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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer starken Strömung in einem Schwimmbecken, insbesondere mit einer Vorrichtung in einem pyramidenstumpfförmigen Gehäuse, in dem ein spezieller Unterwassermotor mit einem Propeller die starke Strömung erzeugt, wobei die Neigung der Längsachse des Motors zur Wasseroberfläche mühelos eingestellt werden kann, sodass die Strömungsrichtung im Bereich der Wasseroberfläche nach den speziellen Bedürfnissen des Anwenders eingestellt werden kann.
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Derartige Vorrichtungen sind aus der Druckschrift
WO 2015/176694 A1 bekannt geworden, die ein Schwimmbecken mit integrierter Gegenstrom-Schwimmanlage offenbart, wobei ein Unterwasser-Gleichstrommotor in einem Gehäuse angeordnet ist, dessen Seitenflächen geschlossen sind und eine Frontplatte dafür sorgt, dass eine starke Strömung im Schwimmbecken erzeugt werden kann. Ferner offenbart diese Druckschrift einen Mechanismus, der den Winkel der Motorachse zur Wasseroberfläche einstellbar macht, wobei der Motor von einem Strömungskanal umgeben ist.
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Ferner ist aus der
DE 20 2012 011 034 U1 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer starken Strömung in einem Schwimmbecken bekannt geworden, die eine kompakte Bauweise bei relativ kleiner Leistungsaufnahme aufweist. Bei dieser Vorrichtung eines Strömungskanals angeordnet ist, wobei das Verhältnis vom Durchmesser (D) der Eintrittsöffnung zum Durchmesser der Austrittsöffnung (d) nicht kleiner als 1,3 ist. Der Unterwasser-Gleichstrommotor und damit auch der Antrieb, ist in einer schlanken Bauweise ausgeführt, dessen geometrisches Verhältnis von Länge zum Durchmesser des Antriebsgehäuses nicht kleiner als 3,3 ist.
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Ferner sind derartige Vorrichtungen im Stand der Technik aus der Druckschrift
DE 33 13 549 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart ein Gerät zur Erzeugung eines Flüssigkeitsstrahls, das u.a. auch in Schwimmbecken zur Erzeugung einer Strömung verwendet werden kann. Dieses Gerät weist in seinem Grundaufbau einen ovalen zylinderförmigen Abschnitt auf, an den sich an einer Seite ein rechtwinklig zur Achse des Zylinderabschnitts angeordneter Abschnitt mit einer Austrittsdüse anschließt, wobei sich die rechtwinklige Anordnung nachteilig auf die Strömungsbedingungen und den aufzubringenden Energiebedarf des Antriebs auswirkt. Ferner wird das Wasser senkrecht zur Strömungsrichtung durch Langlochöffnungen angesaugt, was sich einerseits negativ auf den Energiebedarf des Antriebs und andererseits ungünstig auf die laminare Strömung innerhalb des Gerätes auswirkt. Weiterhin ist der Unterwassermotor vollständig in dem zylinderförmigen Abschnitt des Gehäuses angeordnet, was einen hohen Strömungswiderstand innerhalb des zylinderförmigen Gehäuseabschnittes erzeugt, infolge dessen ein hoher Energiebedarf zur Überwindung dieses Strömungswiederstands erforderlich ist. Über die Beschaffenheit des Unterwassermotors werden keine Angaben gemacht.
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Eine weitere Vorrichtung ist im Stand der Technik aus der
DE 24 01 040 bekannt, der eine Gegenstromschwimmanlage für Schwimmbäder zu entnehmen ist, bei der ein Unterwassermotor in einem rohrförmigen Gehäuse mit seiner Längsachse parallel zur Wand des Schwimmbeckens angeordnet ist. Die Austrittsdüse ist um 90° zur Längsachse des Antriebsmotors bzw. des rohrförmigen Gehäuses gedreht, wobei sich der Querschnitt der Wasseraustrittdüse gegenüber dem Querschnitt des Gehäuses verjüngt. Die Querschnittsfläche der Düse liegt dabei zwischen 120 bis 130 qcm bei einer Austrittsgeschwindigkeit von 1 m/sec mit einer Leistungsaufnahme von 1 - 1,2 kW.
