DE2447337A1

DE2447337A1 - Vorrichtung zur belueftung stehender gewaesser

Info

Publication number: DE2447337A1
Application number: DE19742447337
Authority: DE
Inventors: Jonny Bartels; Walter Rudolf Wobser
Original assignee: JOBARID WERK JONNY BARTELS BAU
Current assignee: JOBARID WERK JONNY BARTELS BAU
Priority date: 1974-10-04
Filing date: 1974-10-04
Publication date: 1976-04-15

Description

Vorrichtung zur Belüftung stehender Gewässer Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belüftung stehender Gewässer, wie Teiche, Seen oder dergleichen, bei welcher dem Gewässer über eine Saugleitung Wasser entnommen und nach Anreicherung mit Luft und/oder Sauerstoff dem Gewässer wieder zugeführt wird.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird über die Saugleitung dem Gewässer Wasser entnommen, worauf außerhalb des Gewässers dem entnommenen Wasser mittels Preßluft Sauerstoff zugeführt wird. Das angereicherte Wasser wird sodann wieder in das Gewässer eingeleitet.
Ferner sind Oberflächenbelüfter bekannt, die durch Bewegen der Wasseroberfläche für eine gewisse Lufteintragung sorgen. Weiter ist es bekannt, mittels perforierter und von Preßluft beaufschlagter Schläuche Luft bzwe Sauerstoff in das Gewässer einzuleiten. Schließlich sind Turbinenbelüfter bekannt, die auf das Unterwasser wirken.
Nachteilig bei diesen bekannten Anordnungen ist es, daß entweder die Belüftung nur mit einem relativ großen technischen und einem relativ großen Energieaufwand vor sich gehen kann oder daß die eingeführte Luft durch die Art ihrer Zufuhr wieder an die Oberfläche treten kann, ohne das Gewässer genügend mit Sauerstoff angereichert zu haben. Dies gilt insbesondere für die eingangs genannte Vorrichtung, da infolge der PreBlaitzufuhr die Luft in Form von Blasen relativ rasch wieder an die Oberfläche steigt, ohne genügend fein verteilt zu sein.
Entsprechendes gilt auch Bür die Preßluftzufuhr mit perforierten Schläuchen.
Neben den Nachteilen der meist unzureichenden Sauerstoffzufuhr haben die Oberflächenbelüfter den zusätzlichen Nachteil, daß eine Sauerstoffanreicherung nicht über die gesamte Gewässertiefe, sondern nur in eingeschränkten Oberflächenbereichen erfolgt.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorriehtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei möglichst geringem Energieaufwand eine möglichst gute und vollständige Sauerstoffanreicherung des zu versorgenden Gewässers erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine in das Gewässer hineinragende und das entnommene Wasser unter der Gewässertiefe entsprechendem Überdruck dem Gewässer wieder zuführende Druckleitung gelöst, an welche unterhalb des Wasserspiegels eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Luftansaugleitung angeschlossen ist.
Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß Luft mit atmosphärischem Druck in das durch die Druckleitung strömende Wasser hineingesaugt wird, wo sie sich entspannen und fein verteilt in das Wasser eintreten kann. Da die Einleitung der Luft mit atmosphärischem Druck erfolgt, also nicht mit Überdruck wie bei den bekannten mit Preßluft arbeitenden Anlagen, ist weitgehend vermieden, daß es zu Blasenbildungen und zu einem Austreten eines großen Teiles der Luft an die Wasseroberfläche kommt. Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur ein Energiebedarf für die Wasserförderung, nicht aber für die Zufuhr von Luft besteht, kommt bei einer wesentlich besseren Sauerstoffversorgung des Gewässers die erfindungsgemäße Vorrichtung mit wesentlich geringerer Energiezufuhr aus.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Druckleitung ein Venturirohr angeordnet ist, an dessen in Strömungsrichtung vorderem Ende die Luftansaugleitung angeschlossen ist. Die Verengung im Venturirohr führt in bekannter Weise zu einem Anstieg der Durchströmgeschwindigkeit unter gleichzeitigem Druckabfall, so daß dieser Druckabfall für den Ansaugvorgang benutzt werden kann. Eine weitere Verbesserung des Saugvorganges wird erreicht, wenn in das in Strömungsrichtung vordere Ende des Venturirohres eine Druckwasserdüse mündet. Auf diese Weise tritt der Druckwasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit in das Venturirohr ein, wobei die Luftteilchen aus der Luftansaugleitung fein verteilt mitgerissen und in das Wasser aufgenommen werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Venturirohr und/oder die Druckwasserdüse von einem Rohrstutzen umschlossen sind, in welchen seitlich im Bereich des in Strömungsrichtung vorderen Endes des Venturirohres die Luftansaugleitung mündet. Hierdurch ist ein konstruktiv besonders einfacher Anschluß der Luftansaugleitung an die Druckwasserdüse bzw. an das Venturirohr erreicht.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn das gewässerseitige Ende der Druckleitung in seiner Ausströmrichtung veränder- und einstellbar ist. Auf diese Weise kann das Wasser-Luftgemisch, das aus dem gewässerseitigen Ende der Druckleitung austritt, entsprechend den jeweiligen Belüftungserfordernissen gerichtet werden. llierbei sind Strahlrichtungen nach unten, nach oben, zur Seite oder auch schräg möglich.
