NO322129B1 - Vannfordelingssystem for redusert forbruk - Google Patents

Description

I større institusjoner så som sykehus og skoler er det et behov for å redusere vannforbruket, for å spare utgifter og hindre unødvendig belastning av miljøet. Videre har instrumentering så som vannmålere gitt øket forståelse for vannsparing i hus og hjem.

Av kjent teknikk kan nevnes EP-A1-047 347.

Bakgrunnen for denne oppfinnelse er behovet for å skaffe til veie det som her skal kalles et vannfordelingssystem for redusert forbruk. Dette oppnås med innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

To eksempler på et vannfordelingssystem som er lagt opp i samsvar med oppfinnelsen skal nå beskrives med referanse til de tilhørende tegninger, hvor fig. 1 skjematisk viser hvordan systemet er anordnet i en fleretasjes bygning, fig. 2 viser skjematisk oppbyggingen av systemet, fig. 3 viser i perspektiv og fraskilt en enhetstank som brukes sammen med en andre versjon av vannfordelingssystemet, og fig. 4 viser skjematisk oppbyggingen av en slik enhetstank som den som er vist på fig. 3.

Fig. 1 viser således oppfinnelsens bruktvannfordelingssystem, idet dette omfatter en første fordelingskrets 1 med de viste badekar, vaskeservanter og dusjkabinetter slik disse tilføres vann fra en konvensjonell vanntank som her kalles et reservoar 2 og er plassert ved høyeste nivå i bygningen, f.eks. på et loft eller ved taket. Fra de enkelte sanitærelementer føres det brukte vann ned til en oppsamlingstank 3 (som av praktiske grunner kan være plassert i kjelleren) og hvor det brukte vann gjennomgår en innledende separasjon for å fjerne kontaminater som er tyngre enn vannet. Fjerningen utføres slik det fremgår av en senere del av denne beskrivelse.

Det rensede vann pumpes deretter i et sekundært rensetrinn som består av en hydrosyklon 4 og et patronfilter 5, opp til øverste nivå igjen, og en kjemikaliedoseringsenhet 6 er innskutt før vannet blir ført opp til en loft- eller takplassert tank 7. Vannet lagres i denne tank 7 før det fordeles i en andre fordelingskrets 8 som omfatter vannklosetter som sanitærelementer og som på sin side har konvensjonelle utløp som er ført til en kloakkledning.

Vannfordelingssystemet er vist i større detalj på fig. 2. Reservoaret 2 er oppdelt i et synkekammer 9 og et utløpskammer 10 ved hjelp av en skillevegg 11 hvis øvre kant danner en overløpskant eller sluse 12. En skjerm 12A dekker slusen for å holde tilbake faste partikler (kontaminater) som ikke har fått anledning til å synke til bunns under perioder med høyt vannivå. Et innløp 13 er anordnet i synkekammeret for å slippe inn vannet fra den første fordelingskrets 1. Den innførte vannstrøm reguleres av en innløpsventil 14.

En varmeveksler 15 er anordnet for gjenvinning av varme fra vannet i den første fordelingskrets.

Et oppsamlingssystem for regnvann, her kalt en sisterne 16 omfatter takrenner o.l. som fører til innløpet 13 via en felle 17, og et separat regnvannsutløp på undersiden av varmeveksleren 15 er anordnet slik at denne kan forbistrømmes av regnvannet.

En del av synkekammeret 9 strekker seg på undersiden av nivået for den øvrige del av oppsamlingstanken 3 for å danne en synkekum 19 for partikler som er tyngre enn vann og som har blitt utskilt fra vannet. I synkekummen 19 er anordnet en fluidiseringsenhet 20 for periodisk fjerning av tyngre kontaminater slik som beskrevet nedenfor. Utløpskammeret 10 har et kammerutløp 21 som en sil 22 er festet på, slik at man får et ytterligere middel for å skille ut faste elementer. Utløpsstrømmen reguleres av en utløpsventil 23. En vannivåmåler 24 ér anordnet i utløpskammeret 10 og registrerer tilstedeværelsen av vann ved øvre og nedre nivå. Utløpskammeret 10 har dertil et første overløp 25 hvis utstrømning reguleres av en første overløpsventil 26.

