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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Gartenteiche,
Badeteiche, Fischteiche und vergleichbare ruhende Gewässer bedürfen aus
pflegerischen Gründen,
insbesondere aus Gründen
der Hygiene einer Reihe von Hilfsmitteln, die dazu dienen, Verunreinigungen
zu entfernen. Diese Verunreinigungen kommen unter anderem in der
Form fein verteilter, partikelartiger, unter Umständen Trübungen auslösender anorganischer
oder auch organischer, von tierischen oder pflanzlichen Stoffwechseln herrührenden
Schwebstoffen und in der Form aufschwimmender, hauptsächlich durch
Eintrag aus der Umgebung bedingten festen oder flüssigen Verunreinigungen
vor.
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Es
ist allgemein bekannt, zur Entfernung von in der Form von Schwebstoffen
vorliegenden Verunreinigungen Filterschichten vorzusehen, die entweder
innerhalb des Gewässers
oder außerhalb
angeordnet sind und wobei eine herkömmliche Pumpe, regelmäßig in der
Form einer Kreiselpumpe eine Zwangsführung des Wassers durch die
Filterschicht hindurch bewirkt.
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Es
ist ferner bekannt, zur Entfernung aufschwimmender Verunreinigungen
wie z. B. Blättern, Gräsern und
dergleichen Skimmer zu benutzen, welche in diversen Ausführungsformen
im Handel erhältlich
sind und deren Funktionsprinzip darin besteht, dass ein über eine
Pumpe im Bodenbereich eines Gefäßes entwickelter
Sog ein Überströmen des
Gefäßrandes
auslöst,
so dass mitgeführte
Verunreinigungen innerhalb des Gefäßes gesammelt werden können.
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Stets
wird somit ein Wasserkreislauf eingerichtet, dessen treibendes Element
durch eine Pumpe gebildet ist. Nachteilig wirkt sich jedoch der
im allgemeinen beträchtliche
Energieaufwand für
den Betrieb der Pumpe aus. Hinzu tritt ein nicht zu unterschätzender,
nicht nur optisch störender
Verrohrungsaufwand zur Darstellung der Wasserkreisläufe, insbesondere
bei extern, das heißt
außerhalb
des Gewässers
angeordneten Filtereinrichtungen. Regelmäßig ist Letzteres beispielsweise
mit der Anbringung von Rohrdurchführungen beispielsweise durch eine
Teichfolie oder dergleichen hindurch verbunden. Hinzutritt in Abhängigkeit
von der installierten Pumpenleistung sowie dem Aufstellungsort der
Pumpe das mit deren Betrieb unvermeidbar verbundene Geräusch.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten
Art mit Hinblick auf einen geringen Energieaufwand, eine geringere Geräuschentwicklung
sowie eine flexible Verwendung hin auszugestalten. Gelöst ist diese
Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils
des Anspruchs 1.
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Erfindungswesentlich
ist hiernach, dass eine durch eine Saugseite und eine Druckseite
gekennzeichnete, somit pumpenartige Vorrichtung durch ein Rohrelement
gebildet wird, welches sich vertikal erstreckt und unterseitig mit
wenigstens einem, eine Saugseite bildenden Rohranschluß versehen
ist, wobei eine Strömung
innerhalb des Rohres durch innerhalb desselben aufsteigende Luft
erzeugt wird, die über
wenigstens eine, im unteren Bereich des Rohrelements angeordnete,
mit einem Verdichter druckseitig in Verbindung stehende Einmündungsöffnung in das
Rohrelement eingespeist wird. Die zum Antrieb der Strömung erforderliche
Energie wird somit durch den Auftrieb aufsteigender Luftblasen und
die durch diese ausgeübte
Verdrängungswirkung
bereitgestellt. Auf diesem Wege ist eine an den Verwendungszweck
angepasste Pumpenleistung darstellbar, welche mit einer äußerst geringen
Geräuschentwicklung
verbunden ist. Zur Energieversorgung der Vorrichtung ist faktisch
lediglich eine Druckluftleitung erforderlich, welche entsprechend
den zur Realisierung eines Wasserkreislaufs beispielsweise für Teichanlagen
benötigten
Drücken
als äußerst leichte und
flexible Schlauchleitung konzipiert sein kann und deren Verlegung
den örtlichen
Umständen
in einfachster Weise anpassbar ist. Der zur druckseitigen Bereitstellung
eines Wasserstromes erforderliche Energieaufwand wird somit durch
den Druck der eingespeisten Druckluft aufgebracht. Die Vorrichtung gestaltet
sich konstruktiv äußerst einfach,
nachdem keine mechanisch bewegten Teile benötigt werden.
