EP2447424A1 - Leitungszweigstück für Fallleitungen - Google Patents
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- EP2447424A1 EP2447424A1 EP10189065A EP10189065A EP2447424A1 EP 2447424 A1 EP2447424 A1 EP 2447424A1 EP 10189065 A EP10189065 A EP 10189065A EP 10189065 A EP10189065 A EP 10189065A EP 2447424 A1 EP2447424 A1 EP 2447424A1
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- deflection
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- deflection region
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
- E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
- E03C1/12—Plumbing installations for waste water; Basins or fountains connected thereto; Sinks
- E03C1/122—Pipe-line systems for waste water in building
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
- E03C1/12—Plumbing installations for waste water; Basins or fountains connected thereto; Sinks
- E03C2001/1206—Pipes with specific features for influencing flow characteristics
Definitions
- the present invention relates to a branch line for downpipes according to the preamble of claim 1.
- Geberit Sovent is a fitting which provides a cost-effective and sophisticated solution for the supply of waste water to wastewater sewer lines in multi-storey buildings, such as high-rise buildings.
- a negative pressure in the supply line during operation should be largely prevented.
- the negative pressure is created by the water flowing in the downpipe and can become so great, especially in the case of large drop heights, that water is sucked out of the siphons present in the supply line. Consequently, the siphon no longer fulfills the function as a closure element between downpipe and the corresponding waste water drains, such as toilet drain etc.
- the formation of the negative pressure can be reduced, for example, by arranging braking elements or guide elements which brake or redirect the water flowing in the direction of the fall in the region of the supply line.
- this has a negative effect on the power or the volume flow of the branch line piece, which means that line branch pieces with larger pipe diameters must be used in order to achieve a comparable performance. This is again undesirable, since so greater installation space is required.
- the invention has for its object to provide a line branch piece, which overcomes the disadvantages of the prior art.
- a line branch piece is to be created whose power is increased while maintaining the same size and whose performance is kept constant at a reduced size.
- a line branch piece for a downpipe in which wastewater in the form of a water jacket on a wall along a direction of fall is feasible, an upper downcomer section with an inlet opening, a subsequent to the upper downcomer section deflecting section and a subsequent the deflecting lower downcomer section with an outlet opening , And at least one supply line section, which opens in the region of the deflection in the line branch piece.
- the deflection section comprises a first deflection region, which deflects the wastewater with respect to the direction of fall, and a second deflection region arranged downstream of the first deflection region viewed in the direction of fall, to which the wastewater is supplied from the first deflection region.
- the second deflection region is inclined to the direction of fall. Due to this tendency, the wastewater can be sufficiently braked without increasing the resistance of the branch line piece, which allows an increase in the volume flow with the same size or keeps the performance constant with a smaller size.
- the second deflection region is so to the first deflection that the
- Wastewater is substantially reflected by the second deflection region. Due to the reflection, the effect of the inclined deflection region is further improved.
- the second deflection region is preferably provided by the wall of the line branch piece. This allows a particularly simple production.
- the second deflection region is at an angle in the range of 2 to 12 ° to the direction of fall.
- the second deflection region is at an angle in the range of 30 ° to 50 °, in particular 40 ° with respect to the direction of the waste water, which has been deflected by the first deflection region. With such an angle very good results were achieved.
- the first deflection region is arranged such that the water jacket leaves the first deflection region as a deflected jet, wherein the wastewater then impinges jet-shaped onto the second deflection region arranged inclined at an angle.
- the second deflection region is preferably curved at least in sections, in particular around an axis which is perpendicular to the direction of fall. As a result, the deflection can be further improved.
- the first deflection region is seen in the direction of fall arranged so that it extends over the entire clear width of the upper downcomer section, so that the total amount of wastewater is deflected.
- the diverting section preferably comprises a flow-through region and a mouth region in which the feed line opens into the line branch piece, wherein the mouth region is separated from the flow region by a dividing wall, so that the entry of waste water from the flow region into the mouth region is prevented.
- the first deflection region preferably comprises a detachment edge, which is arranged in such a way that the wastewater flows over the mouth region or over the dividing wall flows away. This arrangement prevents the entry of sewage into the mouth area.
- the partition has a passage through which pressure differences between the flow area and the mouth area are compensated, wherein the passage is preferably arranged such that a passage of waste water through the passage is made impossible.
- the passage is preferably arranged such that a passage of waste water through the passage is made impossible.
- a flow divider is arranged in the direction of fall in front of the deflection section, wherein the water jacket can be torn off with the flow divider.
- the line branch piece preferably comprises at least one bypass line, which is preferably arranged such that a pressure difference between the upper downcomer section and the mouth region and / or between the upper downcomer section and the lower downcomer section can be compensated.
- the FIG. 1 shows a branch line 1 for use in wastewater sewer pipes in multi-storey buildings.
- the line branch piece 1 is used for the connection of a waste water supply line from a floor in the downpipe, which extends from floor to floor, usually over the entire building height.
- the supply line is therefore connected via the branch line piece 1 with the down pipe.
- the line branch piece 1 comprises an upper downcomer section 2 with an inlet opening 3, a deflecting section 4 adjoining the upper downcomer section 2 and a lower downpipe section 5 adjoining the deflecting section 4 with an outlet opening 6, and at least one inlet section 7 via which additional wastewater is introduced into the downpipe becomes.
- the upper downcomer section 2, the deflecting section 4 and the lower downcomer section 5 are surrounded by a wall 11, 20.
- the upper downcomer portion 2 of the line branch piece 1 is connected to an upper downpipe, not shown here, and the lower downcomer portion 5 is connected to a lower downpipe, also not shown here.
