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Brunnen für Wasser
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Die Erfindung betifft einen Brunnen für Wasser, mit einem sich in
den Boden erstreckenden Brunnenrohr, das im unteren Bereich Filterschlitze aufweist
und in dessen unterem Ende eine aus dem Brunnenrohr herausgeführte Rohrleitung mündet.
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Bei gebräuchlichen Brunnen der betreffenden Art wird in der Regel
das obere Ende des Brunnenrohrs mit einem Deckel verschlossen, jedoch ist dieser
nicht luftdicht. Dadurch gelangt Sauerstoff in den Bereich des in dem Brunnenrohr
befindlichen Wassers, das dadurch mit Sauerstoff angereichert wird, wodurch eine
Verokerung des Brunnens entsteht. Der Sauerstoff verbindet sich mit den im Grundwasser
befindlichen gelösten Bestandteilen wie z.B. Eisen oder Mangan, die dadurch zum
Ausfällen gebracht werden und damit die Filterschlitze bzw. das umgebende Brunnenfilter
verstopfen, so daß die Ergiebigkeit des Brunnens absinkt und dieser sogar im Laufe
der Zeit versiegt.
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Außerdem ist das Brunnenrohr oberhalb der Filterschlitze
in
der Regel aus kurzen Rohrstücken zusammengeschraubt, wobei die Verschraubung nicht
dicht ist. Dadurch kann Wasser aus dem Oberflächenbereich, z.B. auch stark mit Sauerstoff
angereichertes Regenwasser, in das Innere des Brunnenrohres gelangen und sich dort
mit dem Grundwasser vermischen, wodurch sich die Gefahr der Verokerung weiter erhöht.
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Alle diese Nachteile gelten in gleicher Weise sowohl für Förderbrunnen
wie auch für Schluckbrunnen, wie sie in Verbindung mit Wärmepumpenanlagen zu Heizzwecken
Verwendung finden.
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Auch bei Schluckbrunnen kann aufgrund der Zuflußmöglichkeit von Sauerstoff
oder sauerstoffreichem Wasser in das Innere des Brunnens eine Verokerung eintreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brunnen für Wasser
zu schaffen, bei dem die Gefahr einer Verokerung verringert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Brunnenrohr
oberhalb der Filterschlitze durch eine Dichtung verschlossen ist, durch die die
Rohrleitung dicht hindurchgeführt ist.
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Der Verschluß des Brunnenrohres oberhalb der Filterschlitze führt
zu dem Vorteil, daß in den oberen Teil des Brunnenrohres eintretende Luft nicht
an die Oberfläche des im Brunnenrohr befindlichen Grundwassers gelangen kann, aus
dem so die darin gelösten Stoffe wie Eisen oder Mangan nicht ausfällen und den Brunnen
zum Versiegen bringen können. Darüber hinaus verhindert die Dichtung, daß sauerstoffreiches
Wasser, das durch undichte Verschraubungen von Brunnenrohrteilen eintritt,
zu
dem in dem unteren Teil des Brunnenrohres befindlichen Grundwasser gelangt, so daß
auch dieses Wasser keine Ursache für eine Verokerung sein kann.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, daß
im Falle eines Förderbennes unterhalb der Dichtung ein Unterdruck aufgebaut werden
kann, der zu einer Erhöhung der Förderleistung des Brunnens führt und außerdem dazu
beiträgt, daß Strömungsspitzen im Brunnenfilter vermieden werden und vorwiegend
Grundwasser aus den Bodenschichten gefördert wird, die dem Filter des Brunnenrohres
benachbart liegen.
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Im Falle eines Schluckbrunnens bewirkt die erfindungsgemäße Dichtung,
daß das eingeleitete Wasser in die den Filterschlitzen benachbarten Bodenschichten
und nicht in die höheren Bodenschichten gelangt, in denen eine Vermengung mit Sauerstoff
oder sauerstoffhaltigem Wasser erfolgen kann. Es entsteht also ein Abflußeffekt
und kein Sickereffekt, so daß wenig Wasser im unmittelbaren Bereich des Brunnens
verbleibt.
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Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre wird also im Ergebnis nur
Grundwasser aus einer im wesentlichen sauerstofffreien Teufe gefördert bzw. in sie
geleitet, wobei gleichzeitig die Gefahr eines Kontakts mit Sauerstoff oder sauerstoffangereichertem
Wasser vermieden ist.
