FI71385B - Haevertbrunn - Google Patents

Description

(45) KUULUTUSjULKAISU ΠΛχηη

UTLÄGGNIN GSSKRIFT / lOOO

(51) Kv.ik.4/int.ci.4 E 03 F 5/10, 7/00 // A 01 G 25/06 SUOMI —FINLAND (2.1) Patenttihakemus — Patentan*6knlng 793616 (22) H*kemispilvä — Anjöknlngsdag 19*11 *79 (Fl) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 19*11*79 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offentlig 24.05*80

Patentti- ja rekisterihallitus /44^ Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 09*09*86

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökin utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet^^ .11*78

Ruotsi-Sverige(SE) 7812055~7 (71) AB Gustavsberg, 134 00 Gustavsberg, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Lars Teglund, Gustavsberg, Pentti Kosonen, Saltsjö-Boo,

Melchiorre Oldani, Gustavsberg, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Leitzinger Oy (54) Juoksu tuskaivo - Hävertbrunn

Esillä olevan keksinnön kohteena on nestetulpan aikaansaava laite, josta voidaan juoksuttaa sekä pienillä jatkuvasti tulevilla nestemäärillä että sysäyksittäin tulevilla suuremmilla määrillä, jotka sittemmin lähtevät laitteesta nestetulppina, joiden liike-energia on suuri. Sellaiset nestetulpat voivat olla mitä suotavimpia tukkeutumien estämiseksi esimerkiksi asuintalojen viemärijohdoissa ja vastaavissa, joissa vapaasti juoksutettaessa ei ilmenisi itsepuh-distustaipumusta. Toinen alue, jossa nestetulppamainen vedensiirto on toivottavaa, on imeytystyyppiset keinokastelulaitteet, jotka on liitetty nostolaitteisiin.

Kun kyse on asuintalon viemärijärjestelmästä, on huomattava, että sellaisen laitteen kautta kulkeva vesimäärä on suunnilleen 200 1 henkeä kohden vdorokaudessa. Tästä määrästä muodostaa 40 1 käymälöiden huuhteluvesi, joiden kautta suurimmat määrät kerrostumiseen taipuvaista jätettä tulee viemärijohtoon. Suuri osa vedestä tulee viemärijohtoon hitaasti, kun taas käymälöiden huuhteluvesi tulee sysäyksittäin .

Nykyisin on olemassa useammantyyppisiä käymälöitä, jotka normaali- 2 71385 paineella voidaan huuhtoa tyydyttävsti noin 3 l:n vesimäärällä. Alipainejärjestelmissä käytetään vielä vähäisempiä huuhteluvesi-määriä. Sellaisia niukasti huuhtelevia käymälöitä ei hyväksytä liitettäviksi kunnalliseen viemäriverkkoon, mikä johtuu siitä, että otaksutaan huuhteluveden mukana tulevan jätteen takertuvan viemärijohtoon ja siten estävän sen itsepuhdistumisen.

Viemärijohdon itsepuhdistumiskykv on tietyssä määrin riippuvainen sen mitoista. Kuitenkaan vielä ei ole julkaistu tuloksia suoritetuista kokeiluista viemärijärjestelmän mitoituksesta sellaisessa talossa, jossa käytetään vähäisellä vesimäärällä huuhdottavia käymälöitä. Myöskään ei ole aineistoa katuun upotettujen viemärijohtojen mitoituksesta, joihin jöhtimiin vähäisellä määrällä huuhtovia käymälöitä on liitetty.

Yleisesti viemärijohtoihin pätee, että niiden tulisi olla mitoitettuja silmälläpitäen suurimman esiintyvän vesimäärän poisjohtamista samalla, kun johdon on oltava itsepuhdistuva. Aikaisemmin on itse-puhdistumi»n edellytyksenä usein nähty tietty veden nopeus. Jäte-vesijohdoissa on pidetty 0,6 m/s välttämättömänä itsepuhdistukselle. Missä määrin aikojen mittaan tätä nopeutta on käytetty, vaihtelee eri maissa. Yhteistä monissa maissa kuitenkin on, ..että veden nopeuden katsotaan olevan riippumattoman johdon mitoituksesta ja että veden nopeudella tarkoitetaan maksiminopeutta minimivuorokautena; lähemmin sanottuna, virtauksen nopeutta minimivuorokauden maksimi-tuntina. Minimivuorokausi on silloin määrätty vuoden siksi vuorokaudeksi, jolloin viemärin kuormitus on vähäisin. Maksimitunti on se tunti, jolloin virtaus muista jäteyksiköistä kuin käymälästä on suurin. Yksinkertaisemmin voidaan sanoa, että mittaa antava virtaus on se, joka esiintyy, kun maksimimäärä kyseiseen viemärijohtoon liitettyjä käymälöitä huuhdotaan maksimitunnin aikana.

