DE10061777C1 - Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung unterer Schichten stehender Gewässer - Google Patents
Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung unterer Schichten stehender GewässerInfo
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Abstract
Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung unterer Schichten stehender Gewässer, bestehend aus einem in ein Gewässer vertikal eingesetztem Rohr, einer in dem Rohr rotierenden Welle, einem Antriebsmittel für die Welle, wenigstens einem in dem Rohr an der Welle befestigten Schaufelrührer mit wenigstens zwei steigenden Blättern und einer Haltevorrichtung für das Rohr, wobei die Haltevorrichtung das obere Ende des Rohrs über dem Wasserspiegel hält.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung
unterer Schichten stehender Gewässer.
Untersuchungen bei zahlreichen Baggerseen haben ergeben, daß bedingt durch
bestimmte Einflußfaktoren wie Lage, Beschattung, Laubeintrag oder schlechtem
Windfall die Mächtigkeit sauerstofffreier unterer Gewässerschichten zunimmt und
durch die natürliche Umwälzung in den Wintermonaten nicht mehr ausgeglichen
wird. In Einzelfällen waren bis zu 2/3 einer entnommenen Wassersäule
stauerstoffrei. Dies führt zu einer starken Belastung der in dem Gewässer
angesiedelten Lebewesen führen, den Artenreichtum stark beeinträchtigen und
schließlich im vollständigen Umkippen des Gewässers enden.
Da diese Problematik seit Jahren bekannt ist, hat es nicht an Versuchen gefehlt,
Vorrichtungen zur Verbesserung der Wasserqualität einzusetzen. Aus der DE-U-
296 07 656 sind beispielsweise durch Auftriebskörper schwebend in Gewässern
angeordnete Rohrleitungen bekannt, über die Druckluft in die Tiefe des
Gewässers abgegeben wird. Ein unter dem Wasserspiegel stehendes Gehäuse mit
einem Kissen aus Gasgemisch in dessen Bereich umgewälztes Wasser versprüht
wird, zeigt die DE-U-297 08 404. Ein serpentinenartiges Aufsteigen von am
Gewässerboden eingepumpter Luft erlaubt eine Vorrichtung gemäß DE-U-298 11 813.
Weitere Vorrichtungen mit Pumpen zum Eintrag von Luft zeigen die DE-A-
198 01 238 und die DE-U-297 04 943.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur
Sauerstoffanreicherung unterer Schichten stehender Gewässer zu schaffen, die
einfach im Aufbau ist, die möglichst wenig Versorgungszuleitungen benötigt, die
nur minimal in das Gewässer eingreift, die möglichst leise arbeitet und die
flexibel an vielen Orten einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1 gelöst. Fortbildungen und besondere Ausführungen der Erfindung
sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.
Erfindungsgemäß besteht eine Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung unterer
Schichten stehender Gewässer aus einem in ein Gewässer vertikal eingesetztem
Rohr, einer in dem Rohr rotierenden Welle, einem Antriebsmittel für die Welle,
wenigstens einem in dem Rohr an der Welle befestigten Schaufelrührer mit
wenigstens zwei steigenden Blättern und einer Haltevorrichtung für das Rohr,
wobei die Haltevorrichtung das obere Ende des Rohrs über dem Wasserspiegel
hält. Die Schaufelrührer fördern Wasser aus tieferen Gewässerschichten durch das
Rohr nach oben. Das Wasser tritt aus dem Rohr heraus und bricht über den Rand
des Rohrs. Dieser Effekt führt zu einer Anreicherung des Wassers mit Sauerstoff.
Der Weg ist der Natur nachempfunden, wo diese Anreicherung bei
Fließgewässern durch die Brechung über Untiefen und Ufer erfolgt.
Nach einer Ausführung der Erfindung ist die Haltevorrichtung an einer fest
verankerte Vorrichtung angeordnet, wobei Sensoren zur Erfassung der Höhe des
Wasserspiegels vorhanden sind, sowie Mittel zur vertikalen Verstellung des
Rohrs.
Nach einer zweiten Ausführung der Erfindung ist die Haltevorrichtung an einer
schwimmenden Vorrichtung angeordnet und das Rohr ist fest an der
Haltevorrichtung gelagert.
Vorteilhafterweise ist an dem unteren Ende der Welle ein gewuchteter
Stabilisierungsrührer angeordnet.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei in einem Abstand voneinander angeordnete
Schaufelrührer mit jeweils 4 steigenden Blättern an der Welle befestigt.
Die Antriebsmittel für die Welle bestehen vorzugsweise aus einem Elektromotor
und einem regelbaren Getriebe. Vorteilhafterweise ist das Getriebe in einem
Bereich von zwischen 50 und 110 Umdrehungen/Minute stufenlos regelbar.
Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Getriebe eine
Steuerung zur automatischen Regelung der Umdrehung auf und die Steuerung
reagiert auf Signale eines Meßinstruments, das die Fördergeschwindigkeit des
Wassers in dem Rohr mißt.
Vorzugsweise ist die Welle in einem Kegelwälzlager zum Abfangen der axialen
Kräfte, sowie einem oder Kugellager zur Kompensation radialer Kräfte gelagert.
Sie braucht sich nur in einem oberen Abschnitt des Rohrs erstrecken.
Die Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung ist beispielsweise
an einem mehrere Schwimmkörper verbindenden Gestell angeordnet. Die
Schwimmkörper sind vorteilhafterweise flutbar und entleerbar. Vorteilhafterweise
ist eine Beleuchtung und/oder ein Signallicht vorhanden.
Nach einer besonderen Ausführung der Erfindung erfolgt die Stromversorgung
photovoltaisch. Der Elektromotor ist dann vorzugsweise ein Gleichstrommotor
und es sind Mittel zur Speicherung nicht benötigter elektrischer Energie
vorhanden, wobei diese Mittel Gleichstrom abgeben, wenn die photovoltaische
Versorgung nachläßt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher
beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zur
Sauerstoffanreicherung unterer Schichten stehender Gewässer. Diese besteht aus
einem länglichen Rohr 2, beispielsweise mit einem Innendurchmesser von 50 cm
und einer Länge von 20 m. Das Rohr 2 besteht vorzugsweise aus einem
witterungsbeständigen Kunststoff. In dem Rohr ist eine rotierende Welle 3
angeordnet, die oben aus dem Rohr 3 herausgeführt ist und dort an eine mit ihr
fluchtende Lagerwelle 8 angeflanscht ist. Die Lagerwelle 8 ist mit Wälz- und
Kugellagern in einem Lagerbock 17 gelagert und wird von einer Antriebswelle 7
angetrieben, die wiederum von Antriebsmitteln angetrieben wird, die aus einem
stufenlos regelbaren Getriebe 6 und einem Elektromotor 5 bestehen, die an einem
über dem Lagerbock 17 angeordneten Rahmengehäuse 9 befestigt sind. Das
Rahmengehäuse 9 kann ein Beleuchtungsmittel aufnehmen. Das Rahmengehäuse
9 und der Lagerbock 17 sind fest auf einer Plattform 10 montiert, die gitterartig
aufgebaut sein kann. Die Plattform 10 ruht auf mit dieser verbundenen
Schwimmkörpern 12. Die Schwimmkörper 12 werden unten von Rahmenteilen 11
umfaßt, die von der Plattform 10 ausgehen, was hier nicht näher dargestellt ist.
Das Rohr 2 wird durch eine rohrförmige Rohrhalterung 13 in der vertikalen
Stellung gehalten. Die Rohrhalterung 13 ist fest mit der Plattform 10 verschraubt.
Das Rohr 2 ist durch Rohrschellen 14 fest mit der Rohrhalterung 13 verbunden.
Es ist hier nur eine Rohrhalterung 13 dargestellt, in der Praxis werden jedoch
mindestens zwei solcher Halterungen verwendet, um der Vorrichtung die nötige
Stabilität zu verleihen. Auf der Welle 3 sind innerhalb des Rohres 2 in einem
Abstand voneinander zwei Schaufelrührer 15 drehfest angeordnet. Die
Schaufelrührer 15 besitzen je vier schrägstehende, bei Rotation der Welle 3 im
Uhrzeigersinn steigende Blätter 16. An dem unteren Ende der Welle 3 ist ein
gewuchteter Stabilisierungsrührer 4 angeordnet. Die Welle 3 ist hier verkürzt
dargestellt, besitzt in der Praxis jedoch eine Länge von 2 m bei einem
Durchmesser von 5 cm.
Die Vorrichtung 1 wird mit der Schwimmplattform 10, 11, 12 auf einem
stehenden Gewässer an Ort und Stelle gebracht, wobei während des Transports
das Rohr 2 und die Welle 3 sich in einer horizontalen Lage befinden. Am
Einsatzort werden Rohr 2 und Welle 3 in die vertikale Lage gebracht, wodurch
das Rohr etwa 20 m in das Wasser hinein reicht. Die Plattform wird in geeigneter
Weise verankert. Durch teilweise Flutung der Schwimmkörper und Justierung des
Rohrs 2 wird sichergestellt, daß sich die Oberkante des Rohrs 2 etwa 10 cm über
dem Wasserspiegel befindet. Der Motor 5 wird eingeschaltet und das Getriebe 6
wird so geregelt, daß die Welle 3 mit einer Umdrehungszahl von zwischen 56 und
98 Umdrehungen pro Minute im Uhrzeigersinn dreht. Mit der Welle 3 drehen sich
die Schaufelrührer 15 mit ihren Blättern 16 und fördern Wasser nach oben über
die Kante des Rohres 2, wo dieses sich bricht und neben dem Rohr 2 in das
Gewässer zurückfließt. Nach kurzer Zeit ist das geförderte Wasser nur solches aus
den 20 m tiefen, sauerstofffreien Schichten. Das Rührwerk kann in 24 Stunden
etwa 180.000 Liter Wasser umwälzen.
