FI72563B

FI72563B - ANALYZING FOLLOWING AVAILABILITY.

Info

Publication number: FI72563B
Application number: FI810566A
Authority: FI
Inventors: Anton Leontievich Iskra; Mikhail Sergeevich Kharchenko; Jury Nikolaevich Vasiliev
Original assignee: Anton Leontievich Iskra; Mikhail Sergeevich Kharchenko; Jury Nikolaevich Vasiliev
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1987-02-27
Also published as: FI72563C; FI810566L

Description

1 725631 72563

Laite juoksevan veden ilmastamiseksiDevice for aerating running water

Keksintö koskee laitetta juoksevan veden ilmastamiseksi padon ylivirtausalueella, joka laite käsittää vir-5 taussuunnassa peräkkäin jakolaitteen, pystysuoran, ylhäältä ilmakehään avoimen sekoituskammion ja vaakasuuntaisen ulostulon ala-altaaseen.The invention relates to a device for aerating running water in the overflow area of a dam, which device comprises in the flow direction a successive distribution device, a vertical mixing chamber open from the top to the atmosphere and a horizontal outlet to the sub-basin.

Keksintöä sovelletaan padon läpi virtaavan veden ilmastukseen, ja sen edellyttämän rakenteen tarkoituksena 10 on hajottaa tällöin virtauksen kineettinen energia sekä poistaa vedestä vaahdotuksesta ja hapetuksesta johtuvat epäpuhtaudet.The invention is applied to the aeration of water flowing through a dam, and the purpose of the structure 10 required thereby is to dissipate the kinetic energy of the flow and to remove impurities from the water due to flotation and oxidation.

Jo ennestään tunnetaan erilaisia patojen tulva-aukkorakenteita, ts. avonaisia tai suljettuja kanavia, 15 jotka ovat yhteydessä padon ylä- ja alapuolella oleviin altaisiin ja jotka on varustettu virtauksen kineettisen energian hajotuslaitteilla. Tällaisista hajotuslaitteista johtuen tulva-aukot huolehtivat lähinnä tarvittavan virtauksen ohjaamisesta nielukammiosta ala-altaaseen ja vä-20 hentävät lisäksi ao. seinämien ja ala-altaan pohjan asteittaista kulumista veden virtaamisen vaikutuksesta.Various dam opening structures of dams are already known, i.e. open or closed channels 15 which communicate with basins above and below the dam and which are equipped with flow kinetic energy dissipation devices. Due to such dispersing devices, the flood openings mainly take care of directing the required flow from the sink chamber to the sub-basin and further reduce the gradual wear of the respective walls and the bottom of the sub-basin due to the flow of water.

Hajotuslaitteet sijoitetaan yleensä ohjauspatoihin, jotka on rakennettu juoksevan veden altaisiin ja joiden tehtävänä on nostaa veden pintaa suhteellisen vähän padon ylä-25 puolella olevassa altaassa, esimerkiksi purjehdusturval-lisuuden lisäämiseksi. Nielukammion ja ala-altaan veden-korkeusero on tällaisessa padossa siis verrattain pieni, joten sitä ei voida käyttää taloudellisesti esim. voima-laitostarkoituksiin. Toisaalta tällainen vedenpinnan kor-30 keusero on haitallinen juoksutettaessa vettä nielukammiosta ala-altaaseen, koska korkeuserosta johtuva suurinopeuksinen vesipylväs aiheuttaa lähellä ala-allasta olevien tulva-aukkojen seinämien ja ala-altaan pohjan asteittaista kulumista. Sen estämiseksi aikaisemmissa rakenteis-35 sa käytetään - kuten jo mainittiin - virtauksen kineettisen energian hajottamista. Tätä varten tulva-aukon poisto- 2 72563 vyöhykeet on varustettu kineettisen energian hajotuslait-teilla. Ne ovat joko pieniä, pystysuoria energian vaimen-nushammasesteitä, jotka aiheuttavat tuntuvaa energiahukkaa virtauksessa, tai verkkoja, jotka jakavat virtauksen eril-5 lisiksi suihkuiksi, joiden yhtymäkohta saa aikaan virtauksen kineettisen energian hajotuksen. Hajotuslaitteina voidaan käyttää myös levityskouruja, jotka on sijoitettu ka-peneviin pilareihin porrastettuna rakenteena, jolloin energian hajottaminen tapahtuu kahteen em. ratkaisuun kuuluit) vien tekijöiden perusteella.The dispersing devices are generally located in guide dams built into running water basins, which have the task of raising the water surface relatively little in the basin above the dam, for example to increase sailing safety. The difference in water level between the sink chamber and the sub-basin is thus relatively small in such a dam, so it cannot be used economically, for example for power plant purposes. On the other hand, such a difference in water level is detrimental to the flow of water from the sink chamber to the sub-basin, because the high-velocity water column due to the height difference causes gradual wear of the floodplain walls and the bottom of the sub-basin. To prevent this, previous structures use - as already mentioned - the decomposition of the kinetic energy of the flow. To this end, the floodplain removal zones 2 72563 are equipped with kinetic energy dissipation devices. They are either small, vertical energy attenuation dental barriers that cause significant energy loss in the flow, or networks that divide the flow into separate jets whose junction causes the kinetic energy of the flow to dissipate. As dispersing devices, it is also possible to use spreading chutes which are arranged in tapered columns as a stepped structure, in which case the energy is dispersed on the basis of the factors included in the two solutions mentioned above.

