EP2525002B1 - Leitungszweigstück für Fallleitungen - Google Patents

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EP2525002B1
EP2525002B1 EP11166711.9A EP11166711A EP2525002B1 EP 2525002 B1 EP2525002 B1 EP 2525002B1 EP 11166711 A EP11166711 A EP 11166711A EP 2525002 B1 EP2525002 B1 EP 2525002B1
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EP
European Patent Office
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region
section
diverting
flow
branch piece
Prior art date
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Active
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EP11166711.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2525002A1 (de
Inventor
Rolf Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geberit International AG
Original Assignee
Geberit International AG
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Publication date
Application filed by Geberit International AG filed Critical Geberit International AG
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Priority to EP11166711.9A priority patent/EP2525002B1/de
Priority to AU2012202356A priority patent/AU2012202356B2/en
Priority to CN201210156185.6A priority patent/CN102787699B/zh
Publication of EP2525002A1 publication Critical patent/EP2525002A1/de
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Publication of EP2525002B1 publication Critical patent/EP2525002B1/de
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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
    • 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
    • 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 delivery 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 effluent flowing in the downpipe and can be so large, especially at large fall heights, that wastewater is sucked out of the existing in the supply line siphons. 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, in which braking elements or guide elements are arranged which brake or redirect the wastewater 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.
  • the curved deflection surface preferably has the shape of a channel which extends along the flow curve or flow line.
  • the channel bundles the wastewater to the said beam and then leads this tangentially to the wall of the flow area.
  • the deflection surface or the channel is concave.
  • the flow curve or flow line can be formed in the region of the deflection surface as a straight axis or as a curved line.
  • a flow divider is arranged in the direction of fall before the deflection, wherein the flow divider, the waste water jacket can be torn off.
  • the flow divider preferably directs the waste water directly to the deflection section.
  • the deflection region is arranged in the direction of fall directly after the upper downcomer section, and / or the flow-through region is arranged immediately after the deflection region, and / or the lower downflow section is arranged immediately after the flow-through region.
  • the feed line section preferably has an opening region in which the feed line opens into the line branch piece via the feed line section, 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.
  • a bleed passage is arranged between the flow area and the feed line section, via which pressure differences between the flow area and the mouth area can be compensated.
  • FIGS. 1 and 2 show a line branch piece 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.
  • FIG. 3 a schematic representation of the wastewater is shown.
  • the drop lines are arranged so that their central axis lies in the vertical V. Consequently, the waste water flows in the vertical V along a fall direction F and forms on the wall 20 of the downpipe and partly also in the downcomer sections 2, 3 a circulating cylindrical wastewater film or wastewater jacket W.
  • wastewater which is in the Essentials Water and solids composed, with respect to flow effects is not significantly different from water.
  • the diameter of the down pipe is to be dimensioned so that at the maximum volume flow, the wastewater as waste water jacket W flows away, whereby the air column L is present.
  • 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 essentially to the vertical V,.
  • 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 downflow section 5 or the outlet opening 6 to the lower downflow line. Due to the flow characteristics, a waste water jacket W and an air column L are then created in the lower downpipe as soon as the wastewater has traveled a certain distance.
  • the deflection section 4 here comprises a deflection region 8 which deflects the wastewater W from the fall direction F, and a flow region 12 arranged downstream of the deflection region 8 in the direction of fall F.
  • the flow region 12 is preferably immediately after the deflection region 8, ie directly to the deflection region 8 Subsequently, arranged, while the deflection region 8 directly or directly adjoins the upper downcomer section 2.
  • the flow area 12 then opens directly into the lower downflow section 5, thus the lower downcomer section 12 arranged immediately after the flow area 12.
  • the deflection region 8 comprises a deflection surface 10 running along a flow curve or flow line M and curved around the flow curve or flow line M for bundling the wastewater as a jet S.
  • the curvature of the deflection surface 10 is selected such that the waste water jacket W passes through the deflection surface 10 is essentially bundled as a beam S and leaves as the beam S, the deflection surface 10 again.
  • the flow curve or the flow line M can also be referred to as the center axis of the curvature of the deflection surface 10.
  • the deflection surface 10 seen to the fall direction F with respect to the fall direction F is at a first angle ⁇ . It can also be said that the deflection surface 10 is in a plane E, which extends through the falling direction F, with the angle ⁇ to the direction of fall F.
  • the level E is in the FIG. 4 parallel to the drawing sheet surface.
