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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Wassersammelvorrichtung zur Sammlung, Reinigung und Weiterleitung
von Quellwasser mit einem Quellsammelschacht, wobei sie einem geschlossenen
Behälter
mit eigenen, vom Quellsammelschacht unabhängigen Wandungen aufweist.
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Quellwasser wird in der Regel am
Austrittsort in unterirdischen, nicht zugänglichen Quellstuben aus Beton
gefasst. Das Wasser einer oder mehrerer Quellstuben wird anschließend in
einen vorwiegend unterirdischen Quellsammelschacht weitergeleitet, wo
es erstmals zu Tage tritt, überprüft und mengenmäßig erfasst
werden kann. In den Quellsammelschächten erfolgt regelmäßig eine
Abtrennung von Grob- und Störstoffen
mittels eines Sandfanges, bevor das Wasser an Speicherbauwerke oder
Endverbraucher weitergeleitet wird.
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Derartige Quellsammelschächte werden
gemäß der bindenden
DVGW Vorschrift 353 in Betonbauweise ausgeführt. Sie besitzen regelmäßig zwei offene
Becken, wobei das erste als kombinierter Zulauf/Sandfang ausgebildet
ist. Von diesem gelangt das Quellwasser über eine Überfallkante in das ebenfalls
offene Reinwasserbecken, von wo es mittels einer getauchten Entnahmeleitung
entnommen und über
Rohrleitungen weiterverteilt wird. Zu Reinigungs- und Kontrollzwecken
kann ein solcher Quellsammelschacht durch ein Mannloch betreten
werden.
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Aufgrund von Bodenbewegungen und
Frosteinwirkungen entstehen regelmäßig Risse in den Aussenwänden der
Quellsammelschächte,
die zur unkontrolliertem Eintritt von Wasser, Kleinstlebewesen und
Störstoffen
führen,
die dann ungehindert in die Wasserbehälter eindringen können. Selbst
bei sorgfältiger
Ausführung
der notwendigen Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten erfolgt jedes
Mal eine Verunreinigung der Quellwasserschächte durch das darin arbeitende
Wartungspersonal. Zusätzlich
sind diese Schächte
aufgrund der meist winkligen Bauweise generell schwierig zu reinigen,
wobei oftmals selbst einfache technische Hilfsmittel wie Stromanschlüsse fehlen.
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Aus der
DE 82 15 597 U1 ist eine
Wassersammelvorrichtung bekannt, die als geschlossener Behälter ausgebildet
ist. Diese Wassersammelvorrichtung kann im Erdreich versenkt werden.
Die Herstellung des Behälters
aus Kunststoff ist von Vorteil, da dieser im Gegensatz zu bekannten
Betonbehältern
wesentlich resistenter gegen Umwelteinflüsse ist. Nachteilig bei diesem
Stand der Technik ist es, dass eine Reinigung des Wassers von mitgeführten Schwebeteilchen
nur schwer möglich
ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, eine Wassersammelvorrichtung anzugeben, bei der eine
Reinigung des Wassers von Schwebeteilchen innerhalb des Behälters möglich ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
der Behälter
mindestens einen Behältereinsatz
aufweist. Durch die geschlossene Ausführung wird mit Vorteil verhindert,
dass hygienisch bedenkliche Substanzen aus der Luft oder durch Wartungsarbeiten
in das Quellwasser eingetragen werden. Die eigenen, von denen eines
Quellsammelschachtes unabhängigen Wandungen
des Behälters
stellen sicher, dass Risse in dem genannten Bauwerk nicht zu Verunreinigungen
des Quellwassers führen
können,
da dieses vollständig
von Umgebungseinflüssen
abgeschirmt wird. Die vorliegende Erfindung kann mit großem Vorteil auch
dazu verwendet werden, in ländlichen
dezentralen Gebieten insbesondere des Alpenraumes eine ökonomisch
nicht vertretbare zentrale Wasserversorgung zu ersetzen und den
einzelnen Verbrauchern hygienisch einwandfreies Trinkwasser zu liefern, bzw.
als Notversorgung zu dienen. Dadurch, dass der Behälter mindestens
einen Behältereinsatz
aufweist und dass eine Wasserzufuhrleitung und eine Wasserentnahmeleitung
getrennt voneinander in den oberen Bereichen von Behälter bzw.