- the supply line section 7 communicates with the drains of, for example, a dwelling in a multi-storey building in connection and is sealed there via a siphon to the line system out, as explained above.
- the connection between the pipe section 1 and the downpipe or the supply line is preferably via a material connection, such as a welded connection.
- waste water which is substantially composed of water and solids, does not differ significantly from water in terms of flow effects.
- an air column L which is located in the downpipe extends between two line branch pieces 1. Due to the flow of the water jacket W, the air column L is placed in pulsating motion, with too high a pulsation has a negative effect on the efficiency of the line branch piece 1.
- the diameter of the down pipe is to be dimensioned so that at the maximum volume flow, the water drains off as water jacket W, wherein the air column L is present. If the volume flow is so great that the entire cross section of the downpipe is used for its routing, so the risk of backflow through the supply line 7 and / or a stowage over the branch line piece 1 is very large.
- the wastewater is introduced from the upper downcomer via the inlet opening 3 into the branch pipe 1 along the fall direction F, which corresponds substantially to the vertical V, introduced.
- the wastewater passes through the upper downcomer section 2 and is deflected by the deflecting section 4 according to the description below.
- additional wastewater is introduced into the downpipe via the supply line section 7.
- the deflected wastewater mixes with the additional wastewater and leaves the line branch piece 1 via the lower downcomer section 5 and the outlet opening 5 to the lower downcomer. Due to the flow characteristics, a water jacket W and an air column L are then created in the lower down pipe as soon as the water has traveled a certain distance.
- the deflection 4 here comprises a first deflection region 8, which diverts the wastewater W from the fall direction F.
- a second deflection region 9 is arranged, which is at an angle or inclined to the direction of fall F and to the vertical V.
- the wastewater is diverted from the first deflection region 8 so that it is deflected to the second deflection region 9, where the wastewater undergoes a renewed deflection.
- the second deflection region 9 is arranged in the direction of fall immediately after the first deflection region 8. Under the Dictation is directly to understand that the wastewater from the first deflection region 8 is passed directly to the second deflection region 9.
- the second deflection region 9 is inclined from the vertical V to the first deflection region 8 towards.
- a large deceleration of the wastewater is to be achieved via the deflection section 4 in order to keep the negative pressure in the supply line related to the flow rate of the water as small as possible.
- the resistance of the line branch piece 1 should not be increased to the extent that it comes in the region of the deflection 4 to a stagnation of the wastewater, which minimizes the power or efficiency of the line branch piece 1 very strong.
- a high resistance which would also cause a good or strong braking of the wastewater, must be compensated by increasing the diameter of the pipeline in order to achieve a comparable volume flow or a comparable performance.
- this is disadvantageous in terms of size.
- the two-fold deflection was chosen, wherein the resistance is only slightly increased over the branch line piece 1, without the braking of the waste water is adversely affected.
- the first deflection region 8 opposes with respect to the direction of fall F or the vertical V at an angle ⁇ of preferably 45 °.
- the angle ⁇ may also be less than or greater than 45 °, for example in the range of 30 ° to 60 °, in particular in the range of 40 ° to 50 °.
- the first deflection region 8 is seen in the direction of fall F arranged such that it extends over the entire inside width of the upper downcomer section 2, so that the total amount of waste water impinges on the first deflection region 8. In other words, this means that the first deflection region 8 extends over the entire cross section of the upper downcomer section 2.
- the first deflection region 8 causes the formation of a jet S from the water film W. Consequently, the wastewater in the form of the jet S strikes the second deflection region 9.
- the second deflection region 9 which is arranged at an angle ⁇ to the direction of fall F or to the vertical V, stands in such a way to the beam S that the beam S impinging on the second deflection region 9 is reflected as optimally as possible.
- the expression reflection is understood that the beam S at the similar angle as it impinges on the second deflection region 9, this leaves again, but at least by the second deflection region 9 is deflected so that the pressure loss and thus the resistance by the deflection remains as small as possible.
- the power ie the maximum volume flow, can be increased while braking remains constant, wherein the flow-induced negative pressure in the supply lines 7 is not changed.
- the angle ⁇ is in the range of 2 ° to 12 ° with respect to the vertical V.
- the angle ⁇ is chosen so as to ensure optimum reflection of the water on the inside of the wall 11.
- the angle ⁇ defines itself as an angle between the direction in which the beam S leaves the first deflection region 8 and the inclination of the second deflection region 9.
- the second deflection region 9 can be curved in different directions in order to further improve the reflection of the wastewater.
- the deflection section 4 is designed such that it opposes a low resistance with respect to the wastewater without negatively influencing the braking of the water. As a result, a larger volume flow can be achieved with a constant size, which increases the performance of the line branch piece 1 accordingly.
- the degree of the first deflection is greater than the degree of the second deflection. Consequently, the water undergoes a greater loss of speed over the first deflection region 8 than over the second deflection region 9.
- This division has the The advantage is that the system functions more consistently with respect to different volume flows, and that the system can be better adjusted.
- the second deflection region 9 is formed by the wall 11 of the line branch piece 1.
- the second deflection region 9 can also be a separate element in the line branch piece 2.
- the at least one supply line section 7 is arranged so that it opens into the line branch piece 1 substantially at the level of the second deflection region 8.
- a total of six supply line sections 7 are available.
- three supply line sections 7 are arranged with a large diameter and three further supply line sections 7 with a smaller diameter each T-shaped, wherein the supply line sections 7 are arranged at an angle of 90 ° to each other.
- the group lead portions 7 with the large diameter are preferably arranged in the direction of fall F over the group inlet portions 7 arranged with the small diameter.
- the deflection section 4 is divided into a flow area 12 and an orifice area 13.