  • the plane E extends substantially through the center axis of the upper downcomer section 2 and the lower downcomer section 5. With respect to the plane E, the deflection surface 10 extends in the direction of the fall direction F at a second angle ⁇ . This can be done in the FIG. 6 be recognized.
  • the first angle ⁇ is preferably selected in the range of 90 ° to 175 °, in particular in the range of 125 ° to 155 °, particularly preferably 140 °.
  • the second angle ⁇ is preferably selected in the range of 0 ° to 45 °, in particular in the range of 10 ° to 30 °, particularly preferably 19 °.
  • the curved deflection surface 10 is thus directed with its central axis M substantially tangentially to the wall 11 of the flow area 12.
  • the sewage steel S impinges substantially tangentially on the wall 11 of the flow area 12. Due to the tangential impingement of the sewage jet S is guided along a flow curve through the flow area 12 and rotated about a relative to the wall 11 centrally through the flow area 12 extending curve 23 in rotation.
  • the waste water jet S flows along the wall 11 through the flow area 12.
  • the waste water flows along the Wall 11 helically in the direction of F flows.
  • the curve 23 is laid essentially through all centers of the pipe sections of the branch line piece.
  • the curve can be in the FIGS. 4 and 5 be well recognized.
  • the curve 23 it can also be said that in the region of the upper downcomer section 2, in parts of the flow-through region 12 and the lower downpipe section 5, it is part of the plane E or lies in the plane E or spans the plane E.
  • the flow direction of the waste water is deflected by the deflection surface 8 laterally to the plane E and the curve 23, so that the wastewater is passed tangentially to the wall 11 and thus the rotation about the curve 23 can be achieved.
  • This deflection 19 is in the FIG. 5 shown. Consequently, the waste water rotates after the deflection about the curve 23.
  • the maximum deflection 19 is preferably in the region of the end 21 of the deflection region eighth
  • the flow line or the flow curve is preferably a curve that is continuous in the mathematical sense, so that the wastewater undergoes, as far as possible, a turbulence-free deflection.
  • the deflection region 8 is designed so that the wastewater is deflectable with respect to the fall direction F.
  • the deflection is such that the wastewater as a sewage jet tangentially to the wall 11 of the flow area 12 occurs. Due to the tangential impingement, the waste water jet is set in rotation about the line 23 extending centrally through the flow area 12, and can be guided as a rotating flow along the wall 11 through the flow area 12.
  • the described rotation of the wastewater has the advantage that a large deceleration of the wastewater and thus a reduction in performance can be avoided.
  • the rotation of the waste water along the wall 11 thus has the advantage that with a constant diameter of the down pipe, a larger volume flow can be achieved or the diameter can be reduced at a constant volume flow.
  • the rotation also makes it possible for an air column L to extend from the upper downcomer section 2 as far as the lower downcomer section 5. Thus, there is no interruption of the air column by wastewater and performance is not negatively affected. Due to the continuous air column there is no negative pressure in the system and thus it can not lead to an emptying of the siphons in the supply lines. In addition, no congestion zones with other negative effects, such as the pulsation of the air column, arise.
  • the implementation of the waste water is explained in more detail by the line branch piece 1.
  • the wastewater flows through the deflecting section 4 and then exits the line branch piece 1 through the lower downcomer section 5.
  • the deflecting section 4 which is located directly between the upper downcomer section 2 and the lower downcomer section 5
  • the sewage passes through the deflecting region 8 with the deflecting surface 10 deflected such that the wastewater impinges as a jet S tangentially to the curved wall 11 of the flow area 12.
  • the water as a helical flow passes through the flow area 12 and then flows into the lower downflow section 5.
  • FIG. 4 can be well recognized that the wastewater is guided after deflection by the deflection region 8 on the wall 11 opposite the feed line section 7 in the fall direction F.
  • the same is true in the FIG. 6 shown.
  • the guidance of the wastewater with respect to the supply line section 7 has the advantage that the wastewater can be continuously stirred on a wall, which does not cause the rotation to break off.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the section line VII-VII in the FIG. 1 shown. Consequently, it is directed to the lower portion of the deflection section 4 to the lower downcomer section 5 out.
  • the transition between the flow area 12 and the lower downcomer section 5 is designed so that the wastewater flows tangentially into the lower downcomer section 5. Consequently, the lower portion 15 is immediately prior to the mouth in the lower downcomer section 5 tangential to the wall 20 of the lower downcomer section.
