DE10213816B4 - Siebeinsatz für einen Wasserfilter - Google Patents

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Abstract

Siebeinsatz für einen Wasserfilter, insbesondere einen Regenwasserfilter (W), mit einem als mehrlagige Sandwich-Konstruktion (K) ausgebildeten Filter (F) für mit vorbestimmter Strömungsrichtung entlang eines Durchlaufstranges strömendes, durch den Filter (F) hindurch abzuzweigendes Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (F) eine dem Durchlaufstrang zugewandte Feinfilterlage (2) mit im Wesentlichen uniformer Lochgröße (7) und eine an der dem Durchlaufstrang abgewandten Seite in Anlagekontakt mit der Feinfilterlage (2) platzierte Abziehlage (3) mit erheblich größeren Durchbrüchen (9) als die Lochgröße (7) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Siebeinsatz für einen Wasserfilter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 7.
  • Siebeinsätze bekannter, auf dem Markt erhältlicher Regenwasserfilter weisen üblicherweise eine einzige Filtergewebe- oder Sieblage auf. Aufgrund physikalischer Phänomene, und auch wegen anhaftender Verschmutzungen, zeigt das Regenwasser beim Durchgang durch den Siebeinsatz eine erhebliche Neigung, an der hinteren Oberfläche zu haften. Diese Neigung nimmt mit längerer Gebrauchsdauer zu. Dadurch wird der Durchgangswiderstand für das passiv entlang des Siebeinsatzes fließenden Abwasser hoch und wird der Durchsatz gefilterten Regenwassers spürbar limitiert. Diesem Nachteil kann zwar durch einen sehr großen Siebeinsatz etwas begegnet werden, der dann jedoch eine unzweckmäßige Baugröße des Regenwasserfilters bedingt.
  • Bei einem aus DE 43 20 419 A bekannten Siebeinsatz ist ein stufenförmig verformtes Lochblech vorgesehen, dessen Sieböffnungen von Stufe zu Stufe variieren. Die dem zufließenden Regenwasser ausgesetzten Sieböffnungen sind runde Löcher oder Längsschlitze. Bei einer weiteren Ausführungsform ist unter einem oberen Lochblech mit Abstand ein unteres Lochblech mit gegenüber den Sieböffnungen oberen Lochblechs größeren, runden Sieböffnungen angeordnet. Dazwischen befindet sich eine Füllung aus Filtermaterial mit feinerer Porengröße als die Lochgrößen der beiden Lochbleche.
  • Bei einer aus DE 38 12 136 A bekannten Vorrichtung zur Regenwassererfassung ist ein der Regenwasserströmung ausgesetzter Innenkonus aus Blech vorgesehen, der relativ große Sieböffnungen aufweist. Der Innenkonus wird außen fest umfasst von einer Regenwassertrenneinrichtung, die ein Metallwolleformling mit wesentlich größerer Wandstärke als der Wandstärke des Innenkonus ist. Anstelle des Metallwolleform lings kann offenporiger Polyurethanschaumstoff, offenporige Keramik, eine textile Struktur oder ein Vlies vorgesehen sein. In den Innenkonus kann zur Erhöhung der Trennschärfe ein Papier- oder Zellstofffilter eingebracht werden. Die Trenneinrichtung liegt einem Außenrohr mit geringem Abstand gegenüber. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Siebeinrichtung außen durch einen Streckmetall-Hohlkörper abgedeckt, dessen Oberfläche durch Aufrauung vergrößert ist. Das abzutrennende Wasser durchsetzt zunächst mittelgroße Öffnungen im Innenkonus, kleine Öffnungen in der Trenneinrichtung und, falls der Streckmetallhohlkörper vorgesehen ist, dann noch große schräg verlaufende Schlitze. Im Falle eines Papier- oder Zellstofffilters innen im Innenkonus ist die Reihenfolge der zu durchsetzenden Öffnungen: sehr klein, mittelgroß, klein und gegebenenfalls wieder sehr groß.
  • Bei einem aus DE 42 37 201 A bekannten Siebeinsatz ist eine Filtermatte aus einem Nadelfilz oder einem Siebgewebe in einen Rahmen eingesetzt. Die Filtermatte ist einlagig.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Siebeinsatz für einen Wasserfilter anzugeben, mit dem sich eine hohe Wasserausbeute erzielen lässt.
  • Die gestellte Aufgabe wird alternativ mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 7 gelöst.
