DE3812136A1 - Verfahren und vorrichtung zur regenwassererfassung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur regenwassererfassung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regen­ wassererfassung aus einem von der Dachrinne ab­ gehenden Fallrohres, bei der das Wasser über ein Deckelteil durch eine in einem Mittelteil gehaltene, in der Regel leicht konische Siebeinrichtung und Regenwassertrenneinrichtung, die ein- oder zweitei­ lig in Längsrichtung ausgebildet ist, gelenkt wird, wobei das grob verunreinigte Wasser als unbrauch­ bar entfernt und das von Schmutzteilen über einer gewählten Trenngrenze, ausgehend von ca. 50 µ auf­ wärts, befreite Wasser der Weiterverwendung zuge­ führt wird, sowie eine beispielsweise Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Durch das deutsche Patent 19 02 417 ist ein im Dachrinnenfallrohr angeordneter Laub- und Schmutz­ fänger bekannt.
Hierbei ist das von den gröberen Feststoffen be­ freite Abwasser für Gartenzwecke separat abführ­ bar. Bei starker Belastung durch Nadelbäume und Laub wird ein engmaschiges Sieb mit einer Maschen­ weite von ca. 5 × 5 mm über dem vorhandenen Messing­ sieb angebracht. Der Zufluß wird gestoppt, wenn der Wasserspiegel die Waagerechte zum Abflußstutzen übersteigt. Das Wasser fließt dann durch das Stand­ rohr in den Kanal.
Wird kein Wasser benötigt, so werden die Feststoffe, wie Laub usw., zurück in das Wasser nach oben über einen Ringspalt zu dem Überlauf geführt, und das Wasser fließt zwischen dem Ringraum an dem ver­ stopften Sieb vorbei.
Die Nachteile dieses Prinzips - das es wahr­ scheinlich in vielzahligen Variationen gibt - sind eindeutig, da das abziehbare Nutzwasser nicht echt gefiltert ist und lediglich als Garten­ brauchwasser verwendet werden kann, sofern keine zusätzlichen Geräte eingesetzt werden. Es kann nicht als Brauchwasser für die Verwen­ dung z. B. in der Waschküche eingesetzt werden.
Dies berücksichtigend, ist es Aufgabe der Er­ findung, ein Verfahren nach der eingangs be­ schriebenen Art zu nennen, das eine hohe Trenn­ leistung aufweist und dessen Siebeinrichtung und Regenwassertrenneinrichtung leicht auszuwechseln und leicht zu reinigen ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß die durchströmte Siebeinrichtung rückwärtig mit in Fallrichtung des Wassers sich ab­ spreizenden, zusammenhängenden, mit ihren Hoch­ punkten der Siebeinrichtung anliegenden, lamellen­ artigen Ausformungen, die eine adhäsive Regen­ wassertrenneinrichtung bildet, tangiert, daß durch Erzeugung dieser adhäsiven Trennkräfte der größte Teil des im abspreizenden bis senk­ rechten Winkel abgeführten Wassers, und unter Beibehaltung eines geringen Anteiles von nicht durch die Siebeinrichtung durchströmten Wassers für den Transport oberhalb der Trenngrenze der Siebeinrichtung, das mit Schmutz versetzte Was­ ser zur Entsorgung geführt wird.
Die in der Regel senkrecht durchströmte, leicht konische Siebeinrichtung bestimmt mit ihrer Maschenweite die Trennschärfe des Siebdurchganges, während das dem Sieb anschließende adhäsive Fil­ ter die Wirkung dieser Regenwassertrennein­ richtung aufgrund der Verschiedenheit der moleku­ laren Anziehungskräfte als Spannung entstehen läßt, die man allgemeinhin als "Haftspannung" be­ zeichnet. Man definiert sie als eine resersibel zu ge­ winnende Arbeit für die Erzeugung einer bestimmten Grenzfläche fest/flüssig. Ist die Haftspannung größer als die Oberflächen­ spannung der Flüssigkeit, so zieht sie die Flüssig­ keit zu einer immer dünneren Schicht aus, d. h. es entsteht eine vollständige Benetzung (Euken, Lehrbuch für Chemie und Physik, Band II, 2, Seite 1276, Leipzig 1949).