Tämä laskutapa on ollut perustana sille, kun Ruotsin viranomaiset ovat hyväksyneet käymälöiden huuhteluvesimääräksi 6 1.

Myöhemmin ön^ätsepuhdistufiiista yhdistettv siihen siirtojännitvkseen pitkin johdon pohjaa, jbka syntyy veden virratessa. Tätä menetelmää itsepuhdistumiskyvyn laskemiseksi sovelletaan VA-rakennusnormeissa. Vaatimus riittävään suojaan lietteen kerrostumista vastaan on täytetty, jos hiertovoima alla olevan kaavan mukaan nousee lukemaan 0,25 kp/m2 (2,45 Pa).

2 3 71385

S = J x γ x R

S = hiertovoima (kp/m ) J = energialinjan lasku (m/m) R = hydraulinen säde (m/m) γ = volyymipaino (tonnia/m )

Hydraulinen säde = veden keskiläpimltta märkä putkenkehä

Mitä käytetyistä menetelmistä on pidettävä parhaiten käytännön olosuhteissa itsepuhdistumiskykyä laskettaessa, siitä tutkijat ovat vieläkin eri mieltä. Nykyisin kuitenkin eri puolilla maailmaa suoritetaan laajakantoisia tutkimusprojekteja eri laitoksissa, joissa niitä tehdään kiireellä yhä vakavammasta vesipulasta johtuen.

Mikä pätee ulkoisiin viemärijohtoihin, palvelujohdot mukaanluettuina, pätee suuressa määrin itsepuhdistumiskykyyn nähden myös rakennusten sisäjohdoissa. Oleellinen ero kuitenkin on: ulkopuolisten johtojen mitoitus on huomattavasti suurempi, mikä aiheuttaa valutusvolyvmin tarpeen kasvua. Tärkeä ja erityinen seikka ovat jätevesi johdot asunnon alueella, joissa on vain vähän liitettyjä palvelusjohtoja, ts. kyseessä on sysäyksittäinen ja keskimäärin hyvin vähäinen vedenkul-jetus. On epävarmaa, voidaanko yleensäkään kyseessä olevaa itsepuh-distusta soveltaa edellä esitettyyn tapaan. Orgaaninen jäte muodostuu tässä tapauksessa suuressa määrin suurista kappaleista (ulosteet vm.), jotka eivät ehdi liueta eikä niitä muutoinkaan mekaanisesti hajoi-teta. Kuljetus tapahtuu osaksi siten, että kappaleet kelluvat vedessä mahdollisesti putkenpohjaa ja -seinämiä koskettaen. Seuraa-vassa vesihuuhteessa ne kohoavat ja liikkuvat kappaleen matkaa tai, jos vesimäärä on liian pieni, ne jäävät paikoilleen mahdollisesti kerrostuen lisäkappaleiden kanssa. Sellainen muodostuma voi siten vähitellen aiheuttaa tukoksen.

Eräs tapa selvittää sanottu ongelma on, että mitoitettaessa jäteve-siputkia itsepuhdistusta silmälläpitäen, virran annetaan muutaman kerran päivässä olla niin suuri, että kerrostunut lika huuhtoutuu pois. Siksi on ehdotettu, kuten yllä on selitetty, että virran mini-mivuProkauden maksimituntina olisi oltava mitoittava virta tässä yhteydessä.

Lonnunäätelmänä tässä esitetvstä menetelmä voidaan todeta, että mitoittava virta jätevesijohdoissa on määrättävä niin, että eritvi- sellä laitteella voidaan sysäyksittään kuormittaa johtoa suurella vesimäärällä, jolloin mahdolliset kerrostumat huuhtoutuvat pois.

4 71385

Keinokasteltaessa maahankaivetuilla perforoiduilla suodatinputkilla syntyy tiettyjä ongelmia. Koska maa tavallisesti on resorptivoivaa, tunkeutuu johdossa virtaava vesi nopeasti ulos suhteellisen lyhyen matkan. Niinpä sellaisessa suodinjohdossa on oltava suhteellisen tiheässä sisääntuloja, jotka aikaansaavat, että kyseisten johtojen kanssa täytyy käyttää esijohtoa lukuisine haaroineen suodinjohtoihin. Jos vesi sitä vastoin voitaisiin lähettää suodinjohtoon tulppana, voidaan tuloaukkojen määrää vähentää oleellisesti, eikä tietyillä keinokasteluilla alueilla siten esiinny vesiylimäärää. (Sellainen vesiylimäärä haihtuu pian, eikä siten tule hyödynnetyksi).