  • Die tangential flow of the lower downcomer section has the advantage that no storage zone for the wastewater in the lower downcomer section can arise.
  • the curved deflection surface 10 has the shape of a channel 24, wherein the channel extends substantially along the central axis M.
  • the deflection region 8 has, in particular, the shape of a pipe bend 9, wherein the channel 24 or the deflection surface 10 is then provided by the pipe bend 9.
  • the pipe bend 9 is bent substantially at the angle ⁇ and deflected with respect to the plane E by the angle ⁇ to the direction of fall F.
  • the central axis M is formed as a curved axis, the curvature substantially corresponding to the central radius of the pipe bend.
  • it can be said with respect to the center axis M of the deflection surface 10 that it may be formed as a straight axis or formed as a curved axis.
  • the flow losses are slightly lower.
  • the deflection surface 10 and the channel 24 are preferably concave with respect to the interior of the line branch piece, so that the water steel can be provided in a simple manner.
  • a flow divider 18 is seen in the direction of fall F is arranged in front of the deflection section 4, wherein with the flow divider 18 of the waste water jacket W can be torn off. After tearing open the waste water jacket W, the wastewater then flows to the deflection region 8, where the water jet S is formed by the deflection surface 10.
  • the flow divider 18 is preferably arranged such that the total amount of waste water is diverted to the deflection region 8.
  • 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 flow area 12 is, as already mentioned above, directly in connection with lower downcomer section 5, in which then the wastewater flows from the flow area.
  • the flow area 12 with a portion 25 of the wall 11 at an angle ⁇ is angled or inclined to the direction of fall F and the vertical V. This is in the FIG. 4 shown.
  • the wall 11 is seen from the vertical V inclined to the first deflection 8 towards.
  • the angle ⁇ is in the range of 2 ° to 12 ° with respect to the vertical V.
  • the at least one supply line section 7 is arranged so that it opens into the line branch piece 1 essentially at the level of the 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 supply line section 7 leads waste water to the branch line piece, wherein the waste water flows into the line branch piece 1 via a mouth region 13.
  • 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.
  • a vent 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 shown by the arrow 17.
  • vent passage 16 In the FIG. 5 the preferred arrangement of the vent passage 16 is shown.
  • the vent passage 16 with respect to the direction of fall F side of the Deflection surface 10 is arranged, which has the advantage that the flowing wastewater can not flow through the vent passage 16 in the mouth region 13.
  • 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 and is integrally formed.
  • Preferred diameters of the line branch piece are 110 mm and 160 mm. Experiments have shown that with the deflection according to the present invention with a smaller diameter, the same performance can be achieved.

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Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitungszweigstück für Fallleitungen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    • STAND DER TECHNIK
  • Aus dem Stand der Technik ist ein derartiges Leitungszweigstück bekannt. Beispielsweise sind aus der CH 418 067 und der US 4,998,754 derartige Leitungszweigstücke bekannt geworden.
  • 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 Leiturigszweigstücken gemäss der CH 418 067 hat zu sehr guten Ergebnissen geführt. Allerdings sind zwischenzeitlich die Anforderungen bezüglich Abflussleistung, Fallhöhe und auch an die Grösse solcher Leitungsstücke gestiegen.
  • Insbesondere soll ein Unterdruck in der Zuleitung während des Betriebes weitgehend verhindert werden. Der Unterdruck entsteht durch das in der Fallleitung fliessende Abwasser und kann insbesondere bei grossen Fallhöhen so gross werden, dass Abwasser 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 Abwasser 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.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • Vorzugsweise weist die gekrümmte Umlenkfläche die Gestalt eines Kanals auf, welcher sich entlang der Strömungskurve bzw. Strömungslinie erstreckt. Der Kanal bündelt dabei das Abwasser zum besagten Strahl und führt diesen dann tangential auf die Wandung des Durchflussbereichs.
  • Vorzugsweise ist die Umlenkfläche bzw. der Kanal konkav ausgebildet.
  • Die Strömungskurve bzw. Strömungslinie kann im Bereich der Umlenkfläche als geradlinige Achse oder als gekrümmte Linie ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise ist ein Strömungsteiler in Fallrichtung gesehen vor dem Umlenkabschnitt angeordnet, wobei mit dem Strömungsteiler der Abwassermantel aufreissbar ist. Der Strömungsteiler leitet das Abwasser vorzugsweise direkt auf den Umlenkabschnitt um.
