DE10100098A1 - Rechen für wasserbauliche Anlagen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rechen für wasserbauliche Anlagen. Er dient zum Herausfiltern von Treibgut aus einem Wasserstrom. Die Stäbe des Rechens sind dabei mit Aufsätzen versehen, um eine Verengung mit nachfolgender Aufweitung an dem Rechen anzubringen. Dadurch setzt sich Treibgut ab entsprechender Größe an der Verengung ab. Ein Festsetzen hinter der Verengung ist durch die Aufweitung nicht möglich. Eine Reinigung des Rechens ist somit nur in dem Bereich vor der maximalen Verengung notwendig. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn eine Querverstrebung des Rechens in dem hinter der Verengung liegenden Bereich des Rechens angebracht ist. Somit behindert diese den Bewegungsablauf eines Reinigungsgerätes nicht. Weitergehend kann es der Aufsatz für eine effektive Reinigung des Rechens vermeiden, dass überhaupt zwischen den Stäben gereinigt werden muss, wenn die maximale Verengung weit vorne angebracht ist. Ein Aufsatz aus Kunststoff kann sowohl Reinigungsgerät als auch Fische vor Beschädigungen bzw. Verletzungen schützen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rechen für wasserbauliche Anlagen. Diese Vorrichtung dient zum Zurückhalten von Grobstoffen durch parallel angebrachte Stäbe vor Wasserkraftanlagen, Kanalisationen und Kläranlagen. Sie ist in der Strömung des zu reinigenden, bzw. zu nutzenden Wassers montiert, um Treibgut aus diesem herauszufiltern, damit es nicht die nachgeschalteten Prozesse stört. Treibgut ist beispielsweise Laub, Hausmüll, Äste usw..

Zusätzlich hindert der Rechen Fische ab einer bestimmten Größe daran, zu passieren und möglicherweise in einer beispielsweise nachgeschalteten Turbine verletzt oder gar getötet zu werden.

Hat sich zuviel Treibgut vor dem Rechen angesammelt, muss dieser von Hand oder mit einem Rechenreinigungsgerät gereinigt werden.

Bei herkömmlichen Rechen-Reinigungsgeräten wird eine Harke in Fließrichtung gegen die Rechengitterstäbe geführt und an das Gitter angedrückt. Die Harke kommt mit den Rechengitterstäben an der unteren, tief im Wasser liegenden Begrenzung des Rechengitters in Eingriff und streift bei einer nachfolgenden Hubbewegung das am Gitter anliegende Rechengut bzw. Treibgut vom Rechen ab, so dass es zusammen mit der Bewegung der Harke nach oben transportiert wird.

Durch den einwirkenden Wasserdruck kann im Allgemeinen nicht verhindert werden, dass sich Treibgut jedoch zwischen den Stäben ansetzt oder gar verkeilt, wenn diese über eine gewisse Länge parallelen Abstand aufweisen. Mit den herkömmlichen Reinigungsharken kann das zwischen den Stäben sitzende Treibgut nicht erfasst und aus dem Rechen beseitigt werden. Da die Stäbe untereinander durch Querverstrebungen befestigt bzw. versteift sind, kann eine Harke nicht hindurchgreifen.

Wie aus DE 198 54 528 bekannt, ist dazu eine Harke notwendig, bei der die einzelnen Harkenelemente zwischen die Gitterstäbe greifen und ein Rechen dessen Stäbe durch aufwendige Verbindungselemente untereinander verbunden sind, die sich nur für den Durchgang der Harke öffnen.

Zur Vermeidung des Festsetzens von Treibgut kann die Durchlassöffnung zwischen den Stäben eine konische Form in Strömungsrichtung aufweisen. Wird der minimale Abstand in der Einströmöffnung vom Treibgut überwunden, kann es sich in dem erweiternden Querschnitt nicht mehr festsetzen, so dass eine aufwendige Reinigung zwischen den Stäben entfallen kann. Eine solche Lösung sollte preiswert sein. Konventionelle Rechen sollten nachrüstbar sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen; Rechen zu schaffen, der preiswert hergestellt oder so nachgerüstet werden kann, dass dieser leicht zu reinigen ist.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die anspruchsgemäße Vorrichtung weist ein Gitter aus Stäben auf. Wird das Gitter in einen Wasserstrom gebracht, wird mit den Stäben Treibgut aus dem Strom herausgefiltert, indem dieses am Gitter hängen bleibt.

