DE19629797A1 - Flüssigkeitsbehälter, insbes. Wasserbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Flüssigkeitsbehälter, vorzugsweise Wasserbehälter, insb. Schwimm- oder Planschbecken, mit einer zum vorzugsweise kontinuierlichen Zuführen der Flüssigkeit in den Behälter dienenden Leitung, von der die Flüssigkeit über eine Vielzahl von in Strömungsrichtung der Flüssigkeit aufeinander folgenden, die Behälterwandung durchsetzenden Durchbrechungen in die im Behälter befindliche Flüssigkeit einleitbar ist.

Bei Schwimmbecken, aber auch bei Behältern zur Wasseraufbereitung ist es sehr wichtig, daß das meist im Kreislauf geführte Wasser den oft im Boden des Behälters befindlichen Einströmdüsen (Durchbrechungen) so zugeführt und so von diesen in das schon im Behälter befindliche Wasser eingeführt wird, daß eine möglichst gleichmäßige Behälter- bzw. Beckendurchströmung erreicht wird.

Um eine solche gleichmäßige Behälterdurchströmung erreichen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die zum Zuführen der Flüssigkeit in den Behälter dienende Leitung im Bereich der an der Einspeisestelle der Leitung befindlichen Durchbrechungen einen kleineren Querschnitt aufweist im Vergleich zu dem Leitungsbereich, der der Einspeisestelle abgekehrt ist. Der Leitungsquerschnitt kann sich dabei kontinuierlich, aber auch stufenweise ändern. Ferner ist es bei im Querschnitt viereckigen Leitungen möglich, bei etwa gleicher lichter Höhe die Breite zu verändern oder bei etwa gleichbleibender lichter Breite deren lichte Höhe zu verändern. Ferner kann man davon ausgehen, daß sich gute Ergebnisse dann erzielen lassen, wenn sich das Naß des Querschnittes im wesentlichen verdoppelt.

Durch die Querschnittserweiterung wird kinetische Energie in Druckenergie umgewandelt, wodurch der Druckverlust kompensiert und lediglich zu einem Verlust an kinetischer Energie führt. Dadurch bleibt der statische Druck in den Einströmkanälen konstant, was ebenfalls eine konstante Behältereinströmgeschwindigkeit zur Folge hat. Diese ist aber eine Voraussetzung für eine optimale Beckendurchströmung.

Wird hingegen der Querschnitt in Einströmrichtung gesehen verringert, ergibt sich ein Druckgefälle, welches durch den natürlichen Reibungsverlust und durch eine zusätzliche Wandlung von Druckenergie in kinetische Energie gekennzeichnet ist. Dies hat eine einseitige, ungleichmäßige Beckendurchströmung zur Folge.

Es hat bisher nicht an Versuchen gefehlt, eine optimale Beckendurchströmung zu gewährleisten. Zur Gewährleistung einer optimalen Beckendurchströmung sind verschiedene hydraulische Systeme bekannt. Prinzipiell unterscheidet man eine vertikale und horizontale bzw. eine kombinierte Beckendurchströmung beide Systeme wird gleichermaßen die Forderung erhoben, daß die Einströmgeschwindigkeiten an den Einströmdüsen konstant ist. Durch eine konstante Einströmgeschwindigkeit in Verbindung mit gleich großen Volumenströmen ist eine gut funktionierende Beckenhydraulik gekennzeichnet. Eine gleich große Einströmgeschwindigkeit an den Einströmdüsen setzt aber einen konstanten statischen Druck über die gesamte Rohrleitungslänge voraus. Die Tatsache aber, daß in den Reinwasserzuführungsleitung in Strömungsrichtung ein Druckabfall auftritt, ist dieser konstante Druck nicht gewährleistet. Dies führt dazu, daß die Einströmgeschwindigkeiten in die Becken in Strömungsrichtung gemindert wird. Als Folge davon ergibt sich eine ungleichmäßige Beckendurchströmung. Praktiker des Schwimmbadbaues versuchen durch eine Querschnittsminderung der Zuführungsleitung diese konstante Beckeneinströmgeschwindigkeit zu gewährleisten. Zwar wird dadurch erreicht, daß in der Zuführungsleitung eine konstante Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird, aber an den Einlaufdüsen der statische Druck zusätzlich zum normalen Druckabfall weiter sinkt. Das Ergebnis ist, daß die Einströmgeschwindigkeit des Reinwassers in das Becken weiter sinkt und ein entgegengesetzter Strömungseffekt, als erwartet, beobachtet wird, der durch überhöhte Einströmgeschwindigkeiten im vorderen Teil und durch zusätzlich verkleinerte im hinteren Teil der Reinwasserzuführungsleitung gekennzeichnet ist. Die Beckenhydraulik gestaltet sich auf diese Weise nicht optimal, da in den vorderen Beckenbereichen eine stärkere und in den hinteren eine stark geminderte Durchmischung auftritt. Dies führt zu einer nicht qualitätsgerechten Beckendurchströmung. Die Praktiker des Schwimmbadbaues verkennen, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Reinwasserzuführungsleitung von der Einströmgeschwindigkeit in die Becken durch die Düsen grundsätzlich verschieden ist. Dieser falschen Vorstellung folgend, werden die Reinwasserzuführungsleitung in Strömungsrichtung fälschlicherweise verjüngt. Bestenfalls bleibt der Querschnitt konstant, wodurch sich aber durch den normalen Druckverlust in Strömungsrichtung ebenfalls der statische Druck mindert.

