DE207037C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 207037 KLASSE 88«. GRUPPE

Rechenanlage bei Wasserkraftanlagen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juni 1908 ab.

Die bei Wasserkraftanlagen verwendeten stehenden Rechen haben eine Anzahl Nachteile, namentlich wenn sie, wie es bei großen Anlagen mit stehenden Schachtturbinen meistens der Fall ist, auf einer Schwelle ruhen, welche mit der Sohle des Werkkanals bzw. des Vorbeckens bündig liegt, wie es beispielsweise bei den Rechenanlagen der Kraftwerke von Rheinfelden am Rhein, Hagneck am Bieler See,

ίο Beznau an der Aare und Chevres an der Rhone der Fall ist.

Der Rechen soll den Zweck haben
i. die auf der Oberfläche treibenden Schwimmkörper, wie Laub, Stückeis und Holz,

2. die in tieferen Schichten schwimmenden Teile, wie sogenanntes angesoffenes Holz oder Laub und Grundeis,

3. größere Steine oder gröberen Kies, der von der Bewegung des Wassers auf der Sohle mitgerissen wird, zurückzuhalten.

In den Zeiten des Laubfalles und der Herbststürme ist oft die Menge des treibenden Laubes und kleinen Holzes so groß, daß eine dauernde Bedienung des ganzen Rechens durch Abharken notwendig ist.

Bei der Anlage Rheinfelden kann das Grundeis aus dem Rhein ungehindert in den Werkkanal eintreten. Die Geschwindigkeit in letzterem beträgt 1,5 bis 2,0 m/Sek. Der Rechen steht hier ganz ohne Absatz auf der Beckensohle, und da die Durchflußgeschwindigkeit durch den Rechen sehr groß ist, wird das Grundeis mit großer Wucht namentlich gegen die unteren Teile des Rechens getrieben. Je mehr Querschnittsfläche nun durch das Grundeis von unten beginnend geschlossen wird, um so größer wird die Geschwindigkeit und mit um so größerer Kraft wird das Grundeis zusammengeballt. Wäre die Rechenschwelle etwa um 0,5 bis 1,5 m gegen die Beckensohle bzw. Kanalsohle erhöht, und hätte man der Sohle längs der Rechenschwelle nach dem Freilauf zu eine möglichst starke Neigung gegeben, so würde ein großer Teil des Grundeises an der Schwelle zurückgehalten und schon durch den Strom des Wassers gegen den Grundablaß zu geführt worden sein, wo es dann durch das Ziehen der Schützen hätte abgeführt werden können.

Bei den Rechenanlagen, deren Schwellen auf der Sohle des Beckens oder des Werkkanals liegen, kann der bis vor den Rechen geführte kleinere Kies und der Sand ungehindert in die Turbinen hineingelangen, und größere Kieselsteine werden auf der schrägen Rechenfläche in die Höhe getrieben und klemmen sich dann vielfach zwischen den Stäben fest. Auf diese Weise kann unter Umständen in kurzer Zeit ein größerer Teil des freien Durchflußprofils geschlossen werden. Je mehr Kieselsteine den Querschnitt verengen, um so größer wird die Geschwindigkeit des durchfließenden Wassers, und um so schneller werden noch weitere Kieselsteine nachgetrieben. Bei der Anlage Rheinfelden, wo, wie bereits erwähnt, der Rechen sehr spitzwinklig zur Stromrichtung des ankommenden Wassers steht, kann man beobachten, wie die Kieselsteine zwar eine Strecke auf der Rechenfläche entlang rollen oder springen, um aber dann doch durch den Strom des Wassers fest zwischen die Stäbe gedrückt zu werden.

Nach den Angaben von M. A. Boucher

sollen in Chevres, bevor die neue Grundmauer geschaffen war, wenn die Arve Hochwasser hatte, jo Mann am Rechen nötig gewesen sein, um den Kies zu beseitigen, was natürlich in sehr unliebsamer Weise die Betriebskosten beeinflussen mußte. Auch in Rheinfelden wird zur Reinigung des Rechens, wenn der Rhein reichlich Geschiebe und Laub führt, viel Personal nötig. An jeder Rechenharke müssen 5 Mann stehen, weil weniger Leute wegen des starken Stromes nicht imstande sind, die Rechenharken von unten nach oben heraufzuziehen.

Man kann nun zwar bei geneigt gestellten Rechen die geschilderten Schwierigkeiten dadurch etwas verringern, daß man nicht scharfkantige Flacheisen, sondern Eisen mit abgerundeten Ecken für die Rechenstäbe verwendet, und daß man letztere nicht lotrecht zur Rechenfläche, sondern spitzwinklig, und zwar flußabwärts gerichtet, anordnet, weil durch beide Maßregeln das Festklemmen des Kieses erschwert und seine Beseitigung erleichtert wird, aber erstens läßt sich dadurch eine durchgreifende Verbesserung auch nicht erzielen und zweitens halten die scharfkantigen und lotrecht zur Rechenfläche stehenden Stäbe das Laub wirksamer -zurück. Auch die jalousieartig bewegten Rechen sind nicht empfehlenswert, weil sie unnötige Kraft gebrauchen und dennoch den beabsichtigten Zweck nur unvollkommen erreichen.

