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EP 0 673 456 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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24.07.1996 Patentblatt 1996/30 |
(22) |
Anmeldetag: 15.11.1993 |
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Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9303/195 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9411/580 (26.05.1994 Gazette 1994/12) |
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(54) |
VERFAHREN ZUM HYDRAULISCHEN VERZWEIGEN EINER OFFENEN STRÖMUNG SOWIE HYDRAULISCH ARBEITENDE
KANALVERZWEIGUNG
PROCESS FOR HYDRAULICALLY BRANCHING AN OPEN STREAM AND CANAL BRANCH WITH HYDRAULIC
OPERATION
PROCEDE D'EMBRANCHEMENT HYDRAULIQUE D'UN COURANT OUVERT ET EMBRANCHEMENT DE CANAUX
A FONCTIONNEMENT HYDRAULIQUE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE DK ES FR GB IT LI NL |
(30) |
Priorität: |
17.11.1992 DE 4238830
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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27.09.1995 Patentblatt 1995/39 |
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Patentinhaber: FELDER, Anton |
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D-87435 Kempten (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- FELDER, Anton
D-87435 Kempten (DE)
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(74) |
Vertreter: Lewald, Dietrich, Dipl.-Ing. |
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Lewald . Grape . Schwarzensteiner
Patentanwälte
Rindermarkt 6 80331 München 80331 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum hydraulischen Verzweigen einer offenen Strömung
mit wenigstens einer gerade ausgehenden Hauptströmung eines bestimmten Impulses und
einer oder mehreren Abzweigströmungen.
[0002] Gegenstand der Erfindung ist auch eine solche hydraulisch arbeitende Kanalverzweigung
zur Verteilung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, in offenen Kanälen.
[0003] Gegenstand der Erfindung ist schliesslich die Anwendung des Verfahrens sowie der
Kanalverzweigung im Wasserbau, der Siedlungswirtschaft und Bewässerungstechnik.
[0004] Kanaltrennungen von offenen Kanälen werden in ganz spezifischen Anwendungen der Hydraulik
angetroffen, nämlich dort wo Wasser verteilt werden muß. Solche Aufgaben stellen sich
sowohl im Wasserbau, als auch in der Siedlungswasserwirtschaft und in der Bewässerungstechnik.
Während bei Bewässerungsanlagen Feldern das Wasser zugeführt werden muß, ist im Abwasserbereich
häufig durch Verteilkanäle einem Becken Wasser auf der Längsseite zuzugeben. In allen
Anwendungen spielt der Spezialfall gleichförmiger Verteilung die zentrale Rolle. Der
große Nachteil konventioneller Kanalverzweigungen ist jedoch, daß durch Ablösungserscheinungen
und Krümmungseinflüsse bisher keine gleichförmige bzw. steuerbare Verteilung des Wassers
möglich ist. Außerdem entzog sich das komplexe Phänomen weitgehend der elementaren
Analyse.
[0005] Beim Verzweigungsproblem geht es hauptsächlich um die Durchflußverteilung, d.h. um
das Verhältnis der Durchflüsse im seitlich abgehenden und dem durchgehenden Kanalast.
Die Wirkung der Verzweigungsströmung wird dabei nachhaltig beeinflußt durch das Breitenverhältnis
ba/bo (ba Breite des Abzweigkanals, bo Breite des Oberwasserkanals) den Verzweigungswinkel
β und das Durchflußverhältnis q = Qa/Qo (Qa Abfluß im Abzweigkanal, Qo Zulaufmenge).
