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Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserpuffersystem, insbesondere einen Regenwasserpuffertank.
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Häuser und andere Gebäude werden zunehmend mit Wassertanks ausgestattet, um Regenwasser zu speichern. Im Fall einer unzureichenden Wassernutzung bleiben die Wassertanks fast voll Wasser, so dass im Fall von starkem Regen sie keine Lösung gegen eine zu hohe Strömung von Wasser in Richtung der Wasserläufe schaffen.
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Um Probleme mit Niederschlagswasser zu lösen, ist ein System bekannt, das Kunststoffmodule mit Hilfe eines porösen Textilmaterials kombiniert. Der Aufbau eines solchen Systems erfordert Tiefbauarbeit, um ausreichende Bodenstabilität zu erreichen. Eine obere Schicht wäre auch erforderlich, um sich auf ihr bewegen zu können.
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Wassertanks, die auch als Entwässerungssysteme verwendet werden können, sind beispielsweise in
WO95/16833 beschrieben. In dem Entwässerungssystem gemäß diesem Dokument werden perforierte Wände und ein poröses Textilmaterial verwendet, um ein Speichervolumen zu definieren, wobei Wasser durch die Wände und das poröse Textilmaterial strömt, um zu ermöglichen, dass Wasser in den Untergrundboden einsickert.
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Ein solches System erfordert Erdarbeiten, um sicherzustellen, dass eine poröse Schicht um die Wände mit dem porösen Textilmaterial vorhanden ist. Außerdem sind im Fall von nassen Böden solche Systeme vollständig ineffizient, da das Grundwasser durch die porösen Seitenwände im Tank strömt, was den Raum zum Sammeln von Regenwasser begrenzt.
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Die Verwendung von Porenbetonschichten ist für Fahrwege, Straßen und Parkplätze bekannt. Porenbeton weist eine sehr hohe Permeabilität auf und soll Wasser zu einer Untergrundschicht des Bodens führen. Sobald diese Schicht nass ist, wird die Effizienz des Porenbetons verringert.
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DE9412053U1 beschreibt einen Wassertank, der mit einem Filterelement und einer Auslassöffnung auf einer Höhe über dem Filterelement ausgestattet ist Das Filterelement wirkt daher nicht als Mittel zum Steuern des Regenwasserablaufs.
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US2012/0111428 beschreibt einen HDPE-Wassertank zum Sammeln von Regenwasser, wobei der Wassertank mit einer Filterstruktur mit einer Filterfolie ausgestattet ist, um Feststoffe mit einer Größe von 20 µm zu sammeln. Ein solcher Filter arbeitet nicht als Mittel zum Steuern des Regenwasserablaufs.
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DE10231241 beschreibt ein Filterelement, das aus Porenbeton besteht. Das Wasser strömt durch den Porenbeton von der Unterseite zur Oberseite. Sobald zu viel Regenwasser vorhanden ist, lagern sich außerdem feste Partikel auf dem horizontalen Filterelement ab, was es unmöglich macht, die Abführung von Regenwasser zu steuern.
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DE4338085 beschreibt eine Filterinstallation mit horizontalen Filterelementen, um Regenwasser zu filtern. Eine solche Installation arbeitet auch nicht als Mittel zum Steuern des Ablaufs von Regenwasser aus dem Tank.
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Alle diese gut bekannten Systeme schaffen keine effizienten Lösungen, um die Strömung von Regenwasser zu Strömen oder Flüssen während und nach einer Regenperiode, z. B. falls der Boden zu nass ist, zu steuern.
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Die Erfindung betrifft ein Wasserpuffersystem zum Speichern von Regenwasser/Wasser. Mit dem Puffersystem gemäß der Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, eine poröse Bodenschicht um den Wassertank anzuwenden. Der Regenwasserablauf hängt nicht von der Bodenschicht ab, in der der Wassertank angeordnet ist. Durch effektives Steuern der Regenwasserabführung mittels eines oder mehrerer der Puffersysteme gemäß der Erfindung ist es möglich, die Wasserströmung zu steuern, die zu Flüssen, Kanälen, Strömen, Überflutungsgebieten usw. strömt. Wasserpuffersysteme gemäß der Erfindung können auch als Mittel zum Regulieren des Wasserpegels in Kanälen, Gräben, Flüssen usw. verwendet werden.
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Gemäß der Erfindung können beispielsweise Wasserpuffersysteme entlang (und/oder als Teil von) Buhnen, Dämmen, Leinpfaden und Besichtigungsstrecken von Kanälen, Gräben, Strömen, Flüssen usw. verwendet werden, um Wasserpegel zumindest teilweise zu regulieren.
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Falls erforderlich, kann die vertikale Porenbetoninnenwand leicht gereinigt werden.
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Das Puffersystem gemäß der Erfindung enthält mindestens einen Wassertank (T) für die Sammlung und (zumindest vorübergehende) Speicherung von Regenwasser/Wasser und für den gesteuerten Wasserablauf. Der Wassertank des Puffersystems gemäß der Erfindung umfasst zumindest:
- - eine oder mehrere Außenwände (1), die aus nicht porösem Beton bestehen und ein Innenvolumen (2) definieren, von dem ein Teil als Speicherkammer (3) für Regenwasser/Wasser mit einem Speichervolumen für Regenwasser/Wasser dient;
- - einen Einlass (4), durch den Regenwasser/Wasser in die Speicherkammer (3) strömen kann;
- - einen Auslass (5) zum Ablassen von Regenwasser/Wasser aus dem Wassertank (T);
- - einen Deckel (6) mit einem Einsteigloch (7); und
- - ein Steuersystem (5, 8), um die Strömung von Regenwasser/Wasser aus dem Wassertank (T) zu steuern.
