EP1039052B1

EP1039052B1 - Verfahren zum Reinigen eines Flüssigkeitsspeicherraums, Flüssigkeitsspeicherraum und Spültrommel

Info

Publication number: EP1039052B1
Application number: EP00104849A
Authority: EP
Inventors: Karl Kraus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-20
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2003-06-11
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: EP1039052A3; DE50002512D1; DE19912724A1; ATE242828T1; EP1039052A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Flüssigkeitsspeicherraums, einen Flüssigkeitsspeicherraum, insbesondere ein Regenüberlaufbecken, sowie eine Spültrommel.

Flüssigkeitsspeicherräume im Sinne der Erfindung sind Speicherräume zum Auffangen und verzögerten Weitergeben von stoßweise anfallenden Flüssigkeitsmengen, um in Flußrichtung nachfolgende Einrichtungen nicht zu überlasten. Derartige Flüssigkeitsspeicherräume werden häufig als Kläranlagen vorgeschaltete Regenüberlaufbecken, Regenrückhaltebecken, Regenklärbecken und Staukanäle bei der Abwasserbeseitigung verwendet.

Bei starken und lang andauernden Regenfällen fallen stoßartige Regen- oder Mischwassermengen an, die um ein Vielfaches die Kapazitäten des Kanalnetzes und der Kläranlagen übersteigen. Solche Regenwasserstöße werden durch vorübergehende Speicherung in Regenüberlaufbecken oder Kanalstauräumen aufgefangen und zeitlich verzögert weitergegeben. Die ankommenden Wassermengen führen gerade zu Beginn des Regenereignisses eine erhebliche Schmutzfracht mit sich, da die im Kanalisationssystem abgelagerten Schutzstoffe durch den Regenwasserstoß mitgerissen werden. Während der Speicherung lagern sich die Schmutzstoffe zum großen Teil am Boden der Flüssigkeitsspeicherräume ab und bilden dort einen Bodenschlamm. Im Zuge der Entleerung muß dieser Bodenschlamm über den Ablauf entfernt werden. Da die Strömung in den Speicherräumen jedoch zu gering ist und die damit verbundene Schleppkraft des Wassers für den Transport der Ablagerung nicht ausreicht, bleibt nach der Entleerung des Flüssigkeitsspeicherraums der überwiegende Teil des Bodenschlamms zurück.

Aus der DE 35 03 509 A1 ist ein Flüssigkeitsspeicherraum mit einer Spüleinrichtung bekannt, der eine den Speicherraum in eine Vorkammer und eine Hauptkammer unterteilende Trennwand aufweist. Bei steigendem Wasserstand in der Hauptkammer wird über eine durch eine Rückschlagklappe verschließbare Zulauföffnung eine im Bereich der Vorkammer ausgebildete Spülschwallspeicherkammer gefüllt. Die Spülschwallspeicherkammer weist mindestens eine in die Hauptkammer führende Spülöffnung auf, die durch eine vom Sammelflüssigkeitsniveau gesteuerte Verschlußklappe derart verschlossen und freigegeben wird, daß die gesammelte Speicherflüssigkeit bei leergelaufenem Speicherraum als Spülschwall in die Hauptkammer austreten kann. Bei dem bekannten Flüssigkeitsspeicherraum ist als nachteilig festzustellen, daß ein nachträglicher Einbau in bereits bestehende Regenüberlaufbecken nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich ist. Insbesondere ist bei dem bekannten Flüssigkeitsspeicherraum ein aufwendiges Bauwerk erforderlich, bei dem das Risiko verschmutzungsbedingter Betriebsstörungen sehr hoch ist. Des weiteren ist die die Spülöffnung steuernde Verschlußklappe so auszugestalten, daß sie stets, auch bei sehr hoher Druckbeaufschlagung, dicht geschlossen und wieder geöffnet werden kann. Dies ist nur mit großem Aufwand möglich, da die im Abwasser enthaltene Schmutzfracht ein dichtes Schließen der Verschlusskappe erschweren kann.

Aus der DE 35 25 667 A1 ist des weiteren bekannt, die Spülschwallspeicherkammer im Bereich der Sohlhochpunkte des Flüssigkeitsspeicherraums anzuordnen.

Aus der DE 36 10 737 A1 ist eine Spülkippe bekannt, die einen langgestreckten, um eine etwa horizontale Achse schwenkbar gelagerten Trog aufweist, der aus seiner Normalstellung bei vollständiger Befüllung mit Wasser plötzlich umkippt und dabei das Wasser nach unten abwirft. Obwohl es sich bei der Spülkippe um eine einfache und nicht gegen Verschmutzung anfällige Vorrichtung zum Spülen von Flüssigkeitsspeicherräumen handelt, ist als nachteilig festzuhalten, daß zum Befüllen der Spülkippe Wasser aus einer Wasserversorgung sowie Fremdenergie zur Befüllung und Steuerung der Spülkippe notwendig sind. Vergleichbare Spülkippen sind aus der DE 195 48 240 A1, der DE 36 10 737 A1 und der DE 34 18 714 A1 bekannt.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung eines Flüssigkeitsspeicherraums sowie einen Flüssigkeitspeicherraum bereitzustellen, bei dem auf eine einfache Art und Weise bzw. mit konstruktiv einfachen Mitteln eine möglichst effektive Reinigung des Flüssigkeitsspeicherraums erfolgt. Insbesondere soll erfindungsgemäß die Schmutzanfälligkeit minimiert und eine problemlose, also kostengünstige und technisch einfache Nachrüstung bereits bestehender Flüssigkeitsspeicherräume ermöglicht werden.