[0006] Die Fließverhältnisse von sich trennenden Strömen zeigen eine Totwasserzone an der
Innenseite des Abzweigkanals und ein weniger ausgeprägtes Ablösungsgebiet an der Außenseite
des Unterwasserkanals auf. Desweiteren stellt sich eine typische Staupunktströmung
mit Bodenablösung an der Verzweigungskante ein. Die Trennungsstromlinie an der Oberfläche
läuft etwa axial zwischen den beiden Ästen auf die Verzweigungskante hin, dagegen
läuft diese am Boden weit in den Unterwasserkanal hinein. Dadurch entsteht eine mit
den Ablösungszonen im Einklang stehende Sekundärströmung, welche eine Bodenströmung
in Richtung des Abzweigkanals induziert. Der Primärströmung wird eine spiralförmige
Sekundärströmung überlagert, die an der Oberfläche nach der Außenseite und am Boden
deshalb in Richtung der Innenseite fließt. Ebenfalls typisch ist das Wasserspiegelgefälle
in Richtung des Krümmungsmittelpunktes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu hydraulischen Verzweigen
einer offenen Strömung einfach, wirkungsvoller und besser regelbar, möglichst unabhängig
vom Wasserstand, der Zulaufmenge, dem Verzweigungswinkel und den Kanalbreiten zu gestalten.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung, eine solche hydraulisch arbeitende Kanalverzweigung
konstruktiv einfach für die Verteilung von Wasser in offenen Kanälen zu gestalten
und hierbei eine besser regelbare Verteilung unabhängig vom Wasserstand, der Zulaufmenge,
dem Verzweigungswinkel und den Kanalbreiten zu gewährleisten.
[0007] Erreicht wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zum hydraulischen
Verzweigen einer offenen Strömung dadurch, daß ein größenordnungsmäßig gegenüber dem
des Hauptstroms kleiner Impulsstrom gegen eine gemeinsame Ecke zwischen Hauptstrom
und Verzweigungsstrom gerichtet wird.
Vorzugsweise ist der Impulsstrom gleich ein Hundertstel des Impulses der Hauptströmung.
[0008] Es ist überraschend, daß durch einen solchen kleinen Impulsstrom die Verzweigung
in regelbarer Weise dadurch vor sich geht, daß ein Teil des Hauptstroms, der Abzweigstrom,
sich als ganzes an die gekrümmte Wand anlegt und den Zweigstrom ohne die den Durchsatz
beeinträchtigenden Sekundärströmungen und Totwasserbereich in den Abzweigkanal überführt.
[0009] Die hydraulisch arbeitende Kanalverzweigung zur Verteilung von Flüssigkeiten, insbesondere
Wasser, in offenen Kanälen umfasst nach der Erfindung
a) eine insbesondere kreisbogenförmig abgerundete gemeinsame Ecke zwischen Oberwasserkanal
und Zweigkanal;
b) eine gegen die Ecke hin konvergierende Wand, die gegenüber der zur Ecke hinführenden
Wand des Oberwasserkanals verläuft; und
c) die mit der Ecke einen Auslaufspalt bildet, wobei der unter Ausnutzung des Coanda-Effekts
austretende Impulsstrom sich an die Berandung der abgerundeten Ecke als Wandstrahl
anlegt.
[0010] In Weiterbildung des Verfahrens geht die Wandung für die Hauptströmung vor der Verzweigungsstelle
muldenartig aufgeweitet in die Abzweigwandung, d.h. die Wandung für die Abzweigströmung,
abgerundet über.
[0011] Zur Umlenkung wird der Coanda-Effekt durch den mit der höheren potentiellen Energie
behafteten Impulsstrom zweckmässig hervorgerufen.
[0012] Ohne Einsatz fremder Energie wird der Strahl veranlaßt, bis zu einem Spalt gestaut
zu werden, aus diesem Spalt auszutreten und sich an die gekrümmte Wandung anzulegen
und damit gleichmässig das Strömungsfeld zu verformen.
In Weiterbildung der Erfindung kann der kleine Impulsstrahl mit Fremdwasser als Fremdimpuls
gespeist werden. Dies kann dann beispielsweise so geschehen, daß ausserhalb der Wandung
der Hauptströmung und beispielsweise parallel zu dieser ein Fremdimpulsstrom, beispielsweise
ein Fremdwasserstrom, bis in den Bereich der abgerundeten Ecke geführt wird und dann
seine Aufgabe, den Teilstrom - um die Ecke zu führen - übernimmt.