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Gemäß der Erfindung besteht das Steuersystem (5, 8) aus mindestens einer oder mehreren vertikalen Porenbetoninnenwänden (8), die sich in das Innenvolumen (2) des Wassertanks (T) erstrecken, und diese teilt/teilen das Innenvolumen zumindest in eine Speicherkammer (3) für Regenwasser/Wasser und einen Pufferraum (9) mit einem Puffervolumen, um Wasser, das durch die Porenbetoninnenwand (Porenbetoninnenwände) (8) strömt, zu sammeln, auf.
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Der Pufferraum (9) ist mit einem Auslass (5) für den Ablauf von Regenwasser/Wasser versehen, während die vertikale(n) Porenbetoninnenwand (Porenbetoninnenwände) (8) aus einem gehärteten Wasserablaufbeton besteht/bestehen, der durch Härten eines Gemisches von Zement, Aggregaten mit einer Partikelgröße von 6 mm bis zu und einschließlich 14 mm und Wasser hergestellt wird, um ein offenes Porenvolumen von 8 bis zu und einschließlich 12 % im gehärteten Wasserablaufporenbeton zu erhalten, wobei der gehärtete Wasserablaufporenbeton eine Wasserpermeabilität von 0,05 Liter/m2/s bis zu und einschließlich 5 Liter/m2/s, vorzugsweise von 0,1 Liter/m2/s bis zu und einschließlich 3 Liter/m2/s und vorzugsweise zwischen 0,1 Liter/m2/s bis zu und einschließlich 1 Liter/m2/s (wie 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 0,7; 0,8 und 1 Liter/m2/s) aufweist, wobei die Wasserpermeabilität mit einer Speicherkammer, die fast voll Wasser (3) ist, und einem leeren Pufferraum (9) gemessen wird.
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Details und Eigenschaften von vorteilhaften Ausführungsformen des Puffersystems gemäß der Erfindung oder des Wassertanks des Puffersystems gemäß der Erfindung sind eine oder mehrere der folgenden:
- - der Wassertank (T) weist eine Höhe von weniger als 3 m, vorzugsweise zwischen 1 und 2,5 m auf;
- - in seiner ersten Ausführungsform (1) variierte die gesamte Wasserabfuhrkapazität linear mit dem verfügbaren Wasserpegel zwischen 0 % und 100 %,
- - in einer zweiten Ausführungsform ist die gesamte Wasserabfuhrkapazität, die beim Wasserpegel der Hälfte der Speicherkammer und vorzugsweise bei einem Wasserpegel von 0,3 m gemessen wird, gleich 80 % bis 100 %, vorzugsweise 90 % bis 100 % davon, die mit einer Speicherkammer, die fast voll Wasser (3) ist, und einem im Wesentlichen leeren Pufferraum (9) gemessen wird;
- - der gehärtete Wasserablaufporenbeton weist eine oder mehrere Zonen mit erhöhter Wasserpermeabilität im Vergleich zur mittleren Wasserpermeabilität des gehärteten Wasserablaufporenbetons auf, in welchem Fall diese Zone oder diese Zonen (10) in einer Höhe (h) der Unterseite (3B) der Speicherkammer (3) angeordnet ist/sind, die kleiner als 50 cm und vorzugsweise kleiner als 30 cm ist. In dieser Weise kann der Regenwasserablauf besser gesteuert werden. Bei normalen Regenintensitäten wird das Wasser, das in den Wassertank strömt, in den Strom mit einer kleinen Verzögerung abgeführt. In diesem Fall wird die Speicherkammer nur teilweise verwendet. Im Fall von starkem Regenfall sind die Speicherkammer und der Pufferraum fast voll. Die Wasserströmung, die in den Strom abgeführt wird, wird durch den Durchgang des Auslasses (5) fast begrenzt. Die Speicherkammer arbeitet als erstes Mittel zum Regulieren der Regenwasserströmung zum Strom, Graben, Kanal, Fluss usw... Sobald die Speicherkammer voll ist, wirkt der Pufferraum als zusätzliche Speicherkammer und zusätzlicher Puffer für Regenwasser;
- - das Volumenverhältnis von Speicher (3)/Puffer (9) des Wassertanks (T) ist größer als oder gleich 2, vorzugsweise größer als 5, und liegt vorzugsweise zwischen 5 und 20;
- - die vertikale(n) Porenbetoninnenwand (Porenbetoninnenwände) (8) des Wassertanks (T) definiert/definieren eine poröse Oberfläche, die in Richtung der Speicherkammer (3) gerichtet ist, wobei das Speichervolumen (3) in m3/die poröse Oberfläche in m2 zwischen 0,5 und 1,5 liegt,
- - der Auslass (5) für den Regenwasserablauf weist einen Durchgang auf, der zum Begrenzen der Wasserströmung durch den Auslass (5) zwischen 1 und 20 l/s und vorzugsweise auf ein Maximum von 5 l/s geeignet ist (dieser Auslass kann mit einem Ventil oder Ventilmechanismus ausgestattet sein, um die Wasserströmung z. B. auf 1; 2; 3; 4; 5; 10 1/s zu begrenzen).