Als erste Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe werden ein Verfahren zum Reinigen eines Flüssigkeitsspeicherraums mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Flüssigkeitsspeicherraum mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen.

Erfindungsgemäß wird demnach zum Reinigen eines Flüssigkeitsspeicherraums, insbesondere eines Regenüberlaufbekkens, mit einem Hauptbecken und einer dem Hauptbecken über einen Durchlaß zugeordneten Vorkammer eine Spülkippe in dem Hauptbecken vorgesehen, wobei in der Vorkammer und in dem Kanalnetz ein Wasservorrat zum Schwallspülen des Hauptbekkens aufgestaut und die Spülkippe mit aus der Vorkammer überlaufendem Wasser zum Spülen des Hauptbeckens befüllt wird. Bei der Vorkammer handelt es sich insbesondere um das Entlastungsbauwerk zum Vorfluter. Dieses Vorgehen ermöglicht ein erstes Spülen des Hauptbeckens und des davor liegenden Kanalnetzes und ein sich direkt an die Entleerung des Hauptbeckens anschließendes Spülen mit aus der Spülkippe stammendem Wasser. Aufgrund der erfindungsgemäßen Möglichkeit eines zweimaligen Spülen bei nur geringem baulichen Aufwand kann das Hauptbecken weitgehend von Verschmutzungen und Bodenschlamm gereinigt werden. Die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Spüleinrichtungen bekannten Probleme des dichten Verschließens von die Spülflüssigkeit steuernden Verschlußklappen treten bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht mehr auf, da bei der Bildung eines Rückstaus in der Vorkammer ausschließlich in Flußrichtung ein zumindest teilweises Verschließen des Durchlasses stattfindet (Mindestdurchlaß z.B. 2-facher Trockenwetterzulauf). Als besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Kombination der Rückstaubildung in einer Vorkammer und einer der Vorkammer über eine Überlaufschwelle zugeordneten und in der Hauptkammer angeordneten Spülkippe festzuhalten. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird keine Fremdenergie zum Befüllen und Steuern der Spülkippe mehr benötigt.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren die folgende Schritte auf:

1. zumindest teilweises Schließen des Durchlasses bei steigendem Wasserstand in der Vorkammer zum Erzeugen eines Wasservorrats;

2. Befüllen der lösbar arretierten Spülkippe und anschließendes Öffnen des Durchlasses, so daß sich der Wasservorrat zum Spülen in das Hauptbecken ergießt;

3. nach Absinken des Wasserstandes in der Vorkammer auslösen der Spülkammer, so daß sich der Inhalt der Spülkippe zum Spülen in das Hauptbecken ergießt.

Durch das lösbare Arretieren der Spülkippe wird deren plötzliches Kippen nach Übersteigen des Wasserstandes in der Spülkippe über das kritische Maß zur Schwerpunktverschiebung verhindert und die Auslösung der Spülkippe zum Nachspülen des Hauptbeckens vom Wasserstand in der Vorkammer abhängig gemacht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Schließen des Durchlasses schwimmergesteuert. Somit wird sichergestellt, daß die Rückstaubildung ab einem bestimmten Wasseraufkommen, d.h. einer vorbestimmten Durchflußleistung, einsetzt.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist zwischen Vorkammer und Hauptbecken des Flüssigkeitsspeicherraums eine der Spülkippe zugeordnete Überlaufschwelle vorgesehen und die Spülkippe wird über die Überlaufschwelle befüllt.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Öffnen des Durchlasses durch ein Kippen der befüllten Spülkippe gegen einen Anschlag ausgelöst. Somit wird erfindungsgemäß das Schwallspülen des Hauptbeckens und des Kanalnetzes mit dem in der Vorkammer rückgestauten Wasser und das Spülen mit dem in der Spülkippe angesammelten Wasser aufeinander abgestimmt, indem das Schwallspülen genau dann einsetzt, wenn die Spülkippe vollständig befüllt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Arretierung der Spülkippe bei Absinken des Wasserstandes in der Vorkammer auf eine vorbestimmte Höhe schwimmergesteuert gelöst, so daß das Nachspülen mit dem in der Spülkippe befindlichen Wasser genau dann erfolgt, wenn das Schwallspülen des Hauptbeckens abgeschlossen und der Wasserstand in der Vorkammer wieder abgesunken ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein weiteres Nachspülen des Hauptbeckens mittels einer im Zuflußbereich des Hauptbeckens angeordneten Spültrommel. Eine derartige Spültrommel wird nachfolgend noch ausführlich beschrieben. Die Verwendung einer derartigen Spültrommel ermöglicht ein besonders effektives weiteres Nachspülen und somit eine besonders gute Reinigung des Hauptbeckens.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsspeicherraum umfaßt ein Hauptbecken, eine dem Hauptbecken über einen Durchlaß zugeordnete Vorkammer und eine Spüleinrichtung, die bei steigendem Wasserstand in der Vorkammer schwimmergesteuert ein zumindest teilweises Schließen des Durchlasses bewirkt und eine Überlaufschwelle zwischen Vorkammer und Hauptbecken mit nachgeordneter Spülkippe in dem Hauptbecken aufweist. Die Spülkippe ist schwimmergesteuert lösbar arretiert und nach Befüllen der Spülkippe über die Überlaufschwelle erfolgt zunächst eine Spülung des Hauptbeckens durch Öffnen des Durchlasses, bevor nach Absinken des Wasserstandes in der Vorkammer auf eine vorbestimmte Höhe eine Spülung durch Lösen der Arretierung der Spülkippe erfolgt.

