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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Eisfreihaltung von Uferverbauten und Gewässereinbauten und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens. Solche Uferverbauten bzw. Gewässereinbau- ten können z. B. Uferanlagen, Hafenanlagen, Bootsstege, Schwimmkörper od. dgl., aber auch Stau- dammkronen und Wehre sowie ruhig in einem Hafenbecken liegende Schiffsrümpfe bzw. Ölbohrinseln sein.
Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt kommt es in Gewässern zur Eisbildung. Durch das geringere spezifische Gewicht von Eis gegenüber Wasser nimmt die gleiche Menge Eis abhängig von der Umgebungstemperatur ein grösseres Volumen als Wasser ein. Es entsteht durch das Wachsen des Eises eine Kraft, die z. B. gegen gemauerte Uferanlagen oder andere Uferverbauten, Bootsstege,
Schwimmkörper, od. dgl. Einbauten gerichtet ist und diese beschädigt oder zerstört. Diese Beschädi- gung oder Zerstörung der Anlagen durch Wachsen oder Verschiebung bzw. Wanderung von geschlosse- nen Eisdecken oder grossen Eisschollen wird durch das, der Erfindung zugrunde liegende Verfahren und die zu dessen Durchführung erfindungsgemäss vorgesehene Vorrichtung verhindert.
Nach dem Stand der Technik werden Gewässerein- und Uferverbauten auf folgende Art und
Weise geschützt :
1. Demontierbare Einbauten werden in den Monaten mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt entfernt. Der Aufwand hiefür ist zweifellos beträchtlich. Ausserdem können beim Ein- und Ausbau solche Einbauten beschädigt werden. Auch bei der Einlagerung können sich, insbesondere wegen des Raumbedarfes, Probleme ergeben. Es lassen sich unter
Umständen manche Einbauten nur schwer oder gar nicht abmontieren.
2. Wenn sich eine tragfähige Eisdecke gebildet hat, wird diese mit einer Handsäge oder einer Kreissäge zersägt und die Eisschollen unter die verbleibende Eisdecke geschoben.
Ein entscheidender Nachteil dieser Methode ist die dauernd notwendige Einsatzbereitschaft von Personen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt.
3. Bei dem am häufigsten angewendeten Verfahren mit Druckluft wird Luft mit einem Kompres- sor in geeigneter Tiefe und über eine dem zu schützenden Objekt angepasste Verteilleitung in das Gewässer eingeblasen. Die aufsteigende Luft bewirkt eine stetige Bewegung und diese Durchmischung verhindert das Frieren des Wassers. Dieses bekannte Verfahren hat folgende Nachteile : Bei Stillstand der Anlage dringt das Wasser in das Verteilsystem für die Druckluft ein, steigt bis zum Niveau der Wasseroberfläche auf und friert in der Luftzuführleitung, wenn die Anlage nicht rechtzeitig in Betrieb gesetzt wird. Ebenso verursachen das Aufsteigen der Luft im Gewässer und der über der Wasseroberfläche stehende Kompressor nicht unwesentliche Geräusche. Weiters ist bei der Verwendung eines Kompressors die Gefahr der Verunreinigung des Wassers durch Öl gegeben.
Bei grosser Feuchte der Luft besteht ausserdem die Gefahr von Aneisungen im System, speziell an den Düsen ; durch Entspannung der Luft ergibt sich nämlich eine Abkühlung.
4. Ein Schutz der Uferverbauten und Gewässereinbauten wird ebenso durch eine elektrische Heizung-z. B. Bohlenheizung in einem Hohlraum der Bohle - erreicht. Diese Vorgangs- weise erfordert einen hohen Energieaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Uferverbauten und Gewässereinbauten bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt unter weitestgehender Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen möglichst vor Zerstörung zu schützen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs näher bezeichneten Verfahren erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei Umgebungstemperaturen unter dem Gefrierpunkt das Wasser um die zu schützenden Objekte und bzw. oder diese selbst durch zumindest im wesentlichen gas-, insbesondere luftfreie Zusatzflüssigkeit, zweckmässig zumindest im wesentlichen gas-, insbesondere luftfreies Zusatzwasser von, insbesondere möglichst stabilem, flüssigem Aggregatzustand, vorzugsweise-bezogen auf die Temperatur des dort, vornehmlich an oder nahe der Wasseroberfläche befindlichen Was- sers-wärmeres Wasser, dessen Temperatur deutlich über dem Gefrierpunkt liegt, beaufschlagt wird und damit um-die Objekte eine eisfreie Zone bestehen bleibt. Dabei soll eine Beaufschlagung unter Zuhilfenahme von gasförmigen Hilfs- oder Trägermedien vermieden werden.
