EP0405469B1

EP0405469B1 - Countercurrent swimming pool

Info

Publication number: EP0405469B1
Application number: EP90112165A
Authority: EP
Inventors: Heinz Werner Dipl.-Ing. Blasczyk; Horst Meyer
Original assignee: HAMBURGER WASSERWERKE GmbH
Current assignee: HAMBURGER WASSERWERKE GmbH
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2010-06-26
Also published as: EP0405469A1; DE59000716D1; ATE84236T1; DE3921015C1

Abstract

A countercurrent swimming pool is specified which serves, for example, for swim training for high-performance sportsmen. The countercurrent swimming pool has a swimming channel (1) through which water is to flow, a return flow channel (2) and a pump device (3) which takes in water from the swimming channel (1) and resupplies it to the swimming channel (1) via the return channel (2). With the aim of achieving a flow through the swimming channel (1) that is as free as possible from turbulence, the outlet opening (4) of the pump device (3), which radiates essentially vertically upwards, opens into a tower (5) which is arranged thereabove and which is connected in terms of flow to the swimming channel (1) via an acceleration section (6). The increasing of the initial flow velocity of the circulating water is served by the acceleration section (6), which tapers in cross-section in the flow direction. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Gegenstrom-Schwimmbecken, mit einem zu durchströmenden Schwimmkanal, einem Rückströmkanal und mit einer Pumpvorrichtung.The invention relates to a countercurrent swimming pool, with a swimming channel to be flowed through, a return flow channel and with a pump device.

Derartige Gegenstrom-Schwimmbecken sind bekannt und dienen in erster Linie dem Training von Leistungsschwimmern, werden aber auch für sportphysiologische Forschungszwecke und für Untersuchungen auf dem Gebiet der Biomechanik verwendet.Countercurrent swimming pools of this type are known and are primarily used for training competitive swimmers, but are also used for sport-physiological research purposes and for investigations in the field of biomechanics.

Den Gegenstrom-Schwimmbecken liegt der Gedanke zugrunde, zum Trainieren der Schwimmbewegungen, d. h. zur Vervollkommnung des Bewegungsablaufes beim Schwimmen, die normale Situation des Schwimmers beim Durchqueren des Wassers zur besseren Beobachtbarkeit umzukehren: Während das Wasser in einem gewöhnlichen Schwimmbecken stillsteht und sich der Schwimmer beim Schwimmen relativ zum Beckenrand fortbewegt, ist bei einem Gegenstrom-Schwimmbecken das Wasser entgegen der Schwimmrichtung in Bewegung und der Schwimmer behältunter Anpassung der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers an seine Schwimmgeschwindigkeit - seine relative Lage zum Beckenrand konstant. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Bewegungen des Schwimmers im einzelnen zu überwachen und/oder seine Leistungsfähigkeit durch entsprechende Messungen gezielt zu beobachten. Desweiteren ist es mittels derartiger Gegenstrom-Schwimmbecken möglich, dem Schwimmer eine gleichmäßige Leistung abzufordern, indem über die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers seine Schwimmgeschwindigkeit quasi einstellbar ist. Demgegenüber ist es beim Schwimmtraining in einem gewöhnlichen Schwimmbecken einer becbachtenden Person, beispielsweise dem Trainer, nur durch Mitlaufen am Beckenrand möglich, den Schwimmer direkt bei seinen Schwimmbewegungen zu beobachten und eventuelle Korrekturwünsche anzubringen, zum anderen lassen sich Rückschlüsse auf die Leistung des Schwimmers und insbesondere dessen Geschwindigkeit nur durch die Zeit gewinnen, welche der Schwimmer zum Durchschwimmen einer bestimmten Strecke benötigt. Hierbei kommt erschwerend hinzu, daß sowohl der Startvorgang als auch der Wendevorgang am Ende einer Schwimmbahn sich von dem normalen Bewegungsablauf erheblich unterscheiden, so daß eine gezielte Optimierung des Bewegungsablaufes beim Schwimmen nur eingeschränkt möglich ist.The countercurrent swimming pool is based on the idea of training the swimming movements, ie to perfect the sequence of movements when swimming, the normal situation of the swimmer when crossing the water Reverse for better observability: While the water in a normal swimming pool stands still and the swimmer moves relative to the edge of the pool while swimming, in a countercurrent swimming pool the water is moving against the swimming direction and the swimmer keeps adjusting the flow rate of the water to his swimming speed - its position relative to the pool edge is constant. This results in the possibility of monitoring the movements of the swimmer in detail and / or of observing his performance by means of appropriate measurements. Furthermore, by means of countercurrent swimming pools of this type, it is possible to demand a constant performance from the swimmer in that his swimming speed can be adjusted via the flow velocity of the water. In contrast, in swimming training in a normal swimming pool of a person being watched, for example the trainer, it is only possible to observe the swimmer's swimming movements and make any correction requests by just walking along the pool edge, and on the other hand conclusions can be drawn about the performance of the swimmer and especially his Gain speed only by the time it takes the swimmer to swim a certain distance. This is aggravated by the fact that both the starting process and the turning process at the end of a swimming lane differ significantly from the normal movement sequence, so that a targeted optimization of the movement sequence during swimming is only possible to a limited extent.