- - das Puffersystem weist einen Auslass (5) für den Regenwasserablauf auf, wobei, solange der Wasserpegel im Speicherraum (3) niedriger ist als ein maximaler Wasserpegel, der Auslass (5) mit einem Durchlasssystem versehen ist, das geeignet ist, um die Wasserabfuhr durch den Auslass (5) zwischen 1 und 20 Liter/s und vorzugsweise auf ein Maximum von 5 Liter/s zu begrenzen. Das Durchlasssystem enthält ein Porenbetonelement mit einer inneren Kammer, die mit dem Auslass (5) über ein Rohrsystem verbunden ist. Das Porenbetonelement ist zumindest teilweise aus einem gehärteten Wasserablaufporenbeton hergestellt, der durch Härten eines Gemisches von mindestens Zement, Aggregaten mit einer Partikelgröße von 6 mm bis 14 mm und Wasser hergestellt wird, um ein offenes Porenvolumen von 8 bis 12 % im gehärteten Wasserablaufporenbeton zu erhalten;
- - der Wassertank ist mit einer fast vertikalen Porenbetoninnenwand versehen, die das Innenvolumen des Wassertanks in eine Speicherkammer (3) und einen Pufferraum (9) unterteilt. Der Pufferraum (9) des Wassertanks (T) ist über ein Verbindungsrohr mit einem Puffertank (BT) verbunden, wobei das Verbindungsrohr auf einer Höhe über der Unterseite des Pufferraums (9) und über der Unterseite des Puffertanks (BT) angeordnet ist. Der Puffertank ist mit einem Auslass (50) versehen, der über der Unterseite des Puffertanks (BT) angeordnet ist, wobei der Auslass (50) zu einem Durchlasssystem vorgesehen oder damit verbunden ist, das geeignet ist, um den Wasserablauf durch diesen Auslass (50) zwischen 1 und 20 Liter/s und vorzugsweise auf ein Maximum von 5 Liter/s zu begrenzen, wobei das Durchlasssystem ein Porenbetonelement mit einer inneren Kammer enthält, die mit dem Auslass (50) über ein Rohrsystem verbunden ist, und wobei das Porenbetonelement zumindest teilweise aus einem gehärteten Wasserablaufporenbeton besteht, der durch Härten eines Gemisches von Zement, Aggregaten mit einer Partikelgröße von 6 mm bis 14 mm und Wasser hergestellt wird, um ein offenes Porenvolumen von 8 bis 12 % im gehärteten Wasserablaufporenbeton zu erhalten. Das Durchlasssystem ist vorzugsweise im Puffertank (BT) angeordnet.
- - das Porenbetonelement liegt auf der Unterseite des Pufferraums (9) oder des Puffertanks (BT) auf, wobei das Porenbetonelement eine oder mehrere poröse Wände sowie eine poröse Oberseite enthält und wobei das Rohrsystem vorzugsweise mit einem Überlaufsystem ausgestattet ist, um Wasser abzulassen, sobald der Wasserpegel im Pufferraum oder im Puffertank einen oberen Pegel überschreitet.
- - der Wassertank oder der Wassertank des Puffersystems weist mindestens zwei separate Überläufe (3A, 9A) auf, einen ersten Überlauf (3A) für die Speicherkammer (3) zum Ablassen von Regenwasser, wenn der Wasserpegel in der Speicherkammer (3) die Höhe (H3A) dieses ersten Überlaufs (3A) überschreitet, und einen zweiten Überlauf (9A) für den Pufferraum (9) zum Ablassen von Regenwasser, wenn der Wasserpegel im Pufferraum (9) die Höhe (H9A) dieses zweiten Überlaufs (9A) überschreitet;
- - der erste Überlauf (3A) liegt zumindest teilweise auf einer Höhe (H3A) unter der niedrigsten Höhe (H9A) des zweiten Überlaufs (9A). Diese zwei Überläufe können Wasser zum gleichen Ablaufrohr zu einem Strom oder Fluss ablassen;
- - der erste Überlauf (3A) weist eine Durchsatzfläche auf, die die Überlauffläche des zweiten Überlaufs (9A) überschreitet;
- - die vertikale(n) Porenbetoninnenwand (Porenbetoninnenwände) (8) weist (weisen) eine obere Seite (8B) auf einer Höhe (H8B) auf, die höher ist als die untere Kante des ersten Überlaufs (3A) und die untere Kante des zweiten Überlaufs (9A). Dies soll verhindern, dass Wasser über der Oberseite der Innenwand strömt;
- - mindestens eine vertikale Porenbetoninnenwand (8) ist in Bezug auf den Wassertank beweglich und/oder entfernbar, wodurch eine untere Kante (8X) der Innenwand an der Unterseite des Wassertanks (T) aufliegen kann. Dies ist für die Montage und/oder Wartungsarbeit praktisch;
- - der Wassertank ist mit einem entfernbaren Deckel mit einem Einsteigloch ausgestattet;
- - der Wassertank ist mit mindestens zwei separaten Pufferbereichen versehen, nämlich mindestens einem ersten Pufferraum (90), der entlang der Unterseite einer Speicherkammer (3) angeordnet ist, wobei dieser erste Pufferraum (90) Wasser von der Speicherkammer (3) über eine zumindest teilweise horizontale Porenbetonwand (80) sammelt, und mindestens einem zweiten Pufferraum (9), der mit einer fast vertikalen Porenbetonwand (8) zusammenarbeitet, um Wasser von der Speicherkammer (3) zu sammeln, und mit der Eigenschaft, dass der erste Pufferraum (90) und der zweite Pufferraum (9) über ein Rohr oder eine Rohrleitung (100) verbunden sind, die vorzugsweise entlang der Unterseite des Wassertanks angeordnet ist;