Das abgeleitete Wasser nimmt dabei einen in Fall­ richtung ansteigenden Winkel an.
Wesentlich ist, die Kombination der beiden Teile, d. h. der Siebeinrichtung und der Regenwassertrenn­ einrichtung. Für die Regenwassertrenneinrichtung wurden in um­ fangreichen Reihenversuchen bei lamellenartigen Ausformungen gute Wirkungsgrade ermittelt.
Die Erzeugung dieser adhäsiven Trennkräfte führt den größten Teil des Wassers in einen sich abspreizenden bis zur Senkrechten zur Fallrichtung abgeführten Anteil über, während der geringere zweite Teilstrom lediglich die Spülung als Schmutzwasser unterstützt.
Zur verfahrensgerechten Ausbildung des Siebes wird ergänzend vorgeschlagen, das als Regenwassertrenneinrichtung ein in Fall­ richtung gedehnter, ganzflächig die Siebeinrich­ tung abdeckender Streckmetallkörper, dessen Ober­ fläche durch Aufrauhung vergrößert ist, vorge­ sehen ist, oder aber auch andere Stoffe mit äquivalentem Trennverhalten - wie Metallwolle, textile Strukturen, offenporige Polyurethan­ formen und offenporige Keramikformen - ver­ wendet werden.
Zur Ausbildung der Siebeinrichtung ist vorge­ sehen, daß als Siebeinrichtung ein Siebgewebe oder ein Gitter oder ein Loch- oder Langlochsieb durch­ strömt wird.
Die Grundgedanken der verfahrenstechnischen Kon­ zeption ermöglichen eine breite Kombination der verschiedenen Wassertrenneinrichtungen in Ver­ bindung mit der Siebeinrichtung.
Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens sieht vor, daß in dem Deckelteil ein konzentrisch ange­ ordneter Einlaßstutzen ausgebildet ist, der in seinem Austrittsbereich, vor dem Eintritt in die Siebeinrichtung, im letzten Drittel seiner Länge eine sich zunächst verengende, dann wie­ der erweiternde Einschnürung aufweist und durch Steckverbindung mit dem Mittelteil und über eine weitere Steckverbindung mit dem Unterteil ver­ bunden ist, das seinerseits mit dem unteren Fall­ rohr steckverbunden ist, und daß die Siebeinrichtung über ihre Öffnungen, die Regenwassertrenneinrichtung und über einen Ab­ weiskragen das gefilterte Wasser in den Spalt zwischen Abweiskragen und Unterteil über ein Rohr zum Speicher führt, oder - bei gefülltem Speicher in Umkehrung der Strömungsrichtung - über das Rohr zum Unterteil eine Überlaufverbindung in das untere Fallrohr besteht.
Die in der Regel aus drei umfassenden Grundteilen bestehende Vorrichtung, d. h., aus einem Deckelteil mit kon­ zentrisch angeordneten Einlaßstutzen, einem Mittelteil und einem Unterteil mit einem in das fortsetzende Fallrohr einmündenden Auslaßstutzen, läßt sich durch einfache Steckverbindungen zu einer Regenwassertrenneinrichtung verbinden, wo­ bei das Mittelteil eine konische Siebeinrichtung aufnimmt, und den Öffnungen dieser Siebeinrichtung die Regenwassertrenneinrichtung anliegt, die durch einen an der konischen Siebeinrichtung ange­ ordneten Abweiskragen gehalten ist. Das abgetrennte Wasser wird durch einen Spalt zwischen Abweiskragen und Unterteil zum Speicher geführt und bei gefülltem Speicher, in Umkehrung der Strömungsrichtung, über die zum Unter­ teil führende Überlaufverbindung in das fort­ setzende untere Fallrohr geleitet ist.