- the flow area 12 is used for the above-described deflection of the flowing through the line branch piece 1 wastewater, while the mouth area 13 serves to receive the supplied via the supply line sections 7 wastewater.
- the mouth region 13 is separated from the flow region 12 by a partition wall 14, so that the entry of flowing waste water from the flow region 12 into the mouth region 13 is prevented.
- the partition wall 14 is arranged at an angle to the direction of fall F, so that the partition has as little influence as possible on the flowing waste water, that is, the cross section of the flow area 12 in the region of the second deflection region 9 is not unnecessarily reduced.
- the dividing wall 14 can come into contact with the wastewater, in particular in the case of large volume flows, and thus act as a guide element.
- the first deflection region 8 comprises a detachment edge 15, which is arranged such that the Wastewater flows over the partition wall 14 away.
- an optional ventilation passage 16 in the partition wall 14, wherein an air pressure equalization between the flow area 12 and the mouth region 13 can take place, which is represented by the arrows 17.
- an air pressure equalization between the flow area 12 and the mouth region 13 can take place, which is represented by the arrows 17.
- the preferred arrangement of the vent passage 16 directly below the first deflection region 8 has the advantage that the flowing wastewater can not flow through the vent passage 16 into the mouth region 13.
- the line branch piece 1' or 1 also comprises a flow divider 18 which, viewed in the direction of fall F, is located in front of the deflection section 4, here in the upper downflow section 2 opposite to the first one Turning 8, is arranged.
- a flow divider 18 can also be applied to the embodiment of the FIG. 1 Arrange. With the flow divider 18, the water jacket W or the film flow along the wall 20 of the upper downcomer section 2 can be torn open before the wastewater strikes the first deflection region 8.
- the flow divider 18 thus has the advantage that the jet S is deflected with a lower resistance.
- the flow divider 18 also has the advantage that the disruption of the film flow, the pulsation of the air column L and thus the resulting pressure differences in the branch line piece can be reduced.
- the line branch piece 1 'and 1 "in the Figures 2 and 3 comprise bypass line 19 shown.
- a bypass line 19 serves to equalize air pressure differences between the corresponding points.
- the bypass line 19 is arranged such that the penetration of waste water into the bypass line 19 is impossible.
- the bypass line 19 seen in the direction of fall F, arranged behind the flow divider 18.
- the bypass line 19 may also be arranged so that it projects into the air column L of the upper downcomer section 2.
- FIG. 2 connects the bypass line 19, the air region of the upper downcomer section 2 and the mouth portion 13 of the deflection section 4, whereby the corresponding pressure difference can be compensated.
- FIG. 3 connects the bypass line 19, the air region of the upper downcomer section 2 and the lower downcomer section 5, so the corresponding pressure difference can be compensated.
- bypass line is arranged which connects the air region of the upper downcomer section 2 with the mouth region 13 of the deflecting section 4 and with the air region of the lower downcomer section 5.
- the adjustment of the pressure difference has the advantage that large differences in pressure at the various points by permanent compensation can not even arise.
- the line branch piece is preferably made of a plastic by means of a plastic bubble process.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitungszweigstück für Fallleitungen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Aus dem Stand der Technik ist ein derartiges Leitungszweigstück bekannt. Beispielsweise zeigt die
CH 418 067 - Auch vertreibt die Anmelderin ein Leitungszweigstück unter dem Namen Geberit Sovent, wobei es sich hier um ein Formstück handelt, das eine kostengünstige und technisch ausgereifte Lösung für die Zuleitung von Abwasser in Abwasserfallleitungen in mehrstöckigen Gebäuden, wie beispielsweise in Hochhäusern, bereitstellt.
- Die Verwendung vom Produkt Geberit Sovent und auch von Leitungszweigstücken gemäss der
CH 418 067 - Insbesondere soll ein Unterdruck in der Zuleitung während des Betriebes weitgehend verhindert werden. Der Unterdruck entsteht durch das in der Fallleitung fliessende Wasser und kann insbesondere bei grossen Fallhöhen so gross werden, dass Wasser aus den in der Zuleitung vorhandenen Siphons gesaugt wird. Folglich erfüllt der Siphon nicht mehr die Wirkung als Verschlusselement zwischen Fallleitung und den entsprechenden Schmutzwasserabläufen, wie Toilettenablauf etc..
- Die Bildung des Unterdruckes kann beispielsweise vermindert werden, in dem Bremselemente oder Leitelemente angeordnet werden, die das in Fallrichtung fliessende Wasser im Bereich der Zuleitung bremsen bzw. umleiten. Dies hat allerdings einen negativen Einfluss auf die Leistung bzw. den Volumenstrom des Leitungszweigstückes, was dazu führt, dass Leitungszweigstücke mit grösseren Rohrdurchmessern eingesetzt werden müssen, um eine vergleichbare Leistung zu erzielen. Dies ist wiederum unerwünscht, da so grösserer Einbauraum erforderlich ist.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung eine Aufgabe zugrunde, ein Leitungszweigstück anzugeben, welches die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Insbesondere soll ein Leitungszweigstück geschaffen werden, dessen Leistung bei gleichbleibender Baugrösse vergrössert wird bzw. dessen Leistung bei verkleinerter Baugrösse konstant gehalten wird.