Näissä tulva-aukkorakenteissa suurinopeuksisen virtauksen energia menee kuitenkin kokonaan hukkaan.However, in these floodplain structures, the energy of the high velocity flow is completely wasted.

Lisäksi tunnetaan rakenteita, joita käytetään altaissa olevan veden ilmastukseen. Tällöin on kysymys rei-15 käputkistoista, jotka on sijoitettu lähelle altaan pohjaa. Veteen sekoittunut ilma virtaa tällöin putkissa olevista rei'istä altaan pohjakerroksiin. Tällainen ilman ja veden seos, jonka paine on altaan pohjakerrosten painetta suurempi, syötetään putkistoon joko sekoittimella, johon il-20 ma ja vesi ohjataan vastaavasti puhaltimella ja pumpulla, tai ilman ja veden ejektorilla, johon ilma tulee pumpun syöttämän veden mukana. Ilman syöttäminen edellyttää kuitenkin tiettyä käyttövoimaa (pumppu ja puhallin). Jos pumppua ja puhallinta käytetään jatkuvasti esim. vuoden 25 ajan, niiden käyttökustannukset muodostuvat silloin jo melko suuriksi. Lisäksi em. rakenneratkaisuja ei ole suunniteltu siten, että niitä voitaisiin käyttää padon tulva-aukkoina.In addition, structures are used which are used to aerate the water in the pools. In this case, it is a question of hole-15 pipelines placed close to the bottom of the basin. The air mixed with water then flows from the holes in the pipes to the bottom layers of the basin. Such a mixture of air and water, the pressure of which is higher than the pressure of the bottom layers of the basin, is fed into the piping either by a mixer to which air and water are directed by a fan and a pump, respectively, or by an air and water ejector. However, the supply of air requires a certain driving force (pump and fan). If the pump and fan are used continuously, for example, for 25 years, then their operating costs will be quite high. In addition, the above-mentioned structural solutions have not been designed in such a way that they could be used as flood openings in the dam.

Eräs jo tunnettu padon tulva-aukkorakenne, jonka 30 avulla vesi juoksutetaan nielukammiosta ala-altaaseen padon harjan yli, käsittää pystysuoran sekoituskammion. Siinä on tulo-osa, joka avautuu ympäröivään ilmaan ja on yhteydessä vaakasuoraan hajottimeen. Tulva-aukon läpi virtaava vesi pystyy tällöin vetämään ilmaa sekoituskam-35 mioon tämän tulo-osan kautta. Kammiossa tietty määrä veden kineettistä energiaa siirtyy taas ilmaan. Käytettäes- li 3 72563 sä tällä tavoin hyväksi veden kineettistä energiaa, joka on syntynyt nielukammion ja ala-altaan vedenpinnan korkeuserojen muuttumisesta johtuen, tällä rakenteella voidaan saada aikaan veden virratessa padon yli samalla myös 5 ilmastustoiminto, jolloin se edistää veden kyllästämistä hapella.One already known dam opening structure, by means of which water is flowed from the sink chamber to the lower basin over the ridge of the dam, comprises a vertical mixing chamber. It has an inlet that opens to the ambient air and communicates with a horizontal diffuser. The water flowing through the flood opening is then able to draw air into the mixing chamber through this inlet part. In the chamber, a certain amount of the kinetic energy of the water is transferred back to the air. By utilizing the kinetic energy of the water generated in this way due to the change in the height differences of the water surface of the sink chamber and the basin, this structure can also provide an aeration function as the water flows over the dam, thereby promoting oxygen saturation of the water.