Zur weiteren Lösung der Erfindung wird ein Plüssigkeitsspeicherraum mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Demnach umfaßt der Flüssigkeitsspeicherraum eine Zuflußöffnung und eine Abflußöffnung sowie eine Spültrommel, die eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer sich parallel zur Längsachse entlang der Mantelfläche erstrekkenden trogförmigen Öffnung aufweist. Die Spültrommel ist mit der trogförmigen Öffnung zur Abflußöffnung weisend im Bereich der Zuflußöffnung derart drehbar angeordnet, daß im Bereich der trogförmigen Öffnung ein Drehmoment in Richtung der Beckensohle des Flüssigkeitsspeicherraums wirkt. Bei steigendem Wasserstand in dem Flüssigkeitsspeicherraum folgt die Spültrommel mit der trogförmigen Öffnung unter stetiger Befüllung mit Wasser dem Wasserstand, wobei mit sinkendem Wasserstand schwimmergesteuert lösbare Mittel zur Arretierung der Spültrommel vorgesehen sind. Bei der erfindungsgemäßen Spültrommel handelt es sich um eine baulich einfache, strömungstechnisch jedoch äußerst wirkungsvolle Vorrichtung zum Spülen eines Flüssigkeitsspeicherraums. Insbesondere ist eine Nachrüstung nahezu jedes bestehenden Beckens mit einer derartigen Spültrommel mit nur sehr geringem Aufwand möglich. Vorteilhafterweise erfolgt eine Anordnung der Spültrommel im Bereich eines Sohlhochpunktes des Flüssigkeitsspeicherraums. Die Öffnung der Spültrommel weist flußabwärts in Richtung der Abflußöffnung des Bekkens, in dem die Spültrommel angeordnet ist. Durch die flußabwärts gewandte Anordnung der trogförmigen Öffnung erfolgt eine Befüllung der Spültrommel erst bei sich anstauendem Wasser in dem Becken, so daß die Gefahr einer Verschmutzung der Spültrommel insbesondere im Bereich ihrer trogförmigen Öffnung nur sehr gering ist. Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, daß die Spültrommel sich bei zunehmendem Wasserstand derart dreht, daß die trogförmige Öffnung dem Wasserstand folgt, wodurch eine stetige Befüllung des im wesentlichen zylindrischen Hohlraumes der Spültrommel erfolgt. Durch die Mittel zur Arretierung der Spültrommel wird sichergestellt, daß ein Zurückdrehen der Spültrommel und die damit verbundene Freigabe des enthaltenen Spülwassers erst stattfindet, wenn das Becken weitgehend entleert ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Flüssigkeitsspeicherraum mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Demnach weist die erste Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe zusätzlich zu der im Hauptbecken angeordneten Spülkippe eine Spültrommel gemäß der weiteren Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe auf, die in Flußrichtung hinter dem Kippbereich der Spülkippe angeordnet ist. Dadurch werden die Reinigungskapazitäten der erfindungsgemäßen Lösungen kombiniert und eine besonders gute Reinigung eines Flüssigkeitsspeicherraumes gewährleistet. Es können auch mehrere Spültrommeln übereinander angeordnet werden, die sich je nach dem Wasserstand im Hauptbecken befüllen und über einen oder mehrere Schwimmer nacheinander entriegelt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Drehung der Spültrommel bei steigendem Wasserstand mittels eines Schwimmers, der derart angeordnet ist, daß zumindest die Unterkante der trogförmigen Öffnung zur Befüllung der Spültrommel unterhalb des Wasserspiegels liegend dem steigenden Wasserstand folgt. Dadurch wird bei ruhiger und turbulenzarmer Befüllung der Spültrommel das Eindringen von in dem Abwasser befindlichem Schmutzbestand in die Spültrommel reduziert bzw. verhindert.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwimmer an der Außenwandung der Spültrommel im Bereich bzw. neben der trogförmigen Öffnung angeordnet.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die trogförmige Öffnung durch eine spiralförmige Verlängerung der Zylinderform gebildet. Dadurch wird eine besonders gute Aufnahme und eine hydrodynamisch effektive Abgabe des Wassers gewährleistet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die der spiralförmigen Verlängerung gegenüberliegende Begrenzung der trogförmigen Öffnung konkav gekrümmt, wodurch die Abgabe des Wassers unter hydrodynamischen Gesichtspunkten weiter verbessert wird.

Des weiteren wird zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe eine Spültrommel mit den Merkmalen des Anspruchs 17 vorgeschlagen, die insbesondere für einen Flüssigkeitsspeicherraum gemäß der vorstehend beschriebenen weiteren erfindungsgemäßen Lösung geeignet ist und für die selbständiger Schutz beansprucht wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen beschrieben.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung stark schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Figur 1: zeigt einen ersten erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspeicherraum in seitlicher aufgeschnittener Ansicht bei niedrigem Wasserstand.
Figur 2: zeigt den Flüssigkeitsspeicherraum der Figur 1 mit in der Vorkammer angestautem Wasservorrat.
Figur 3: zeigt den Flüssigkeitsspeicherraum der Figur 1 bei der Schwallspülung.
Figur 4: zeigt den Flüssigkeitsspeicherraum der Figur 1 bei der Spülung.
Figur 5: zeigt in seitlicher aufgeschnittener Ansicht einen zweiten erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspeicherraum mit einer Spültrommel bei niedrigem Wasserstand.
Figur 6: zeigt den Flüssigkeitspeicherraum der Figur 5 bei erhöhtem Wasserstand.
Figur 7: zeigt den Flüssigkeitsspeicherraum der Figur 5 bei abgesenktem Wasserstand kurz vor der Spülung.
Figur 8: zeigt den Flüssigkeitsspeicherraum der Figur 5 bei der Spülung.

