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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwimmstoffrinne für Klärbecken.
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Bei der Schlammabscheidung in Klärbecken sammelt sich auf dem Boden Bodenschlamm und an der Wasseroberfläche Schwimmschlamm an. Der Schwimmschlamm wird mittels geeigneter Einrichtungen von der Wasseroberfläche entfernt.
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Herkömmlicherweise erfolgt die Entfernung von Schwimmschlamm mittels einer Schwimmstoffrinne. Eine Schwimmstoffrinne, die auch als „Skimrinne” bezeichnet wird, hat eine Überlaufkante, die so einstellbar ist, dass sie geringfügig unter den Wasserspiegel eintaucht und gerade der Schwimmschlamm in die Rinne überlaufen und aus der Rinne abgezogen werden kann. Die Überlaufkante ist einstellbar, weil sich die Eintauchtiefe durch Wasserspiegelschwankungen, Windeinflüsse, ungenaues Bauwerk etc. ändern kann.
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Nachfolgende Erfindung bezieht sich auf Schwimmschlammentnahmen, bei denen beim Schließen der Schwimmschlammeinlaufkante oder beim Hochfahren der Abschöpfvorrichtung Volumen im Inneren der Skimrinne oder Abschöpfvorrichtung verdränkt wird. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Wasserstand im Inneren annähernd gleich ist, bzw. so hoch ist, dass beim Schließvorgang Schwimmschlamm wieder über die Einlaufkante herausgedrängt werden kann. Dies ist z. B. der Fall bei Einrichtungen, wie sie in der Patentanmeldung (
WO 2011/035871 A1 ) dargestellt sind. Hier sind die Eingrenzungs- bzw. Entnahmeelemente entweder kommunizierend (siehe z. B.
3,
4 oder
7) mit dem Beckeninhalt verbunden oder es sind Schöpfvorrichtungen (siehe z. B.
10) vorgesehen. Das Wasser kann zwar über die kommunizierende Verbindung ins Becken zurücklaufen. Trotzdem ist ein Zurücklaufen über die Überlaufkante nicht auszuschließen.
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Beim Hochschwenken der Überlaufkante ist kurz vor dem Auftauchen zu beobachten, dass ein Teil des von der Schwimmstoffrinne aufgenommenen Schwimmschlamms schnell über die Überlaufkante nach außen abströmt und sich von der gerade aufgetauchten Überlaufkante nach außen entfern. Infolgedessen stellt sich außerhalb der Schwimmstoffrinne an der Wasseroberfläche kurzzeitig ein von Schwimmschlamm freier Saum ein. Ferner ist zu beobachten, dass das Rückströmen vom Schwimmschlamm beim Auftauchen der Überlaufkante umso stärker wird, je näher die Überlaufkante sich dem Wasserspiegel nähert. Das Hinausspülen von Schwimmschlamm, der zuvor mühsam von der Schwimmstoffrinne unterfahren wurde, vermindert die Effizienz der Schwimmschlammentnahme.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwimmstoffrinne zu schaffen, die ein Rückströmen von Schwimmschlamm aus der Schwimmstoffrinne in das Klärbecken beim Auftauchen der Überlaufkante vermindert oder unterbindet.