Tässä rakenteessa vesi menee sekoituskammioon kuitenkin vain yhtenä virtana, joten ilman ja veden jakopin-ta on suhteellisen pieni. Tästä johtuen virtauksen kul-10 jettama ilmamäärä ja sen vuoksi myös em. kyllästysaste ovat pieniä. Ilman pienestä virtausmäärästä johtuen jää veden kineettisen energian hajotusteho, kun ilmaa sekoitetaan tällä tavoin veteen, myös pieneksi.In this structure, however, the water enters the mixing chamber in only one stream, so that the air / water distribution is relatively small. Due to this, the amount of air carried by the flow and therefore also the above-mentioned degree of saturation are small. Due to the small flow rate of air, the dissipation power of the kinetic energy of the water, when the air is mixed with the water in this way, also remains small.

Nyt esiteltävällä keksinnöllä pyritään kehittämään 15 sellainen padon tulva-aukko, jonka rakenteesta johtuen padon yli virtaavaan veteen liittyvän ilman virtausmäärä saadaan suuremmaksi, virtaavan veden kineettisen energian hajottaminen tällöin tehokkaammaksi ja veden kyllästäminen hapella paremmaksi sekä pystytään myös puhdistamaan 20 vesi kaikenlaisista vaahdotukseen ja hapetukseen liittyvistä epäpuhtauksista.The present invention seeks to provide a dam opening 15 which, due to its structure, increases the flow of air associated with the water flowing over the dam, disperses the kinetic energy of the flowing water more efficiently and saturates the water with oxygen, and can also purify water from all flotation and oxidation.

Keksintö perustuu lähinnä siihen, että padon tulva-aukossa, jonka tehtävänä on ohjata vettä padon harjan yli nielukammiosta ala-altaaseen, on siihen liittyvässä 25 kanavassa pystysuora sekoituskammio, jonka tulo-osa avautuu ympäröivään ilmaan ja on yhteydessä vaakasuoraan ha-jottimeen. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että jakolaite on järjestetty pakoveden putous-alueelle, että jakolaitteen alapuolella sekoituskammion 30 sisääntuloalueella on putoavaan vesivirtaukseen nähden poikittain sovitettu ristikko, joka on valmistettu langoista, joilla on virtauksen kannalta epäedullinen poikkileikkaus, että välittömässä läheisyydessä ristikon alapuolella on ainakin yhdessä sekoituskammion seinässä il-35 manottoaukot, että sekoituskammioon liittyy mutka, joka 4 72563 yhtäjakoisesti muuttuu ulostuloksi, joka on muodostettu hajottimeksi ja sijaitsee ala-altaan vedenpinnan alapuolella, ja että sinne muodostuvan vaahdotusvyöhykkeen takana on vaahdonkeruulaite.The invention is mainly based on the fact that the flood opening of the dam, the function of which is to direct water over the ridge of the dam from the sink chamber to the lower basin, has a vertical mixing chamber in the associated channel 25, the inlet part of which opens to the ambient air and communicates with a horizontal diffuser. The device according to the invention is characterized in that the distributor is arranged in the exhaust water fall area, that below the distributor the inlet area of the mixing chamber 30 has a grid arranged transversely to the falling water flow, made of yarns with a flow-unfavorable cross-section, at least in the immediate vicinity in the wall il-35 the intake openings, that the bending chamber is connected by a bend which 4 72563 is continuously converted into an outlet formed as a diffuser and located below the water surface of the basin, and that there is a foam collecting device behind the flotation zone formed therein.

5 Jotta veden puhdistusastetta ja sekoituskammion ulkopuolella virtaavan ylimääräisen veden kyllästämistä hapella voidaan lisätä on edullista, että padon tulva-aukkoon liittyy ilmanerotuskammio, jonka yläseinämä on kiinnitetty porrastamalla hajottimen yläseinämään ja 10 varustettu rei'illä, niin että yläpuolelle saadaan vaah-dotusvyöhyke. Ilmansekoituskammion ulostuloon on yläsei-nämän kohdalle järjestetty rei'itetty, säädettävä ohjausosa.In order to increase the degree of water purification and the oxygen saturation of the excess water flowing outside the mixing chamber, it is preferred that the dam floodplain be provided with an air separation chamber, the upper wall of which is fixed by staggering to the top of the diffuser and provided with holes above the flotation zone. A perforated, adjustable guide part is arranged at the outlet of the air mixing chamber at the top wall.