Die Simulation einer normalen Schwimmsituation - ein Schwimmer durchquert ruhendes Wasser - in einem Gegenstrom-Schwimmbecken erfordert eine weitestgehend nicht turbulente Durchströmung des Schwimmkanals, in welchem sich der Schwimmer beim Training aufhält, sowie eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit des Wassers über den gesamten hydraulischen Querschnitt des Schwimmkanals, da ein Schwimmer unter Realbedingungen genau diese physikalischen Bedingungen vorfindet.The simulation of a normal swimming situation - a swimmer crosses still water - in a countercurrent swimming pool requires a largely non-turbulent flow through the swimming channel in which the swimmer is during training, as well as a uniform flow speed of the water over the entire hydraulic cross section of the swimming channel, because a swimmer under real conditions finds exactly these physical conditions.

Bei den bisher bekannten Gegenstrom-Schwimmbecken erfolgt eine direkte Umwälzung des Wassers, d. h. dieses wird aus dem Schwimmkanal mittels der Pumpvorrichtung abgezogen, über den Rückströmkanal rückgeführt und wieder in den Schwimmkanal gepumpt. Ein solches Gegenstrom-Schwimmbecken ist bspw. in der GB-A- 935 054 offenbart. Hierbei erweist es sich als nachteilig, daß stromab der Pumpvorrichtung - durch diese hervorgerufen - im wesentlichen turbulente Strömungsverhältnisse vorherrschen, welche auch mittels eines sogenannten Strömungsrichters nicht in zufriedenstellender Weise beruhigt werden können, so daß im Schwimmkanal selbst die erforderliche turbulenzfreie Strömung nicht oder nicht in ausreichendem Maße vorliegt. Da dieses zur Simulierung des normalen Schwimmverhaltens - insbesondere zum Training von Hochleistungssportlern - unabdinbar ist, erweisen sich diese bekannten Anlagen als nicht ausreichend; das Leistungsbild wird durch die nicht-realen Strömungsverhältnisse verfälscht. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten besonders bemerkbar, so daß es bei den bekannten Anlagen praktisch nicht möglich ist, die Strömungsgeschwindigkeiten auf Werte über 2 m/sec zu steigern, ohne starke Turbulenzen zu erzeugen. Strömungsgeschwindigkeiten bis zu dem genannten Wert sind für die vorstehend genannten Anwendungszwecke, insbesondere zum Training von Hochleistungssportlern, ungenügend.In the previously known countercurrent swimming pools, the water is directly circulated, ie this is extracted from the swimming channel by means of the Pumping device removed, returned via the return flow channel and pumped back into the floating channel. Such a countercurrent swimming pool is disclosed, for example, in GB-A-935 054. It proves to be disadvantageous that downstream of the pump device - caused by this - there are essentially turbulent flow conditions, which cannot be satisfactorily calmed down even by means of a so-called flow straightener, so that the required turbulence-free flow itself is not or not sufficiently in the floating channel itself Dimensions available. Since this is indispensable for simulating normal swimming behavior - especially for training high-performance athletes - these known systems have proven to be insufficient; the performance picture is falsified by the non-real flow conditions. This disadvantage is particularly noticeable at higher flow velocities, so that it is practically impossible in the known systems to increase the flow velocities to values above 2 m / sec without generating strong turbulence. Flow velocities up to the mentioned value are insufficient for the above-mentioned application purposes, in particular for training high-performance athletes.

In der Vergangenheit wurde versucht, dem genannten Problem dadurch zu begegnen, daß der Schwimmkanal eine erhebliche Breite erhält, um bei der Durchströmung die Turbulenzen abzubauen. Diese Maßnahme hat jedoch zum einen den Nachteil, daß ein erheblicher Mehrbedarf an Platz zur Realisierung einer derartigen Anlage erforderlich ist und zum anderen das zu fördernde Wasservolumen in starkem Maße zunimmt. Desweiteren erweist es sich hierbei als nachteilig, daß der Schwimmer bei einem breiteren Schwimmkanal nicht mehr so gut beobachtet werden kann, wie bei einem schmaleren.In the past, attempts have been made to counter the problem by giving the floating channel a considerable width in order to reduce the turbulence when flowing through it. However, this measure has the disadvantage, on the one hand, that a considerable additional space requirement is required to implement such a system and, on the other hand, that the water volume to be pumped increases to a great extent. Furthermore, it proves to be disadvantageous that the swimmer can no longer be observed as well with a wider swimming channel as with a narrower one.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Gegenstrom-Schwimmbecken der eingangs genannten Art eine möglichst turbulenzfreie Durchströmung des Schwimmkanals zu erreichen.The object of the present invention is to achieve a flow of the swimming channel which is as turbulence-free as possible in a countercurrent swimming pool of the type mentioned at the outset.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstrom-Schwimmbecken der eingangs genannten Art, nämlich mit einem zu durchströmenden Schwimmkanal, einem Rückström-Kanal und mit einer Pumpvorrichtung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auslaßöffnung der im wesentlichen vertikal nach oben strahlenden Pumpvorrichtung in einen darüber angeordneten, mit dem Schwimmkanal über eine Beschleunigungsstrecke strömungsverbundenen Turm mündet, und daß die Beschleunigungsstrecke sich in Strömungsrichtung im Querschnitt verjüngt.This object is achieved in a countercurrent swimming pool of the type mentioned at the outset, namely with a swimming channel to be flowed through, a return flow channel and with a pumping device, according to the invention solved in that the outlet opening of the pumping device, which radiates essentially vertically upwards, opens into a tower arranged above it, which is in flow connection with the swimming channel via an acceleration section, and in that the acceleration section tapers in cross-section in the direction of flow.

