AT508727A2 - WATER AS AMENDED - Google Patents
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Description
- 1 ··«· ···· • · · · · • · · · · 15060- 1 ·· «· ···· • · · · · · · · · · · 15060
Die Erfindung betrifft eine Wasserfassung zum Entnehmen und zum Leiten von zumindest einem Teil einer Wasserströmung, die längs ihr fließt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a water socket for removing and for guiding at least part of a water flow flowing along it, according to the preamble of claim 1.
Solche Wasserfassungen werden mittels ihres Fundament- und Ab-stützaufbaus derart in dem Wasserlauf einer Wasserströmung aufgestellt, dass in dem Strömungskanal der Wasserfassung eine Wasserströmung fliest. Zumindest ein Teil dieser Wasserströmung durchströmt dann in der Reihenfolge den ersten und den zweiten Rechen der Wasserfassung, damit die eventuell vom Wasser mitgeführten Fremdkörper ausgeschieden werden, die eine maximale Abmessung besitzen, die größer als jene ist ,die von dem gegenseitigen Abstand zwischen den Rechenelementen der zwei Rechen bestimmt wird. Das Wasser das entnommen wird, muss nämlich in genügender Weise für den Zweck, für das es bestimmt ist, sauber sein. Ein Sammelkanal dient dann dazu, das entnommene Wasser zu sammeln und es zur vorgesehenen Nutzungsstelle zu leiten.Such water sockets are positioned by means of their foundation and support structure in the watercourse of a water flow such that a water flow flows in the flow channel of the water sump. At least a portion of this water flow then flows through the first and second rakes of the water intake in order to eliminate any debris entrained by the water having a maximum dimension greater than that of the mutual distance between the computing elements two rakes is determined. That is, the water that is extracted must be clean enough for the purpose for which it is intended. A collection channel is then used to collect the extracted water and direct it to the intended use point.
Ein typischer und bevorzugter Anwendungsbereich der Wasserfassungen ist zum Beispiel jener der Kraftwerke für die Erzeugung von elektrischer Energie. In einem solchen Fall wird das entnommene Wasser zu dem Kraftwerk geleitet und seine Bewegungsenergie wird genutzt, um eine Turbine in Drehung zu bringen und um damit elektrische Energie zu erzeugen.A typical and preferred application of the water sockets is, for example, that of power plants for the production of electrical energy. In such a case, the extracted water is directed to the power plant and its kinetic energy is used to spin a turbine and thereby generate electrical energy.
Abhängig von den Eigenschaften der Wasserströmung kann es zweckmäßig sein, das entnommene Wasser weiteren Behandlungen auszusetzen, die von dem Endzweck abhängen. Als Beispiel dafür wird unter allen möglichen Behandlungen das Entsanden genannt, d.h. das Abscheiden vom Sand, das durch Absetzten in einem Absetzbecken mit hoch angeordnetem Abfluss geschehen kann.Depending on the characteristics of the water flow, it may be appropriate to subject the extracted water to further treatments depending on the end use. As an example of this, among all possible treatments, desanding is mentioned, i. the removal of the sand, which can be done by settling in a sedimentation basin with high drainage.
Die bisher bekannten Wasserfassungen können als Wasserfassungen mit zweistufiger Behandlung bezeichnet werden, und zwar mit einer ersten Primärbehandlungsstufe, die mittels des erstens Rechens durchgeführt wird, und einer zweiten Sekundärbehandlungsstufe, die mittels des zweiten Rechens durchgeführt wird.The previously known siphons may be referred to as siphons with two-stage treatment, with a first primary treatment stage carried out by means of the first rake, and a second secondary treatment stage performed by means of the second rake.
Etwas genauer, in der ersten Behandlungsstufe fällt das entnommene Wasser durch den ersten Rechen hindurch in einen Sammelschacht, aus dem dann das Wasser während der zweiten Behandlungsstufe zu • 0 - 2 - Μ ·· • · · · · · • 0 0 · · · 0 · · · ··· 0 0 0 0 · 00 ·· ·· «·· ···· · 0 · ·· 0 · · 0 · · • · · · 00 #· Μ· dem zweiten Rechen hin fliest. Dadurch dass das Wasser durch diesen zweiten Rechen hindurch fällt, gelangt es in einen Sammelkanal über den es dann zu dem vorgesehenen Zweck geleitet wird. Dieser Sammelkanal befindet sich auf einer niedrigeren Höhe als die Höhe des Sammelschachtes in dem das aus dem ersten Rechen kommende Wasser fließt.More precisely, in the first treatment stage, the withdrawn water falls through the first rake into a collecting shaft, from which the water is then discharged during the second stage of treatment. 0 · 2 · • ·· · · · · · · · 0 0 · · · 0 · 0 · 0 · 0 ························································································································································································································· The fact that the water falls through this second rake, it passes into a collecting channel over which it is then passed to the intended purpose. This collecting channel is located at a lower level than the height of the collecting shaft in which the water coming from the first rake flows.