[0013] Besonders interessant ist es, daß die gewünschte Aufteilung des Naßmediums, insbesondere
Wassers, in der Kanalverzweigung in Abhängigkeit von der Größe des Austrittsimpulses
steuerbar ist.
[0014] Die Kanalverzweigung kann so ausgeführt werden, daß der Umlenkwinkel α an der abgerundeten
Ecke, welcher dem Abzweigwinkel β entspricht, veränderbar ist. Unterschiedliche Austrittspalt-Größen
können ausgebildet werden.
[0015] Die einspringende Wand im Oberwasser kann über die Wassertiefe gerade durchgehen.
[0016] Für bestimmte Aufgaben, die es mit sich bringen, daß man am Boden des Kanals besonders
viel Wasser führen will, ist es möglich, die einspringende Wand entsprechend einer
durch den gewünschten Aufbau vorgegebenen Funktionen über die Wassertiefe zu verformen,
derart, daß z.B. die Wandung in der Stirnansicht becherförmig ausgebildet ist, d.h.
von einer großen Spaltbreite oben parabelförmig sich gegen eine geringe Spaltbreite
unten verjüngt.
[0017] Wenn man beispielsweise am Boden der Hauptströmung wenig, am Boden der Impulsströmung
viel Wasser aus bestimmten Gründen, um beispielsweise den Impuls in einer gewissen
Weise zu beeinflussen, beispielsweise um den Impulsschwerpunkt zu senken, haben will,
kann eine umgekehrt becherförmige Konstruktion vorgesehen werden, wobei die Spaltbreite
oben gering sich dann in Form einer umgekehrten Parabel nach unten erweitert.
[0018] Je nach den vorgegebenen Funktionen ist also die Verformung entsprechend dem gewünschten
Aufbau über die Wassertiefe vorzunehmen.
[0019] Wichtig ist in jedem Fall, daß die abgerundete Ecke mit der gegenüberstehenden eingesetzten
Wand einen Auslauf spalt bildet.
[0020] Es wird nicht verkannt, daß bereits durch diverse Einbauten im Bereich der Kanalverzweigung
oder andere konstruktive Maßnahmen wie einspringende Ecken und Verengung des Unterwasserkanals
bereits versucht wurde, eine gleichförmige bzw. regelbare Aufteilung des Wassers in
Kanalverzweigungen zu erreichen, nie jedoch durch eine hydraulische Maßnahme und unter
Ausnützung des sog. Coanda-Effekts.
[0021] Aus der EP-A-0 281 856 ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht herleitbar. Dort
wird nämlich eine gleichmässige Wasserverteilung nur erreicht, wenn Umlenk-Trennwände
im Bereich des Beginns der Abzweigung errichtet werden.
[0022] Bekanntlich wird die Wirkungsweise von Kanalverzweigungen nachhaltig beeinflußt durch
das Breitenverhältnis Ba/bo, den Verzweigungswinkel β und das Durchflußverhältnis
q=Qa/Qo. Dies hat zur Folge, daß sich die Verteilung des Wassers auf dem Unterwasserkanal
ständig ändert und somit eine gleichmäßige Verteilung nie, bzw. nur in den seltensten
Fällen gegeben ist. Hier bedeutet die Maßnahme der Erfindung einen überraschenden
Schritt nach vorne.
