DE102023000548B4 - Device for introducing air into water - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Einleiten von Luft in ein Spiralrohr durchströmendes Wasser, aufweisend ein Schauberger-Spiralrohr (10), dessen Mantel unter Ausbildung von abwechselnd nach innen und außen weisenden Wulsten (11, 12) drehverformt ist, die über die Länge des Spiralrohrs (10) verlaufen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum punktuellen Einleiten von Luft in das Spiralrohr (10) durchströmendes Wasser, wobei die Einrichtung zum punktuellen Einleiten von Luft in das Spiralrohr (10) ein poröses rohrförmiges Element (13) in Gestalt eines porösen Schlauchs oder eines porösen Rohrs umfasst, welches Element (13) koaxial zu dem Spiralrohr (10) in diesem auf dessen Längsmitte angeordnet und an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, mit der Luft durch den porösen Mantel des porösen Elements (13) in das im Spiralrohr (10) strömende Wasser eingeleitet wird.Device for introducing air into water flowing through a spiral tube, comprising a Schauberger spiral tube (10), the casing of which is rotationally deformed to form beads (11, 12) pointing alternately inwards and outwards, which run along the length of the spiral tube (10), characterized by a device for selectively introducing air into water flowing through the spiral tube (10), wherein the device for selectively introducing air into the spiral tube (10) comprises a porous tubular element (13) in the form of a porous hose or a porous tube, which element (13) is arranged coaxially to the spiral tube (10) in the latter at its longitudinal center and is connected to a compressed air source, with which air is introduced through the porous casing of the porous element (13) into the water flowing in the spiral tube (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von Luft in ein Spiralrohr durchströmendes Wasser in stehendes und bewegtes Gewässer, aufweisend ein Schauberger-Spiralrohr, dessen Mantel unter Ausbildung von abwechselnd nach innen und außen weisenden Wulsten drehverformt ist, die über die Länge des Spiralrohrs verlaufen.The invention relates to a device for introducing air into water flowing through a spiral pipe into standing and moving water, comprising a Schauberger spiral pipe, the casing of which is rotationally deformed to form beads pointing alternately inwards and outwards, which run over the length of the spiral pipe.
Hergestellt und verwendet wird dieses Spiralrohr bis heute unter anderem zur Reduzierung von Fließgeräuschen auf Grundlage eines Weichkupfer-Installationsrohrs, das durch schrittweises Eindellen und Drehverformen in den eingedrückt spiralförmigen Querschnitt des Schauberger-Spiralrohrs überführt wird. Neben der Reduzierung von Fließgeräuschen wird mit dem Spiralrohr erreicht, dass der aus dem Rohr austretende Wasserstrahl sich durch ein laminares Strömungsverhalten auszeichnet. Aufgrund dieses Verhaltens hat der Erfinder in Versuchen mit der Wasserzuleitung in einen Koi-Teich mittels des Schauberger-Rohrs festgestellt, dass sich das Schauberger-Spiralrohr besser als die bekannten Wasserzuleitungen eignet, um Wasser in den Teich einzuspeisen und umzuwälzen, ohne die empfindlichen Fische dadurch zu stören. Im Gegenteil finden sich die Kois immer wieder im Bereich des Wasseraustritts aus dem Spiralrohr ein, wo sie in der Wasserströmung lange Zeit stehen bleiben und dies offensichtlich genießen.This spiral pipe is still manufactured and used today, among other things, to reduce flow noise. It is based on a soft copper installation pipe that is gradually dented and twisted to create the indented spiral cross-section of the Schauberger spiral pipe. In addition to reducing flow noise, the spiral pipe also ensures that the water jet emerging from the pipe is characterized by laminar flow behavior. Due to this behavior, the inventor discovered in tests with the water supply to a koi pond using the Schauberger pipe that the Schauberger spiral pipe is better suited than conventional water supply lines for feeding water into the pond and circulating it without disturbing the sensitive fish. In fact, the koi repeatedly find themselves in the area where the water emerges from the spiral pipe, where they remain standing in the water flow for long periods and obviously enjoy it.
