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Vorrichtung für Stauanlagen zur Ableitung der Überschusswässer.
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und Wassermengen anwendbar, während Grundablässe für sich allein wegen mancherlei Nachteile wie Unzugänglichkeit und Betriebsunsicherheit zur Ableitung der Überschusswässer minder geeignet sind. Die nachstehend beschriebenen Vorrichtungen sind bei jeder beliebigen Stauhöhe
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mittels Pfeiler oder Rippen getragenen Haube überdacht, deren unterer Rand als Tauchwand und Wellenbrecher ausgebildet unter den maximalen Nutzwasserstauspiegel reicht. Um das Eindringen von schwimmenden oder im Wasser schwebenden festen Körpern zu verhindern, können erforderlichenfalls dem zwischen Haube und Überfallskante befindlichen Durchflussraum im Anschlusse an die Tauchwand Rechen vorgelagert werden.
Kanäle, welche in der Haubenwand ausgespart sind, dienen der Luft zum Entweichen aus dem Wasserlöser und zum Wiedereindringen in ihn. Die oberen Öffnungen dieser Kanäle befinden sich an den höchsten
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stauspiegels durchbrechen (siehe Fig. 2). Mit dem Unterwasser steht das Innere des Wasserlösers durch ein Absperrventil in Verbindung, welches automatisch mittels Druckwassers betätigt wird. Wie aus Fig. i im Prinzipe zu entnehmen ist, besteht dieses Ventil im wesentlichen aus zwei Hebelarmen, welche um eine in der Wand des Lösers möglichst dicht eingebaute Achse drehbar sind.
Der in das Innere des Wasserlösers hineinragende Hebelarm trägt das eigentliche Absperrventil, wogegen der andere Hebelarm in einen im Mauerwerk des Wasserlösers ausgesparten Raum hineinragt und diesen mit einer plattenartigen Erbreiterung in zwei Teile teilt, von welchen der obere mittels eines in den Mantel des Lösers ausgesparten, oben heherartig abgebogenen Kanales (Druckwasserleitung) mit dem Innenraum des Wasserlösers in Verbindung steht, der untere Teil aber mit dem Unterwassergerinne durch einen Kanal verbunden ist.
Um die lebendige Kraft des durch die Absperrventilöffnung Ö durchströmenden Wassers zu brechen, ist der unterhalb dieser Öffnung gelegene und den Kopf K des Unterwassergerinnes bildende Raum zum Zwecke der Schaffung eines Wasserpolsters entsprechend vertieft.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Solange der Wasserspiegel des Stauweihers unterhalb des höchsten Nutzwasserstauspiegels sich befindet, wird der Wasserlöser leer und das Absperrventil geschlossen sein. Wird jedoch der höchste Nutzwasserstauspiegel
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Innere des Wasserlösers und füllt diesen allmählich bis auf den Stand W1 an, während gleich- zeitig die verdrängte Luft durch die in der Haube befindlichen Luftkanäle entweicht. In dem
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lastenden Wassersäule eine genau ermittelbare sekundliche Wassermenge abfliessen.
Ist diese Wassermenge grösser als jene, die über die Überfallskante in die Wasserlöser hereinstürzt, so wird der Wasserspiegel im Wasserlöser bis auf den Stand W2 2 sinken, während das gleichzeitig über diesem Wasserspiegel entstandene Vakuum den ausserhalb des Wasserlösers und unterhalb der Haube befindlichen Wasserspiegel auf den Stand W2 heben wird. Von diesem Momente an wird die dem Wasserlöser oben zufliessende Wassermenge gleich sein jener, die durch die Ventils- öffnung Ö unten abfliesst. Die Vorrichtung wird ihre Tätigkeit wieder einstellen, sobald der Wasserspiegel im Stauweiher unter die äusseren Öffnungen der Luftkanäle sinkt.
Es wird dann Luft durch diese Kanäle in das Innere des Lösers eindringen und das dort herrschende Vakuum beseitigen die Folge davon ist, dass das Zufliessen von Wasser über die Überfallskante aufhören und der Wasserspiegel im Wasserlöser bis auf den Stand W3 sinken wird ; in diesem Momente wird Luft auch in die Druckwasserleitung eindringen und durch deren allmähliches Entleeren wird das Absperrventil sich langsam schliessen.
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Bei grossen abzuführenden Wassermengen und grossen Stauhöhen muss auf die Vernichtung der lebendigen Kraft des in den Kopf K des Unterwassergerinnes strömenden Wassers besonders Bedacht genommen werden. Dies kann erreicht werden durch Erzeugung von schwächeren Wasserstrahlen, durch Anordnung mehrerer Absperrventile oder durch den Einbau an sich bekannter Vorrichtungen zur Vernichtung der lebendigen Kraft des strömenden Wassers (Pferdefriedhof).