Fluidiseringsenheten 20 er av den alminnelige type som allerede er beskrevet i våre tidligere patentskrifter US-A-4978251,4952099 og 4992006. Enheten 20 omfatter en tilførselskanal 27 som mottar vann fra kammerutløpet 21 i en strøm som drives frem av en pumpe 28 og reguleres av en kanalventil 29. En utløpskanal 30 har sin ende innenfor tilførselskanalen 27 og et kanalinnløp 31 som strekker seg utenfor det tilsvarende kanalutløp 32 for tilførselskanalen 27. Utløpskanalen 30 fører til et sluk 33 via en tømmeventil 34. Vannet som forlater kanalutløpet 32 kan bringes til å danne virvler, enten ved at kanalen 27 har tangentialt innløp i et kammer på oversiden av kanalutløpet 32 eller ved hjelp av skrueskovler i enden av kanalen.

En strålepumpe som kan kalles en injektor har som funksjon å sprøyte vann inn i utløpskanalen 30 og mates av en overløpsledning 27a fra tilførselskanalen.

Kammerutløpet 21 fra utløpskammeret 10 på oppsamlingstanken 3 fører til en sekundær separatorkrets i form av en væske/væske-hydrosyklon 4 og et patronfilter 5.

Parametrene for hydrosyklonen 4 er slik at kontaminater som er lettere enn vann vil føres ut gjennom et andre overløp 35 og til sluket 33 via hydrosyklonens andre overløpsventil 36. Skjermen 12A for å dekke slusen 12 kan være dimensjonert slik at faste partikler i form av kontaminat bare kan passere hvis de er små nok til å kunne håndteres av hydrosyklonen. Det rensede vann føres ut gjennom et bunnutløp 37 som er et favtrykksutløp og føres til patronfilteret 5 under regulering av hydrosyklonens bunnutløpsventil 38.

Utløpet fra patronfilteret 5 føres til den allerede nevnte kjemikaliedoseringsenhet 6 og reguleres av en filterventil 39. En trykkmåler 40 måler trykkfallet over patronfilteret

5 og indikerer når dette trenger rensing eller utskifting.

Utløpet av enheten 6 fører til den takplasserte tank 7 hvor vannet tas vare på og er klart til bruk i den andre fordelingskrets 8. Vannet fra utløpskammeret 10 pumpes gjennom den sekundære separatorkrets og kjemikaliedoseringsenheten 6 til tanken 7 ved hjelp av pumpen 28. Tanken 7 har et takutløp 41 og en nivåmåler 42 for å måle vannhøyden. En hjelpeledning 43 for frisktspringende- eller ledningsvann fører til den takplasserte tank 7 og reguleres av en hjelpeventil 44. For å hindre kryssforurensning mellom kretsene vil det være nødvendig å hindre at vann strømmer fra tanken 7 og til hjelpeledningen 43 for friskt vann, og dette kan sikres ved f.eks. et luftgap eller ved å anordne hjelpeventilen 44 som en klaffventil som tillater vannstrøm fra hjelpeledningen og til tanken 7, men ikke i motsatt retning.

Et reguleringssystem mottar signaler fra pumpen 28, nivåmålerne 24 og 42 i henholdsvis utløpskammeret 10 og tanken 7, og utgangssignaler for regulering av ventilene, slik det fremgår av det nedenstående.

Under normal drift vil innløpet 13 med sin innløpsventil 14, utløpet med sin utløpsventil 23, hydrosyklonens andre overløpsventil 36, dens bunnutløpsventil 38 og filterventilen 39 være åpne, mens den første overløpsventil 26, kanalventilen 29, tømmeventilen 34 og hjelpeventilen 44 vil være lukket. Urent vann vil ledes inn i synkekammeret 9 hvor de faste bestanddeler får anledning til å skilles ut og synke ned i synkekummen 19. Det derved renere vann vil strømme via slusen 12 og inn i utløpskammeret 10, og eventuelle faste partikler som ikke er avgitt, f.eks. ved store gjennomstrømningsperioder vil likevel hindres fra å passere slusen 12 ved at skjermen 12A har tilstrekkelig liten maskevidde. Eventuelt vil slike bestanddeler synke ned når strømmen reduseres og forholdene blir roligere. Når pumpen 28 arbeider føres vannet fra oppsamlingstanken 3 via hydrosyklonen 4, filteret S og doseringsenheten 6 til den takplasserte tank 7.