Diese Stäbe weisen beispielweise einen rechteckigen länglichen Querschnitt auf und sind entlang ihrer langen Seite parallel zueinander angeordnet, umso ein Filter mit ausreichender Stabilität und einem günstigen Strömungswiderstand zu erhalten.

Die Stäbe sind so mit Aufsätzen versehen, dass Wasser, welches das Gitter durchströmt, zunächst auf eine Verengung trifft. Die Aufsätze verringern die Öffnungen oder Durchlässe, durch die das Wasser in den Rechen eintritt. Treibgut entsprechender Größe wird davon abgehalten, durch das Gitter zu gelangen.

In Durchströmrichtung gesehen nach der Verengung weitet sich diese auf. Dadurch wird sichergestellt, dass Treibgut, das aufgrund seiner geringen Größe die Verengung passiert hat, sich nicht dahinter festsetzen kann. Ferner wird durch die nach der Verengung eintretende Aufweitung eine Verbesserung des Strömungsverhaltens bewirkt.

Die Strecke, die das Wasser innerhalb des Gitters durchströmt, wird durch die Verengung bzw. Aufweitung in Bereiche eingeteilt. Treibgut kann sich nur in dem Bereich, der in Durchströmrichtung gesehen vor der Verengung liegt, ansammeln. Eine Reinigung von Treibgut nur dieses Bereiches ist notwendig, um eine Verstopfung des Gitters zu vermeiden, da sich in dem Bereich hinter der Verengung durch die Aufweitung kein Treibgut festsetzen kann. Eine Reinigung des vorderen Bereiches kann beispielweise mit einer Harke erfolgen, die mit Eingriffen in den vorderen Bereich versehen sein kann. Die Harke bewegt sich darin hin und/oder her und nimmt so das Treibgut mit. Eine Reinigung des hinter der Verengung liegenden Bereichs kann entfallen.

Durch einen Aufsatz wird die Verengung an den Öffnungen des Gitters erreicht. Dieser wird auf die Stäbe aufgesetzt. Damit wird leicht die Verengung erreicht. Eine aufwendige Formgebung der Stäbe zum Erreichen der Verengung zwischen den Stäben ist nicht erforderlich. Der Aufsatz ist so mit den Stäben verbunden, dass er leicht angebracht, aber von der Wasserströmung nicht wieder gelöst werden kann, wie es beispielsweise durch eine Klebeverbindung erreicht werden kann. Der Aufsatz kann beispielweise durch Aufklemmen aufgebracht sein. Dies kann durch einen mit einer Nut versehenen Aufsatz erreicht werden. Dabei ist die Nut möglichst in ihrer Form der Form der Stäbe angepasst, um einen optimalen Halt auf den Stäben zu erreichen. Ein Aufsatz wird vorzugsweise aufgeschrumpft. Dann ist der Halt besonders des Aufsatzes besonders fest. Die Belastbarkeit während des Betriebes ist vorteilhaft entsprechend groß.

Da die Verengung durch den Aufsatz erreicht wird, kann ein vorhandenes Gitter leicht mit dem Aufsatz nachgerüstet werden und erhält so die anspruchsgemäße Verengung und Aufweitung.

Die anspruchsgemäße Vorrichtung weist vorteilhaft einen Aufsatz aus Kunststoff auf. Durch den Kunststoffaufsatz wird erreicht, dass eine Harke, die sich beispielsweise entlang der Stäbe bewegt, nur Kontakt mit dem Kunststoff des Aufsatzes und nicht mit den Stäben hat, die im Allgemeinen aus Metall hergestellt sind. Dadurch kann ein Verschleiß vermieden werden, der andernfalls durch die schleifende Bewegung über das Metall der Stäbe auftritt.

