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Dokumentenidentifikation DE19714566A1 22.10.1998
Titel Einlaufrechen
Anmelder Energie-Versorgung Schwaben AG, 70174 Stuttgart, DE
Erfinder Butscher, Georg, 88459 Tannheim, DE;
Kallweit, Klaus, 87766 Memmingerberg, DE
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 09.04.1997
DE-Aktenzeichen 19714566
Offenlegungstag 22.10.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.10.1998
IPC-Hauptklasse E02B 5/08
IPC-Nebenklasse E03F 5/14   
Zusammenfassung Bei einem Einlaufrechen, insbesondere für Wasserkraftwerke mit wenigstens zwei in einer ersten Ausrichtung verlaufenden Halteelementen und einer Vielzahl an diesen Halteelementen vorgesehenen Rechenstäben, die in einer zweiten Ausrichtung angeordnet sind, wobei ein Teil der Rechenstäbe ein Rechteckprofil aufweisen, wird der Strömungswiderstand gegenüber dem ankommenden Wasser dadurch verringert, daß zwischen den Rechteckprofilstäben zweite Stäbe mit einem vom Rechteckprofil abweichenden Profil angeordnet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Einlaufrechen, insbesondere für Wasserkraftwerke, mit wenigstens zwei in einer ersten Ausrichtung verlaufenden Halteelementen und einer Vielzahl an diesen Halteelementen vorgesehenen Rechenstäben, die in einer zweiten Ausrichtung angeordnet sind, wobei ein Teil der Rechenstäbe ein Rechteckprofil aufweisen.

Derartige Einlaufrechen sind seit langem bekannt und dienen dazu, Grobstoffe aus strömendem Wasser für Einlaufbauwerke, z. B. Kläranlagen, Kühlwasserentnahmeanlagen, Wasserkraftwerke usw. zu entfernen. Damit Fische nicht den Rechen passieren, besteht die Tendenz den Abstand der Rechenstäbe zu verringern. Der hieraus resultierende größere Rechengutanfall hat jedoch auch zur Folge, daß die Reinigung des Rechens schwieriger wird. Ein Großteil des kleinen Schwemmgutes bleibt dauerhaft im Rechen stecken, wodurch aufgrund des größeren Strömungswiderstandes am Rechen Fallhöhenverluste entstehen und somit die Stromerzeugung bei Wasserkraftwerken reduziert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Einlaufrechen der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Grobstoffe, aus dem den Rechen durchströmenden Wasser zurückgehalten werden, kleineres Schwemmgut den Rechen passieren kann und die durch den Rechen verursachte Verluste, insbesondere der Strömungswiderstand, reduziert werden.

Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Einlaufrechen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Rechteckprofilstäben zweite Stäbe mit einem vom Rechteckprofil abweichenden Profil angeordnet sind. Insbesondere ist die dem ankommenden Wasser zugewandte Stirnfläche der zweiten Stäbe nicht eben bzw. orthogonal zur Strömungsrichtung ausgerichtet.

Werden für die zweiten Stäbe Rundstäbe verwendet, so bilden diese aufgrund ihres strömungsgünstigeren Profils einen geringeren Widerstand für das den Rechen durchströmende Wasser. Außerdem besitzen die zweiten Stäbe aufgrund ihres vom Rechteckprofil abweichenden Profil den Vorteil, daß sie besser gereinigt werden können. Insbesondere können Rundstäbe sehr einfach gereinigt werden, da die in Strömungsrichtung gesehene Tiefe dieser Rundstäbe relativ gering ist verglichen zu den aus dem Stand der Technik bekannten Flachstäben, die in der Regel eine Tiefe von 80 mm aufweisen. Weitere Vorteile werden darin gesehen, daß sehr kleines Schwemmgut nach wie vor den Rechen passieren kann und nicht stecken bleibt, sowie daß aufgrund des geringeren und effektiveren Reinigungsaufwandes der Reinigungsmaschinen ein geringerer Verschleiß der Reinigungsmaschine entsteht. Neben der höheren Jahresleistung der Wasserkraftanlage werden auch Fischereiauflagen eingehalten bzw. erfüllt.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel verläuft die erste Ausrichtung der Halteelemente horizontal und verläuft die zweite Ausrichtung der Rechenstäbe vertikal. Andere Ausrichtungen sind denkbar.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wechseln sich die Rechteckprofilstäbe mit den zweiten Stäben ab, so daß jeweils zwischen zwei Rechteckprofilstäben ein zweiter Stab, z. B. ein Rundstab angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß jeder Teilstrom des Wassers an einen der zweiten Stäbe vorbeigeführt wird, so daß der Querschnitt dieses Teilstromes aufgrund des Profils des Rundstabes nicht plötzlich, sondern allmählich verringert wird, und unmittelbar nach dem zweiten Stab die beiden Teilströme wieder vereint werden, wodurch die Strömungsverluste auf ein Minimum reduziert werden.