Da die Auslaßöffnung der Pumpvorrichtung in den mit dem Schwimmkanal strömungsverbundenen Turm mündet, stellt sich in dem Turm im Betrieb der - entsprechend dimensionierten - Pumpvorrichtung ein höherer Wasserspiegel ein, als in dem Schwimmkanal. Das führt dazu, daß die Wasserströmung nicht primär durch die direkte Wirkung der Pumpvorrichtung hervorgerufen wird, sondern durch den hydrostatischen Druck der in dem Turm erzeugten Wassersäule. Unter der Wirkung der Schwerkraft entsteht eine Schwallströmung, die aus dem Turm in die direkt angeschlossene Beschleunigungsstrecke eingeleitet wird. Da das Turmwasser aufgrund seines höheren Wasserspiegels nicht direkt dem Einfluß der Pumpvorrichtung ausgesetzt ist, beruhigen sich die durch die Pumpvorrichtung oberhalb des Auslasses der Pumpvorrichtung hervorgerufenen Turbulenzen bereits im Turm in erheblichem Maße, so daß der vom Turm in die Beschleunigungsstrecke eintretenden Schwallströmung ein wesentlicher Teil der Turbulenzen bereits genommen ist. Gegebenenfalls noch vorhandene Restturbulenzen werden in der angeschlossenen Beschleunigungsstrecke beruhigt, welche sich in Strömungsrichtung im Querschnitt verjüngt und dadurch gleichzeitig naturgesetzlich eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit bewirkt.Since the outlet opening of the pumping device opens into the tower which is connected to the flow with the swimming channel, a higher water level is set in the tower during operation of the correspondingly dimensioned pumping device than in the swimming channel. This means that the water flow is not primarily caused by the direct action of the pump device, but by the hydrostatic pressure of the water column generated in the tower. Under the effect of gravity, a gush flow is created, which is introduced from the tower into the directly connected acceleration section. Since the tower water is not directly exposed to the influence of the pumping device due to its higher water level, the turbulence caused by the pumping device above the outlet of the pumping device calms down considerably in the tower, so that the surge flow entering the acceleration section from the tower is a significant part of the Turmoil is already taken. Any residual turbulence that may still be present is calmed down in the connected acceleration section, which tapers in cross-section in the direction of flow and thereby, at the same time, naturally increases the flow velocity.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß auch relativ hohe Strömungsgeschwindigkeiten, nämlich über 2 m/sec, bei gleichzeitig optimalen nicht turbulenten Strömungsverhältnissen im Schwimmkanal erzielbar sind. Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Schwimmkanal ist in vorteilhafter Weise durch das Zusammenwirken des in dem Turm erzeugten hydrostatischen Drucks mit der dem Turm in Strömungsrichtung nachgeschalteten Beschleunigungsstrecke beeinflußbar. Erfahrungen haben gezeigt, daß ein zu großer Anteil des hydrostatischen Druckes im Turm an der Erzeugung der Strömungsgeschwindigkeit durch die dafür erforderliche hohe Leistung der Pumpvorrichtung zu große Restturbulenzen in der unter Wirkung der Schwerkraft entstehenden Schwallströmung hervorruft. Die nachgeschaltete Beschleunigungsstrecke ermöglicht es durch entsprechende Dimensionierung und Profilierung der Verjüngung, die Wassersäule im Turm im Rahmen einer Optimierung so hoch wie nötig und so niedrig wie möglich ansteigen zu lassen.An advantage of the solution according to the invention is that relatively high flow velocities, namely over 2 m / sec, can be achieved in the swimming channel with optimal non-turbulent flow conditions at the same time. The flow velocity in the floating channel can be influenced in an advantageous manner by the interaction of the hydrostatic pressure generated in the tower with the acceleration section downstream of the tower in the flow direction. Experience has shown that too much of the hydrostatic pressure in the tower contributes to the generation of the flow rate due to the high power required for the pump device large residual turbulence in the gush flow created under the influence of gravity. The downstream acceleration section enables the water column in the tower to be raised as high as necessary and as low as possible by appropriate dimensioning and profiling of the taper.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. So ist beispielsweise zur Ausbildung der Verjüngung der Beschleunigungsstrecke zum einen vorteilhaft vorgesehen, daß diese durch parabolisch gekrümmte Innenseitenflächen begrenzt ist und, gemäß einer anderen Weiterbildung, auf ihrer Oberseite durch eine Wand mit in Strömungsrichtung fallender Neigung begrenzt ist. Beide Weiterbildungen zusammen ergeben, daß die Beschleunigungsstrecke sowohl in der Höhe wie auch in der Breite in Strömungsrichtung optimal einstellbar ist. Hierbei ist die Bemessung in einfacher Weise derart wählbar, daß die Geschwindigkeit des Wassers über die Länge der Beschleunigungsstrecke in etwa gleichmäßig zunimmt und - im Bereich des Übergangs zwischen der Beschleunigungsstrecke und dem Schwimmkanaleinen konstanten Wert annimmt.Preferred developments of the invention are specified in the subclaims. For example, in order to form the taper of the acceleration section, it is advantageously provided on the one hand that it is delimited by parabolically curved inner side surfaces and, according to another development, is delimited on its upper side by a wall with an incline falling in the direction of flow. Both developments together show that the acceleration distance can be optimally adjusted both in height and in width in the direction of flow. The dimensioning can be selected in a simple manner in such a way that the speed of the water increases approximately uniformly over the length of the acceleration section and - assumes a constant value in the region of the transition between the acceleration section and the swimming channel.