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Die
Vorrichtung kann entsprechend den Merkmalen der Anspruch 2 und 3
zur bodenseitigen Aufstellung konzipiert oder schwimmfähig sein.
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Die
zum Einspeisen von Druckluft bestimmten Einmündungsöffnungen sind entsprechend
den Merkmalen des Anspruchs 4 mit der Maßgabe in dem Rohrelement angeordnet,
dass die austretende Luft lediglich aufsteigen kann und insbesondere
nicht über
die Rohranschlüsse
entweichen kann.
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Von
Vorteil für
die durch den Luftstrom ausgeübte
Mitnahmewirkung ist es gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 5, wenn der Luftstrom als Strom fein verteilter Blasen
aufsteigt. Auch dient diese Maßnahme
der Geräuschminderung.
Als Nebenwirkung dieser Oberflächenvergrößerung ergibt
sich der Vorteil eines verbesserten Sauerstoffeintrags in das Wasser.
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Die
Merkmale der Ansprüche
6 und 7 sind auf alternative Formen der Darstellung der Druckseite
der erfindungsgemäßen Pumpe
gerichtet. Es kann im einfachsten Fall das obere Ende des Rohrelements
die Druckseite bilden, und zwar derart, dass die oberseitige Berandung
des Rohrelements faktisch einen Überlauf
bildet. Die Druckseite kann jedoch auch durch einen vorzugsweise
unterseitigen Rohranschluß gebildet
werden, so dass eine leitungstechnisch eindeutige saug- und druckseitige Einbindung
der Vorrichtung in einen Kreislauf möglich ist.
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Es
ist ferner die Aufgabe der Erfindung, einen zur Verwendung bei Teichanlagen
bestimmten Wasserkreislauf zu konzipieren, der einen energetisch
sparsamen, durch eine geringstmögliche
Geräuschentwicklung
gekennzeichneten Betrieb aufweist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem
solchen Wasserkreislauf durch die Merkmale der Kennzeichnungsteile
der Ansprüche
8 bis 10.
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Erfindungswesentlich
ist hiernach dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Rahmen solcher Kreisläufe verwendet
wird, welche eine Filterschicht, einen Skimmer oder weitere vergleichbare
Komponenten umfasst. Es kommen jedoch grundsätzlich auch andere Wasserkreisläufe in Betracht,
in denen aus welchen Gründen
auch immer eine Kreislaufführung
unter Überwindung
von Druckverlusten einzurichten ist.
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Die
Merkmale der Ansprüche
11 bis 14 sind auf weitere, auf eine Teichanlage bezogene Konkretisierungen
eines Wasserkreislaufs gerichtet. Diese verdeutlichen den äußerst einfach
gehaltenen Aufbau und die flexible Handhabung beim praktischen Einsatz.
Eine schwimmfähige
Vorrichtung ist bei schwankenden Wasserständen des Gewässers von Vorteil.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die schematisch
wiedergegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäß ausgerüsteten Badeteich
in einer vertikalen Schnittebene;
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2 eine
vergrößerte Teildarstellung
einer Einzelheit II der 1 in einem Vertikalschnitt;
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3 eine
alternative Ausführungsform
eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Badeteiches
in einer vertikalen Schnittebene;
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4 eine
alternative Ausführungsform
einer Einzelheit IV der 3 in einem Vertikalschnitt.
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Mit 1 ist
in 1 die in üblicher
Weise hergestellte Wandung eines Badeteiches bezeichnet, der in
einem Grundriss gesehen angenähert
rotationssymmetrisch oder auch oval angelegt sein kann. Ein zentraler
ebener, sich horizontal erstreckender erster Bodenbereich 2,
der eine Zone größter Tiefe
bildet, geht über
einen angenähert
vertikal ansteigenden Wandungsabschnitt 3 in einen ringähnlichen,
sich horizontal erstreckenden zweiten Bodenabschnitt 4 über, an
den sich in Richtung auf eine Berandung 5 hin eine Schrägwandung 6 anschließt.