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Die Dichtung ist zweckmäßigerweise entfernt von den Filterschlitzen
angeordnet, also oberhalb der Filterschlitze bei einem eingebauten Brunnenrohr.
Der Abstand kann z.B. 0,5 m betragen.
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Zweckmäßigerweise ist das Brunnenrohr oberhalb der Filterschlitze
gegenüber
dem umgebenden Boden abgedichtet. Dies kann z.B. durch eine Tonsperre und ein darüberliegenden
Dämmer erfolgen. Durch diese Maßnahme wird eine Strömung außerhalb des Brunnenrohres
aus höheren Schichten in den Bereich der Filter schlitze und damit ein Eintreten
von sauerstoffhaltigem Wasser in das Innere des Brunnens vermieden.
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Zweckmäßigerweise ist die Dichtung eine Manschettendichtung, die
von oben in das Brunnenrohr einführbar ist. Solche Manschettendichtungen haben im
Normalfall vor allen Dingen bei geringer Druckbelastung nur eine begrenzte Dichtwirkung.
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Das könnte zur Folge haben, daß doch ein geringer Anteil von Luft
an der Dichtung vorbeiströmt und sich so mit dem darunterliegenden Wasser vermengt,
was zu einer Verokerung führt. Zwar ist diese so zugeführte Sauerstoffmenge verhältnismäßig
gering, bei ständigem Betrieb des Brunnens, wie das z.B. bei Brunnen in Verbindung
mit Wärmepumpenanlgen für Heizzwecke der Fall ist, kann jedoch die Sauerstoffmenge
so groß werden, daß der Brunnen verokert.
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Zur Vermeidung diese Nachteils sieht eine sehr zweckmä-Bige Weiterbildung
der Erfindung vor, daß oberhalb der Dichtung Flüssigkeit angeordnet ist. Die dadurch
gebildete Flüssigkeitssäule drückt auf die Dichtung und erhöht dadurch zunächst
ihre Dichtwirkung. Darüber hinaus gelangt bei Undichtigkeit keine Luft in das Grundwasser
im Innern des Brunnens, sondern eine geringfügige Menge der über der Dichtung stehenden
Flüssigkeit, z.B. Wasser. Diese geringe Wassermenge führt so keinen oder doch nur
einen/geringen Teil von Sauerstoff, daß
die Gefahr der Verokerung
weitgehend ausgeschlossen ist.
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Außerdem sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß auf der
oberhalb der Dichtung stehenden Wassersäule eine dünne Schicht einer Deckflüssigkeit
angeordnet ist, die sich nicht mit dem Wasser vermischt, schwer Sauerstoff aufnimmt
und vorzugsweise schwer verdunstet. Damit kann kein Sauerstoff von oben her in das
oberhalb der Dichtung stehende Wasser gelangen, so daß dieses nicht mit Sauerstoff
angereichert wird und im Falle des Eindringens in das Grundwasser unterhalb der
Dichtung keinen Sauerstoff in das Grundwasser führen kann.
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Um zu vermeiden, daß die Deckflüssigkeit oberhalb der Dichtung im
Laufe der Zeit verdunstet, sollte sie zweckmäßigerweise schwer verdunstend sein,
z.B. aus Öl bestehen.
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Die oberhalb der Dichtung stehende Wassersäule hat außerdem den Vorteil,
daß kein Wasser durch Undichtigkeiten in Verschraubungen von Brunnenrohrteilen von
außen her eindringen kann, wodurch die Gefahr der Anreicherung dieses Wassers mit
Sauerstoff besteht. Sollte der Flüssigkeitsspiegel des Wassers oberhalb der Dichtung
im Laufe der Zeit durch Undichtigkeiten absinken, so ist in dann allerdings längeren
Abständen ein Nachfüllen von Wasser möglich.
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Zweckmäßigerweise erfolgt die Auffüllung des Wassers oberhalb der
Dichtung über die gesamte Höhe des Brunnenrohres.
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Dadurch läßt sich auch der Flüssigkeitsstand leichter beobachten.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
soll die Erfindung näher erläutert werden.