Bevorzugt entspricht der Querschnitt der Beschleunigungsstrecke an ihrem abströmseitigen Ende dem Querschnitt des Schwimmkanals. Durch die Vermeidung von Querschnittsänderungen können bei dieser günstigen Ausführungsform Turbulenzen in der Strömung durch den Schwimmkanal vermieden werden.The cross section of the acceleration section at its downstream end preferably corresponds to the cross section of the floating channel. By avoiding changes in cross-section, turbulence in the flow through the swimming channel can be avoided in this favorable embodiment.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstrom-Schwimmbeckens sind mehrere Pumpvorrichtungen und/oder mehrere Auslaßöffnungen vorgesehen. Diese Weiterbildung dient in vorteilhafter Weise der Anpassung der Leistung der Pumpvorrichtung an die jeweils zu erzielende Strömungsgeschwindigkeit. Diesem Zweck dient auch eine weitere Ausgestaltung, nach der vorgesehen ist, an jeder Pumpvorrichtung abströmseitig ein Steigrohr anzuordnen, durch das die Auslaßöffnung(en) der Pumpvorrichtung(en) nach oben verlagert werden. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, bei Verwendung mehrerer Pumpvorrichtungen oder mehrerer Steigrohre für unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten auch unterschiedliche Pumpvorrichtungen und/oder Steigrohre in Betrieb zu nehmen, welche jeweils in optimaler Weise an die entsprechende Förderleistung angepaßt werden können.According to a further advantageous embodiment of the countercurrent swimming pool, several pumping devices and / or several outlet openings are provided. This development advantageously serves to adapt the performance of the pump device to the flow rate to be achieved in each case. A further embodiment also serves this purpose, according to which it is provided that a riser pipe is arranged on each pump device on the outflow side, through which the outlet opening (s) of the pump device (s) are displaced upward. In this context, it is conceivable, for example, when using a plurality of pump devices or a plurality of risers for different flow velocities, different pump devices and / or To put riser pipes into operation, which can each be optimally adapted to the corresponding delivery rate.

Um störende Einflüsse, beispielsweise durch den Luftdruck im Turm, beim Erzeugen der Wassersäule weitestgehend zu vermeiden, ist vorteilhaft vorgesehen, daß der Turm oben offen ist.In order to largely avoid disruptive influences, for example due to the air pressure in the tower, when generating the water column, it is advantageously provided that the tower is open at the top.

Eine Anpassung der Förderleistung der Pumpvorrichtung an die jeweiligen Anforderungen erfolgt in günstiger Weise dadurch, daß die Pumpvorrichtung mittels eines stufenlos in der Drehzahl einstellbaren Motors antreibbar ist. Dadurch ist es auch möglich, den Startvorgang und die Beendigung des Schwimmvorganges langsam und mit einem weichen Übergang vorzunehmen, um Veletzungen des Schwimmers durch zu starken Leistungsanstieg bzw. -abfall zu vermeiden. Über die stufenlos einstellbare Leistung der Pumpvorrichtung ist es möglich, in dem Schwimmkanal Strömungsgeschwindigkeiten von 0 bis 2,4 m/sec und darüber hinaus einzustellen. Die üblichen Trainingsgeschwindigkeiten liegen in einem Bereich von 0,4 bis 2,4 m/sec.The pumping capacity of the pump device can be adapted to the respective requirements in a favorable manner in that the pump device can be driven by means of a motor which is infinitely variable in speed. This also makes it possible to start and end the swimming process slowly and with a smooth transition in order to avoid damage to the swimmer due to excessive increase or decrease in performance. The infinitely variable output of the pump device makes it possible to set flow velocities in the swimming channel from 0 to 2.4 m / sec and beyond. The usual training speeds are in a range of 0.4 to 2.4 m / sec.

Zur weiteren Optimierung einer nicht turbulenten Strömung im Schwimmkanal ist bevorzugt vorgesehen, daß in der Beschleunigungsstrecke parallel zur Längsachse des Schwimmkanals verlaufende Leitbleche angeordnet sind, die eine Querströmung in der Beschleunigungsstrecke im wesentlichen unterbinden.To further optimize a non-turbulent flow in the swimming channel, it is preferably provided that baffles running parallel to the longitudinal axis of the swimming channel are arranged in the acceleration section, which substantially prevent a cross flow in the acceleration section.

Dem gleichen Zweck, nämlich der Optimierung einer nicht turbulenten Strömung, dient eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, nach der im Bereich des Übergangs von der Beschleunigungsstrecke zum Schwimmkanal an der Wasseroberfläche schwimmende, elastische und fingerartige Materialstreifen angeordnet sind. Ferner kann im Bereich dieses Überganges von der Beschleunigungsstrecke zum Schwimmkanal ein vertikaler Strömungsrichter angeordnet sein.The same purpose, namely the optimization of a non-turbulent flow, serves a further advantageous embodiment of the invention, according to which floating, elastic and finger-like strips of material are arranged in the area of the transition from the acceleration section to the swimming channel on the water surface. Furthermore, a vertical flow straightener can be arranged in the region of this transition from the acceleration section to the swimming channel.

Besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine kompakte Ausbildung des gesamten Gegenstrom-Schwimmbeckens ist vorgesehen, daß der Rückströmkanal unterhalb des Schwimmkanals angeordnet ist.Particularly advantageous with regard to a compact design of the entire countercurrent swimming pool, it is provided that the return flow channel is arranged below the swimming channel.

Es ist bevorzugt vorgesehen, daß der Schwimmkanal einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt sowie seitliche Staurinnen aufweist, und daß der Querschnitt des abströmseitigen Endes der Beschleunigungsstrecke dem Querschnitt des Schwimmkanals unter Abzug der seitlichen Staurinnen entspricht. Die Staurinnen, welche sich im Querschnitt trapezförmig an den oberen Rand des Schwimmkanals anschließen, verbreitern auf einer Höhe von einigen Zentimetern den Schwimmkanal mittels auswärts auskragender Randansätze. Während der Wasserspiegel des Gegenstrom-Schwimmbeckens vor seiner Inbetriebnahme bis zum oberen Ende dieser auskragenden Randansätze reicht, senkt er sich während der Inbetriebnahme durch das ansteigende Volumen der Wassersäule im Turm auf das untere Ende der auskragenden Randansätze ab, was dann dem Niveau des eigentlichen oberen Randes des Schwimmkanals entspricht.It is preferably provided that the swimming channel has a substantially rectangular cross section and lateral baffles, and that the cross section of the downstream end of the acceleration section corresponds to the cross section of the swimming channel with the deduction of the lateral baffles. The storage channels, which are trapezoidally connected to the upper edge of the swimming channel, widen the swimming channel at a height of a few centimeters by means of outwardly projecting edge attachments. While the water level of the countercurrent swimming pool extends to the upper end of these cantilevered edge approaches before it is commissioned, it lowers during commissioning due to the increasing volume of the water column in the tower to the lower end of the cantilevered edge approaches, which then corresponds to the level of the actual upper edge corresponds to the swimming channel.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Darstellung eines bekannten Gegenstrom-Schwimmbeckens sowie anhand eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gegenstrom-Schwimmbeckens in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of a known countercurrent swimming pool and with an exemplary embodiment of a countercurrent swimming pool according to the invention in conjunction with the drawing.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gegenstrom-Schwimmbecken konventioneller Bauart;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gegenstrom-Schwimmbecken;
Fig. 3 eine Draufsicht, teils im Schnitt, auf das Gegenstrom-Schwimmbecken gemäß Fig. 2; und
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3.

Show it:

1 shows a longitudinal section through a countercurrent swimming pool of conventional design.
2 shows a longitudinal section through a countercurrent swimming pool according to the invention;
FIG. 3 is a top view, partly in section, of the countercurrent swimming pool according to FIG. 2; and
4 shows a cross section along the line AA in FIG. 3.

Fig. 1 zeigt ein Gegenstrom-Schwimmbecken konventioneller Art mit einem zu durchströmenden Schwimmkanal 1, einem Rückströmkanal 2 und mit einer Pumpvorrichtung 3, welche sowohl den Schwimmkanal 1 als auch den Rückströmkanal 2 mit dem darin enthaltenen Wasser durchströmt. Der Rückströmkanal 2 ist unterhalb dem im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Schwimmkanal angeordnet und von diesem durch einen Boden 14 getrennt. Die Pumpvorrichtung 3 kann mittels eines Motors 10, der über eine Antriebswelle 15 mit der Pumpvorrichtung 3 verbunden ist, angetrieben werden. Der Motor 10 ist stufenlos in seiner Drehzahl einstellbar, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit im Schwimmkanal 1 ebenfalls stufenlos an die jeweiligen Bedürfnisse anpaßbar ist.Fig. 1 shows a countercurrent swimming pool of conventional type with a flow channel 1 to flow through, a return flow channel 2 and with one Pump device 3, which flows through both the swimming channel 1 and the return flow channel 2 with the water contained therein. The return flow channel 2 is arranged below the swimming channel, which is essentially rectangular in cross section, and is separated from it by a bottom 14. The pump device 3 can be driven by means of a motor 10, which is connected to the pump device 3 via a drive shaft 15. The speed of the motor 10 is infinitely variable, so that the flow speed in the swimming channel 1 can also be infinitely adjusted to the respective requirements.

Im Einlaufbereich des nach oben offenen Schwimmkanals 1 ist ein Strömungsrichter 12 angeordnet, durch welchen das Strömungsprofil - jedoch nur in unzureichender Weise - vereinheitlicht wird. Am Auslaßbereich des Schwimmkanals ist ein Schutznetz 13 vorgesehen, welches der Sicherheit des Schwimmers dient und ein Einsaugen von Gegenständen in den Rückströmkanal 2 verhindert.A flow straightener 12 is arranged in the inlet area of the upwardly open swimming channel 1, by means of which the flow profile is standardized - but only in an inadequate manner. A protective net 13 is provided at the outlet area of the swimming channel, which serves for the safety of the swimmer and prevents objects from being sucked into the return flow channel 2.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Gegenstrom-Schwimmbecken erweist es sich als nachteilig, daß stromabwärts der Pumpvorrichtung 3 durch diese erhebliche Turbulenzen erzeugt werden, welche dem Ziel einer zur Simulierung eines üblichen Schwimmvorganges unabdingbaren turbulenzfreien Strömung im Schwimmkanal 1 entgegenwirken.In the known countercurrent swimming pool shown in FIG. 1, it proves disadvantageous that downstream of the pumping device 3 considerable turbulence is generated by this, which counteracts the goal of a turbulence-free flow in the swimming channel 1 which is essential for simulating a conventional swimming process.