Gemäß dem bisherigen Aufbau ist also, bezüglich der Positionen der beiden oberen Enden der Rechen, sowohl eine Versetzung längs der vertikalen Richtung als auch eine Versetzung längs der Längsrichtung, d.h. längs der Strömungsrichtung des Wassers, vorhanden. Bisher ist nämlich das obere Ende des ersten Rechens ungefähr auf gleicher Höhe wie der Boden des Strömungskanals der Wasserfassung angeordnet, während das obere Ende des zweiten Rechens sich auf der Höhe des Bodens des Sammelschachtes befindet, so dass zwischen den beiden oberen Enden ein Abstand längs der vertikalen Richtung vorhanden ist, der der Fallhöhe des Wassers durch den ersten Rechen hindurch gleich ist. Bezüglich der Längsrichtung ist ferner das obere Ende des ersten Rechens im Bereich des Stromaufwärtsrandes des Sammelschachtes angeordnet, während das obere Ende des zweiten Rechens sich im Bereich des Stromabwärtsrandes des Sammelschachtes befindet, d.h. jenes Randes bei dessen Überschreiten das Wasser in Richtung zum Sammelkanal hin fällt, sodass zwischen den beiden oberen Enden einen Längsabstand vorhanden ist, der der Längsabmessung des Sammelschachtes gleich ist.Thus, according to the previous structure, with respect to the positions of the two upper ends of the rake, there is both a displacement along the vertical direction and a displacement along the longitudinal direction, that is, the longitudinal direction. along the flow direction of the water, present. So far, namely, the upper end of the first rake is located approximately at the same level as the bottom of the flow channel of the water intake, while the upper end of the second rake is at the level of the bottom of the collection well, so that between the two upper ends a distance along the vertical direction, which is equal to the drop height of the water through the first rake. With respect to the longitudinal direction, the upper end of the first rake is further disposed in the region of the upstream edge of the collection well, while the upper end of the second rake is in the region of the downstream edge of the collection tray, i. that edge at the crossing of which the water falls in the direction of the collecting channel, so that between the two upper ends a longitudinal distance is present, which is equal to the longitudinal dimension of the collecting shaft.
Diese Art von Aufbau bringt zwei bedeutende Nachteile mit sich.This type of construction has two major disadvantages.
Der erste Nachteil besteht darin, dass die in der Höhe versetzte Anordnung der beiden Rechen und das daraus resultierende zweimalige Fallen des Wassers durch die derart angeordneten Rechen einen bedeutenden Höhenverlust der entnommenen Wasserströmung, mit damit verbundenem bedeutendem Verlust an Eigenenergie, mit sich bringt und dieser Eigenenergieverlust hat dann Folgen in der Geschwindigkeit der Wasserströmung und letztendlich in der Menge der erzeugten elektrischen Energie.The first disadvantage is that the offset in the height arrangement of the two rakes and the resulting two times falling of the water through the rake arranged in such a way significant loss of height of the extracted water flow, with associated significant loss of energy, and this self-energy loss then has consequences in the speed of the water flow and ultimately in the amount of electrical energy generated.
Der zweite Nachteil besteht darin, dass die längs der Längsströmungsrichtung des Wassers versetzte Anordnung der beiden Rechen eine bedeutende Längslänge des Fundament- und Abstützaufbaus, mit damit verbundenen hohen Herstellungskosten, mit sich bringt. - 3 - - 3 - ···· ···· • · • · ·· ·· • · · · »»···· · , · · * ··· · I · · · · · · · ·· «Φ »t ΦΦThe second disadvantage is that the offset along the longitudinal direction of the water arrangement of the two rakes brings a significant longitudinal length of the foundation and Abstützaufbaus, associated with high manufacturing costs, with it. - 3 - - 3 - ···· ···· • · • ··················································································· · «Φ» t ΦΦ
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Wasserfassung der eingangs angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass sie eine Verbesserung der Strömungseigenschaften des entnommenen Wassers ermöglicht und einen geringeren Raumbedarf längs der Längsrichtung aufweist.The object of the present invention is therefore to further develop a water intake of the type specified at the outset in such a way that it makes possible an improvement in the flow properties of the withdrawn water and has a smaller space requirement along the longitudinal direction.
Diese Aufgabe wird gelöst, wenn eine Wasserfassung der eingangs angegebenen Art zusätzlich auch die Merkmale aufweist, die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben sind.This object is achieved if a water intake of the type specified in addition also has the features that are specified in the characterizing part of claim 1.
Das in dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 vorgesehene Merkmal bringt die Beseitigung der beiden Versetzungen der Positionen der oberen Enden der zwei Rechen mit sich, und zwar sowohl der Versetzung längs der vertikalen Richtung, weil die beiden Rechen sich nun einer unter dem anderen befinden und deren entsprechende obere Enden beide in dem gleichen Bereich angeordnet sind, als auch der Längsversetzung, weil die oberen Enden der zwei Rechen sich nun beide im Bereich des Stromaufwärtsrandes des Sammelkanals befinden und daher der Sammelschacht nicht mehr notwendig ist. Damit kann das Wasser direkt in den Sammelkanal fließen der sich direkt unterhalb des zweiten Rechens befindet, der sich seinerseits direkt unterhalb des ersten Rechens befindet.The feature provided in the characterizing part of claim 1 involves the elimination of the two displacements of the positions of the upper ends of the two rakes, both of the displacement along the vertical direction, because the two rakes are now one under the other and their corresponding upper ends are both arranged in the same area, as well as the longitudinal displacement, because the upper ends of the two rakes are now both in the region of the upstream edge of the collecting channel and therefore the collecting shaft is no longer necessary. Thus, the water can flow directly into the collecting channel which is located directly below the second rake, which in turn is located directly below the first rake.