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Die Aufgabe wird durch eine Schwimmstoffrinne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schwimmstoffrinne sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Schwimmstoffrinne für Klärbecken hat
- • einen Rinnenkörper,
- • Mittel zum Höhenverstellen des ganzen Rinnenkörpers oder einer Seitenwand oder eines Teils einer Seitenwand des Rinnenkörpers zum Abschöpfen von Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche im Klärbecken,
- • wobei die Seitenwand neben einer Überlaufkante eine Rückhaltewand aufweist, die sich parallel zur Überlaufkante in einem Abstand von der Überlaufkante erstreckt und deren Oberkante oberhalb der Überlaufkante angeordnet ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich beim Auftauchen der Überlaufkante das Innenvolumen der Schwimmstoffrinne verkleinert. Hierdurch wird das von der Schwimmstoffrinne aufgenommene Wasser gezwungen, teilweise über die Überlaufkante und an den Stirnseiten wieder abzuströmen. Das rückströmende Wasser spült einen Teil des Schwimmschlamms wieder aus der Schwimmstoffrinne hinaus. Durch die Anordnung der Rückhaltewand neben der Überlaufkante wird ein Zurückströmen der Schwimmstoffe beim Auftauchen einer oder mehrerer Rinnenkanten (n) weitgehend oder vollständig verhindert. Die Rückhaltewand ist in einem kurzen Abstand vor oder hinter der Seitenwand angeordnet, an der sich die Überlaufkante befindet. Dabei ist die Oberkante der Rückhaltewand höher angeordnet als die Überlaufkante, wenn die Seitenwand mit der Überlaufkante schräg oder vertikal nach oben gerichtet ist. Dies hat zur Folge, dass die Oberkante der Rückhaltewand vor der Überlaufkante auftaucht. Während sich die stärkste Rückströmung kurz vor dem Auftauchen der Überlaufkante ausbildet, verhindert die mittlerweile schon aufgetauchte Rückhaltewand, dass der Schwimmschlamm entlang der Wasseroberfläche in das Klärbecken abströmt. Das aus der Schwimmstoffrinne abströmende Wasser wird gezwungen, vor der Rückhaltewand nach unten durch den Spalt zwischen Rückhaltewand und Seitenwand abzuströmen. Hierbei kann zwar ein kleiner Teil des Schwimmschlamms mit nach unten gerissen werden. Eine ausgeprägte Rückströmung von Schwimmschlamm aus der Schwimmstoffrinne in das Klärbecken wird jedoch unterbunden.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Rückhaltewand streifenförmig. Hierdurch kann die Masse der Rückhaltewand gering gehalten werden, was den Materialeinsatz für die Rückhaltewand gering hält und insbesondere bei einer selbstjustierenden Skimrinne von Vorteil ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Rückhaltewand über Abstandshalter an der Seitenwand befestigt, die das Abströmen von Wasser zwischen Seitenwand und Rückhaltewand nicht behindern. Die Abstandshalter können beispielsweise Schraubbolzen oder eingeschweißte Stege sein.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Rückhaltewand außerhalb des Rinnenkörpers angeordnet. Gemäß dieser Ausgestaltung wird das rückströmende Wasser beim Auftauchen der Schwimmstoffrinne nach unten in das Klärbecken umgelenkt.
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Bei einer anderen Ausgestaltung ist die Rückhaltewand innerhalb des Rinnenkörpers angeordnet. Hierdurch wird das rückströmende Wasser innerhalb des Rinnenkörpers vertikal nach unten und dann über die Überlaufkante horizontal in das Klärbecken zurückgeleitet. Ein horizontales Ausschwemmen des Schwimmschlamms wird jedoch durch die Rückhaltewand unterbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Unterkante der Rückhaltewand unterhalb der Überlaufkante der Seitenwand angeordnet. Dies ist der Fall, wenn die Seitenwand der Schwimmstoffrinne mit der Überlaufkante schräg oder vertikal nach oben gerichtet ist. Hierdurch wird verhindert, dass Schwimmschlamm unterhalb der Rückhaltewand horizontal abströmt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Seitenwand oder ein Teil davon über ein Schwenkgelenk mit einer horizontalen Schwenkachse mit dem übrigen Teil des Rinnenkörpers verbunden, um die Überlaufkante einzutauchen und aufzutauchen. Bei dieser Ausgestaltung weisen die Mittel zum Höhenverstellen das Schwenkgelenk auf. Es versteht sich, dass an der schwenkbar gelagerten Seitenwand bzw. an dem schwenkbaren Teil der Seitenwand geeignete Antirebsmittel angreifen, z. B. ein Elektromotor oder ein Zugmittelgetriebe.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Rinnenkörper eine Drehachse auf, die in Drehlagern gelagert ist und radial von der Drehachse vorstehende Seitenwände aufweist. Vorzugsweise weisen die Seitenwände an den äußeren Enden abgewinkelte Flügel auf. Bei dieser Ausgestaltung ist zwischen zwei benachbarten Seitenwänden und ggfs. den abgewinkelten Flügeln der Schwimmstoffrinne jeweils eine Rinne gebildet. Die Seitenwände der einen oder mehreren Rinnen, die von dem Rinnenkörper gebildet sind, werden durch Drehen des gesamten Rinnenkörpers in den Drehlagern eingetaucht und aufgetaucht. Bei dieser Ausgestaltung weisen die Mittel zum Höhenverstellen die drehbare Lagerung des Rinnenkörpers auf. Es versteht sich, dass der Rinnenkörper mit geeigneten Antriebsmitteln verbunden ist, die die Drehachse drehen, z. B. mit einem Elektromotor über ein Zugmittelgetriebe.