In den Fig. 2 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gegenstrom-Schwimmbeckens dargestellt, wobei mit dem bekannten Schwimmbecken konventioneller Art gemäß Fig. 1 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.2 to 4, an embodiment of a countercurrent swimming pool according to the invention is shown, with the known swimming pool of conventional type according to FIG. 1, the same components are provided with the same reference numerals.

Anhand des in Fig. 2 dargestellten Längsschnittes ist sofort erkennbar, daß die Auslaßöffnung 4 der im wesentlichen vertikal nach oben strahlenden Pumpvorrichtung 3 im Unterschied zu dem bekannten Schwimmbecken gemäß Fig. 1 in einen darüber angeordneten Turm 5 mündet, welcher mit dem Schwimmkanal 1 über eine Beschleunigungsstrecke 6 strömungsverbunden ist.Based on the longitudinal section shown in Fig. 2 it can be seen immediately that the outlet opening 4 of the pump device 3, which radiates essentially vertically upwards, in contrast to the known swimming pool according to FIG. 1, opens into a tower 5 arranged above it, which communicates with the swimming channel 1 via a Acceleration path 6 is fluidly connected.

Die Beschleunigungsstrecke 6 schließt sich direkt an eine Austrittsöffnung 21 des Turms 5 an und verjüngt sich in Strömungsrichtung in ihrem Querschnitt. Diese Querschnittsverjüngung erfolgt sowohl in der Höhe durch eine auf der Oberseite der Beschleunigungsstrecke 6 angeordnete Wand 8 mit in Strömungsrichtung fallender Neigung als auch in ihrer Breite durch parabolisch gekrümmte Innenseitenflächen 7 (Fig. 3).The acceleration section 6 connects directly to an outlet opening 21 of the tower 5 and tapers in cross section in the direction of flow. This cross-sectional tapering takes place both in height by means of a wall 8 arranged on the top of the acceleration section 6 with an inclination falling in the direction of flow and in its width by parabolically curved inner side surfaces 7 (FIG. 3).

Die Auslaßöffnung 4 der Pumpvorrichtung 3 ist durch ein Steigrohr 19 nach oben verlagert. Die Pumpvorrichtung 3, welche beispielsweise einen hier nicht dargestellten Propeller sowie einen ebenfalls nicht dargestellten Antriebsmotor aufweisen kann, fördert das durch den Rückströmkanal 2 rückgeführte Wasser in vertikaler Richtung über das Steigrohr 4 in im wesentlichen vertikaler Richtung in den Turm 5, in den das Wasser durch die Auslaßöffnung 4 der Pumpvorrichtung 3 gelangt. Die Auslaßöffnung 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel unterhalb des niedrigsten Wasserspiegels 9 des Schwimmkanals 1 angeordnet. Im Betriebszustand des Gegenstrom-Schwimmbeckens wird in dem Turm 5 durch die Leistung der Pumpvorrichtung 3 eine Wassersäule erzeugt, deren Spiegel höher liegt als der Wasserspiegel 9 des Schwimmkanals 1. Der daraus resultierende hydrostatische Druck des in dem Turm 5 befindlichen Wassers führt dazu, daß dieses in einem im wesentlichen beruhigten Zustand als Schwallströmung unter Wirkung der Schwerkraft durch die Austrittsöffnung 21 in die Beschleunigungsstrecke 6 einströmt, wo die bereits weitestgehend nicht turbulente Wasserströmung die notwendige Beschleunigung auf eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen 0,4 und 2,4 m/sec und darüber erfährt. Die parabolisch gekrümmten Innenseitenflächen 7 der Beschleunigungsstrecke 6 sorgen dabei für eine sanfte Beschleunigung ohne erneute Erzeugung von Turbulenzen. Durch die Beschleunigungsstrecke 6 ist es möglich, die im wesentlichen durch den hydrostatischen Druck der in dem Turm 5 befindlichen Wassersäule erzeugten Anfangs-Strömungsgeschwindigkeit des Wassers verhältnismäßig gering zu halten, was den Vorteil nahezu vernachlässigbarer Restturbulenzen in der unter der Wirkung der Schwerkraft entstehenden Schwallströmung (siehe Pfeil 22) mit sich bringt. Dieser Vorteil geht einher mit der Möglichkeit, die Höhe der im Turm 5 erzeugten Wassersäule so gering wie möglich zu halten, wodurch aufgrund der geringeren Förderleistung der Pumpvorrichtung 3 die Entstehung von Turbulenzen von Anfang an vermindert wird.The outlet opening 4 of the pump device 3 is displaced upwards by a riser pipe 19. The pump device 3, which can have, for example, a propeller (not shown here) and a drive motor (also not shown), conveys the water returned through the return flow channel 2 in a vertical direction via the riser pipe 4 in a substantially vertical direction into the tower 5, into which the water passes the outlet opening 4 of the pump device 3 arrives. In the exemplary embodiment shown, the outlet opening 4 is arranged below the lowest water level 9 of the swimming channel 1. In the operating state of the countercurrent swimming pool, a water column is generated in the tower 5 by the power of the pump device 3, the level of which is higher than the water level 9 of the swimming channel 1. The resulting hydrostatic pressure of the water in the tower 5 leads to this flows in an essentially calm state as a surge flow under the effect of gravity through the outlet opening 21 into the acceleration section 6, where the already largely non-turbulent water flow experiences the necessary acceleration to a flow speed between 0.4 and 2.4 m / sec and above. The parabolically curved inner side surfaces 7 of the acceleration section 6 ensure a smooth acceleration without renewed generation of turbulence. The acceleration section 6 makes it possible to keep the initial flow velocity of the water generated essentially by the hydrostatic pressure of the water column located in the tower 5 relatively low, which has the advantage of almost negligible residual turbulence in the gush flow created under the effect of gravity (see Arrow 22). This advantage goes hand in hand with the possibility of adjusting the height of the water column generated in tower 5 to be kept as low as possible, as a result of which the occurrence of turbulence is reduced from the start due to the lower delivery capacity of the pump device 3.