- Eine solche Aufgabe wird durch das Leitungszweigstück nach Anspruch 1 gelöst. Demgemäss umfasst ein Leitungszweigstück für eine Fallleitung, in der Abwasser in der Form eines Wassermantels an einer Wandung entlang einer Fallrichtung führbar ist, einen oberen Fallleitungsabschnitt mit einer Eintrittsöffnung, einen sich dem oberen Fallleitungsabschnitt anschliessenden Umlenkabschnitt und einen sich dem Umlenkabschnitt anschliessenden unteren Fallleitungsabschnitt mit einer Austrittsöffnung, sowie mindestens einen Zuleitungsabschnitt, der im Bereich des Umlenkabschnittes in das Leitungszweigstück mündet. Der Umlenkabschnitt umfasst einen ersten Umlenkbereich, welcher das Abwasser bezüglich der Fallrichtung umlenkt, und einen bezüglich dem ersten Umlenkbereich in Fallrichtung gesehen nachfolgend angeordneten zweiten Umlenkbereich, dem das Abwasser vom ersten Umlenkbereich zugeleitet wird. Der zweite Umlenkbereich verläuft geneigt zur Fallrichtung. Aufgrund dieser Neigung kann das Abwasser ausreichend gebremst werden, ohne das der Widerstand des Leitungszweigstückes erhöht wird, was bei gleichbleibender Baugrösse eine Erhöhung des Volumenstroms zulässt bzw. die Leistung bei verkleinerter Baugrösse konstant hält.
- Vorzugsweise steht der zweite Umlenkbereich derart zum ersten Umlenkbereich, dass das
- Abwasser durch den zweiten Umlenkbereich im wesentlichen reflektiert wird. Durch die Reflexion wird die Wirkung des geneigten Umlenkbereiches noch weiter verbessert.
- Der zweite Umlenkbereich wird vorzugsweise durch die Wandung des Leitungszweigstückes bereitgestellt. Dies lässt eine besonders einfache Herstellung zu.
- Vorzugsweise steht der zweite Umlenkbereich mit einem Winkel im Bereich von 2 bis 12° zur Fallrichtung.
- Der zweite Umlenkbereich steht bezüglich der Richtung des Abwassers, das vom ersten Umlenkbereich umgelenkt wurde, in einem Winkel im Bereich von 30° bis 50°, insbesondere 40°. Mit einem solchen Winkel wurden sehr gute Resultate erzielt.
- Vorzugsweise ist der erste Umlenkbereich so angeordnet, dass der Wassermantel den ersten Umlenkbereich als umgelenkter Strahl verlässt, wobei das Abwasser dann strahlförmig auf den geneigt winklig angeordneten zweiten Umlenkbereich auftrifft.
- Der zweite Umlenkbereich ist vorzugsweise mindestens abschnittsweise gekrümmt ausgebildet, insbesondere um eine Achse, welche senkrecht zur Fallrichtung steht. Dadurch kann die Umlenkung weiter verbessert werden.
- Bevorzugterweise ist der erste Umlenkbereich in Fallrichtung gesehen derart angeordnet, dass er sich über die gesamte lichte Weite des oberen Fallleitungsabschnittes erstreckt, so dass die gesamte Abwassermenge umlenkbar ist.
- Der Umlenkabschnitt umfasst vorzugsweise einen Durchflussbereich und einen Mündungsbereich, in dem die Zuleitung in das Leitungszweigstück mündet, wobei der Mündungsbereich durch eine Trennwand vom Durchflussbereich getrennt ist, so dass ein Eintreten von Abwasser aus dem Durchflussbereich in den Mündungsbereich verhindert wird.
- Vorzugsweise umfasst der erste Umlenkbereich eine Ablösekante, welche derart angeordnet ist, dass das Abwasser über den Mündungsbereich bzw. über die Trennwand hinweg fliesst. Diese Anordnung verhindert ein Eintreten von Abwasser in den Mündungsbereich.
- Bevorzugterweise verfügt die Trennwand über einen Durchgang, über welchen Druckunterschiede zwischen Durchflussbereich und Mündungsbereich ausgleichbar sind, wobei der Durchgang vorzugsweise derart angeordnet ist, dass ein Durchtreten von Abwasser durch den Durchgang verunmöglicht wird. Dadurch können Druckunterschiede im System gut ausgeglichen werden.
- Vorzugsweise ist ein Strömungsteiler in Fallrichtung gesehen vor dem Umlenkabschnitt angeordnet ist, wobei mit dem Strömungsteiler der Wassermantel aufreissbar ist.
- Das Leitungszweigstück umfasst vorzugsweise mindestens eine Bypassleitung, welche vorzugsweise derart angeordnet ist, dass ein Druckunterschied zwischen dem oberen Fallleitungsabschnitt und dem Mündungsbereich und/oder zwischen dem oberen Fallleitungsabschnitt und dem unteren Fallleitungsabschnitt ausgleichbar ist.
- Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine Schnittdarstellung eines Leitungszweigstückes gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2
- eine Schnittdarstellung des Leitungszweigstückes nach
Figur 1 mit einem Strömungsteiler und einer Bypassleitung nach einer zweiten Ausführungsform; und - Fig. 3
- eine Schnittdarstellung des Leitungszweigstückes nach
Figur 1 mit einem Strömungsteiler und einer Bypassleitung nach einer dritten Ausführungsform. - Die
Figur 1 zeigt ein Leitungszweigstück 1 zum Einsatz in Abwasserfallleitungen in mehrstöckigen Gebäuden. Das Leitungszweigstück 1 dient der Verbindung von einer Abwasserzuleitung von einem Stockwerk in die Fallleitung, die sich von Stockwerk zu Stockwerk, meist über die gesamte Gebäudehöhe, erstreckt. Die Zuleitung wird demnach über das Leitungszweigstück 1 mit der Fallleitung verbunden. - Das Leitungszweigstück 1 umfasst einen oberen Fallleitungsabschnitt 2 mit einer Eintrittsöffnung 3, einen sich dem oberen Fallleitungsabschnitt 2 anschliessenden Umlenkabschnitt 4 und sich dem Umlenkabschnitt 4 anschliessenden unterer Fallleitungsabschnitt 5 mit einer Austrittsöffnung 6, sowie mindestens einen Zuleitungsabschnitt 7, über welchen zusätzliches Abwasser in die Fallleitung eingeleitet wird. Der obere Fallleitungsabschnitt 2, der Umlenkabschnitt 4 und der untere Fallleitungsabschnitt 5 werden durch eine Wandung 11, 20 umgeben. Der obere Fallleitungsabschnitt 2 des Leitungszweigstückes 1 wird mit einer hier nicht dargestellten oberen Fallleitung verbunden und der untere Fallleitungsabschnitt 5 wird mit einer hier ebenfalls nicht dargestellten unteren Fallleitung verbunden. Der Zuleitungsabschnitt 7 steht dabei mit den Abwasserleitungen von beispielsweise einer Wohnung in einem mehrstöckigen Gebäude in Verbindung und wird dort über einen Siphon zum Leitungssystem hin abgedichtet, so wie dies eingangs erläutert wurde. Die Verbindung zwischen dem Leitungsstück 1 und der Fallleitung bzw. der Zuleitung erfolgt vorzugsweise über eine materialschlüssige Verbindung, wie eine Schweissverbindung.
