo / Japan

Vorrichtung zum Abscheiden von Luftblasen aus einer Flüssigkeit in einem Leitungssystem und zur Geräuschdämpfung der Flüssigkeitsströmung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Luftblasen aus einer Flüssigkeit in einem Leitungssystem und zur Geräuschdämpfung der Flüssigkeitsströmung. Diese Luftblasen entstehen in einem Rohrleitungssystem, durch das Wasser hindurchgedrückt wird.

Bei konventionellen Heißwasserversorgungssystemen ( oder Kaltwasserversorgungssysteraen ) für Gebäude wird oftmals die Schallwelle von einer Speisepumpe durch das Heißwasser

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übertragen und führt zu einer störenden Geräusehentwicklung im Gebäude. Weiter kann aufgrund der in dem Leitungssystem entstehenden Luftblasen eine Unterbrechung der Wasserversorgung eintreten. Dieses sog. Luftsperrphänomen kann.leicht vorkommen und führt dazu, daß die Heiz- oder Kühlwirkung sich verschlechtert oder u.U. gänzlich unterbrochen wird. Demzufolge war es bislang notwendig von Hand das System derart zu beeinflussen, daß die Luft gesammelt in einem Abschnitt des Leitungssystems entfernt werden mußte.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine ausgeglichene Wasserversorgung im Leitungssystem gewährleistet und ferner verhindern soll, daß eine Schallwelle durch das Leitungssystem übertragen werden kann. '

Die erfindungsgemäße Lösung ,dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Vorsehung einer großen Hohltrommel, eines von deren oberen Oberfläche abstehenden Luftkissens und einer Abschlußleitung, deren unteres Ende an einer oberen Abschlußplatte des Luftkissens diese durchdringend befestigt ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen stark vereinfachten, wichtigen Rohrleitungsteil mit Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte, geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie II-II nach Fig. i,-·ι ·,:.:■ ■ .,- .-.· ■

Fig. 3 · - einen Längsschnitt längs der Schnittlinie: JXX-IiI ■■"■■" nach Fig. 2, -■"··■■■-..:.-.; _r-.---:·-, ;·-'- ■■; -^ ..·.,.--.. /-_-- .;...■

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Pig. 4 ein die geräuschdämpfende Wirkung darstellendes Schaubild.

Nach Fig. 1 wird einem Wasserbehälter S Wasser über eine Leitung zugeführt und das zugeführte Wasservolumen mittels eines Kugelschwimmers T dauernd gesteuert. Das Wasser im Wasserbehälter S wird ferner einem Boiler B über ein Rohr zugeführt. Nach Aufheizen des Wassers im Boiler B wird das Heißwasser durch eine Heißwasserumwälzpumpe P umgewälzt. In diesem von der Pumpe ausgehenden Umwälzsystem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung D angeordnet. Zweckmäßigerweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung so nahe wie möglich an der Pumpe angebracht.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist den Fig. 2 und 3 zu entnehmen. Eine zylindrische Hohltrommel 1 weist vordere und hintere Abschlußwandungen 2 und 3 auf, die an beiden Enden der Trommel angeschweißt sind. Im oberen Bereich der vorderen Absehlußwandung 2 ist ein Anschlußstutzen 4 angebracht. Am Flansch des Anschlußstutzens 4 ist ein von der Umwälzpumpe P kommendes Rohr 5 befestigt. Der Durchmesser der zylindrischen Trommel 1 hängt im wesentlichen vom Wasservolumen, der Strömungsgeschwindigkeit, der Turbolenz und dergleichen des durch das Rohr 5 strömenden Wassers ab. Versuche haben gezeigt, daß ein 2 bis 5,5-mal größerer Durchmesser als der des Anschlußstutzens 4 ( oder des Rohres 5 ) höchst zweckmäßig ist. Ein weniger als zweimal größerer Durchmesser als der des Anschlußstutzens 4 reicht nicht aus, um die Luftblasen aus dem zugeführten Wasser abzuscheiden, während ein übermäßig großer Durchmesser, beispielsweise ein sechsmal größerer Durchmesser als der des Anschlußstutzens 4 unzweckmäßig ist, um die Turbolenzen aufzulösen und Luftblasen abzuscheiden. Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung des Abscheidungseffektes von Luftblasen aus der Flüssigkeit und der Verringerung der Herstell-.

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kosten ist es höchst zweckmäßig, daß die axiale Länge der großen Trommel etwa vier- bis neunmal größer als deren Durch- messer ist.

