AT524660A4

AT524660A4 - Schlauchwehr

Info

Publication number: AT524660A4
Application number: ATA50233/2021A
Authority: AT
Inventors: Fritsch Dipl Ing Dr Rudolf
Original assignee: Hydro Construct Unternehmen Fuer Wasser Und Energietechnik Ges M B H
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-08-15
Also published as: EP4071306A8; EP4071306C0; EP4071306B8; AT524660B1; EP4071306B1; EP4071306A1

Abstract

Es wird ein Schlauchwehr mit einem an einer Wehrsohle (1) befestigten, mit Wasser befüllbaren Schlauch (2) als Staukörper und mit einer am Schlauch (2) aufliegenden flexiblen Membranbahn (7) beschrieben, die in Fließrichtung mit Abstand vom Schlauch (2) an der Wehrsohle (1) verankert ist. Um vorteilhafte Strömungsbedingungen zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass die mit ihrem oberwasserseitigen Ende zugfest gegenüber dem Schlauch (2) gehaltene, mit ihrem unterwasserseitigen Ende (10) mit Abstand vom Schlauch (2) an der Wehrsohle (1) verankerte Membranbahn (7) zwischen einer oberwasserseitigen Anlage am Schlauch (2) und der unterwasserseitigen Verankerung (8) frei geführt ist und eine flexible Leitrampe für den Überfallstrahl bildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlauchwehr mit einem an einer Wehrsohle befestigten, mit Wasser befüllbaren Schlauch als Staukörper und mit einer am Schlauch aufliegenden, flexiblen Membranbahn, die in Fließrichtung mit Abstand

vom Schlauch an der Wehrsohle verankert ist.

Der Staukörper von in Fließgewässern eingesetzten Schlauchwehren wird durch einen mit Wasser befüllbaren Schlauch aus einer flexiblen Membran gebildet, die flüssigkeitsdicht mithilfe von Klemmschienen an der Wehrsohle sowie an seitlichen Wehrwangen bzw. Wehrpfeilern angeklemmt ist. Die projektierte Stauhöhe gibt die Abmessungen des Schlauches vor und bedingt einen festgelegten Innendruck im Schlauch. Bei Überwasser wird die Wehrkrone abgesenkt, wobei dann die Querschnittsform des Schlauches den Strömungsverlauf des Überfallstrahls bestimmt (DE 101 31 873 A1, DE 10 2007 041 611 B3). Der Überfallstrahl trifft mit einer erheblichen Strömungskomponente senkrecht zur Wehrsohle auf diese auf, wobei ein Großteil seiner kinetischen Energie verlorengeht, was üblicherweise

erwünscht ist, um Erosionen auf der Unterwasserseite zu vermeiden.

Dieser Energieverlust ist jedoch beim Einsatz von Schlauchwehren zur Bereitstellung eines Überwasserstrahls nachteilig, dessen kinetische Energie genützt werden soll, wie dies beispielsweise bei Ejektorkraftwerken der Fall ist, bei denen das Überwasser zusätzlich entlang einer über dem Saugrohrauslauf einer Turbine endenden Ejektorrampe beschleunigt wird, um sich dann mit dem

Triebwasser zur Steigerung der nutzbaren Fallhöhe zu vereinigen (AT 519 155 B1).

Zur Erzeugung stehender Wellen in einem FlieRgewässer ist es bekannt (WO

2004/076779 A1), im Anschluss an eine von einem Schlauchwehr abfallenden

verlustfrei auf der Unterwasserseite zu nützen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Schlauchwehr mit konstruktiven Mitteln so auszugestalten, dass die kinetische Energie des Überfallstrahls möglichst

verlustfrei auf der Unterwasserseite verfügbar ist.

Ausgehend von einem Schlauchwehr der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die mit ihrem oberwasserseitigen Ende zugfest gegenüber dem Schlauch gehaltene, mit ihrem unterwasserseitigen Ende mit Abstand vom Schlauch an der Wehrsohle verankerte Membranbahn zwischen einer oberwasserseitigen Anlage am Schlauch und der unterwasserseitigen Verankerung frei geführt ist und eine flexible Leitrampe für den Überfallstrahl bildet.

Aufgrund des freien Durchhangs der flexiblen Membranbahn zwischen der oberwasserseitigen Anlage am Schlauch und ihrer unterwasserseitigen Verankerung stellt sich auch bei unterschiedlichen, jedoch entlang des Strömungswegs gleichbleibenden Belastungen durch das Überfallwasser ein Membranbahnverlauf entlang einer Seilkurve ein, der bei einem entsprechenden Abstand der unterwasserseitigen Verankerung vom Schlauch und einer

angepassten Bahnlänge eine flexible Leitrampe für eine weitgehend laminare

Schussrampe, sichert.

Um einen weitgehend verlustfreien Strömungsübergang von der durch die flexible Membranbahn gebildeten Leitrampe zur anschließenden Wehrsohle zu schaffen, ist für einen strömungsgünstigen, möglichst stetigen Übergang zu sorgen. Dies gelingt vorteilhaft dadurch, dass das unterwasserseitige Ende der Membranbahn mit einer Spanneinrichtung verbunden ist, mit deren Hilfe ein im Wesentlichen tangentialer Anschluss der Membranbahn an die weiterführende Wehrsohle eingestellt werden

kann.