- Die Fallleitungen werden so angeordnet, dass deren Mittelachse V in der Vertikalen liegt. Folglich fliesst das Abwasser in der Vertikalen V entlang einer Fallrichtung F und bildet an der Wandung 20 der Fallleitung bzw. in den Fallleitungsabschnitten 2, 3 einen umlaufenden zylindrischen Wasserfilm oder Wassermantel W. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass sich Abwasser, welches sich im wesentlichen aus Wasser und Feststoffen zusammensetzt, bezüglich Strömungseffekten nicht wesentlich von Wasser unterscheidet.
- Im zentralen Bereich der Fallleitung steht eine Luftsäule L, welche sich in der Fallleitung zwischen zwei Leitungszweigstücken 1 erstreckt. Aufgrund der Fliessbewegung des Wassermantels W wird die Luftsäule L in pulsierende Bewegung versetzt, wobei eine zu grosse Pulsation eine negative Auswirkung auf den Wirkungsgrad des Leitungszweigstückes 1 hat.
- Der Durchmesser der Fallleitung ist so zu dimensionieren, dass beim maximalen Volumenstrom das Wasser als Wassermantel W abfliesst, wobei auch die Luftsäule L vorhanden ist. Wenn der Volumenstrom so gross ist, dass der ganze Querschnitt der Fallleitung für dessen Wegführung verwendet wird, so ist das Risiko eines Rückflusses über den Zuleitung 7 und/oder einer Stauung über dem Leitungszweigstück 1 sehr gross.
- Das Abwasser wird von der oberen Fallleitung über die Eintrittsöffnung 3 in das Leitungszweigstück 1 entlang der Fallrichtung F, welche im wesentlichen der Vertikalen V, entspricht, eingeleitet. Dabei passiert das Abwasser den oberen Fallleitungsabschnitt 2 und wird durch den Umlenkabschnitt 4 gemäss der untenstehenden Beschreibung umgelenkt. Im Bereich des Umlenkabschnittes 4 wird über den Zuleitungsabschnitt 7 zusätzliches Abwasser in die Fallleitung eingebracht. Nach dem Passieren des Umlenkabschnittes 4 vermischt sich das umgelenkte Abwasser mit dem zusätzlichen Abwasser und verlässt das Leitungszweigstück 1 über den unteren Fallleitungsabschnitt 5 bzw. die Austrittsöffnung 5 zur unteren Fallleitung hin. Aufgrund der Strömungscharakteristik wird dann auch in der unteren Fallleitung ein Wassermantel W und eine Luftsäule L geschaffen, sobald das Wasser einen gewissen Weg zurückgelegt hat.
- Um die Fliessgeschwindigkeit des Wasser im Bereich der Zuleitung 7 zu bremsen, und auch um die Bildung eines Unterdruckes in der Zuleitung 7 zu limitieren, so dass eine Entleerung der Zuleitung 7 und des sich daran anschliessenden Siphons verhindert wird, dient der Umlenkabschnitt 4. Der Umlenkabschnitt 4 umfasst hier einen ersten Umlenkbereich 8, welcher das Abwasser W von der Fallrichtung F umlenkt. Weiter ist ein zweiter Umlenkbereich 9 angeordnet, welcher winklig bzw. geneigt zur Fallrichtung F bzw. zur Vertikalen V steht. Das Abwasser wird vom ersten Umlenkbereich 8 so umgeleitet, dass es auf den zweiten Umlenkbereich 9 umgelenkt wird, wo das Abwasser eine erneute Umlenkung erfährt. Vorzugsweise ist der zweite Umlenkbereich 9 in Fallrichtung gesehen unmittelbar nach dem ersten Umlenkbereich 8 angeordnet. Unter der Ausdrucksweise unmittelbar ist zu verstehen, dass das Abwasser vom ersten Umlenkbereich 8 direkt auf den zweiten Umlenkbereich 9 geleitet wird. Der zweite Umlenkbereich 9 ist dabei von der Vertikalen V gesehen zum ersten Umlenkbereich 8 hin geneigt.