Vannivået i utløpskammeret 10 reguleres slik at det holdes mellom en øvre og nedre vannstand under overvåking av nivåmåleren 24. Hvis nivået i tanken 7 slik dette nåles av nivåmåleren 42 kommer under en aksepterbar grenseverdi åpnes hjelpeventilen 44 slik at tanken 7 påfylles friskt vann fra hjelpeledningen 43. Hvis begge nivåmålere 24, 42 registrerer at utløpskammeret 10 og den takplasserte tank 7 har maksimalt vannivå vil overløpsventilen 26 åpne for å tillate overskytende vann å slippe ut fra utløpskammeret.

Hvis det registreres en svikt hos pumpen 28 vil ventilene 34 og 36 lukkes og ventilene 26 og 44 i stedet åpnes. Følgelig vil overskytende væske i utløpskammeret 10 trekkes ut til avløp, mens tanken 7 tilføres friskt vann fra hjelpeledningen 43.

Fluidiseringsenheten 20 aktiveres automatisk når pumpen 28 har arbeidet et visst antall sykluser, omløp eller en viss tidsperiode, ved å tømme tanken. Ved dette tidspunkt vil ventilene 14, 23, 26 og 36 være lukket, mens ventilene 29 og 34 vil være åpne. En sluseventil (ikke vist) kan brukes for å lukke slusen og derved forsegle synkekammeret 9 slik at trykket kan økes for å frembringe tilstrekkelig overtrykk for å drive fluidiseringsenheten 20. Dette er ikke nødvendig hvis det allerede foreligger tilstrekkelig overtrykk i synkekammeret 9 eller hvis en strålepumpe er anordnet. Vann vil i så fall pumpes fra utløpskammeret 10 ved hjelp av pumpen 28 og til tilførselskanalen 27, og dette vann vil bringes til å sirkulere heftig slik at det dannes virvler når det forlater kanalutløpet 32, og derved vil tyngre bestanddeler kunne fluidiseres i synkekummen 9 og danne en slurry eller slam med kontaminat som på sin side tvinges inn i utløpskanalen 30 og deretter føres til sluket 33. Samtidig føres vann gjennom overløpsledningen 27A til strålepumpen, og dette vann blir dermed injisert inn i utløpskanalen 30 slik at det dannes et lavtrykksområde som hjelper til oppstarting av fluidiseringsenheten.

Et modifisert system er vist på flg. 3 og 4. Hovedforskjellen fra det system som er beskrevet i forbindelse med fig. 1 og 2 er en enhetstank 45 som rommer samtlige elementer i oppsamlingstanken 3 så vel som hydrosyklonen 4. Systemet har intet patronfilter, og doseringsenheten 6 er montert direkte på siden av tanken 45.

Denne variant har forskjellige andre konstruktive modifiseringer som gjennomgås nedenfor: I tillegg til synkekammeret 9, utløpskammeret 10 og hydrosyklonen 4 har enhetstanken 45 et uttrekksrør 46 som utløpskanalen 30 fra fluidiseringsenheten 20 og det andre overløp 35 fra hydrosyklonen 4 er ført til og som også kan ha et innløp for overløp fra utløpskammeret 10. Uttrekksrøret 46 har et nedre avløp 18.

Fluidiseringsenheten 20 vil fremstilles separat og plasseres i synkekammeret 9, og det kan være en uttrekkbar del (ikke vist) i bunnen av dette for å tillate lett adgang hvis dets bunn eller fluidiseringsenheten blir tilstoppet.

Enhetstanken 45 er dekket av et lokk 47 med forbindelseskanaler som står i forbindelse med tilsvarende kanaler i enhetstanken 45 for å forbinde systemets elementer slik det er vist på fig. 4. Lokket 47 har en ribbe 48 for plassering av en motor 49 som driver pumpen 28. Et forbindelseshull 50 er anordnet for motorens 49 akselforbindelse til pumpen 28, og dette sikrer at motoren 49 holdes atskilt fra våte områder.

Innløpet fører inn på siden av enhetstanken 45 og kan være et nedoverrettet bøyd rør. Dette sikrer at vannet holdes tilbake tilstrekkelig lenge i synkekammeret 9 til at tyngre bestanddeler kan avsettes op bunnen og ikke blir ført med i vannet når dette føres over slusen 12.