Der Aufsatz aus Kunststoff ist unanfällig gegen Korrosion. Gleichzeitig kann dieser an den Stellen der Stäbe, an denen er aufgebracht ist, die Stäbe vor Korrosion schützen. Insbesondere ist das der Fall, wenn wie oben beschrieben, die Stäbe vor Beschädigungen geschützt sind. Sind beispielsweise die Stäbe beschichtet oder verzinkt, kann so vermieden werden, dass die vor Korrosion schützende Schicht an den Stellen, die hauptsächlich stärkeren mechanischen Einwirkungen ausgesetzt sind, zum Beispiel durch Treibgut beschädigt wird.

Es wird darüber hinaus vermieden, dass Fische sich an den im Allgemeinen harten oder rauhen Stäben des Rechens verletzen können. Dieses Problem besteht insbesondere, wenn eine Harke zu Reinigungszwecken sich über den Rechen bewegt und so einen Fisch erfasst. Ein Kunststoff minimiert dieses Problem, da der Kunststoff regelmäßig eine relativ weiche und glatte Oberfläche aufweist.

Ferner kann der Aufsatz als Meterware hergestellt und verarbeitet werden, dadurch ist die Herstellung eines Rechens preiswert möglich.

Die anspruchsgemäße Vorrichtung weist vorteilhaft einen Aufsatz mit einem ovalen oder runden Querschnitt auf. Der Bereich des Querschnitts, mit dem der Aufsatz an den Stäben befestigt ist, ist im Allgemeinen so geformt, dass es optimal an den Stäben anliegt. Hier ist der Querschnitt daher abweichend vom Kreis oder oval geformt.

Ein Aufsatz mit rundem oder ovalem Querschnitt führt zu einem kleinen Strömungswiderstand. Der Wasserdurchsatz ist entsprechend groß. Je weniger Widerstand der Rechen der Strömung entgegensetzt, desto geringer ist die Absenkung des Wasserstandes hinter dem Rechen. Die mechanische Belastung aufgrund unterschiedlicher Wasserstände ist während des Betriebes vorteilhaft entsprechend gering.

Ist dem Rechen im Wasserverlauf eine Turbine nachgeschaltet, wird entsprechend mehr elektrische oder mechanische Arbeit verrichtet.

Bekannte Rechen weisen insbesondere rechtwinklige Stäbe auf, deren schmale aber im Allgemeinen flache Seite quer zur Strömung steht. Die Stäbe sind aus Kostengründen nicht über den rechtwinkligen Querschnitt hinausgehend weiter geformt, da für zusätzliche Formgebungen ein weiterer Arbeitsschritt notwendig ist.

Durch einen gekrümmten Aufsatz auf einen Stab wird der Strom besser um die Stäbe herumgeleitet werden und der Strömungswiderstand gegenüber dem bekannten Rechen herabgesetzt.

Durch Vermeidung scharfer Kanten wird erreicht, dass beispielsweise eine Harke, die sich zu Reinigungszwecken über die Aufsätze gleitend bewegt, durch scharfe Kanten beschädigt wird. Im Allgemeinen weisen bekannte Rechen Stäbe auf, die rechteckig sind und somit scharfe Kanten aufweisen. Diese führen zu Beschädigungen bzw. Verschleißerscheinungen an den bekannten Reinigungsharken, insbesondere wenn diese mit einem Eingriff aus Kunststoff versehen sind, der über die Stäbe gleitet. Ein im Querschnitt runder oder ovaler Aufsatz auf den Stäben vermag dies zu vermeiden.

Ein Aufsatz mit ovalem oder runden Querschnitt, der somit keine scharfen Kanten aufweist, kann ferner vermeiden, dass sich Fische an den Stäben des Rechen verletzen.

Die anspruchsgemäße Vorrichtung weist vorteilhaft Stäbe, deren lichter Abstand mehr als 15 mm beträgt. Entsprechend einschlägiger Vorschriften muss die lichte Weite der Öffnungen eines Rechens einen maximalen Abstand von 20 mm einhalten. Somit weisen die Stäbe bekannter Rechen einen lichten Normabstand von 20 mm auf.