Neben der beschriebenen beispielhaften Ausführung kommen einige Alternativen
in Betracht. So kann die Vorrichtung auch an einem Boot oder einer Art festem
Bauwerk angeordnet sein. Die Zahl der Schaufelrührer muß nicht auf 2 beschränkt
sein und die Längenverhältnisse von Rohr und Welle können variieren.
Claims (17)
1. Vorrichtung (1) zur Sauerstoffanreicherung unterer Schichten stehender
Gewässer,
bestehend aus einem in ein Gewässer vertikal eingesetztem Rohr (2),
einer in dem Rohr (2) rotierenden Welle (3),
einem Antriebsmittel für die Welle (3),
wenigstens einem in dem Rohr (2) an der Welle (3) befestigten Schaufelrührer (15) mit wenigstens zwei steigenden Blättern (16),
und einer Haltevorrichtung (13) für das Rohr (2),
wobei die Haltevorrichtung (13) das obere Ende des Rohrs (2) über dem Wasserspiegel hält.
bestehend aus einem in ein Gewässer vertikal eingesetztem Rohr (2),
einer in dem Rohr (2) rotierenden Welle (3),
einem Antriebsmittel für die Welle (3),
wenigstens einem in dem Rohr (2) an der Welle (3) befestigten Schaufelrührer (15) mit wenigstens zwei steigenden Blättern (16),
und einer Haltevorrichtung (13) für das Rohr (2),
wobei die Haltevorrichtung (13) das obere Ende des Rohrs (2) über dem Wasserspiegel hält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung (13) an einer fest verankerten Vorrichtung angeordnet ist,
daß Sensoren zur Erfassung der Höhe des Wasserspiegels vorhanden sind, und daß Mittel zur vertikalen Verstellung des Rohrs (2) vorhanden sind.
daß die Haltevorrichtung (13) an einer fest verankerten Vorrichtung angeordnet ist,
daß Sensoren zur Erfassung der Höhe des Wasserspiegels vorhanden sind, und daß Mittel zur vertikalen Verstellung des Rohrs (2) vorhanden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung (13) an einer schwimmenden Vorrichtung angeordnet ist,
und daß das Rohr (2) fest an der Haltevorrichtung (13) gelagert ist.
daß die Haltevorrichtung (13) an einer schwimmenden Vorrichtung angeordnet ist,
und daß das Rohr (2) fest an der Haltevorrichtung (13) gelagert ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem unteren Ende der Welle (3) ein gewuchteter Stabilisierungsrührer (4)
angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Schaufelrührer
(15) mit jeweils 4 steigenden Blättern (16) an der Welle (3) befestigt sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsmittel für die Welle aus einem Elektromotor (5) und einem
regelbaren Getriebe (6) bestehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe (6) in einem Bereich von zwischen 50 und 110
Umdrehungen/Minute regelbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe (6) stufenlos regelbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe (6) eine Steuerung zur automatischen Regelung der Umdrehung aufweist,
und daß die Steuerung auf Signale eines Meßinstruments reagiert, das die Fördergeschwindigkeit des Wassers in dem Rohr mißt.
daß das Getriebe (6) eine Steuerung zur automatischen Regelung der Umdrehung aufweist,
und daß die Steuerung auf Signale eines Meßinstruments reagiert, das die Fördergeschwindigkeit des Wassers in dem Rohr mißt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (3) in einem Wälz- oder Kugellager gelagert ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Welle (3) nur in einem oberen Abschnitt des Rohrs (2) erstreckt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie an einem mehrere Schwimmkörper (12) verbindenden Gestell (10, 11)
angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwimmkörper (12) flutbar und entleerbar sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Beleuchtung und/oder ein Signallicht vorhanden ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromversorgung photovoltaisch erfolgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor ein Gleichstrommotor ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zur Speicherung nicht benötigter elektrischer Energie vorhanden sind,
und daß diese Mittel Gleichstrom abgeben, wenn die photovoltaische Versorgung
nachläßt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000161777 DE10061777C1 (de) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung unterer Schichten stehender Gewässer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=7666764
Family Applications (1)
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Country Status (2)
Country | Link |
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