Vorzugsweise besitzen die zweiten Stäbe jeweils den gleichen Abstand zu den Rechteckprofilstäben, wobei dieser Abstand einem vorgegebenen Maß entspricht. Dieses vorgegebene Maß kann zwischen 10 und 70 mm liegen, wobei 20 mm angestrebt wird.

Die Rechteckprofilstäbe bilden mit den Halteelementen einen starren bzw. steifen Rahmen, in dem die Rechteckprofilstäbe von den Halteelementen durchgriffen werden, wobei die zweiten Stäbe auf die Halteelemente aufgesetzt sind. Eine einfache Abstützung der zweiten Stäbe wird dadurch erzielt, daß diese in Strömungsrichtung stromaufwärts an den Halteelementen angeschweißt sind.

Erfindungsgemäß weisen die zweiten Stäbe längs zur Strömungsrichtung ein Maß von 10 bis 30 mm und vorzugsweise ein Maß von 18 mm auf.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einlaufrechens dargestellt ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in den Ansprüchen sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einlaufrechens, teilweise geschnitten;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Einlaufrechen gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils II, teilweise geschnitten;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Einlaufrechens, teilweise geschnitten; und

Fig. 4 einen Schnitt IV-IV durch den Einlaufrechen gemäß Fig. 3.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Einlaufrechen 30 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Dieser Einlaufrechen 30 weist Halteelemente 2 auf, von denen eines dargestellt ist. Dieses Halteelement 2 wird von einer Gewindestange 3 gebildet, die sich in horizontaler Richtung erstreckt. An dieser Gewindestange 3 sind abwechselnd Rechteckprofilstäbe 4 und Distanzhülsen 5 aufgereiht. Die hänge dieser Distanzhülsen 5 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 20 mm, so daß die Rechteckprofilstäbe 4 einen Abstand von 20 mm besitzen. Die Rechteckprofilstäbe 4 weisen eine Breite von 8 mm auf, so daß ein Rastermaß von 28 mm gebildet wird. Aus Fig. 3 kann entnommen werden, daß die Profilstäbe 4 eine Tiefe von 80 mm besitzen. Die Länge der Profilstäbe 4 ist frei wählbar und ist maßgebend für die Stabilität des Rechens.

Nach dem abwechselnden Aufreihen von Rechteckprofilstäben 4 und Distanzhülsen 5 werden diese mittels einer Mutter 6 auf der Gewindestange 3 verspannt und fixiert.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einlaufrechens 1 dargestellt. Auch hier wird das Halteelement 2 von einer Gewindestange 3, die sich in horizontaler Richtung erstreckt, gebildet, wobei auf dieser Gewindestange 3 Rechteckprofilstäbe 4 und Distanzhülsen 5 abwechselnd aufgereiht sind. Die Rechteckprofilstäbe 4 weisen die eben beschriebenen Abmessungen auf und entsprechen somit den Rechteckprofilstäben 4 des Standes der Technik. Jedoch sind die Distanzhülsen 5 länger ausgebildet und weisen bei diesem Ausführungsbeispiel eine Länge von 58 mm auf. Der lichte Abstand zweier Rechteckprofilstäbe 4 beträgt demnach 58 mm.

Auch beim erfindungsgemäßen Einlaufrechen 1 werden die Rechteckprofilstäbe 4 mittels einer Mutter 6 zusammen mit den Distanzhülsen 5 auf der Gewindestange 3 verspannt.

Zwischen den Rechteckprofilstäben 4 befinden sich jedoch zweite Stäbe 7, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel von Rundstäben 8 gebildet werden. Es sind auch Ovalstäbe, Halbrundstäbe, Dreieckstäbe u. dgl. denkbar. Diese zweiten Stäbe 7 sind so angeordnet, daß sie sich genau in der Mitte zwischen zwei Rechteckprofilstäben 4 befinden, wobei die Breite dieser zweiten Stäbe 7 beim dargestellten Ausführungsbeispiel 18 mm beträgt. Somit beträgt die lichte Weite zwischen einem Rechteckprofilstab 3 und einem zweiten Stab 7 20 mm und entspricht somit der lichten Weite zwischen zwei Rechteckprofilen 3 und 4 im Stand der Technik (Fig. 3 und 4).