Es wird somit beim erfindungsgemässen Verfahren einerseits zumindest im wesentlichen gas-, insbesondere luftfreie Zusatzflüssigkeit, zweckmässig zumindest im wesentlichen gas-,
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insbesondere luftfreies Zusatzwasser von flüssigem Aggregatzustand, vorzugsweise wärmendes
Wasser, eingesetzt und anderseits eine bestimmte Wasserbewegung hervorgerufen, damit um die
Objekte eine eisfreie Zone aufrechterhalten wird.
Gemäss einer Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das wärmere Wasser aus tieferen Schichten des Gewässers, vorteilhaft aus mindestens 0, 5 m Tiefe, entnommen und durch Unterwasserverteilleitungen in die Nähe der zu schützenden Objekte gebracht. Diese Unterwas- serverteilleitungen müssen natürlich dem zu schützenden Objekt angepasst sein. Sie können der
Wahl der Austrittsgeschwindigkeit entsprechend selbst in frostfreie Tiefe verlegt werden.
Gemäss einer Variante des erfindungsgemässen Verfahrens kann das wärmere Wasser aus tieferen Schichten des Gewässers entnommen und in die zu schützenden Objekte, insbesondere in eigens in diesen Objekten dafür vorgesehene Hohlräume, gebracht werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Eisfreihaltung eignet sich einerseits für flache Uferge- wässer, anderseits ebenso für tiefere Gewässer bzw. steile Ufer. Als Zusatzwasser mit flüssigem
Aggregatzustand kann mit Salz od. dgl. versetztes Wasser eingebracht werden. Dies ist vor allem bei Uferverbauten und Gewässerverbauten am Meer und im Mündungsbereich von Flüssen möglich, wobei diese Bauten weitgehendst salzwasserbeständig sind.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass durch eine, vorzugsweise zumindest teilweise unter dem Wasserspiegel angeordnete, zweckmässig zumindest eine Pumpe enthaltende Fördereinrichtung, die zumindest im wesentlichen gas-, insbesondere luftfreie Zusatzflüssigkeit, zweckmässig zumindest im wesentlichen gas-, insbesondere luftfreies Zusatzwasser mit flüssigem Aggregatzustand, vornehmlich das wärmere Wasser, in eine, vorzugsweise in vor Vereisung sicherer Tiefe verlegte, Speiseleitung und in weiterer Folge in eine Unterwasserverteilleitung oder in Hohlräume des zu schützenden Objektes selbst förderbar ist und mit Düsen flächendeckend in der Nähe der zu schützenden Objekte verteilbar ist.
Dabei ist es zweckmässig, wenn bei einem Flachufer die Fördereinrichtung gegebenenfalls mittels einer Halterung und einem Rahmen am Gewässerboden abgesetzt ist. Es kann aber auch bei einem Steilufer die Fördereinrichtung gegebenenfalls mittels einer Halterung direkt an dem zu schützenden Objekt befestigt sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen die Fig. la bis 1c einen Anwendungsfall bei einem Flachufer und die Fig. 2a und 2b einen Anwendungsfall bei einem Steilufer ; insbesondere zeigt Fig. la eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung, Fig. lb einen vergrösserten Ausschnitt des Details A in Fig. la, Fig. lc eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäss Fig. la, Fig. 2a eine zur Fig. la analoge Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung und Fig. 2b eine zur Fig. 1c analoge Seitenansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 2a.