- - der erste Pufferraum (90) und der zweite Pufferraum (9) sind mittels eines Rohrs oder einer Rohrleitung (100) mit einer oberen Kante (100A) verbunden, die in Bezug auf eine horizontale Ebene geneigt ist, durch die diese obere Kante (100A) in der Richtung zum zweiten Pufferraum (9) ansteigt;
- - der Wassertank (T) soll mindestens zwei separate Speicherräume (3, 30) aufweisen, wobei die zwei separaten Speicherräume (3, 30) über ein Überlaufrohr (31) verbunden sind, das Wasser von einer ersten Speicherkammer (3) zu einer zweiten Speicherkammer (30) befördern soll, sobald die erste Speicherkammer (3) im Wesentlichen voll Wasser ist, die zweite Speicherkammer (30) weist einen Überlauf (3A) auf einer Höhe unter dem Überlaufrohr (31) auf;
- - die Einlassöffnung (4) ist mit einem System ausgestattet, so dass, wenn das Regenwasser, das durch die Einlassöffnung (4) in den Tank strömt, geringer ist als eine bestimmte Durchflussrate, das System dazu ausgelegt ist, zumindest einen Teil der Regenwasserströmung direkt in den Pufferraum abzuführen;
- - Kombinationen von zwei oder mehr dieser Details und Eigenschaften.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung von einem oder mehreren Puffersystemen gemäß der Erfindung zum Regulieren von Wasserströmungen und/oder Wasserpegeln in Strömen und/oder Flüssen und/oder Kanälen und/oder Überschwemmungsgebieten durch Regulieren der Abführungsströmungen von Regenwasser, das von Dächern, Fahrwegen und Straßensystemen stammt, und/oder Wasser, das von einem Kanal, einem Strom, einem Graben oder einem Fluss stammt, wobei Regenwasser und/oder Wasser zu Speicherräumen von einem oder mehreren Puffersystemen der Erfindung strömt und wobei Regenwasser und/oder Wasser durch vertikale Porenbetonwände des (der) Wassertanks zu ihren Pufferbereichen strömt, bevor es in Ströme und/oder Flüsse und/oder Kanäle und/oder Überflutungsgebiete abgeführt wird.
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Spezielle Ausführungsformen gemäß der Erfindung werden nun als praktische Beispiele gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen.
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Diese Zeichnungen zeigen:
- - 1 ist eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines Puffersystems (Wassertank T) gemäß der Erfindung,
- - 2 eine Ansicht des Wassertanks von 1 im Querschnitt entlang der Linie II-II,
- - 3 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform eines Wassertanks gemäß der Erfindung,
- 4 bis 6 Querschnittsansichten des Wassertanks von 3 jeweils entlang der Linien IV-IV, V-V und VI-VI,
- - 7 eine Ansicht eines Details des Wassertanks von 3,
- - 8A und 8B Ansichten eines Teils einer Einlassöffnung für einen Wassertank gemäß der Erfindung,
- - 9 eine Ansicht von zwei Wassertanks, die mittels Rohren verbunden sind,
- - 10 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung im vertikalen Schnitt,
- 11 ist eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie XI-XI in 10,
- - 12 ist eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform, die gleich der Ausführungsform in 3 ist,
- - 13 eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie XIII-XIII in 12,
- - 14 eine Ansicht eines Teils eines Besichtigungspfades entlang eines Kanals oder Grabens mit einer Reihe von Wassertanks gemäß der Erfindung,
- - 15 ist eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform,
- - 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVI-XVI in 15,
- - 17 ist eine Draufsicht einer fünften Ausführungsform eines Puffersystems gemäß der Erfindung,
- - 18 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIII-XVIII in 17,
- - 19 eine Draufsicht einer sechsten Ausführungsform eines Puffersystems gemäß der Erfindung,
- 20 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XX-XX in 19, und
- - 21 ist eine Querschnittsansicht einer siebten Ausführungsform.
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1 zeigt einen Wassertank (T) zum Sammeln und Speichern von Regenwaser.
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Der Wassertank zeichnet sich aus durch:
- - eine oder mehrere Außenwände (1), die aus nicht porösem Beton bestehen und ein Becken mit einem Innenvolumen (2) definieren, von dem ein Teil als Speicherkammer (3) mit einem Speichervolumen für Regenwasser dient;
- - einen Einlass (4), durch den Regenwasser in die Speicherkammer (3) strömen kann;
- - einen Auslass (5) zum Ablassen von Regenwasser aus dem Wassertank (T);
- - einen Deckel (6) mit einem Einsteigloch (7); und
- - ein Steuersystem (5, 8), um die Strömung von Regenwasser vom Wassertank (T) zu steuern.
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Das Steuersystem (5, 8) besteht aus einer oder mehreren vertikalen Porenbetoninnenwänden (8), die sich in das Innenvolumen (2) des Wassertanks (T) erstrecken, um dieses Innenvolumen zumindest in eine Speicherkammer (3) für Regenwasser und einen Pufferraum (9) mit einem Puffervolumen, um Wasser zu sammeln, das durch die vertikale(n) Porenbetoninnenwand (Porenbetoninnenwände) (8) strömt, zu unterteilen.