  • Vorzugsweise ist der Umlenkbereich in Fallrichtung gesehen unmittelbar nach dem oberen Fallleitungsabschnitt angeordnet, und/oder der Durchflussbereich ist unmittelbar nach dem Umlenkbereich angeordnet, und/oder der untere Fallleitungsabschnitt ist unmittelbar nach dem Durchflussbereich angeordnet.
  • Vorzugsweise verfügt der Zuleitungsabschnitt über einen Mündungsbereich, in dem die Zuleitung über den Zuleitungsabschnitt 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.
  • Bevorzugterweise ist zwischen dem Durchflussbereich und dem Zuleitungsabschnitt ein Entlüftungsdurchgang angeordnet, über welchen Druckunterschiede zwischen Durchflussbereich und Mündungsbereich ausgleichbar sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 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 Seitenansicht eines Leitungszweigstückes gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2
    eine Ansicht von vorne des Leitungszweigstückes nach Figur 1;
    Fig. 3
    eine perspektivische Darstellung des Leitungszweigstückes nach Figur 1 im Durchflusszustand;
    Fig. 4
    eine Ansicht des Leitungszweigstückes nach Figur 1 von der Seite im Durchflusszustand;
    Fig. 5
    eine Detailansicht der Figur 4 von hinten;
    Fig. 6
    eine Ansicht des Leitungszweigstückes nach Figur 1 von oben im Durchflusszustand; und
    Fig. 7
    eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII der Figur 1 im Durchflusszustand.
    BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen 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.
  • In der Figur 3 wird eine schematische Darstellung mit dem Abwasser gezeigt. Die Fallleitungen werden so angeordnet, dass deren Mittelachse in der Vertikalen V liegt. Folglich fliesst das Abwasser in der Vertikalen V entlang einer Fallrichtung F und bildet an der Wandung 20 der Fallleitung und teilweise auch in den Fallleitungsabschnitten 2, 3 einen umlaufenden zylindrischen Abwasserfilm oder Abwassermantel 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 Abwassermantels 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 Abwasser als Abwassermantel W abfliesst, wobei auch die Luftsäule L vorhanden ist.
  • 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 6 zur unteren Fallleitung hin. Aufgrund der Strömungscharakteristik wird dann auch in der unteren Fallleitung ein Abwassermantel W und eine Luftsäule L geschaffen, sobald das Abwasser einen gewissen Weg zurückgelegt hat.
  • Der Umlenkabschnitt 4 umfasst hier einen Umlenkbereich 8, welcher das Abwasser W von der Fallrichtung F umlenkt, und einen in Fallrichtung F gesehen nach dem Umlenkbereich 8 angeordneten Durchflussbereich 12. Der Durchflussbereich 12 ist vorzugsweise unmittelbar nach dem Umlenkbereich 8, also direkt an den Umlenkbereich 8 anschliessend, angeordnet, während der Umlenkbereich 8 unmittelbar bzw. direkt an den oberen Fallleitungsabschnitt 2 anschliesst. Der Durchflussbereich 12 mündet dann direkt in den unteren Fallleitungsabschnitt 5, folglich ist der untere Fallleitungsabschnitt 12 unmittelbar nach dem Durchflussbereich 12 angeordnet.
  • Der Umlenkbereich 8 umfasst eine entlang einer Strömungskurve bzw. Strömungslinie M verlaufende und um die Strömungskurve bzw. Strömungslinie M gekrümmt ausgebildete Umlenkfläche 10 zur Bündelung des Abwassers als Strahl S. Die Krümmung der Umlenkfläche 10 ist dabei so gewählt, dass der Abwassermantel W durch die Umlenkfläche 10 im Wesentlichen als Strahl S gebündelt wird und als Strahl S die Umlenkfläche 10 wieder verlässt. In Richtung der Strömungskurve bzw. der Strömungslinie M kann die Strömungskurve bzw. die Strömungslinie M auch als Mittelachse der Krümmung der Umlenkfläche 10 bezeichnet werden.