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die zweiten Stäbe 7 vom Halteelement 2 nicht durchgriffen werden, sondern an diesem Halteelement 2 bzw. an den Distanzhülsen 5 anliegen. Im Wasserfließrichtung, die durch den Pfeil 9 definiert ist, gesehen, liegen die zweiten Stäbe 7 stromaufwärts an den Distanzhülsen 5 an und stützen sich am Halteelement 2 ab. Diese zweiten Stäbe 7 sind direkt mit den Distanzhülsen 5 verbunden.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die zweiten Stäbe 7 aufgrund ihres strömungsgünstigeren Profils dem einströmenden Wasser einen wesentlich geringeren Widerstand bieten als die Rechteckprofilstäbe 4, die an ihrer flachen Stirnseite 10 angeströmt werden. Auf diese Weise ist beim erfindungsgemäßen Einlaufrechen 1 im Vergleich zum herkömmlichen Einlaufrechen 30 trotz gleichem Abstand der einander benachbarten Rechenstäbe der Strömungswiderstand verringert, jedoch werden nicht nur Grobstoffe, sondern auch kleineres Schwemmgut aufgefangen, wobei die Reinigung des Einlaufrechens 1 aufgrund des gerundeten Profiles wesentlich einfacher und effektiver ist.

Aus Fig. 2 ist außerdem erkennbar, daß die Rechteckprofilstäbe 4 nicht, wie beim Stand der Technik, mittig, sondern außermittig vom Halteelement 2 durchgriffen werden, so daß der dem ankommenden Wasser zugewandte Abschnitt 11 des Rechteckprofilstabes 4 kürzer ist als der dem ankommenden Wasser abgewandte, in Strömungsrichtung zeigende Abschnitt 12. Vorteilhaft befinden sich die dem ankommenden Wasser zugewandten Stirnseiten 10 der Rechteckprofilstäbe 4 auf gleicher Höhe wie die dem ankommenden Wasser zugewandten Scheitellinien 13 der zweiten Stäbe 7. Dies führt ebenfalls zu einer leichteren Reinigung des Einlaufrechens 1, da bei der Reinigung nicht so weit in den Rechen 1 eingegriffen werden muß wie im Stand der Technik. Außerdem muß das Wasser beim Durchströmen des Rechens 1 nur kurzzeitig an den zweiten Stäben 7 entlang- bzw. vorbeiströmen, wohingegen beim Stand der Technik über die gesamte Länge aller Stäbe (hier ausschließlich Rechteckprofilstäbe 4) über deren Tiefe von 80 mm entlangströmen muß. Auf diese Weise wird der Strömungswiderstand beim erfindungsgemäßen Rechen 1 wesentlich verringert.


Anspruch[de]
  1. 1. Einlaufrechen, insbesondere für Wasserkraftwerke, mit wenigstens zwei in einer ersten Ausrichtung verlaufenden Halteelementen (2) und einer Vielzahl an diesen Halteelementen (2) vorgesehenen Rechenstäben, die in einer zweiten Ausrichtung angeordnet sind, wobei ein Teil der Rechenstäbe ein Rechteckprofil aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rechteckprofilstäben (4) zweite Stäbe (7) mit einem vom Rechteckprofil abweichenden Profil angeordnet sind.
  2. 2. Einlaufrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ausrichtung horizontal und/oder die zweite Ausrichtung vertikal verläuft.
  3. 3. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Halteelementen (2) abwechselnd Rechteckprofilstäbe (4) und zweite Stäbe (7) angeordnet sind.
  4. 4. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Rechteckprofilstäbe (4) zu den zweiten Stäben (7) ein vorgegebenes Maß einhalten.
  5. 5. Einlaufrechen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Maß 10 mm bis 70 mm, insbesondere 15 mm ist bis 40 mm, vorzugsweise 20 cm ist.
  6. 6. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckprofilstäbe (4) von den Halteelementen (2) durchgriffen sind und/oder daß die zweiten Stäbe (7) auf Distanzhülsen (5), die über die Halteelemente geschoben werden, aufgesetzt sind.
  7. 7. Einlaufrechen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stäbe (7) in Strömungsrichtung (9) stromaufwärts auf den Distanzhülsen (5) angebracht sind.
  8. 8. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Stäbe (7) an den Distanzhülsen (5) angeschweißt sind.
  9. 9. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Stäbe (7) Rundstäbe (8) sind.
  10. 10. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Stäbe (7) längs zur Strömungsrichtung (9) ein Maß von 10 mm bis 30 mm, insbesondere von 15 mm bis 20 mm, vorzugsweise von 18 mm aufweisen.
  11. 11. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckprofilstäbe (4) außermittig am Halteelement (2) befestigt sind.
  12. 12. Einlaufrechen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die dem ankommenden Wasser zugewandten Stirnseiten (10) der Rechteckprofilstäbe (4) auf gleicher Höhe befinden wie die dem ankommenden Wasser zugewandten Scheitellinien (13) der zweiten Stäbe (7).






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