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Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung zum Belüften eines Volumenkörpers mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Bei einer Vielzahl von fluiddichten Volumenkörpern – beispielsweise Behältern oder Rohrleitungssystemen – ist es erforderlich, zu verschiedenen Zeitpunkten kontrolliert eine Belüftung, insbesondere um einen Druckausgleich zu erreichen, vorzunehmen. Dabei befinden sich in den Volumenkörpern häufig geruchsintensive Substanzen, so dass generell ein Geruchsabschluss gegenüber der Umgebung gewünscht oder vorgesehen ist. Zu diesem Zweck gelangen verbreitet Lüftungsvorrichtungen mit Ventilen oder Filtern zum Einsatz, damit eine störende Ausbreitung von Gerüchen vermindert oder verhindert wird.
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Eine von der Anmelderin vertriebene Lüftungsvorrichtung zur Belüftung ist als Aufsatz für eine Rohrleitung, insbesondere eine Abwasserleitung, mit einem Rohranschlussstutzen zur fluidischen Verbindung an die Rohrleitung ausgeführt. Eine derartige Lüftungsvorrichtung kann auch als Rohrbelüfter bezeichnet werden. In der Lüftungsvorrichtung befindet sich ein scheibenförmiges Belüftungsventil, das im geöffneten Zustand einen Zutritt von Umgebungsluft in die Rohrleitung ermöglicht, während im geschlossenen Zustand ein Austritt eines Fluids aus der Rohrleitung in die Umgebung verhindert wird. Dabei ist das Belüftungsventil derart orientiert, dass es in seiner Ruheposition aufgrund der eigenen Gewichtskraft der Ventilscheibe geschlossen ist. Ein Überdruck in der Rohrleitung bewirkt eine zusätzliche schließende Kraft auf die Ventilscheibe. Bei Unterdruck in der Rohrleitung wird die Ventilscheibe angehoben, und Umgebungsluft kann in die Rohrleitung bis zum Druckausgleich einströmen.
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Bei einer Vielzahl von Anwendungen werden derartige Lüftungsvorrichtungen unter wechselnden Umgebungsbedingungen eingesetzt. Gerade bei einer Installation im Außenbereich, wie es verbreitet für Abwassersysteme von Gebäuden der Fall ist, kann die Lüftungsvorrichtung schwankenden Temperaturen, unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit und sich verändernden Wetterbedingungen ausgesetzt sein. In der Praxis ist festgestellt worden, dass die Funktion der Lüftungsvorrichtung bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt dadurch beeinträchtigt sein kann, dass das Ventil festfriert und sich durch die im Normalbetrieb auftretenden Kräfte nicht mehr betätigen lässt. Des Weiteren kann bei starker Bedeckung der Lüftungsvorrichtung mit Eis oder Schnee die Luftzufuhr zur Lütungsvorrichtung unterbrochen oder behindert sein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine eine Belüftung ermöglichende Lüftungsvorrichtung für ein Rohrleitungssystem zu schaffen, dessen einwandfreie Funktion auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt gewahrt bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lüftungsvorrichtung zum wechselweisen Belüften und Entlüften mit den Merkmalen gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Schutzansprüchen charakterisiert.
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Eine erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung zum Belüften eines Volumenkörpers, umfasst ein Gehäuse, das einen Rohrstutzen zur fluidischen Verbindung mit dem Volumenkörper aufweist. Die Lüftungsvorrichtung umfasst des Weiteren wenigstens eine Belüftungsöffnung, eine Fluidpassage, die eine fluidische Verbindung des Rohrstutzens bis zur Belüftungsöffnung ermöglicht, und ein Belüftungsventil zum Unterbrechen des Fluidflusses durch die Fluidpassage, wobei das Belüftungsventil durch Überdruck im Volumenkörper (gegenüber dem Druck außerhalb der Lüftungsvorrichtung) verschlossen und durch Unterdruck im Volumenkörper (gegenüber dem Druck außerhalb der Lüftungsvorrichtung) geöffnet wird. Dabei weist die Lüftungsvorrichtung eine Heizvorrichtung zur Temperaturerhöhung auf.
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Eine erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung kann durch Wärmeerzeugung mittels der Heizvorrichtung vom diese bedeckenden Eis oder Schnee befreit werden, so dass wenigstens ein Ringspalt in unmittelbarer Nähe der Lüftungsvorrichtung geschaffen wird, um die Luftzufuhr zu ermöglichen. Dank der Heizvorrichtung kann das Einfrieren des Belüftungsventils verhindert werden.