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Der Pufferraum (9) ist mit dem Auslass (5) für den Ablauf von Regenwasser versehen. Die Auslassöffnung ist entlang der Unterseite des Tanks (T) angeordnet.
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Die Porenbetoninnenwand (8) wird mit einem speziellen Entwässerungsbeton hergestellt, um eine angepasste Wasserpermeabilität zu erhalten. Der Entwässerungsbeton weist eine minimale Wasserpermeabilität von 0,05 Liter/m2/s und eine maximale Wasserpermeabilität von 0,1 Liter/m2/s bis 5 Liter/m2/s, vorzugsweise von 0,1 Liter/m2/s bis 1 Liter/m2/s wie z. B. 0,2 bis 0,75 Liter/m2/s auf. Die minimale Wasserpermeabilität liegt vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,5 Liter/m2/s.
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Die Permeabilität der vertikalen porösen Innenwand wurde mit einer Speicherkammer (3) gemessen, die fast voll Wasser war, während der Pufferraum fast leer ist. Für diese Messung wurde eine Pumpe verwendet, beispielsweise um den Pufferraum fast leer zu halten.
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Es ist auch möglich, die maximale Wasserpermeabilität des Entwässerungsbetons zu bestimmen, indem eine Porenbetontafel hergestellt wird, die als Boden eines Testtanks dient. Der Testtank (mit einer Höhe gleich der Höhe des Tanks) wird danach mit Wasser gefüllt und die Wasserdurchflussrate wird für das Wasser gemessen, das durch den porösen Boden strömt.
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Der Entwässerungsbeton wird vorzugsweise durch Härten eines Gemisches von zumindest Zement, Aggregaten und Wasser hergestellt, um ein gesamtes offenes Porenvolumen von 8 bis 12 % im gehärteten Beton zu erhalten. Für den Beton ist es bevorzugt, Aggregate mit einer Partikelgröße von 6 mm bis 14 mm zu verwenden. Vorzugsweise enthalten die Körnchen des Entwässerungsbetons 15 Gewichts-% von Körnchen mit einer Partikelgröße, die größer ist als 8 mm, während das Gewichtsverhältnis von Wasser/Zement kleiner ist als 0,5, idealerweise zwischen 0,35 und 0,42 liegt.
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Das nicht gehärtete Betongemisch (ohne Wasser) enthält weniger als 30 Gewichts-% Aggregate, besser zwischen 25 und 27 Gewichts-%, mit einer Größe von weniger als 4 mm. Das Betongemisch kann auch ein oder mehrere Additive enthalten.
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Das nicht gehärtete Betongemisch (ohne Wasser) kann bis zu 15 Gewichts-% Sand mit einer Größe, die kleiner ist als 4 mm, beispielsweise mit einer Größe von 2 - 4 mm, enthalten. Der Sand ist vorzugsweise rundkörnig, beispielsweise Sand von einem Fluss. Beispiele des Sandgehalts sind 2; 5; 8; 10; 12 Gewichts-%.
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Um die Permeabilität des Betons noch besser zu steuern, können ein oder mehrere Additive zum ungehärteten Betongemisch zugegeben werden, wie z. B. eine wässerige Polymerdispersion, insbesondere eine wässerige Acryl/Methacrylat-Polymer/Copolymer-Dispersion wie z. B. ein Copolymer einer wässerigen Acrylsäureester-Vinylester-Dispersion. 10 bis 30 Gewichts-% der Polymerdispersion können beispielsweise zum Beton zugegeben werden, wobei der Gewichtsprozentsatz in Bezug auf das Gewicht des Zements gemessen wird.
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Der Wassertank weist eine Höhe (H) von weniger als 3 m, wie z. B. von 2 bis 2,5 m, auf.
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Die Höhe des Tanks ist vorzugsweise größer als 1 m.
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In seiner ersten Ausführungsform (1) variiert die gesamte Wasserabfuhrkapazität linear mit dem existierenden Wasserpegel zwischen 0 % und 100 %.
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In einer zweiten Ausführungsform wird die gesamte Wasserabfuhrkapazität beim Wasserpegel der Hälfte der Speicherkammer und vorzugsweise bei einem Wasserpegel von 0,3 m, gleich 80 % bis 100 %, vorzugsweise 90 % bis 100 %, dieser Maße gemessen, wobei eine Speicherkammer fast vollständig mit Wasser (3) gefüllt ist.
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Diese Eigenschaft schafft eine bessere Steuerung über das durch die poröse Wand strömende Wasser.
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In der Ausführungsform von 3 weist der Porenbeton mehrere Zonen (10) mit erhöhter Wasserpermeabilität im Vergleich zur mittleren Wasserpermeabilität des Porenbetons auf. Diese Zonen (10) sind in der Nähe des Bodens, beispielsweise auf einer Höhe (b) des Bodens (3B) der Speicherkammer (3), angeordnet, die geringer als 50 cm und vorzugsweise geringer als 30 cm ist.
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Diese Zonen (10) können unter Verwendung von Aggregaten mit erhöhter Größe erzeugt werden. Diese Zonen können auch eine Zwischenschicht der porösen Wand bilden, wobei die Zwischenschicht auf einer Höhe zwischen 20 und 50 cm in Bezug auf die Unterseite (3B) liegt.