Zum Einsatz der Vorrichtung kann diese in vorteilhafter Weise auf bzw. unter einer mit Schwimmkörpern versehenen Plattform angeordnet sein. An dieser Plattform können alle Einzelteile der Vorrichtung montiert sein, so daß diese unter Umständen als Ganzes von einem Gewässer zu einem anderen transportiert werden kann. Außerdem kann die Vorrichtung mittels der Schwimmkörper auf dem zu belüftenden Gewässer abschnittsweise oder sukzessiv versetzt werden, so daß nacheinander die gesamte Gewässerfläche belüftet werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierbei zum Versetzen der Gesamtvorrichtung das ausströmende Druckwasser herangezogen wird, wobei die Versetzungsgeschwindigkeit und die Versetzungsrichtung durch entsprechendes Einstellen des gewässerseitigen Endes der Druckleitung herbeigeführt werden kann. Die größte Versetzungsgeschwindigkeit ergibt sich, wenn das gewässerseitige Ende der Druckleitung horizontal ausgerichtet ist. Durch einfache Maßnahmen, beispielsweise durch eine Verankerung, kann ohne zusätzliche Führungen oder dergleichen die Vorrichtung beispielsweise eine Kreisbahn auf dem Gewässer beschreiben, wobei auch andere Führungs- und Steuerungsvorrichtonigen, beispielsweise in Form von itichtmagneten oder dergleichen, denkbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, daß zur Lageversetzung der Vorrichtung ebenfalls keine zusätzliche Energiezufuhr erforderlich ist.
In vorteilhafter Weise ist die Plattform begehbar ausgebildet und mit einem nach oben weisenden umlaufenden Rand versehen, der die Bedienungspersonen und die auf der Plattform angeordneten Aggregate beispielsweise vor Spritzwasser oder dergleichen schützt. Die Luftansaugleitung ist hierbei zweckmäßigerweise so angeordnetw daß sie den Plattformboden durchgreift und oberhalb der Plattform mit ihrer oberen Öffnung mündet. Die obere Öffnung der Luftansaugleitung kann oberhalb der Plattform mit einem Vakuumkessel versehen sein.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auf der Plattform eine die Saug- und die Druckleitung beaufschlagende Pumpe, deren Antriebsmotor und gegebenenfalls dessen Energiequellen angeordnet sein. Die 5aug- und die Druckleitung sind oberhalb der Plattform an die Pumpe angeschlossen.
Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall die Pumpe eine HochdruBkkreiselpumpe. Bei dieser Ausführungsform wird also das entnommene Wasser über die Wasseroberfläche gehoben und innerhalb der Pumpe und der zugehörigen Rohrleitungen oberhalb der Wasseroberfläche umgelenkt und sodann wieder dem Gewässer über die Druckleitung zugeführt.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn bei einer anderen Ausführungsform eine die Saug- und Druckleitung beaufschlagende Pumpe unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist und von der an der Plattform befestigten Luftansaugleitung oder deren Halterung getragen wird. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, daß die Pumpe selbst etwa in der Höhe der Wasserentnahmestelle und der Wasserzufuhrstelle angeordnet werden kann, so daß hierdurch zusätzliche Leitungen und eine Hubbewegung des Wassers über größere Strecken entfallen können. Mit dieser Anordnung wird es also möglich, auch die Pumpe relativ klein und demgemäß kostengünstig auszubilden, was wiederum zu einer baulich besonders einfachen, leicht transportablen und kostengünstigen Gesamtvorrichtung führt.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß das entnommene und dem Gewässer wieder zugeführte Wasser nicht verschiedene Temperaturbereiche durchlaufen muß, so daß es nicht während des Bewegungsvorganges zu Temperaturänderungen des Wassers kommen kann. Außerdem wird sichergestellt, daß das Wasser auch an derjenigen Stelle wieder zugeführt wird, an welcher es entnommen wurde.
Zweckmäßigerweise ist die unter der Wasseroberfläche angeordnete Pumpe als eine gekapselte Unterwasserkreiselpumpe ausgebildet. Schließ~ lich hat diese erfindungsgemäße Ausführungsform nach den Vorteil, daß eine Hubeinrichtung für die Luftansaugleitung bzw. deren Halterung und damit für die Pumpe und die daran angeschlossenen 5aug- und Druckleitungsstutzen vorgesehen werden kann, wodurch die Pumpe und die Leitungsstutzen über die Tiefe des Gewässers senkrecht bewegt werden können, so daß sukzessive eine schichtenweise Belüftung des Gewässers möglich ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.