[0023] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonders darin, daß die Verteilung
des Wassers durch den aus dem Spalt austretenden Flüssigkeitsstrahl, welcher sich
dann unter Ausnutzung des Coanda-Effektes an der Berandung der abgerundeten Ecke anlegt,
gesteuert werden kann. Der so in den Abzweigkanal einmündende Wandstsrahl bewirkt,
daß im Gegensatz zu konventionellen Abzweigkanälen dadurch kein Ablösungsgebiet an
der Innenseite des Abzweigkanals und Totwasserzone an der Aussenseite des Unterwasserkannals
sich ausbilden kann. Das Strömungsbild ist, über den gesamten Kanalquerschnitt betrachtet,
gleichmäßig zur Trennungsstromlinie verformt. Dieser Strömungsverlauf ermöglicht sowohl
eine analytische wie auch numerische Berechnung. Ebenfalls von enormer Bedeutung ist,
daß für die Aufteilung des Wassers zu je 50 % in den Abzweigkanal und den Unterwasserkanal
der dazu benötigte Impuls des austretenden Strahles aus dem Spalt nur 1/100 des Impuls
der Hauptströmung sein muß.
[0024] Allgemein versteht man unter Coanda-Effekt die Ablenkung eines Strahls zu einer gekrümmten
Wand hin. Das Anlegen beruht auf einer Unterdruckwirkung im Bereich des wandseitigen
Strahl randes. Mit offenen Kanälen sind Freispiegelkanäle gemeint.
[0025] Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert werden, in denen
- Fig. 1
- eine schematische Draufsicht einer ersten Ausführungs form ist;
- Fig. 2a, 2b, 2c
- Stirnansichten vom Oberwasserkanal der Fig. 1 aus gesehen sind und die
- Fig. 3 - 5
- weitere Ausführungsformen, die Ausgestaltung der Figur 1 variierend zeigen.
[0026] Bei der Ausführungsform der Figur 1 ist eine T-Verzweigung gezeigt. Eine im Oberwasserkanal
2 einspringende Wand 3 wird in einer Verziehung bis an die abgerundete Ecke 4 geführt.
Die einspringende Wand 3 bildet mit der in einer Verziehung nach außen führenden Seitenwand
5 des Oberwasserkanals einen kleinen Seitenkanal 6, der sich zu der abgerundeten Ecke
hin verjüngt bis annähernd die ursprüngliche Breite bo des Oberwasserkanals der Hauptströmung
wieder gegeben ist. Gegenüber der gestrichelten durchgehenden Linie des Oberwasserkanals
ist die nach außen führende Seitenwandung 5 des Oberwasserkanals aus der Geraden heraus
zuerst sehr flach gekrümmt und dann vor dem Übergang zur abgerundeten Ecke 4 hin stärker
zur Formgebung der muldenartigen Ausgestaltung geformt. Die Wandung 5 ist also nach
außen ohne Diskontiunitäten aufgeweitet. Das im kleinen, hierdurch gebildeten Seitenkanal
6 fließende Wasser wird bis in den Bereich des Spaltes 7 nicht unerheblich gestaut.
Dies geschieht durch den schmalen Austrittspalt 7, der zwischen der einspringenden
Wand 3 und der gegenüberliegenden abgerundeten Ecke 4 gebildet wird.
[0027] Erfindungsgemäß fließt das Wasser Qo in Figur 1 gemäß der Pfeilrichtung der T-Verzweigung
zu. Die einspringende Wand 3 bewirkt im Oberwasser einen gewissen Auf stau, welcher
im Seitenkanal 6 bis zum Austrittspalt erhalten bleibt. Da im unmittelbaren Bereich
der T-Verzweigung jedoch annähernd wieder die Normalwassertiefe vorliegt, besteht
ein Potentialunterschied zwischen Seitenkanal 6 und Abzweigkanal 1. Der Potentialunterschied
bewirkt nun, daß aus dem Austrittspalt 7 ein Flüssigkeitsstrahl austritt und aufgrund
des Coanda-Effektes entlang der abgerundeten Ecke 4 in den Abzweigkanal 1 hineinfließt.
Die Folge hiervon ist eine gleichmäßige Verformung des Strömungsfeldes in der T-Verzweigung
derart, daß die gewünschte Aufteilung des Wassers in Abhängigkeit des Austrittsimpulses
erreicht wird.