  • Die gemäß Anspruch 1 nimmt die Feinfiltrierung vor und hälft Verunreinigungen zurück. Die Abziehlage zieht im Kontakt mit der Unterseite der Feinfilterlage durchtretendes Wasser überraschend wirksam von der Feinfilterlage ab, und lässt das abgezogene Wasser durch ihre gegenüber der Lochgröße der Feinfilterlage größeren Durchbrüche zügig ablaufen, so dass die Wasserausbeute pro Flächeneinheit erheblich gesteigert wird.
  • Alternativ steigert gemäß Anspruch 2 auch ein Lochblech mit sich in etwa in Strömungsrichtung erweiternden Sieblöchern den erzielbaren Wasserdurchsatz erheblich.
  • Eine Kollektorlage mit noch größeren Durchgängen als die Durchbrüche der Abziehlage und in Kontakt mit der Abziehlage lässt die Wasserausbeute weiter steigern, z.B. um weitere 5 bis 10 %, wobei sich in Wasserabzweigrichtung die Reihenfolge: kleine Löcher, größere Durchbrüche, noch größere Durchgänge, bewährt. Die Kollektorlage kommt mit dem hohem Durchsatz von der Abziehlage gut zurecht, und bietet eine große, viele Vorsprünge aufweisende Oberfläche, von der das gereinigte Wasser sehr schnell abtropft. Die zwei- oder dreilagige Sandwich-Konstruktion ist besonders für Regenwasserfilter zweckmäßig, kann aber auch in der Wasser- oder Fettabscheidetechnik gewinnbringend eingesetzt werden.
  • Die Feinfilterlage bietet eine freiliegende oben glatte, unten hingegen raue Siebfläche für das ungereinigte Wasser, während die Kollektorlage eine sehr große, und freiliegende Abtropffläche für gereinigtes Wasser bereitstellt. Die Feinfilterlage ist zweckmäßigerweise ein Kunststoff- oder Metallsiebgewebe mit im Wesentlichen uniformer Porengröße, oder ein Spaltfilterblech bzw. ein gestrecktes Lochblech (Lochweite z.B. zwischen 0,3 bis 1,0 mm), z.B. aus Stahl, das durch seine Herstellung eine ideal glatte Oberfläche (kaum Verwirbelungen, haftunfreundlich) und eine raue Unterseite (z.B. durch Lamellenränder oder aufgrund des Streckens oder eines Stanzprozesses) bietet, von der sich das Wasser durch die Abziehlage leicht abziehen lässt).
  • Die Abziehlage ist hingegen zweckmäßig eine Struktur, die das Wasser wirkungsvoll abzieht, und, sofern vorhanden, der Kollektorfläche zuführt. Vorzugsweise hat die Struktur untereinander in etwa gleich große Querspalte bzw. Rauten- oder Quadrat- oder Rechteck- oder Oval-Durchbrüche, die erheblich größer sind als die Lochgröße der Feinfilterlage.
  • Hierbei ist günstig, wenn die Durchbrüche der Abziehlage durch Stege begrenzt sind, an denen das zum Anhaften an der Unterseite neigende, gereinigte Regenwasser von der Unterseite abgelöst und weggeführt wird. Die Stege sollten zumindest überwiegend eine Orientierung besitzen, die eine Richtungskomponente quer zur Strömungsrichtung des Regenwassers entlang der Feinfilterlage hat. Die Stege können wie bei einem Gitarrensteg quer durchgehen (Querspalte). Dadurch nutzen die Stege die Strömungskräfte, wenn sie das gereinigte Wasser ablösen und wegführen.
  • Die Kollektorlage besitzt, vorzugsweise relativ unregelmäßige, Durchgänge, die größer als die Lochgröße der Feinfilterlage und größer sind als die Durchbrüche der Abziehlage. In der Kollektorlage findet das gereinigte Wasser eine große Oberfläche und viele Vorsprünge, von denen es unter der Schwerkraft und dem Druck nachkommenden Wassers rasch abtropft. Es soll die Kollektorlage keine Schwamm-Rückhaltewirkung entwickeln, sondern vordringlich das gereinigte Regenwasser von der Abziehlage haltlos übernehmen und gleich abtropfen lassen. Als Kollektorlage ein grobes Wirrfaservlies, z.B. aus PP oder PE, das zur Verbesserung der Gestaltfestigkeit und aus anderen Gründen eine dominierende Kreise- oder Wabenstruktur haben kann. Die Kollektorlage ist, um möglichst viel Wasser aufnehmen und zügig abtropfen zu lassen, erheblich dicker als die Feinfilterlage und/oder die Abziehlage.