All dies ermöglicht eine Verbesserung der Strömungseigenschaften des entnommenen Wassers, weil dadurch die Gesamtfalihöhe des Wassers im Vergleich zu der Fallhöhe die bei den bekannten Wasserfassungen vorgesehen ist verringert wird. Auch der Eigenenergieverlust der durch die erfindungsgemäße Wasserfassung entnommenen Wasserströmung ist daher kleiner, was den Energiewirkungsgrad bei der darauffolgenden Erzeugung der elektrischen Energie verbessert. Die Beseitigung des Sammelschachtes bringt ferner eine Verkürzung der Wasserfassung längs der Längsrichtung mit sich, wobei daraus bei gleichbleibender Fallhöhe des Wassers eine Erhöhung der Neigung resultiert, gemäß welcher der erste Rechen angeordnet wird. Diese Neigungserhöhung bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass die von den Rechen abgehaltenen Fremdkörper besser längs dieser gleiten bzw. rollen können und leichter von der übrigen von der Wasserfassung nicht entnommenen Wasserströmung weggebracht werden können.All this makes it possible to improve the flow characteristics of the withdrawn water because it reduces the overall height of the fall of the water compared to the height of fall provided in the prior art water sockets. Also, the self-energy loss of the extracted by the inventive water flow water flow is therefore smaller, which improves the energy efficiency in the subsequent generation of electrical energy. The removal of the collecting shaft also brings a shortening of the water intake along the longitudinal direction with it, resulting in a constant drop height of the water increasing the inclination, according to which the first rake is arranged. This increase in inclination brings with it the further advantage that the foreign bodies kept away from the rake are better able to slide or roll along the latter and are easier to move away from the rest of the water flow not drawn from the water intake.
Anspruch 2 betrifft ein mögliches Verbindungselement, das in optimaler Weise die Verwirklichung von dem, was zuvor erläutert wurde, ermöglicht. Die gleichzeitige Verbindung dieses Verbindungselements mit den oberen Enden der beiden Rechen ermöglicht es dass diese annä- hernd die gleiche vom Boden des Sammelkanals gerechnete Höhe aufweisen.Claim 2 relates to a possible connecting element which optimally enables the realization of what has been explained above. The simultaneous connection of this connecting element to the upper ends of the two rakes makes it possible for these to have approximately the same height calculated from the bottom of the collecting channel.
Gemäß Anspruch 3 ist dieses Verbindungselement eine Platte, während die Rechenelemente der beiden Rechen Stäbe sind. Diese Platte ist zweckmäßigerweise in einem ungefähr mittleren Bereich gekrümmt und die Stäbe des ersten Rechens weisen gekrümmte Abschnitte auf, so-dass die Verbindung zwischen der Platte und den Stäben des ersten Rechens dadurch geschehen kann, dass sie im Bereich dieser Krümmungen verbunden werden, so wie in Anspruch 4 beansprucht wurde. Die Krümmung dient dazu, das Leiten des Wassers nach unten zu unterstützen und um das fortschreitende Fallen des Wassers optimal vorzubereiten, wobei dadurch die Wasserströmung homogen und dicht bleibt.According to claim 3, this connecting element is a plate, while the computing elements of the two rake bars. This plate is suitably curved in an approximately central region and the rods of the first rake have curved portions, so that the connection between the plate and the rods of the first rake can be made by being connected in the region of these curvatures, such as claimed in claim 4. The curvature serves to assist in directing the water downwards and to optimally prepare for the progressive fall of the water, thereby keeping the flow of water homogeneous and dense.
Die engen und länglichen Bohrungen, die gemäß Anspruch 5 in dem gekrümmten Bereich vorgesehen sind und in dien die gekrümmten Abschnitte der Stäbe des ersten Rechens eingesetzt werden, ermöglichen nicht nur eine fluchtrechte Verbindung der Platte und der Stäbe des ersten Rechens miteinander, sodass die Wasserströmung hindernisfrei von der Platte zu dem ersten Rechen gelangt. Diese Bohrungen erlauben auch, indem die gekrümmten Abschnitte mehr oder weniger tief in ihnen versenkt werden und dadurch dass die Krümmung der Platte größer als die Krümmung der gekrümmten Abschnitte ist, den Einlaufbogen des ersten Rechens für die fallende Wasserströmung abhängig von dem Bedarf einzustellen.The narrow and elongated holes provided in the curved portion according to claim 5 and in which the curved portions of the rods of the first rake are inserted, not only allow a flush connection of the plate and the rods of the first rake with each other, so that the water flow obstacle-free from the plate to the first rake passes. These holes also allow, by making the curved portions more or less deeply buried in them, and in that the curvature of the plate is greater than the curvature of the curved portions, to adjust the inlet rake of the first rake for the falling water flow depending on the need.