[0028] Variationsmöglichkeiten dieser Verhältnisse zeigen die Figur 2a - 2c, Möglichkeiten,
mit denen der Austrittsimpuls des Strahls gesteuert werden kann. Ist nach Figur 2a
die einspringende Wand 3 über die Wassertiefe gerade, so ist sie nach Figur 2b über
die Wassertiefe becherförmig, nach Figur 2c umgekehrt becherförmig ausgebildet und
bewirkt je nach Zulaufmenge Qo einen unterschiedlichen Auf stau im Oberwasserkanal
2 und damit auch einen hiervon abhängigen veränderbaren Austrittsimpuls des Strahls.
Ist die Durchtrittsmenge über die Wassertiefe nach Figur 2a im Seitenkanal von oben
nach unten gleich, so nimmt sie in Folge der parabelförmigen Ausbildung der Wandung
3 gem. Figur 2b ab, gem. Figur 2c (umgekehrte Parabel) zu.
[0029] Die Wandung 3 ist so eingesetzt, daß Ablösungen an der Wand nicht auftreten.
[0030] In Weiterbildung der Erfindung kann die einspringende Wand 3 aus einem relativ dünnen
Blech bestehen, um die Strömung vom Hauptkanal vom Seitenkanal abzutrennen. Bei Abwasserkanälen
ist Edelstahl möglich. Diese Verziehung/Verjüngung der Wandung 3 darf nicht schräger
als 8 ° zur Hauptströmungsrichtung sein, um den gewünschten Effekt überhaupt noch
zu erzeugen.
[0031] Figur 3 zeigt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, die herangezogen werden kann,
wenn der Verzweigungswinkel in einem Bereich von 10 ° - 160 ° verändert wird; gleiche
Bezugszeichen stehen für gleiche Elemente.
[0032] Figur 5 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Verzweigungskanälen, von denen jeweils
die Breite ba und der Durchfluß Qa angegeben sind. Dies ist eine Ausführungsform mit
Fremdenergie-Impuls Qf und die Darstellung ist jeweils symmetrisch. Jeweils zwei Austrittspalte
7 sind einander gegenüber vorgesehen
1. Verfahren zum hydraulischen Verzweigen einer offenen Strömung mit wenigstens einer
geradeausgehenden Hauptströmung eines bestimmten Impulses und einer oder mehreren
Abzweigströmungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein größenordnungsmäßig gegenüber dem des Hauptstroms kleiner Impulsstrom gegen
eine gemeinsame abgerundete Ecke (4) zwischen Hauptstrom und Verzweigungsstrom gerichtet
wird, derart, daß unter Ausnutzung des Coanda-Effekts die Verzweigung ohne Sekundärströmungen
und Totwasserbereich erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsstrom gleich 1/100 des Impulses der Hauptströmung ausmacht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung für die Hauptströmung vor der Verzweigungsstelle muldenartig aufgeweitet
in die Abzweigwandung (Wandung für die Abzweigströmung) abgerundet übergeht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl veranlaßt wird, bis zu einem Spalt gestaut zu werden, aus diesem Spalt
auszutreten und sich an die gekrümmte Wandung anzulegen und damit das Strömungsfeld
gleichmäßig zu verformen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Impulsstrahl mit Fremdwasser (Qf) als Fremdimpuls gespeist wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Aufteilung des Wassers in der Kanalverzweigung in Abhängigkeit
von der Größe des Austrittsimpulses steuerbar ist.
7. Hydraulisch arbeitende Kanalverzweigung zur Verteilung von Flüssigkeiten, insbesondere
Wasser, in offenen Kanälen, umfassend
a) eine insbesondere kreisbogenförmig abgerundete gemeinsame Ecke zwischen Oberwasserkanal
und Zweigkanal;
b) eine gegen die Ecke hin (4) konvergierende Wand (3), die gegenüber der zur Ecke
(4) hinführenden Wand des Oberwasserkanals verläuft; und
c) die Wand (3) mit der Ecke (4) einen Auslaufspalt (7) bildet, wobei der unter Ausnutzung
des Coanda-Effekts austretende Impulsstrom sich an die Berandung der abgerundeten
Ecke (4) als Wandstrahl anlegt.