- Grundsätzlich soll eine grosse Abbremsung des Abwassers über den Umlenkabschnitt 4 erzielt werden, um den mit der Fliessgeschwindigkeit des Wassers zusammenhängenden Unterdruck in der Zuleitung so klein wie möglich zu halten. Gleichzeitig soll aber der Widerstand des Leitungszweigstückes 1 nicht dahingehend erhöht werden, dass es im Bereich des Umlenkabschnittes 4 zu einer Stauung des Abwassers kommt, was die Leistung bzw. den Wirkungsgrad des Leitungszweigstückes 1 sehr stark minimiert. Mit anderen Worten muss ein hoher Widerstand, der auch eine gute bzw. starke Bremsung des Abwassers bewirken würde, durch eine Vergrösserung des Durchmessers der Rohrleitung kompensiert werden, um einen vergleichbaren Volumenstrom bzw. eine vergleichbare Leistung zu erreichen. Dies ist allerdings nachteilig bezüglich der Baugrösse. Um diesen negativen Effekt zu verhindern, wurde die zweifache Umlenkung gewählt, wobei der Widerstand über das Leitungszweigstück 1 nur unwesentlich erhöht wird, ohne dass die Bremsung des Abwassers negativ beeinflusst wird.
- Der erste Umlenkbereich 8 steht bezüglich der Fallrichtung F bzw. der Vertikalen V mit einem Winkel β von bevorzugt 45° entgegen. Bei anderen Ausführungsformen kann der Winkel β auch kleiner oder grösser als 45°, beispielsweise im Bereich von 30° bis 60°, insbesondere im Bereich von 40° bis 50°, sein. Durch diese erste Umlenkung wird das Abwasser stark gebremst und in Richtung des zweiten Umlenkbereichs 9 umgeleitet.
- Bevorzugterweise ist der erste Umlenkbereich 8 in Fallrichtung F gesehen derart angeordnet, dass es sich über die gesamte lichte Weite des oberen Fallleitungsabschnittes 2 erstreckt, so dass die gesamte Abwassermenge auf den ersten Umlenkbereich 8 auftrifft. Mit anderen Worten heisst dies, dass sich der erste Umlenkbereich 8 über den gesamten Querschnitt des oberen Fallleitungsabschnittes 2 erstreckt. Dadurch bewirkt der erste Umlenkbereich 8 die Bildung eines Strahls S aus dem Wasserfilm W. Folglich trifft das Abwasser in der Gestalt des Strahls S auf den zweiten Umlenkbereich 9 auf.
- Der zweite Umlenkbereich 9, welcher mit einem Winkel α zur Fallrichtung F bzw. zur Vertikalen V angeordnet wird, steht dabei so zum Strahl S, dass der auf den zweiten Umlenkbereich 9 auftreffende Strahl S möglichst optimal reflektiert wird. Im vorliegenden Fall wird unter der Ausdrucksweise Reflexion verstanden, dass der Strahl S mit dem ähnlichen Winkel, wie er auf den zweiten Umlenkbereich 9 auftrifft, diesen wieder verlässt, mindestens aber vom zweiten Umlenkbereich 9 so umgelenkt wird, dass der Druckverlust und somit der Widerstand durch die Umlenkung möglichst klein bleibt. Dadurch kann die Leistung, also der maximale Volumenstrom, bei gleichbleibender Bremsung vergrössert werden, wobei der strömungsinduzierte Unterdruck in den Zuleitungen 7 nicht verändert wird.
- Vorzugsweise ist der Winkel α im Bereich von 2° bis 12° bezüglich der Vertikalen V. Der Winkel α ist so gewählt, um eine optimale Reflexion des Wassers an der Innenseite der Wandung 11 zu gewährleisten. Im Zusammenhang mit dem Winkel β ausgedrückt, ist es vorzugsweise, dass der Wasserstrahl S mit einem Winkel δ von 30° bis 50°, insbesondere 40°, auf den zweiten Umlenkbereich 9 auftrifft. Der Winkel δ definiert sich dabei als Winkel zwischen der Richtung, in welcher der Strahl S den ersten Umlenkbereich 8 verlässt, und der Neigung des zweiten Umlenkbereichs 9.
- Der zweite Umlenkbereich 9 kann in verschiedene Richtungen gekrümmt ausgebildet sein, um die Reflexion des Abwassers noch weiter zu verbessern. Beispielsweise ist es denkbar eine Krümmung 10 um eine Achse senkrecht zur Vertikalen V vorzusehen, so wie dies in den Figuren gezeigt ist.
- Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass der Umlenkabschnitt 4 so ausgebildet ist, dass dieser bezüglich dem Abwasser einen geringen Widerstand entgegensetzt ohne dabei die Bremsung des Wassers negativ zu beeinflussen. Dadurch kann bei gleichbleibender Baugrösse ein grösserer Volumenstrom erzielt werden, was die Leistung des Leitungszweigstückes 1 entsprechend steigert.
- Der Grad der ersten Umlenkung ist dabei grösser als der Grad der zweiten Umlenkung. Folglich erfährt das Wasser über den ersten Umlenkbereich 8 einen grösseren Geschwindigkeitsverlust, als über den zweiten Umlenkbereich 9. Diese Aufteilung hat den Vorteil, dass das System bezüglich unterschiedlicher Volumenströme konstanter funktioniert, und dass das System besser eingestellt werden kann.
- Bevorzugterweise wird der zweite Umlenkbereich 9 durch die Wandung 11 des Leitungszweigstücks 1 gebildet. Alternativ kann der zweite Umlenkbereich 9 auch ein separates Element im Leitungszweigstück 2 sein.
- Der mindestens eine Zuleitungsabschnitt 7 ist dabei so angeordnet, dass dieser im wesentlichen auf der Höhe des zweiten Umlenkbereichs 8 in das Leitungszweigstück 1 münden. In der vorliegenden Ausführungsform stehen insgesamt sechs Zuleitungsabschnitte 7 zur Verfügung. Dabei sind drei Zuleitungsabschnitte 7 mit grossem Durchmesser und drei weitere Zuleitungsabschnitte 7 mit kleinerem Durchmesser jeweils t-förmig angeordnet, wobei die Zuleitungsabschnitte 7 dabei in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Die Gruppe Zuleitungsabschnitte 7 mit dem grossen Durchmesser sind vorzugsweise in Fallrichtung F gesehen über der Gruppe Zuleitungsabschnitte 7 mit dem kleinen Durchmesser angeordnet.