Des weiteren ist vorgesehen, daß die Siebeinrichtung und die Regenwasser­ trenneinrichtung, die zusammen eine Einheit bilden, in Reihe mit einer oder weiteren Ein­ heiten dieser Art verbunden ist bzw. sind, wobei der Durchgang durch die Regenwassertrenn­ einrichtung der gleiche, oder verkleinert oder vergrößert ist und jeder Einheit ein Speicher zugeordnet ist, wobei der Überlauf aus der nachgeordneten Einheit in den vorgeordneten Speicher oder auch in die vorgeordnete Einheit einmündet.
Ergänzend kann in die Siebeinrichtung ein aus­ wechselbarer Papier- oder Zellstoffilter einge­ bracht sein.
Ein vereinfachtes, für den Gartenbau aber durchaus geeignetes Verfahren sieht vor, daß die Siebeinrichtung und die Regenwasser­ trenneinrichtung einteilig ist, wobei die an­ geströmte Frontseite mit ihren auf die Öffnungen bezogenen Oberflächen die Funktion des Siebes und die abgehenden Lamellen die adhäsive Trenn­ funktion übernehmen. Hierbei führt die Ebene der Siebeinrichtung un­ mittelbar in die der Regenwassertrenneinrichtung über. Man kann sich eine gedachte Linie als Teilungs­ grenze für die beiden Einrichtungen vorstellen.
Ein nach diesen Prinzipien bzw. Merkmalen ausge­ bildetes Verfahren sowie eine beispielsweise Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens wird in vollem Umfang der Aufgabenstellung gerecht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer beispielsweisen Darstellung einer Vor­ richtung zur Regenwassererfassung und gegen Trennung von Feststoffen aller Art näher er­ läutert.
Fig. 1 zeigt die Anordnung einer in ein Fallrohr überführenden Dach­ rinne in die auffangende, in einen Speicher führende Regen­ wassertrenn- und Siebeinrich­ tung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt A aus Fig. 1 durch die Regenwassertrenn- und Siebeinrichtung in geschlossenem Zustand.
Fig. 3 zeigt denselben Bereich (A aus Fig. 1) geöffnet zur seitlichen Heraus­ nahme bei notwendigem Wechsel der Regenwassertrenneinrichtung.
Fig. 4 zeigt in einem Ausschnitt aus Fig. 3 eine aus einem Streckmetall gefertigte Regenwassertrenneinrichtung, die für die Entwicklung starker adhäsiver Kräfte ausgelegt ist.
Aus Fig. 1 ist der Übertritt des Regenwassers von der Dachtraufe in die Dachrinne 1 zu ent­ nehmen. An der Dachrinne 1 ist ein an der Gebäude­ wand befestigtes Fallrohr 2 angeschlossen, das über einen im Deckel 3 konzentrisch angeordneten Einlaßstutzen 3.1 und Leitrohr 3.3, die in die Einheit 7 überführen, angeschlossen ist.
Die Einheit 7 besteht im einzelnen aus der bereits erwähnten Deckelkonstruktion 3, zu der ergänzend zu bemerken ist, daß der Stutzen 3.1 ohne Trennung in das Leitrohr 3.4 überführt, das in den oberen angebördelten Endbereich 4.9 der Siebeinrichtung 4.2, um ein geringes Maß in diese eintauchend, endet.
Das Mittelteil 4 wird durch das Außenrohr 4.1, das eine in der Regel zweiteilige Regenwasser­ trenneinrichtung 4.4 aufnimmt, gebildet. Hierbei liegt den Sieböffnungen 4.3 die Sieb­ einrichtung 4.2 der Regenwassertrenneinrichtung 4.4 an und endet oberhalb des Abweiskragens 4.5, der im Endbereich 4.6 der Siebeinrichtung 4.2 angeordnet ist. Die Regenwassertrenneinrichtung 4.4 ist ein Me­ tallwolleformling. Das Unterteil 5 ist durch die Steckverbindung 4.8, und das Deckelteil 3 durch die Steckverbin­ dung 4.7 mit dem Mittelteil 4 verbindbar.