Figur 1 zeigt in seitlicher aufgeschnittener Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspeicherraum 10. Es darf nochmals betont werden, daß die Darstellung in den Figuren rein schematisch und nicht maßstabsgetreu ist und ausschließlich zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Flüssigkeitsspeicherraums dient.

Der Flüssigkeitsspeicherraum 10 verfügt über eine Zuflußöffnung 11 und eine Abflußöffnung 15 sowie eine Zwischenwand 13, die den Flüssigkeitsspeicherraum 10 in eine der Zuflußöffnung 11 zugeordnete Vorkammer (Entlastungsbauwerk) 12 und ein der Abflußöffnung 15 zugeordnetes Hauptbecken 14 aufteilt. Die Vorkammer 12 und das Hauptbecken 14 sind mittels eines Durchflusses 16 miteinander verbunden, der in der Zwischenwand 13 im Bereich einer Beckensohle 17 des Flüssigkeitsspeicherraums 10 ausgebildet ist. Des weiteren ist in der Zwischenwand 13 an erhöhter Stelle eine von der Vorkammer 12 in das Hauptbecken 14 führende Überlaufschwelle 18 ausgebildet, der eine in der Hauptkammer 14 angeordnete Spülkippe 20 zugeordnet ist. Die Überlaufschwelle 18 ist dabei tiefer angeordnet als eine nicht näher dargestellte Überlaufschwelle zum Vorfluter.

Unter Spülkippe im Sinne der Erfindung wird jegliches dreh- bzw. kippbare Gefäß verstanden, das mit fließendem Wasser gefüllt werden kann und im befüllten Zustand durch plötzliches Kippen den Wasserinhalt wieder abgibt. Zur Funktionsweise einer Spülkippe wird auf die bereits erwähnte DE 36 10 737 A1 verwiesen.

In der Vorkammer 12 ist ein Schwimmer 22 angeordnet, der über ein Gestänge 23, 24, 25 eine dreh- oder schwenkbar angeordnete Verschlußklappe 26 steuert. Das Gestänge 23, 24 25 umfaßt einen um eine Achse D1 drehbar angeordneten Hebel 24, eine den Hebel 24 auf einer Seite der Achse D1 mit dem Schwimmer 22 verbindende Stange 23 sowie eine die Verschlußklappe 26 mit der anderen Seite des Hebels 24 verbindende Stange 25. Die Verbindung zwischen der Stange 25, der Verschlußklappe 26 und dem Hebel 24 ist in Art einer Sperrklinke lösbar ausgebildet. In dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt die Stange 25 dazu über ein Arretierelement 25a, in das ein Kippelement 24a der Kippstange 24 lösbar eingreift.

Des weiteren ist eine Gestänge-/Zugseilanordnung 28, 29, 30 zur Verbindung des Schwimmers 22 mit der Spülkippe 20 vorgesehen. Die Zugseil-/Gestängeanordnung 28, 29, 30 umfaßt einen um eine Achse D2 drehbar angeordneten Hebel 29, der auf einer Seite der Achse D2 mittels eines Zugseiles 28 mit der Stange 23 des Schwimmers 22 verbunden ist und auf der anderen Seite mit einer im wesentlichen vertikal verlaufenden Stange 30 verbunden ist. Die vertikal verlaufende Stange 30 dient zur Herstellung einer lösbaren Sperrklinkenverbindung mit der Spülkippe 20. Dazu verfügt die vertikale Stange 30 an ihren unterem, zur Spülkippe 20 hin weisenden Ende über einen Zapfen 30a, der zum Eingriff in eine Ausnehmung 20b eines Arretierelementes 20a der Spülkippe 20 ausgebildet ist. Der Zapfen 30a steht des weiteren in Verbindung mit einer nur schematisch angedeuteten Gelenkstange 32, die zur Einwirkung auf das Kippelement 24a der Gelenkstange 24 ausgebildet ist. Die genaue Funktionsweise wird nachfolgend anhand der weiteren Figuren 2 bis 4 beschrieben.

Die Verschlußklappe 26 ist derart ausgebildet, daß sie im Ruhezustand, d.h. bei gelöster Wirkverbindung mit dem Gestänge 23, 24, geöffnet ist, und der Schwimmer 22 zieht durch sein Gewicht den Hebel 24 über die Stange 23 in die in der Figur 1 dargestellte Ruhestellung. Im Ruhezustand befindet sich der Hebel 29 ebenfalls in der in der Figur 1 gezeigten Position, da er dann von dem Schwimmer 22 über die Stange 23 und das Zugseil 28 auf der in der Figur 1 dargestellten Seite nach unten gezogen wird. Ohne Fremdeinwirkung, d.h. bei gelockertem Zugseil 28, kippt der Hebel 29 schwerpunktsbedingt jedoch mit seiner in der Figur 1 rechts liegenden Seite nach unten, derart daß der Zapfen 30a der Stange 30 in die Ausnehmung 20b des Arretierelements 20a der Spülkippe 20 eingreift. Die Spülkippe 20 wiederum ist derart um eine Achse D3 drehbar angeordnet, daß sie in unbefülltem Zustand im wesentlichen waagerecht ausgerichtet ist (vgl. Figur 1), in befülltem Zustand jedoch eine Schwerpunktsverschiebung erfährt und dadurch im Sinne des eingezeichneten Pfeiles nach unten kippt, sofern sie daran nicht durch den Eingriff des Zapfens 30 in das Arretierelement 20a gehindert wird.