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In der Zeichnung ist eine Brunnenanlage dargestellt, wie sie in Verbindung
mit einer Wärmepumpenanlage für Heizzwecke verwendbar ist. Die Brunnenanlage besteht
aus einem Förderbrunnen 1 und einem Schluckbrunnen 2, die beide völlig gleich aufgebaut
sind bis auf geringfügige Unterschiede, die hier nicht weiter interessieren. Daher
sind bei beiden Brunnen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen, und die
nachfolgende Beschreibung gilt für beide Brunnen im wesentlichen in gleicher Weise.
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Der Förderbrunnen 1 weist ein Brunnenrohr 3 auf, dessen oberer Rohrteil
4 in nicht dargestellter Weise, z.B. aus mehreren einzelnen Rohrstücken, zusammengeschraubt
sein kann.
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Oben ist das Brunnenrohr 3 durch einen Deckel 5 verschlossen, der
jedoch nicht luftdicht ist. Im unteren Bereich weist das Brunenrohr 3 Filterschlitze
6 auf, und im unteren Ende des Brunnenrohres ist ein Sumpf 7 gebildet, in dem sich
eine Unterwasserpumpe 8 befindet, die an die Mündung einer Rohrleitung 9 angeschlossen
ist, die durch das Brunnenrohr 3 und den Deckel 5 nach oben geführt ist. Diese Rohrleitung
führt zu einem Wärmetauscher 10, an den eine entsprechende Rohrleitung 9 des Schluckbrunnens
2 angeschlossen ist.
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Oberhalb der Filterschlitze 6 ist das Brunnenrohr 3 durch eine Manschettendichtung
11 verschlossen, durch die die Rohrleitung 9 dicht hindurchgeführt ist.
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Oberhalb der Manschettendichtung 11 ist eine Wassersäule 12 angeordnet,
die sich bis an das obere Ende des Brunnenrohres 3 erstreckt, mit Kolloidstoffen
angereichert sein kann und die
oben durch eine dünne Deckschicht
13 aus einer Deckflüssigkeit abgedeckt ist, die sich nicht mit dem Wasser vermischt,
schwer Sauerstoff aufnimmt und außerdem schwer verdunstet.
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Dicht oberhalb der Filterschlitze 6 ist das Brunnenrohr 3 gegenüber
Wandungen 14 des Bohrloches durch eine Tonsperre 15 abgedichtet, an die sich nach
oben ein Dämmer 16 anschließt. Die Tonsperre 15 soll verhindern, daß in dem Zwischenraum
zwischen Wandung 14 des Bohrloches und dem Brunnenrohr 3 Wasser nach unten zu den
Filterschlitzen 6 und dann in das Innere des Brunnens strömen kann. Der Grundwasserspiegel
im Bereich des Brunnens bei Förderbetrieb ist durch einen Absenkungstrichter 17
angedeutet.
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Die Wassersäule 12 verhindert, daß Luft und damit Sauerstoff an der
Manschettendichtung 11 vorbei in das Grundwasser des Brunnens und damit in den Bereich
der Filter schlitze 6 gelangt, wodurch eine Verokerung vermieden ist. Dies geschieht
einmal durch die Erhöhung der Dichtwirkung der Manschettendichtung durch den Druck
der Wassersäule 12 auf die Manschettendichtung und andererseits dadurch, daß die
Wassersäule 12 einen unmittelbaren Kontakt der Luft mit der Manschettendichtung
verhindert, so daß im Falle von Undichtigkeiten nicht Luft durchtritt, sondern lediglich
Wasser aus der Wassersäule 12. Schließlich erzeugt die Wassersäule auch einen überdruck
im Bereich von Verschraubungen, so daß allenfalls Wasser aus der Wassersäule 12
entweichen, niemals aber die Wassersäule mit sauerstoffreichem Wasser vermischt
werden kann. Die Deckschicht 13 aus z.B. Öl verhindert einen Kontakt der Wassersäule
12
mit der Luft und damit eine Sauerstoffanreicherung der Wassersäule 12. Außerdem
verhindert sie eine Verdunstung.
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Grundsätzlich wäre es zwar möglich, statt der Wassersäule 12 eine
Flüssigkeitssäule einer anderen Flüssigkeit, z.B. öl, zu verwenden, hierbei würde
jedoch die Gefahr bestehen, daß bei Undichtigkeiten der Manschettendichtung öl in
das Grundwasser eintritt.
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