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Das Speichervolumenverhältnis (3)/Pufferverhältnis (9) ist größer als oder gleich 2, vorzugsweise größer als 5, vorzugsweise zwischen 5 und 20.
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Die Porenbetoninnenwand (8) definiert eine poröse Oberfläche, die in Richtung der Speicherkammer (3) gerichtet ist, wobei das Verhältnis Speichervolumen (3) in m3/poröse Oberfläche in m2 zwischen 0,5 und 1,5 (wie zwischen 0,7 und 1,25, vorzugsweise 0,8; 0,9; 1; 1; 1,1 und 1,2) liegt. Dieses Verhältnis ermöglicht eine gute Steuerung der maximalen Durchflussrate von Wasser, das durch die poröse Wand strömt, und eines ausreichenden Speichervolumens für Regenwasser.
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Der Auslass (5) für den Ablauf von Regenwasser weist einen Durchgang auf, der zum Begrenzen der Wasserströmung durch diesen Auslass (5) zwischen 1 und 20 Liter/s und vorzugsweise auf ein Maximum von 5 Liter/s geeignet ist.
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Der Wassertank weist mindestens zwei separate Überläufe (3A, 9A) auf, einen ersten Überlauf (3A) für die Speicherkammer (3) zum Ablassen von Regenwasser aus der Speicherkammer, sobald der Wasserpegel in der Speicherkammer (3) die Höhe (H3A) dieses ersten Überlaufs (3A) überschreitet, und einen zweiten Überlauf (9A) für den Pufferraum (9) zum Ablassen von Regenwasser aus dem Pufferraum, sobald der Wasserpegel im Pufferraum (9) die Höhe (H9A) dieses zweiten Überlaufs (9A) überschreitet.
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Durch diese Überläufe 3A, 9A (siehe 9) können zwei Wassertanks T, T1 durch Rohre 20, 21 gemäß der Erfindung miteinander verbunden werden. Der Tank T1 ist beispielsweise auf einer niedrigeren Höhe angeordnet als der Tank T, was ermöglicht, dass Wasser frei vom Tank T zum Tank T1 strömt. Die Überlauföffnung 3A des Tanks T ist mit der Einlassöffnung 4 des Tanks T1 über ein Rohr 20 verbunden. Sobald die Speicherkammer 3 des Tanks T voll ist, strömt Wasser von dieser Speicherkammer 3 zur Speicherkammer 3bis des Tanks T1.
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Der Überlauf 9A des Pufferraums 9 des Tanks T verbindet mit einem Einlass 40 über das Rohr 21. Falls der Pufferraum 9 des Tanks T fast voll ist, strömt Wasser vom Pufferraum des Tanks T zum Pufferraum 9 des Tanks T1. Wasser wird von den Pufferkammern 9 der Tanks T und T1 zum Strom S über Rohre 22 abgeführt.
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Der erste Überlauf (3A) liegt zumindest teilweise auf einer Höhe (H3A) über der niedrigsten Höhe (H9A) des zweiten Überlaufs (9A).
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Der erste Überlauf (3A) weist eine Durchsatzfläche auf, die die Durchsatzfläche des zweiten Überlaufs (9A) überschreitet.
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Mit diesen Überläufen 3A, 9A ist der Wasserpegel im Pufferraum 9 immer niedriger als der Wasserpegel in der Speicherkammer 3, selbst im Fall von Starkregen.
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Die Porenbetoninnenwand (8) weist eine obere Seite (8B) auf, die auf einer Höhe (H8B) liegt, die höher ist als die untere Kante des ersten Überlaufs (3A) und die untere Kante des zweiten Überlaufs (9A). Dies ist vorteilhaft, um zu verhindern, dass Wasser über der Innenwand der Speicherkammer zum Pufferraum 9 strömt.
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In der gezeigten Ausführungsform von 1 ist der lösbare Deckel 6 am Becken 1 montiert. In diesem Fall ist es auch vorteilhaft, die Porenbetoninnenwand 8 im Becken zu installieren, die entfernt werden kann. Die untere Kante 8X der Wand 8 liegt auf der Unterseite des Beckens auf, möglicherweise mit einem Kautschukabstandhalter.
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Durch das Einsteigloch 7 kann der Wasserpegel in beiden Räumen betrachtet werden (3, 9). Wartungsarbeit kann auch über das Einsteigloch im Becken ausgeführt werden.
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In der Implementierung von 3 umfasst der Wassertank drei oder mehr separate Pufferbereiche (9, 90, 91), nämlich (a) mindestens einen ersten und einen zweiten Pufferbereich (90, 91), die entlang der Unterseite einer Speicherkammer (3) angeordnet sind, wobei diese ersten und zweiten Pufferbereiche (90) Wasser von den Speicherräumen (3, 30) über mindestens eine teilweise horizontale Porenbetonwand (80, 81) sammeln, und (b) mindestens einen dritten zentralen Pufferraum (9), der mit zwei fast vertikalen Porenbetonwänden (8, 8bis) zusammenwirkt, um Wasser von den Speicherräumen (3, 30) zu sammeln.
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Die Position der porösen Wände 80 und 81 entlang der Unterseite des Tanks kann unter Verwendung von Befestigungsvorrichtungen (Stangen 111) aufrechterhalten werden.