Dieser Erkenntnis folgend ist der Strömungsquerschnitt der Reinwasserzuführungsleitung nicht zu verjüngen sondern zu vergrößern. In diesem Falle tritt im Strömungsrohr eine Diffusorwirkung ein, wodurch kinetische Energie in Druckenergie umgewandelt wird. Die auf diese Weise gewonnene Druckenergie führt zu einer Erhöhung des statischen Druckes, wodurch eine Kompensation des Druckverlustes erzielt wird. Der Druckverlust geht dadurch auf Kosten der kinetischen Energie und nicht zu Lasten der Druckenergie. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Druckdifferenz zwischen der Reinwasserzuführungsleitung und dem Beckenboden, welche allein für die Größe der Einströmgeschwindigkeit des Reinwassers in den Beckenboden verantwortlich ist, konstant bleibt. Als Konsequenz ergibt sich ein konstante Einstromgeschwindigkeit in den Beckenboden und damit auch eine vorteilhafte Beckendurchstromung. Es versteht sich, daß die Größe der Querschnittserweiterung strömungstechnisch exakt berechnet werden muß. Für Kundige auf dem Gebiet der Strömungstechnik, und das sollte man eigentlich Schwimmbadbauern zugestehen, dürfte dies kein Problem sein.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Schwimmbecken in schematischer Darstellung, und zwar nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ebenfalls einen senkrechten Schnitt durch ein schematisch wiedergegebenes Schwimmbecken nach der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein Wasserzuführungssystem für ein Schwimmbecken unter Fortlassung der Wandungen des Schwimmbeckens und

Fig. 4 ebenfalls eine schematische Draufsicht im Sinne der Fig. 3, jedoch in abgewandelter Form.

Das Schwimmbecken gemäß Fig. 1 und 2 hat einen Boden 1, Seitenwände 2 und sich an deren oberem Rand anschließende Überlaufrinnen 3, ferner im Boden 1 in einer Vielzahl angeordnete Durchbrechungen 4, die meist als Einlaufdüsen ausgebildet und gleich beschaffen sind. Unterhalb dieser Durchbrechungen 4 befindet sich eine Leitung 5 zum waagerechten Boden 1 parallel verlaufend, über die die Durchbrechungen 4 gespeist werden.

Das umzuwälzende, verschmutzte Wasser gelangt von der Überlaufrinne 3 im Sinne dem Pfeiles 6 über einen Ausgleichsbehälter mittels einer Pumpe in ein Filtersystem. Dort wird das Wasser bei etwa 2,5 bar Überdruck durch eine oder mehrere Filterschichten vertikal von oben nach unten gedrückt. Das gereinigte Beckenwasser wird dann im Sinne des Pfeiles ? in die Leitung 5 gedrückt. Dieses hydraulische System folgt also einem geschlossenen Kreislauf.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, verjüngt sich der Querschnitt der Leitung 5 vom Wert L auf den Wert 1. Längs der Leitung 5 ergibt sich ein Druckgefälle, das durch den natürlichen Reibungsverlust und eine zusätzliche Wandlung von Druckenergie in kinetische Energie gekennzeichnet ist. Dadurch entsteht eine einseitige, ungleichmäßige Beckendurchströmung. Sinngemäß ergeben sich diese Verhältnisse auch dann, wenn sich der Leitungsquerschnitt nicht vermindert, sondern gleich bleibt.