  • In den Figuren 4 und 6 wird gezeigt, dass die Umlenkfläche 10 zur Fallrichtung F gesehen bezüglich der Fallrichtung F mit einem ersten Winkel β steht. Es kann auch gesagt werden, dass die Umlenkfläche 10 in einer Ebene E, welche sich durch die Fallrichtung F erstreckt, mit dem Winkel β zur Fallrichtung F steht. Die Ebene E ist in der Figur 4 parallel zur Zeichnungsblattoberfläche. Die Ebene E erstreckt sich im wesentlichen durch die Mittelachse des oberen Fallleitungsabschnittes 2 und des unteren Fallleitungsabschnittes 5. Bezüglich der Ebene E verläuft die Umlenkfläche 10 in Richtung der Fallrichtung F gesehen mit einem zweiten Winkel α. Dies kann in der Figur 6 erkannt werden.
  • Der erste Winkel β ist vorzugsweise im Bereich von 90° bis 175°, insbesondere im Bereich von 125° bis 155°, besonders bevorzugt 140° gewählt. Der zweite Winkel α ist vorzugsweise im Bereich von 0° bis 45°, insbesondere im Bereich von 10° bis 30°, besonders bevorzugt 19° gewählt.
  • Die gekrümmte Umlenkfläche 10 ist somit mit ihrer Mittelachse M im Wesentlichen tangential auf die Wandung 11 des Durchflussbereichs 12 gerichtet. Somit trifft der Abwasserstahl S im Wesentlichen tangential auf die Wandung 11 des Durchflussbereiches 12 auf. Aufgrund des tangentialen Auftreffens wird der Abwasserstrahl S entlang einer Strömungskurve durch den Durchflussbereich 12 geführt und um eine bezüglich der Wandung 11 mittig durch den Durchflussbereich 12 verlaufende Kurve 23 in Rotation versetzt. Der Abwasserstrahl S fliesst entlang der Wandung 11 durch den Durchflussbereich 12. Folglich kann gesagt werden, dass das Abwasser entlang der Wandung 11 schraubenlinienförmig in Fallrichtung F fliesst.
  • Die Kurve 23 wird im Wesentlichen durch alle Mittelpunkte der Rohrabschnitte des Leitungszweigstückes gelegt. Die Kurve kann in den Figuren 4 und 5 gut erkannt werden. Bezüglich der Kurve 23 kann auch gesagt werden, dass diese im Bereich des oberen Fallleitungsabschnittes 2, in Teilen des Durchflussbereichs 12 und des unteren Fallleitungsabschnittes 5 Teil der Ebene E ist bzw. in der Ebene E liegt bzw. die Ebene E aufspannt. Die Strömungsrichtung des Abwassers wird durch die Umlenkfläche 8 seitlich zur Ebene E und zur Kurve 23 ausgelenkt, so dass das Abwasser tangential auf die Wandung 11 geleitet wird und somit die Rotation um die Kurve 23 erzielbar ist. Diese Auslenkung 19 wird in der Figur 5 gezeigt. Folglich rotiert das Abwasser nach erfolgter Umlenkung um die Kurve 23. Die maximale Auslenkung 19 befindet sich vorzugsweise im Bereich des Endes 21 des Umlenkbereiches 8.
  • Bevorzugt ist die Strömungslinie bzw. die Strömungskurve eine im mathematischen Sinne stetige Kurve, so dass das Abwasser möglichst eine turbulenzfreie Umlenkung erfährt.
  • Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass der Umlenkbereich 8 so ausgebildet ist, dass das Abwasser bezüglich der Fallrichtung F umlenkbar ist. Die Umlenkung ist dabei derart, dass das Abwasser als Abwasserstrahl tangential auf die Wandung 11 des Durchflussbereichs 12 auftritt. Aufgrund des tangentialen Auftreffens wird der Abwasserstrahl um die mittig durch den Durchflussbereich 12 verlaufende Linie 23 in Rotation versetzt, und ist als rotierende Strömung entlang der Wandung 11 durch den Durchflussbereich 12 führbar.
  • Die beschriebene Rotation des Abwassers hat den Vorteil, dass eine grosse Abbremsung des Abwassers und somit eine Leistungsverminderung vermieden werden kann. Die Rotation des Abwassers entlang der Wandung 11 hat also den Vorteil, dass bei gleichbleibendem Durchmesser der Fallleitung ein grösserer Volumenstrom erzielbar ist bzw. der Durchmesser bei gleichbleibendem Volumenstrom reduziert werden kann. Durch die Rotation wird zudem ermöglicht, dass sich eine Luftsäule L vom oberen Fallleitungsabschnitt 2 bis hin zum unteren Fallleitungsabschnitt 5 erstrecken kann. Es kommt somit nicht zu einer Unterbrechung der Luftsäule durch Abwasser und die Leistung wird nicht negativ beeinflusst. Durch die durchgehende Luftsäule entsteht kein Unterdruck im System und es kann somit nicht zu einer Entleerung der Siphons in den Zuleitungen kommen. Zudem können keine Stauzonen mit weiteren negativen Effekten, wie die Pulsation der Luftsäule, entstehen.
