-
Die
Erfindung betrifft einen Spültrog
für ein flüssiges Medium
zur Erzeugung einer Schwallspülung
in einem Becken, das Becken und ein Verfahren zum Betrieb des Spültrogs.
-
Zur
Reinigung von Becken werden zurzeit verschiedene Systeme eingesetzt.
So offenbart die deutsche Offenlegungsschrift
DE 36 10 737 A1 einen Spültrog in
Form einer Spülkippe
für ein
Becken. Die Spülkippe
ist hoch im Becken aufgehangen und dort gelenkig gelagert. Bei der
Befüllung
mit Wasser verlagert sich der Schwerpunkt der Spülkippe. Dies hat zur Folge,
dass sich die Spülkippe
dreht und bei vollständiger
Befüllung
selbsttätig
in das Becken entleert. Bei der Spülkippe entstehen nachteiligerweise erhebliche
Verluste durch die Kippbewegung, den Abstand des herabfallenden
Wassers von der Beckenwand, den dadurch entstehenden Wechselstau und
die daraus resultierende Aufteilung des Spülwasservolumens in zwei separate
Spülschwalle.
Der zweite Spülschwall
ist ein Resultat der aufgeführten Verluste
und ist praktisch nicht mehr an der Reinigung der Beckensohle beteiligt.
-
Die
AT 367723 A beschreibt
eine mit Wasser füllbare,
oben offene, im Leerzustand horizontale Spülkippe, die nach dem Füllen um
eine horizontale Achse schwenkbar ist, zur Erzeugung eines Wasserstrahles.
Zur Regulierung des Ausgangsquerschnittes ist ein verstellbares
Leitblech im Bereich der Spülkippe
angeordnet.
-
Der
Prospekt „HydroOSelf®” der Firma
Steinhardt GmbH, Wassertechnik in 65232 Taunusstein-Bleidenstadt
beschreibt ein System zur Schwallspülung mit eingestautem Wasser
ohne Fremdenergie und Schalttechnik. Diese Schwallspülung spült schwimmergesteuert
aus niedrigen, auf der Sohle angebrachten Speicherkammern. Der Spülschwall
ist eine Flutwelle mit typischer, sehr hoher Schleppkraft.
-
Ein
weiteres bekanntes System offenbart die europäische Patentschrift
EP 0 211 058 B1 .
Bei diesem System handelt es sich um eine Spülkammer mit einer Spülklappe.
Die Spülkammer
wird mit Wasser gefüllt
und die Spülklappe
wird bei vollständiger
Füllung
der Spülkammer
schlagartig entriegelt, wodurch ein kräftiger Spülschwall in das Becken ausgelöst wird.
Die Spülkammer
ist quasi nur auf Höhe
der Beckensohle angeordnet. Aufgrund der daraus resultierenden nur
sehr geringen potentiellen Energie muss ein erheblich größeres Spülwasservolumen
zur Verfügung
gestellt werden, als bei Systemen mit größerer potentieller Energie,
um eine vergleichbare Spülwirkung
zu erzielen. Auch das Öffnen
der vertikal aufgehängten
Klappe, die zum Öffnen
erst in die Horizontale bewegt werden muss, und welche sich nicht über die
gesamte Breite der zu reinigenden Spülbahn erstreckt, resultiert
in signifikanten Verlusten.
-
Ausgehend
von der
EP 0 211 058
B1 ist es die Aufgabe der Erfindung, die dortigen Nachteile
zu vermeiden und ein Becken, einen Spültrog und ein Verfahren zu
dessen Betrieb anzugeben, bei denen die Spülung des Beckens effektiver
ist.
-
Diese
Aufgabe wird bezüglich
des Spültrogs durch
den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
-
Demnach
ist der erfindungsgemäße Spültrog dadurch
gekennzeichnet, dass der Spültrog
in einer vorgegebenen Mindesthöhe über der
Beckensohle an der Sei tenwand angeordnet ist; dass der Spültrog in
das Innere des Beckens hineinragt und die Unterseite des Spültrogs mit
dem Verschluss so ausgebildet ist, dass das flüssige Medium nach dem Öffnen des
Verschlusses zunächst
unter einem spitzen Winkel γ an
die Seitenwand, an welcher der Spültrog befestigt ist, geleitet
wird, bevor es die Beckensohle erreicht.