Demgegenüber vergrößert sich aufgrund der Erfindung der Querschnitt der Leitung 5 gemäß Fig. 2 von der Einspeisestelle 8 aus zum gegenüberliegenden Beckenrand vom Wert q zum Wert Q, und zwar auf etwa das Doppelte. Es ergibt sich eine Wandlung von kinetischer Energie in Druckenergie. Daraus folgt ein konstanter statischer Druck Pd in der Leitung 5 und eine konstante Strömungsgeschwindigkeit Vd in das Wasser am Boden 1 über die wirksame Länge der Leitung 5 hinweg.

Es versteht sich, daß die Durchbrechungen 4 als Einströmdüsen ausgeführt sind und die Leitung 5 im Abstand vom Boden 1 angeordnet sein kann. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, verlaufen der waagerechte Boden 1 und die Leitung 5 parallel zueinander.

Gemäß Fig. 3 sind die Einströmdüsen 9 nicht in Strömrichtung des Wassers hintereinander der Leitung 5 zugeordnet, sondern paarweise an Stichleitungen 10 angeordnet, die über Querkanäle 11 zu der Leitung 5 führen. Da die Querkanäle 11 je für sich wiederum in Strömrichtung des Wassers gesehen hintereinander angeordnete Einströmdüsen 9 aufweisen, müssen auch sie sich in Strömrichtung des Wassers gesehen erweitern, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Da diese Verhältnisse bei den Abzweigungen 12 nicht gegeben sind, bedarf es auch keiner Querschnittsänderung.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 sind zwei oder weitere Leitungen 5 ( in der Ausführung gemäß Fig. 2 parallel wirkend an eine Zuleitung 13 angeschlossen, die ihrerseits in Strömrichtung 14 des zuzuführenden Wassers gesehen eine Erweiterung bezüglich ihres Querschnittes aufweist.

Claims (10)

1. Flüssigkeitsbehälter, vorzugsweise Wasserbehälter, insb. Schwimm- oder Planschbecken, mit einer zum vorzugsweise kontinuierlichen Zuführen der Flüssigkeit in den Behälter dienenden Leitung, von der die Flüssigkeit über eine Vielzahl von in Strömungsrichtung der Flüssigkeit aufeinander folgenden, die Behälterwandung durchsetzenden Durchbrechungen in die im Behälter befindliche Flüssigkeit einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (5) im Bereich der an der Einspeisestelle (8) der Leitung befindlichen Durchbrechungen (4) einen kleineren Querschnitt aufweist im Vergleich zu dem Leitungsbereich, der der Einspeisestelle abgekehrt ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Leitung (5) kontinuierlich ändert.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt stufenweise verändert.

4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Naß des Querschnittes im wesentlichen verdoppelt.

5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei im Querschnitt viereckigen Leitungen (5) bei etwa gleichbleibender lichter Höhe deren lichte Breite verändert.

6. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei im Querschnitt viereckigen Leitungen (5) bei etwa gleichbleibender lichter Breite deren lichte Höhe verändert.

7. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Leitungen (5) zugeordneten Querkanälen (11) mit in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen hintereinander angeordneten Durchbrechungen (4) sich die Querkanäle (11) von der Einspeisungsstelle (11′) aus gesehen erweitern.

8. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei oder mehreren einander parallelen Leitungen (5) deren gemeinsame (quer dazu verlaufende) Zuleitung (13) sich in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen erweitert.

9. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei paarweise angeordneten Durchbrechungen (4), die über Stichleitungen (10) verbunden sind, welche ihrerseits von einer Leitung (5) oder einem Querkanal (11) gespeist sind, die Stichleitungen (10) über ihre Länge hinweg etwa den gleichen Querschnitt aufweisen.

10. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abzweigungen (12) von der Leitung (5), die in Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen lediglich eine Durchbrechung (4) aufweisen oder lediglich eine Stichleitung (10) mit einem Durchbrechungspaar aufweisen, diese Abzweigungen praktisch keine Querschnittsveränderung aufweisen (Fig. 3 rechte Hälfte).