Fig. 2 zeigt im Prinzipe eine Anordnung, deren Ausführung dann am Platze sein wird, wenn ein plötzliches Anschwellen des Unterwassers verpönt ist. Es sind dort mehrere Absperrventile 1, 2,3 und 4 angeordnet, welche sich, da die Scheitel der zugehörigen Druckwasserleitungen in verschiedenen Höhen liegen, der Reihe nach öffnen. Die Wirkungsweise wird folgende sein : Nach Überschreitung des höchsten Nutzwasserstauspiegels W', wird sich der Wasserlöser bis auf den Stand W1 anfüllen ; in diesem Augenblicke öffnet sich das Ventil 1.
Ist nun die dem Stauweiher zufliessende Wassermenge so gross, dass trotz der Wirksamkeit des Ventils 1 der Stauspiegel den Stand W'2 annimmt, so wird das im Wasserlöser vorhanden gewesene Vakuum mittlerweile verschwunden sein und der Wasserlöser wird sich bis auf den Stand W anfüllen ; nun tritt das Ventil 2 in Tätigkeit und so weiter.
Fig. 3 stellt eine bauliche Anordnung dar, durch welche ein gefahrloses Anfüllen des Wasserlösers erreicht werden kann. Das vom Sturm gepeitschte und hohe Wellen schlagende Wasser im Stauweiher wird trotz des auch als Tauchwand und Wellenbrecher wirkenden unteren Randes der Haube nicht vollständig beruhigt unter die letztere gelangen können und würde, über die Überfallskante in das Innere des Lösers geschleudert, bei grossen Fallhöhen zerstörend auf die Vorrichtung wirken. Dieser Übelstand wird nicht eintreten, wenn wie Fig. 3 zeigt, in der Höhe des höchsten Nutzwasserstauspiegelfi zwei Überfallskanten konzentrisch zueinander angeordnet werden.
Zwischen den beiden Überfallskanten befindet sich eine muldenförmige
Vertiefung, in welcher das über die äussere Kante geschleuderte Wasser aufgefangen wird, welch letzteres mittels schraubenförmig im Mantel des Wasserlösers ausgesparter Kanäle gefahrlos in den unteren Teil des Wasserlösers geleitet wird.
Sollen die in Fig. i und 2 dargestellten Vorrichtungen nicht nur zur Ableitung der Uberschusswässer, sondern auch zur Hintanhaltung der Hochwassergefahr dienen, so ist bezüglich der Dimensionierung folgendes von prinzipieller Wichtigkeit : Die in Fig. i von dem einzigen und in Fig. 2 von sämtlichen Absperrventilen maximal abzuführende sekundliche Wassermenge muss gleich sein dem auf ein festgesetztes unschädliches Mass herabgeminderten Katastrophenhochwasser. Die Grösse des in diesem Falle erforderlichen Schadwasserstauraumes lässt sich unter Zuhilfenahme der Zeitkurve des katastrophalen Hochwassers leicht ermitteln. Die untere Kote des Schadwasserstauraumes fällt in Fig. i mit dem maximalen Nutzwasserstauspiegel zusammen, während sie in Fig. 2 auf den Stand W'4 zu liegen kommt.
Die obere Kote des Schadwasserstauraumes rechnet sich mit Leichtigkeit aus der Summenkurve der Stauinhalte durch Addition des Schadwasserstauinhaltes zu jenem Stauinhalte der bis zum unteren Schadwasserstauspiegel reicht.
Mit ähnlichen Erfindungen und bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen haben die vorstehend beschriebenen nichts gemein. Der Zweck, die angewendeten physikalischen Prinzipien, die wesentlichen baulichen Bestandteile und der besondere Effekt der als neu angemeldeten Vorrichtungen sind vollkommen verschieden von den ähnlichen Erfindungen und den bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen.
PATENT-ANSPRÜCHE' i. Vorrichtung für Stauanlagen zur Ableitung der Überschusswässer, bei welcher ein Wasserlöser, dessen Überfallskante in der Höhe des höchsten Nutzwasserstauspiegels liegt und dessen lichter Querschnitt so bemessen ist, dass die Geschwindigkeit der durch ihn abzuleitenden Wassermenge ein zulässiges Mass nicht überschreitet, oben von einer Saughaube überdacht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserlöser unten mit dem Unterwassergerinne durch ein Absperrventil in Verbindung steht, welches selbsttätig mittels Druckwassers, Schwimmers oder irgendeines anderen an sich bekannten Betätigungsmittels geöffnet wird, wenn der Wasser- spiegel im Wasserlöser einen bestimmten Stand erreicht hat, sich aber erst dann wieder schliesst, wenn dieser Wasserspiegel um ein bestimmtes Mass unterhalb des erwähnten Standes herab- gesunken ist.