- In der
Figur 1 kann weiterhin erkannt werden, dass der Umlenkabschnitt 4 in einen Durchflussbereich 12 und einen Mündungsbereich 13 unterteilt ist. Der Durchflussbereich 12 dient der oben beschriebenen Umlenkung des durch das Leitungszweigstück 1 fliessenden Abwassers, während der Mündungsbereich 13 dazu dient, das über die Zuleitungsabschnitte 7 zugeleitete Abwasser aufzunehmen. Der Mündungsbereich 13 ist durch eine Trennwand 14 vom Durchflussbereich 12 getrennt, so dass ein Eintreten von durchfliessendem Abwasser aus dem Durchflussbereich 12 in den Mündungsbereich 13 verhindert wird. Die Trennwand 14 ist winklig zur Fallrichtung F angeordnet, so dass die Trennwand möglichst keinen Einfluss auf das durchfliessende Abwasser hat, sprich den Querschnitt des Durchflussbereichs 12 im Bereich des zweiten Umlenkbereiches 9 nicht unnötig verkleinert. In einem dem unteren Fallleitungsabschnitt 5 zugewandten Bereich 21 kann die Trennwand 14 insbesondere bei grossen Volumenströmen mit dem Abwasser in Kontakt kommen und so als Leitelement wirken. - Im Zusammenhang mit der Trennwand 14 sei noch angemerkt, dass der erste Umlenkbereich 8 eine Ablösekante 15 umfasst, welche derart angeordnet ist, dass das Abwasser über die Trennwand 14 hinweg fliesst.
- Zwischen dem ersten Umlenkbereich 8 und der Trennwand 14 ist es zudem möglich, einen optionalen Entlüftungsdurchgang 16 in der Trennwand 14 anzuordnen, wobei ein Luftdruckausgleich zwischen dem Durchflussbereich 12 und dem Mündungsbereich 13 stattfinden kann, was mit den Pfeilen 17 dargestellt ist. Mit diesem Druckausgleich wird eine strömungsinduzierte Druckpulsation im System verhindert oder sehr stark verringert, so dass die Gefahr der Bildung des Unterdruckes in den Zuleitungen 7 weiter vermindert wird. Die vorzugsweise Anordnung des Entlüftungsdurchganges 16 direkt unter dem ersten Umlenkbereich 8 hat den Vorteil, dass das durchfliessende Abwasser nicht durch den Entlüftungsdurchgang 16 in den Mündungsbereich 13 fliessen kann.
- In den
Figuren 2 und3 ist ein Leitungszweigstück 1' bzw. 1" gemäss der zweiten und der dritten Ausführungsform gezeigt. Das Leitungszweigstück 1' bzw. 1" umfasst zudem einen Strömungsteiler 18, welcher in Fallrichtung F gesehen vor dem Umlenkabschnitt 4, hier im oberen Fallleitungsabschnitt 2 gegenüber des ersten Umlenkbereichs 8, angeordnet ist. Ein solcher Strömungsteiler 18 lässt sich auch an der Ausführungsform derFigur 1 anordnen. Mit dem Strömungsteiler 18 kann der Wassermantel W bzw. die Filmströmung entlang der Wandung 20 des oberen Fallleitungsabschnittes 2 aufgerissen werden, bevor das Abwasser auf den ersten Umlenkbereich 8 auftrifft. Der Strömungsteiler 18 hat somit den Vorteil, dass der Strahl S mit einem geringeren Widerstand umgelenkt wird. Weiter hat der Strömungsteiler 18 auch den Vorteil, dass durch das Aufreissen der Filmströmung die Pulsation der Luftsäule L und somit das entstehen von Druckunterschieden im Leitungszweigstück vermindert werden kann. - Weiter kann das Leitungszweigstück 1' bzw. 1" eine in den
Figuren 2 und3 gezeigte Bypassleitung 19 umfassen. Eine derartige Bypassleitung 19 dient der Ausgleichung von Luftdruckunterschieden zwischen den entsprechenden Stellen. Die Bypassleitung 19 ist dabei derart angeordnet, dass ein Eindringen von Abwasser in die Bypassleitung 19 verunmöglicht wird. In denFiguren 2 und3 ist die Bypassleitung 19, in Fallrichtung F gesehen, hinter dem Strömungsteiler 18 angeordnet. Alternativ kann die Bypassleitung 19 auch so angeordnet sein, dass diese in die Luftsäule L des oberen Fallleitungsabschnittes 2 einragt. - In der
Figur 2 verbindet die Bypassleitung 19 den Luftbereich des oberen Fallleitungsabschnittes 2 und den Mündungsbereich 13 des Umlenkabschnittes 4, wobei so der entsprechende Druckunterschied ausgleichbar ist. In derFigur 3 verbindet die Bypassleitung 19 den Luftbereich des oberen Fallleitungsabschnittes 2 und den unteren Fallleitungsabschnitt 5, wobei so der entsprechende Druckunterschied ausgleichbar ist. - Weiter ist es denkbar, dass eine Bypassleitung angeordnet wird, welche den Luftbereich des oberen Fallleitungsabschnittes 2 mit dem Mündungsbereich 13 des Umlenkabschnittes 4 und mit dem Luftbereich des unteren Fallleitungsabschnittes 5 verbindet.
- Die Ausgleichung des Druckunterschiedes hat den Vorteil, dass grosse Druckunterschiede an den verschiedenen Stellen durch dauernden Ausgleich gar nicht erst entstehen können.
