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Abwasserspeicherschlauch
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Die Erfindung betrifft einen Abwasserspeicher, der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Art.
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Ein derartiger Speicher ist aus der DE-OS 26 13 826, Figur 7,8 bekannt.
Bei gegenüber üblicher Betonbeckenbauweise stark verringerten Kosten, lassen sich
erhebliche Abwassermengen aus einem Kanalisationsüberlauf zwischenzpeichern, wenn
bei starken Niederschlägen das Netz überfordert ist. Aus dem Speicher kann dann
gegebenenfalls unter Anpassung an die Aufnahmekapazität einer Kläranlage das Abwasser
wieder in das Netz zurückgegeben werden. Bisher häufig auftretende Emissionen in
Oberflächengewässer, die deren Ökologie zerstören, können vermieden werden.
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Bei der genannten bekannten Konstruktion strömt Abwasser zunächst
in den flach zusammengelegten Schlauch ein und füllt diesen. Zum Entleeren muß mit
Abwasserpumpen gearbeitet werden. Der Schlauch soll sich dann wieder flach zusammenlegen.
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Nachteilig ist hier zunächst die Notwendigkeit von Abwasserpumpen,
die von der Anschaffung und Wartung her kostenaufwendig
sowie störanfällig
sind. Ferner ist es wenig wahrscheinlich, daß die bekannte Konstruktion tatsächlich
restlos entleert werden kann. Vielmehr ist zu befürchten, daß beim Absaugen des
Abwassers der Schlauch sich in der Nähe der Absaugstelle zusammenlegt und dadurch
das Absaugen dahinterliegenden Wassers verhindert wird, eine restlose Entleerung
also nicht möglich ist.
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Eine restlose Entleerung ist aber notwendig, um für das nächste starke
Regenereignis die volle Kapazität zur Verfügung zu stellen. Ferner wirkt ein gefüllter
Schlauch erheblicher Größe (z.B. Durchmesser 3m, Länge 50m) sehr störend zum Beispiel
für die Schiffahrt oder für den optischen Eindruck eines idyllischen Parkteiches.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen
Abwasserspeicher der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei geringen Installations-
und Wartungskosten und auf einfache, problemlose Weise restlos entleerbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles
des Anspruchs 1 gelöst.
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Wird über den Luftanschluß an beliebiger Stelle des Schlauches in
den mit Abwasser gefüllten Schlauch Luft eingeblasen, so steigt diese auf und bildet
ein Luftpolster über dem Abwasserspiegel. Das Abwasser wird nach unten bis zur restlosen
Entleerung in die an tiefster Stelle des Schlauches liegende Mündung des Abwasseranschlusses
gedrückt. Auf sehr einfache Weise mit einer Luftpumpe wird also eine restlose Entleerung
erzielt. Die hierzu benötigte Luftpumpe und Luftschlauchverbindung zeichnet sich
gegenüber der nach dem Stand
der Technik benötigten Abwasserpumpe
durch erheblich geringere Installations- und Wartungskosten und wesentlich verringerte
Störanfälligkeit aus. Beim Ausblasen mit Luft bleibt der Schlauch bis zur restlosen
Entleerung prall aufgeblasen. Es können sich also keine Falten oder Taschen bilden,
in denen restliches Abwasser verbleibt.
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Weiterhin vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Abwasserspeicher durch
die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird die restlose
Entleerung beim Aufblasen weiter verbessert. Durch Niederhalten, z.B. mittels Verankerung
am Gewässerboden, oder Verringerung des Auftriebes wird das Abwasseranschlußende
des Schlauches niedergehalten. Dadurch wird die gegen das umgebende Gewässer Auftrieb
erzeugende Luft gezwungen, sich zum gegenüberliegenden freischwimmenden Schlauchende
hin zu sammeln, welches unter dem Auftrieb der Luft nach oben steigt. Der Schlauch
bleibt dabei prall aufgeblasen und nimmt somit eine Schräglage an, die vom niedergehaltenen
Abwasseranschlußende bis zum freien Ende schräg aufsteigend ausgebildet ist. Dadurch
wird sichergestellt, daß das Abwasser vom frei aufschwimmenden Ende zum niedergehaltenen
Abwasseranschlußende hin restlos nach unten hin ausgeblasen wird.
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Weiterhin vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Abwasserspeicher durch
die Merkmale des Anspruches 3 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird schon mit geringen
Ballastgewichten eine ausreichende Schräglage erreicht.