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Der Volumenkörper kann insbesondere ein Behälter, ein Tank, ein Silo, eine Leitung, eine Fallleitung, ein Rohr, ein Abwasserleitungssystem, ein Abwasserkanal oder ein Gebäuderaum sein. Die Heizvorrichtung ist bevorzugt eine elektrische Heizvorrichtung, das heißt, elektrische Energie wird in Wärmeenergie durch die Heizvorrichtung in der Lüftungsvorrichtung umgewandelt. Eine Belüftung des Volumenkörpers aus der Umgebung erfolgt mittels der fluidisch angeschlossenen erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung über das durch Unterdruck im Volumenkörper sich öffnende Belüftungsventil.
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In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Heizvorrichtung der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung zusätzlich ein temperaturempfindliches Element und einen vom temperaturempfindlichen Element betätigbaren Schalter, mit dem die Heizvorrichtung eingeschaltet wird, sobald die Temperatur in der Umgebung der Lüftungsvorrichtung unter einen Grenzwert fällt. Dabei kann das temperaturempfindliche Element auch Teil des Schalters sein. Der Grenzwert beträgt typischerweise +5 Grad Celsius. Entsprechend kann die Heizvorrichtung auch mittels des Schalters wieder ausgeschaltet werden, sobald die Temperatur den Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise wird selbsttätig ohne Bedienereingriff die Heizvorrichtung eingeschaltet beziehungsweise ausgeschaltet.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung weist die Lüftungsvorrichtung einen integrierten selbstregelnden Thermostat zur Regelung der Heizvorrichtung auf. Der Thermostat ist insbesondere werksseitig auf eine bestimmte Temperatur voreingestellt oder einstellbar. Die voreingestellte Temperatur des Thermostat kann dabei gleich dem Grenzwert für die Temperatur in der Umgebung der Lüftungsvorrichtung sein.
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In einer Gruppe vorteilhafter Ausführungsformen mit einer elektrischen Heizvorrichtung können eine oder mehrere Heizleitungen im Inneren der Lüftungsvorrichtung vorgesehen sein. Dabei kann die wenigstens eine Heizleitung wenigstens teilweise zu einer Spule gewickelt und im Rohrstutzen der Heizvorrichtung aufgenommen sein. In vorteilhafter Konsequenz wird direkt der Rohrstutzen und gegebenenfalls auch das Belüftungsventil geheizt, so dass weder vom Volumenkörper in den Rohrstutzen gelangendes Fluid noch Niederschlag oder Luftfeuchtigkeit in der Umgebung der Lüftungsvorrichtung am Gehäuse gefriert. In einer konkreten Ausgestaltung ist die Spule auf einen in den Rohrstutzen einführbaren, kreiszylinderförmigen Abschnitt eines Einsatzelements gewickelt. Auf diese Weise ist die Spule kompakt fixiert und behindert das Einströmen von Umgebungsluft durch die Lüftungsvorrichtung in den Volumenkörper nur minimal.
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Bei elektrischen Heizvorrichtungen kann die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung eine elektrische Durchführung für eine Stromleitung durch das Gehäuse aufweisen. Die Durchführung kann beispielsweise als Steckdose im Gehäuse, an die ein Leitungskabel mit Stecker anschließbar ist, oder als direkte Leitungsdurchführungsbuchse, insbesondere mit einer Stopfbuchse oder Dichtung, ausgeführt sein. Die Durchführung ist insbesondere fluiddicht ausgeführt.
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Für die Praxis ist es besonders vorteilhaft, die Heizvorrichtung derart auszulegen, dass eine Spannungsversorgung mit dem üblichen Netz möglich ist. Anders gesagt, die Heizvorrichtung ist bevorzugt zum Direktanschluss an eine 230 V-Leitung ausgeführt.