Jotta tulva-aukon käyttöikä saadaan pitkäksi, sii-15 hen on edullista järjestää lisäkanavia, jotka ovat kaikki samalla etäisyydellä pääkanavasta. Jokaisessa lisäka-navassa on tällöin otto- eli imurakenteen käsittävä se-koituskammio, joka on yhteydessä hajottimeen.In order to prolong the service life of the flood opening, it is advantageous to provide additional channels, all at the same distance from the main channel. Each additional duct then has a mixing chamber comprising a suction or suction structure, which is connected to a diffuser.

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viittaamalla 20 erääseen erikoisrakenteeseen, ja siihen liittyviin oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on pitkittäisleikkaus keksinnön mukaisesta padon tulva-aukosta, kuvio 2 on leikkaus kuvion 1 linjaa II-II pitkin, 25 kuvio 3 on pitkittäisleikkaus keksinnön mukai sesta ilmanerotuskammiosta, ja kuvio 4 on pitkittäisleikkaus keksinnön mukaisesta kaksikanavaisesta tulva-aukosta.The invention will now be described in more detail with reference to a special structure, and to the accompanying drawings, in which Figure 1 is a longitudinal section of a dam floodplain according to the invention, Figure 2 is a section along line II-II in Figure 1, Figure 3 is a longitudinal section of an air separation chamber Figure 4 is a longitudinal section of a two-channel flood opening according to the invention.

Keksinnön mukainen tulva-aukko on tehty padon 1 30 runkoon (kuvio 1) ja se erottaa nielukammion 2 ja ala-altaan 3. Tulva-aukkoon liittyy myös portti 4, joka on sijoitettu padon 1 harjan 5 päälle pilareihin 6. Tulva-aukon kanavassa on pystysuora sekoituskammio 7, johon liittyy kaareva osa 8 ja vaakasuora hajotin 9. Sekoitus-35 kammiossa 7 on ontto- eli imurakenne, jonka ansiosta ha- 5 72563 jottimen 9 alapuolelle ala-altaaseen 3 syntyy vaahdotus-vyöhyke 10, jonka päässä on vaahdonkeruulaite 11. Otto-1. imurakenteeseen kuuluu veden virtauksen jakolaite 12, vedenhajotusristikko 13 ja ilmanottoputket 14.The flood opening according to the invention is made in the body of the dam 1 (Fig. 1) and separates the drain chamber 2 and the lower basin 3. The flood opening is also associated with a gate 4 placed on the ridge 5 of the dam 1 in the pillars 6. a vertical mixing chamber 7 with a curved part 8 and a horizontal diffuser 9. The mixing-35 chamber 7 has a hollow or suction structure, thanks to which a flotation zone 10 with a foam collecting device 11 is created below the applicator 9 in the lower basin 3. Otto-1. the suction structure includes a water flow distributor 12, a water dispersion grid 13 and air intake pipes 14.

5 Veden virtauksen jakolaite 12 on sijoitettu sekoi- tuskainmion 7 yläpuolelle ja vedenhajotusristikko 13 taas jakolaitteen 12 alle sekoituskammion 7 sisään tulo-osaan. Sekoituskammion 7 seinämään on järjestetty ilmanottoputket 14 ala-altaan 3 puolelle välittömästi veden-10 hajotusristikon 13 alle.The water flow distributor 12 is located above the mixing chamber 7 and the water distribution grid 13 below the distributor 12 inside the mixing chamber 7 in the inlet part. Air intake pipes 14 are arranged in the wall of the mixing chamber 7 on the side of the sub-basin 3 immediately below the water-10 dispensing grid 13.

Jakolaite 12 (kuvio 2) on verkkorakenne, joka käsittää kouruja, jotka on sijoitettu virtaukseen ala-altaaseen nähden kaltevina. Vedenhajotusristikko 13 on tehty pystyosina, esim. nelisärmäteräksestä.The distributor 12 (Fig. 2) is a network structure comprising gutters arranged in the flow at an angle to the sub-basin. The water dissipation grid 13 is made of vertical parts, e.g. made of square steel.

15 Hajotin 9 voi käsittää myös ilmanerotuskanmion 15 (kuvio 3), joka on sijoitettu vaahdotusvyöhykkeeseen 10. Ilmanerotuskammio 15 käsittää ala-altaan 3 pohjan 16 ja vaakasuoran laatan 17, joka on yhdistetty hajot-timeen 9 niin, että muodostuu porras 18. Laatassa 17 on 20 reiät 19. Laatan 17 ulostulopäähän on kiinnitetty säädettävä, rei'itetty ohjauslevy 20.The diffuser 9 may also comprise an air separation chamber 15 (Fig. 3) located in the flotation zone 10. The air separation chamber 15 comprises a base 16 of a basin 3 and a horizontal plate 17 connected to the diffuser 9 so as to form a step 18. The plate 17 has 20 holes 19. An adjustable, perforated guide plate 20 is attached to the outlet end of the plate 17.