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Der Rinnenkörper kann an einem Ende durch eine bezüglich der Drehachse feststehende Abschlussplatte abgeschlossen sein, an der die Seitenwände beim Drehen des Rinnenkörpers um seine Drehachse vorbeigleiten. Die Abschlussplatte (auch als „Kulissenblech” bezeichnet) weist eine Öffnung auf, durch die Schwimmschlamm in der Phase der Drehung des Rinnenkörpers aus der Rinne abfließen kann, in der der von den Seitenwänden begrenzte Querschnitt der Rinne der Öffnung zugewandt ist. Am anderen Ende kann der Rinnenkörper durch eine Abschlussplatte abgeschlossen sein, die fest mit den Seitenwänden verbunden ist, so dass dort kein Schwimmschlamm abströmen kann. Bei dieser Ausgestaltung kann die Schwimmstoffrinne bzw. der Rinnenkörper insbesondere so ausgebildet sein, wie bei dem Ausführungsbeispiel der
7 und
8 oder bei dem Ausführungsbeispiel
10f und
10g der
WO 2011/035871 A1 . Die diesbezüglichen Ausführungen aus dem vorgenannten Dokument werden durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen. Erfindungsgemäß weist dieser Rinnenkörper zusätzlich die Rückhaltewand auf.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Mittel zum Höhenverstellen eine Hubvorrichtung, die am Rinnenkörper angreift und in der Lage ist, diesen insgesamt anzuheben oder abzusenken. Bei dieser Ausgestaltung wird der gesamte Rinnenkörper abgesenkt oder angehoben, um die Überlaufkante einzutauchen oder aufzutauchen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist an mindestens einer Stirnseite des Rinnenkörpers, d. h. an einer den Rinnenkörper stirnseitig abschließenden Stirnwand, eine Rückhaltewand vorhanden, um das Rückströmen von Schwimmschlamm über die Stirnseiten zu vermeiden bzw. zu unterbinden.
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Die Schwimmstoffrinne besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus einem Edelstahl.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Schwimmstoffrinne mit schwenkbarer Seitenwand und Rückhaltewand in drei Schwenkpositionen der Seitenwand in einem vertikalen Teilschnitt durch ein Klärbecken;
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2 eine Schwimmstoffrinne mit insgesamt höhenverstellbarem Rinnenkörper mit Rückhaltewand in aufgetauchter Stellung (2a) und eingetauchter Stellung (2b) der Überlaufkante jeweils im Vertikalschnitt,
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3 ein Paddelwerk mit von einer Drehachse radial vorstehenden Seitenwänden mit jeweils abgewinkelter Überlaufkante und Rückhaltewand in zwei Drehstellungen in einem Vertikalschnitt;
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4 ein Paddelwerk gemäß 3 in zwei Drehstellungen vor einer stirnseitigen Abschlussplatte in einem Vertikalschnitt;
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5 eine Schwimmstoffrinne oberhalb der Wasseroberfläche angelenkter schwenkbarer Seitenwand in zwei Schwenkpositionen in einem vertikalen Teilschnitt durch ein Klärbecken;
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6 eine insgesamt schwenkbare Rinne, die oberhalb der Wasseroberfläche angeordneter Schwenkachse und zugeordneter Abschlussplatte in zwei Schwenkstellungen in einem Vertikalschnitt.
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Bei der nachfolgenden Erläuterung verschiedener Ausführungsbeispiele sind die mit derselben Bezeichnung versehenen Teile mit denselben Bezugsziffern versehen.
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Eine Schwimmstoffrinne 1.1 gemäß 1 hat einen Rinnenkörper 2.1, der zwei Seitenwände 3, 4 und eine Bodenwand 5 aufweist. Die Seitenwand 3 hat einen oberen, schwenkbaren Seitenwandteil 3.1 und einen unteren, stehenden Seitenwandteil 3.2. Der obere Seitenwandteil 3.1 ist in 1 strichliert in verschiedenen Schwenkstellungen gezeichnet.