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Auch das ballastierte Abwasseranschlußende kann aber nach restloser
Entleerung noch aufschwimmen, wobei über einen flexiblen Abwasseranschluß für die
notwendige Beweglichkeit zu sorgen ist. Die dadurch gewährleistete freie Schwimmbarkeit
des Schlauches im
Gewässer verhindert zu starke, auf den Schlauch
einwirkendc Kräfte, die die 13cSastharkeit des l:olienmilteliales ühersteigen könnten.
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Weiterhin vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Abwasserspeicher durch
die Merkmale des Anspruches 4 gekennzeichnet. Wäre der Abwasseranschluß als freiverlegter
flexibler Schlauch ausgebildet, so bestünde die Gefahr des Verknickens, wodurch
das Füllen/ Entleeren behindert würde. Bei einem festverlegten Abwasseranschluß
mit beispielsweise ziehharmonikaartig ausgebildetem längenveränderlichen Zwischenstück,
das in lotrechter Lage nur Längenänderungen zuläßt und wobei der Schlauch gegen
seitliches Abteiben gesichert ist, jedoch in vertikaler Richtung frei aufschwimmen
kann, wird sichergestellt, daß der Abwasseranschluß nicht abknickt und somit stets
frei durchgängig bleibt. Zu hohe notwendige Ausblasdrücke, die wiederum das Folienmaterial
überlasten könnten, werden auf diese Weise vermieden.
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Weiterhin vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Abwasserspeicher durch
die Merkmale des Anspruches 5 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß die eingeblasene Luft sich sofort am frei aufschwimmbaren Ende des Schlauches
sammelt und sofort die gewünschte Schräglage des Schlauches cinstcllt, wodurch das
restlose kontinuierliche Ausblasen gewährleistet wird.
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Weiterhin vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Abwasserspeicher durch
die Merkmale des Anspruches 6 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird nach Abwasserentleerung
des Schlauches der nun mit Luft prall aufgeblasene Schlauch von Luft auch dann entleert,
wenn die Luft nicht von selbst entweichen kann. Nach Luftentleerung faltet sich
der Schlauch zusammen und sinkt auf den
Gewässerboden, wo er wenig
störend auf die nächste Befüllung wartet.
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Dabei sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruchs 7 vorgesehen. Ein
derartiger z.B. vom Waschbecken hey bekannter Syphonverschluß, also ein kommunizierend
in einer U-förmigen Ausbildung des Abwasseranschlusses stehender restlicher Abwasserspiegel
bildet einen Luftabschluß desAbwasseranschlusses desSchlauches und begünstigt die
restlose Luftentleerung durch Luftabsaugen.
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Schließlich ist der erfindungsgemäße Abwasserspeicher vorteilhaft
durch die Merkmale des Anspruches 8 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird ein konstruktiv
sehr einfacher Notüberlauf geschaffen, der nach vollständiger Befüllung des S-chlauches
einen weiteren Zustrom von Abwasser unter Druck und somit eine Oberlastung des Folienmateriales,
die zum Platzen führen könnte, verhindert.
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Für die Ansprüche 4 und 8 wird Schutz auch unabhängig von den übrigen
Ansprüchen beansprucht.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Schlauch 1 im Längsschnitt.
Der Schlauch ist aus einem geeigneten hochreißfesten Folienmaterial hergestellt
und weist beispielsweise zylindrische Grundform mit halbkugelförmig abgeschlossenen
Enden auf. Je nach Herstellungsmöglichkeit sind jedoch auch andere langgestreckte
Grundformen möglich.
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Der Schlauch 1 ist freischwimmend in einem Gewässer, z.B.
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einem Bleich, mit Gewässeroberflfiche 2 angeordnet und mit .m Sclilsucli
befestigten Ringen 3 an l'fählen 4 gegen seitliches Wegschwimmen gesichert, wobei
jedoch freies Aufschwimmen und Absenken zugelassen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind vier Pfähle in der Nähe der Längsenden des Schlauches vorgesehen.
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Der Schlauch 1 ist in der Nähe des Gewässerufers 5 angeordnet, das
in der Zeichnung im Schnitt dargestellt ist.
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Zur Verbesserung der zeichnerischen Darstellung ist der Schlauch quer
zum Ufer angeordnet. Vorteilhafter, insbesondere bei erheblicher Länge es Schlauches,
wäre eine Anordnung parallel zum Ufer. Zur Speicherung erheblicher Abwassermengen
kann ein solcher Schlauch beispielsweise einen Durchmesser von drei Metern und eine
Länge von 100 Metern aufweisen, also ein Volumen von ca. 700 m3.
