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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern eines Strömungsmediums,
insbesondere zum Abscheiden von Feststoffen oder Schmutz aus einer Flüssigkeit
oder aus Regenwasser, mit einem Zulauf zum Zuführen des Strömungsmediums
zu einem Filterelement sowie einem Ablauf für das gefilterte Strömungsmedium.
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Vorrichtungen
der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt und existieren
in den unterschiedlichsten Ausführungsformen.
Beispielsweise finden gattungsgemäße Vorrichtungen im Bereich der
Regenwassernutzung oder -bewirtschaftung ihre Anwendung. Dabei kann
es sich um Anwendungen im privaten Bereich oder auch im industriellen
Maßstab
handeln. In allen Fällen
ist es das Ziel, ein über einen
Zulauf anströmendes
Strömungsmedium
mit einem Filterelement zu filtern, so dass das gefilterte Strömungsmedium über einen
Ablauf bereitgestellt werden kann.
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Beim
Einsatz der Vorrichtung als Regenwasserfilter sind insbesondere
Schmutzpartikel, Schwebstoffe, Sedimente, Blütenpollen, Rußpartikel
und dergleichen aus dem Regenwasser herauszufiltern. Das gefilterte
Regenwasser kann dann einer Nutzung beispielsweise im Haushalt zugeführt werden.
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Bei
den bekannten Vorrichtungen ist problematisch, dass das Filterelement
je nach Verschmutzungsgrad des zu filternden Strömungsmediums häufig sehr
schnell verstopft und zugesetzt wird. Als Folge entsteht ein permanenter
Wartungsbedarf, um die dauerhafte Funktion des Filterelements zu
gewährleisten.
Zur Beseitigung von Verstopfungen des Filterelements ist es bekannt,
sogenannte Rückspüleinrichtungen
einzusetzen, mit denen die Reinigungsintervalle des Filterelements
verlängert
werden können.
Jedoch müssen
auch derartige Rückspüleinrichtungen
je nach Verschmutzungsgrad oftmals sehr häufig betätigt werden, um die Funktion
der Vorrichtung aufrechtzuerhalten.
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Bei
vielen bekannten Vorrichtungen zum Filtern eines Strömungsmediums
ist es für
die Funktion der Vorrichtung des Weiteren erforderlich, dass zwischen
einem Zulauf und einem Ablauf eine Höhendifferenz besteht. Dies
ist insbesondere beim Einsatz der Vorrichtung als Durchströmfilter
und je nach vorliegenden baulichen Gegebenheiten an den Einsatzorten
oftmals ungünstig.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Filtern eines Strömungsmediums
anzugeben, mit der eine besonders hohe Funktionssicherheit und wirtschaftliche Betriebsweise
mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht sind.
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Die
zuvor aufgezeigte Aufgabe ist durch eine Vorrichtung zum Filtern
eines Strömungsmediums mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die Vorrichtung
derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Zulauf ein Mittel
zum Aufteilen des anströmenden
Strömungsmediums
in mindestens zwei Teilströme
aufweist.
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In
erfindungsgemäßer Weise
ist erkannt worden, dass durch eine geschickte Gestaltung des Zulaufs
die voranstehende Aufgabe auf überraschend einfache
Weise gelöst
wird. Hierzu ist der Zulauf im Konkreten mit einem Mittel zum Aufteilen
des anströmenden
Strömungsmediums
in mindestens zwei Teilströme
versehen. Durch die Aufteilung des Strömungsmediums in mindestens
zwei Teilströme
ist es möglich,
die durch das Filterelement zur Verfügung gestellte Filterfläche besser
auszunutzen. Mit anderen Worten kann das anströmende Strömungsmedium durch seine Aufteilung
in Teilströme
homogener auf die Filterfläche
geleitet werden als dies bei Vorhandensein lediglich eines Stroms
möglich
ist. Hierdurch wird insbesondere bei hohem Verschmutzungsgrad des
Strömungsmediums
die Gefahr des Verstopfens und Zusetzens des Filterelements stark reduziert.
Als Ergebnis profitiert ein Benutzer von erheblich verlängerten
Zeitintervallen zwischen den üblichen
Reinigungsvorgängen
des Filterelements. Insoweit ergeben sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch wesentliche Personalkosteneinsparungen bei gewerbsmäßigem Einsatz
der Vorrichtung.
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Folglich
ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Filtern eines Strömungsmediums
eine Vorrichtung angegeben, mit der eine besonders hohe Funktionssicherheit
und wirtschaftliche Betriebsweise mit konstruktiv einfachen Mitteln
erreicht sind.
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Im
Hinblick auf eine besonders hohe Funktionssicherheit der Vorrichtung
könnten
die mindestens zwei Teilströme
im Wesentlichen auf das Filterelement gerichtet sein. Hierdurch
ist eine sichere Wechselwirkung zwischen Filterelement und zu filterndem
Strömungsmedium
erreichbar.
