专利名称：通风卫生管道系统的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种卫生管道系统，特别是一种强制通风卫生管道系统。
垂直排污(如卫生间、浴盆、洗涤槽等中的废水)的常规方法已经公开，并常常被地方或国家的卫生管道的管道和排水设备规范——例如，澳大利亚国家管道和排水设备规范(National Plumbing and Drainage Code)AS/NZS35002.21996——所规定。然而，这些方法一般只适用于单层建筑，当应用于住宅或商业多层建筑(即，具有多于一层楼面或楼层的建筑)而自然连接到地面上或地面下的污水总管时，它们并不完全适用。
尤其是，已经发现这些方法不能为所述多层建筑的污水管网提供足够的通风。因此，为给污水管网提供足够的通风，在单独的多层建筑中可能需要分离和独立的通风设备，从而显著地增加了与卫生管道相关并由此与整幢建筑相关的建设和维护成本。缺少所述分离和独立的通风系统，排入多层建筑垂直卫生排出管的污水将从每根排出管的顶端排出难闻和令人作呕的(odifcrous)气味和蒸汽。这种令人不满意并可能是非法的结果可能导致高成本和难看的补救措施，所述补救措施将一幢建筑内每一根不同的排出管的顶端连接到一根或多根排气管，该排气管先将难闻和令人作呕的(odifcrous)气味和蒸汽改道至远离建筑的地方然后再将其排入外界大气。
因此，本发明的一个目的是提供一种强制通风系统，在一个优选实施例中该系统防止难闻和令人作呕的(odifcrous)气味和蒸汽从位于多层建筑内基本上垂直的卫生排出管的顶端排出。
本发明的另一个目的是提供这样一种系统，在一个优选实施例中该系统不需要用于每根排出管的分离和独立的通风系统或者将从排出管顶端排出的气体引导到远处的装置。
本发明的另一个目的是提供这样一种系统，在一个优选实施例中该系统的建设、操作和维护是简单而经济的。
本发明的一个进一步的目的是提供一种操作所述系统的方法。
发明内容
本发明涉及一种用来对位于连接到污水总管的多层建筑内基本上垂直的卫生排出管进行强制通风的系统。该系统包括至少一根在其顶端附近与外界大气气体连通并在其底部附近与通风管气体连通的基本上垂直的卫生排出管。通风管通过依次与每根排出管(在每根排出管的最低卫生进水口以下)气体连通，或者直接或间接地从每根排出管的底部附近，来接收气体物质。至少一个排出管风扇(或鼓风机)与每根排出管在其顶端附近气体连通来强制并持续地将空气沿每根排出管向下吹送至通风管。一个管道风扇(或鼓风机)与通风管气体连通来强制并持续地将通风管中的气体物质在远离排出管的位置处排出至外界大气中。
在一个优选实施例中，每根排出管具有一个相应的排出管风扇，每个排出管风扇安装在相应的排出管顶端附近。若干排出管与单独的通风管气体连通，而单独的通风管的尺寸被确定为接收从每根排出管所接收的总的气体量。通风管沿其长度的大部分基本水平，而管道风扇安装在通风管的排气端附近。通风管最好也与污水总管气体连通。
每个排出管风扇优选为其相应的排出管向下提供正向气压，该气压至少足够克服在最大的摩擦损耗情况下(即，该情况下，没有液体或固体废物下落与相应的排出管内壁接触来使气体被向下吹送时的摩擦损耗减到最小)气体被向下吹送穿过相应的排出管并与其内壁接触时所产生的摩擦损耗。向下的正向气压在相应的排出管底部附近的中和点——被在没有废物负载的情况下的最大摩擦损耗——抵消。管道风扇在通风管内提供负气压，该气压至少足够克服在最大摩擦损耗情况下气体经过通风管并与其内壁接触时所产生的摩擦损耗。
本发明进一步包括一种对位于连接到污水总管的多层建筑内的基本上垂直的卫生排出管进行强制通风的方法。该方法包括提供至少一根在其底部附近与通风管气体连通的基本上垂直的卫生排出管，以及一根与每根排出管(在排出管的最低卫生进水口以下)气体连通且用于从每根排出管底部附近接收气体物质的通风管。每根排出管装有一个排出管风扇，而通风管装有一个管道风扇。在该系统的运行中，每个排出管风扇强制并持续地沿相应的排出管向下将空气吹送入通风管，而管道风扇强制并持续地将通风管中的气体物质在远离排出管的的位置处排出至外界大气中。