Keksinnön mukainen tulva-aukko voidaan tehdä myös kahtena kanavana, jolloin virtauksen jakolaite 12 (kuvio 4) ja vedenhajotusristikko 13 ovat yhteisiä mo-25 lemmille kanaville. Kummassakin kanavassa on ilmanottoputket 14, ja sekoituskammio 7 liittyy hajottimeen 9 kaarevalla osalla 8. Ilma virtaa sekoituskammion 7 putkiin 14 lähellä nielukairmiota 2 padon 1 runkoon tehtyjen ilmakanavien 21 kautta 30 Nielukammiosta 2 (kuvio 1) vesi, jonka virtaus- määrää ohjataan portilla 4, virtaa padon 1 harjan 5 yli jakolaitteeseen 12. Jakolaitteen 12 (kuvio 2) muodostavien kourujen koko ja myös kourujen koon sekä niiden välissä olevan aukon leveyden välinen suhde on 35 valittu niin, että veden todellisen virtauksen ylittäessä padon 1 läpi juoksutettavaksi lasketun veden vir- 72563 tauksen jakolaite 12 (kuvio 1) jakaa virtauksen tällöin kahteen osaan siten, että osa virtausta (laskettua virtausta vastaava osa) menee sekoituskammion 7 sisään tulo-osaan ja ylimääräinen virtaus siirtyy suoraan ala-5 altaaseen 3 jakolaitteen 12 kourujen kautta sekoituskam-mion 7 ohi. Jakolaitteen 12 alapuolella sen sekoitus-kammioon 7 kanavoima vesimäärä putoaa vedenhajotusristi-kon 13 päälle, joka on sijoitettu virtaukseen sekoitus-kammion 7 sisään tulo-osaan. Vedenhajotusristikko on 10 tehty pystyosista, joiden kautta virtaava vesi "särkyy" useiksi erillisiksi suihkuiksi ja pisaroiksi. Koska kaasun ja nesteen välinen jakopinta kasvaa tuntuvasti ristikon 13 alapuolella, pystysuoraan sekoitus kammioon 7 vir-taavat vesisuihkut ja -pisarat sisältävät paljon ilmaa, 15 joka on imetty virtaukseen ympäröivästä ilmasta sekoitus-kammion 7 seinämässä olevien putkien 14 kautta, ja lisäksi, koska jakolaite 12 syöttää sekoituskaanioon 7 jatkuvasti sellaisen määrän vettä, joka vastaa padon 1 läpi juoksutettavaksi laskettua vesimäärää, sekoituskam-20 miossa 7 olevien vesi- ja ilmasuihkujen yhteenlaskettujen poikkileikkauspintojen ja sekoituskarrcnion 7 poikkileikkauspinta-alan välinen suhde voidaan valita siten, että sekoituskammio 7 pitää sinne imetyn ilman virtauksen lähellä maksimi-ilmavirtausta veden virtausmäärän 25 vastatessa tällöin etukäteen laskettua virtausta.The flood opening according to the invention can also be made as two channels, whereby the flow distributor 12 (Fig. 4) and the water dispersion grid 13 are common to both channels. Each duct has air intake pipes 14, and the mixing chamber 7 is connected to the diffuser 9 by a curved part 8. Air flows into the pipes 14 of the mixing chamber 7 near the drain chamber 2 through air ducts 21 made in the dam 1 body 30 Water flows from the drain chamber 2 (Fig. 1) over the ridge 5 of the dam 1 to the dispenser 12. The ratio between the size of the chutes forming the dispenser 12 (Fig. 2) and also the size of the chutes and the width of the opening between them is chosen so that the actual water flow exceeds the water flow through the dam 1. 12 (Fig. 1) then divides the flow into two parts so that part of the flow (part corresponding to the calculated flow) enters the mixing chamber 7 into the inlet part and the excess flow passes directly to the lower basin 5 through the chutes of the distributor 12 past the mixing chamber 7. Below the distributor 12, the amount of water channeled into the mixing chamber 7 falls on a water dispersion grid 13 which is placed in the flow inside the mixing chamber 7 at the inlet part. The water dissipation grid 10 is made of vertical sections through which the flowing water "breaks" into several separate showers and drops. Since the gas-liquid interface increases considerably below the grid 13, the water jets and droplets flowing vertically into the mixing chamber 7 contain a lot of air 15 sucked in from the ambient air through pipes 14 in the wall of the mixing chamber 7, and further because the distributor 12 continuously supplying to the mixing tank 7 an amount of water corresponding to the amount of water calculated to flow through the dam 1, the ratio between the combined cross-sectional areas of the water and air jets in the mixing chamber 20 and the cross-sectional area of the mixing chamber 7 can be selected so that the mixing chamber 7 the maximum air flow, the water flow rate then corresponding to the pre-calculated flow.