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laite, josta neste voi poistua suuren liike-energian omaavina tulppina. Edellä on mainittu kaksi käyttöaluetta, nimittäin osaksi itsepuhdistuvuuden parantaminen viemärijohdoissa, jolloin ne voidaan vesitulpan liike-energian vuoksi mitoittaa pienemmiksi kuin muutoin, osaksi, että saataisiin suodin-johtoihin pitempiä kulkumatkoja siksi, että koossapysyvä vesitulppa liike-energiansa ansiosta syöksyy suhteellisen pitkän matkan, minkä aikana tulppa menestyksekkäästi vähentää haaskiolle menevän veden määrää matkan aikana johdon perforoinneista.

Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät patenttivaatimuksista.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää, kun laite on ensi kerran täytetty puolilleen.

Kuvio 2 esittää tilannetta, kun laite on täytetty ja alkaa kehittää tulppaa.

Kuvio 3 esittää laitetta aivan täynnä ja yhtenäistä vesitulppaa matkalla viemärijohtoon.

Kuvio 4 esittää vesitulpan lähdön jälkeen jäljellä olevaa nestettä.

Kuvio 5 esittää keksinnön erästä muunnelmaa, kun ilmayhteys on järjestetty poistojohdon ja tulojohdon väliin.

5 71385

Kaivoon tai säiliöön 2 vesi tulee putken 1 kautta, johon putkeen virtaavat talossa olevat saniteettilaitteet tai johon neste tulee käsin, jaloin tai härkien tai muiden vetäjien käyttämästä nostolaitteesta. Säiliön alaosasta 3 lähtee valitussa kallistumassa huippukohtaansa 4 nouseva johto 5. Nousuputki 5 päättyy mutkaputkeen 6, josta lähtee pystysuoraan laskeva putki 7. Tämä muutoskohta muodostetaan tavallisesti pienennökseksi 8, jolla nesteen nopeutta voidaan muuttaa. Kokeellisesti on oeoitettu, että tietyllä nousputken 5 mitoituksella lisääntyy nesteen nopeus pystyputkessa 7 eksponentiaalista sen mitoituksen pienetessä.

Pystyputki 7 päättyy osaksi U:n muotoiseen putkenpätkään 9, jonka ulostulo 10 on vaakasuora. Ulostulo 10 liittyy kunnalliseen viemärijohtoon tai keinokastelutapauksessa siitä lähtevään suodinjohtoon.

Laite toimii seuraavasti:

Tuloputken 1 kautta neste tulee säiliöön 2. Johtuen säiliön 2 ja nousuputken 5 yhteydessä neste asettuu kummassakin samalle tasolle. Nousputken 5 kulmaputki 4 on säiliön 2 kannen korkeudella. Kun neste säiliössä 2 on noussut tälle tasolle, kulkee nousuputken 5 kulmaputkesta 4 nestemäärä, joka normaalisti vastaa säiliöön 2 tulevaa virtaa. Jos tämä virtaus on vähäistä, menee vain pieni nestemäärä aikayksikköä kohden pystyputken 7 läpi ja alas osin avoimena vesilukkona toimivan U:n muotoisen putken 9 luo. Koska koko asia tapahtuu ulkoilman paineessa, tulee putkenpätkästä 9 lähtevä virta samaksi kuin tulojohtoon 1 tuleva virta. Jos tulovirtaus kasvaa, kasvaa myöskin pystyputken 7 läpi kulkeva nestemäärä niin, että putkenpätkän 9 vesi lukko sulkeutuu. Jos lisääntynyt virtaus on kestoltaan muutaman sekunnin luokkaa, on putkenpätkään 9 ehtinyt muodostua koossapysyvä vesitulppa, joka lähtee poistoputkesta 10. Silloin muodostuu pystyputkeen 7 alipaine, minkä ansiosta neste imeytyy nousujohdosta 5 ja säiliöstä 2. Tämän'imun ansiosta lisääntyy virtaus pystyputkessa 7 niin, että uusi nestetulppa muodostuu välittömästi putkenpätkään 9. Tämä tapahtuu sitten niin nopeasti, että enää ei voida puhua useista peräkkäisistä nestetulpista, vaan nestepylväs on yhteneväinen säiliöstä 2 nousuputken 5 ja pvstyputken 7 kuten myös putkenpätkän 9 läpi, kuten kuviossa 3 nähdään. Tätä 6 71385 yhtenäistä vesipilaria puristaa ulkoilman paine tuloputkesta 1 koko laitteen läpi, mikä aikaansaa lappovaikutuksen, kunnes kaikki neste on poistunut säiliöstä, ja ilmaa imeytyy nousujohtoon 5. Sen jälkeen lappoveto lakkaa ja laite palautuu lepoasentoon, kuten kuviossa 4 esitetään.

