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Die Erfindung betrifft einen schallgedämmten Druckluftverdichter für biologische Kleinkläranlagen.
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Für den Betrieb einer biologischen Kleinkläranlage ist es erforderlich, das zu reinigende Abwasser großflächig mit Luft in Kontakt zu bringen. Dies ist notwendig, um die im Abwasser lebenden Belebtschlammbakterien mit dem in der Luft vorhandenen Sauerstoff zu versorgen und die Oxidation von chemischen Verbindungen hervorzurufen.
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Bei den meistverkauften biologischen Kläranlagen wird dies realisiert, in dem die vom Drucklufterzeuger erzeugte Druckluft durch eine Druckluftleitung in einen Teller- oder Rohrbelüfter geführt wird, um dort feinperlig, in Form von kleinen Luftbläschen in das umgebene Abwasser strömen zu können.
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Die am meisten im privaten Bereich eingesetzten Druckluftverdichter sind kleine Kolbenverdichter und Membranverdichter, weniger werden Drehschieberverdichter und Seitenkanalverdichter eingesetzt. Zusammen mit der elektrischen Steuerung der biologischen Kläranlage ist dieser Verdichter, in einfachster Liefervariante, auf einer Wandkonsole stehend im Keller oder Technikraum des Hauses montiert. Da der Druckluftverdichter ständig, auch in der Nacht, ein- und ausschaltet, ist das betriebsbedingt brummende Geräusch im Haus, insbesondere im Wohnbereich lästig und nicht zu ertragen.
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Um dieser Lärmbelästigung zu entgehen, können die Drucklufterzeuger auch außerhalb des Hauses, in der Nähe der Kläranlage in witterungsgeschützten, stehenden oder liegenden Außenschaltkästen bzw. in wasserdichten Technikkapseln aus Kunststoff im oberen Bereich des Kläranlagenbehälters platziert werden.
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Da der Drucklufterzeuger ein elektrisches Gerät ist, müssen für die Platzierung außerhalb des Hauses die örtlichen Einsatzbedingungen, wie Feuchtigkeit, Isolationswiderstand, Überhitzung usw. besonders beachtet werden. Um diesen Einbaubedingungen gerecht zu werden, sind die Kostenaufwendungen, bspw. für die dafür erforderlichen Prüferzeugnisse, hoch und belasten den Verkaufspreis / die Betriebskosten der biologischen Kläranlage.
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Um auf den stehenden oder einen liegenden Außenschaltschrank zum Erdeinbau oder auf eine Technikkapsel in der Kläranlage verzichten zu können (den Einfluss von Feuchtigkeit auf den Druckluftverdichter zu verringern), ist es besser, eine einfache Lösung bereit zu stellen, um den Druckluftverdichter im Trockenen des häuslichen Bereichs aufstellen zu können und gleichzeitig dessen Schallemission zu verringern (den Schall zu dämpfen).
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Es ist bekannt, die Druckluftverdichter für kommunale Großkläranlagen in Betonplattengehäusen mit Stahltüren aufzustellen, um die Schallemission der großen Druckluftverdichter zu verringern. Die Betonplatten sollen dabei den größten Teil des Schalls absorbieren.
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Im häuslichen Bereich ist diese technische Lösung der Schalldämpfung von Druckluftverdichtern für biologische Kleinkläranlagen wegen des bestehenden Platzmangels und des Kostenaufwandes nicht möglich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Herstellung eines schallgedämpften Luftverdichters für biologische Kleinkläranlagen sowie einen schallgedämpften Luftverdichter für biologische Kleinkläranlagen anzugeben, welche die zuvor stehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermeiden, insbesondere eine Wandmontage in Häusern ermöglichen und dabei einen Geräuschpegel im Betriebszustand der Kleinkläranlage generieren, der im Haus nicht als störend empfunden wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Schutzanspruchs gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den nachgeordneten Schutzansprüchen angegeben.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass direkt auf das Gehäuse des Druckluftverdichters eine Schallentkopplungsschicht aufgebracht wird (bspw. Aufkleben von Moosgummi) und das mit der Schallentkopplungsschicht versehene Gehäuse anschließend mit Beton formschlüssig ummantelt wird.
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Dazu wird eine Gussform verwendet, die größer als das mit der Schallentkopplungsschicht versehene Gehäuse des Druckluftverdichters und geometrisch so geformt ist, dass zwischen dem Drucklufterzeugergehäuse mit Schallentkopplungsschicht und der Gussform in etwa die gleichen Seitenabstände bestehen und damit etwa die gleichen Bodenabstände entstehen.
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Als erstes wird ein Teil des Betonmörtels als Bodenschicht in die Gussform gefüllt. Darauf wird der, auf seinem äußeren Gehäuse mit der Schallentkopplungsschicht versehene Drucklufterzeuger gesetzt und mit dem Betonmörtel vergossen. Da die beschriebenen Drucklufterzeuger an ihrer Oberkante die Lufteintrittsöffnung aufweisen, darf der Betonmörtel nur bis an diese Lufteintrittsöffnung heran verfüllt werden.