Darüber hinaus besteht in von Fischen bewohnten stehenden und bewegten Gewässern ein Bedarf, neben der wie vorstehend angesprochen günstigen Wasserzuführung mittels des Schauberger-Spiralrohrs dieses Spiralrohr auch zur Zuführung von Luft-Sauerstoff in die Gewässer zu nutzen, ohne die mit dem Spiralrohr erzielbaren günstigen Strömungsverhältnisse zu beeinträchtigen.Furthermore, in standing and moving waters inhabited by fish, there is a need to use the spiral pipe, in addition to the above-mentioned favorable water supply by means of the Schauberger spiral pipe, also to supply atmospheric oxygen into the waters, without impairing the favorable flow conditions achievable with the spiral pipe.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, neben der wie vorstehend angesprochen günstigen Wasserzuführung in Gewässer mittels des Schauberger-Spiralrohrs dieses Spiralrohr auch zur Zuführung von Luft in das das Spiralrohr durchströmende Wasser zu nutzen, ohne die mit dem Spiralrohr erzielbaren günstigen Strömungsverhältnisse zu beeinträchtigen. The invention is therefore based on the object of using the Schauberger spiral pipe, in addition to the above-mentioned favorable water supply to bodies of water, to also use this spiral pipe to supply air to the water flowing through the spiral pipe, without impairing the favorable flow conditions achievable with the spiral pipe.
Gelöst wird diese Aufgabe durch Vorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by devices having the features of claim 1 and claim 2, respectively. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung sieht in Übereinstimmung mit den Ansprüchen 1 und 2 zwei alternative Ansätze vor, Luft in das Spiralrohr durchströmendes Wasser einzutragen, aufweisend ein Schauberger-Spiralrohr, dessen Mantel unter Ausbildung von abwechselnd nach innen und außen weisenden Wulsten drehverformt ist, die über die Länge des Spiralrohrs verlaufen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum punktuellen Einleiten von Luft in das Spiralrohr durchströmendes Wasser.The invention provides, in accordance with claims 1 and 2, two alternative approaches for introducing air into water flowing through the spiral tube, comprising a Schauberger spiral tube, the casing of which is rotationally deformed to form alternately inwardly and outwardly facing beads which run over the length of the spiral tube, characterized by a device for selectively introducing air into water flowing through the spiral tube.
In Übereinstimmung mit dem ersten Ansatz umfasst die Einrichtung zum punktuellen Einleiten von Luft in das Spiralrohr eine poröse Einrichtung in Gestalt eines rohrförmigen Elements, wie etwa eines porösen Rohrs oder eines porösen Schlauchs, welches Element koaxial zu dem Spiralrohr in diesem angeordnet und an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, mit der Luft durch den porösen Mantel des rohrförmigen Elements in das strömende Wasser eingeleitet wird.In accordance with the first approach, the means for selectively introducing air into the spiral tube comprises a porous means in the form of a tubular element, such as a porous tube or a porous hose, which element is arranged coaxially with the spiral tube therein and is connected to a source of compressed air with which air is introduced into the flowing water through the porous shell of the tubular element.
In Übereinstimmung mit dem zweiten Ansatz umfasst die Einrichtung zum punktuellen Eintragen von Luft in das Spiralrohr eine poröse Einrichtung in Gestalt eines rohrförmigen Elements, wie etwa eines Rohrs oder eines Schlauchs, welches Element das Spiralrohr unter Abstand umschließt und an das eine Druckluftquelle angeschlossen ist, mit der Luft über punktuelle bzw. punktförmige Durchbrüche im Mantel des Spiralrohrs in das im Spiralrohr strömende Wasser eingeleitet wird.In accordance with the second approach, the device for the selective introduction of air into the spiral pipe comprises a porous device in the form of a tubular element, such as a pipe or a hose, which element surrounds the spiral pipe at a distance and to which a compressed air source is connected, with which air is introduced into the water flowing in the spiral pipe via selective or point-shaped openings in the casing of the spiral pipe.