Die Folge der größeren Krümmung der Platte im Vergleich zu der Krümmung der gekrümmten Abschnitte ist, dass das untere Ende der Platte sich auf einer geringfügig niedrigeren Höhe als die Höhe der gekrümmten Abschnitte der Stäbe des ersten Rechens befindet. Wenn man daher, wie in Anspruch 6 vorgesehen ist, das obere Ende des zweiten Rechens starr mit diesem unteren Ende der Platte verbindet, befinden sich die oberen Enden der beiden Rechen annähernd auf gleicher vom Boden des Sammelkanais gerechneten Höhe. In diesem Fall befindet sich nämlich das obere Ende des ersten Rechens, das aus der Menge der verschiedenen oberen Enden der Stäbe gebildet wird, in den Bohrungen der Platte, während das obere Ende des zweiten Rechens sich an der Stelle befindet, an der sich das untere Ende der Platte befindet, und zwar in unmittelbarer Nähe des oberen Endes des ersten Rechens.The consequence of the greater curvature of the plate compared to the curvature of the curved portions is that the lower end of the plate is at a slightly lower level than the height of the curved portions of the rods of the first rake. Therefore, if one provides, as provided in claim 6, the upper end of the second rake rigidly connected to this lower end of the plate, the upper ends of the two rakes are approximately equal to the bottom of the Sammelkanais calculated height. In this case, namely, the upper end of the first rake, which is formed from the set of different upper ends of the bars, in the holes of the plate, while the upper end of the second rake is located at the point at which the lower End of the plate is located, in the immediate vicinity of the upper end of the first rake.
Die unteren Enden der beiden Rechen sind zweckmäßigerweise, wie man in Anspruch 7 beansprucht, im Bereich des Höhepunktes der niedrigeren Wand des Sammelkanals gelagert. Dies trägt zu einer geringeren Längserstreckung der erfindungsgemäßen Wasserfassung im Vergleich zu den bekannten Wasserfassungen bei.The lower ends of the two rakes are expediently, as claimed in claim 7, stored in the region of the peak of the lower wall of the collecting channel. This contributes to a smaller longitudinal extent of the water socket according to the invention in comparison to the known water sockets.
Bezüglich des zweiten Rechens handelt es sich zweckmäßigerweise, wie man in Anspruch 8 beansprucht, um einen etwas besonderen Rechen, weil er auf der Seite, die zum ersten Rechen hin gerichtet ist, konkav ist und seine Stäbe sehr dicht, mit einem gegenseitigen Abstand von sogar nur 0.5 mm angeordnet sind. Mit diesem Rechen möchte man den sogenannten Coandä-Effekt nutzen, der wegen seines Entdeckers, des rumänischen aeronautischen Ingenieurs Henri Coandä, derart bezeichnet wird. Henri Coandä bemerkte, dass ein Fluid, also auch eine Flüssigkeit wie das Wasser, dazu neigt, der Kontur der Oberfläche zu folgen, auf der es sich bewegt. Dies ist dadurch verursacht, dass beim Gleiten der Flüssigkeit entlang der Oberfläche eine Reibung entsteht und diese Reibung dazu neigt die Flüssigkeit zu verlangsamen. Dieser Widerstand gegen die Bewegung wird aber nur auf die inneren, direkt mit der Oberfläche in Kontakt stehenden Flüssigkeitsteilchen ausgeübt, während die übrigen Flüssigkeitsteilchen ihre Geschwindigkeit behalten, so dass diese letztere, aufgrund der Mole-kularzusammenwirkungen zwischen den Teilchen und infolge des Geschwindigkeitsunterschieds, auf den inneren Teilchen rollen und demzufolge die Anhaftung der Flüssigkeit an der Oberfläche verursachen. Der Coandä-Effekt ermöglicht es, den Durchfluss des den zweiten Rechen durchströmenden Wassers zu erhöhen und die erfindungsgemäße Wasserfassung wird daher wirkungsvoller. Die Rechen, die den Coandä-Effekt nutzen, sind aus dem Stand der Technik bekannt und können als zum Einbau fertiges Bauteil gekauft werden.With regard to the second rake, it is expedient, as claimed in claim 8, to have a somewhat special rake because it is concave on the side facing the first rake and its rods are very dense, even spaced apart only 0.5 mm are arranged. With this rake you want to use the so-called Coanda effect, which is so named because of its discoverer, the Romanian aeronautical engineer Henri Coanda. Henri Coandä noted that a fluid, as well as a fluid like water, tends to follow the contour of the surface on which it moves. This is caused by friction occurring as the liquid slides along the surface and this friction tends to slow the liquid. However, this resistance to movement is exerted only on the inner liquid particles directly in contact with the surface, while the remaining liquid particles maintain their velocity, so that the latter, due to the molecular interactions between the particles and due to the difference in velocity, on the roll inside particles and thus cause the adhesion of the liquid to the surface. The Coanda effect makes it possible to increase the flow of the water flowing through the second rake, and the water intake according to the invention therefore becomes more effective. The rakes using the Coanda effect are well known in the art and can be purchased as a finished component for installation.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden klarer aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wasserfassung hervorgehen, das anhand der beigelegten Zeichnungen rein beispielhaft aber nicht in einschränkender Weise näher erläutert wird. In den Zeichnungen zeigen:Further advantages and features of the invention will emerge more clearly from the following description of an embodiment of the inventive water intake, which is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, but not in a restrictive manner. In the drawings show:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wasserfassung, wobei zur Verbesserung der Ansicht der aus den beiden Rechen und aus dem diese verbindenden Verbindungselement bestehenden Anordnung die linke Schulter des Fundament- und Abstütz-aufbaus nicht gezeichnet wurde, - 6 - «· t· ·· ···· ···· «····· · · ··*··* t ♦ ······· · ·Figure 1 is a perspective view of a water intake according to the invention, wherein the left shoulder of the foundation and support structure was not drawn to improve the view of consisting of the two rake and from the connecting element connecting them, - 6 - «· t ··· ···· ···· ························································
Figur 2 alleine und in perspektivischer Darstellung die aus den beiden Rechen und aus dem diese verbindenden Verbindungselement bestehende Anordnung aus Figur 1,FIG. 2 alone and in a perspective view the arrangement of FIG. 1 consisting of the two rakes and the connecting element connecting them
Figur 3 einen Längsschnitt der Wasserfassung aus Figur 1,FIG. 3 shows a longitudinal section of the water intake of FIG. 1,
Figuren 4 und 5 im Längsschnitt und in perspektivischer Darstellung einen vergrößerten Ausschnitt des oberen Bereiches der beiden Rechen, in dem diese mit dem Verbindungselement verbunden sind,Figures 4 and 5 in longitudinal section and in perspective an enlarged section of the upper portion of the two rakes in which they are connected to the connecting element,
Figuren 6 und 7 im Längsschnitt und in perspektivischer Darstellung einen vergrößerten Ausschnitt des unteren Bereiches der beiden Rechen, in dem diese auf dem Fundament- und Abstützaufbau gelagert sind.Figures 6 and 7 in longitudinal section and in perspective an enlarged section of the lower portion of the two rakes in which they are mounted on the foundation and support structure.