Bei der anspruchsgemäßen Vorrichtung wird der erforderliche Normabstand durch den Aufsatz erreicht. Dabei sind die Aufsätze so geformt und/oder angebracht, dass die Verengung am Gitter höchstens 20 mm beträgt. Beispielsweise ist es so auch möglich, durch Austausch der Aufsätze, die Öffnungen eines vorhandenen Rechens an geänderte Vorschriften anzupassen, ohne die Rechen austauschen oder aufwendige konstruktive Veränderungen am Rechen selbst vornehmen zu müssen.

Die anspruchsgemäße Vorrichtung mit Rechen und zugehörigem Aufsatz weist vorteilhaft nach höchstens 10 mm in Durchströmrichtung eine Verengung auf. Die Verengung ist auf der Strecke, die das Wasser innerhalb des Gitters durchströmt möglichst weit vorne - in Durchströmrichtung gesehen - angebracht. Damit wird erreicht, dass der Bereich vor der Verengung klein ist und eine Reinigungsharke zur optimalen Reinigung des Gitters nur in bzw. kurz vor die weit vorn liegende Verengung eingreifen muss, um Treibgut aus dem Gitter zu beseitigen. Die Reinigungsharke muss also lediglich bis zu etwa 10 mm eingreifen. Die Harke kann entsprechend einfach gebaut werden.

Bei der anspruchsgemäße Vorrichtung mit Rechen und zugehörigem Aufsatz ist vorteilhaft die Verengung in Durchflussrichtung vor einer Verstrebung der Gitterstäbe angebracht. Eine Verstrebung ist eine konstruktive Maßnahme zur Versteifung oder sogar zur besseren Befestigung des Rechens. Die Stäbe nach Anspruch 1 werden beispielweise mit Querstangen verstrebt. Diese Querverstrebungen sind beispielweise mit Abstandshülsen versehene Gewindestangen, die die Stäbe des Gitters untereinander befestigen bzw. stabilisieren.

Ein Harke, die beispielsweise zur Reinigung des Rechens eingesetzt wird, greift regelmäßig zwischen die Stäbe in die Verengung ein. Diese bewegt sich dann entlang der Stäbe bzw. Verengung. Eine Verstrebung innerhalb des Bewegungsbereiches behindert die Bewegung und damit die Reinigung.

Dadurch, dass die Verengung vor den Querverstrebungen angeordnet ist, stören die Querverstrebungen nicht bei einer Reinigung des Bereichs vor und 1 oder zwischen der Verengung. Ein Eingriff hinter die Verengung ist schließlich nicht notwendig, da sich hier durch die Aufweitung kein Treibgut festsetzen kann.

Bei der anspruchsgemäßen Vorrichtung ist der Aufsatz vorteilhaft aus Polyethylen gefertigt. Polyethylen hat sich als geeignet erwiesen. Dadurch ist der Aufsatz ausreichend elastisch, um bei geeigneter Formgebung auf die Stäbe aufgeklemmt werden zu können. Dieser weist gleichzeitig ausreichende mechanische Beständigkeit auf. Beispielweise kann Polyethylen schwarz eingefärbt werden, um den Aufsatz vor Beschädigung durch UV-Strahlung zu schützen.

Bei der anspruchsgemäßen Vorrichtung ist der Rechen in einer Ausgestaltung vor einer Turbine angebracht. Eine Turbine ist eine Kraftmaschine, in der die Strömungsenergie von Wasser regelmäßig in Rotationsenergie umgesetzt wird. Hauptteil einer bekannten Turbine ist ein mit gekrümmten Schaufeln versehenes Laufrad, das von dem jeweiligen Arbeitsmittel hier Wasser durchströmt wird.

Im Wasserstrom vor der Turbine ist der Rechen angebracht, um Treibgut, Fische entsprechender Größe davon abzuhalten, in die Turbine zu gelangen. Treibgut entsprechender Größe kann andernfalls zu Beschädigung oder Verstopfung der Turbine führen. Fische können andernfalls durch die Turbine verletzt oder getötet werden.

Ein Rechen ist damit aus ökonomischen und ökologischen Gründen vor einer Turbine angebracht.

Die anspruchsgemäße Vorrichtung weist in einer vorteilhaften Ausgestaltung Abstandshülsen zwischen den Stäben auf. Die Hülsen sind zwischen den Stäben angebracht, um die Stäbe auf Abstand zu halten. Sie sind hülsenartig, um in ihrem Innern eine Querverstrebung aufzunehmen, beispielsweise eine Gewindestange, mit der Rechen regelmäßig versteift werden.