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Mit 7 ist
eine sich auf der Kante zwischen dem Wandungsabschnitt 3 und
dem Bodenbereich 4 vertikal aufrecht erstreckende Rückhaltewand
bezeichnet, deren oberes Ende 8 sich mit Abstand unterhalb
eines Wasserpegels 9 befindet. Diese Rückhaltewand 7 bildet
zusammen mit der Schrägwandung 6 sowie
dem Bodenbereich 4 eine ringförmige Aufnahme für eine Filterschicht
in der Form eines Gesteins- bzw. Kiesbettes 10. Es kommt
auch ein anderer granulatartiger, zur Ausübung einer Filterwirkung geeigneter,
eine Rückhaltefunktion
oder eine adsorptive Bindung ausübender
Schüttungsaufbau
in Betracht. Das Kiesbett 10 bildet nach Maßgabe der
Höhendifferenz
zwischen der Berandung 5 und der Rückhaltewand 7 eine
zu dem Bodenbereich 2 hin abfallende Böschung.
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Mit 11 ist
ein bodenseitig geschlossenes, auf dem Bodenbereich 4 aufstehendes,
oberseitig offenes Rohrelement bezeichnet, dessen oberes Ende 11' sich geringfügig unterhalb
des Wasserpegels 9 befindet. Grundsätzlich kann dieses Ende 11'jedoch auch
geringfügig
aus dem Wasser herausragen.
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Der
untere Teil des Rohrelements 11 steht über einen Rohranschluss 12 mit
einer, auf dem Bodenbereich 4 aufliegenden, sich entlang
dessen gesamten Umfangs erstreckenden Ringleitung 13 in durchgängiger Verbindung,
wobei diese Ringleitung 13 nach Art einer Drainageleitung
ausgebildet, das heißt
in ihren Wandungen mit gleichförmig
verteilten Ausnehmungen versehen ist.
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Ebenfalls
an dem unteren Teil des Rohrelements 11 angeschlossen ist
eine Druckluftleitung 14, die über den Bodenbereich 4,
die Schrägwandung 6 sowie
die Berandung 5 verlegt ist und die jedenfalls außerhalb
der Wandung 1 mit einem Verdichter 15 druckseitig
in Verbindung steht. Der Verdichter 15 sowie die schlauchartig
angelegte Druckluftleitung 14 können in geeigneter zeichnerisch
nicht näher
dargestellter Weise abgedeckt sein.
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Der
Einmündungsbereich
der Druckluftleitung 14 in das Rohrelement 1 ist
vorzugsweise mit einem porösen,
zeichnerisch nicht dargestellten Mittel z. B. in der Form eines
Perlsteines, einer geschlitzten Gummimembran oder der gleichen ausgerüstet, welches
dazu bestimmt ist, die aus der Druckluftleitung 14 austretende
Luft zu zerteilen und innerhalb des Rohrelements feinblasig aufsteigen
zu lassen.
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Das
System bestehend aus dem Rohrelement 11, der Druckluftleitung 14,
dem Verdichter 15 sowie dem Rohranschluss 12 bildet
erfindungsgemäß eine pumpenartige,
das heißt
eine Saugseite und eine Druckseite aufweisende Vorrichtung zur Förderung
von Wasser bzw. zur Erzeugung einer definierten Strömung.
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Die über den
Verdichter 15 angesogene Umgebungsluft wird verdichtet
und gelangt über
die Druckluftleitung 14 in das Rohrelement 1.
Der über den
Verdichter 15 aufzubringende Druck muss ausreichend sein,
um den durch das genannte poröse Mittel
bewirkten Druckverlust, den durch die Tiefe des Einmündungsbereichs
innerhalb des Rohrzylinders 11 gegebenen hydrostatischen
Druck und sonstige Druckabfälle
zu überwinden,
die z. B. durch das Kiesbett 10 bedingt sind.
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Durch
die, innerhalb des Rohrelements 11 aufsteigenden Luftblasen
wird eine aufsteigende Strömung
und somit eine Förderwirkung
in Richtung des Pfeiles 16 bewirkt, so dass über den
Rohrabschnitt 12 Wasser aus der Ringleitung 13 nachgeführt wird.
Dies bedeutet, dass über
die Ausnehmungen der Ringleitung 13, somit innerhalb des
Kiesbettes 10 eine Saugwirkung ausgeübt wird und insgesamt eine
Kreislaufströmung
ausgehend von dem oberen Ende 11' des Rohrelements 11 über das
Kiesbett 10, die Ringleitung 13, den Rohranschluss 12 und
den Rohrzylinder 11 eingerichtet ist, dessen treibende
Kraft durch die Auftriebskraft aufsteigender Luftblasen maßgeblich
gebildet wird.
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Um
unter Zugrundelegung dieser Kreislaufführung eine entlang des Umfangs
der Wandung 1 gleichförmige
Förderwirkung
zu erreichen, können entlang
der Ringleitung 13 mehrere Rohrelemente 11 in
vorzugsweise gleichförmiger
Verteilung vorgesehen sein, die sämtlich mit der Ringleitung
in Verbindung stehen.