Wie bereits erwähnt wurde, zeigen die Figuren schematisch eine Wasserfassung zum Entnehmen und zum Leiten von zumindest einem Teil einer Wasserströmung, die längs ihr fließt.As already mentioned, the figures show schematically a water socket for removing and for guiding at least part of a water flow flowing along it.
Mit 1 ist ein Fundament- und Abstützaufbau bezeichnet, der im allgemeinen als Betonbauwerk hergestellt ist und schematisch einen Hauptkörper 11 und an dessen Seiten zwei Schultern 12 umfasst, sodass auf der oberen Oberfläche des Hauptkörpers 11 und zwischen den Schultern 12 ein Strömungskanal 2 gebildet wird, in dem die Wasserströmung fließt aus der das Wasser entnommen wird. In Figur 1 wurde die linke Schulter 12 aus Darstellungsgründen der verschiedenen Bauteilen der Wasserfassung nicht gezeichnet. Sowohl der Hauptkörper 11 als auch die Schultern 12 sind passend in bekannter Weise in dem Wasserlauf einer Wasserströmung angeordnet.1 designates a foundation and support structure, which is generally made as a concrete structure and schematically comprises a main body 11 and at its sides two shoulders 12, so that on the upper surface of the main body 11 and between the shoulders 12 a flow channel 2 is formed, in which flows the water flow from which the water is removed. In Figure 1, the left shoulder 12 has not been drawn for reasons of illustration of the various components of the water intake. Both the main body 11 and the shoulders 12 are suitably arranged in a known manner in the watercourse of a water flow.
Auf dem Hauptkörper 11 ist eine, im allgemeinen metallische Anordnung angeordnet, die aus einem ersten Rechen 3 und einem zweiten Rechen 4 besteht, durch welche in Reihenfolge das Wasser hindurch strömt, das aus der in dem Strömungskanal 2 fließende Wasserströmung entnommen wird.Arranged on the main body 11 is a generally metallic arrangement consisting of a first rake 3 and a second rake 4, through which the water, which is taken out of the water flow flowing in the flow channel 2, flows in sequence.
Der erste Rechen 3 ist aus einer Mehrzahl von parallel zur von der Wasserströmungsrichtung bestimmten Längsrichtung angeordneten ersten Rechenelementen 31 gebildet. Der erste Rechen 3, der schräg in dem Strömungskanal 2 angeordnet ist damit er eine gewisse Neigung längs der Längsrichtung aufweist, wird von zumindest einem Teil der Wasserströmung durchströmt und seine ersten Rechenelemente 31 verhindern den Durchgang der vom Wasser mitgeführten Fremdkörper, die eine maximale Abmessung besitzen die größer als der gegenseitigeThe first rake 3 is formed from a plurality of first computing elements 31 arranged parallel to the longitudinal direction determined by the water flow direction. The first rake 3, which is arranged obliquely in the flow channel 2 so that it has a certain inclination along the longitudinal direction, is flowed through by at least a portion of the water flow and its first computing elements 31 prevent the passage of the entrained by the water foreign bodies having a maximum dimension the bigger than the mutual
Abstand zwischen diesen ersten Rechenelemente 31 ist, wie z.B. von Ästen, Steinen und festen Körpern im Allgemeinen. Dieser erste Rechen 3 dient insbesondere dazu, die größeren Körper auszuscheiden und er besitzt eine Schutzfunktion gegenüber dem zweiten Rechen 4 und ist daher massiver als der zweite Rechen 4 aufgebaut. Die Fremdkörper, die von ihm zurückgehalten werden, gleiten und rollen entlang seiner geneigten Oberfläche und werden vom nicht entnommen Wasserstrom weggebracht. Je größer die Neigung dieses ersten Rechens 3 ist, desto einfacher werden diese Fremdkörper weggebracht.The distance between these first computing elements 31 is, e.g. of branches, stones and solid bodies in general. This first rake 3 serves, in particular, to eliminate the larger bodies and it has a protective function with respect to the second rake 4 and is therefore constructed more solidly than the second rake 4. The debris retained by it slides and rolls along its sloped surface and is carried away by the unremoved stream of water. The greater the inclination of this first rake 3, the easier these foreign bodies are taken away.