Keksinnön kuviossa 5 esitettyä suoritusmuotoa ei voida käyttää alipainejärjestelmässä, vaan se on tarkoitettu ennen muuta viemäri-järjestelmiin, jotka toimivat ulkoilman paineella. Siinä on perusmallin tapaan tulojohto 11, joka on liitetty säiliön 12 yläosaan, jonka alaosasta 13 lähtee tietyssä kulmassa kohoava nousujohto 15. Nousujohto päättyy putkenmutkaan 16, jonka sisäsäde muodostaa nousujohdon huippukohdan 14. Putkenmutkasta 16 lähtee ohennuksen 18 kautta pystyputki 17, joka sitten päättyy osaksi U:n muotoiseen putkenpätkään 19, joka ulommasta päästään on vaakasuorassa liitetty viemärijohtoon 20. Viemärijohdosta 20 haarautuu ilmajohto 21, joka on liitetty laitteen tulojohtoon 11. Tämä ilmajohto 21 aiheuttaa, että putkenpätkästä 19 lähtevä vesitulppa ei joudu toimimaan vasten viemärijohdossa 20 olevaa vastapainetta. Jos kauempana olisi jokin tukkeutuma viemärijohdossa 20, mikä estäisi johdossa olevan ilman kulkemasta vapaasti ohitseen, voidaan tämä ilma siirtää johdolla 21 tulojohtoon 11, ja sitä tietä päästää ulkoilmaan taloissa yleensä olevan ilmastointijohdon kautta.

Laitetta on tässä pääasiassa käsitelty tavanomaisen viemärijärjestelmän jäteveden poistimena. Nousuputken 5 sopivalla muotoilulla ja mitoituksella sitä voidaan kuitenkin helposti sovittaa alipaineella toimiviin viemärijärjestelmiin. Niinikään sitä voidaan soveltaa annostelulaitteena valmistusprosesseihin, joissa on annosteltava ainesosia vesifaasiin ja jossa + 10 %:n luokkaa olevat tilavuus-vaihtelut hyväksytään.

Claims (8)

7 71385

1. Laite, juoksutuskaivo, jolla lappovaikutuksen avulla huuhdellaan viemäriputkia, käsittää kokoajasäiliön (2, 12), jonka pohjasta (3, 13) lähtee nousuputki (5, 15), joka ensimmäisen putkimutkan (6, 16) kautta on yhdistetty pystyjohtoon (7, 17), joka on liitetty oleellisesti U-muotoiseen putkikappaleeseen (9, 19), joka puolestaan on yhdistetty vaakasuoraan ulostuloputkeen (10, 20), tunne t -t u siitä, että kokoajasäiliö (2, 12) on yhdistetty nousuputkeen (5, 15) toisen putkimutkan avulla, joka lähtee alaspäin säiliön (2, 12) pohjasta, ja että U-muotoinen putkikappale (9, 19) on yhdistetty ulostuloputkeen (10, 20) siten, että tavanomaisella vähäisellä veden virtauksella muodostuu vesilukko, joka ei ole täysin sulkeva, kun taas suuremmalla veden virtauksella vesilukko putkikappaleessa (9, 19) sulkeutuu, jolloin mainittu lappovaikutuksen avulla tapahtuva huuhtelu alkaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että nousujohdon (5) kallistuma on alle 45°.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että säiliö on suljettu tuloputken (1) ollessa järjestetty säiliön (2) kannen lävitse.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että nousujohdon (5) huippukohta (4) on samalla tasolla kuin säiliön (2) kansi.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että pystyjohdon (7) läpimitta on pienempi kuin putkimutkan (6).

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu toinen putkimutka on liitetty keskeisesti säiliön (2) pohjaan.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että poistokohdasta (20) on säiliön (12) tulojohtoon (11) päättyvä yhdysjohto (21).

8 71385