Vedenhajotusristikon 13 alapuolella oleva suurempi kaasun ja nesteen jakopinta parantaa myös veden ja ilman välistä kosketusta, ts.ilmastusprosessi tehostuu. Tämä ja sekoituskammion 7 lisääntynyt ilmavirtaus tehos-30 tavat puolestaan veden kyllästymistä hapella sekä vedessä olevien epäpuhtauksien hapetusta, ts. näin tapahtuvaa pudhistusta. Koska vesisuihkut virtaavat alas omalla painollaan, niiden nopeus kasvaa sekoituskammiossa 7. Vesisuihkujen sekoittuessa ilmaan sen nopeus kasvaa sa-35 manaikaisesti. Sekoituskammiossa 7 muodostunut ilman ja 7 72563 veden seos virtaa nyt kaarevaan osaan 8, jossa virtauksen suunta muuttuu tasaisesti pystysuorasta vaakasuoraksi. Koska osa 8 kaareutuu tasaisesti, virtaussuun-nan muutos tapahtuu energiahäviliden pysyessä minimaa-5 lisinä, ja koska ilman ja veden seos on kokoonpuristuva väliaine, ilma-vesivirtauksen kohdatessa kaarevan osan 8 alaseinämän tämän asteittainen kulumisprosessi vähenee tuntuvasti. Osasta 8 ilma-vesiseos menee hajotti-raeen 9, jossa siihen kohdistuu jarrutustoiminto, niin 10 että virtauksen kineettinen energia hajaantuu, mikä puolestaan hidastaa jyrkästi albaltaan 3 pohjan asteittaista kulumista tulva-aukon virtausulostulon lähellä. Jattutuksen tapahtuessa hajottimessa 9 suurin osa ilma-vesivirtauksen kineettisestä energiasta ei kuitenkaan 15 häviä, vaan muuttuu tämän virtauksen paine-energiaksi, mistä johtuen virtaukseni ja siinä olevan ilman) staattinen paine ylittää hajottimen 9 ulostulo-osassa ilmanpaineen. Tämän vuoksi hajottimen 9 ulostulo-osa voidaan laskea tiettyyn syvyyteen ala-altaaseen 3, niin että 20 ilmaa pääsee tulemaan tähän syvyyteen. Veden kyllästäminen hapella ja epäpuhtauksien poistaminen hapetuksen avulla jatkuvat kaarevassa osassa 8 ja hajottimessa 9. Kyllästysprosessi tehostuu hajottimessa 9, kun vedessä olevan hapen määrä kasvaa suhteessa staattisen pai-25 neen lisääntymiseen. Jarrutettu ilma-vesivirta siirtyy hajottimesta 9 ala-altaan 3 pohjakerroksiin, jolloin muodostuu vaahdotusvyöhyke 10. Veden sisältämät ilmakuplat ottavat mukaansa vaahdotukseen liittyviä ja myös vedessä olevia epäpuhtauksia ja nostavat ne ala-altaan 30 3 pintaan. VaahdotusvyÖhykkeessä 10 hajottimesta 9 tul leen veden tuomat ilmakuplat tunkeutuvat myös siihen ylimääräiseen virtaukseen, joka kanavoidaan jakolait-teella 12 suoraan ala-altaaseen sekoituskammion 7 ohi. Tämäkin vesimäärä puhdistuu ja kyllästetään osittain 35 hapella. Ala-altaan 3 pintaan vaahdotuksen tuloksena 8 72563 muodostunut vaahto kerätään pois vaahdonkeruulaitteella 11 yhdessä vedestä erotettujen epäpuhtauksien kanssa ja poistetaan altaasta. Padon 1 yli virtaava vesi puhdistuu ja hapettuu siis tällä tavoin. Vaahdonkeruulaitteen 5 11 alapuolella virtaava puhdistettu vesi sisältää vie lä hyvin pieniä ilmakuplia, jotka virta voi kuljettaa melko pitkän matkan päähän padosta 1, mikä yhdessä vedessä olevan hapen kanssa takaa veden biologisen itse-puhdistumiskyvyn palautumisen ja säilymisen.The larger gas-liquid interface below the water dispersion grid 13 also improves the contact between water and air, i.e. the aeration process becomes more efficient. This, in turn, and the increased air flow of the mixing chamber 7 in turn 30 saturate the water with oxygen as well as the oxidation of the impurities in the water, i.e. the flushing that takes place in this way. As the water jets flow down under their own weight, their speed increases in the mixing chamber 7. As the water jets mix with the air, its speed increases simultaneously. The mixture of air and water 72563 formed in the mixing chamber 7 now flows into a curved part 8, where the direction of flow changes uniformly from vertical to horizontal. Since the part 8 curves evenly, the change in the flow direction takes place while the energy losses remain minimal, and since the air-water mixture is a compressible medium, when this air-water flow meets the lower wall of the curved part 8, its gradual wear process is considerably reduced. From the part 8, the air-water mixture goes to the diffuser-grain 9, where it is subjected to a braking function, so that the kinetic energy of the flow is dissipated, which in turn sharply slows down the gradual wear of the bottom 3 near the flood outlet flow outlet. However, when the expansion takes place in the diffuser 9, most of the kinetic energy of the air-water flow does not disappear, but becomes the pressure energy of this flow, as a result of which the static pressure of my flow and the air in it exceeds the air pressure at the outlet of the diffuser 9. Therefore, the outlet part of the diffuser 9 can be lowered to a certain depth in the sub-basin 3, so that 20 air can enter this depth. The saturation of the water with oxygen and the removal of impurities by oxidation continue in the curved part 8 and in the diffuser 9. The impregnation process is intensified in the diffuser 9 as the amount of oxygen in the water increases in proportion to the increase in static pressure. The braked air-water stream passes from the diffuser 9 to the bottom layers of the sub-basin 3, forming a flotation zone 10. The air bubbles contained in the water take up the impurities related to the flotation and also in the water and raise them to the surface of the sub-basin 30 3. In the flotation zone 10, the air bubbles brought by the water from the diffuser 9 also penetrate the extra flow which is channeled by the distributor 12 directly into the sub-basin past the mixing chamber 7. This amount of water is also purified and partially saturated with 35 oxygen. The foam formed as a result of flotation on the surface of the lower basin 3 8 72563 is collected by a foam collecting device 11 together with the impurities separated from the water and removed from the basin. The water flowing over the dam 1 is thus purified and oxidized. The purified water flowing below the foam collecting device 5 11 still contains very small air bubbles which can be transported a fairly long distance from the dam 1, which together with the oxygen in the water ensures the restoration and maintenance of the water's biological self-cleaning capacity.