  • Das Lochblech, insbesondere ein gestreckte, gestanztes Lochblech, mit sich in Strömungsrichtung tropfenförmig oder kuchenstückartig erweiternden Sieblöchern führt nicht nur wegen der aus dem Stanzen und Strecken resultierenden Oberflächenstruktur zu der unerwartet hohen Wasserausbeute, sondern zeigt auch eine geringe Neigung zum Anhaften von Verunreinigungen.
  • Baulich einfach ist der Filter in einem Rahmen gehaltert, der Querholme und seitliche Wangen aufweist. Die seitlichen Wangen können hochkant stehen und die Gestaltfestigkeit des Siebeinsatzes erheblich verbessern. Zwischen den Wangen sind u.a. im Hinblick auf hohe Gestaltfestigkeit zusätzliche Querstreben vorgesehen. Wenigstens eine dieser Querstreben, die oberhalb der zulaufseitigen Oberfläche der Sandwich-Konstruktion oder des Lochblechs angeordnet ist, dient als Greifhilfe gegebenenfalls zum Einsetzen und Herausheben des Siebeinsatzes aus dem Regenwasserfilter. Die unteren Querstreben können in den Seitenwangen verstellbar sein, um die Kollektorlage gegen die Abziehlage zu pressen. Speziell bei einem Lochblech mit sich in Strömungsrichtung erweiternden Sieblöchern ist ein sichtbarer Richtungspfeil am Siebeinsatz bzw. dem Filter zweckmäßig, weil ein bezüglich der Strömungsrichtung versehentlich umgekehrter Einbau die Wasserausbeute signifikant reduziert.
  • Der Rahmen kann eine Zusatzfunktion erfüllen, wenn er zumindest an dem in Strömungsrichtung vorne liegenden Querholm eine Dichtlippe trägt. Die Dichtlippe verhindert, dass nicht gereinigtes Wasser den Siebeinsatz umgeht.
    •
  • Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Querschnitt eines Filters für einen Wasserfilter, z. B. einen Regenwasserfilter,
  • 2 eine Druntersicht des Filters zur Verdeutlichung des mehrlagigen Aufbaus,
  • 3 eine Seitenansicht eines Filtereinsatzes,
  • 4 einen Schnitt in der Schnittebene IV-VI in 3,
  • 5 einen Längsschnitt eines Wasserfilters mit eingegliedertem Siebeinsatz und eingegliederter Reinigungseinheit, und
  • 6 und 7 eine Teildraufsicht und einen Schnitt eines Details einer alternativen Ausführungsform.
  • Ein in den 1 und 2 gezeigter Siebeinsatz für einen Wasserfilter, z.B. Regenwasserfilter, umfasst einen Filter F, der bei dieser Ausführung als mehrlagige Sandwich-Konstruktion K ausgebildet ist. Eine oberseitige Feinfilterlage 2, die eine zulaufseitge Oberfläche 1 darbietet, liegt mit Kontakt auf einer Abziehlage 3, unter der optional eine Kollektorlage 4 angeordnet sein kann. Die Kollektorlage 4 ist beispielsweise erheblich dicker als die Feinfilterlage 2 und/oder die Abziehlage 3. Die Kollektorlage 4 bietet eine freiliegende Abtropffläche 5.
  • Die Feinfilterlage 2 ist beispielsweise ein Kunststoff- oder Metallsiebgewebe 6 miteiner bestimmten, relativ kleinen und uniformen Lochgröße 7 (z.B. 0,3 bis 1,0 mm). Die Abziehlage 3 ist eine Trägerstruktur 8 mit Durchbrüchen 9, die von Stegen 10 begrenzt werden. Die Stege definieren bei der gezeigten Ausführungsform rautenförmige Durchbrüche 9, wobei die Stege Orientierungen mit Richtungskomponenten quer zur Strömungsrichtung L des Abwassers haben. Alternativ könnten die Durchbrüche 9 andere geometrische Formen haben, z. B. quadratische, rechteckige, ovale oder dgl. Sie können auch nur von Querstegen begrenzte Querspalte sein. Die Durchbrüche 9 sind erheblich größer als die Lochgröße 7. Die Kollektorlage 4 ist beispielsweise ein Wirrfaservlies 11 aus PE oder PP, mit ungeordneten und verschiedenartig geformten und unterschiedlich großen Durchgängen 12, die größer sind als die Durchbrüche 9. Gegebenenfalls enthält die Kollektorlage 4 dominierende Kreise- oder Wabenstrukturen 13. In jedem Fall bildet sie eine große Abtropffläche 5 und unzählige, exponierte Abtropfvorsprünge.