Behältereinsatz
angeordnet sind, wird vorteilhaft sichergestellt, dass eine Reinigung
des Wassers von mitgeführten Schwebteilchen
innerhalb des Behälters
erfolgen kann. Die räumliche
Trennung erzwingt eine Strömungsumkehr
des Wassers, so dass die schwereren Schwebteilchen abgeschieden
werden und sich im unteren Bereich des Behälters sammeln, von wo sie entfernt
werden können.
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Zur Verbesserung der Schwebteilchenabtrennung
ist es notwendig, dass die Strömungsgeschwindigkeit
des zugeführten
Wassers herabgesetzt wird. Dies wird vorteilhafterweise durch die
Ausgestaltung der Erfindung erreicht, dass der Behälter einen
vorzugsweise zylindrischen Abschnitt und mindestens einen weiteren,
sich nach unten abschließenden,
vorzugsweise konischen Abschnitt mit sich verjüngender horizontaler Querschnittsfläche aufweist
Die zylindrische Form lenkt die Strömung in eine Kreisbahn um,
wodurch die Strömung
an kinetischer Energie verliert, so dass sich die Schwebteilchen
leichter absetzen können.
Diese sammeln sich in dem konischen Abschnitt an, wobei die konische Ausführung die
spätere
Entfernung des Sandes aus dem Behälter erleichtert.
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Insbesondere durch die Ausgestaltung,
dass der konische Abschnitt an seiner Spitze eine Öffnung aufweist,
wird die Entfernung der abgeschiedenen Schwebteilchen stark leichtert.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, dass der Behältereinsatz
innerhalb des Behälters,
vorzugsweise konzentrisch um eine Behälter-Hochachse, angeordnet ist, wobei der
Behältereinsatz
am oberen Rand des Behälters
befestigbar ausgebildet ist und wobei der Behältereinsatz einen, vorzugsweise
zylindrischen, Abschnitt und mindestens einen weiteren, sich nach
unten anschließenden,
vorzugsweise konischen, Abschnitt mit sich verjüngender horizontaler Querschnittsfläche aufweisend
ausgebildet ist. Die geschilderte Anordnung des Behältereinsatzes
sowie dessen dem Behälter
analoge Formgebung stellen mit Vorteil eine ausreichende Abscheidung
von Schwebstoffen sicher. Gleichzeitig kann die Wandung des Behältereinsatzes
als Prall- und Umlenkwand
für zugeführtes Wasser
dienen, wenn dieses durch die Behälterwand in die erfindungsgemäße Wassersammelvorrichtung
eintritt. Die zylindrische Form stellt auch hier eine Reduzierung
der kinetischen Energie des eintretenden Wassers sicher. Die Befestigung
des Behältereinsatzes im
oberen Bereich des Behälters
gewährleistet
eine leichte Montage der Wassersammelvorrichtung, insbesondere dann,
wenn die Behälterwandung
eine Auflagefläche
für die
Behältereinsatzwandung
aufweist.
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Dadurch, dass ein zweiter, vorzugsweise
zylindrischer, Einsatz konzentrisch innerhalb des Behältereinsatzes
angeordnet ist und dieser an der Öffnung des Behälters lösbar dichtend
befestigt ausgebildet ist, wird eine sehr leichte Entfernung der
abgeschiedenen Schwebteilchen und damit ein hygienischer Zustand
der erfindungsgemäßen Einrichtung sichergestellt.
Durch Lösen
der Befestigung an der Behälteröffnung wird
diese freigegeben, und die angesammelten Schwebstoffe werden durch
das aus dem Behälter
austretende Wasser mitgerissen und aus diesem herausgespült.
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Eine weitere Reduktion der kinetischen
Energie des in die Sammeleinrichtung eintretenden Wassers wird vorteilhafterweise
dadurch erreicht, dass der zweite Einsatz mindestens eine tangential umfängliche Schürze, vorzugsweise
zu dessen Zylinderwand gewinkelt, insbesondere nach unten abgewinkelt,
aufweisend ausgebildet ist.
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Da, wie später gezeigt wird, der zweite
Einsatz als Überlauf
dient, stellt das erfindungsgemäß vorgesehene
Gitter innerhalb des zweiten Einsatzes sicher, dass keine Nagetiere
durch die Überlaufleitung
von unten in die Wassersammelvorrichtung eindringen können. Auch
diese Ausgestaltung sichert den für Trinkwasser geforderten hohen
hygienischen Standard.