-
Durch
die beanspruchte Mindesthöhe
für den
Spültrog über der
Beckensohle wird dem für
die Spülung
verwendeten flüssigen
Medium vor der Spülung
eine vorab definierte potentielle Energie zugeführt. Weiterhin wird durch die
beanspruchte Ausgestaltung der Unterseite des Spültrogs und die daraus resultierende
Umleitung des flüssigen
Mediums zunächst
entlang der Wand, bevor es auf die Beckensohle umgelenkt wird, erreicht,
dass die Strömungsverluste
des flüssigen
Mediums auf seinem Weg zur Beckensohle minimiert werden. Insgesamt
wird durch die beiden beschriebenen Maßnahmen sichergestellt, dass
das flüssige
Medium mit maximaler kinetischer Energie die Beckensohle erreicht
und dort eine maximale Spülwirkung
entfalten kann.
-
Der
Begriff Becken kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch einen
Kanal bezeichnen.
-
Gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel ist
der Verschluss des Spültrogs
in Form einer Klappe ausgebildet, welche an der Unterseite des Spültrogs so
angelenkt ist, dass bei Betätigung
der Klappe eine Öffnung
zwischen der Klappe und der Wand des Beckens, an welcher der Spültrog angeordnet
ist, entsteht. Mit dieser beanspruchten Anlenkung der Klappe wird
sichergestellt, dass sich das flüssige
Medium nach dem Verlassen des Spültrogs
auf die Wand hin bewegt, an welcher der Spültrog angeordnet ist. Außerdem hat
die beanspruchte Anlenkung der Klappe den Vorteil, dass das Öffnen der
Klappe nach deren Verriegelung durch die Schwerkraft unterstützt wird. Vorzugsweise
ist die Klappe in verriegelter bzw. geschlossener Stellung horizontal
als Teil der Unterseite des Spültrogs
angeord net. Nach ihrer Entriegelung fällt sie schon allein aufgrund
der Schwerkraft in eine vertikale Hängeposition. Der Anteil an
Energie zum Öffnen
der Klappe, welcher durch die Schwerkraft verrichtet wird, geht
nicht zu Lasten der Energie des aus dem Spültrog ausströmenden flüssigen Mediums;
dass heißt
dieser Anteil steht für
die Spülwirkung
auf der Beckensohle zur Verfügung.
Auch die beanspruchte Neigung der Unterseite des Spültrogs stellt
sicher, dass das flüssige
Medium bei geöffnetem
Verschluss auf die Seitenwand hin abgeleitet wird.
-
Würde das
flüssige
Medium – wie
oben als Nachteil zum Stand der Technik bereits beschrieben – nicht
wie erfindungsgemäß beansprucht,
zunächst auf
die Seitenwand umgelenkt, sondern einfach von oben als breiter Wasserfall
senkrecht auf die Beckensohle prasseln, so würden dadurch erhebliche Energieverluste
für die
Strömung
des flüssigen
Mediums entstehen. Die Energieverluste entstehen dabei insbesondere
aufgrund einer Kollision von wandnahen Strömen, die in Beckensohlenähe in die
horizontale Fließrichtung
umgelenkt werden, mit – in
einem gewissen Abstand von der Wand – senkrecht herunterfallenden
Strömen,
welche nicht tangential in den Umlenkradius eintreten, des flüssigen Mediums. Während die
erste genannte Strömung
vor ihrer Kollision noch einen ersten wirksamen Spülschwall
im Becken erzeugen kann, tragen die nachfolgend senkrecht herunter
fallenden Massen des flüssigen Mediums
nicht mehr zur Spülwirkung
bei. Ihre potentielle Energie verpufft quasi vollständig beim
senkrechten Aufprall auf die Beckensohle bzw. auf den Umlenkradius
und durch die Kollision mit dem ersten Spülschwall, so dass der aus diesen
Massen resultierende zweite Spülschwall,
wie gesagt, nicht zur Reinigung des Beckens beitragen kann.