结合相应附图，参考本发明下述目前示例性的优选实施例的详细描述，将更好的理解本发明上述的目的、特征和优点，其中图1是图示本发明中卫生水管平面图的一幢多层建筑的不完全示意图，而图2是适用于其中的一个屋顶排出管风扇的轴测图。
为清楚和教学计，输送气体、液体或泥浆样固体的各种导管(例如排出管、通风管等等)在示意图中仅由单线表示。
具体实施例方式
现在参照附图，尤其是图1，其中所示意性显示的是一幢总体由字母B表示的多层住宅或宾馆建筑的卫生水管平面图的一部分。建筑B具有至少一根总体由附图标记10表示的基本上垂直的卫生排出管，用来输送液体、泥浆和气体废物。三根排出管10中的每一根都作为垂直下水管。排出管风扇或鼓风机11安装在每根排出管10的顶端，并优选位于或稍稍高出建筑B的顶层。每个排出管风扇11与其相应的排出管10的内部在其顶端附近气体连通，用于强制并持续地将外界空气沿其相应的排出管直接或间接地向下吹送入通风管16。
为此，每根排出管10如图所示在其顶端附近与外界大气(即，在屋顶附近的大气)气体连通并在其底部附近直接与一个包含支管13和14(如图所示基本上水平延伸)的基本上水平的污水排水网气体连通。值得注意的是，支管13、14在每根相应的排出管10的最低卫生进水口以下配置并且连接于排出管10，以便于让支管13、14接收建筑B的卫生管系中所产生的所有气体、液体和泥浆样固体废物。支管13、14依次将液体和泥浆样固体废物导入污水总管15(如图所示向下垂直延伸)。
通风管16(用虚线表示以与支管形成对比)与每根排出管10气体连通(经由支管13，14，当其存在时)用于从每根排出管10的底部附近接收气体物质。通风管16的尺寸被确定为容纳经由支管13、14(当其存在时)送入通风管16的每根单独的排出管10的总风量。而通风管16优选在其大部分长度上基本上水平，在其排气端附近它一般拐到基本上垂直的方向上通向外界大气(如图所示)。通风管16优选也与污水总管15气体连通来从中接收任何气体物质。因此，可以认为通风管16是与每根排出管11间接气体连通，并且最好还与污水总管15直接气体连通的，尽管后者并非必要。
管道风扇或鼓风机17与通风管16的排气端或排出端气体连通来强制并持续地将通风管16中的气体物质在远离排出管10的位置处以及在另外的能够排出这些预期的气体物质的合法并适当之处排放至外界大气中。管道风扇17的尺寸和功率仅需足够在通风管16中提供足以克服在最大摩擦损耗情况下气体经过通风管16并与其内表面接触所产生的摩擦损耗的负气压。
在运行过程中，本发明中的强制通风系统采用排出管风扇11来将气体、气味和蒸汽沿基本上垂直的卫生排出管10向下引导至低于排出管10的最低卫生进水口处。上述气体物质通过支管13、14被导入通风管16，通风管用于在优选是安置于通风管16的排气端或排出端附近的管道风扇17的作用下将上述气体物质输送到大气中的排放场所。通过以预定的流率、流体压力和流速沿排出管10垂直向下提供强制并且持续的气流，本发明将难闻和令人作呕的(odifcrous)气味和蒸汽再导入至通风管16，并由此(经由管道风扇17)在远离排出管10的位置排入外界空气中，从而避免了将它们从排出管10顶端排出，气流的流率、流体压力和流速与排出管的长度、直径以及将由排出管输送的设计污水荷载有关。液体和泥浆样固体废物也沿排出管10下落，经过支管13、14(当其存在时)，并由此进入污水总管15。
现在具体参照图2，排出管风扇或鼓风机11包括一个经由位于排出管顶部22上方的通风斗23与外界大气气体连通的直列式风扇21。直列式风扇21优选是电驱动的。排出管顶部22优选包括位于直列式风扇21周围的顶层挡水板24，并终止于通风斗23或其附近。当然，包含直列式风扇21的排出管顶部22无需随同相应的排出管10整体低于顶层而可以在此处简单地形成延长部分以容纳直列式风扇21和通风斗23。