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In konkreten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung kann das Belüftungsventil derart in der Lüftungsvorrichtung angeordnet sein, dass bei verschlossenem Belüftungsventil ein äußerer Raumteil der Fluidpassage von einem inneren Raumteil der Fluidpassage abgetrennt wird, wobei der äußere Raumteil in fluidischer Verbindung mit dem Rohrstutzen und der innere Raumteil in fluidischer Verbindung mit der Belüftungsöffnung stehen. Anders gesagt, die Fluidpassage durch die Lüftungsvorrichtung kann in bestimmten Ausgestaltungen einen gekrümmten Verlauf derart haben, dass die Strömungsrichtung durch die Lüftungsvorrichtung abschnittsweise unterschiedliche Orientierungen aufweist. Besonders bevorzugt ist in diesen Ausgestaltungen, wenn das Belüftungsventil der Lüftungsvorrichtung eine Scheibe mit einem Dichtungsring umfasst, der in geschlossenem Zustand auf einem Rand des inneren Raumteils aufliegt.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Es zeigt im Einzelnen:
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1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung mit Heizvorrichtung in einer Seitenansicht,
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2 die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung gemäß 1 in einer um 90 Grad gedrehten Seitenansicht,
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3 die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung gemäß 1 in Aufsicht,
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4 eine Ansicht von Einzelteilen der Heizvorrichtung der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung, und
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5 eine Ansicht der montierten Einzelteile der Heizvorrichtung gemäß 4.
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Die 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung 10 mit Heizvorrichtung (siehe dazu Insbesondere die 4 und 5). Die Lüftungsvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem Gehäusekörper 14 und einem Gehäusedeckel 16 auf. Der Gehäusedeckel 16 ist als eine Kappe ausführt. Er ist im Wesentlichen quaderförmig, hat abgerundete Ecken und Kanten sowie eine im Wesentlichen quadratische Deckenfläche. Der untere Teil des Gehäusekörpers 14 ist als Rohrstutzen 18 im Wesentlichen tubusförmig ausgebildet. Der Rohrstutzen 18 weist ein ringförmiges Dichtelement 24 auf und dient der fluidischen Verbindung der Lüftungsvorrichtung 10 mit einem in den Figuren nicht gezeigten Volumenkörper, insbesondere einem Abwasserrohr. Das Dichtelement 24 umschließt das untere Ende des Rohrstutzens 18, wobei es u-förmig in das Innere des Rohrstutzens eingreift. Der obere Teil des Gehäusekörpers 14 wird vom Gehäusedeckel 16 umgeben, so dass ein Innenraum der Lüftungsvorrichtung durch das Gehäuse 12 begrenzt ist. Gehäusekörper 14 und Gehäusedeckel 16 werden mittels einer Rastverbindung lösbar miteinander verbunden (Raste 20 an einer Seitenfläche). Das Gehäuse 12 ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt.
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An der Bodenfläche des vom Gehäuse 12 umschlossenen Raumes, am Gehäusekörper 14 befinden sich Belüftungsöffnungen 22 jeweils in Form einer Mehrzahl von Langschlitzen. Durch diese steht die im Inneren der Lüftungsvorrichtung 10 liegende Fluidpassage mit der Umgebung in fluidischer Verbindung. Die Fluidpasse führt von der Öffnung des Rohrstutzens 18 bis zu den Belüftungsöffnungen 22, wobei bei geschlossenem Belüftungsventils die durchgehende Verbindung unterbrochen und bei geöffnetem Belüftungsventil freigegen ist.
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Im Rohstutzen 18 ist eine Heizleitung 26, die zu einer Spule 28 gewickelt ist, auf einem Einsatzelement 30 aufgenommen. Das Einsatzelement 30 ist mittels Klemmwirkung durch das Dichtelement 24 im Rohrstutzen 18 aufgenommen. Die Heizleitung 26 setzt sich außerhalb des Gehäuses 12 als Stromleitung 32 fort.
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Die 2 zeigt die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung 10 gemäß 1 in einer um 90 Grad gedrehten Seitenansicht, wobei dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. In dieser Position ist für den Betrachter die elektrische Durchführung 32 für die Stromzufuhr zur Heizvorrichtung durch das Gehäuse 12 deutlich erkennbar. Die elektrische Durchführung 32 ist fluiddicht. Anders gesagt, das durch das Gehäuse ragende Kabel ist derart eng umschlossen, dass kein Fluid entlang des Kabels passieren kann. In dieser Ausführungsform umfasst die elektrische Durchführung einer Fixierungsmutter, durch die ein Festlegungsmittel betätigt wird, welches das durch das Gehäuse ragende Kabel fluiddicht fixiert.
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Die 3 ist eine Darstellung der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung 10 in Aufsicht, so dass der Gehäusedeckel 16 und die zu Schlaufen gelegte Stromleitung 32 sichtbar sind.