- An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Strömungsteiler 18 und die Bypassleitung 19 unabhängig voneinander einsetzbar sind. So wäre es beispielsweise denkbar nur den Strömungsteiler 18 oder aber nur die Bypassleitung 19 einzusetzen.
- Das Leitungszweigstück wird vorzugsweise aus einem Kunststoff mittels eines Kunststoffblaseverfahrens hergestellt.
-
- 1, 1', 1"
- Leitungszweigstück
- 2
- oberer Fallleitungsabschnitt
- 3
- Eintrittsöffnung
- 4
- Umlenkabschnitt
- 5
- unterer Fallleitungsabschnitt
- 6
- Austrittsöffnung
- 7
- Zuleitungsabschnitt
- 8
- erster Umlenkbereich
- 9
- zweiter Umlenkbereich
- 10
- Krümmung
- 11
- Wandung
- 12
- Durchflussbereich
- 13
- Mündungsbereich
- 14
- Trennwand
- 15
- Ablösekante
- 16
- Entlüftungsdurchgang
- 17
- Druckausgleich
- 18
- Strömungsteiler
- 19
- Bypassleitung
- 20
- Wandung
- 21
- unterer Bereich
- F
- Fallrichtung
- L
- Luftsäule
- S
- Strahl
- V
- Vertikale
- W
- Wassermantel
- α
- Winkel zweite Umlenkung
- β
- Winkel erste Umlenkung
- δ
- Winkel
Claims (13)
- Leitungszweigstück (1, 1', 1") für eine Fallleitung, in der Abwasser in der Form eines Wassermantels (W) an einer Wandung (11, 20) entlang einer Fallrichtung (F) führbar ist, umfassend einen oberen Fallleitungsabschnitt (2) mit einer Eintrittsöffnung (3), einen sich dem oberen Fallleitungsabschnitt (2) anschliessenden Umlenkabschnitt (4) und einen sich dem Umlenkabschnitt (4) anschliessenden unteren Fallleitungsabschnitt (5) mit einer Austrittsöffnung (6), sowie mindestens einen Zuleitungsabschnitt (7), der im Bereich des Umlenkabschnittes (4) in das Leitungszweigstück (1, 1', 1") mündet, wobei der Umlenkabschnitt (4) einen ersten Umlenkbereich (8), welcher das Abwasser bezüglich der Fallrichtung (F) umlenkt, und einen bezüglich dem ersten Umlenkbereich (8) in Fallrichtung (F) gesehen nachfolgend angeordneten zweiten Umlenkbereich (9) umfasst, dem das Abwasser vom ersten Umlenkbereich (8) zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umlenkbereich geneigt zur Fallrichtung (F) verläuft.
- Leitungszweigstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umlenkbereich (9) derart zum ersten Umlenkbereich (8) steht, dass das Abwasser durch den zweiten Umlenkbereich (9) im wesentlichen reflektiert wird.
- Leitungszweigstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umlenkbereich (9) durch die Wandung (11) des Leitungszweigstückes (1, 1', 1") bereitgestellt wird.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umlenkbereich (9) mit einem Winkel (α) im Bereich von 2 bis 12° zur Fallrichtung (F) steht.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umlenkbereich (9) bezüglich der Richtung des Abwassers (S), das vom ersten Umlenkbereich (8) umgelenkt wurde, in einem Winkel (δ) im Bereich von 30° bis 50°, insbesondere 40°, steht.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umlenkbereich (8) so angeordnet ist, dass der Wassermantel (W) den ersten Umlenkbereich (8) als umgelenkter Strahl (S) verlässt, wobei das Abwasser dann strahlförmig auf den geneigt winklig angeordneten zweiten Umlenkbereich (8) auftrifft.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umlenkbereich (9) mindestens abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist, insbesondere um eine Achse, welche senkrecht zur Fallrichtung (F) steht.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umlenkbereich (8) in Fallrichtung (F) gesehen derart angeordnet ist, dass es sich über die gesamte lichte Weite des oberen Fallleitungsabschnittes (2) erstreckt, so dass die gesamte Abwassermenge umlenkbar ist.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkabschnitt (4) einen Durchflussbereich (12) und einen Mündungsbereich (13), in dem die Zuleitung über den Zuleitungsabschnitt (7) in das Leitungszweigstück (1) mündet, umfasst, wobei der Mündungsbereich (13) durch eine Trennwand (14) vom Durchflussbereich (12) getrennt ist, so dass ein Eintreten von Abwasser aus dem Durchflussbereich (12) in den Mündungsbereich (13) verhindert wird.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umlenkbereich (8) eine Ablösekante (15) umfasst, welche derart angeordnet ist, dass das Abwasser über den Mündungsbereich (13) bzw. über die Trennwand (14) hinweg fliesst.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (14) über einen Durchgang (16) verfügt, über welchen Druckunterschiede zwischen Durchflussbereich (12) und Mündungsbereich (13) ausgleichbar sind, wobei der Durchgang (16) vorzugsweise derart angeordnet ist, dass ein Durchtreten von Abwasser durch den Durchgang (16) verunmöglicht wird.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsteiler (18) in Fallrichtung (F) gesehen vor dem Umlenkabschnitt (4) angeordnet ist, wobei mit dem Strömungsteiler (18) der Wassermantel (W) aufreissbar ist.
- Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungszweigstück (1, 1', 1") mindestens eine Bypassleitung (19) umfasst, welche vorzugsweise derart angeordnet ist, dass ein Druckunterschied zwischen dem oberen Fallleitungsabschnitt (2) und dem Mündungsbereich (13) und/oder zwischen dem oberen Fallleitungsabschnitt (2) und dem unteren Fallleitungsabschnitt (6) ausgleichbar ist.
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