-
Der
Spültrog
kann quaderförmig
oder rund ausgebildet sein. Der runde Spültrog eignet sich vorzugsweise
für runde
Becken, welche von innen nach außen gespült werden, während der
quaderförmige Spültrog vorzugsweise
für rechteckige
Becken und für
runde Becken mit Spülung
von außen
nach innen geeignet ist.
-
Eine
weitere Maßnahme
zur Minimierung der Strömungsverluste
ist das Vorsehen eines bogenförmigen Übergangs/Übergangsradius
im Übergangsbereich
von der Wand an welcher der Spültrog
angeordnet ist hin zur Beckensohle. Der bogenförmige Übergang verhindert vorteilhafterweise,
dass das flüssige
Medium senkrecht auf die Beckensohle aufprallt und bewirkt stattdessen
vorteilhafterweise, dass es tangential und damit verlustarm auf
die Beckensohle umgeleitet wird.
-
Ein
Spülsumpf
am Becken dient insbesondere zur Aufnahme des flüssigen Mediums nach der Spülung.
-
Das
Ausbilden des Spültroges
und des zugehörigen
Verschlusses über
die gesamte Breite des Beckens hat den Vorteil, dass auch die Spülwirkung über der
gesamten Breite des Beckens erfolgt.
-
Die
oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Becken und ein Verfahren
zum Betreiben eines Spültrogs
für das
Becken gelöst.
Die Vorteile dieser Lösungen
entsprechen den oben mit Bezug auf den beanspruchten Spültrog genannten
Vorteilen.
-
Der
Beschreibung sind insgesamt 6 Figuren beigefügt, wobei
-
1 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Beckens;
-
2a einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Spültrog gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel;
-
2b eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Spültrogs gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
-
3 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Beckens mit Spültrog gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel;
-
4a eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Spültrog gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel;
-
4b einen Querschnitt durch das erfindungsgemäßen Spültrog gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
-
5 einen
Querschnitt durch die Beckenwand mit montiertem Spültrog zur
Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
-
6 eine
perspektivische Ansicht eines von außen nach innen gespülten Rundbeckens zeigt.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren
detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Merkmale
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
1 zeigt
ein Becken gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung in rechteckiger Form. Dementsprechend ist auch der
zugehörige
erfindungsgemäße Spültrog 100 quaderförmig ausgebildet.
Der Spültrog 100 ist
an einer Seitenwand 320 des Beckens 300 in einer
vorgegebenen Mindesthöhe über der
Beckensohle 330 angeordnet. Der Spültrog 100 ist im Inneren
des Beckens bzw. in das Becken hineinragend angeordnet. An der dem
Spültrog 100 gegenüber liegenden
Seite des Beckens 300 ist ein Spülsumpf 400 ausgebildet.
-
2a zeigt den erfindungsgemäßen Spültrog 100 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
in einer Querschnittsansicht. Es ist zu erkennen, dass zumindest
ein Teil 120 der Unterseite des Spültrogs 100 gegenüber der
Seitenwand 320 des Beckens, an welcher der Spültrog angehangen
ist, geneigt ist ausgebildet ist. Außerdem ist ein Verschluss 110 in
Form einer Klappe dargestellt, welche um ein Drehgelenk 115 drehbar
gelagert ist. Nach dem Entriegeln der Klappe fällt diese bereits allein aufgrund
der Schwerkraft in eine vertikale Hängeposition.
-
2b zeigt den erfindungsgemäßen Spültrog in
einer perspektivischen Ansicht. Erforderlichenfalls können mehrere
Spültröge nebeneinander an
der Seitenwand 320 montiert sein, um die Spülwirkung über der
gesamten Breite des Beckens realisieren zu können.