Im Bereich des Übergangs von der Beschleunigungsstrecke 6 zum Schwimmkanal 1 sind zur weiteren Förderung einer ncht turbulenten Strömung sowohl ein vertikaler Strömungsrichter 12 als auch an der Wasseroberfläche schwimmende, elastische und fingerartige Materialstreifen 17 angeordnet.In the area of the transition from the acceleration section 6 to the swimming channel 1, both a vertical flow straightener 12 and elastic, finger-like material strips 17 floating on the water surface are arranged to further promote a non-turbulent flow.

Die rückwärtige Wand des Gegenstrom-Schwimmbeckens im Umlenkbereich 20 vom Schwimmkanal 1 zu dem Rückströmkanal 2 ist bogenförmig ausgebildet, wodurch verhindert wird, daß sich in den Ecken am Wasserumlauf nicht teilnehmende Wassermengen sammeln, die hygienisch bedenklich sein könnten.The rear wall of the countercurrent swimming pool in the deflection area 20 from the swimming channel 1 to the return flow channel 2 is formed in an arc shape, thereby preventing non-participating amounts of water from collecting in the corners of the water circulation, which could be hygienically unsafe.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Gegenstrom-Schwimmbecken gemäß Fig. 2, teilweise im Längsschnitt. Anhand dieser Darstellung werden die parabolisch gekrümmten Innenseitenflächen 7 der Beschleunigungsstrecke 6 deutlich, mittels derer sich die Querschnittsbreite der Beschleunigungsstrecke 6 von der Austrittsöffnung 21 des Turmes 5 in Strömungsrichtung zum Bereich des Übergangs von der Beschleunigungsstrecke 6 zum Schwimmkanal 1 hin verjüngt. In der Beschleunigungsstrecke 6 sind vertikale und in Strömungsrichtung verlaufende Leitbleche 16 angeordnet, welche eine Querströmung in der Beschleunigungsstrecke 6 im wesentlichen verhindern und damit weiter zum nicht turbulenten Charakter der Strömung im Schwimmkanal 1 beitragen.FIG. 3 shows a top view of the countercurrent swimming pool according to FIG. 2, partly in longitudinal section. This illustration shows the parabolically curved inner side surfaces 7 of the acceleration section 6, by means of which the cross-sectional width of the acceleration section 6 tapers from the outlet opening 21 of the tower 5 in the flow direction to the region of the transition from the acceleration section 6 to the swimming channel 1. In the acceleration section 6 there are vertical baffles 16 which run in the direction of flow and which essentially prevent cross flow in the acceleration section 6 and thus further contribute to the non-turbulent character of the flow in the swimming channel 1.

Wie aus Fig. 3 ferner ersichtlich ist, sind in dem Turm 5 zwei Austrittsöffnungen 4 einer einzigen oder auch zweier getrennter Pumpvorrichtungen 3 angeordnet, die gegebenenfalls durch Steigrohre 19 vertikal nach oben verlagert sein können.As can also be seen from FIG. 3, two outlet openings 4 of a single or also of two separate pump devices 3 are arranged in the tower 5, which can optionally be displaced vertically upwards by riser pipes 19.