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In
den 2 bis 4 sind Funktionselemente, die
mit denjenigen der 1 übereinstimmen, entsprechend
beziffert, so dass auf eine diesbezügliche wiederholte Beschreibung
verzichtet werden kann.
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Bei
der Darstellung gemäß 1 ist
jedem Rohrelement 11 ein Rohranschluss 12 zugeordnet, über welchen
dieser mit der Ringleitung 13 in Verbindung steht. 2 zeigt
eine Variante hierzu, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der
untere Bereich des Rohrelements 11 mit zwei, zueinander
fluchtend angeordneten Öffnungen 17, 18 versehen
ist, an welche Rohranschlüsse 17', 18' angesetzt sind,
die ihrerseits Teile einer Ringleitung 19 bilden, deren
Wandungen gleichermaßen
wie diejenige der Ringleitung 13 ausgebildet sind. Eine
solche Ausgestaltung bringt den Vorteil eines vergleichsweise geringeren Druckverlustes
mit sich.
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Mit 20 ist
die Einmündungsöffnung einer Druckluftleitung
bezeichnet, die vorzugsweise durch ein poröses Mittel überdeckt ist. Die Einmündungsöffnung 20 befindet
sich mit geringem Abstand oberhalb der Öffnungen 17, 18.
Der Zweck dieser letztgenannten Druckluftleitung entspricht demjenigen
der Druckluftleitung 14 gemäß 1.
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Vorstehend
wurde die Einbindung einer durch ein Rohrelement und eine Drucklufteinspeisung
in dieses charakterisierte Pumpe zur Darstellung einer Kreislaufführung vorgestellt,
in die ein Filter, beispielsweise in der Form eines Kiesbettes eingebunden
ist.
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3 zeigt
die Verwendung einer solchen Pumpe in Verbindung mit einem Skimmer,
hier einem Schwimmskimmer 21. Dieser kann in üblicher
Weise ausgestaltet sein und ist in jedem Fall dazu bestimmt, im
Oberflächenbereich
aufschwimmende Verunreinigungen, u. a. Laub dadurch aufzunehmen,
dass eine in Richtung auf den Skimmer hin gerichtete Oberflächenströmung erzeugt
wird, die eine äußere Berandung
des Skimmers überströmt, wobei
die mitgeführten
Verunreinigungen beispielsweise in einem siebartigen Einsatz aufgefangen
oder in sonstiger Weise, z. B. durch Sedimentieren gesammelt werden. Dies
bedingt in jedem Fall eine, den Skimmer durchziehende Strömung und
es ist zu diesem Zweck eine leitungsmäßige Verbindung zwischen einem
Rohranschluß 22 des
Skimmers und einem bodenseitig an dem Rohrelement 11 angebrachten
Rohranschluß 23 eingerichtet.
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Dies
bedeutet, dass der innerhalb des Rohrelements 11 in vorstehend
bereits beschriebener Weise entwickelte Sog über die zwischen den Rohranschlüssen 22, 23 bestehende
Verbindung auf den Skimmer 21 einwirkt und eine Oberflächenströmung in
Richtung der Pfeile 24 auslöst. Die erfindungsgemäß gebildete
Pumpe ist auch in diesem Fall in eine Kreislaufführung eingebunden, deren Zweck
nunmehr in der Entfernung von aufschwimmenden Verunreinigungen besteht.
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3 zeigt
einen Schwimmskimmer. Ein zur bodenseitigen Aufstellung bestimmter
Skimmer kann jedoch gleichermaßen
eingesetzt werden, dessen obere, zum Überströmen bestimmte Berandunsgstruktur
zum Ausgleich von Schwankungen des Flüssigkeitsstandes schwimmfähig angeordnet ist.
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Zahlreiche
weitere Kreisläufe
sind unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Pumpe darstellbar. Lediglich
beispielhaft ist in 4 ein Rohrelement 25 gezeigt,
das bodenseitig mit der Maßgabe aufgestellt
ist, dass sein oberes Ende 25' sich oberhalb eines Wasserpegels 26 befindet.
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Mit 27 ist
ein bodenseitig an das Rohrelement 25 angesetzter Rohranschluß bezeichnet,
der innerhalb des Rohrelements 25 in einem sich vertikal und
parallel zu der Achse 28 des Rohrelements 25 erstreckenden
weiteren Rohrelement 29 fortgeführt ist, dessen oberseitig
offenes Ende 29' sich
unterhalb des Endes 25' befindet.