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Der obere Seitenwandteil 3.1 ist mit dem unteren Seitenwandteil 3.2 über ein Gelenk 6 mit horizontaler Schwenkachse verbunden. Wenn der obere Seitenwandteil 3.1 vertikal nach oben geschwenkt ist, hat der Rinnenkörper 2 insgesamt einen kastenförmigen, oben offenen Querschnitt.
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Der obere Seitenwandteil 3.1 weist oben eine Überlaufkante 7 auf.
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Außen ist am oberen Seitenwandteil 3.1 eine streifenförmige Rückhaltewand 8 befestigt. Die Rückhaltewand 8 ist über Abstandshalter 9 am oberen Seitenwandteil 3.1 fixiert, die senkrecht zur Zeichenebene mit Abstand von einander angeordnet sind.
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Der obere Seitenwandteil 3.1 ist in der unteren Schwenkstellung so eingestellt, dass die Schwimmstoffrinne 1.1 Schwimmschlamm aufnehmen kann. Hierfür wird die Schwimmstoffrinne 1.1 horizontal nach rechts bezüglich der Wasseroberfläche 10 im Klärbecken 11 verfahren. Wenn die Schwimmstoffrinne 1.1 hinreichend Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche 10 im Klärbecken 11 abgeschöpft hat, wird der obere Seitenwandteil 3.1 nach oben geschwenkt.
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In der in 1 gezeigten Zwischenstellung taucht zunächst die Rückhaltewand 8 mit ihrer Oberkante 12 aus der Wasseroberfläche auf. Aufgrund der Verkleinerung des Innenvolumens der Schwimmstoffrinne 1.1 beim Hochschwenken des oberen Seitenwandteils 3.1 strömt Wasser zwischen dem oberen Seitenwandteil 3.1 und der Rückhaltewand 8 in das Klärbecken ab. Schwimmschlamm wird von der Rückhaltewand 8 weitgehend zurückgehalten und verbleibt im Rinnenkörper 2.1. Hierfür ist die Unterkante 12.1 der Rückhaltewand 8 unterhalb der Überlaufkante 7 angeordnet. Sobald die Überlaufkante 7 vollständig aufgetaucht ist, wird auch das Abströmen von Wasser aus dem Rinnenkörper 2.1 unterbunden, sodass auch kein Schwimmschlamm mehr durch den Spalt zwischen dem oberen Seitenwandteil 3.1 und der Rückhaltewand 8 mitgerissen werden kann.
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1 zeigt an dem oberen Seitenwandteil 3.1 in der unteren Schwenkposition eine Variante der Rückhaltewand 8, die oben eine strichlierte Abwinklung 8.1 hat. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Abwinklung 8.1 früher auftaucht und die Rückströmung von Schwimmschlamm in das Klärbecken 11 besonders effektiv unterbindet.
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Ferner ist am oberen Seitenwandteil 3.1 in der oberen Schwenkposition eine weitere Variante der Rückhaltewand 8 strichliert eingezeichnet. Diese Rückhaltewand 8 ist über Abstandshalter 9 an der Innenseite des oberen Seitenwandteils 3.1 fixiert. Infolgedessen wird beim Auftauchen des oberen Seitenwandteils 3.1 das Abströmen von Schwimmschlamm verhindert. Wasser kann zwischen der Rückhaltewand 8 und dem oberen Seitenwandteil 3.1 abströmen, bis die Überlaufkante 7 aufgetaucht ist.
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Bei der Schwimmstoffrinne 1.2 von 2 hat der Rinnenkörper 2.2 Seitenwände 3, 4, die über einen Boden 5 starr miteinander verbunden sind. Der Rinnenkörper 2.2 ist also permanent kastenförmig und oben geöffnet.
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An der Außenseite der Seitenwand 3 ist über Abstandshalter eine Rückhaltewand 8 befestigt, sodass beim Auftauchen Wasser durch den Spalt zwischen Seitenwand 3 und Rückhaltewand 8 abströmen kann.
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2a ist der Rinnenkörper 2.2 teilweise aufgetaucht aus der Wasseroberfläche 10 gezeichnet, in einer Stellung, in der weder Schwimmschlamm, noch Wasser aus dem Rinnenkörper 2.2 abströmen kann, da die Überlaufkante 7 die Wasseroberfläche 10 erreicht hat.