Umfasst die Spanneinrichtung eine in einer Schlaufenführung des unterwasserseitigen Endes der Membranbahn gelagerte Gewichtsrolle, so kann auf die Membranbahn eine von äußeren Umständen unabhängige, sich selbst regelnde Zugspannung aufgebracht und damit ein von der jeweiligen Belastung durch das Überfallwasser abhängiger Durchhang eingestellt werden. Eine andere Möglichkeit der konstruktiven Ausgestaltung einer Spanneinrichtung besteht darin, eine das unterwasserseitige Ende der Membranbahn aufnehmende Spannwelle vorzusehen, die entsprechend betätigt wird, um den Durchhang der Membranbahn zu

bestimmen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es

zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schlauchwehr in einer schematischen, zum Teil aufgerissenen Draufsicht,

Fig. 2 dieses Schlauchwehr in einem Schnitt nach der Linie Il-II der Fig. 1 in einem größeren Maßstab und

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Ausführungsvariante der

Spanneinrichtung.

Ableitungen, die lediglich schematisch unter dem Bezugszeichen 6 angedeutet sind.

Gemäß der Erfindung ist dem Schlauchwehr eine Membranbahn 7 zugeordnet, die oberwasserseitig zusammen mit dem Schlauch 2 in der Klemmschiene 3 an der Wehrsohle 1 festgeklemmt ist, am Schlauch 2 aufliegt und mit Abstand vom Schlauch 2 auf der Unterwasserseite verankert ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Membranbahn 7 zwischen der Anlage am Schlauch 2 und der unterwasserseitigen Verankerung 8 frei geführt ist und eine flexible Leitrampe für den Überfallstrahl bildet. Aufgrund des freien Durchhangs der Membranbahn 7 entlang einer Seilkurve können in einfacher Art vorteilhafte Strömungsbedingungen für den Überfallstrahl sichergestellt werden, um den Überfallstrahl weitgehend verlustfrei in einer laminaren Strömung auf die an die Membranbahn 7 möglichst stetig übergehende Wehrsohle 9 weiterleiten zu können, sodass die dem Überfallstrahl innewohnende Energie auf der Unterwasserseite vorteilhaft genützt werden kann, sei es in Verbindung mit einem Ejektorkraftwerk, sei es zur Ausbildung einer stehenden Welle zu Surfzwecken oder einer anderen Nutzung der kinetischen Energie des Überfallstrahls. Die weitgehend laminare Strömung des Überfallstrahls entlang der flexiblen Leitrampe bringt außerdem einen gefahrlosen

Abstieg der Fische über den Wehrüberfall mit sich.

Um den Verlauf der Membranbahn 7 beispielsweise an die jeweilige Befüllung des Schlauchs 2 oder an andere äußere Anforderungen anpassen zu können, ist das unterwasserseitige Ende 10 der Membranbahn 7 mit einer Spanneinrichtung 11

verbunden, die unterschiedlich ausgeführt sein kann.

erübrigt.

Die in der Fig. 3 dargestellte Spanneinrichtung 11 umfasst eine Spannwelle 14 mit einer Wickeltrommel 15, auf der das Ende 10 der Membranbahn 7 zugfest befestigt ist, sodass mithilfe eines entsprechenden Stelltriebs für die Spannwelle 14 der

Durchhang der Membranbahn 7 eingestellt werden kann.

Da die Spanneinrichtung 11 die laminare Strömung des Überfallstrahls nicht beeinträchtigen soll, ist die Spanneinrichtung 11 in einem Schacht 16 untergebracht, der durch eine einen Teil der Wehrsohle 9 bildende Abdeckung 17 nach oben

verschlossen ist.

Claims

(343849.7) II Patentansprüche

1. Schlauchwehr mit einem an einer Wehrsohle (1) befestigten, mit Wasser befüllbaren Schlauch (2) als Staukörper und mit einer am Schlauch (2) aufliegenden flexiblen Membranbahn (7), die in FließRrichtung mit Abstand vom Schlauch (2) an der Wehrsohle (1) verankert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit ihrem oberwasserseitigen Ende zugfest gegenüber dem Schlauch (2) gehaltene, mit ihrem unterwasserseitigen Ende (10) mit Abstand vom Schlauch (2) an der Wehrsohle (1) verankerte Membranbahn (7) zwischen einer oberwasserseitigen Anlage am Schlauch (2) und der unterwasserseitigen Verankerung (8) frei geführt ist und eine

flexible Leitrampe für den Überfallstrahl bildet.

2. Schlauchwehr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das unterwasserseitige Ende (10) der Membranbahn (7) mit einer Spanneinrichtung (11)

verbunden ist.

3. Schlauchwehr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (11) eine in einer Schlaufenführung (12) des unterwasserseitigen

Endes (10) der Membranbahn (7) gelagerte Gewichtsrolle (13) umfasst.

4. Schlauchwehr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (11) eine Spannwelle (14) für das unterwasserseitige Ende (10)

der Membranbahn (7) umfasst.