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Hinsichtlich
einer besonders exakten Vorgebbarkeit der Strömungsführung der Teilströme könnte das
Mittel eine der Anzahl an Teilströmen entsprechende Anzahl von
Auslässen
aufweisen. Die Auslässe
könnten
dabei derart ausgebildet und/oder orientiert sein, dass eine Oberfläche des
Filterelements von dem Strömungsmedium
schräg
oder tangential anströmbar
ist. Durch die schräge
oder tangentiale Anströmung
des Filterelements bzw. der Oberfläche des Filterelements ist
einerseits eine sichere Filterung und andererseits eine Art Selbstreinigung
des Filterelements gewährleistet,
da das schräg
oder tangential anströmende
Strömungsmedium
Schmutzpartikel oder Feststoffe, die sich am Filterelement festgesetzt
haben, wegspülen
kann. Insbesondere eine tangentiale Anströmung ist hierbei besonders
günstig,
da diese tangentiale Anströmung
eine sichere Reinigung des Filterelements gewährleistet und andererseits
die Gefahr des Festsetzens von Schmutzpartikeln oder Feststoffen
im Filterelement sehr stark reduziert.
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Je
nach Anwendungsfall könnten
die Auslässe
derart ausgebildet und/oder orientiert sein, dass die Strömungsrichtung
des Strömungsmediums
umgekehrt wird. Durch eine derartige Umkehrung der ursprünglichen
Anströmungsrichtung
des Strömungsmediums
kann eine Moderierung oder Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmediums
erreicht werden, wodurch sich wiederum eine Reduzierung der Gefahr
von Verstopfungen des Filterelements ergibt.
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Bei
einer konkreten Ausgestaltung könnten die
Auslässe
durch um eine Drehachse drehbare und/oder justierbare Rohrstücke gebildet
sein. Mit derartigen Rohrstücken
kann die Strömungsrichtung des
Strömungsmediums
und damit eine Anströmrichtung
hinsichtlich des Filterelements flexibel und auf den jeweiligen
Anwendungsfall abgestimmt vorgegeben werden. Beispielsweise können schräge oder tangentiale
Anströmrichtungen
vorgegeben werden, wobei der sich hieraus ergebende Anströmwinkel entweder
für jeden
Auslass gleich oder unterschiedlich eingestellt sein kann.
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Bei
einer weiter konkretisierten Ausgestaltung der Vorrichtung könnten die
Auslässe
im Wesentlichen L-förmig
ausgebildet sein, um eine Umlenkung der Strömungsrichtung des Strömungsmediums
um ca. 90° zu
erreichen.
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In
konstruktiv besonders einfacher Weise könnte das Mittel rohr- oder
rinnenförmig
ausgebildet sein. Eine rohrförmige
Ausgestaltung gewährleistet eine
besonders sichere Führung
des Strömungsmediums.
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Im
Hinblick auf eine besonders hohe Filterleistung könnte das
Mittel – zumindest
abschnittsweise – im
Wesentlichen kreisförmig
um das Filterelement angeordnet sein oder verlaufen. Durch die kreisförmige Anordnung
ist eine tangentiale Anströmung
des Filterelements auf besonders einfache Weise erreichbar. Die
erzeugten mehreren Teilströme
können
dabei tangential um das Filterelement geleitet werden, so dass eine
sichere Abreinigung der Filterfläche
durch das anströmende
Strömungsmedium
gewährleistet
ist.
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Zur
Gewährleistung
einer einfachen Handhabung der Vorrichtung könnte das Filterelement in einem
Behälter
angeordnet sein. Die Filtrierung könnte dabei vollständig in
dem Behälter
erfolgen. Das Mittel zum Aufteilen des anströmenden Strömungsmediums könnte hierbei
um das Filterelement herum angeordnet sein.
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In
weiter konstruktiv besonders einfacher Weise könnte das Filterelement zylinderförmig ausgebildet
sein, wobei die wirksame Filterfläche im Bereich des Zylindermantels
ausgebildet sein könnte.
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Im
Konkreten könnte
das Filterelement – vorzugsweise
vertikal – in
der Mitte des Behälters
angeordnet sein, so dass das zu filternde Strömungsmedium um das Filterelement
herum strömen
kann. Das gefilterte Strömungsmedium
ist dann aus dem Innenbereich des Filterelements abzuführen. Als
Filterelement könnte
in besonders einfacher Weise ein Sieb- oder Spaltrohr verwendet
werden.
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Zur
sicheren Abführung
des gefilterten Strömungsmediums
könnte
das Filterelement – vorzugsweise
an einem Ende – eine
Auslauföffnung
für das gefilterte
Strömungsmedium
aufweisen. Eine derartige Auslauföffnung könnte in einem Deckel ausgebildet
sein, der vom Filterelement abnehmbar ist.