  • In den 3 und 4 ist der Filter F in einen Filtereinsatz E eingegliedert, der in einen beispielsweise in 5 gezeigten Regenwasserfilter W einsetzbar ist. Der Filtereinsatz E weist einen Rahmen R aus vorderen und hinteren Querholmen 15, 14 und Seitenwangen 16 auf, die bezüglich der Sandwich-Konstruktion K hochkant stehen und in etwa in Strömungsrichtung L verlaufen. Zwischen den Seitenwangen 16 sind Querstreben 17, 18 eingesetzt, die die Gestaltfestigkeit des Filtereinsatzes E erhöhen. An zumindest dem in Strömungsrichtung vornliegenden Querholm 15 ist eine Dichtlippe 19 angebracht. Wenigstens eine oberhalb der Sandwich-Konstruktion K angeordnete Querstrebe 17 ist als Greifhilfe zum Herausheben und Einsetzen des Filtereinsatzes E gedacht. Die unteren Querstreben 18 können in Hochrichtung verstellt werden, z.B. um die Kollektorlage 4 zu positionieren und gegen die Abziehlage zu drücken.
  • 4 verdeutlicht, dass die Sandwichkonstruktion in Bogenschlitzen 21 der Seitenwangen 16 platziert ist, wobei die Umrissränder 22 der Feinfilterlage 2 und der Abziehlage 3 durch die Bogenschlitze 22 greifen.
  • In 5 ist der Filtereinsatz E in Halteelementen 28 des Gehäuses 23 des Regenwasserfilters W, vorzugsweise herausnehmbar, positioniert. Das Gehäuse 23 des Regenwasserfilters W definiert einen oberen Einlass 24, gegebenenfalls auch einen seit lichen Einlass 25, und/oder einen tieferliegenden Auslass 27, sowie einen Abzweig 26 für gereinigtes Wasser. Zwischen den Einlässen 24 und oder 25 und dem Auslass 27 erstreckt sich ein Wasser-Durchlaufstrang. Der Filtereinsatz E ist so positioniert, dass er den Abzweig 26 vollständig abdeckt und dabei seine konvex gekrümmte Oberfläche im Durchlaufstrang präsentiert. Die konvexe Krümmung kann in Strömungsrichtung L zunehmend gestaltet sein. Die Dichtlippe 19 dichtet den Übergang in den Abzweig 26 ab. Die Querstrebe 17 ist durch den oberen Einlauf 24 zu ergreifen.
  • Ferner ist im Gehäuse 23 eine Reinigungseinheit G angeordnet, die wenigstens einen Düsenkörper K mit einer Vielzahl von Düsen D umfasst und an eine Wasserzufuhr Z anschließbar ist. Mit den Düsen D sind Spülstrahlen 29 direkt auf die zulaufseitige Oberfläche 1 des Filtereinsatzes E aufbringbar, um Verunreinigungen abzuschälen und abzufördern. Die Reinigungseinheit G kann entweder im Gehäuse 23 stationär gehaltert sein, oder über einen Haltebügel 30 im Gehäuse 23 oder am Filtereinsatz E.
  • Die Feinfilterlage 2 in der Sandwich-Konstruktion K der 1–5 kann alternativ ein Spaltfilterblech oder ein Lochblech B, z.B. aus Stahl, sein. Als Lochblech B eignet sich besonders ein gestrecktes Lochblech B (6, 7) mit sich im wesentlichen in Strömungsrichtung L erweiternden (tropfen- oder kuchenstückförmigen) Sieböffnungen 6'''. Die Sieböffnungsgestalt kann durch das Strecken des Lochbleches B aus z.B. runden gestanzten Öffnungen 6'' erzeugt sein. Durch das Strecken und/oder Stauchen ergeben sich ferner eine günstige glatte Oberseite 1 und eine raue Unterseite 6' des Lochblechs B.
  • Da allein das Lochblech B, besonders ein derart gestrecktes Lochblech, die Wasserausbeute gegenüber einem herkömmlichen Siebgewebe erheblich steigern lässt, ist ein Filtereinsatz E zweckmäßig, der als Filter F nur das einlagige Lochblech B etwa der 6 und 7 enthält. Die Wasserausbeute pro Flächeneinheit lässt sich jedoch in Stufen steigern, wenn die Abziehlage 3 an dem Lochblech B angebracht wird, bzw. sogar noch die Kollektorlage 4 an der Abziehlage 3. Es bietet die Erfindung deshalb viele Möglichkeiten, bei gegebener Filterfläche die Wasserausbeute nach Bedarf einzustellen. So wird bereits bei einem herkömmlichen Filter- oder Siebgewebe als Feinfilterlage 2 die Wasserausbeute mit der Abziehlage 3, und noch mehr auch mit der Kollektorlage 4, gegenüber der mit dem herkömmlichen Filter- oder Siebgewebe alleine erzielbaren Wasserausbeute gesteigert.