Die Fig. la bis 1c zeigen bei flachem Gewässer die Aufstellung der Fördereinrichtung --1--, die vorzugsweise unter der Wasseroberfläche --13-- angeordnet ist. Für diesen Einsatzfall ist eine Förderungseinrichtung-l-in Form einer Tauchmotorpumpe sehr geeignet, die mit einer
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Bei tiefen Gewässern bzw. steilen Ufern - s. die Fig. 2a und 2b - wird die Fördereinrichtung --1-- gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Halterung --2-- an dem zu schützenden Objekt --12-- befestigt.
Sowohl bei flachem Gewässer als auch bei steilem Ufer wird die Speise- --7-- und Verteilleitung --8-- unter der Wasseroberfläche --13-- in vor Vereisung sicherer Tiefe verlegt und mit ihren Düsen --9-- dem zu schützenden Objekt --12-- den Umgebungs- und den Temperaturverhältnissen angepasst. Die Unterwasserverteilleitung --8-- wird durch in entsprechenden Abständen am Gewässerboden --6-- gesetzte Ankersteine --10-- und/oder unverlierbare Schwimmkörper --11-- gehalten. Diese sind entweder unter Wasser oder sie schwimmen auf. Die Schwimmkörper-11- können punktförmig, beidseitig schlauch- oder spiralförmig entlang der Verteilleitung --8-angeordnet werden.
Die Verteilleitung --8-- ist so gestaltet, dass sie entweder starr an einer Stelle verharrt oder eine gewisse Bewegungsmöglichkeit gewährleistet ist.
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Die Dimensionierung und Strömungsrichtung der an der Verteilleitung --8-- sitzenden Düsen --9-- werden durch die zu schützende Anlage --12-- und durch die Temperaturverhältnisse bestimmt. Die Düsen --9-- werden mindestens 0, 1 m unter der Wasseroberfläche --13-- angeordnet. Die Düsenanordnung und der Streuwinkel der Düsen --9-- werden so ausgeführt, dass die warme Wasserströmung bis an die Wasseroberfläche --13-- transportiert wird und die Eisfreiheit in der Umgebung der zu schützenden Objekte --12-- flächendeckend auftritt.
Da die Speise- --7-- und Verteilleitungen --8-- in entsprechender Tiefe verlegt sind bzw. sich nahe von Ufereinbauten bzw. in entsprechender Entfernung von allfälligen, eisfrei zu haltenden Schiffsrümpfen befinden, stellen sie kein Schiffahrtshindernis dar.
Alternativ zu der vorher angeführten Vorrichtung kann das wärmere Wasser ebenso in eigens dafür vorgesehene Hohlräume des zu schützenden Objektes --12-- gebracht werden. Der Hohlraum entsteht durch die Umhüllung vorzugsweise einer Bohle mit einem Mantelrohr. Das wärmere Wasser führt zu einer Erwärmung der Wandung des Mantelrohres des zu schützenden Objektes. Anschliessend wird das wärmere Wasser wieder durch Düsen in das umgebende Medium hineingepumpt, bewirkt Durchmischung, führt zu örtlicher Erwärmung und verhindert das Frieren des umgebenden Wasser.
Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung zu dessen Durchführung ist die frostsichere Verlegung aller Anlagenkomponenten, wodurch Funktionsstörungen vermieden werden. Es besteht dauernde Betriebsbereitschaft und es werden auch bereits vorhandene Eisbildungen (Eisdecken) wieder aufgelöst. An jedes zu schützende Objekt --12-- werden die Fördereinrichtung-l-und die Verteilleitungen --8-- angepasst. Bis zu den tiefsten Aussentemperaturen wird über eine Steuerung der Laufzeit der Anlage eine wirtschaftliche Eisfreihaltung erreicht.
Durch die Ausführung und Anordnung des Verteilsystems bedingt, wird eine gezielte Wasserströmung erreicht, welche die Eisfreihaltung bewirkt. Der erzielbare Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung ist vor allem dadurch gegeben, dass bei einer bestimmten Objektgrösse die elektrische Anschlussleistung und der Energieverbrauch der Pumpe gegenüber bisherigen Systemen wesentlich geringer ist. Auf Grund der erfindungsgemäss möglichen genauen Dosierung der Laufzeit der Anlage ist dies eine sehr energiesparende Variante einer Eisfreihaltung von Uferverbauten und Gewässereinbauten od. dgl. PATENTANSPRÜCHE :
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