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In diesem Zusammenhang ist auch die
Ausgestaltung, dass ein lösbar
dichtender Behälterdeckel
vorgesehen ist, wobei der Behälterdeckel
eine Belüftungseinrichtung
und/oder einen Filter und/oder ein Insektenschutz aufweist, zu sehen,
die ebenfalls das Eindringen von Störungen jedweder Art unterbindet.
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Zur Erleichterung der notwendigen
Qualitätsüberwachung
ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Behälter mindestens eine Öffnung zur
Probenahme, und/oder zur Entleerung und/oder zur Aufnahme eines
Messwertaufnehmers aufweist, und/oder einen Füllstandsmesser aufweist.
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Im folgenden wird eine Ausführungsform
der Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei diese Ausführungsform
nicht beschränkend
zu verstehen ist.
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Im Einzelnen zeigen die
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1:
einen Grundriss eines Quellschachts nach dem Stand der Technik,
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2:
einen Querschnitt desselben,
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3:
einen Querschnitt durch einen Quellschacht mit einer erfindungsgemäßen Sammeleinrichtung,
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4:
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Sammeleinrichtung,
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5:
eine Aufsicht auf eine solche,
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6:
einen Querschnitt durch einen Behältereinsatz,
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7:
eine Aufsicht auf einen solchen und
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8:
einen Querschnitt durch einen zweiten Einsatz.
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Die bereits geschilderten Nachteile
der Quellsammelschächte
nach dem Stand der Technik werden in den 1 und 2 besonders
deutlich: Offene Wasserflächen,
verwinkelte Bauweise, gemeinsame Wände von Wasserbecken und Gebäude.
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Die 3 zeigt
dagegen die Einbausituation einer erfindungsgemäßen Wassersammelvorrichtung
in einen bereits vorhandenen Quellsammelschacht. Aufgrund der geschlossenen
Bauweise ist ein Eindringen von Störungen in das Quellwasser ausgeschlossen.
Dazu tragen auch die eigenen Wandungen der erfindungsgemäßen Wassersammelvorrichtung
bei, die eine Verunreinigung aufgrund von Rissen in der Gebäudewand
verhindern.
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4 zeigt
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wassersammelvorrichtung.
Im Inneren des Behälters 1 befindet
sich der Behältereinsatz 2,
wobei dieser am oberen Rand über
eine Deckfläche
auf der Wandung des Behälters 1 aufliegt.
Behältereinsatz 2 ist
konzentrisch um die Behälter-Hochachse 8 angeordnet.
Im Inneren des Behältereinsatzes 2 befindet
sich der zweite Einsatz 11, der die Öffnung 7 des Behälters 1 lösbar dichtend verschließt. Der
Behälterdeckel 13 schließt den Innenraum
des Behälters 1 nach
oben dicht ab. Die Vorrichtung kann über Befestigungsmittel 20 mit drehbaren
Füssen
an einer nicht dargestellten Wand eines Quellsammelschachtes befestigt
werden. In der gezeigten Ausführungsform
tritt das Quellwasser über
die Wasserzufuhrleitung 3 seitlich in den Behältereinsatz 2 ein
und wird durch die Wandung des zweiten Einsatzes 11 oder
einer am Behältereinsatz 2 gesondert
angebrachten, nicht dargestellten Strömungsumleitung in Form eines
nach oben, unten und zu einer Seite offenen Prallbleches, umgelenkt.
Die Wasserzufuhrleitung 3 kann den Behälterdeckel 13 durchdringend
angeordnet sein, wobei dieser dann eine abgedichtete Einlaßöffnung aufweist.
In diesem Fall weist der Behältereinsatz 2 eine
horizontal an der Innenwandung angeordnete Prallfläche unterhalb der
Wassereintrittsöffnung
auf.
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Wahlweise kann die Wasserzufuhr auch
in den Behälter 1 und
die Wasserentnahme aus dem Behältereinsatz 2 erfolgen,
vorzugsweise nach oben durch den Behälterdeckel 13. In
diesem Fall wird das Wasser an der Außenwandung des Behältereinsatzes 2 umgelenkt,
so dass eine zusätzliche
Prallfläche entfallen
kann.
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Das eintretende Wasser wird durch
horizontale Umlenkung in eine Kreisbewegung beruhigt, wodurch im
Wasser gelöste
Gase (Weißwasser)
entweichen können,
und sinkt vertikal zwischen Behälter- und
Behältereinsatzwand
ab. Eine weitere Beruhigung wird durch die zusammenwirkenden Schürze 12 und
den konischen Abschnitt 10 des Behältereinsatzes 2 erreicht.