  • Anhand der Figuren 3 bis 7 wird nun die Durchführung des Abwassers durch das Leitungszweigstück 1 genauer erläutert. Nach dem Eintritt durch den oberen Fallleitungsabschnitt 2 fliesst das Abwasser durch den Umlenkabschnitt 4 und verlässt das Leitungszweigstück 1 dann durch den unteren Fallleitungsabschnitt 5. Im Umlenkabschnitt 4, welcher sich unmittelbar zwischen dem oberen Fallleitungsabschnitt 2 und dem unteren Fallleitungsabschnitt 5 befindet, wird das Abwasser durch den Umlenkbereich 8 mit der Umlenkfläche 10 derart umgelenkt, dass das Abwasser als Strahl S tangential auf die gekrümmte Wandung 11 des Durchflussbereiches 12 auftrifft. Anschliessend passiert das Wasser als schraubenlinienförmige Strömung den Durchflussbereich 12 und fliesst dann in den unteren Fallleitungsabschnitt 5.
  • In der Figur 4 kann gut erkannt werden, dass das Abwasser nach der Umlenkung durch den Umlenkbereich 8 an der Wandung 11 gegenüber dem Zuleitungsabschnitt 7 in Fallrichtung F geführt wird. Gleiches wird auch in der Figur 6 gezeigt. Die Führung des Abwassers gegenüber dem Zuleitungsabschnitt 7 hat den Vorteil, dass das Abwasser kontinuierlich an einer Wandung gerührt werden kann, was die Rotation nicht abreissen lässt.
  • In der Figur 7 wird eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VII-VII in der Figur 1 gezeigt. Folglich handelt es sich um den unteren Bereich des Umlenkabschnittes 4 zum unteren Fallleitungsabschnitt 5 hin gerichtet.
  • Der Übergang zwischen Durchflussbereich 12 und dem unteren Fallleitungsabschnitt 5 ist so ausgebildet, dass das Abwasser tangential in den unteren Fallleitungsabschnitt 5 einströmt. Folglich steht der untere Abschnitt 15 unmittelbar vor der Mündung in den unteren Fallleitungsabschnitt 5 tangential zur Wandung 20 des unteren Fallleitungsabschnittes. Im weiteren Verlauf einer mit dem unteren Fallleitungsabschnitt 5 in Verbindung stehender Abwasserleitung wird die Rotation aufgrund von Strömungseffekten dann wiederum zu einer Wandströmung W. Die tangentiale Anströmung des unteren Fallleitungsabschnitts hat den Vorteil, dass keine Stauzone für das Abwasser im unteren Fallleitungsabschnitt entstehen kann. Versuche haben gezeigt, dass im Falle der Bildung einer Stauzone durch das abfliessende Wasser ein starker Unterdruck im Bereich der Zuleitung entstehen kann.
  • Vorzugsweise weist die gekrümmte Umlenkfläche 10 die Gestalt eines Kanals 24 auf, wobei sich der Kanal im Wesentlichen entlang der Mittelachse M erstreckt.
  • Der Umlenkbereich 8 weist insbesondere die Gestalt eines Rohrbogens 9 auf, wobei der Kanal 24 bzw. die Umlenkfläche 10 dann durch den Rohrbogen 9 bereitgestellt wird. Der Rohrbogen 9 ist im Wesentlichen um den Winkel β gebogen und bezüglich der Ebene E um den Winkel α zu Fallrichtung F ausgelenkt. Im Fall des Rohrbogens ist die Mittelachse M als gekrümmte Achse ausgebildet, wobei die Krümmung im wesentlichem dem Mittelradius des Rohrbogens entspricht. Somit kann bezüglich der Mittelachse M der Umlenkfläche 10 gesagt werden, dass diese als geradlinige Achse ausgebildet sein oder als gekrümmte Achse ausgebildet sein kann. Bei der gekrümmten Variante sind die Strömungsverluste etwas geringer.
