DE29714917U1 - Wasserbelüfter - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Wasserbelüfter, mit dem Luft
oder Sauerstoff unter Anwendung eines möglichst geringen Druckes rotierend im Wasser verteilt wird.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 195 39 121 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einleiten eines Gases
in eine Flüssigkeit bekannt, bei dem ein unter Atmosphärendruck stehendes Gas durch ein über die Flüssigkeitsoberfläche
hinausragendes Gasrohr mittels einer unter der Flüssigkeitsoberfläche
aufgestellten, luftfördernden Turbine angesaugt und unter Anwendung eines Druckes, der im Gleichgewicht mit oder
nur geringfügig höher als der hydrostatische Druck an der Grenzfläche Gas/Flüssigkeit ist, durch die Turbine rotierend
in der Flüssigkeit verteilt wird.
Dieses bekannte Verfahren benutzt die Erkenntnis, daß eine weitgehende Absorption von Luft oder Sauerstoff in einer
Flüssigkeit wie Wasser nur dann zu erreichen ist, wenn den Gasbläschen ausreichend Zeit für einen innigen Kontakt mit der
Flüssigkeit gegeben wird. Eine gute Belüftung von Wasser ist nur dann zu erreichen, wenn das Luftbläschen nicht zu schnell
an die Wasseroberfläche steigt, sondern möglichst lange in der Flüssigkeit schwebt, damit genügend Gelegenheit für einen
Stoffaustausch zwischen Gas- und Flüssigkeitsphase besteht. Eine ausreichende Verweilzeit des Gasbläschens ist nur dann
möglich, wenn das frischgebildete Gasbläschen etwa den
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PATENTANWÄLTE
gleichen Innendruck hat, wie der von außen auf dem Bläschen lastende hydrostatische Druck. Dann schwebt das Luftbläschen
nämlich ohne Volumenvergrößerung und ohne Erhöhung seines Auftriebs so lange in der Flüssigkeit, bis die Sättigungskonzentration
des Wassers für Luft oder Sauerstoff erreicht ist. Bei dem Verfahren der deutschen Offenlegungsschrift 195 39 121
wird deshalb die Umdrehungsgeschwindigkeit der Turbine so eingestellt, daß die angesaugte Luft oder der Sauerstoff unter
einem Druck steht, der gerade ausreicht, um das Eindringen der Flüssigkeit von außen in die Turbine zu verhindern und eine
Absorption des Gases in der Flüssigkeit zu ermöglichen. Die dabei von der Turbine an die Flüssigkeit abgegebenen Gasbläschen
haben von Anfang an einen Innendruck, der gleich dem hydrostatischen Druck der sie umgebenden Flüssigkeit ist.
Deshalb schweben sie in der Flüssigkeit oder steigen allenfalls ganz langsam an die Flüssigkeitsoberfläche, wodurch
genügend Zeit für eine Absorption des eingeleiteten Gases bis zur Sättigungskonzentratxon in der Flüssigkeit besteht.
Mit diesem Verfahren können sauerstoffarme Abwässer belüftet
werden, so daß deren biologische Regeneration ermöglicht wird.
Es wurde nun gefunden, daß die aus der deutschen Offenlegungsschrift
195 39 121 bekannte Vorrichtung zum Einleiten eines Gases in eine Flüssigkeit erheblich verbessert werden kann,
wenn das Saugrohr mit einer Vorrichtung zur Steuerung der angesaugten Luftmenge ausgerüstet ist. Ganz besonders
vorteilhaft ist ein Wasserbelüfter, der eine Vorrichtung zur Steuerung der angesaugten Luftmenge enthält, die eine
stufenlose Verminderung oder Erhöhung der angesaugten Luftmenge gestattet.
Die Steuerung der angesaugten Luftmenge kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Sie kann beispielsweise dadurch
vorgenommen werden, daß das Saugrohr mit einer Vorrichtung
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- 3 - KEIL&SCHAAFHAUSEX
PAT-ENTANWÄLTE
versehen wird, die eine Verengung oder Erweiterung des Durchmessers der oberen Einlaßöffnung des Saugrohres ermöglicht.
Hierfür eignen sich eine Lochblende oder ein Drosselventil, die stufenlos einstellbar sind und damit die
Menge der in das Saugrohr eintretenden Luft oder des Sauerstoffs regulieren können.