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Durch das kurzzeitige Einschalten des Drucklufterzeugers wird durch dessen Vibration der Betonmörtel gerüttelt und damit verdichtet.
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Der Betonmörtel wird nach einiger Zeit fest und härtet vollständig aus.
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Die Gussform kann nach der Aushärtung des Betons entfernt werden oder als dekorative Außenschalung verbleiben.
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Außerdem können dem Betonmörtel auch andere Dämmstoffe, wie bspw. Styroporkugeln, Glasfaserdämmmaterialien oder andere schalldämmende Materialien beigesetzt oder beigemeng werden.
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Optional können Griffbügel aus den verschiedensten Materialien beim Einfüllen mit dem frischen Betonmörtel so fixiert werden, dass diese nach der Aushärtung des Betons als Tragegriffe für den schallgedämmten Druckluftverdichter dienen.
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Vorteilhaft ist, wenn der Betonmantel horizontal in Höhe der Verbindungsstelle zwischen der unteren Gehäusehalbschale und der oberen Gehäusehalbschale des Luftverdichters durch eine Sollbruchstelle oder durch nachträgliches Einfräßen eines Schlitzes geschwächt ist, so dass bspw. durch Hammerschläge ein gezieltes Zerteilen des Betonmantels möglich ist.
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Die Sollbruchstelle kann bspw. vor dem Einfüllen des frischen Betonmörtels durch das Anbringen eines Abstandkörpers an der Gussforminnenwand definiert vorbereitet werden oder nach dem Aushärten des Beton nachträglich in die Oberfläche des Betonmantels gefräst werden.
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Im Rahmen der Erfindung liegt auch, den Betonmantel um den Druckluftverdichter durch Spritzbeton, welcher auf die Schallentkopplungsschicht des Gehäuses des Druckluftverdichters aufgebracht wird, auszubilden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung und dem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt:
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1: eine schematische Darstellungen einer Ausführungsform eines Luftverdichters gemäß dem Stand der Technik in Seitenansicht sowie
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2: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines schallgedämmten Luftverdichters in Seitenansicht.
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Der in der 1 dargestellte Luftverdichter umfasst eine untere Gehäusehalbschale (1) mit einer Kabeleinführung (2) und einem Druckluftausgang (3), eine obere Gehäusehalbschale (4), einen Deckel (5), eine Luftansaugöffnung (6) sowie ein Netzkabel (7), wobei die untere Gehäusehalbschale (1) und die obere Gehäusehalbschale (4) das Gehäuse (8) des Luftverdichters ausbilden, und findet gemäß dem Stand der Technik für biologische Kleinkläranlagen Verwendung, wobei eine enorme Lärmbelästigung am Montageort (nicht in der Figur dargestellt: meist in den Kellerräumen der Häuser, für welche die Kleinkläranlage betrieben wird) des Luftverdichters im Betriebszustand besteht.
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Bei dem in 1 dargestellten Druckluftverdichter handelt es sich bspw. um einen Membranverdichter dessen Gehäuse (8) im Wesentlichen aus zwei miteinander verschraubten Halbschalen besteht. Die untere Gehäuseschale (1) verfügt über zwei Öffnungen und zwar eine Kabeleinführung (2) und einen Druckluftausgang (3).
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Die obere Halbschale (4) weist in ihrem oberen Teil einen lose aufliegenden Deckel (5) mit der darunter liegenden Luftansaugöffnung (6) auf.
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Wird das Netzkabel (7) an das Stromnetz angeschlossen, dann werden die innenliegenden Membranen wechselseitig durch Induktion betätigt, durch die kurzen Membranbewegungen wird Druckluft erzeugt, welche aus dem Druckluftausgang (3) ausströmt.
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Die Schwingungen der wechselseitig betätigten Membranen erzeugen ungewollt, technisch bedingt (wie bei einer Lautsprechermembran) laute, brummende Geräusche, welche nur teilweise vom Gehäuse (8) des Druckluftverdichters unterdrückt werden.
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Der in 2 dargestellte schallgedämmte Luftverdichter umfasst das Gehäuse (8), wie in 1 dargestellt, und darüber hinaus eine Schallentkopplungsschicht (21), bspw. in Form einer Schicht aus Moosgummi oder einer dünnen Plastik- bzw. Folienschicht, mit welcher die gesamte äußere Oberfläche des Gehäuses (8) umgeben ist, und einen Betonmantel (9), welcher das mit der Schallentkopplungsschicht (21) beschichtete Gehäuse (8) formschlüssig ummantelt.
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Durch den über die Schallentkopplungsschicht (21) eng am Gehäuse (8) anliegenden Betonmantel (9) werden im Betriebszustand des Druckluftverdichters die bisher störenden Schallwellen durch die Masse des Betonmantels (9) absorbiert, so dass der schallgedämmte Luftverdichter in Haus (nicht in 2 dargestellt) betrieben werden kann.