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Das
Filterelement könnte
an einem Ende oder an dem anderen Ende verschlossen sein, so dass
ein Auslauf des gefilterten Strömungsmediums lediglich
an einem Ende vorgesehen ist.
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Zur
sicheren Weiterleitung des gefilterten Strömungsmediums könnte an
die Auslauföffnung ein
Auslaufrohr angeschlossen sein. Hierdurch ist eine sichere Weiterleitung
des gefilterten Strömungsmediums
zu seiner weiteren Verwendung realisierbar.
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In
weiter vorteilhafter Weise könnten
der Zulauf und der Ablauf auf dem gleichen Höhenniveau angeordnet sein.
Dies ermöglicht
den Einsatz der Vorrichtung auch bei beengten baulichen Gegebenheiten.
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Bei
einer weiteren konkreten Ausgestaltung könnte das Filterelement ein
von innen anströmbarer Filtereinsatz
sein. Auch in diesem Fall ist der Vorteil der Aufteilung des Strömungsmediums
in mindestens zwei Teilströme
signifikant.
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Bei
einer weiteren konkreten Ausgestaltung könnte das Filterelement ein
kreisrunder Filterkorb sein.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist vielseitig einsetzbar. Beispielsweise könnte die Vorrichtung in vorteilhafter
Weise in einem Speicherbehälter angeordnet
sein. Hierdurch könnte
ein kompakter Aufbau aus Speicherbehälter und Filtereinrichtung realisiert
sein. Zu Reinigungszwecken könnte
die Vorrichtung aus dem Speicherbehälter entnehmbar sein.
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Bei
einer weiter alternativen Ausgestaltung könnte die Vorrichtung den vorzugsweise
abnehmbaren Dombereich oder oberen Teil eines Speicherbehälters bilden
oder in einem derartigen Dombereich vorzugsweise entnehmbar angeordnet
sein.
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Bei
einer Anordnung der Vorrichtung in einem Speicherbehälter könnte quasi
ein doppelwandiger Speicherbehälter
gebildet sein, der im inneren Bereich die Vorrichtung zum Filtern
eines Strömungsmediums
und im weiter außen
liegenden Bereich das Speichervolumen aufweist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird die Energie des anströmenden
Strömungsmediums in
mehrere gerichtete Einzelströmungen
aufgeteilt. Insbesondere bei tangentialer Anströmung einer Filterfläche wird
eine effektive und permanente Abreinigung der Filterfläche im Betrieb
bereitgestellt. Die Reinigungsintervalle werden hierdurch spürbar verlängert.
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Eine
Rückhaltung
der abgesonderten oder herausgefilterten Stoffe kann im Filterbehälter erfolgen.
Bei einer durch die Teilströme
erzeugten Kreisströmung
des Strömungsmediums
könnte
eine gezielte Ablagerung von mitgeführten Feststoffen oder Schmutz
am Behälterrand
durch die Fliehkraft während
der Kreisbewegung des Strömungsmediums
erfolgen.
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Mit
der effektiven Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Filtern
eines Strömungsmediums
lässt sich
im Vergleich zu herkömmlichen
Vorrichtungen zum Filtern eines Strömungsmediums eine Einsparung
von Einbauvolumen erreichen und damit erheblich Platz einsparen.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits
auf die nachfolgende Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand
der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 in
einer schematischen, teilweise geschnittenen, Seitenansicht ein
Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Filtern eines Strömungsmediums
und
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2 in
einer schematischen Draufsicht das Ausführungsbeispiel aus 1.
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1 zeigt
in einer schematischen und teilweise geschnittenen Seitenansicht
ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Filtern eines Strömungsmediums.
Die Vorrichtung kann insbesondere zum Abscheiden von Feststoffen oder
Schmutz aus Regenwasser eingesetzt werden. Die Vorrichtung weist
einen Zulauf 1 zum Zuführen des
Strömungsmediums
zu einem Filterelement 2 sowie einen Ablauf 3 für das gefilterte
Strömungsmedium
auf. Im Hinblick auf eine hohe Funktionssicherheit und wirtschaftliche
Betriebsweise weist der Zulauf 1 ein Mittel 4 zum
Aufteilen des anströmenden Strömungsmediums
in vier Teilströme
auf.
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Die
Teilströme
sind im Wesentlichen auf das Filterelement 2 hin gerichtet,
nämlich
tangential zum Filterelement 2. Das Mittel 4 weist
vier Auslässe 5 für die vier
Teilströme
auf, wie dies am Besten in 2 zu sehen
ist, die eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel
zeigt.