Mithilfe beider Ansätze sorgen die punktuellen Lufteintritte für die Ausbildung von Luftströmungsfäden, die vom strömenden Wasser mitgerissen werden, ohne das charakteristische Strömungsprofil des Schauberger-Spiralrohrs zu beeinträchtigen. Ferner wird durch das punktuelle bzw. punktförmige Einspeisen von Luft in das Spiralrohr mithilfe des ersten Ansatzes und des zweiten Ansatzes das durch das Spiralrohr geschaffene Strömungsprofil des Wassers nicht gestört und die Luft, die mit der Wasserströmung transportiert wird, kann effektiv in Gewässer eingetragen werden.With both approaches, the point-like air inlets ensure the formation of air flow filaments that are entrained by the flowing water without disrupting the characteristic flow profile of the Schauberger spiral tube. Furthermore, the point-like or point-like air injection into the spiral tube using the first approach and the second approach does not disrupt the water flow profile created by the spiral tube, and the air transported by the water flow can be effectively introduced into water bodies.
Bevorzugt sitzen im Fall des Rohrs oder eines Schlauchs, das bzw. der das Spiralrohr unter Abstand umschließt, auf der Spiralrohr-Innenseite auf den Durchbrüchen im Mantel des Spiralrohrs Luftdüsen, die die Durchbrüche durchsetzende Luft in eine Richtung umleiten, die parallel zum das Spiralrohr durchströmenden Wasser verläuft. Vorteilhafterweise ist das Außenprofil der Luftdüsen derart ausgebildet, dass es den Strömungsverlauf des Wassers im Spiralrohr nicht beeinträchtigt.In the case of a pipe or hose that surrounds the spiral pipe at a distance, air nozzles are preferably located on the inside of the spiral pipe, on the openings in the casing of the spiral pipe. These air nozzles redirect the air passing through the openings in a direction parallel to the water flowing through the spiral pipe. Advantageously, the outer profile of the air nozzles is designed in such a way that it does not impair the flow of water in the spiral pipe.
In jedem Fall ist die schlauch- oder rohrförmige poröse Einrichtung entweder an einem Ende verschlossen, falls das andere Ende an die Druckluftquelle angeschlossen ist, oder an beiden Enden verschlossen, falls die Druckluftquelle mit einem radialen Anschluss des Rohrs/Schlauchs verbunden ist.In any case, the hose- or tubular porous device is either closed at one end if the other end is connected to the compressed air source, or closed at both ends if the compressed air source is connected to a radial connection of the pipe/hose.
Als schlauchförmige bzw. rohrförmige poröse Einrichtung eignet sich beispielsweise ein poröser PTFE-Schlauch (Polytetrafluorethylen), der auf Grundlage eines nicht porösen PTFE-Schlauchs unter kontrollierten Bedingungen im Fertigungsprozess hergestellt ist. Dieser Prozess verändert die physikalischen Eigenschaften des Schlauchs durch Schaffung mikroskopischer Poren in der Struktur des Materials, bevor dieses zum Schlauch ausgebildet wird. Eine Alterative stellen poröse HDPE Schläuche (High Density Polethylen) dar, die eine Feinporendiffusion von Luft und anderen Gasen durch den Schlauchmantel zulassen. In Betracht kommen ferner Schläuche aus Zellgummi , dessen poröses Material den Durchtritt von Luft gestattet. Geeignet als poröse Einrichtung im erfindungsgemäßen Sinne sind schließlich auch Rohre, deren Mantel mit feinsten Durchbrüchen versehen sind.A suitable tubular or pipe-shaped porous device, for example, is a porous PTFE hose (polytetrafluoroethylene). This hose is manufactured from a non-porous PTFE hose under controlled conditions during the manufacturing process. This process changes the physical properties of the hose by creating microscopic pores in the structure of the material before it is formed into a hose. An alternative are porous HDPE hoses (high-density polyethylene), which allow fine pore diffusion of air and other gases through the hose casing. Also suitable are hoses made of cellular rubber, whose porous material allows air to pass through. Finally, pipes whose casings are provided with extremely fine perforations are also suitable as porous devices within the meaning of the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
-
1 zum Stand der Technik gehörende Ausführungsformen des Schauberger-Spiralrohrs -
2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer im Spiralrohr angeordneten Einrichtung zur Lufteinleitung in das das Spiralrohr bestimmungsgemäß durchströmende Wasser, und -
3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer das Spiralrohr umschließenden Einrichtung zur Lufteinleitung in das das Spiralrohr bestimmungsgemäß durchströmende Wasser.