Fig. i zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Fig. la und lb verdeutlichen Möglichkeiten zur Ausrichtung des gewässerseitigen Endes der Druckleitung.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform für den Anschluß der Luftansaugleitung aa die Druckleitung.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß Fig. 1 ist eine Plattform 1 auf Schwimmkörpern 2 angeordnet und mit einem umlaufenden Rand 3 versehen. Auf der Plattform 1 sind eine als Hochdruckkreiselpumpe ausgebildete Pumpe 4, ihr Antriebsmotor 5 sowie gegebenenfalls die zugehörigen Energiequellen, wie Batterien und/oder Brennstofftanks, angeordnet und gelagert. An die Pumpe 4 ist eine in das Gewässer 6 hineinragende Saugleitung 7 angeschlossen, die an ihrem unteren Ende mit einem Saugkorb oder Sieb 8 versehen sein kann. Ferner ist an die Pumpe 4 eine Druckleitung 9 angeschlossen, die das mittels der Saugleitung 7 entnommene Wasser dem Gewässer 6 wieder zuführt.
Unterhalb der Wasseroberfläche 10 steht die Druckleitung 9 mit einer Luftansaugleitung 11 in Verbindung, welche den Boden 12 der Plattform 1 durchgreift und mit ihrem oberen Ende 13 oberhalb der Plattform mündet. Das obere Ende 13 der Luftansaugleitung 11 kann oberhalb der Plattform -wie dargestellt - mit einem Vaknunkessel 14 versehen sein.
Die Luftansaugleitung 11 ist über einen Rohrstutzen 15,der eine Druckwasserdüse und ein Venturirohr (vgl. Fig. 2) umgibt, an die Druckleitung 9 angeschlossen. Wie dargestellt, kann der Rohrstutzen auch in zwei einzelne Stutzenstücke 15 und 15a aufgeteilt sein.
An den Rohrstutzen 15 schließt das gewässerseitige Ende 16 der Druckleitung an, das zur Entspannung und Verteilung der zugeführten Luft einen größeren Querschnitt als die Druckleitung 9 hat.
Die Figuren 12 la und lb verdeutlichen die verschiedenen Ausströmrichtungen, die durch die vorgesehene Einstellbarkeit des gewässerseitigen Endes 16 der Druckleitung 9 erreichbar sind. In Figur 1 strömt das Wasserluftgemisch aus der Druckleitung nach oben, in Figur la nach unten, während es in Figur Ib zur Seite strömt.
Durch entsprechende Einstellung und/oder Ausbildung des gewässerseitigen Endes 16 der Druckleitung 9 können auch Zwischenlagen eingestellt werden.
Insbesondere die Anordnung nach der Figur lb ermöglicht gleichzeitig einen Antrieb der Plattform 12 um diese auf dem Gewässer in ihrer Lage zu versetzen.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des Anschlusses der Luftansaugleitung 11 an die Druckleitung 9.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, sind innerhalb zweier Rohrstutzen 15 und 15a ein Venturirohr 17 sowie eine das in Strömungsrichtung vordere Ende 18 des Venturirohres beaufschlagende Druckwasserdüse 19 angeordnet. Das in Strömungsrichtung rückwärtige Ende 20 des Venturirohres kann gleichzeitig die Fortsetzung der Druckleitung 9 mit vergrößertem Querschnitt bilden und ist an das gewässerseitige Ende 16 der Druckleitung 9 angeschlossen.
Wie bereits beschrieben, wird durch die Steigerung der Strömung geschwindigkeit des-Druckwassers durch die Druckwasserdüse 19 einerseits und durch die Verengung im Venturirohr 17 andererseits die Luft aus der Luftansaugleitung 11 und damit aus der Atmosphäre in das durchströmende Druckwasser gesaugt, dort fein verteilt und nach der Entspannung im im Querschnitt vergrößerten Stück 20 des Venturirohres bzw. im gewässerseitigen Ende 16 der Druckleitung 9 dem Gewässer mit-Luft angereichert wieder zugeführt.
Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei hier an der Plattform 1 gegebenenfalls über eine nicht dargestellte Halterung die Luftansaugleitung li mit dem Windkessel 14 zentral befestigt ist. Unterhalb der Wasseroberfläche 10 befindet sich eine Unterwasserkreiselpumpe 21, die über ein Sieb 22 das Druckwasser ansaugt. Ihr Antriebsmotor 23 ist schematisch dargestellt und befindet sich ebenfalls unter der Wasseroberfläche. Er ist zweckmäßigerweise als Elektromotor ausgebildet, wobei sich ein Generator oder Batterien auf der Plattform 1 befinden können. Wie dargestellt liegt die Pumpe 21 etwa in Höhe des Anschlusses der Luftansaugleitung 11 an die Druckwasserleitung 9. Der Anschluß der Luftansaugleitung 11 an die Leitung 9 kann über die Stutzen 15 und 15a vorgenommen sein und im übrigen entsprechend der Anordnung nach den Figuren 1 und 2 ausgebildet sein. In entsprechender Weise kann das gewässerseitige Ende 16 der Druckleitung 9 veränder- und einstellbar ausgebildet sein. Die Pumpe 21 sowie die Rohrleitungsabschnitte 9, 15, 15a und 16 können durch eine gemeinsame Halterung 24 verbunden sein, damit ihr Eigengewicht zentral getragen wird.
Die Luftansaugleitung 11 und ihre gegebenenfalls vorgesehene Halterung können in einer Lagerstelle 25 durch eine Hubeinrichtung 26 in Richtung des Pfeiles 27 vertikal verschiebbar sein, so daß eine schichtweise Belüftung des Gewässers 6 über die Tiefe des Gewässers möglich ist. Bei der dargestellten Ausführungsform bedarf es einer wasserdichten Abdeckung der Lagerstelle 25 nicht.