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2b zeigt den Rinnenkörper 2.2 beim Auftauchen aus einer nicht gezeigten tieferen Position, in der über die Oberkante 12 der Rückhaltewand 8 und die Überlaufkante 7 Schwimmschlamm in den Rinnenkörper 2.2 aufgenommen werden kann. Beim Auftauchen taucht zunächst die Oberkante 12 der Rückhaltewand 8 auf, wodurch ein Abströmen von Schwimmschlamm mit abfließendem Wasser vermieden wird. Bis zum Auftauchen der Überlaufkante 7 strömt oberhalb der Überlaufkante 7 angeordnetes Wasser zwischen Rückhaltewand 8 und Seitenwand 3 aus dem Rinnenkörper 2.2 ab. Der aufgenommene Schwimmschlamm verbleibt jedoch weitgehend im Rinnenkörper 2.2. Diese Situation zeigt 2b.
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Bei der als Paddelwerk ausgebildeten Schwimmstoffrinne 1.3 von 3 sind vier radiale Seitenwände 3, 4, 13, 14 auf einer Welle 15 angeordnet, die abgewinkelte Flügel 16 aufweisen. Die zylindrische Welle 15 hat an beiden Enden Lagerzapfen 16, die in Drehlagern 17 gelagert sind. Im Beispiel wird die Welle 15 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Hierbei kann das Paddelwerk 1.3 horizontal nach rechts verfahren werden. Infolgedessen wird zwischen einer bereits aufgetauchten Seitenwand 4 und einer gerade auftauchenden Seitenwand 3 Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche 10 eingesammelt. Hierbei verringert sich das Volumen zwischen der aufgetauchten und der auftauchenden Seite, wodurch Wasser aus der von den beiden Seitenwänden 3 gebildeten Rinne abströmt.
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Die Flügel 18 der Seitenwände 3, 4, 13, 14 sind über Abstandshalter 9 mit Rückhaltewänden 8 verbunden, die den Schwimmschlamm in den zwischen den Seitenwänden 3, 4, 13, 14 und die Welle 15 gebildeten Rinnen zurückhalten. Im Wesentlichen strömt nur Wasser durch den Spalt zwischen den Flügeln 18 und den Rückhaltewänden 9 ab. In 3 sind die Seitenwände 3, 4, 13, 14 zusätzlich strichliert in einer weiteren Drehposition gezeichnet, in der gerade die Überlaufkante 7 an der Wasseroberfläche 10 austritt.
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Gemäß
4 ist eine als Paddelwerk entsprechend
3 ausgebildete Schwimmstoffrinne
1 an einem Ende durch eine bezüglich der Welle
15 feststehende Abschlussplatte
19 mit einer Öffnung
20 für das Abfließen aufgenommenen Schwimmschlamms abgeschlossen. Die Anordnung entspricht der von
10f gemäß
WO 2011/035871 A1 . Am anderen Ende ist von den Seitenwänden
3,
4,
13,
14 und die Welle
15 gebildete Rinne durch eine fest mit den Seitenwänden verbundene Abschlussplatte geschlossen, die nicht abgebildet ist. Die diesbezüglichen Ausführungen in dem vorgenannten Dokument sind durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen. Erfindungsgemäß sind zusätzlich an dem Paddelwerk die Rückhaltewände
8 vorhanden.
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Gemäß
5 ist der Rinnenkörper
2.5 der Schwimmstoffrinne
1.5 durch eine Schöpfrinne gebildet, die an eine Seitenwand eines Eindickkanals
22 angeordnet ist. Die Schöpfrinne
2.5 ist mit der Rückhaltewand
8 versehen. Im Beispiel ist die Schöpfrinne
2.5 oberhalb der Wasseroberfläche an den Eindickkanal
22 angelenkt. Die Anordnung entspricht der
10b der
WO 2011/035871 . Die diesbezüglichen Ausführungen in den vorgenannten Dokumenten durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
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Schließlich zeigt
6 eine periodisch einseitig eintauchende Schwimmstoff
1.6 Rinne, der eine Abschlussplatte
19 mit Öffnung
20 zugeordnet ist. Die Anordnung entspricht der von
10c der
WO 2011/035871 A1 . Die diesbezüglichen Ausführungen in dem vorerwähnten Dokument sind durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen. Erfindungsgemäß ist die Zuführrinne zusätzlich mit der Rückhaltewand
8 versehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/035871 A1 [0004, 0018, 0044, 0046]
- WO 2011/035871 [0045]