  • Die Umlenkfläche 10 bzw. der Kanal 24 sind bezüglich des Innenraums des Leitungszweigstückes bevorzugt konkav ausgebildet ist, so dass der Wasserstahl in einfacher Art und Weise bereitstellbar ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Strömungsteiler 18 in Fallrichtung F gesehen vor dem Umlenkabschnitt 4 angeordnet ist, wobei mit dem Strömungsteiler 18 der Abwassermantel W aufreissbar ist. Nach dem Aufreissen des Abwassermantels W fliesst das Abwasser dann dem Umlenkbereich 8 zu, wo durch die Umlenkfläche 10 der Wasserstrahl S gebildet wird. Der Strömungsteiler 18 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass die gesamte Abwassermenge auf den Umlenkbereich 8 umgeleitet 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
  • Der Durchflussbereich 12 steht, wie oben bereits erwähnt unmittelbar in Verbindung mit unteren Fallleitungsabschnitt 5, in welchem dann das Abwasser aus dem Durchflussbereich fliesst.
  • Weiter steht der Durchflussbereich 12 mit einem Abschnitt 25 der Wandung 11 in einem Winkel γ winklig bzw. geneigt zur Fallrichtung F bzw. zur Vertikalen V. Dies wird in der Figur 4 gezeigt. Die Wandung 11 ist dabei von der Vertikalen V gesehen zum ersten Umlenkbereich 8 hin geneigt. Der Winkel γ ist im Bereich von 2° bis 12° bezüglich der Vertikalen V.
  • Der mindestens eine Zuleitungsabschnitt 7 ist dabei so angeordnet, dass dieser im Wesentlichen auf der Höhe des Umlenkbereichs 8 in das Leitungszweigstück 1 mündet. 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.
  • Der Zuleitungsabschnitt 7 leitet Abwasser dem Leitungszweigstück zu, wobei das Abwasser über einen Mündungsbereich 13 in das Leitungszweigstück 1 mündet. 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. Zwischen dem Umlenkbereich 8 und der Trennwand 14 ist es zudem möglich, einen Entlüftungsdurchgang 16 in der Trennwand 14 anzuordnen, wobei ein Luftdruckausgleich zwischen dem Durchflussbereich 12 und dem Mündungsbereich 13 stattfinden kann, was mit dem Pfeil 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 wesentlich vermindert wird.
  • In der Figur 5 wird die vorzugsweise Anordnung des Entlüftungsdurchgangs 16 gezeigt. Vorzugsweise ist der Entlüftungsdurchgang 16 bezüglich der Fallrichtung F seitlich der Umlenkfläche 10 angeordnet, was den Vorteil hat, dass das durchfliessende Abwasser nicht durch den Entlüftungsdurchgang 16 in den Mündungsbereich 13 fliessen kann.
  • Die Ausgleichung des Druckunterschiedes hat den Vorteil, dass grosse Druckunterschiede an den verschiedenen Stellen durch dauernden Ausgleich gar nicht erst entstehen können.
  • Das Leitungszweigstück wird vorzugsweise aus einem Kunststoff mittels eines Kunststoffblaseverfahrens hergestellt und ist einstückig ausgebildet.
  • Bevorzugte Durchmesser des Leitungszweigstückes sind 110 mm und 160 mm. Versuche haben gezeigt, dass mit der Umlenkung gemäss der vorliegenden Erfindung mit einem kleineren Durchmesser die gleiche Leistung erzielt werden kann.