Claims

Ansprüche

Vorrichtung zur Belüftung stehender Gewässer, wie Teiche, Seen oder dergleichen, bei welcher dem Gewässer über eine Saugleitung Wasser entnommen und nach Anreicherung mit Luft und/oder Sauerstoff dem Gewässer wieder zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine in das Gewässer (6) hineinragende und das entnommene Wasser unter der Gewässertiefe entsprechendem Überdruck dem Gewässer (6) wieder zuführende Druckleitung (9), an welche unterhalb des Wasserspiegels (10) eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Luftansaugleitung (11) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (9) ein Venturirohr (17) angeordnet ist, an dessen in Strömungsrichtung vorderem Ende (18) die Luftansaugleitung (11) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 29 dadurch gekennzeichnet, daß in das in Strömungsrichtung vordere Ende (18) des Venturirohres (17) eine Druckwasserdüse (19) mündet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Venturirohr (17) und/oder die Druckwasserdüse (19) von wenigstens einem Rohrstutzen (15,15a) umschlossen sind, in welchen seitlich im Bereich des in Strömungsrichtung vorderen Endes (18) des Venturirohres (17) die Luftansaugleitung (11) mündet.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gewässerseitige Ende gel6) der Druckleitung (9) einen größeren Querschnitt als die Druckleitung (9) hat.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gewässerseitige Ende (16) der Druckleitung (9) in seiner Ausströmrichtung veränder- und einstellbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf bzw. unter einer mit Schwimmkörpern (2) versehenen Plattform (i) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (1) begehbar und mit einem nach oben nfeisenden umlaufenden Rand (3) versehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftansaugleitung (11) den Plattformboden (12) durchgreift und oberhalb der Plattform (i) mit ihrer oberen Öffnung (13) mündet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Öffnung (13) der Luftansaugleitung (11) mit einem Vakuumkessel (14) versehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnett daß auf der Plattform (1) eine die Saug- und die Druckleitung (7,9) beaufschlagende Pumpe (4), deren Antriebsmotor (5) und gegebenenfalls dessen Energiequellen angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (4) eine Hochdruckkreiselpumpe ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine die 8aug- und Druckleitung (9) beaufschlagende Pumpe (21) unterhalb der Wasseroberfläche (10) angeordnet ist und von der an der Plattform (1) befestigten Luftansaugleitung (11) oder deren Halterung getragen wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (21) eine gekapselte Unterwasserkreiselpumpe ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch die Hubeinrichtung (26) für die Luftansaugleitung (11) bzw.

deren Halterung und damit für die Pumpe (21) und die daran angeschlossenen Saug- und Druckleitungsstutzen (9,tl5,15a,16).