-
1 State-of-the-art designs of the Schauberger spiral tube -
2 a first embodiment of the device according to the invention with a device arranged in the spiral pipe for introducing air into the water flowing through the spiral pipe as intended, and -
3 a second embodiment of the device according to the invention with a device enclosing the spiral pipe for introducing air into the water flowing through the spiral pipe as intended.
Das rohrförmige poröse Element 13 der Einrichtung zum punktuellen Einleiten von Luft in das das Spiralrohr 10 durchströmende Wasser ist ein rohrförmiges Element 13, das an dem in
Das poröse rohrförmige Element 13 ist wie folgt gebildet:
- a) als poröser PTFE-Schlauch (Polytetrafluorethylen), der mikroskopische Poren in der Struktur des Schlauchmaterials aufweist,
- b) als poröser HDPE Schlauch (High Density Polyethylen), der eine Feinporendiffusion von Luft und anderen Gasen durch den Schlauchmantel zulässt,
- c) aus Zellgummi, dessen poröses Material den Durchtritt von Luft gestattet.
- a) as a porous PTFE hose (polytetrafluoroethylene), which has microscopic pores in the structure of the hose material,
- b) as a porous HDPE hose (High Density Polyethylene), which allows fine pore diffusion of air and other gases through the hose jacket,
- c) made of cellular rubber, the porous material of which allows the passage of air.
Die punktuellen oder punktförmigen Durchbrüche sind in den einwärts in das Spiralrohr 10 vorstehenden Wulsten 11 des Spiralrohrs 10 ausgebildet, wobei auf der Spiralrohr-Innenseite auf den Durchbrüchen im Mantel des Spiralrohrs 10 Luftdüsen 18 sitzen, die die Durchbrüche durchsetzende Luft in eine Richtung umleiten, die parallel zum das Spiralrohr 10 durchströmenden Wasser verläuft. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um tetraederförmige Düsen 18, deren Düsenöffnung parallel zur Strömungsrichtung des im Spiralrohr 10 strömenden Wassers verläuft. Erzielt wird dadurch eine effektive Mikroverwirbelung der zugeführten Luft mit dem im Spiralrohr 10 strömenden Wasser.The punctiform or point-shaped perforations are formed in the
Das das Spiralrohr 10 umschließende rohrförmige Element 16 der Einrichtung zum punktuellen Einleiten von Luft in das Spiralrohr 10 ist in nicht dargestellter Weise an beiden Enden über jeweils einen Abschlussring mit der Außenseite des Spiralrohrs 10 verbunden und sorgt dadurch für einen dichten Einschluss der in das Element 16 eingespeisten Druckluft in einer dadurch zwischen dem Element 16 und dem Spiralrohr 10 gebildeten ringförmigen Kammer.The
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Spiralrohrspiral pipe
- 1111
- Wulstbead
- 1212
- Wulstbead
- 1313
- rohrförmiges poröses Elementtubular porous element
- 1414
- Strebestrut
- 1515
- Kreisscheibecircular disc
- 1616
- rohrförmiges Elementtubular element
- 1717
- LuftzufuhrschlauchAir supply hose
- 1818
- LuftdüseAir nozzle
Claims (8)
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2023
- 2023-02-18 DE DE102023000548.7A patent/DE102023000548B4/en active Active
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