DE115374C

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Publication number: DE115374C
Application number: DENDAT115374D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— JVr 115374 — KLASSE 84«. "3

(Kanton Thurgau, Schweiz).

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. April i8gg ab.

Der mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung verfolgte Doppelzweck ist an sich nicht neu und besteht darin, verheerende Hochwasseranschwellungen nach Möglichkeit unschädlich zu machen und zugleich das Wasser zu industriellen Zwecken derart aufzuspeichern, dafs eine annähernd constante Wasserkraft erzielt werden kann. Dieser Zweck soll an Stelle der bisher hierfür errichteten grofsen, durch kostspielige Abschlufsmauern geschaffenen Sammelbecken durch ein System hinter einander liegender und sich selbst gegenseitig unterstützender verhältnifsmäfsig kleiner Sammelbecken, andererseits durch eine derart selbstthätig wirkende Fallenhebevorrichtung an jedem der ein Sammelbecken vom nächst unteren trennenden Stauwehre erreicht werden, dafs sich bei niedrigem Wasserstand bezw. bei fallendem Hochwasser zuerst das oberste und dann der Reihe nach die folgenden Becken entleeren können, dafs sich ferner bei allmählich steigendem Wasserstande die Fallen an den einzelnen Stauwehren der Reihe nach von unten nach oben ganz oder nur theilweise schliefsen können, und dafs endlich bei andauerndem Hochwasser särnmfliche Fallen gehoben werden können, um die Oeffnungen in den Stauwehren für den Geschiebedurchlafs frei zu geben.

Die beiliegende Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zur Anschauung.

Fig. ι a und ι b sind Längenschnitte durch ein Stück des durch Stauwehre in eine Anzahl Becken abgetheilten Wasserlaufes; bei ersterer ist ganz niedriger Wasserstand, bei letzterer hingegen mittlerer Wasserstand angenommen.

Fig. 2 ist der Grundrifs eines einzelnen Stauwehres,

Fig. 3 die Ansicht von der Oberseite eines Stauwehres, dessen Flügelmauern geschnitten sind;

Fig. 4 und 5 sind Querschnitte eines Stauwehres mit geschlossener bezw. mit geöffneter Falle.

Auf die Querschnittsabmessungen und Gründungsverhältnisse der Stauwehre ist in den Figuren keine besondere Rücksicht genommen worden.

Die zur Bildung von Sammelbecken im Thal des Gewässers vorhandenen Stauwehre 1,2,3 · · · (Fig. ι a und 1 b) bestehen zweckmäfsig z. B. aus Mauerwerk, Cementbeton u. s, w. und sind stromabwärts und -aufwärts mit Flügelmauern ausgestattet, welche vortheilhafterweise die Krone der Stauwehre überragen. Alle diese Stauwehre sind an der Sohle je mit einem verschliefsbaren Grundablafs α für Wasser und Geschiebe versehen, vor welchem stromaufwärts eine in Führungen lothrecht bewegliche Falle b an einem zweiarmigen, auf einem Bock d gelagerten Schwingbalken c aufgehängt ist. Auf der Krone eines jeden Stauwehres ist eine Rinne f angeordnet, vor welcher behufs Abhaltung von Unreinigkeiten ein Rechen angebracht werden kann; an diese Rinne f ist

stromabwärts eine Ausgufsrinne g angeschlossen, unter deren Auslauf sich ein am Schwingbalken c aufgehängter, zur Aufnahme von Wasser dienender Kasten h befindet. Letzterer weist bei i eine enge Ausflufsöffnung auf (Fig. 4 und 5). Unterhalb dieses Wasserkastens ist ferner ein Schwimmer k aufgehängt, der an die aufrechte Führungsstange / angekettet ist.

Das Gewicht je eines leeren Wasserkastens und eines Schwimmers k zusammen ist so bemessen, dafs sein Moment am Schwingbalken c dasjenige des Gewichts der Falle b an ebendemselben Schwingbalken zuzüglich dem Gesammtreibungswiderstand bei der Fallenbewegung überwiegt; jedoch vermag der Auftrieb des Wassers auf den Schwimmer dieses Uebergewicht in der Weise abzuschwächen bezw. aufzuheben, dafs die Falle ins Sinken geräth; durch Füllung des Wasserkastens bei über die Wehrkrone fiiefsendem Wasser wird hingegen die Wirkung des Auftriebes wieder überwogen, so dafs sich die Falle hebt.

Behufs ungehinderten Abflusses des Geschiebes sind vortheilhafterweise alle Sammelbecken der Länge nach von einer aus Langschwellen gebildeten Kanalrinne m durchzogen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Stauanlage ergiebt sich an Hand der schematischen Fig. ι a und 1 b wie folgt:

Bei Fig. 1 a enthalten die obersten Sammelbecken V und IV bereits kein Wasser mehr; die an den Stauwehren 5 und 4 angebrachten Fallen b sind also vollständig hochgezogen, da, wie schon angegeben wurde, im Lufträume das Moment des leeren Wasserkastens h und des Schwimmers k am Schwingbalken dasjenige einer Falle überwiegt. Nur. noch das unterste Becken I, aus welchem das Wasser durch die an geeigneter Stelle angeschlossene Rohrleitung χ abgeführt werden kann — etwa zur Leistung motorischer Kraft —, ist gefüllt, das zweite Becken II dagegen nur noch etwa zur Hälfte, das Becken III ist beinahe leer. Die Falle am Stauwehr 1, bei welchem das Moment des leeren Wasserkastens am Schwingbalken kleiner ist als das der Falle, ist demgemäfs geschlossen, diejenige am Stauwehr 2 etwa zu einem Drittel, diejenige am Stauwehr 3 etwa zu zwei Dritteln geöffnet, da ja die Fallenstellungen von dem die betreffenden Schwimmer beeinflussenden Wasserstande abhängig sind. Beim weiteren Sinken des Wasserstandes im Becken II senkt sich der Schwimmer daselbst noch mehr und bewirkt schliefslich die vollständige Oeffnung der Falle am Stauwehr 3, und bei noch weiterem Sinken des Wasserstandes in I erfolgt eine weitere Hebung der Falle am Stauwehr 2.

Bei frischem, die Wasserentnahme aus dem untersten Sammelbecken überwiegendem Zuflufs von Wasser wird zuerst das unterste Becken I gefüllt; infolge Auftriebes hebt sich der Schwimmer am Stauwehr 2, und da nun dem Fallenmomente nur dasjenige des leeren Wasserkastens h gegenübersteht, so senkt sich allmählich die Falle an diesem Stauwehr. Nun beginnt sich das Becken II zu füllen, wobei sich die Falle am Stauwehr 3 schliefst u. s. f. (s. Fig. ι b). Tritt nach Füllung sämmtlicher Becken und- Schliefsung aller Fallen der Beharrungszustand des Wasserlaufes, ein, so wird zunächst der Wasserstand im Becken I etwas sinken, mithin auch der von ihm beeinflufste Schwimmer; dabei wird sich die Falle am Stauwehr 2 entsprechend heben, so dafs aus dem Becken II Wasser in I strömen kann; dies hat eine Senkung des Wasserspiegels in II zur Folge, wobei die Falle am Stauwehr 3 entsprechend gehoben wird u. s. f. Bei diesem Beharrungszustande verbleiben die Fallen von 2 an aufwärts in einer theilweise geöffneten Stellung, so dafs also der Wasserstand jedes einzelnen Beckens auf die Dauer der constanten Wasserführung des Wildbaches ebenfalls constant bleibt.

Bei Hochwasser, also bei übermäfsigem Wasserzuflufs, überflutet das Wasser die Krone zunächst des oberen Stauwehres; ein Theil davon ergiefst sich — noch kurz vor der eintretenden Ueberflutung — durch die Rinne / in den Wasserkasten und bringt ihn dadurch zum Sinken, wobei ein Heben der betreffenden Falle eintritt.

Hört der Wasserergufs in den Kasten h auf, so entleert sich letzterer durch die kleine Oeffnung i allmählich, so dafs nunmehr wiederum die Falle in ihre Verschlussteilung niedersinkt, sofern nämlich das unterhalb des betreffenden Stauwehres gelegene Becken sich so weit angefüllt hat, dafs der Wasserstand den Schwimmer erreicht.

Auch am untersten Stauwehr tritt die Fallenhebevorrichtung bei Ueberflutung der Wehrkrone in Wirksamkeit, aber hier lediglich zu dem Zweck, die Oeffnung in jenem Stauwehr für den Geschiebeauslafs freizugeben.

Die Stauanlage wird vortheilhaft im sogen, dritten Laufabschnitt des Gewässers, also zwischen dem Ablagerungsgebiet Und dem Schuttkegel angelegt.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Stauanlage, insbesondere für wildbachartige Wasserlä'ufe, zur Verminderung von Hochwasserschäden und zur gleichmäfsigen industriellen Ausnutzung des Stauwassers, dadurch gekennzeichnet, dafs in den Wasserlauf ein System von in bekannter Weise durch Stauwerke von einander getrennten Sammelbecken (I, II, III . . . .) eingebaut ist, die sich bei einer der Wasserentnahme gleichkommenden oder diese unterschreitenden

Wasserführung von oben nach Unten dadurch gegenseitig unterstützen, dafs die den üblichen Grundablafs (a) der Stauwerke abschliefsenden Fallschützen (b) bei sinkendem Wasserstande im Unterbecken, oder bei Ueberflutung der Wehrkrone durch das Oberbecken selbstthätig geöffnet und bei steigendem Wasserstande des Unterbeckens ebenso geschlossen werden.
Bei der Stauanlage nach Anspruch ι eine Einrichtung zum selbstthätigen Oeffnen und Schliefsen der Fallschützen, darin bestehend, dafs die letzteren (b) an dem einen Arme von auf der Wehrkrone gelagerten Schwingbalken (c) aufgehängt sind, an deren anderem, das Unterbecken etwas überragendem Arm je ein leerer, mit Entleerungsöffnung (i) versehener Wasserkasten (h) und (mit Ausnahme des untersten Stauwerkes) ein Schwimmer (k) von solchem Gesammtgewicht hängen, dafs dadurch bei nicht eingetauchtem Schwimmer die Fallschütze angehoben, bei eingetauchtem Schwimmer aber sinken gelassen wird, jedoch auch in dem Falle wieder angehoben wird, wenn das durch den Auftrieb des Schwimmers verloren gegangene Gewicht durch Füllung des Wasserkastens bei Ueberflutung der Wehrkrone aus dem Oberbecken ersetzt ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.