Enhetstanken 45 kan være modulært oppbygget slik at systemkapasiteten kan økes ved rett og slett å øke størrelsen av utløpskammeret 10, slik det er indikert med stiplede linjer på fig. 3. Dette gjør at en komplisert støpeprosess for synkekammeret 9, uttrekksrøret 46 og hydrosyklonen 4 er uberørt selv om forskjellige anvendelser er aktuelle. Om nødvendig kan pumpen 28 oppgraderes. En slik enhet kan lett installeres og krever bare en kraftkilde for pumpen 28 og tre forbindelser, den ene for innløpet fra den første fordelingskrets 1, den andre for utløpet 18 og en tredje for utløpet til den takplasserte tank 7. Enhetstanken er konstruert for å være liten nok til å kunne passe inn i en kjøkkenbenk.

Det antas at man i en typisk husholdning kan redusere vannforbruket med 36 % ved hjelp av oppfinnelsens system.

Claims (13)

1. Vannstyringssystem omfattende et første vannfordelingssystem (I) som har et utløp for spillvann forbundet til et innløp av et utfellingskammer (9) med et overløp (12) til et utløpskammer (10); og anordninger (20) tilknyttet den nedre del av utfellingskammeret for å fjerne forurensninger som er tyngre enn vann; idet utløpskammeret har et utløp (21), karakterisert ved at utløpet er forbundet til en oppbevaringstank (7) for å levere renset vann fra det første fordelingssystem (1) til et andre vannfordelingssystem (8); og i dette er anordningen for å fjerne forurensningene en fluidiseringsenhet (20) som omfatter en tilførselskanal (27) som er anordnet for å mates med vann under trykk og en utløpskanal (30) anordnet inne i tilførselskanalen (27) for tømming av slam av forurensninger fra utfellingskammeret.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at utløpskanalen (30) strekker seg utenfor utløpet av tilførselskanalen (27).

3. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at vannet ejisert fra tilførselskanalen (27) blir tvunget til å virvle.

4. System ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at utløpskanalen (30) er forsynt med en injektor som er anordnet for å injisere væske for å frembringe et lavt trykkområde inne i utløpskanalen.

5. System ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at tilførselskanalen (27) til fluidiseringsenheten (20) er anordnet for å mates med vann fra utløpskammeret (10).

6. System ifølge krav S, karakterisert ved at en felles pumpe (28) er anordnet både for å pumpe vann fra utløpskammeret (10) til oppbevaringstanken (7) og pumpe vannet til tilførselskanalen (27) til fluidiseringsenheten (20).

7. System ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at en sekundær separasjon (4,5) og/eller kjemisk behandlingsanordning (6) er tilveiebrakt for å behandle vannet fra utløpet (21) til utløpskammeret (10) til oppbevaringstanken (7).

8. System ifølge krav 7, karakterisert ved at den sekundære separasjonsanordning omfatter en hydrosyklon (4) ved hjelp av hvilke forurensninger som er lettere enn vann kan tømmes fra vannet gjennom hydrosyklonoverløpet (35).

9. System ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at utfellings(9)- og utløps(10)-kamrene er tilveiebrakt i en felles tank (3), og separert av en dam (12) som danner overløpet.

10. System ifølge krav 7, karakterisert ved at den kjemiske behandlingsanordning (6) omfatter en anordning for tilsetning av klorin, syre, alkali, lukt etler farge til vannet.

11. System ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter et regnvannsoppsamlingssystem (16) med et utløp forbundet til utfellingskammeret (9).

12. System ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter en varmeveksler (15) for å gjenvinne spillvarme fra vannet fra det første fordelingssystem (1).

13. System ifølge ett av kravene 6, 8 og 9, karakterisert ved å omfatte en tank (45) formet av plastmateriale og som er delt av skillevegger til rom, idet et av de første rommene tilveiebringer utfellingskammeret (9), et andre rom tilveiebringer utløpskammeret (10), idet dammen (12) er dannet av en øvre kant av en av skilleveggene som skiller fra hverandre første og andre rom; idet et tredje rom inneholder hydrosyklon (4); og et fjerde rom (46) tilveiebringer et dren og har et forurensningsutløp i den nedre del, idet utløpskanalen (30) fra fluidiseringsenheten (20) og overløputløpet (35) fra hydrosyklonutløpet tømmer inn i drenrommet; og en motor (49) som driver pumpen (28) er montert til tanken.