Figur 1 zeigt die Anordnung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspeicherraums 10 wie bereits erwähnt im Ruhezustand bei niedrigem Wasserstand. Das durch die Zuflußöffnung 11 in den Flüssigkeitsspeicherraum 10 fließende Wasser bzw. Abwasser W fließt ungehindert durch die Vorkammer 12, den Durchfluß 16 und das Hauptbecken 14 sowie die Abflußöffnung 15 wieder ab, wobei es Schmutzfracht S mit sich führt.

Im Falle eines erhöhten Wasseraufkommens, das die querschnittsbedingte Kapazität des Durchflusses 16 bzw. der Ansprechhöhe des Schwimmers 22 übersteigt, bildet sich in der Vorkammer 12 ein Wasserrückstau, der den Schwimmer 22 auftriebsbedingt nach oben mitnimmt. Dadurch wird über die Stange 23 der Hebel 24 derart verschwenkt, daß über den Eingriff des Elementes 24a in das Arretierelement 25a die Stange 25 nach unten gedrückt und die Verschlußklappe 26 in eine den Durchlaß 16 zumindest teilweise verschließende Stelle gedreht wird.

Dies führt dazu, daß durch das Hauptbecken 14 nur eine vorbestimmte Wassermenge läuft (bei teilweisem Schließen des Durchlasses) bzw. das Hauptbecken 14 leerläuft (bei vollständig geschlossenem Durchlaß), während in der Vorkammer 12 ein Wasservorrat W1 angestaut wird.

Durch den Auftrieb des Schwimmers 22 wird des weiteren das Zugseil 28 gelockert, so daß der Hebel 29 in die in der Figur dargestellte Stellung schwenkt und über die Stange 30 den Zapfen 30a in Eingriff mit dem Arretierelement 20a der Spülkippe 20 bringt.

Sobald der Wasserstand in der Vorkammer 12 die Höhe der Überlaufschwelle 18 erreicht hat, fließt Wasser W' über die Überlaufschwelle 18 in das Innere der Spülkippe 20 (Wasservorrat W2). Steigt der Wasserstand in der Vorkammer 12 schneller als die Abflußkapazität der Überlaufschwelle 18, so wird die in der Figur 2 dargestellte Situation erreicht, in welcher der Wasserstand in der Vorkammer 12 über das Niveau der Überlaufschwelle 18 steigt.

Steigt der Wasserstand des Wasservorrats W2 in der Spülkippe 20 über eine bestimmt Höhe, so verschiebt sich bauartbedingt der Schwerpunkt der Spülkippe 20, so daß ein Drehmoment im Sinne des Pfeiles P1 der Figur 3 wirkt und die Spülkippe 20 eine Drehung um die Achse D3 durchführt.

Durch den Eingriff des Zapfens 30a in das Arretierelement 20a wird die Spülkippe 20 an der Durchführung dieser Drehung gehindert. Die Anordnung von Stange 30, Zapfen 30a und Gelenkstange 32 läßt jedoch eine kleine Drehbewegung der Spülkippe 20 zu, derart daß das Arretierelement 20a im Sinne der Pfeile P2 und P3 den Zapfen 30a und die Gelenkstange 32 gegen das Kippelement 24a des Hebels 24 drückt. Das Kippelement 24a gibt dabei so weit nach, daß sich die Arretierverbindung zwischen dem Kippelement 24a und dem Arretierelement 25a der Stange 25 löst, das Kippelement 24a dann aber als Anschlag dient, der die Drehung der Spülkippe 20 in die in der Zeichnung dargestellte strichpunktierte Stellung begrenzt.

Durch das Lösen der Arretierverbindung zwischen dem Kippelement 24a und dem Arretierelement 25a der Stange 25 kann sich die Stange 25 in ihre Ruhestellung nach oben bewegen, wodurch die Verschlußklappe 26 vor dem Durchlaß 10 wieder geöffnet wird. Die Verbindung zwischen dem Schwimmer 22 und der Verschlußklappe 26 wird somit durch das Gewicht der gefüllten Spülkippe gelöst. Sobald die Verschlußklappe 26 geöffnet ist, strömt der in der Vorkammer 12 aufgestaute Wasservorrat W1 als Spülschwall unter Druck in das Hauptbecken 14, wo er verbleibende Schmutzfracht S und Bodenschlamm mitreißt und das Kanalnetz spült und reinigt.

Mit sinkendem Wasserspiegel in der Vorkammer 12 sinkt auch der Schwimmer 22 abwärts und zieht über das zugseil 28 den Hebel 29 nach unten (vgl. Figur 4), wodurch die Stange 30 auf der gegenüberliegenden Seite des Hebels 29 nach oben gezogen und somit die Arretierverbindung zwischen dem Zapfen 30a und dem Arretierelement 20a der Spülkippe 20 gelöst wird. Dies geschieht, sobald der Schwimmer 22 auf eine vorbestimmte Höhe abgesunken ist, die dem entleerten oder fast entleerten Zustand der Vorkammer 12 entspricht. Sobald die Arretierverbindung zwischen Zapfen 30a und Arretierelement 20a gelöst ist, kippt die Spülkippe im Sinne des eingezeichneten Pfeiles um die Achse D3 nach unten in die strichpunktiert eingezeichnete Position und der Wasservorrat W2 ergießt sich zum Spülen in das Hauptbecken 14. Zur besseren strömungsgünstigen Leitung des Spülwassers W2 kann die Zwischenwand 13 zwischen Vorkammer 12 und Hauptbecken 14 beckenseitig entsprechend strömungsleitend ausgeformt sein (Bezugszeichen 13a). Sobald sich die Spülkippe 20 vollständig entleert hat, findet wiederum eine Schwerpunktsverschiebung statt und es wirkt ein entgegengesetztes Drehmoment, das die Spülkippe 20 in ihre Ruhestellung zurückdreht (Figur 1). Der Schwimmer zur Entriegelung der Spülkippe kann selbstverständlich auch an einer anderen geeigneten Stelle, beispielsweise am Auslauf des Hauptbekkens, angeordnet sein.