Es ist jedoch auch möglich, die Menge der angesaugten Luft durch eine Vorrichtung zu steuern, die eine Verengung oder
Erweiterung des Durchmessers des Saugrohres ermöglicht. Hierfür ist es erforderlich, das Saugrohr aus einem flexiblen
Schlauchmaterial herzustellen. Dann kann der von außen auf das Saugrohr einwirkende Druck den Durchmesser des Saugrohres
vermindern. Der Außendruck kann entweder durch ein komprimiertes Gas oder durch eine Abklemmvorrichtung erzeugt
werden.
Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wasserbelüfter, bei
dem durch einen von außen einwirkenden Gasdruck der Durchmesser des Saugrohres stufenlos verringert werden kann.
Zu erkennen ist das Saugrohr 1, das entweder als Ganzes aus einem flexiblen Schlauchmaterial oder aus einem starren, durch
ein flexibles Zwischenstück, zum Beispiel einen Druckschlauch 3 unterbrochenen Material besteht. Der zur Steuerung
des Durchmessers des Saugrohres vorgesehene Abschnitt kann dabei von einem Druckgehäuse 2 umgeben sein, das mit einem
Luftpolster 4 den Schlauch umgibt und durch das Ventil 5 eine Steuerung des Luftdruckes in dem Druckgehäuse gestattet. Das
Saugrohr 1 ist über dem Laufrad der Turbine 6 angeordnet, welches von einem in einem Betonsockel 8 verankerten Tauchmotor
7 angetrieben wird. Ebenfalls angezeigt ist die Wasserlinie 9.
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_ 4 _ KEIL&SCHAAFHAUSEN
PATENTANWÄLTE
Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der luftfördernden Turbine, wobei außer dem inneren Laufrad der
Turbine 6 auch noch ein durch einen Zwischenraum abgetrenntes äußeres Laufrad der Turbine vorgesehen ist. Inneres und
äußeres Laufrad sind lösbar miteinander verbunden, können also entweder mit gleicher Geschwindigkeit laufen, könen aber auch
voneinander getrennt sein und dann mit unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten arbeiten.
Der besondere Vorteil der mit einem inneren Laufrad 6 und einem äußeren Laufrad 10 ausgestatteten Doppelturbine ist
darin zu sehen, daß die aus dem inneren Laufrad 6 austretenden Luftbläschen zusammen mit der nach oben nachströmenden
Flüssigkeit sofort vom äußeren Laufrad 10 angesaugt und ohne Druckanwendung in einem weiten Bereich im Wasser verteilt
werden. Durch die Rotation des äußeren Laufrades 14 entsteht an der Grenzfläche Luft/Wasser eine erhebliche Sogwirkung, die
den Übertritt der Luftbläschen in die Wasserphase erheblich erleichtert.
Der erfindungsgemäße Wasserbelüfter hat gegenüber den bereits bekannten Wasserbelüftern den Vorteil, daß bei einer Verminderung
der in das Saugrohr eintretenden Luft- oder Sauerstoffmenge
in Folge einer Verengung der Einlaßöffnung oder des Durchmessers des Saugrohres und gleichbleibender Rotationsgeschwindigkeit
des Laufrades der Turbine im Saugrohr ein unter dem Atmosphärendruck liegender Gasdruck entsteht. Das
hat zur Folge, daß die von dem Laufrad in das Wasser beförderten Luft- oder Sauerstoffbläschen von Anfang an einen
geringeren Innendruck aufweisen als Luftbläschen, die aus einem unter Atmosphärendruck stehenden Gas erzeugt werden. Da
die Absorption von Luft oder Sauerstoff im Wasser um so nachhaltiger ist, je länger die Gasbläschen im Wasser
schweben, und diese Zeitdauer um so länger ist, je geringer der Innendruck der Luft- oder Sauerstoffbläschen ist, wird
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_ 5 - Keil&Schaafmausen
PATENTANWÄLTE
durch die Steuerung der durch das Saugrohr angesaugten Luftmenge die Wirksamkeit des Wasserbelüfters erheblich
erhöht.