Diese erneute Umlenkung und Beruhigung verhindert gleichzeitig eine
Aufwirbelung der bereits abgelagerten Schwebstoffe. Im unteren, konischen
Abschnitt 6 des Behälters 1 erfolgt
eine Bewegungsumkehr des Wassers und damit eine Ablagerung der mitgeführten Schwebstoffe.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform weist
der zweite Einsatz 11 in seinem im konischen Abschnitt 6 des
Behälters 1 liegenden
Bereich Bohrungen auf, durch die ständig etwas Wasser und damit
auch Ablagerungen aus dem Behälter
entfernt werden. Diese Ausführungsform
verlängert
die Wartungs- und Reinigungsintervalle, bei denen sämtliche Ablagerungen
durch Lösen
der dichten Verbindung zwischen Öffnung 7 und
zweitem Einsatz 11 aus dem Behälter 1 gespült werden.
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Das von Schwebstoffen befreite Wasser steigt
in der erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung auf
und wird über
die Wasserentnahmeleitung 4 seitlich aus dem Behälter 1 entnommen.
Wie oben bereits erwähnt,
kann bei einer nicht dargestellten Ausführungsform die Entnahme auch
aus dem Behältereinsatz 2 erfolgen,
wenn die Zufuhr über
Behälter 1 erfolgte.
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Bei starken Zulaufschwankungen, beispielsweise
nach Starkregenereignissen, kann die Leistungsgrenze der Wasserentnahmeverrohrung überschritten
werden. Für
diesen Fall ist vorgesehen, dass das überschüssige Wasser in den als Überlauf ausgebildeten
zweiten Einsatz 11 eintritt und nach unten aus der Sammeleinrichtung
abgeleitet wird. Diese in 3 gezeigte Überlaufleitung
weist einen Siphon auf, um unerwünschtes
Eindringen in die Vorrichtung zu verhindern.
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Aufgrund der schwankenden Füllhöhe der Wassersammelvorrichtung
ist eine Druckausgleich mit der Umgebung notwendig. Dieser erfolgt über eine
Belüftungseinrichtung 14 auf
dem abschließbaren
Behälterdeckel 13.
Zur Sicherung gegen eindringende Insekten und Staub ist die Belüftungseinrichtung 14 mit
Instektenschutzgitter und Filter ausgestattet.
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Über Öffnungen 17 lassen
sich Wassergüte kontrollieren
und überwachen.
Dies kann beispielsweise durch die Entnahme einer Wasserprobe über einen
Probenahmehahn erfolgen. Über
eine eingeführte
Messsonde lässt
sich der Trübungsgrad
des Wassers und damit der Schwebstoffabscheidegrad bestimmen. Über einen
Füllstandsanzeiger 18 wird die
Füllhöhe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ermittelt.
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5 zeigt
insbesondere die Ausgestaltung des oberen Randes des Behälters 1 und
des Behältereinsatzes 2,
wohingegen 6 die entsprechenden
Details des Behältereinsatzes 2 zeigt.
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8 zeigt
im Querschnitt den zweiten Einsatz 11 mit Schürze 12 und
Gitter 19. Anstelle einer umlaufenden Schürze können erfindungsgemäß auch gewinkelt
angebrachte Bleche vorgesehen sein. In dem als Steckverbindung ausgebildetem
unteren Ende des zweiten Einsatzes 11 können Bohrungen zur ständigen Entfernung
von abgelagerten Schwebstoffen vorgesehen sein.
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- 1
- Behälter
- 2
- Behältereinsatz
- 3
- Wasserzufuhrleitung
- 4
- Wasserentnahmeleitung
- 5
- zylindrischer
Abschnitt
- 6
- konischer
Abschnitt
- 7
- Öffnung
- 8
- Behälter-Hochachse
- 9
- Zylindrischer
Abschnitt
- 10
- Konischer
Abschnitt
- 11
- Zweiter
Einsatz
- 12
- Schürze
- 13
- Behälterdeckel
- 14
- Belüftungseinrichtung
- 15
- Filter
- 16
- Insektenschutz
- 17
- Öffnung
- 18
- Füllstandsmesser
- 19
- Gitter
- 20
- Befestigungsstreben
mit Füßen