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Der erste und der zweite Pufferbereich sind mit dem dritten Pufferraum (9) durch Rohre (100) verbunden, die entlang der Unterseite des Wassertanks angeordnet sind. Diese Rohrleitungen (100) zeigen eine Steigung in Bezug auf eine horizontale Ebene, die bewirkt, dass die obere Kante (100A) dieser Rohre in der Richtung des dritten Pufferraums (9) ansteigt. In dieser Weise ist es möglich zu verhindern, dass Luft oder Gas in den Pufferbereichen 90 und 91 bleibt, was für den Durchgang von Wasser schädlich sein kann.
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Die zwei separaten Speicherbereiche (3, 30) sind über ein Überlaufrohr (31) verbunden. Dieses Rohr 31 soll Wasser von der ersten Speicherkammer (3) in die zweite Speicherkammer (30) ablassen, sobald die erste Speicherkammer (3) fast voll Wasser ist, wobei die zweite Speicherkammer (30) einen Überlauf (3A) auf einer Höhe unter dem Überlaufrohr (31) aufweist.
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In einer möglichen Ausführungsform kann die Einlassöffnung (4) mit einem Steuersystem (400) ausgestattet sein, so dass, wenn das in den Tank T strömende Regenwasser geringer als eine bestimmte Durchflussrate ist, das System (400) so ausgelegt ist, dass es zumindest einen Teil der Regenwasserströmung direkt in den Pufferraum 9 abführen kann. Mit einem solchen System kann für kurze und nicht stürmische Regenperioden das Regenwasser teilweise in eine Speicherkammer (3) und teilweise in den Pufferraum abgeführt werden.
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Ein solches System ist in 8A und 8B gezeigt. Regenwasser W strömt in eine Kammer (401), die mit einem offenen inneren Gefäß (102) ausgestattet ist, um zumindest einen Teil des Regenwassers zu sammeln. Die Unterseite dieses Gefäßes ist mit einem Loch (402A) ausgestattet. Innerhalb dieses Gefäßes bewegt sich ein Schwimmer (103) mit einer Oberfläche (403A), die als Ventilsystem wirkt. Das innere Gefäß (402) ist mit einer Einlassöffnung (40) des Pufferraums (9) über ein Rohr (41) verbunden.
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Für kleine Wasserströmungen W strömt Wasser in das Gefäß 402. Wenn die Durchflussrate nicht ausreichend ist, bleibt der Schwimmer 403 in einer unteren Position, so dass ein Teil des Regens direkt in den Pufferraum (9) strömt, während ein anderer Teil in die Speicherkammer (3) über die Öffnung (402A) strömt, (siehe 8A).
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Im Fall von Starkregen steigt der Wasserpegel im inneren Gefäß an, so dass der Schwimmer (403) sich in der geschlossenen Position befindet, um den Einlass des Rohrs 41 abzudichten. In dieser geschlossenen Position strömt fast der ganze Regen in die Speicherkammer des Tanks T.
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Eine dritte Ausführungsform eines Wassertanks gemäß der Erfindung ist in 10 gezeigt.
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Der Tank T enthält ein Betonbecken (wasserdicht) mit einem Überlauf (5) entlang der Unterseite (1B). Entlang der Unterseite (1B) ist der Tank mit einem oder mehreren Stützelementen (1C) für eine Platte (80), die aus Porenbeton besteht, ausgestattet. Die kreisförmige Platte (80) ist durch Elemente (1C) abgestützt. Über der Platte (80) befindet sich ein zylindrisches Rohr (82), das aus Porenbeton besteht.
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Die Platte (80) kann mit einem Loch (80G) ausgestattet sein, um Pufferbereiche (9, 90) miteinander zu verbinden. Wenn die Platte (80) nicht mit dem Loch (80G) versehen ist, sind die Pufferbereiche über die offenen Poren der Platte (80) verbunden.
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Das zylindrische Rohr (82) kann vorzugsweise im Tank über das Einsteigloch (7) angeordnet werden. Die korrekte Positionierung des Rohrs kann mittels der Zwischenelemente (110) erreicht werden, die zwischen der oberen Kante des Rohrs (82) und der unteren Oberfläche des Deckels angeordnet sind.
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12 und 13 sind Ansichten einer Ausführungsform, die abgesehen von einigen Einstellungen gleich der Ausführungsform in 3 bis 6 ist.
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Das Becken und/oder die vertikalen porösen Wände (8, 8bis) sind mit Stützelementen (1C) für poröse Platten (80, 81) ausgestattet. Die Position der Platten an den Stützelementen (1C) wurde unter Verwendung von Befestigungsvorrichtungen (111), die z. B. teilweise an einer Wand des Beckens montiert sind, aufrechterhalten.
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14 ist eine Ansicht eines Grabens oder Kanals (200) mit einem Damm (201) und zwei Besichtigungspfaden (202, 203). Entlang des Besichtigungspfades (203) wurden mehrere Wassertanks gemäß der Erfindung angeordnet. Der Wassertank (1) ist mit dem Kanal (200) über das Rohr (204) verbunden. Die Speicherbereiche der Wassertanks (1, 1bis, 1ter usw.) sollen so verbunden sein, dass Wasser aus der Speicherkammer des Tanks (1) in die Speicherkammer des Tanks (1bis) abgeführt werden kann, sobald der Wasserpegel in der Speicherkammer (3) des Tanks (1) einen bestimmten Pegel überschreitet.