Figur 5 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspeicherraum 100 mit einer in ein Becken 111 führenden Zuflußöffnung 110 und einer am gegenüberliegenden Beckenende angeordneten Abflußöffnung 112.

In dem der Zuflußöffnung 110 nachgeordneten Bereich des Beckens 111 ist eine Spültrommel 130 etwas oberhalb der Beckensohle 114 um eine Achse D4 drehbar angeordnet. Die Spültrommel 130 weist einen im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper 134 als Grundform auf, der an dem in der Figur 5 unten liegenden Bereich eine im wesentlichen spiralförmige Verlängerung 136 aufweist. Das Ende der spiralförmigen Verlängerung 136 ist als trogförmige Öffnung 32 ausgebildet, die sich entlang der Mantelfläche der Spültrommel 130 erstreckt. Die der spiralförmigen Verlängerung 136 gegenüberliegende Begrenzung 138 der trogförmigen Öffnung 132 entlang der Mantelfläche ist konkav gekrümmt. An der parallel zur Zeichenebene verlaufenden Außenwandung der Spültrommel 130 ist im Bereich der trogförmigen Öffnung 132 ein Schwimmer 140 um eine Achse D5 drehbar angeordnet.

Nachstehend wird nun die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Spültrommel 130 erläutert.

In dem Becken 111 von Zuflußöffnung 110 zu Abflußöffnung 112 fließendes Wasser W dringt durch die im Flußschatten zur Abflußöffnung 112 weisend angeordnete trogförmige Öffnung 132 der Spültrommel 130 in das Innere der Spültrommel 130, sobald sich an der Abflußöffnung 112 ein Rückstau und somit im Becken 111 ein Aufstau bildet. Bei steigendem Wasserstand erfährt der an der Außenwandung der Spültrommel 130 angeordnete Schwimmer 140 einen Auftrieb, wodurch er eine Drehung der Spültrommel 130 um die Achse D4 im Sinne des in der Figur 5 eingezeichneten Pfeiles bewirkt. Bei weiter steigendem Wasserstand nimmt der Schwimmer 140 somit die trogförmige Öffnung 132 in einer dem steigenden Wasserstand folgenden Bewegung mit, wobei die Unterkante 133 der trogförmigen Öffnung 132 stets etwas unterhalb des Wasserspiegels steht. Dadurch erfolgt eine stetige Befüllung der Spültrommel 130, in der sich ein Wasservorrat W3 ansammelt. Da die Befüllung im Flußschatten erfolgt und die Unterkante der trogförmigen Öffnung 132 nur leicht unterhalb der Wasserkante unterliegt, erfolgt die Befüllung der Spültrommel 130 turbulenzarm und verschmutzungsfrei bzw. verschmutzungsarm. Figur 6 zeigt die Spültrommel 130 bei einem erhöhten Wasserstand, bei dem eine Befüllung der Spültrommel zu mehr als die Hälfte stattgefunden hat.

In Figur 7 sind Mittel zur Arretierung der Spültrommel 130 in ihrer Drehstellung eingezeichnet. In den Figuren 5 und 6 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Wiedergabe dieser Mittel zur Arretierung verzichtet.

Die Mittel zur Arretierung umfassen eine beispielsweise an einer parallel zur Zeichenebene verlaufenden Außenwandung der Spültrommel 130 befestigte Zahnscheibe 150 und eine Klinke 152, die um eine Achse D6 drehbar angeordnet ist und schwerpunktbedingt bei einer Drehung der Spültrommel 130 und somit einer Drehung der Zahnscheibe 150 in die Zähne der Zahnscheibe 50 rastend eingreift. Die Klinke 152 ist über ein am Eingriffsbereich der Klinke 152 angreifendes Zugseil 154 über Umlenkrollen mit einem im Abflußbereich des Beckens 111 angeordneten Schwimmer 156 verbunden.

Bei sinkendem Wasserstand (vgl. Figur 7) verbleibt die Spültrommel 130 trotz auftriebslosem Schwimmer 140 aufgrund des Eingriffs der Sperrklinke 152 in die Zahnscheibe 150 in ihrer "hochgedrehten" Position bis der Schwimmer 156 dem sinkenden Wasserstand folgend ein vorbestimmtes Niveau erreicht hat, das dem entleerten bzw. fast entleerten Zustand des Beckens 111 entspricht. Sobald der Schwimmer 156 das vorbestimmte Niveau erreicht hat, wird der Eingriff der Klinke 152 in die Zahnscheibe 150 über das Zugseil 154 gelöst (Pfeil P4), worauf sich die Spültrommel 130 im Sinne des Pfeiles P5 um die Achse D4 in ihre Ruhestellung zurückdreht, wodurch die trogförmige Öffnung 132 in eine Stellung gebracht wird, in der sich der Wasservorrat W3 der Spültrommel 130 schwallartig in das Becken 111 gießt und dort verbliebene Schmutzfracht mitreißt (vgl. Figur 8). Es ist auch möglich, die Arretiereinrichtung für die Spültrommel derart auszugestalten, daß nur eine Teilentleerung, geregelt durch ein Einrasten einer weiteren Sperre erfolgt, und das Spülwasser somit stufenweise abgegeben wird.