8. Kanalverzweigung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkwinkel (α) an der abgerundeten Ecke (4), welcher dem Abzweigwinkel
(β) entspricht, veränderbar ist.
9. Kanalverzweigung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Austrittsspaltgrößen (7) ausbildbar sind.
10. Kanalverzweigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einspringende Wand (3) im Oberwasser (2) entsprechend einer durch den gewünschten
Aufstau vorgegebenen Funktion über die Wassertiefe verformt ist.
11. Kanalverzweigung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Wandung (3) in der Stirnansicht becherförmig (Fig. 2B) oder umgekehrt
becherförmig (Fig. 2C) ist.
12. Kanalverzweigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fremdwassereinspeisung (Qf) als Fremdimpuls zur Erzeugung eines Austrittsstrahls
aus dem Spalt (7).
13. Kanalverzweigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur abgerundeten Ecke hinführende Wand (5) des Oberwasserkanals (der Hauptströmung)
muldenartig (5) zurückspringend ausgebildet ist.
14. Kanalverzweigung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang aus der Geraden (6) zuerst sehr flach gekrümmt, dann vor dem Übergang
zur abgerundeten Ecke (4) stärker zur Formgebung der muldenartigen Ausgestaltung geformt
ist.
15. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie der Kanalverzweigung
nach einem der Ansprüche 7 bis 14 auf den Wasserbau, die Siedlungswasserwirtschaft
und die Bewässerungstechnik.
1. Method for the hydraulic branching of an open stream having at least one straight
main stream of a specific momentum and having one or more branch streams, characterized
in that a momentum stream having a momentum of a smaller order of magnitude than that
of the main stream is directed toward a common rounded corner (4) between the main
stream and the branch stream, in such a way that, by a utilization of the Coanda effect,
branching takes place without secondary streams and a dead-water region.
2. Method according to claim 1, characterized in that the momentum stream is equal to
1/100 of the momentum of the main stream.
3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wall for
the main stream merges, upstream of the branching point, rounded and widened in a
trough-like manner into the branch wall (wall for the branch stream).
4. Method according to claim 3, characterized in that a jet is induced to build up as
far as a gap, to emerge from this gap and to come to bear against the bent wall and
consequently deform the flow pattern uniformly.
5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the small momentum
jet is fed with external water (Qf) as an external momentum.
6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired
division of the water in the channel branch can be controlled in dependence on the
magnitude of the outflow momentum.
7. Hydraulically working channel branch for the distribution of liquids, particularly
water, in open channels, comprising
a) a common corner, rounded particularly in the form of an arc of a circle, between
the upstream channel and branch channel;
b) a wall (3) which converges toward the corner (4) and extends opposite that wall
of the upstream channel leading toward the corner (4); and
c) the wall (3) forms with the corner (4) an outflow gap (7), the momentum stream
which emerges by a utilization of the Coanda effect coming to bear against the edging
of the rounded corner (4) as a wall jet.
8. Channel branch according to one of claims 5 to 7, characterized in that the deflecting
angle (α) at the rounded corner (4), which corresponds to the branching angle (β),
is variable.
9. Channel branch according to one of claims 6 to 8, characterized in that different
outflow-gap sizes (7) can be formed.
10. Channel branch according to one of the preceding claims, characterized in that the
re-entrant wall (3) in the upstream channel (2) is deformed over the water depth according
to a function predetermined by the desired build up.
11. Channel branch according to claim 10, characterized in that the shape of the wall
(3), as seen in an end view, is cup-shaped (Figure 2B) or inversely cup-shaped (Figure
2C).
12. Channel branch according to one of the preceding claims, characterized by an external
water feed (Qf) as an external momentum for generating an outflow jet from the gap
(7).
13. Channel branch according to one of the preceding claims, characterized in that that
wall (5) of the upstream channel (of the main stream) leading toward the rounded corner
is designed set back in a trough-like manner (5).