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Die Auslässe (5) aller Tanks (1, 1bis, usw.) sind mit einem Auslassrohr (205) verbunden, um Wasser in den Kanal nach dem Damm (201) zurück abzulassen.
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Die Wassertanks gemäß der Erfindung können daher verwendet werden, um den Wasserpegel im Kanal zu regulieren. Sobald der Wasserpegel einen maximalen Pegel überschreitet, können die Wassertanks (1, 1bis usw.) Wasser vom Kanal sammeln und zurück in den Kanal mit einer Verzögerung abgeführt werden, was eine Lösung gegen Niederschlagswasser (mit Starkregen in einer kurzen Zeitdauer) bietet.
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Da die Wassertanks unterhalb der Besichtigungspfade angeordnet werden können, kann die Installation dieser Tanks mit der Installation der Besichtigungspfade ausgeführt werden.
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15 bis 21 sind Ansichten von Ausführungsformen von Puffersystemen gemäß der Erfindung.
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In der Ausführungsform, die in 15 und 16 gezeigt ist, enthält das Puffersystem einen rechteckigen Tank T mit einer vertikalen Porenbetoninnenwand (8), die das Innenvolumen des Tanks in eine Speicherkammer (3) und einen Pufferraum oder eine Pufferkammer (9) unterteilt.
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Der Tank T weist auch einen Einlass (4) auf einer Höhe auf, die höher ist als die obere Höhe der Innenwand (8), in welchem Fall im Fall von Niederschlagswasser Wasser direkt in den Pufferraum (9) strömen kann. Niederschlagswasser kann dann über ein Überlaufrohr (51) abgeführt werden, das mit der Auslassöffnung (5) verbunden ist.
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Die Auslassöffnung (5) ist mit einem Porenbetonelement (85) durch ein horizontales Rohr (86) verbunden (das in einem Abstand von der Unterseite der Pufferkammer angeordnet ist). Das Porenbetonelement (85) definiert eine innere Kammer (87) (um Wasser durch die porösen Wände des Elements (85) zu sammeln), die mit dem Auslass (5) über ein Rohrsystem (86) verbunden ist. Das Porenbetonelement ist zumindest teilweise aus einem gehärteten Wasserablaufporenbeton hergestellt, der durch Härten eines Gemisches von mindestens Zement, Aggregaten mit einer Partikelgröße von 6 mm bis 14 mm und Wasser hergestellt wird, um ein offenes Porenvolumen von 8 bis 12 % im gehärteten Wasserablaufporenbeton zu erhalten.
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Die offene innere Kammer (87) ist mit dem Überlaufrohr verbunden.
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Die Ausführungsform in 17 und 18 ist ähnlich zur Ausführungsform in 15 und 16. Das Puffersystem von 17 und 18 enthält einen Wassertank (T), dessen Pufferraum mit einem Puffertank (BT) durch ein Verbindungsrohr (55) verbunden ist. Das Verbindungsrohr (55) liegt auf einer Höhe über der Unterseite des Pufferraums (9) des Tanks T und der Unterseite des Puffertanks (BT).
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Der Puffertank soll mit einem Auslass (50) versehen sein, der über der Unterseite des Puffertanks angeordnet ist, wobei der Auslass (50) mit einem Durchlasssystem verbunden ist, das geeignet ist, um die Wasserabfuhr durch diesen Auslass (50) auf zwischen 1 und 20 Liter/s und vorzugsweise auf ein Maximum von 5 Liter/s zu begrenzen. Das Durchlasssystem enthält ein Porenbetonelement (85) mit einer inneren Kammer (87), die mit dem Auslass (50) über ein Rohrsystem (86) verbunden ist. Das Porenbetonelement besteht zumindest teilweise aus einem gehärteten Wasserablaufporenbeton, der durch Härten eines Gemisches von mindestens Zement, Aggregaten mit einer Partikelgröße von 6 mm bis 14 mm und Wasser hergestellt wird, um ein offenes Porenvolumen von 8 bis 12 % im gehärteten Wasserablaufporenbeton zu erhalten.
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Das Porenbetonelement liegt auf der Unterseite des Pufferraums (9bis) oder des Puffertanks (BT) auf, wobei das Porenbetonelement (85) eine oder mehrere poröse Wände sowie eine poröse Oberseite enthält, und wobei vorzugsweise das Rohrsystem (86) mit einem Überlaufsystem (Rohr 51) ausgestattet ist, um Wasser abzulassen, sobald der Wasserpegel im Pufferraum (9) oder im Puffertank (BT) einen oberen Pegel (z. B. den Pegel der Innenwand (8)) überschreitet.
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Das Puffersystem in 19 und 20 ist ähnlich zum Puffersystem in 17 und 18, außer dass das Rohr (51) mit der inneren Kammer (87) des porösen Elements (85) verbunden ist.
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21 zeigt ein Puffersystem mit mehreren Tanks T1, T2 usw., um Regenwasser zu sammeln, die miteinander verbunden sind. Diese Tanks sind daher mit einem Puffersystem gemäß der Erfindung verbunden, um den Wasserablauf zu steuern (Wassertank (T) mit poröser vertikaler Innenwand (8) und Puffertank (BT) mit Element (85)).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 9516833 [0004]
- DE 9412053 U1 [0007]
- DE 10231241 [0009]
- DE 4338085 [0010]