Die Hülsen weisen Enden auf, die parallel und senkrecht zur Längsachse der Hülse sind. Folglich sind sie leicht herzustellen, in dem sie beispielweise von in Meterware vorliegenden Rohren vertikal abgeschnitten werden. Die Stäbe der anspruchsgemäßen Vorrichtung weisen an die Hülsen angrenzende Seiten auf, die parallel zu den Hülsenenden sind. Dadurch sind sie die Hülsen leicht zwischen den Stäben anzubringen, da es aufgrund der Form keine Vorzugsrichtung für das Anbringen der Hülse gibt und nicht darauf geachtet werden muss.

Beispielweise Stäbe mit rechtwinkligem Querschnitt weisen Seiten auf, die parallel sind. Solche Stäbe sind kommerziell erhältlich.

Die Abstandshülse zwischen Stäben, deren Seiten nicht parallel zu den Enden einer rechtwinklig parallelen Hülse sind, muss aufwendig an die Form des Zwischenraums der beiden Stäbe angepasst und bei der Montage ausgerichtet werden.

Stäbe, deren Seiten anspruchsgemäß ausgerichtet sind, weisen regelmäßig keine Verengung auf. Um eine Verengung zu erhalten, ist nach Anspruch 1 der Aufsatz auf den Stäben angebracht. Dieser wird, wie oben ausgeführt, an die Stäbe angebracht.

Ein aufwendiges Verfahren zur Herstellung einer Verengung am Rechen kann so entfallen. Somit ist es nicht erforderlich, die Stäbe beispielsweise aufwendig in Tropfenform oder ähnlich herzustellen. Ferner ist es beispielsweise nicht notwendig, an den Stäben Teile, wie Rohre, anzuschweißen, die eine Verengung am Rechen erreichen.

In der Figur ist ein Schnitt senkrecht zur Längsachse der Stäbe einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Runde Aufsätze 1 sind durch eine darin eingebrachte Nut auf die Stäbe 2 des Rechens aufgeklemmt. Dadurch liegt bei Einbringen des Rechens in den Wasserstrom eine Verengung, die ihren minimale Verengung bei Bezugszeichen 5 erreicht, vor einer Aufweitung, die ihre maximale Aufweitung bei Bezugszeichen 6 erreicht.

Die Stäbe sind mit einer durchgehenden Verstrebung 4 und den Abstandshülsen 3 untereinander verbunden. Die Verstrebung 4 ist in Wasserstromrichtung hinter der Verengung angebracht.

Claims (9)

1. Rechen für wasserbauliche Anlagen, mit einem Gitter, das mehrere Stäbe (2) aufweist, mit Aufsätzen (1) auf den Stäben, wobei die Aufsätze (1) so angebracht und/oder geformt sind, dass das Gitter zunächst eine Verengung (5) und anschließend eine Aufweitung (6) aufweist.

2. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach Anspruch 1, mit einem Aufsatz (1), der aus Kunststoff besteht.

3. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Aufsatz (1), der einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt zur Längsrichtung der Stäbe (2) aufweist, wobei der Bereich der Verbindung des Aufsatzes zu den Stäben (2) ausgenommen ist.

4. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Stäben (2), die einen Abstand von mehr als 15 mm aufweisen.

5. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die maximale Verengung (5) nach höchstens 10 mm in Durchströmrichtung des Gitters erreicht wird.

6. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gitter Verstrebungen (4) aufweist, die Verengung (5) in Durchströmrichtung vor den Verstrebungen (4) angeordnet ist.

7. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Aufsatz (1), der aus Polyethylen besteht.

8. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer in Durchlaufrichtung nachgeschalteten Turbine zur Stromerzeugung.

9. Rechen für wasserbauliche Anlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen den Stäben ein oder mehrere Abstandshülsen (3) angebracht sind und die Enden der Hülse (3) senkrecht zur Längsachse der Hülse (3) und parallel sind, und die an die Hülsen (3) angrenzenden Seiten der Stäbe (2) parallel zu den Hülsenenden sind.