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Die
Auslässe 5 sind
derart orientiert, dass eine Oberfläche 6 des Filterelements 2 von
dem Strömungsmedium
im Wesentlichen tangential anströmbar
ist. Hierzu sind die Auslässe 5 auf
besonders einfache Weise durch um eine Drehachse drehbare und justierbare
Rohrstücke 7 gebildet.
Die Auslässe 5 sind
dabei im Wesentlichen L-förmig
ausgebildet.
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Durch
das tangentiale Anströmen
des Filterelements 2 mit dem in Teilströme aufgeteilten Strömungsmedium
wird vermieden, dass die Oberfläche 6 des
Filterelements 2 von dem einströmenden Strömungsmedium mit Druck beaufschlagt
wird, so dass ein Verstopfen erfolgen kann. Bei dem Ausführungsbeispiel
wird die Oberfläche 6 des
Filterelements 2 tangential angeströmt, so dass ein Teil der Energie des
anströmenden
Strömungsmediums
zur Abreinigung des Filterelements 2 bzw. der Oberfläche 6 des Filterelements 2 genutzt
wird. Hierdurch lassen sich die üblichen
Reinigungsintervalle bezüglich
des Filterelements 2 ganz erheblich verlängern.
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Das
Mittel 4 zum Aufteilen des anströmenden Strömungsmediums ist als kreisförmiges Rohrstück mit vier
Auslässen 5 ausgebildet.
Die Auslässe 5 sind äquidistant
zueinander angeordnet. Die Drehachse, um die die als Rohrstücke 7 ausgebildeten Auslässe 5 drehbar
sind, verläuft
im Wesentlichen senkrecht durch eine durch das kreisförmige Rohrstück des Mittels 4 gebildete
Ebene.
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Wie
in 2 besonders deutlich zu sehen ist, ist das Mittel 4 im
Wesentlichen kreisförmig
um das Filterelement 2 angeordnet. Mittel 4 und
Filterelement 2 sind in einem Behälter 8 angeordnet,
so dass um das vertikal im Behälter 8 angeordnete
Filterelement 2 ein Raum zur Aufnahme von Strömungsmedium
und herausgefiltertem Schmutz gebildet ist.
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Das über den
Zulauf 1 einströmende
Strömungsmedium
wird über
die das Mittel 4 bildende kreisförmige Rohrstrecke gezielt auf
das Filterelement 2 geleitet.
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Das
Filterelement 2 ist mittig im Behälter 8 angeordnet
und durch ein zylindrisches Sieb- oder Spaltrohr gebildet, welches
auf einer Seite verschlossen ist und auf der anderen Seite einen
Deckel mit einer Auslauföffnung 9 aufweist.
An dieser Auslauföffnung 9 ist
ein Auslaufrohr 10 für
das gefilterte Strömungsmedium
angeschlossen.
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Durch
die gewählte
Zufuhr des zu filternden Strömungsmediums
wird das Strömungsmedium
in eine Kreisbewegung um das Filterelement 2 versetzt. Beim
Betrieb der Vorrichtung ist der Behälter 8 nahezu vollgefüllt, so
dass die Zufuhr des Strömungsmediums
durch die Auslässe 5 unterhalb
der Oberfläche des
Strömungsmediums
erfolgt. Hierdurch wird der Anpressdruck auf das Filterelement 2 weiter
reduziert, da das anströmende
Strömungsmedium
durch das bereits im Behälter 8 angesammelte
Strömungsmedium
moderiert wird.
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Durch
diese Anordnung kann eine Filterung des Strömungsmediums ohne jeglichen
Höhenversatz
zwischen Zulauf 1 und Ablauf 3 erfolgen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt eine Aufteilung der Energie des anströmenden Strömungsmediums in mehrere gerichtete
Einzelströmungen.
Hierdurch ergibt sich eine effektive und permanente Abreinigung
des Filterelements 2 bzw. der Oberfläche 6 des Filterelements 2.
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Aufgrund
der im Behälter 8 erzeugten
Kreisbewegung des Strömungsmediums
kann eine gezielte Ablagerung von mitgeführten Sedimenten und Feststoffen
oder mitgeführtem
Schmutz an der Innenwand des Behälters 8 erfolgen.
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Der
Behälter 8 kann
in vorteilhafter Weise in einen Speicherbehälter eingesetzt werden, wodurch quasi
ein doppelwandiger Speicher gebildet wird. Zu Reinigungs zwecken
kann der Behälter 8 aus
einem derartigen Speicherbehälter
wieder entnommen werden.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil
der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
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Schließlich sei
ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
lediglich zur Erörterung
der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel
einschränkt.
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- 1
- Zulauf
- 2
- Filterelement
- 3
- Ablauf
- 4
- Mittel
- 5
- Auslass
- 6
- Oberfläche
- 7
- Rohrstück
- 8
- Behälter
- 9
- Auslauföffnung
- 10
- Auslaufrohr