Im Gegensatz zu der Darstellung kann der Ab­ weiskragen 4.5 auch ein getrenntes, auf den Endbereich 4.6 der Siebeinrichtung 4.2 aufschieb­ bar, fixierbares Teil sein, so daß nach Trennung des Abweiskragens 4.5 von der Siebeinrichtung 4.2 die Regenwassertrenneinrichtung 4.4 auch in ein­ teiliger Ausführung nach unten als Ganzes abge­ zogen werden kann.
Das Unterteil 5 weist einen konzentrisch ange­ ordneten Ausgangsstutzen 5.2 auf, der in seiner Höhe so abgestimmt ist, daß für den Rücklauf aus dem Speicher 9 ein ausreichender Spalt 5.4 zwischen dem Abweiskragen 4.5 bzw. dem Endbereich des konischen Stützrohres 4.9 und der Endbegrenzung des Ausgangsstutzens 5 verbleibt.
Der Ausgangsstutzen 5.2 führt in ein fortsetzen­ des Fallrohr 6 ein, während der seitliche Aus­ laufstutzen 5.1 über die Auslaßleitung 8, die aus elastischem Material hergestellt sein kann, in den Speicherbehälter 9 überführt, wobei dessen Überlauf in umgekehrter Strömungsrichtung über das Rohr 8 aus dem Auslaßstutzen 5.1 und dem Spalt 5.4 in den inneren Bereich, d. h., den Aus­ gangsstutzen 5.2, des Unterteiles 5 zurückführt und in das Fallrohr 6 überführt.
Für die Herstellung der Regenwassertrennein­ richtung 4.4 wird in der Regel ein offenporiger Polyurethanschaumstoff benutzt, dessen Bläschen­ struktur durch die Öffnung seine gerüstbildende Charakteristik behält, so daß sowohl die Bläschen als auch der Freiraum zwischen den einzelnen Bläs­ chen der Kugelpackung wasserführend verbunden sind. Selbstverständlich können auch andere Filter­ stoffe aus Metallwolle oder sonstiger textiler Struktur oder auch offenporiger Keramik oder Vlies zur Herstellung der Regenwassertrennein­ richtung 4.4 verwendet werden. Um die Trennschärfe des Filters noch zu er­ höhen, kann in die Siebeinrichtung 4.2 ein nicht gezeichneter Papier- oder Zellstoffilter er­ gänzend auswechselbar eingebracht werden.
Durch die Fig. 4 wird die Kombination einer Siebeinrichtung 4.2 mit einer besonderen adhäsiven Regenwassertrenneinrichtung 4.4 ausgewiesen. Die Regenwassertrenneinrichtung 4.4 ist ein in Fallrichtung gedehnter, ganzflächig die Siebein­ richtung 4.2 abdeckender Streckmetallkörper 4.4.1, dessen Oberfläche durch Aufrauhung vergrößert ist. Dieser Streckmetallkörper 4.4.1 entwickelt nicht nur ein nahezu ideales Strömungsverhalten im Sinne der Erfindung, er weist darüber hinaus eine hervorragende Stabilität auf, die ihn zur Aufnahme der Siebeinrichtung 4.2 prädestiniert.
Beide Teile können leicht entnommen und bei­ spielsweise durch Wasserstrahl abgereinigt werden.
Es ist ebenfalls vorsehbar, daß die Siebein­ richtung und die Regenwassertrenneinrichtung in Reihe mit einer oder weiteren Einheiten dieser Art verbunden ist bzw. sind, wobei in der Regel der Durchgang durch die Regenwassertrenneinrich­ tung 4.4 der gleiche, oder verkleinert oder vergrößert ist und jeder der Einheit 7 ein Speicher 9 zugeordnet ist.
Hierbei mündet der Überlauf aus der nachgeordneten weiteren Einrichtung 7 in den vorgeordneten Speicher 9 zurück, wobei anstelle dieser Führung auch nochmals in die vorgeordnete Einheit 7 ein­ geleitet werden kann.

