DE827647C

DE827647C - Klaeranlage

Info

Publication number: DE827647C
Application number: DEP34552D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Eugen Feifel
Original assignee: EUGEN FEIFEL DR ING
Current assignee: EUGEN FEIFEL DR ING
Priority date: 1948-05-10
Filing date: 1949-02-19
Publication date: 1952-01-10
Also published as: AT172140B

Description

Kläranlage In Wasserkraft- und Pumpenanlagen kann es zweckmäßig oder notwendig werden, das Betriebswasser vor dem Eintritt in die Maschine zu entsanden, um den Verschleiß zu vermindern und die Betriebssicherheit zu erhöhen. Diesem Zweck dienen dann vorwiegend Absetzkammern in der Wasserzuführung, in denen die Wassergeschwindigkeit so weit verhindert wird, daß alle mitgeführten Festteilchen über einer noch als zulässig erachteten Korngröße Gelegenheit finden, unter der Wirkung der Schwerkraft zu Boden zu sinken, von wo sie laufend oder periodisch in einen Umgehungskanal der Maschinenanlage abgeschwemmt werden.
Solche Schwerkraftabsetzkammern (Klärbecken) sind umfangreich und teuer. Sie verlangen auch eine besonders sorgfältige, nicht immer zu verwirklichende Grundriß- und Profilgestaltung, um ihren Zweck nicht durch die Ausbildung bevorzugter Strombahnen mit zu hohen Wassergeschwindigkeiten zu vereiteln.
Es ist bekannt, die Zerlegung physikalischer Gemische in ihre spezifisch verschieden schweren Bestandteile dadurch zu verbessern, daß die auszuscheidenden Teilchen neben der Schwerkraft auch starken Fliehkräften ausgesetzt werden.
Gemäß vorliegender Erfindung wird dieser Grundgedanke für die Zwecke einer Kläranlage in der Weise verwertet, daß das unreine Betriebswasser tangential in eine stehende oder liegende zylindrische Kammer eingeführt wird. Aus der kreisenden Flüssigkeit streben die spezifisch schwereren Beimengungen unter der Wirkung der Fliehkraft an die Wand der Kammer, weiterhin unter der Wirkung von axialen Sekundärströmen, bei senkrechter Kammerachse auch infolge der Schwerkraft, an die Kammerstirnflächen. Von hier werden sie von einem kleinen Teilstrom durch ringspalt- oder schlitzförmige Öffnungen nach außen abgeführt, also z. B. unter Umgehung der Maschinenanlage an das Flußbett zurückgegeben.
Der gereinigte Hauptteil des der Kammer zugeführten Betriebswassers verläßt die Kammer mittig in axialer Richtung.
Das erforderliche Druckgefälle durch die Austrittsöffnungen des Teilstroms kann im Rahmen der Gesamtanlage auf verschiedene Weise geschaffen werden. Der Teilstrom kann z. B. an einer Stelle der gesamten Wasserführung münden, die unter niedrigerem Druck steht als die Eintrittsöffnung in die Schleuderkammer. Oder es kann der Teilstrom aus der Schleuderkammer durch eine Vorrichtung abgesaugt werden, die nach Art der bekannten Gefällsvermehrer ejektorartig wirkt.
Die Ausscheidewirkung einer solchen Schleuderkammer hängt vom Kammerdurchmesser ab. Es kann daher zweckmäßig sein, größere Wassermengen auf mehrere parallel geschaltete Kammern aufzuteilen. Eine weitere wichtige Bestimmungsgröße für eine solche Kläranlage ist der Druckverbrauch, der ihr für den Durchgang des Wassers zugebilligt wird. Bei verhältnismäßig kleinem Druckverlust kann sich die Anordnung der Schleuderkammer als stehende Freispiegelkammer empfehlen. Liegende geschlossene Kammern können ganz oder teilweise unter höherem oder niedrigerem Druck als Atmosphärendruck stehen.
Durch die erwahnten Maßnahmen läßt sich mit verhältnismäßig kleinem Kosten- und Raumaufwand die Klärung bis zu jeder praktisch wünschenswerten Korngröße herab erzielen. Die Vorrichtung ist zwar vorwiegend als Kläranlage für Wasserkraft- und Pumpanlagen gedacht; sie kann aber selbstverständlich der Reinigung anderer Flüssigkeiten dienen.