  • Zusammenfassend kann gesagt werden, dass mit der schraubenlinienformigen Durchführung des Abwassers durch das Leitungszweigstück die Strömungsverluste reduzierbar sind, womit die Leistung verbessert werden kann. BEZUGSZEICHENLISTE
    1 Leitungszweigstück α Winkel Umlenkfläche
    2 oberer Fallleitungsabschnitt β Winkel Umlenkfläche
    3 Eintrittsöffnung γ Winkel
    4 Umlenkabschnitt
    5 unterer Fallleitungsabschnitt
    6 Austrittsöffnung
    7 Zuleitungsabschnitt
    8 Umlenkbereich
    9 Rohrbogen
    10 Umlenkfläche
    11 Wandung
    12 Durchflussbereich
    13 Mündungsbereich
    14 Trennwand
    15 unterer Abschnitt
    16 Entlüftungsdurchgang
    17 Druckausgleich
    18 Strömungsteiler
    19 Auslenkung
    20 Wandung
    21 Ende des Umlenkbereichs
    22 Zuleitung
    23 Linie, Mittelachse
    24 Kanal
    25 geneigter Abschnitt
    F Fallrichtung
    L Luftsäule
    S Strahl
    V Vertikale
    W Wassermantel

Claims (8)

  1. Leitungszweigstück (1) für eine Fallleitung, in der Abwasser in der Form eines Abwassermantels (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) mündet, wobei der Umlenkabschnitt (4) mindestens einen Umlenkbereich (8) und einen Durchflussbereich (12) mit einer Wandung (11) umfasst,
    wobei sich die Fallrichtung mittig durch den oberen Fallleitungsabschnitt (2) definiert,
    wobei sich eine Kurve (23) durch Mittelpunkte der Rohrabschnitte des Leitungszweigstückes (1) erstreckt, wobei die Kurve im Bereich des oberen Fallleitungsabschnittes (2), in Teilen des Durchflussbereichs (12) und des unteren Fallleitungsabschnittes (5) eine Ebene (E) definiert und in der Ebene (E) liegt und wobei die Kurve (23) im Bereich des Umlenkbereichs (8) bezüglich der Fallrichtung (F) seitlich von der Ebene (E) ausgelenkt ist,
    wobei der Umlenkbereich (8) eine entlang einer Strömungskurve verlaufende und um die Strömungskurve teilweise gekrümmt ausgebildete Umlenkfläche (10) zur Bündelung des Abwassers als Strahl (S) umfasst, wobei der Umlenkbereich (8) die Gestalt eines Rohrbogens (9) aufweist, wobei die Umlenkfläche (10) durch den Rohrbogen (9) bereitgestellt wird, wobei der Rohrbogen (9) im Wesentlichen um einen ersten Winkel (β) bezüglich der Fallrichtung (F) gebogen und bezüglich der Ebene (E), die sich durch die Fallrichtung (F) erstreckt, um einen zweiten Winkel (α) zur Ebene (E) ausgelenkt ist,
    wobei durch die beiden Winkel (β, α) die gekrümmt ausgebildete Umlenkfläche (10) im wesentlichen tangential auf die Wandung (11) des Durchflussbereichs (12) gerichtet ist, und
    wobei die Wandung (11) einen geneigten Abschnitt (25) umfasst, wobei die Wandung (11) unmittelbar nach dem geneigten Abschnitt (25) mindestens abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist, insbesondere um eine Achse, welche senkrecht zur Fallrichtung (F) steht,
    dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Abschnitt (25) der Wandung (11) im Durchflussbereich (12) mit einem Winkel (γ) im Bereich von 2 bis 12° zur Fallrichtung (F) steht, und die Wandung (11) von der Fallrichtung (F) gesehen zum Umlenkbereich (8) hin geneigt ist.
  2. Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkfläche (10) konkav ausgebildet ist.
  3. Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkbereich (8) in Fallrichtung (F) gesehen unmittelbar nach dem oberen Fallleitungsabschnitt (2) angeordnet ist, und/oder dass der Durchflussbereich (12) unmittelbar nach dem Umlenkbereich (8) angeordnet ist, und/oder dass der untere Fallleitungsabschnitt (5) unmittelbar nach dem Durchflussbereich (12) angeordnet ist.
  4. 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 Abwassermantel (W) aufreissbar ist.
  5. Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuleitungsabschnitt (7) über einen Mündungsbereich (13) verfügt, in dem eine Zuleitung über den Zuleitungsabschnitt (7) in das Leitungszweigsfück (1) mündet, 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.
  6. Leitungszweigstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Durchflussbereich (12) und dem Zuleitungsabschnitt (7) ein Entlüftungsdurchgang (16) angeordnet ist, über welchen Druckunterschiede zwischen Durchflussbereich (12) und Mündungsbereich (13) ausgleichbar sind.
  7. Leitungszweigstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsdurchgang (16) und der Umlenkbereich (8) in Fallrichtung (F) gesehen seitlich versetzt voneinander angeordnet sind, so dass ein Durchtreten von Abwasser durch den Durchgang (16) verhinderbar ist.
  8. Leitungszweigstück nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (β) im Bereich von 90° bis 175°, insbesondere im Bereich von 125° bis 155°, besonders bevorzugt 140° ist und/oder, dass der zweite Winkel (α) im Bereich von 0° bis 45°, insbesondere im Bereich von 10° bis 30°, besonders bevorzugt 19° ist.
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