-
3 zeigt
das Becken 300' in
einer zweiten Ausführungsform,
nämlich
als Rundbecken. Dementsprechend ist auch der zugehörige Spültrog 100' vorzugsweise
als runder Zylinder ausgebildet. Das Becken wird von innen nach
außen
gespült.
-
4a zeigt eine Draufsicht auf den runden Spültrog 100' in einer Draufsicht,
während
er in 4b in einem Querschnitt gezeigt
ist.
-
In 4b ist zu erkennen, dass der Spültrog 100' an einer Säule 320' im Zentrum
des Beckens 300' montiert
ist, wobei die Säule 320' als innere
Seitenwand des Beckens interpretiert werden kann; jedenfalls begrenzt
sie das Beckenvolumen im innern des Beckens. An der Unterseite des
runden Spültroges 100' sind Klappen 110' zu erkennen,
die sich im Bedarfsfalle nach unten öffnen, um das flüssige Medium
in dem Spültrog 100' freizugeben,
damit sich dieses über
die Außenwand
der Säule
geleitet schwallartig in das Rundbecken 300' ergießt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Unterseite 120' des
Spültrogs 100' geneigt, d.
h. trichterförmig ausgebildet,
um das flüssige
Medium nach öffnen
der Klappen 110' auf
die Außenseite
der Säule 320' zu leiten.
Die Säule 320' selber ist
vorzugsweise nicht zylindrisch, sondern in Form eines hyperbolischen Trichters
ausgebildet, um die Strömungsverluste
des Mediums beim Übergang
aus dem vertikalen Fall in die horizontale Beckensohle zu minimieren.
-
Das
der Erfindung zugrundeliegende Funktionsprinzip wird abschließend unter
Bezugnahme auf 5 erläutert. Obwohl die Bezugszeichen
in 5 lediglich auf das erste Ausführungsbeispiel hinweisen, gilt 5 gleichermaßen auch
für das
zweite Ausführungsbeispiel.
-
In 5 ist
das Becken 300 in einem Querschnitt gezeigt, wobei an der
Seitenwand 320 des Beckens der erfindungsgemäße Spültrog 100 mit
seiner geneigten Unterseite 120 und der Klappe 110 gezeigt
ist. Zum Erzeugen der gewünschten
Schwallspülung
auf der Beckensohle 330 wird die Klappe 110 schlagartig
entrie gelt, so dass das flüssige
Medium 200 aufgrund der Schwerkraft aus dem Spültrog 100 hinausdrängt. Aufgrund
des Neigungswinkels β der
Unterseite 120 des Spültrogs
wird das flüssige Medium 200 auf
die Wand 320 hin abgeleitet. An der Seitenwand 320 trifft
es unter einem maximalen Winkel γ auf,
um dann in Form eines dünnen
Flüssigkeitsfilms
an der Wand 320 entlang weiter in Richtung Beckensohle 330 zu
fließen.
Auf dem Weg dorthin wird es mit Hilfe des bogenförmigen Übergangs 340 weitgehend
verlustfrei umgelenkt.
-
Aufgrund
der Aufhängung
des Spültrogs 100 in
einer vorgegebenen Mindesthöhe
h über
der Beckensohle 330 hat das flüssige Medium bei seinem Austritt
aus dem Spültrog
eine entsprechend große, potentielle
Energie. Auf seinem Weg zur Beckensohle 330 setzt das flüssige Medium
diese potentielle Energie in eine entsprechende kinetische Energie um
und erzeugt auf der Beckensohle die gewünschte Schwallspülung.
-
6 zeigt
ein von außen
nach innen gespültes
Rundbecken. An der Innenseite seiner Außenwand ist der Spültrog 100' angebracht.
Das Wasser fließt
gegebenenfalls aus dem Spültrog 100' an der Innenseite
der Außenwand
entlang über
den bogenförmigen Übergang 340' in den Spülsumpf 400', der bei diesem
Ausführungsbeispiel
in der Mitte des Rundbeckens angeordnet ist.