10 Jotta voitaisiin lisätä veden puhdistusastetta (siinä kelluvat epäpuhtaudet) ja sekoituskammion 7 ohi virtaavan ylimääräisen veden kyllästämistä hapella, vaahdotusvyöhykettä 10 (kuvio 3) voidaan suurentaa järjestämällä siihen ilman erotuskammio 15, jonka ylempi 15 rei'itetty laatta 17 on hajottimen 9 alapuolella. Portaan 18 ansiosta ilmanerotuskammion 15 yläosaan muodostuu vyöhyke, joka vangitsee hajottimesta 9 poistuvan ilmavirtauksen.Ilma erotetaan po. vyöhykkeeseen tulevasta ilma-vesivirtauksesta hajottimen 9 ilmanerotuskammi-20 oon 15 synnyttämän ylipaineen avulla ja se poistuu pieninä kuplina siihen ylimääräiseen vesivirtaukseen, joka menee laatan 17 reikien 19 läpi. Vaahdotusvyöhyke 10 kasvaa näin ollen ilmanerotuskammion 15 pituudella. Sitäpaitsi ylimääräiseen vesivirtaukseen siirtyvien il-25 makuplien koko voidaan määrätä summittaisesti jo etukäteen laatan 17 reikien 19 koon perusteella. Tällä tavoin pystytään optimaalisesti lisäämään veden puhdistus-astetta ja ylimääräisen veden kyllästämistä hapella. Ohjauslevyn 20 asentoa säätämällä voidaan ohjata ilman-30 erotuskammion 15 painetta, niin että kammion toiminta-olosuhteet saadaan myös optimaalisiksi.In order to increase the degree of water purification (impurities floating therein) and the saturation of the excess water flowing past the mixing chamber 7 with oxygen, the flotation zone 10 (Fig. 3) can be enlarged by providing an air separation chamber 15 with an upper perforated plate 17 below the diffuser 9. Thanks to the step 18, a zone is formed in the upper part of the air separation chamber 15, which captures the air flow leaving the diffuser 9. The air is separated from the po. from the air-water flow entering the zone by the overpressure generated by the diffuser 9 in the air separation chamber-20 and exits in small bubbles into the excess water flow passing through the holes 19 of the plate 17. The flotation zone 10 thus increases along the length of the air separation chamber 15. In addition, the size of the il-25 taste bubbles moving into the extra water flow can be approximated in advance on the basis of the size of the holes 19 in the plate 17. In this way, it is possible to optimally increase the degree of purification of the water and the saturation of the excess water with oxygen. By adjusting the position of the control plate 20, the pressure of the air-30 separation chamber 15 can be controlled, so that the operating conditions of the chamber are also optimized.