Die gemachten Erfahrungen zeigen, daß der stehende Rechen viele Unvollkommenheiten aufweist. Gegenstand der Erfindung ist nun,

die Übelstände dadurch zu beseitigen, daß man statt den Rechen geneigt mit einem Winkel von 40 bis 50 ° gegen die Horizontale aufzustellen, ihn ganz oder, nahezu wagerecht legt, und die Stäbe parallel zur Rechenschwelle so tief (1,0 m und mehr) unter dem Wasserspiegel anordnet, daß keine in den oberen Wasserfäden treibenden Schwimmkörper auf die Rechenfläche selbst gelangen, sondern sich an einer geschlossenen Wand (e, d der beiliegenden Zeichnung) sammeln. Auf diese Weise wird es leicht möglich, die Rechenschwelle 0,5 bis 2,0 m über der Beckensohle anzuordnen und der Sohle längs der Rechenschwelle eine starke Neigung nach dem Spülablaß zu geben. Das Wasser muß also vertikal von oben nach unten durch den Rechen hindurchtreten, um dann jenseits der die Rechenfläche abschließenden lotrechten Wand wieder aufzusteigen.

Während die Durchflußfläche des geneigt gestellten Rechens a, b bei Chevres — zu vgl. die punktierten Linien der Zeichnung — z. B. dann gerade am kleinsten ist, wenn die größte sekundliche Wassermenge hindurchfließen muß, weil der Wasserspiegel am Wehre wegen der

Öffnung der Wehrschützen sinkt, würde die Durchflußfläche ■ bei einem liegenden Rechen c, d stets dieselbe bleiben. Alle an der Oberfläche schwimmenden Körper werden, wenn die Durchflußgeschwindigkeit nicht zu groß (1,5 m/Sek.) angenommen wird, nicht auf den Rechen gelangen, sondern sich an der vertikalen Abschlußwand d, e sammeln und durch den Strom seitwärts nach den Eisschützen f,f hingetrieben werden. Überdies würde es nur geringer Kraft bedürfen, um an der Wand d, e haftende Körper mit Holztafeln an hölzernen Stangen nach den Eisschützen hin zu schieben. Das gilt besonders auch von einem großen Teil des Grundeises, das nicht mehr von dem Strom des ankommenden Wassers gegen die Rechenfläche getrieben würde, sondern gegen die geschlossene vertikale Wand d, e, wo es von dem Stoß des Wassers und der nachdringenden Eisnadel zusammengeballt werden würde.

Als weiterer Vorteil des liegenden Rechens ist anzuführen, daß die lichte Weite zwischen den Stäben größer gemacht werden kann als bei stehenden Rechen, weil die an der Oberfläche treibenden Körper nicht mehr zu den Rechen gelangen können und auch Fische nur ausnahmsweise den Weg durch ■ einen solchen Rechen nehmen. Dadurch wird aber wiederum ein größerer Teil, namentlich des gallertartigen Grundeises unschädlich durch den Rechen hindurchgelangen. Außerdem wird bei einem liegenden Rechen stets die ganze Rechenfläche ziemlich gleichmäßig für den Durchgang des Grundeises benutzt, während bei den stehenden Rechen vornehmlich die unteren Teile vom Grundeis betroffen werden und deshalb die Verstopfung des Rechens in der Regel von unten beginnt und nach oben fortschreitet.

Auch bei der neuen Anordnung liegender Rechen ist es vorteilhaft, die Rechenschwelle , möglichst spitzwinklig zur Stromrichtung zu stellen. Kies und gröberer Sand werden, wenn der Absatz der Schwelle am oberen Ende mindestens 0,5 m beträgt und nach dem Grundablaß hin wächst, wie in der Zeichnung durch die punktierten Linien angedeutet, nicht auf den Rechen kommen können, ebenso wird sich ein größerer Teil des Grundeises, der sich in den tieferen Schichten bewegt, vor der Schwelle sammeln und durch die Spülwirkung um so wirksamer ins Unterwasser getrieben, je größer die Neigung der Sohle ist.

Man kann nun noch auf der vorderen Rechenschwelle eine auf einzelnen eisernen Gitterstützen ruhende Bedienungsbrücke c, h — zu vgl. die Zeichnung — errichten, um gallertartiges Eis, wenn es sich in größeren Mengen ansammeln sollte, durch Schleppnetze aus feinem Draht geflecht oder durch eine ähnliche Einrichtung, welche in Richtung der Rechenschwelle stromabwärts zu ziehen wäre, zu beseitigen. Auch können mit Hilfe einer solchen Bedienungsbrücke Schabewerke nach dem Muster der-

jenigen der Anlage Hafslund eingerichtet werden, die aber im Falle der Erfindung auf maschinellem Wege, nicht, wie bei Hafslund auf und ab, sondern auf der wagerechten Fläche hin und her zu ziehen und zu schieben wären. Allerdings würde sich bei einem, richtig angelegten liegenden Rechen die Notwendigkeit, Schabewerke einzubauen, selten ergeben.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Rechenanlage bei Wasserkraftanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechen in liegender, wagerechter oder schwach ge-

   neigter Lage unter dem Wasserspiegel versenkt ist (c, d), wobei die Rechenstäbe quer zur Richtung des Werkkanals angeordnet sind.
2. 2. Rechenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus dem Bett des Werkkanals stufenartig hervortretende Schwelle (c), in deren Kronenhöhe der Rechen liegt, und eine geschlossene Wand (e, d) angeordnet sind, an welcher sich die Schwimmkörper sammeln.
3. 3. Rechenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Schwelle (c) eine Sohlenaustiefung (g) angeordnet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

   tjERLit-J. Gedrückt In der reichsdrückereI.