Claims (7)

1. Verfahren zur Regenwassererfassung aus einem von der Dachrinne (1) abgehenden Fallrohres (2), bei der das Wasser über ein Deckelteil (3) durch eine in einem Mittelteil (4) ge­ haltene, in der Regel leicht konische Sieb­ einrichtung (4.2) und Regenwassertrennein­ richtung (4.4), die ein- oder zweiteilig in Längsrichtung ausgebildet ist, gelenkt wird, wobei das grob verunreinigte Wasser als unbrauchbar entfernt und das von den Schmutzteilen über einer gewählten Trenngrenze, ausgehend von ca. 50 µ aufwärts, befreite Wasser der Wieder­ verwendung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die durchströmte Siebeinrichtung (4.2) rückwärtig mit in Fallrichtung des Wassers sich abspreizenden, zusammenhängenden, mit ihren Hochpunkten der Siebeinrichtung (4.2) anliegenden, lamellenartigen Ausformungen, die eine adhäsive Regenwassertrenneinrichtung (4.4) bildet, tangiert,
daß durch Erzeugung dieser adhäsiven Trenn­ kräfte der größte Teil des im abspreizenden bis senkrechten Winkel abgeführten Wassers, und unter Beibehaltung eines geringen An­ teiles von nicht durch die Siebeinrichtung (4.2) durchströmten Wassers für den Trans­ port oberhalb der Trenngrenze der Siebein­ richtung (4.2), das mit Schmutz versetzte Wasser zur Entsorgung geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Regenwassertrenneinrichtung (4.4) ein in Fallrichtung gedehnter, ganzflächig die Siebeinrichtung (4.2) abdeckender Streckmetall­ körper (4.4.1), dessen Oberfläche durch Auf­ rauhung vergrößert ist, vorgesehen ist, oder aber auch andere Stoffe mit äquivalentem Trenn­ verhalten - wie Metallwolle, textile Strukturen, offenporige Polyurethanformen und offenporige Keramikformen - verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Siebeinrichtung (4.2) ein Siebgewebe oder ein Gitter oder ein Loch- oder Langloch­ sieb durchströmt wird.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Deckelteil (3) ein konzentrisch angeordneter Einlaßstutzen (3.1) ausgebildet ist, der in seinem Austrittsbereich (3.3), vor dem Eintritt in die Siebeinrichtung (4.2), im letzten Drittel seiner Länge eine sich zunächst verengende, dann wieder erweiternde Einschnürung aufweist und durch Steckverbindung (4.7) mit dem Mittelteil (4) und über eine weitere Steck­ verbindung (4.6) mit dem Unterteil (5) verbunden ist, das seinerseits mit dem unteren Fallrohr (6) steckverbunden ist, und
daß die Siebeinrichtung (4.2) über ihre Öffnungen (4.3), die Regenwassertrenneinrich­ tung (4.4) und über einen Abweiskragen (4.5) das gefilterte Wasser in den Spalt (5.4) zwi­ schen Abweiskragen (4.5) und Unterteil (5) über ein Rohr (8) zum Speicher (9) führt, oder - bei gefülltem Speicher (9) in Umkehrung der Strömungsrichtung - über das Rohr (8) zum Unterteil (5) eine Überlaufverbindung in das untere Fallrohr (6) besteht.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Siebeinrichtung (4.2) und die Regen­ wassertrenneinrichtung (4.4), die zusammen eine Einheit (7) bilden, in Reihe mit einer oder weiteren Einheiten dieser Art verbunden ist bzw. sind, wobei der Durchgang durch die Regenwassertrenneinrichtung (4.4) der gleiche, oder verkleinert oder vergrößert ist und je­ der Einheit (7) ein Speicher (9) zugeordnet ist, wobei der Überlauf aus der nachgeordneten Einheit (7) in den vorgeordneten Speicher (9) oder auch in die vorgeordnete Einheit (7) einmündet.
6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ergänzend in die Siebeinrichtung (4.2) ein auswechselbarer Papier- oder Zellstoffilter eingebracht ist.
7. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebeinrichtung (4.2) und die Regen­ wassertrenneinrichtung (4.4) einteilig ist, wobei die angeströmte Frontseite mit ihren auf die Öffnungen bezogenen Oberflächen die Funktion des Siebes und die abgehenden Lamellen die adhäsive Trennfunktion übernehmen.
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