Der zweite Rechen 4 ist aus einer Mehrzahl von quer zur Wasserströmungsrichtung und dichter zueinander im Vergleich zu den ersten Rechenelementen 31 des ersten Rechens 3 angeordneten zweiten Rechenelementen 41 gebildet. Der zweite Rechen 4 wird von der Wasserströmung durchströmt, die den ersten Rechen 3 durchströmt hat und seine zweiten Rechenelemente 41 verhindern den Durchgang der vom Wasser mitgeführten Fremdkörper, die eine maximale Abmessung besitzen die größer als der gegenseitige Abstand zwischen diesen zweiten Rechenelementen ist. Dieser gegenseitige Abstand liegt abhängig von den Bedürfnissen in dem Wertbereich zwischen 0,5 mm und 2 mm. Ein bevorzugter Wert für diesen Abstand beträgt vorzugsweise 0,6 mm.The second rake 4 is formed from a plurality of second computing elements 41 arranged transversely to the water flow direction and closer to one another in comparison to the first computing elements 31 of the first rake 3. The second rake 4 flows through the flow of water through which the first rake 3 flows, and its second rake elements 41 prevent the passage of the foreign bodies entrained by the water, which have a maximum dimension greater than the mutual distance between these second rake elements. This mutual distance depends on the needs in the value range between 0.5 mm and 2 mm. A preferred value for this distance is preferably 0.6 mm.
Der Fundament- und Abstützaufbau 1 weist auch einen unterhalb des zweiten Rechens 4 angeordneten Sammelkanal 5 auf, der im Hauptkörper 11 ausgebildet ist und in dem das Wasser fließt, das den zweiten Rechen 4 durchströmt hat.The foundation and support structure 1 also has a collection channel 5 arranged below the second rake 4, which is formed in the main body 11 and in which flows the water which has flowed through the second rake 4.
Dieser Sammelkanal 5 weist zwei Wände 51,52 unterschiedlicher Höhe und einen Boden 53 auf, auf dem das entnommene Wasser wegfließt, um es zur vorgesehenen Nutzungsstelle, typischerweise ein Kraftwerk für die Erzeugung von elektrischer Energie, zu leiten.This collecting channel 5 has two walls 51,52 of different height and a bottom 53, on which the removed water flows away, in order to guide it to the intended point of use, typically a power plant for the generation of electrical energy.
Erfindungsgemäß ist der zweite Rechen 4 unterhalb des ersten Rechens 3 angeordnet und sowohl das obere Ende 32 des ersten Rechens 3, als auch das obere Ende 42 des zweiten Rechens 4 sind im Bereich des Höhepunkts der höheren Wand 51 gelagert. Dies ist in Figur 3 besonders gut ersichtlich.According to the invention, the second rake 4 is arranged below the first rake 3 and both the upper end 32 of the first rake 3 and the upper end 42 of the second rake 4 are mounted in the region of the height of the higher wall 51. This is particularly evident in FIG.
Um in der erläuterten Weise die beiden oberen Ende 32, 42 der beiden Rechen 3,4 zu lagern, ist zusätzlich ein Verbindungselement 6 vorgesehen, das z.B. in Figur 2 ersichtlich ist. Das Verbindungselement 6 ist auf dem Fundament- und Abstützaufbau 1, insbesondere auf dem Höhepunkt der höheren Wand 51 des Sammelkanals 5, gelagert und so- - 8 - - 8 - ·««· ·♦« ·· ·· • · · · · • · · · ♦ • · ♦ · ·· • · ♦ · ·· »· ♦· wohl mit dem oberen Ende 32 des ersten Rechens 3, als auch mit dem oberen Ende 42 des zweiten Rechens 4 verbunden, und zwar derart, dass die beiden oberen Enden 32, 42 der beiden Rechen 3,4 annähernd die gleiche vom Boden 53 des Sammelkanals 5 gerechnete Höhe aufweisen.In order to support the two upper ends 32, 42 of the two rakes 3, 4 in the manner explained, a connecting element 6 is additionally provided, which may e.g. can be seen in Figure 2. The connecting element 6 is mounted on the foundation and support structure 1, in particular at the height of the higher wall 51 of the collecting channel 5, and thus - 8 - - 8 - ·········································································. Is well connected to the upper end 32 of the first rake 3 as well as to the upper end 42 of the second rake 4 in such a way that the two upper ends 32, 42 of the two rakes 3.4 have approximately the same height calculated by the bottom 53 of the collecting channel 5.
Das Verbindungselement 6 ist insbesondere zweckmäßigerweise eine Platte und die ersten und die zweiten Rechenelemente 31,41 sind aus ersten und aus zweiten Stäben gebildet.The connecting element 6 is in particular expediently a plate, and the first and the second calculating elements 31, 41 are formed from first and second bars.
Das obere Ende 32 des ersten Rechens 3 ist daher aus der Menge der verschiedenen oberen Enden der ersten Stäbe 31 gebildet.The upper end 32 of the first rake 3 is therefore formed from the set of different upper ends of the first bars 31.