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In der Nähe des Ufers 5 ist unter der Erdoberfläche 6 ein Kanal 7
des städtischen Abwasserkantisationsnetzes angeordnet. An diesem ist ein Abwasserüberlaufanschluß
8 mit einer Überlaufschwelle 9 vorgesehen. Der Kanalspiegel 10 im Kanal 7 liegt
normalerweise unter der Schwelle 9. Bei starken Regenereignissen, also Überlastung
des Kanalisationsnetzes,steigt der Spiegel 10 soweit an, daß das Abwasser über die
Überlaufschwelle 9 in den Überlaufanschluß 8 läuft. Normalerweise ist an dieser
Stelle ein Auslaß in das danebenliegende Gewässer vorgesehen, was zu starken Gewässerverschmutzungen
führt.
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Wie in der Zeichnung dargestellt, ist an den Oberlaufanschluß 8 ein
Abwasseranschluß angeschlossen, bestehend aus einem Bogen 11, Rohr 12 und einem
U-Stück 13. Diese sind in der Erde bzw. unter dem Gewässerboden 14 fest verlegt.
Der Endflansch 15 des U-Stückes 13 mündet von
unten unterhalb des
Schlauches 1.
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An den Endflansch 15 ist ein längenveränderliches, im dargestellten
Ausführungsfall ziehharmonikaartig aus elastischem Material hergestelltes Zwischenstück
16 angeschlossen, das in lotrechter Lage den Zwischenflansch 15 mit der Einmündung
17 des Abwasseranschlusses 11, 12, 13, 16 in den Schlauch 1 verbindet. Die Mündung
17 ist im Bodenteil des Schlauches, also von unten mündend vorgesehen.
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Der Schlauch 1 kann, an den Pfählen 4 gegen seitliches Abtreiben gesichert,
frei aufschwimmen und absinken, jedoch nur in lotrechter Richtung. Dabei wird das
Zwischenstück 16 zusammengefaltet bzw. ausgezogen. Die restlichen Teile 11, 12,
13 des Abwasseranschlusses sind fest angeordnet. Der gesamte Abwasseranschluß bleibt
also stets frei durchgängig und kann nicht abknicken oder sonstwie versperren.
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Steigt bei einem starken Regenereignis der Kanalspiegel 10 im Kanal
7 bis über die Überlaufschwelle 9 an, so fließt Abwasser durch den Abwasseranschluß
11, 12, 13, 16 in den Schlauch und füllt diesen solange, bis der Regen abklingt
und der Kanalspiegel 10 wieder absinkt. Bei sehr starken, selten vorkommenden Regenereignissen
kann auch nach restloser Füllung des Schlauches noch Wasser mit hohem Druck in den
Schlauch drücken. Der Schlauch könnte dann platzen. Für diesen Fall muß ein Notüberlauf
vorgesehen sein. Dieser ist am Bogen 11 des Abwasseranschlusses, also in der Nähe
des Kanales 7, vorgesehen.
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An den Bogen 11 ist ein nach oben ragender Schacht 18 angeschlossen,
der über einer Notüberlaufschwelle 19 eine Öffnung 20 zum Gewässer hin aufweist.
Die Notüberlaufschwelle 19 liegt höher als die Überlaufschwelle 9 des Sieles 7 sowie
selbstverständlich höher als die Gewässeroberfläche 2.
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Wenn das starke Regenereignis abgeklungen ist und die Füllung des
Schlauches 1 beendet ist, so liegt dieser unter Wasser auf dem Gewässerboden 14
und ist teilweise oder vollständig mit Abwasser gefüllt. Er muß nun wieder zum Kanal
7 hin entleert werden. In günstigen Ausnahmefällen kann der Kanal 7 tiefer liegen
als der Gewässerboden 14. Das Abwasser könnte dann gravimetrisch aus dem Schlauch
1 in den Kanal 7 zurückströmen. In den meisten Fällen liegt jedoch der Kanalspiegel
10 im Kanal 7 etwa auf der Höhe der Gewässeroberfläche 2, so daß das Wasser entgegen
der Schwerkraft hochgepumpt oder hochgedrückt werden muß. Erfindungsgemäß sollen
jedoch Abwasserpumpen vermieden werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher das Abwasser aus dem Schlauch
mit Druckluft ausgeblasen. Am Ufer ist auf der Erdoberfläche 6 in der Nähe des Schlauches
eine schematisch dargestellte Luftpumpe 21 angeordnet, von der ein Luftschlauch
22 zum Schlauch 1 führt. Vorteilhaft mündet der Luftschlauch 22 an der Oberseite
des Schlauches 1 in der Nähe von dessen freiem Ende 23, das dem Abwasseranschlußende
24 gegenüberliegt. Einströmende Luft verdrängt nun Abwasser aus dem Schlauch 1 und
bildet einen Pegel 25 aus, der bei weiter zuströmender Luft absinkt.