Niissä tapauksissa, jolloin tulva-aukon käyttöaika on silloin, kun todellinen virtausmäärä ylittää lasketun virtausmäärän, huomattava osa kokonaiskäyttö-35 ajasta, on tulva-aukko edullista varustaa kahdella samanlaisella kanavalla (kuvio 4). Tällöin nielukammiota 2 ti 72563 9 lähempänä sijaitseva kanava konstruoidaan arvioitua virtausta varten ja toinen kanava taas tietylle ylimääräiselle virtaukselle. Tällaisen rakenteen avulla voidaan nyt ehdotetun ratkaiun etuja, jotka koskevat ar-5 vioitua virtausta vastaavaa todellista virtausta, soveltaa myös ylimääräiseen virtaukseen nähden.In cases where the operating time of the flood opening is when the actual flow rate exceeds the calculated flow rate, a considerable part of the total operating time, it is preferable to provide the flood opening with two similar channels (Figure 4). In this case, the channel closer to the drain chamber 2 ti 72563 9 is constructed for the estimated flow and the other channel again for a certain additional flow. With such a structure, the advantages of the now proposed solution, which relate to the actual flow corresponding to the estimated flow, can also be applied to the additional flow.

Kun kyseessä on tuntuva lisäys padon läpi virtaa-van veden kanssa suoraan kosketukseen joutuvaan ilmamäärään; keksinnön mukaisen tulva-aukon avulla pystytään 10 käyttämään hyväksi padon 1 harjan 5 yli alas putoavan veden kineettistä energiaa juoksutettaessa vettä nielu-kammiosta 2 (kuvio 1) ala-altaaseen 3. Koska keksinnön mukaisessa rakenteessa tulva-aukossa virtaa nyt enemmän ilmaa, juoksutettavan veden kineettinen energic hajoaa 15 tehokkaammin. Lisäksi veden happipitoisuus kasvaa, joten vesi tulee myös puhtaammaksi.In the case of a substantial increase in the amount of air in direct contact with the water flowing through the dam; by means of the flood opening according to the invention it is possible to utilize the kinetic energy of the water falling down over the ridge 5 of the dam 1 when flowing water from the sink chamber 2 (Fig. 1) to the basin 3. Since more air flows in the flood opening in the structure according to the invention. energic decomposes 15 more efficiently. In addition, the oxygen content of the water increases, so the water also becomes cleaner.

Claims

An apparatus for aerating flowing water in the flood area of a pond, which arrangement comprises one after the other in the flow direction a distributor (12), a vertically arranged, into the atmosphere up to open mixing chamber (7), and a horizontally arranged outlet to a lower basin (3), characterized in that the distributor (12) is arranged within the fall area of the cross-water, that below the distributor (12) within the inlet area of the mixing chamber (7) is a grid (13) arranged transversely to the falling water. The flow and made of rods having a water flow disadvantageous cross-section, that in the immediate vicinity below the grid (13), the mixing chamber (7) has air inlet openings (14) in at least one of its walls, that a bend attaches to the mixing chamber (7). (8) as a continuous overflow in the outlet designed as a diffuser (9) and located below the water surface of the lower basin, and being behind a flotation zone. on (10) formed there is a foam collecting means (11).

2. Device according to claim 1, characterized in that the rods in the distributing means (12) form gutters, and that the gutters are so arranged and so sloping that an amount of water striking the gutters is immediately led to the lower basin (3).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the device comprises an air separation chamber (15), the upper wall (17) of which has apertures (19) and which in the current direction is attached to the upper wall of the diffuser (9). a landing structure (18), and at the outlet of the air separation chamber (15) in its upper wall (17) an adjustable perforated flap (20) is provided.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the device comprises a surface