Um die Platte 6 auf der Wand 51 zu lagern, kann zweckmäßigerweise ein profiliertes Verankerungselement 7 vorgesehen sein, das auch aus Metall hergestellt wird und z.B., in Figur 2 ersichtlich ist. Es wird bei der Herstellung des Hauptkörpers 11, der üblicherweise aus Beton ist, in diesen eingebettet und dann starr über Schrauben oder Schweißen mit der Platte 6 verbunden. Die Löcher dieses profilierten Verankerungsteiles 7, die in den Figuren ersichtlich sind, dienen nur dazu die Luft aus dem Hauptkörper 11 austreten zu lassen, damit sich beim Erstarren des Betons keine Hohlräume unterhalb des profilierten Verankerungselements 7 bilden.In order to support the plate 6 on the wall 51, a profiled anchoring element 7, which is also made of metal and, for example, can be seen in FIG. 2, may conveniently be provided. It is in the manufacture of the main body 11, which is usually made of concrete, embedded in these and then rigidly connected by screws or welding to the plate 6. The holes of this profiled anchoring part 7, which can be seen in the figures, serve only to allow the air to escape from the main body 11 so that no voids form below the profiled anchoring element 7 when the concrete solidifies.
Da der erste Rechen 3 insbesondere dazu dient, die größeren Fremdkörper, können dessen ersten Rechenelemente 31 eventuell dadurch verstärkt werden, dass unter jedem von ihnen ein Verstärkungsprofil angeschweißt wird, wie in den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist.Since the first rake 3 in particular serves the larger foreign bodies, its first computing elements 31 may possibly be reinforced by welding a reinforcing profile under each of them, as can be seen in FIGS. 2 and 3.
Die Platte 6 weist einen im wesentlichen mittleren gekrümmten Bereich 61 auf, dessen Konkavität nach unten gerichtet ist. Auch die ersten Stäbe 31 des ersten Rechens 3 sind nicht vollkommen gerade und weisen ihrerseits an ihren oberen Enden 32 gekrümmte Abschnitte 34 auf. Die ersten Stäbe 31 sind mit diesen gekrümmten Abschnitten 34 an dem gekrümmten Bereich 61 der Platte 6 verbunden.The plate 6 has a substantially central curved portion 61, the concavity of which is directed downwards. Also, the first bars 31 of the first rake 3 are not completely straight and in turn have at their upper ends 32 curved portions 34. The first bars 31 are connected to these curved portions 34 at the curved portion 61 of the plate 6.
Die Platte 6 weist insbesondere eine Mehrzahl von engen und länglichen Bohrungen 62, die gut in den Figuren 2 und 5 ersichtlich sind. Diese Bohrungen 62 sind einander parallel und befinden sich in dem gekrümmten Bereich 61 der Platte 6. In jeder der Bohrungen 62 ist der gekrümmte Abschnitt 34 eines entsprechenden ersten Stabes 31 eingesetzt und befestigt. Wie in den Figuren ersichtlich ist, ist die Krümmung der Platte 6 größer als die Krümmung der gekrümmten Abschnitte 34, so dass sich das untere Ende 63 der Platte 6 unterhalb der ersten Stäbe 31 befindet. Das Einsetzen der gekrümmten Abschnitte 34 in die Bohrungen 62 erlaubt es sowohl die Platte 6 fluchtrecht mit den ersten Stäben 31 zu verbinden, wobei dadurch der Übergang der Wasserströmung von der Platte 6 zu dem ersten Rechen 3 fortschreitend wird, als auch, indem die gekrümmten Abschnitte 34 mehr oder weniger tief in den Bohrungen 62 versenkt werden, den Einlaufbogen für die durch den ersten Rechen 3 fallende Wasserströmung nach Bedürfnis einzustellen.In particular, the plate 6 has a plurality of narrow and elongate bores 62, which are clearly visible in FIGS. 2 and 5. These holes 62 are parallel to each other and located in the curved portion 61 of the plate 6. In each of the holes 62, the curved portion 34 of a corresponding first rod 31 is inserted and fixed. As can be seen in the figures, the curvature of the plate 6 is greater than the curvature of the curved sections 34, so that the lower end 63 of the plate 6 is located below the first bars 31. The insertion of the curved portions 34 into the bores 62 allows both the plate 6 to be aligned with the first rods 31, thereby progressing the passage of water flow from the plate 6 to the first rake 3, as well as by the curved portions 34 more or less deeply sunk in the holes 62 to adjust the inlet bend for falling through the first rake 3 water flow as needed.
Mit diesem unteren Ende 63 der Platte 6 ist das obere Ende 42 des zweiten Rechens 4 starr verbunden. Der zweite Rechen 4 ist zweckmäßigerweise ein Rechen, der den in der Einleitung bezeichneten Co-andä-Effekt nützt. Er ist also auf der Seite, die zum ersten Rechen 3 hin gerichtet ist, konkav und die Anordnung der zweiten Stäbe 41 kann derart dicht sein, dass der gegenseitige Abstand zwischen diesen zweiten Stäben 41 auch nur 0.5 mm betragen kann, aber im allgemeinen abhängig von dem Abscheidungsgrad dieses zweiten Rechens 4 zwischen 0.5 mm und 2 mm liegt und vorzugsweise 0.6 mm beträgt.With this lower end 63 of the plate 6, the upper end 42 of the second rake 4 is rigidly connected. The second rake 4 is expediently a rake which utilizes the co-ande effect described in the introduction. It is therefore concave on the side facing the first rake 3 and the arrangement of the second bars 41 can be so dense that the mutual distance between these second bars 41 can be as small as 0.5 mm, but generally dependent on the degree of separation of this second rake 4 is between 0.5 mm and 2 mm, and is preferably 0.6 mm.