Für eine gleichmäßige Belüftungsleistung des erfindungsgemäßen
Wasserbelüfters ist es besonders vorteilhaft, den im Saugrohr herrschenden Luftdruck mittels einer automatischen Steuereinrichtung
auf einen gleichbleibenden, unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck einzustellen, weil dann auch der
Innendruck der erzeugten Luftbläschen und damit die vom Wasser aufgenommene Luft- oder Sauerstoffmenge konstant bleibt. Die
automatische Steuereinrichtung bewirkt, daß durch teilweises Öffnen oder Schließen der oberen Einlaßöffnung oder des
Durchmessers des Saugrohres nur so viel Luft oder Sauerstoff aufgenommen wird, wie es zur Aufrechterhaltung eines optimalen
Unterdrucks im Saugrohr erforderlich ist.
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_ 6 - KEIL&SCHAAFHAUSEN
PATENTANWÄLTE
Bezugszeichenliste:
1 Saugrohr
2 Druckgehäuse
3 Druckschlauch
4 Luftpolster
5 Ventil
6 Laufrad der Turbine
7 Tauchmotor
8 Betonsockel
9 Wasserlinie
äußeres Laufrad der Turbine
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Claims (1)
- _ 7 _ KEIL&SCHAAFHAUSENPATENTANWÄLTESchutzansprüche:1. Wasserbelüfter bestehend aus mindestens einem über die Wasseroberfläche hinausragenden Saugrohr (1), das mit einer unter der Wasseroberfläche aufgestellten, die Verteilung der angesaugten Luft im Wasser dienenden Turbine (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr mit einer Vorrichtung zur Steuerung der angesaugten Luftmenge ausgerüstet ist.2. Wasserbelüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Steuerung der angesaugten Luftmenge eine stufenlose Verminderung oder Erhöhung der angesaugten Luftmenge gestattet.3. Wasserbelüfter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der angesaugten Luftmenge durch eine Vorrichtung erfolgt, die eine Verengung oder Erweiterung des Durchmessers der oberen Einlaßöffnung des Saugrohres ermöglicht.4. Wasserbelüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der oberen Einlaßöffnung des Saugrohres durch eine Lochblende oder ein Drosselventil stufenlos einstellbar ist.5. Wasserbelüfter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der angesaugten Luftmenge durch eine Vorrichtung erfolgt, die eine Verengung oder Erweiterung des Durchmessers des Saugrohres ermöglicht.6. Wasserbelüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des aus einem flexiblen Material bestehen-19.08.97PATENTANWÄLTEden Saugrohres durch von außen auf das Saugrohr einwirkenden Druck vermindert werden kann.7. Wasserbelüfter nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des flexiblen Saugrohres durch eine Abklemmvorrichtung vermindert werden kann.8. Wasserbelüfter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer automatischen Steuereinrichtung im Saugrohr ein unter dem Atmosphärendruck liegender, gleichbleibender Luftdruck einstellbar ist.19.08.97
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29714917U DE29714917U1 (de) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Wasserbelüfter |
Applications Claiming Priority (1)
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DE29714917U DE29714917U1 (de) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Wasserbelüfter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29714917U1 true DE29714917U1 (de) | 1997-10-16 |
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ID=8044853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE29714917U Expired - Lifetime DE29714917U1 (de) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Wasserbelüfter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29714917U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2141668A1 (es) * | 1997-10-30 | 2000-03-16 | Univ Oviedo | Sistema de operacion e instaliciones con soplado ciclico en la escala de tiempos del tiempo de contacto entre burbujas y agua, con aplicacion en biorreactores y plantas integradas de tratamiento de agua. |
WO2002062455A1 (de) * | 2001-02-05 | 2002-08-15 | Paul Esser | Verfahren und vorrichtung zum einleiten eines gases in ein gewässer |
-
1997
- 1997-08-20 DE DE29714917U patent/DE29714917U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2141668A1 (es) * | 1997-10-30 | 2000-03-16 | Univ Oviedo | Sistema de operacion e instaliciones con soplado ciclico en la escala de tiempos del tiempo de contacto entre burbujas y agua, con aplicacion en biorreactores y plantas integradas de tratamiento de agua. |
WO2002062455A1 (de) * | 2001-02-05 | 2002-08-15 | Paul Esser | Verfahren und vorrichtung zum einleiten eines gases in ein gewässer |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 19971127 |
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R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20010501 |