Claims (10)

  1. Siebeinsatz für einen Wasserfilter, insbesondere einen Regenwasserfilter (W), mit einem als mehrlagige Sandwich-Konstruktion (K) ausgebildeten Filter (F) für mit vorbestimmter Strömungsrichtung entlang eines Durchlaufstranges strömendes, durch den Filter (F) hindurch abzuzweigendes Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (F) eine dem Durchlaufstrang zugewandte Feinfilterlage (2) mit im Wesentlichen uniformer Lochgröße (7) und eine an der dem Durchlaufstrang abgewandten Seite in Anlagekontakt mit der Feinfilterlage (2) platzierte Abziehlage (3) mit erheblich größeren Durchbrüchen (9) als die Lochgröße (7) aufweist.
  2. Siebeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Kontakt mit der der Feinfilterlage (2) abgewandten Unterseite der Abziehlage (3) eine Kollektorlage (4) mit gegenüber den Durchbrüchen (9) der Abziehlage (3) größeren Durchgängen (14) vorgesehen ist, und dass die Feinfilterlage (2) dem Durchlaufstrang zugewandt eine freiliegende, verschmutztem Abwasser auszusetzende Oberfläche (1) und die Kollektorlage (4) eine freiliegende Abtropffläche (5), vorzugsweise mit einer Vielzahl exponierter Abtropfvorsprünge, für gereinigtes Abwasser bilden.
  3. Siebeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinfilterlage (2) ein Kunststoff- oder Metallsiebgewebe, ein Spaltfilterblech, oder ein gestrecktes Lochblech (B) mit glatter Oberfläche (1), rauer Unterseite (6') und sich in Strömungsrichtung (2) verbreiternden Sieblöchern (6''') oder mit Siebspalten ist.
  4. Siebeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abziehlage (3) eine die Durchbrüche (9) aufweisende offene Struktur (8) ist, vorzugsweise mit einander in etwa gleich großen Querspalten bzw. Rauten- oder Quadrat- oder Rechteck- oder Oval-Durchbrüchen.
  5. Siebeinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (9) durch Stege (10) begrenzt sind, die ein Orientierung mit einer Richtungskomponente zumindest überwiegend quer zur Strömungsrichtung (L) des Abwassers über die Feinfilterlage (2) haben.
  6. Siebeinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorlage (4) ein grobes Kunststoff-Wirrfaservlies ist, vorzugsweise mit einer dominierenden Kreise- oder Wabenstruktur (13), und, vorzugsweise, aus PP oder PE besteht.
  7. Siebeinsatz für einen Wasserfilter, insbesondere einen Regenwasserfilter (W), mit einem einlagigen Filter (F) für mit vorbestimmter Strömungsrichtung entlang eines Durchlaufstranges strömendes, durch den Filter (F) hindurch abzuzweigendes Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (F) ein Lochblech (B) mit sich in der Strömungsrichtung (2) erweiternden Sieböffnungen (6''') aufweist.
  8. Siebeinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochblech (B) ein gestrecktes Lochblech mit glatter zulaufseitiger Oberflächen (1) und rauer ablaufseitiger Unterseite (6') ist, und dass die tropfen- oder kuchenstückförmigen Sieböffnungen (6''') durch den Streckvorgang aus zumindest annähernd runden gestanzten Löchern (6'') gebildet sind.
  9. Siebeinsatz nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (F) in einem Rahmen (R) gehaltert ist, der vordere und hintere Querholme (14, 15) und seitliche Wangen (16) mit einer die Stärke des Filters (F) mehrfach übersteigenden Höhe aufweist, und dass zwischen den Wangen (16) oberhalb und unterhalb des Filters (F) zusätzliche Querstreben (17, 18) vorgesehen sind, von denen zumindest eine obere Querstrebe (17) eine Greifhilfe bildet und die unteren Querstreben (18) in den Wangen (16) verstellbar sind.
  10. Siebeinsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der in Strömungsrichtung (L) hintenliegende Querholm (15) eine Dichtlippe (19) trägt.
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