综上所述，本发明的系统在每根基本上垂直的卫生排出管10的顶端附近，通常是在顶层，提供了一种大小和功率适当的电动排出管风扇11。这些风扇11以预定的流率、压力和流速沿每根排出管10垂直向下提供强制而持续的气流，所述流率、压力和流速由排出管的长度、直径和进入每根排出管的污水荷载来决定。在这些排出管10的基部或底部，一个基本上水平的排水网13、14将污水和气流收集并输送到一个导入至污水总管15的单独的污水总管连接排放处或者一个导入所述污水总管15的管道。液体和泥浆样固体废物因而经由基本上垂直的排出管10以及包括支管13、14的基本上水平的排水网最终排入污水总管15。
通风管16与基本上水平的排水网(包括支管13、14)——并选择地与与排水总管15——在水平排水网排出装置(即，排水管连接排放处)附近连通以接收其中的气体物质。管道16优选在其大部分长度上大体水平地延伸，然后才向上垂直弯转到一个适于将气体物质排出至外界大气中的位置。位于通风管16排气端或其附近的电动管道风扇17的大小和功率被确定为适应全部单个排出管中的总的气体物质量并将其排出至合法而适当的排放点处的外界大气中。
排水管网中电动风扇(包括排出管风扇11和管道风扇17)的直接采用允许对垂直和水平排水管网二者中水/气相互关系特性的机械控制。所述的机械控制避免了将管网中的水/气特性最大化时常规的对遍及整幢建筑B的分离且独立的通风管的需要。其结果是产生了一种高性能低成本的多层建筑卫生管道系统。
在上文中所述的系统通过使得每个排出管风扇11强制并持续地从外界大气中将空气沿其相应的排出管10向下吹送并直接或间接地进入到通风管16，并且使得管道风扇17强制并持续地将通风管16中的气体物质在远离排出管10处排出至外界大气中，得以容易地操作。
值得注意的是，并非每一个排出管风扇11都需要是相同的，对于特定排出管10可以根据连接到所述的排出管的总的卫生荷载、其大小等来选择特定的排出管风扇11(也就是确定的尺寸和功率)。排出管风扇11的目的是在排出管中产生正向气压将气流和废物中的气体物质向排出管10的底部吹送。
对适当的排出管风扇11的选择基于这样一种情况，其中没有液体或固体废物落入排出管10。这导致由排出管风扇产生的气流受到因其与排出管内表面的接触而产生的最大摩擦损耗。该损耗可以通过计算排出管的总长度与每米的摩擦损耗的乘积来求出。气流的摩擦损耗正好克服由风扇提供的气压的中和点被设计在每根排出管的基部。在中和点之后，低能级的抽出式管道风扇17足以在负压下将气体物质从每根排出管的基部抽出并从该处将气体物质排出至外界大气中。这样，正压排出管风扇11和负压抽出式管道风扇17的结合提供了强制而持续的气流，其在发生无液体/固体流动的情况下是恒定不变的。
令人感兴趣的是，当给定的排出管在受到其最大的液体和固体废物设计荷载时，水/气的相互关系是保持平衡的，水和气都以相等的速度下落以便气(在被水包围的核心中运动)不会受到任何因与排出管内表面接触而产生的摩擦损耗。排出管内低的液体和固体废物流率导致气流受到处于最大设计流量损耗和无设计流量损耗之间的摩擦损耗。为每个排出管风扇确定适当的尺寸和功率大小以便使其能够以与假定的“片状水幕(sheet water curtain)”(由基于排入排出管内的最大固定单位荷载而定的污水的最终速度确定)相同的速度和方向提供强制、持续并恒定的向下气流是完全在工程领域技术人员的能力范围内的。
综上所述，本发明提供了一种强制通风系统，其防止了多层建筑中难闻而令人作呕的(odifcrous)气味和蒸汽从基本垂直的卫生排出管顶端排出，而并不需要为每根排出管或为将从排出管顶端排出的气体导向远处的位置提供分离并独立通风系统。该系统的建设、操作和维护是简单而经济的。
既然已经详细显示和描述了本发明的优选实施例，对该领域技术人员来说，各种修改和改进都是显而易见的。因此，本发明的精髓和范围仅由所附的权利要求书，而不是上述的说明书来概括解释和限定。
权利要求