Die Beckensohle 114 ist vorteilhafterweise unterhalb der Spültrommel 130 und/oder im Kippbereich der Spültrommel derart ausgestaltet, daß die sich aus der Spültrommel 130 ergießende Flüssigkeit in strömingstechnischer Hinsicht geleitet wird und somit die größtmögliche Spülwirkung entfaltet (Bezugszeichen 116).

Die erfindungsgemäße Spültrommel 130 eignet sich insbesondere zum Einbau in einen Flüssigkeitsspeicherraum gemäß der ersten Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe, wie dies schematisch in Figur 4 dargestellt ist. In Figur 4 ist zu Veranschaulichungszwecken zusätzlich zu der Spülkippe 20 gestrichelt eine Spültrommel 130 eingezeichnet, die unterhalb der Spülkippe 20, jedoch außerhalb deren Kippbereiche K angeordnet ist. Der Spülschwall W2 der Spülkippe 20 ergießt sich in den Kippbereich zwischen Zwischenwand 13, 13a und dem im wesentlichen zylinderförmigen Körper der Spültrommel 130 in das Hauptbecken 14. Der dadurch ansteigende Wasserpegel reicht zu einer wenigstens teilweisen Befüllung der Spültrommel 130 aus. Diese teilweise Befüllung wird nach einer Entleerung des Hauptbeckens 14 wie vorstehend beschrieben zu einer weiteren Nachspülung des Hauptbeckens eingesetzt. Vorteilhafterweise ist der der Spülkippe zugewandte Bereich der Mantelfläche der Spültrommel 130 ebenfalls strömungsgünstig ausgebildet, um den sich zwischen Zwischenwand 13, 13a und Spültrommel 130 ergießenden Spülschwall der Spülkippe möglichst effektiv in die Beckensohle umzuleiten. Vorzugsweise ist während der Schwallspülung eine Abflußregelung des Hauptbeckens zumindest über die Länge der Schwallspülentleerung und vorteilhafterweise auch über eine anschließende Nachlaufzeit voll geöffnet.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch weitere Ausgestaltungen, die den bzw. die der Erfindung zugrundeliegenden Kerngedanken verwirklichen. So ist die Erfindung beispielsweise nicht auf die aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung in den Figuren wiedergegebenen ebenen Beckensohlen beschränkt. Vielmehr ist der Fachmann in der Lage, den Grundgedanken der Erfindung auch auf ein Gefälle aufweisende Beckensohlen zu übertragen, um durch entsprechende Anordnung der Vorkammer bzw. der Spülkippe oder Spültrommel in einem Sohlhochpunkt die Spülwirkung des Wasserschwalls möglichst effektiv auszunutzen. In runden Regenüberlaufbecken ist der Einbau von einer bzw. mehreren Spültrommeln und/oder Spülkippen auch möglich.

Die Ausgestaltung des Schwimmers zur Steuerung der Drehbewegung der erfindungsgemäßen Spültrommel ist nicht auf die beschriebene Ausführung beschränkt. So ist beispielsweise eine Ausgestaltung als integrierter Hohlraum entlang der trogförmigen Öffnung oder auch eine Anordnung im Bereich des Flüssigkeitsspeicherraum mit Wirkverbindung mit der Spültrommel über geeignete Mittel wie Seile, Hebel, Ketten oder hydraulische Mittel möglich.

Claims

Verfahren zur Reinigung eines Flüssigkeitsspeicherraums mit einem Hauptbecken (14) und einer dem Hauptbecken (14) über einen Durchlaß (16) zugeordneten Vorkammer (12) gekennzeichnet durch das Anordnen einer Spülkippe (20) in dem Hauptbecken (14), bei dem in der Vorkammer (12) ein Wasservorrat (W1) zum Schwallspülen des Hauptbeckens (14) aufgestaut und die Spülkippe (20) mit aus der Vorkammer (12) überlaufendem Wasser (W') zum Spülen des Hauptbeckens (14) befüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, mit den folgenden Schritten:

1. zumindest teilweises Schließen des Durchlasses (16) bei steigendem Wasserstand in der Vorkammer (12) zum Erzeugen eines Wasservorrates (W1);

2..Befüllen der lösbar arretierten Spülkippe (20) und anschließendes Öffnen des Durchlasses (16), so daß sich der Wasservorrat (W1) zum Spülen in das Hauptbecken (14) ergießt;