14. Channel branch according to claim 13, characterized in that the transition out of
the straight (6) is first bent very slightly and then, upstream of the transition
to the rounded corner (4), is shaped more sharply in order to form the trough-like
design.
15. Use of the method according to one of claims 1 to 6 and of the channel branch according
to one of claims 7 to 14 in hydraulic engineering, residential water supply and irrigation
technology.
1. Procédé pour le branchement hydraulique d'un écoulement à ciel ouvert, avec au moins
un écoulement principal sortant rectiligne d'une certaine impulsion, et avec un ou
plusieurs écoulements de branchement, caractérisé en ce qu'un courant pulsé, qui,
par son ordre de grandeur, est plus petit que celui du courant principal, est dirigé
contre un coin commun arrondi (4) entre le courant principal et le courant de branchement,
de telle sorte que, par utilisation de l'effet Coanda, le branchement s'effectue sans
courants secondaires et sans zones d'eaux mortes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant pulsé est égal
au 1/100 de l'impulsion de l'écoulement principal.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi
destinée à l'écoulement principal, en amont du point de branchement, présente une
transition arrondie, avec un évasement en forme d'auge, avec la paroi de branchement
(paroi destinée à l'écoulement de branchement).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on fait en sorte qu'un jet
soit retenu jusqu'à une fente, qu'il sorte de cette fente et vienne s'appuyer contre
la paroi incurvée, et de ce fait provoque la déformation uniforme du champ d'écoulement.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le petit
jet pulsé est alimenté en eau d'importation (Qf) servant d'impulsion étrangère.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la répartition
souhaitée de l'eau dans la dérivation peut être pilotée en fonction de la grandeur
de l'impulsion de sortie.
7. Dérivation de canal à fonctionnement hydraulique pour répartir des liquides, en particulier
de l'eau, dans des canaux à ciel ouvert, comprenant :
a) un coin commun, en particulier arrondi en forme d'arc de cercle, entre le canal
d'eau d'amont et le canal latéral ;
b) un mur (3) convergeant vers le coin (4), mur qui court contre le mur, dirigé vers
le coin (4), du canal d'eau d'amont ; et
c) le mur (3) forme, avec le coin (4), une fente de sortie (7), le courant pulsé sortant
par utilisation de l'effet Coanda s'appuyant contre le bord du coin arrondi (4) sous
forme d'un jet de paroi.
8. Branchement de canal selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'angle
de renvoi (α) au niveau du coin arrondi (4), et qui correspond à l'angle de branchement
(β), est variable.
9. Branchement de canal selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que peuvent
être réalisées différentes grandeurs de la fente de sortie (7).
10. Branchement de canal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce
que le mur rentrant (3), dans les eaux d'amont (2), subit une déformation correspondant
à une fonction prédéfinie par la retenue souhaitée, et ce sur la profondeur de l'eau.
11. Branchement de canal selon la revendication 10, caractérisé en ce que la forme de
la paroi (3), en vue de devant, est en gobelet (Figure 2B) ou en gobelet inversé (Figure
2C).
12. Branchement de canal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par l'injection
d'eau d'importation (Qf) servant d'impulsion étrangère pour produire un jet de sortie
à partir de la fente (7).
13. Branchement de canal selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce
que le mur (5), dirigé vers le coin arrondi, du canal d'eau d'amont (l'écoulement
principal) est configuré en retrait en forme d'auge.
14. Branchement de canal selon la revendication 13, caractérisé en ce que la transition
à partir de la droite (6) est d'abord très faiblement incurvée, puis, avant la transition
avec le coin arrondi (4), se déforme plus fort jusqu'à avoir la forme de la configuration
en forme d'auge.
15. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, ainsi que du branchement
de canal selon l'une des revendications 7 à 14, en construction hydraulique, dans
l'économie des eaux dans les agglomérations et dans les techniques d'irrigation.