1.一种用于给位于连接到污水总管的多层建筑内的基本上垂直的卫生排出管进行强制通风的系统，该系统包括(A)至少一根在其顶端附近与外界大气气体连通并且在其底部附近与通风管气体连通的基本上垂直的卫生排出管；(B)至少一个在每根所述的排出管顶端附近与该排出管气体连通用于强制并持续地沿每根所述的排出管将空气向下吹送入通风管的排出管风扇；(C)在每根所述的排出管的最低卫生进水口以下与每根所述的排出管气体连通的通风管，用于从每根所述的排出管底部附近接收气体物质；以及(D)与所述的通风管气体连通的管道风扇，用于强制并持续地将所述的通风管内的气体物质在远离所述的排出管的位置处排出至外界大气中。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的通风管还与污水总管气体连通。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的通风管在其大部分长度内是基本上水平的。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，多个所述的排出管与单独的通风管气体连通，而所述的单独的通风管的尺寸被确定为接收从每根所述多个排出管接收来的总的气体物质量。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每根所述的排出管具有相应的一个所述的排出管风扇。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，每个所述的排出管风扇安置于相应的排出管顶端附近。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述的排出管风扇给其相应的排出管向下地提供正向气压，该气压至少足够克服气体在最大摩擦损耗情况下被向下吹送穿过相应的排出管并与排出管内壁接触所产生的摩擦损耗。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，向下的正向气压在相应的排出管底部附近的中和点处被在没有废物荷载情况下的最大摩擦损耗抵消，而管道风扇在所述的通风管内提供负气压，该负气压至少足够克服在最大摩擦损耗情况下气体经过通风管并与通风管内壁接触所产生的摩擦损耗。
9.一种用于给位于连接到污水总管的多层建筑内的基本上垂直的卫生排出管进行强制通风的方法，该方法包括以下步骤(A)提供(i)至少一根在其底部附近与通风管气体连通的基本上垂直的卫生排出管，(ii)用于从每根排出管的底部附近接收气体物质，在低于排出管的最低卫生进水口处与每根排出管气体连通的通风管，(iii)用于每根排出管的排出管风扇，以及(iv)用于通风管的管道风扇；(B)使每个排出管风扇强制并持续地将空气沿其相应的排出管向下吹送至通风管；并且(C)使得管道风扇强制并持续地将通风管内的气体物质在远离排出管的位置处排出至外界大气中。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，多个排出管与一根单独的通风管气体连通，而该单独的通风管的尺寸被确定为接收从每根所述的多个排出管接收来的总的气体物质量。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，每根排出管具有一个相应的排出管风扇，该排出管风扇安置于该排出管顶端附近。
全文摘要
一种用于给连接到污水总管(15)的多层建筑进行强制通风的系统，该系统包括至少一根在其顶端附近与外界大气气体连通并在其底部附近与通风管(16)气体连通的基本上垂直的卫生排出管(10)。通风管(16)与每根排出管(10)(在排出管的最低卫生进水口以下)气体连通以从其底部附近接收气体物质。与每根排出管(10)在其顶端附近气体连通的排出管风扇(11)强制并持续地将空气沿排出管(10)向下吹送至通风管(16)，而与通风管(16)在其排气端附近气体连通的管道风扇(17)强制并持续地将通风管(16)中的气体物质在远离排出管(10)的位置处排出至外界大气中。
文档编号E03C1/12GK1816666SQ200480018650
公开日2006年8月9日 申请日期2004年7月1日 优先权日2003年7月1日
发明者K·M·蒙克 申请人:史蒂芬·保罗股份有限公司