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Die Geräusch-/Schalldämmung ist umso größer, je stärker die seitliche Betondicke (10), die untere Betondicke (11) und die obere Betondicke (13) des Betonmantels (9) ist.
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Zur Herstellung des schallgedämmten Luftverdichters wird das Gehäuse (8) an seiner Oberfläche komplett mit der Schallentkopplungsschicht (21) umgeben, in eine Gussform (12) platziert, die größer als das Gehäuse (8) ist, und dann wie folgt mit Beton umgeben, damit der schalldämmende Betonmantel (9) nach dem Umgießen und Aushärten entsteht:
Zuerst wird in die Gussform (12) entsprechend der gewünschten unteren Betondicke (11) frischer Betonmörtel eingefüllt, dann wird das mit der Schallentkopplungsschicht (21) umgebene Gehäuse (8) des Druckluftverdichters auf diese untere Betonmörtelschicht gestellt, um danach den Betonmörtel seitlich zwischen der äußeren Gussform (12) und den mit der Schallentkopplungsschicht (21) umgebenen Gehäuse (8) in der gewünschten seitlichen Betondicke (10) bis hin zum Beginn des Deckels (5) einzufüllen.
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Wesentlich ist dabei, dass nach dem Abschluss des Betonmörteleinfüllens der Druckluftverdichter kurz eingeschalten wird, um den Betonmörtel zu verdichten, und dass der Betonmantel (9) nicht den Deckel (5) mit der darunterliegenden Luftansaugöffnung (6) verschließt.
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Die Vibrationen am Gehäuse (8) des Druckluftverdichters verdichten den Betonmörtel, so dass dieser anschließend aushärten kann und einen in sich geschlossenen Betonmantel (9) mit mindestens einer Sollbruchstelle (15) ausbildet, welcher den Deckel (5) mit der darunterliegenden Luftansaugöffnung (6) nicht verschließt.
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Die obere Betonstärke (13) ist durch einen oben lose auf der seitlichen Betonstärke (10) aufliegenden Betondeckel (14) realisiert, welcher direkt aufliegt oder durch die Schallentkopplungsschicht (21) entkoppelt aufliegt.
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Vorteilhaft besitzt der Betondeckel (14) Durchführungsöffnungen (17 und 18) für den Druckluftschlauch (16) und das Netzkabel (7).
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Um den Druckluftverdichter reparieren zu können, muss die obere Halbschale (4) des Gehäuses (8) abnehmbar sein. Damit dies möglich wird, verfügt der Betonmantel (9) horizontal in Höhe der Verbindungsstelle zwischen der unteren Gehäusehalbschale (1) und der oberen Gehäusehalbschale (4) vorteilhaft über eine Sollbruchstelle (15), die bspw. beim Herstellungsprozess durch das Einbringen eines an der Gussforminnenwand definiert platzierten Abstandkörpers, wie bspw. ein Styroporstück, oder durch nachträgliches Einfräßen eines Schlitzes generiert sein kann.
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Für die zukünftig durchzuführenden Wartungsarbeiten am schallgedämmten Druckluftverdichter kann bei Bedarf mit einem Hammer oberhalb der Sollbruchstelle der Betonmantel (9) gezielt abgeschlagen werden, um die obere Gehäusehalbschale (4) demontieren zu können.
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Der Vorteil des schallgedämmten Druckluftverdichters besteht darin, dass eine Wandmontage des Druckluftverdichters in Häusern ermöglicht und bei dieser Wandmontage einen Geräuschpegel im Betriebszustand der Kleinkläranlage generiert wird, der im Haus nicht als störend empfunden wird.
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Ein weiterer Vorteil des schallgedämmten Druckluftverdichters besteht darin, dass mit steigender Stärke des Betonmantels (9), also mit zunehmender Vergrößerung der seitlichen Betondicke (10), der unteren Betondicke (11) und der oberen Betondicke (13), der Geräuschpegel, welcher im Betriebszustand des Verdichters entsteht, geringer wird.
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Alle in der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- untere Gehäusehalbschale
- 2
- Kabeleinführung
- 3
- Druckluftausgang
- 4
- obere Gehäusehalbschale
- 5
- Deckel
- 6
- Luftansaugöffnung
- 7
- Netzkabel
- 8
- Gehäuse des Druckluftverdichters
- 9
- Betonmantel
- 10
- seitliche Betondicke
- 11
- untere Betondicke
- 12
- Gussform
- 13
- obere Betondicke
- 14
- Betondeckel
- 15
- Sollbruchstelle
- 16
- Druckluftschlauch
- 17
- Durchführungsöffnung (für Druckluftschlauch)
- 18
- Durchführungsöffnung (für Netzkabel)
- 19
- Schlauchummantelung
- 20
- Styroporkugeln
- 21
- Schallentkopplungsschicht