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Die untenliegende Mündung 17 des Abwasseranschlusses nimmt das gesamte
Abwasser auf, bis der Schlauch 1 restlos von Abwasser entleert ist. Der Schlauch
bleibt dabei stets restlos mit Abwasser oder mit Luft stramm gefüllt.
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Es wird daher ein Einknicken des Schlauches verhindert bzw. eine Bildung
von Taschen, in denen restliches Abwasser verbleibt.
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In vorteilhafter Weise wird beim Entleeren gewährleistet daß der Schlauch
stets die in der Figur dargestellte Schräglage annimmt, bei der das Abwasseranschluß-
ende
24 tiefer liegt als das freie Ende 23. Zu diesem Zweck ist am Abwasseranschlußende
24 dafür Sorge getragen, daß es in seinem Auftrieb behindert wird. Dies kann beispielsweise
durch eine niederhaltende Verankerung am Gewässerboden, beispielsweise an den Pfählen
4, geschehen. Es könnten dann aber zu starke Auftriebskräfte auf den Schlauch wirken,
die das Folienmaterial überlasten.
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Vorteilhaft wird daher das Aufschwimmen auch des Abwasseranschlußendes
24 zugelassen, dieses aber mit Ballastgewichten 26 geringfügig ballastiert. Eine
Auftriebsverringerung am Abwasseranschlußende 24 kann auch durch die Federwirkung
des längenveränderlichen Zwischenstückes 16 erfolgen bzw. durch das Ende 24 niederhaltende
am Gewässerboden 14 verankerte Federn. Ballastgewichte 26 dürften jedoch die konstruktiv
einfachste Lösung darstellen.
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Nach beendeter Abwasserentleerung schwimmt der luftgefüllte Schlauch
an der Gewässeroberfläche und wird vorteilhaft abschließend von Luft entleert, um
zusammengefaltet auf den Gewässerboden abzusinken. Um auch diesen Vorgang frei von
Zufällen wohlgesteuert ablaufen zu lassen, wird zu diesem Zweck die Luftpumpe 21
zum Luftabsaugen umgeschaltet. Es wird nun Luft über den Luftschlauch 22 aus dem
Schlauch 1 abgezogen, bis die Luft entfernt ist. Wäre jetzt aber der Abwasseranschluß
11, 12, 13, 17 vollständig luftgefüllt, so könnte hier Luft zuströmen und eine Luftentleerung
des Schlauches wäre nicht möglich.
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Erfindungsgemäß wird daher durch entsprechende Ausbildung des Abwasseranschlusses
in diesem ein Syphonabschluß vorgesehen. Dieser ist in üblicher Weise als U-förmige
Ausbildung des Abwasseranschlusses im(vertikalen Schnitt)
ausgebildet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck das U-Stück 13 vorgesehen.
Auch nach restlosem Ausblasen des Abwassers bleibt in diesem ein luftverschließender
Wasserpegel übrig, der das Einströmen von Luft verhindert und das restlose Absaugen
der Luft aus dem Schlauch 1 ermöglicht. Der Syphonabschluß im U-Stück 13 bildet
außerdem in bekannter Weise einen Geruchsverschluß und verhindert das Austreten
von Gerüchen. aus dem nach häufiger Benutzung mit Schlammresten verschmutzten Schlauch
1 in die Umgebung.
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Nach Luftentleerung des Schlauches 1 ist dieser zusammengefaltet und
legt sich auf den Gewässerboden. Bei dem nächsten Regenereignis kann Abwasser wieder
einströmen.
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Durch die Lage des Anschlusses des Luftschlauches 22 in der Nähe des
freien Endes des Schlauches 1 ist dafür Sorge getragen, daß bei der stets eingehaltenen
Schräglage des Schlauches die Luft restlos aus dem Schlauch entfernt wird. Sollten
dennoch restliche Luftblasen im Schlauch verbleiben, so können diese beim nächsten
Befüllen mit Abwasser durch Entlüften entfernt werden.
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Zu diesem Zweck ist an der Luftpumpe 21 eine Entlüftungseinrichtung
vorgesehen, die während des Befüllens des Schlauches mit Abwasser durch den Schlauch
22 restliche Luft aus dem Schlauch 1 abläßt, jedoch die Entlüftung verschließt,
sobald der Schlauch 1 restlos mit Abwasser gefüllt ist.