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Die 4 zeigt eine Gruppe von Einzelteilen der Heizvorrichtung der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lüftungsvorrichtung. Die Heizleitung 26 wird in Form einer kreiszylindrischen Spule am Einsatzelement 30 aufgewickelt. Das Einsatzelement 30 ist im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgeführt. Es ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt. In dieser Ausführungsform weist es vier kreiszylinderabschnittsförmige Stege 32 auf, welche die Spulenwicklungen unterstützen. Des Weiteren ist ein Rand 38 an der Seite des Einsatzelements 30, welche bei Montage in der Lüftungsvorrichtung der Öffnung des aufnehmenden Rohrstutzens 18 zugewandt ist. Der Rand 38 unterstützt die aus der Heizleitung 26 zu bildende Spule in axialer Richtung des Einsatzelements 30. Schließlich sind zwei kreuzartige Verstrebungen 40 zur Versteifung des Einsatzelements 30 vorhanden. An einem Ende der Heizleitung 26 ist ein Schalter 42 mit den Kabeladern 44 kontaktiert, so dass bei geschlossenem Schalter 42 ein Stromfluss durch die Kabeladern 44 möglich ist. Der Schalter 42 ist betätigbar oder getriggert in Abhängigkeit eines temperaturempfindlichen Elements. In mechanischer Ausführung kann das temperaturempfindliche Element ein Bimetall sein, so dass aufgrund dessen Verformung der Schalter 42 unterhalb einer bestimmten Temperaturgrenze geschlossen und oberhalb der Grenze geöffnet. Alternativ dazu kann in elektrischer oder elektronischer Ausführung das temperaturempfindliche Element ein Sensor oder eine Temperaturmessschaltung sein, so dass ein Triggersignal für den Schalter 42 erzeugt wird. Das Ende der Heizleitung 26 und der sich an diesem Ende befindende Schalter 42 liegen unter einer Schrumpfhülse isoliert und geschützt. In dieser Ausführungsform schaltet sich die Heizvorrichtung automatisch unterhalb der Grenztemperatur von +5 Grad Celsius ein.
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In der 5 sind die in der 4 gezeigten Einzelteile im montierten Zustand zu sehen. Die in die Lüftungsvorrichtung 10 einzusetzende Heizvorrichtung 46 umfasst das Einsatzelement 30, auf dessen kreiszylinderförmigen Abschnitt die Heizleitung 26 zu einer Spule 28 gewickelt ist. Das Ende der Heizleitung mit dem Schalter 42 und dem temperaturempfindlichen Element liegt dabei innerhalb der radialen Außenkontur des Einsatzelements 30, kann dieses aber bevorzugt in axialer Richtung überragen. Auf diese Weise liegt, wenn die Heizvorrichtung 46 im Rohrstutzen 18 der Lüftungsvorrichtung 10 aufgenommen ist, der Schalter 42 mit dem temperaturempfindlichen Element in der Nähe des Belüftungsventils im Inneren der Lüftungsvorrichtung 10, so dass die am Belüftungsventil herrschende Temperatur für die Betätigung der Heizvorrichtung 46 zugrunde liegt. Die Kabeladern 44 am freien Ende der Heizleitung 26 werden mit einer hier nicht näher gezeigten Stromversorgung verbunden. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich dabei um das herkömmliche 230 V Netz. Im Fall einer Installation der Lüftungsvorrichtung im Außenbereich eines Gebäudes können herkömmliche Außenstecker für Außensteckdosen verwendet werden.
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Die in den Figuren gezeigte Ausführungsform ist operabel in einem Einsatzbereich von –40 Grad Celsius bis +110 Grad Celsius. Sie ist vollkommen wasserdicht. Das Kabel für die Stromleitung 32 hat eine sehr flexible Ummantelung aus Silikon und ist doppelt isoliert. Die Stromaufnahme beträgt 50 W/m.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lüftungsvorrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- Gehäusekörper
- 16
- Gehäusedeckel
- 18
- Rohrstutzen
- 20
- Raste
- 22
- Belüftungsöffnung
- 24
- Dichtelement
- 26
- Heizleitung
- 28
- Spule
- 30
- Einsatzelement
- 32
- Stromleitung
- 34
- elektrische Durchführung
- 36
- Steg
- 38
- Rand
- 40
- Verstrebung
- 42
- Schalter
- 44
- Kabelader
- 46
- Heizvorrichtung