Bezüglich schließlich der unteren Enden 33,43 der beiden Rechen 3,4 sind diese 33,43 im Bereich des Höhepunktes der niedrigeren Wand 52 des Sammelkanals 5 gelagert. Die Lagerung dieser beiden Enden 33,43 kann z.B., wie insbesondere in den Figuren 2, 6 und 7 gezeigt ist, durch übliche Abstütz- und Tragelemente erfolgen, wie den Querträger 8, die Stütze 9 und das zweckmäßigerweise profilierte Tragelement 10, das an der Wand 52 des Sammelkanals 5 befestigt ist.With regard finally to the lower ends 33, 43 of the two rakes 3, 4, these 33, 33 are mounted in the region of the peak of the lower wall 52 of the collecting channel 5. The storage of these two ends 33,43 can, for example, as shown in particular in Figures 2, 6 and 7, carried by conventional support and support elements, such as the cross member 8, the support 9 and the appropriately profiled support member 10 which on the Wall 52 of the collecting channel 5 is attached.
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Wasserfassung ist sehr einfach und erfolgt wie nachfolgend beschrieben wird.The operation of the water intake according to the invention is very simple and takes place as described below.
Ein Teil der Wasserströmung die im Strömungskanal 2 fließt, fällt durch den ersten Rechen 3 und den zweiten Rechen 4 hindurch in den darunter liegenden Sammelkanal 5 und fließt dann von dort zu der dafür vorgesehenen Nutzungsstelle. Die vom Wasser mitgeführten Fremdkörper werden von den beiden Rechen 3,4 zurückgehalten, und zwar jene mit größerer Abmessung von dem ersten Rechen 3 und jene mit kleinerer Abmessung von dem zweiten Rechen 4. Die verbleibende Wasserströmung die nicht entnommen wird, ist, dank der Neigung der beiden Rechen 3,4, in der Lage diese Fremdkörper wegzubringen, wobei die Fremdkörper, die von dem zweiten Rechen 4 zurückgehalten werden, insbesondere durch die zwischen den beiden Rechen 3,4 im Bereich von deren unteren Enden 33,43 befindliche Abflussöffnung hindurch #· »·«· ···· - 10 - ··♦«** · · • · · · ·· ·· ♦· • · · I ··· « · weggebracht werden. Diese Abflussöffnung ist zwischen den beiden Stützen 9 angeordnet, welche mit ihrer Höhe dazu beitragen, zusammen mit der Höhe des profilierten Tragelements 10, auch die Höhe dieser Abflussöffnung zu bestimmen.A portion of the water flow flowing in the flow channel 2, falls through the first rake 3 and the second rake 4 into the underlying collecting channel 5 and then flows from there to the designated use point. The entrained by the water foreign objects are retained by the two rake 3,4, namely those with a larger dimension of the first rake 3 and those with a smaller dimension of the second rake 4. The remaining water flow is not taken, is due to the inclination the two rake 3,4, able to bring this foreign body away, the foreign bodies, which are retained by the second rake 4, in particular through the between the two rake 3,4 located in the region of the lower ends 33,43 drain port through # # . This discharge opening is arranged between the two supports 9, which contribute with their height, together with the height of the profiled support member 10, to determine the height of this drain opening.
Die nach oben, d.h. in Richtung zu dem ersten Rechen 3 hin, gerichtete Konkavität, die von dem zweiten Rechen 4 aufgewiesen wird, macht es möglich dass das Wasser infolge des Coandä-Effekts, beim Durchströmen des zweitens Rechens 4, entlang der Oberfläche der zweiten Stäbe 41 des zweiten Rechens 4 fließt und das erhöht den Durchfluss des Wassers das entnommen wird. Eine Erhöhung des Durchflusses des Wassers das entnommen wird, wird auch durch das Vorhandensein der gekrümmten Abschnitte 34 erreicht, die dazu beitragen die Wasserströmung dicht zu halten.The up, i. In the direction towards the first rake 3, directed concavity exhibited by the second rake 4 makes it possible for the water to travel along the surface of the second ridge 41 of the second rake due to the Coanda effect as it flows through the second rake 4 4 flows and this increases the flow of water that is removed. An increase in the flow of the water removed is also achieved by the presence of the curved portions 34, which help to keep the water flow tight.
Die Tatsache, dass die zweiten Stäbe 41 quer gegenüber der Wasserströmung liegen und dass diese Konkavität vorhanden ist, verringert ferner die Möglichkeit, dass die Fremdkörper zwischen den zweiten Stäben 41 eingeklemmt werden und den zweiten Rechen 4 versetzen, da sie keinen genügenden Halt finden und dazu neigen unter der Wirkung des Wasser wegzurollen.The fact that the second rods 41 are transverse to the flow of water and that this concavity is present also reduces the possibility that the foreign bodies will become trapped between the second rods 41 and displace the second rake 4, as they will not find sufficient support tend to roll away under the action of the water.
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