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Mit 30 ist
ein weiterer, bodenseitig an das Rohrelement 25 angesetzter
Rohranschluß bezeichnet,
der in der Innenraum des Rohrelementes 25 einmündet.
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Innerhalb
des Rohrelements 29, und zwar am unteren, sich vertikal
erstreckenden Teil befindet sich eine Einmündungsstelle 31, die
mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Druckluftleitung in Verbindung
steht. Diese Einmündungs stelle 31 kann
gleichermaßen
wie die Einmündungsstelle 20 gemäß 2 ausgerüstet sein.
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Während der
Rohranschluß 27 zur
Verbindung mit einem Skimmer bestimmt ist, steht der Rohranschluß 30 mit
einer nach Art einer Drainageleitung angelegten, zeichnerisch nicht
dargestellten Ringleitung in Verbindung.
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Ein
Einführen
von Druckluft über
die Einmündungsstelle 20 führt aufgrund
der in Richtung des Pfeiles 32 aufsteigenden Luftblasen
zu einer Saugwirkung im Eingangsbereich des Rohranschlusses 27,
die bis in den Skimmer hinein wirkt und die eingangs bereits erwähnte Oberflächenströmung auslöst. Das
dementsprechend aus der Mündung 29' des Rohrelements 29 austretende
Wasser bewirkt ein Ansteigen des Wasserpegels innerhalb des Rohrelements 25 und
dementsprechend eines Erhöhung
des hydrostatischen Drucks in dem Eingangsbereich des Rohranschlusses 30,
welches wiederum eine, über
die genannte Ringleitung gerichtete Rückströmung in Richtung des Pfeiles 33,
gegebenenfalls durch eine Filterschicht hindurch auslöst.
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In
Abweichung von den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 bis 3 können somit
in den, durch die Pumpe bewirkten Kreislauf nunmehr zwei Komponenten
angeordnet sein, nämlich
ein Skimmer und eine Filterschicht, so dass die Leistung der Pumpe
nach Maßgabe
eines Druckverlustes auszulegen ist, der durch diese beiden Komponenten
bestimmt wird.
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Die
Verwendung einer wie vorstehend beschrieben konzipierten Pumpe,
deren Leistungsparameter außer
der Bemessung der genannten Rohrelemente in dem Zuführungsdruck
der Druckluft zu sehen sind, ist nicht auf die Darstellung von Kreisläufen beschränkt. Sie
auch in allen Fällen
eingesetzt werden, in denen eine Strömung bereitgestellt werden soll
und darüber
hinaus aufgrund ihres besonderen Aufbaus auch zum Sauerstoffeintrag
in das Wasser benutzt werden. Eine weitere Nutzung der Vorrichtung
kann in einem dosierten CO2-Eintrag in das Wasser
bestehen, falls eine Säuerung
erwünscht
ist.
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Vorstehend
wurde die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unmittelbar
in einem Teich vorgestellt, in dem ein Kreislauf bzw. eine Wasserbewegung
einzurichten ist. Alternativ zu diesem Konzept kann auch neben dem
Teich, von diesem gegebenenfalls beabstandet ein zur Aufnahme von Wasser
bestimmtes Gefäß bzw. ein
Becken eingerichtet sein, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung
eingesetzt ist. Dieses Gefäß – es kann
sich auch um mehrere handeln – kann
ein Filtersystem oder eine sonstige, zum Durchströmen oder
auch zum Überströmen bestimmte
Komponenten enthalten, wobei mittels der Vorrichtung die erforderliche Wasserbewegung
bereitgestellt wird.
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In
dem genannten Becken findet dementsprechend auch ein Sauerstoffeintrag
in das Wasser statt bzw. falls dies erwünscht ist auch ein CO2-Eintrag.
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Das
oder mehrere, auf diese Weise ausgerüstete Gefäß/Gefäße bzw. Becken stehen mit dem Teich über Rohrleitungen
oder auch sonstige Verbindungselemente in Verbindung, gegebenenfalls
auch nach Art kommunizierender Gefäße. Diese Verbindung kann vorteilhaft
derart angelegt sein, dass zwischen den Gefäßen und dem Teich ein ständiger Flüssigkeitsaustausch
gegeben ist.
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Dieses
vorstehend vorgestellte Konzept kann somit zur Behandlung des Wassers
eines Teiches verwendet werden, ohne dass Komponenten der Vorrichtung
sich innerhalb des Teiches befinden. Es ist somit hervorragend geeignet
zur Nachrüstung bestehender
Teiche.