3. Nach Absinken des Wasserstandes in der Vorkammer (12) Auslösen der Spülkippe (20), so daß sich der Inhalt (W2) der Spülkippe (20) zum Spülen in das Hauptbecken (14) ergießt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Schließen des Durchlasses (16) schwimmergesteuert erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zwischen Vorkammer (12) und Hauptbecken (14) eine der Spülkippe (20) zugeordnete Überlaufschwelle (18) vorgesehen ist und die Spülkippe (20) über die Überlaufschwelle (18) befüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das Öffnen des Durchlasses (16) durch ein Kippen der befüllten Spülkippe (20) gegen einen Anschlag (24a) ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Arretierung der Spülkippe (20) bei Absinken des Wasserstandes in der Vorkammer (12) auf eine vorbestimmte Höhe schwimmergesteuert gelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein weiteres Spülen mittels einer im Zuflußbereich des Hauptbeckens (14) angeordneten Spültrommel (130) erfolgt.
Flüssigkeitsspeicherraum, insbesondere Regenüberlaufbecken, mit einem Hauptbecken (14), einer dem Hauptbecken (14) über einen Durchlaß (16) zugeordneten Vorkammer (12) und einer Spüleinrichtung, die bei steigendem Wasserstand in der Vorkammer (12) schwimmergesteuert ein zumindest teilweises Schließen des Durchlasses (16) bewirkt gekennzeichnet durch eine Überlaufschwelle (18) zwischen Vorkammer (12) und Hauptbekken(14) mit nachgeordneter Spülkippe (20) in dem Hauptbekken (14) umfaßt, wobei die Spülkippe (20) schwimmergesteuert lösbar arretiert ist und nach Befüllen der Spülkippe (20) über die Überlaufschwelle (18) zunächst eine Spülung des Hauptbeckens (14) durch Öffnen des Durchlasses (16) und nach Absinken des Wasserstandes in der Vorkammer (12) auf eine vorbestimmte Höhe eine Spülung durch Lösen der Arretierung der Spülkippe (20) erfolgt.
Flüssigkeitsspeicherraum, insbesondere Regenüberlaufbecken, mit einer Zuflußöffnung (110) und einer Abflußöffnung (112) und mit einer Spültrommel (130), die eine im wesentlichen zylindrische Form (134) mit einer sich parallel zur Längsachse entlang der Mantelfläche erstreckenden trogförmigen Öffnung (132) aufweist und die mit der trogförmigen Öffnung (132) zur Abflußöffnung (112) weisend im Bereich der Zuflußöffnung (110) derart drehbar angeordnet ist, daß im Bereich der trogförmigen Öffnung (132) ein Drehmoment in Richtung der Beckensohle (114) des Flüssigkeitsspeicherraums wirkt und daß die Spültrommel (130) bei steigendem Wasserstand in dem Flüssigkeitsspeicherraum (100) mit der trogförmigen Öffnung (132) unter stetiger Befüllung mit Wasser dem Wasserstand folgt, wobei mit sinkendem Wasserstand schwimmergesteuert lösbare Mittel zur Arretierung (150, 152) der Spültrommel (130) vorgesehen sind.
Flüssigkeitsspeicherraum nach Anspruch 8, mit einer Spültrommel (130), die eine im wesentlichen zylindrische Form (134) mit einer sich parallel zur Längsachse entlang der Mantelfläche erstreckenden trogförmigen Öffnung (132) aufweist und die mit der trogförmigen Öffnung zu einer Abflußöffnung (15) des Hauptbeckens (14) weisend im Bereich des Durchlasses (16) und in Flußrichtung hinter einem Kippbereich (K) der Spülkippe (20) derart drehbar angeordnet ist, daß im Bereich der trogförmigen Öffnung (132) ein Drehmoment in Richtung der Beckensohle (17) des Hauptbekkens (14) wirkt und daß die Spültrommel (130) bei steigendem Wasserstand in dem Flüssigkeitsspeicherraum (10) mit der trogförmigen Öffnung (132) unter stetiger Befüllung mit Wasser dem Wasserstand folgt, wobei mit sinkendem Wasserstand schwimmergesteuert lösbare Mittel zur Arretierung (150, 152) der Spültrommel (130) vorgesehen sind.
Flüssigkeitsspeicherraum nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Drehung der Spültrommel (130) bei steigendem Wasserstand mittels eines Schwimmers (140) erfolgt, der derart angeordnet ist, daß zumindest die Unterkante (133) der trogförmigen Öffnung (132) zur Befüllung der Spültrommel (130) unterhalb des Wasserspiegels liegend dem steigenden Wasserstand folgt.
Flüssigkeitsspeicherraum nach Anspruch 11, bei dem der Schwimmer (140) an der Außenwandung der Spültrommel (130) im Bereich der trogförmigen Öffnung (132) angeordnet ist.
Flüssigkeitsspeicherraum nach Anspruch 11, bei dem der Schwimmer im Bereich des Flüssigkeitsspeicherraums angeordnet ist und über geeignete Mittel mit der Spültrommel in steuernder Verbindung steht.
Flüssigkeitsspeicherraum nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die trogförmige Öffnung (132) durch eine spiralförmige Verlängerung (136) der Zylinderform (134) gebildet ist.
Flüssigkeitsspeicherraum nach Anspruch 14, bei dem die der spiralförmigen Verlängerung (136) gegenüberliegende Begrenzung (138) der trogförmigen Öffnung (132) konkav gekrümmt ist.
Flüssigkeitsspeicherraum nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem mehrere Spültrommeln übereinander angeordnet sind.
Spültrommel für einen Flüssigkeitsspeicherraum nach einem der Ansprüche 9 bis 14, die eine im wesentlichen zylindrische Form (134) mit einer sich parallel zur Längsachse entlang der Mantelfläche erstreckenden trogförmigen Öffnung (132) aufweist, gekennzeichnet durch Mittel zur drehbaren Anordnung derart, daß im Bereich der trogförmigen Öffnung (132) ein im wesentlichen lotrecht nach unten wirkendes Drehmoment wirkt und durch einen an der Außenwandung der Spültrommel (130) im Bereich der trogförmigen Öffnung (132) angeordneten Schwimmer (140).
Spültrommel nach Anspruch 17, bei der die trogförmige Öffnung (132) durch eine spiralförmige Verlängerung (136) der Zylinderform (134) gebildet ist.
Spültrommel nach Anspruch 18, bei der die der spiralförmigen Verlängerung (136) gegenüberliegende Begrenzung (138) der trogförmigen Öffnung (132) konkav gekrümmt ist.