Die Zeichnung zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung; es stellt dar Abb. I einen Axialschnitt gemäß Linie 1-1 der Abb. 2 einer Freispiegelschleuderkammer mit senkrechter Achse, Abb. 2 einen Schnitt durch diese Kammer nach Linie 11-11 der Abb. I, von oben gesehen, Abb. 3 eine Seitenansicht der Anlage in Richtung des Pfeiles 111 (s. Abb. 2), Abb. 4 einen Längsschnitt durch eine liegende Heberkammer nach Schnitt IV-IV der Abb. 5, Abb. 5 einen Grundriß dieser aus zwei parallel geschalteten Schleuderkammern bestehenden Kläranlage, Abb. 6 einen Querschnitt nach Linie V-V der Abb. 4.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Das unreine Betriebswasser tritt gemäß den Pfeilen I tangential durch die Leitkanäle 2 in die kreiszylindrische Schleuderkammer 3, wo es kreisend dem mittigen axialen Austrittsrohr 4 zustrebt. Dieses Austrittsrohr leitet den gereinigten Hauptteil des eingetretenen Wassers z. B; zu einem Kanal 5 (Abb. I bis 3) und weiterhin etwa zum Druckstollen einer Hochdruckwasserkraftanlage, oder, im Beispiel der Abb. 4 bis 6, unter Zwischenschaltung eines Absperrorgans 6 in die Saugleitung einer Pumpe.
Die Austrittsöffnung für einen kleinen Teilstrom des eingetretenen Wassers und für die in den Winkelräumen 7 sich sammelnden Beimengungen ist in der stehenden Kammer der Abb. I bis 3 als Ringspalt 8, in den liegenden Kammern der Abb. 4 bis 6 als Schlitz g ausgebildet.
Der Sammelkanal 10 gibt in den Abb. I bis 3 den Teilstrom samt seiner Sandladung in das tiefer gelegene Flußbett zurück; bei Bedarf kann der Abzug durch diesen Kanal noch durch den unmittelbar aus dem Obergraben kommenden Spülkanal II (Abb. 3) verstärkt werden.
Im Beispiel der Abb. 4 bis 6 hat der Teilstromkanal kein natürliches Druckgefälle vom Zuführungskanal der Schleuderkammern zum Flußbett. Deshalb sind aus der Pumpendruckleitung Speiseleitungen 13 zu den Kanälen IO abgezweigt.
Das Druckwasser aus diesen Leitungen 13 ergibt im Verein mit der passend gewählten Profilgestaltung der Kanäle IO eine ejektorartige Wirkung und ein kräftiges Absaugen des Teilstroms und des Sandes aus den Schlitzen 9.
Der Energiegehalt der spiraligen Strömung durch das Abzugsrohr 4 beeinflußt als Austrittsverlust der Kläranlage maßgebend deren Wirtschaftlichkeit. Ähnlich wie bei einer Turbinenanlage durch das Turbinensaugrohr kann dieser Verlust bei der Kläranlage durch eine diffusorartige Querschnittserweiterung auf dem Abflußweg des Wassers hinter der Schleuderkammer vermindert werden. Es kann unter Umständen die Energie des Austrittsstroms durch ein Kreiselrad im Abflußrohr 4 selbst ausgenutzt werden.
PATENTANSPR0CHE: I. Kläranlage für Wasserkraft- und Pumpenanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das unreine Betriebswasser in eine im wesentlichen kreiszylindrische Kammer tangential eintritt, daß der gereinigte Hauptstrom des Betriebswassers diese Kammer mittig axial verläßt und daß ein kleiner Teilstrom mit den auszuscheidenden Beimengungen aus der Kammer nach außen abgezweigt wird.

Claims

2. Kläranlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstromaustritt aus der Kammer durch ringspalt- oder schlitzartige Offnungen erfolgt, die an einem oder an beiden Kammerenden in den Winkelräumen zwischen Kammermantel und Kammerstirnflächen angeordnet sind.

3. Kläranlage nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom mit den auszuscheidenden Beimengungen aus der Kammer weg nach einer Stelle geführt wird, die gegenüber dem Kammereintritt ein natürliches Druckgefälle aufweist.

4. Kläranlage nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom mit den auszuscheidenden Beimengungen aus der Kammer durch eine ejektorartige Vorrichtung abgesaugt wird.

5. Kläranlage nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer als Freispiegelkammer mit senkrechter Achse ausgebildet ist.

6. Kläranlage nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kammern in Parallelschaltung zu einer Gruppe zusammengefaßt sind.

7. Kläranlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem aus der Kammer abziehenden Wasser sein Energiegehalt durch eine diffusorartige Querschnittserweiterung der Abzugskanäle teilweise entzogen wird.

8. Kläranlage nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiegehalt des aus der Kammer abziehenden Wassers in einem mit dem Abzugsrohr konaxialen Kreiselrad ausgenutzt wird.