Auf den oberen Rand des Schwimmkanals 1 sind seitlich auskragende, im Querschnitt trapezförmige (siehe Fig. 4) Randansätze angeformt, welche seitliche Staurinnen 18 bilden, in denen ein zusätzliches Wasservolumen gespeichert werden kann. Dieses zusätzliche Wasservolumen in den Staurinnen 18 verhindert, daß bei Inbetriebnahme des Gegenstrom-Schwimmbeckens durch das Erzeugen der Wassersäule im Turm 5 der Wasserspiegel in dem Schwimmkanal 1 unter einen akzeptablen, vorher definierten Pegel absinkt. Beim Einschalten der Pumpvorrichtung 3 entsteht im Turm 5 eine Wassersäule mit einem über dem Wasserspiegel 9 des Schwimmkanals 1 liegenden Turmwasserspiegel 11, der mittels seines hydrostatischen Druckes auf die Beschleunigungsstrecke 6 wirkt und somit dem Wasser eine Anfangsströmgeschwindigkeit gibt. Gleichzeitig sinkt der Wasserspiegel im Schwimmkanal 1 um das Wasservolumen, das der Wassersäule im Turm 5 entspricht, ab. Bei ansteigender Förderleistung der Pumpvorrichtung 3 steigt der Wasserspiegel 11 im Turm 5 und somit der hydrostatische Druck und die Strömungsgeschwindigkeit im Schwimmkanal 1. Einher mit der steigenden Förderleistung der Pumpvorrichtung 3 geht ein Absinken des Wasserspiegels 9 im Schwimmkanal 1 und umgekehrt. Um bei diesen Vorgängen ein zu starkes Absinken des Wasserspiegels 9 im Schwimmkanal 1 zu verhindern, ist der Schwimmkanal 1 im Bereich seines oberen Randes in Form einer beidseitigen Staurinne 18 ausgebildet, die das Volumen 23 der Wassersäule beinhaltet bzw. - beim Abschalten der Pumpvorrichtung 3 - aufnimmt (Fig. 4).On the upper edge of the floating channel 1, laterally projecting, cross-sectionally trapezoidal (see FIG. 4) edge projections are formed, which form lateral reservoirs 18 in which an additional water volume is stored can be. This additional volume of water in the reservoirs 18 prevents the water level in the swimming channel 1 from dropping below an acceptable, previously defined level when the countercurrent swimming pool is started by generating the water column in the tower 5. When the pumping device 3 is switched on, a water column is formed in the tower 5 with a tower water level 11 lying above the water level 9 of the swimming channel 1, which acts on the acceleration path 6 by means of its hydrostatic pressure and thus gives the water an initial flow velocity. At the same time, the water level in the swimming channel 1 drops by the water volume, which corresponds to the water column in the tower 5. As the delivery rate of the pumping device 3 increases, the water level 11 in the tower 5 rises, and thus the hydrostatic pressure and the flow velocity in the swimming channel 1. Along with the increasing delivery rate of the pumping device 3, the water level 9 in the swimming channel 1 drops and vice versa. In order to prevent the water level 9 in the swimming channel 1 from dropping too strongly during these processes, the swimming channel 1 is designed in the region of its upper edge in the form of a bilateral retaining channel 18 which contains the volume 23 of the water column or - when the pump device 3 is switched off - records (Fig. 4).

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des Schwimmkanals 1 entlang der Linie A-A gemäß Fig. 3. Anhand dieser Darstellung wird beispielhaft die Konstruktion der seitlichen Staurinnen 18 deutlich. Das zusätzliche Wasservolumen 23, welches zur Erzeugung der Wassersäule im Turm 5 bei Inbetriebnahme des Gegenstrom-Schwimmbeckens erforderlich ist, ist in dieser Darstellung doppelt schraffiert dargestellt. Insbesondere sind die beiden unterschiedlichen Wasserspiegel durch Pfeile rechts in der Darstellung markiert, welche sich im Ruhezustand bzw. im Betriebszustand der Pumpvorrichtung 3 in dem Schwimmkanal 1 einstellen. Der schraffierte Bereich stellt somit eine "Vorratskammer" für das zusätzliche Wasservolumen 23 dar.FIG. 4 shows a cross section of the swimming channel 1 along the line A-A according to FIG. 3. The construction of the lateral storage channels 18 is shown by way of example in this illustration. The additional water volume 23, which is required to generate the water column in the tower 5 when the countercurrent swimming pool is started, is shown with double hatching in this illustration. In particular, the two different water levels are marked by arrows on the right in the illustration, which are set in the floating channel 1 in the idle state or in the operating state of the pump device 3. The hatched area thus represents a "storage chamber" for the additional water volume 23.

Claims

Counter-current swimming pool with a swimming channel (1) through which a current is to flow, a return flow channel (2) and a pump device (13), characterised in that the outlet opening (4) of the pump device (3), which is essentially vertically upward jetting, opens into a turret (5), which is flow connected with the swimming channel (1) via an acceleration length (6), arranged above the pump device (3), and that the cross-section of the acceleration length (6) tapers in the direction of flow.
Counter-current swimming pool according to claim 1, characterised in that the acceleration length (6) is limited by parabolically curved inner side surfaces (7).
Counter-current swimming pool according to claim 1 or 2, characterised in that the acceleration length (6) is limited on its upper side by a wall (8) with an incline in the direction of the current flow.
Counter-current swimming pool according to one of the claims 1 to 3, characterised in that the downstream end of the cross-section of the acceleration length (6) corresponds to the cross-section of the swimming channel (1).
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that the outlet opening (4) of the pump device (3) is situated below the water level (9) of the swimming channel (1).
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that there is provided a plurality of pump devices (3) and/or several outlet openings (4).
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that downstream of each pump device (3) there is arranged an ascending pipe (19) through which the outlet opening(s) (4) of the pump device(s) (3) are displaced upwards.
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that the turret (5) is open at the top.
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that pump device (3) can be driven by a motor (10) with infinitely variable revolutions.
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that arranged in the acceleration length (6) are baffles (16) running parallel to the longitudinal axis of the swimming channel (1).
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that in the region of the transition from the acceleration length (6) to the swimming channel (1) there are arranged elastic and finger-like material strips (17) floating on the surface of the water.
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that in the region of the transition from the acceleration length (6) to the swimming channel (1) there is arranged a vertical flow director (12).
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that the return flow channel (2) is arranged below the swimming channel (1).
Counter-current swimming pool according to one of the preceding claims, characterised in that the swimming channel (1) has an essentially rectangular cross-section as well as lateral retaining channels (18), and that the cross-section of the downstream end of the acceleration length (6) corresponds to the cross-section of the swimming channel (1) without the lateral retaining channels (18).