Ferner ist es zweckmäßig, daß die Schweißbereiche la und Ib der beiden Enden der Trommel 1 und der vorderen und hinteren Abschlußwandungen keine bogenförmige Gestalt haben, sondern gemäß Fig. 3 rechtwinklig ausgebildet sind. Wären sie bogenförmig, so würde die durch den Rohrstutzen einströmende Wasserströmung W längs des Bogens der angeschweißten Bereiche la, Ib einen Wirbel bilden und die Schallwelle weiterhin vorliegen und sich damit das erfindungsgemäße Konzept nicht realisieren lassen. An einer Stelle an der oberen Oberfläche der großen Trommel 1 befindet sich ein Luftkissen 6, welches von der oberen Oberfläche der Trommel absteht. Die Höhe dieses Luftkissens sollte wenigstens gleich dem Durchmesser der großen-. Trommel. oder größer sein. Dadurch wird die volle Wirkung des nachfolgend beschriebenen Luftkissens erzielt. In der Mi^tte.der oberen Abschlußplatte des Luftkissens 6 ist eine Ablaßleitung. 7 befestigt, die sich nach unten in das Luftkissen hineinerstreckt. Das untere Ende der Ablaßleitung 7 erstreckt sich dabei in das Luftkissen um etwa 1/2 bis 1/3 der Luftkissenhöhe und ist in dieser Lage fixiert.^:Aufgrund dieser Anordnung wird-Luft. um das untere Ende der Ablaßleitung 7 zur Bildung eines Luftkissens 6a eingeschlossen. Demzufolge steigt gemäß Fig. 1 das zum Strömen gebrachte Wasser in der Ablaßleitung 7 soweit nach oben, bis es den maximalen Wasserstand WL im Behälter S erreicht hat, und der Wasserdruck wird durch das Kissen 6a ausgeglichen (entlastet, entspannt). Die im Wasser übertragenen Schallwellen werden ebenfalls gegeneinander aufgehoben und in der großen .-Trommel 1 eliminiert. Der Durchmesser der Ablaßleitung 7 ist entsprechend dem Innendurchmesser des Luftkissens 6 bestimmt und sollte wenigstens so sein, daß eine Störung des Kisseneffektes nicht eintritt. . . '

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Am unteren Teil der hinteren Wandung 3 ist ferner ein Anschlußstutzen 9 für das Rohr 8 angeschweißt, welches an das Heißwasserleitungssystem angeschlossen ist.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der Erfindung beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde mit folgenden Abmessungen ausgeführt: Durchmesser des Anschlußstutzens 4:25 mm, Durchmesser der großen Trommel 1:100 mm, Länge der großen Trommel 1:400 mm, Höhe des Luftkissens 6:100 mm, Durchmesser des Luftkissens 6:97 mm, Durchmesser des Ablaßrohres 7:22 mm.

Darüber hinaus wird davon ausgegangen, daß das Wasservolumen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 21,2 cm pro Sekunde in die große Trommel 1 einströmt. Aus Vorhergehendem wird verständlich, daß, sobald das Heißwasser W durch die Pumpe P zum Strömen gebracht wird, das Wasser in die große Trommel gelangt, und es zur Bildung des Luftkissens 6a kommt, oder das Wasser steigt in der Ablaßleitung 7 und wird nach außen abgeführt. Die in die große Trommel 1 vor Anlaufen des Wassers gegen die hintere Wandung 3 gelangte Schallwelle erzeugt eine Reaktion und die entgegenkommenden Schallwellen heben einander auf und werden in Wärme überführt, um nach außen durch die Ablaßleitung 7 abgeführt zu werden. Es wurde festgestellt, daß das durch die Druckschwingung im Rohr erzeugte metallische Geräusch durch das Luftkissen 6a absorbiert wird und verschwindet. Ferner wurde festgestellt, daß bei Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers auf 80 cm pro Sekunde in der großen Trommel 1 der Abscheidungseffekt an Luftblasen geringfügig abnimmt.

Der Geräuschdämmungseffekt wird anhand von Fig. 4 nachfolgend näher erläutert. Bei Fig. 4 bezieht sich die Ordinate auf den Schalldruckriegel, während die Abszisse die Frequenz angibt. Die Kurve Y gibt den Geräuschdämmungseffekt ohne die erfindungs-

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gemäße Vorrichtung an, während die Kurve Z bei Einbau der Vorrichtung erzielt wurde. .Aus Fig. 4 geht daher deutlich hervor, daß gemäß der Kurve Z der Schalldruckpegel schon auf 20 dB oder weniger bei einer Frequenz von 2000 Hz abgefallen ist, während er gemäß Kurve Y diesen Wert erst bei einer Frequenz von etwa 8000 Hz erzielt.

Die vorliegende Erfindung schafft nicht nur wesentliche Vorteile in Verbindung mit einem Heißwasserheizsystem, sondern ebenfalls in Verbindung mit einem Kaltwasserkühlsystem. Es versteht sich, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen der beschriebenen Vorrichtung möglich sind, ohne daß hierdurch vom Wesen der Erfindung abgewichen wird.

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ORIGOMAL !NSPtCTED

Claims

P ate η t a η s ρ r ü c h e

(l. J Vorrichtung zum Abscheiden von Luftblasen atrs einer Flüssigkeit in einem Leitungssystem und zur Geräuschdämmung der Flüssigkeitsströmung, gekennzei c hn e t durch eine große Hohltrommel (1), ein von deren oberen Oberfläche abstehendes Luftkissen (6a) und durch eine Ablaßleitung (7) i deren unteres Ende an einer oberen Abschlußplatte des Luftkissens diese durchdringend befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere und hintere Wandung (2,3) der Trommel mit je einem Rohranschlußstutzen (3,¹I) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser der großen Hohltrommel 2 bis 5,5-mal größer als der Durchmesser der Anschlußstutzen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angeschweißten Bereiche (la, Ib) beider Enden der großen Hohltrommel und der vorderen und hinteren Wandungen senkrecht zueinander stehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Luftkissens in etwa gleich dem Durchmesser der großen Hohltrommel ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Höhe des Luftkissens wenigstens größer als der Durchmesser der großen Trommel ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e-

k. ennzeich.net, daß die Ablaßleitung in das Luftkissen um ein Drittel bis zwei Drittel der Luftkissenhöhe eindringt und in dieser Lage befestigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ansehlußstutzen am oberen Teil der vorderen Wandung angeordnet ist,
9. Vorrichtung nach Anspruch 2-, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Ansehlußstutzen am unteren Teil der hinteren Wandung angebracht ist.

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