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Im Allgemeinen bestehen herkömmliche Gegenstromschwimmanlagen für den privaten Bereich in der Regel aus den Komponenten Kreiselpumpe, Einströmdüsen, ein oder mehrere Ausströmdüsen, Verbindungsleitungen und Rohre und einer elektrischen Steuerung. Das Wasser wird über die Pumpe aus dem Becken über ein oder mehrere Ansaugöffnungen angesaugt und über Düsen mit erhöhter Geschwindigkeit in das Becken wieder ausgestoßen.
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Derartige Pumpensysteme arbeiten mit Drücken größer 5 bar und benötigen installierte elektrische Leistungen von 1,9 kW bis über 5,5 kW. Die Pumpen werden über herkömmliche Asynchronmotoren angetrieben. Die Pumpenleistung wird teilweise über statische Frequenzumrichter geregelt. Systembedingt unterliegen die Leitungsdichtungen und die Wellenabdichtung ständigem Verschleiß und erfordern mindestens eine jährliche Wartung.
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Als nachteilig im genannten Stand der Technik wird es empfunden, dass einerseits die Seitenwände des Gehäuses, in dem der strömungserzeugende Motor angeordnet ist, geschlossene Wände aufweisen, die einerseits den Strömungsfluss des Wassers nicht durchdringen können und andererseits von einem Strömungskanal, in den der Motor zumindest teilweise eintaucht ist, umgeben ist, um eine ausreichend starke Strömung bei geringer Leistungsaufnahme des strömungserzeugenden Aggregats im Vergleich zur Strömungsgeschwindigkeit und der Reichweite der effektiven Strömung zu erzielen. Ferner ist es als nachteilig anzusehen, dass die Bauart der im Stand der Technik bekannt gewordenen vergleichbaren Anlagen technisch zu aufwendig und zu voluminös sind, was die Kosten unnötig erhöht.
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Ausgehend vom oben dargelegten Stand der Technik, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Leistungsaufnahme einer Vorrichtung zur Erzeugung einer starken Strömung in einem Schwimmbecken mit geringem technischen Aufwand und niedrigen Erstellungskosten bei einem gleichzeitigem Wartungs- und Verschleißminimum der Vorrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung einer starken Strömung in einem Schwimmbecken ist mit einem Gehäuse ausgerüstet, in dem ein Motor mit einem Propeller angeordnet ist und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist und der Winkel α der Längsachse des Motors zur horizontalen Wasseroberfläche zumindest schrittweise einstellbar ist.
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Dabei ist es vorteilhaft, dass die Seitenflächen des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses offen sind, wobei die Öffnungen der Seitenflächen mit mindestens einem Lochblech so abgeschlossen sind, dass der Strömung der Flüssigkeit (Wasser) nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt wird.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass das Lochblech in den Öffnungen der Seitenflächen des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses mindestens 800 frei wählbar ausgeformte Löcher pro Quadratmeter aufweist.
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Vorteilhaft ist es auch, dass die Spitze des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses asymmetrisch angeordnet ist, d.h. dass die Projektion der Spitze der Pyramide nicht im Mittelpunkt der rechteckigen Grundfläche der Pyramide liegt.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass sich die Öffnungen in den Seitenflächen des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses beinahe über die gesamte Fläche in einer muldenförmigen Ausformung erstrecken.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Verstellmechanismus, der zwischen der Grundplatte des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses und des Motors zur Erzeugung der starken Strömung angeordnet ist, befestigt ist, mit dem die Längsachse des Motors in ihrer Neigung zur Wasseroberfläche des Schwimmbeckens eingestellt werden kann.
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Vorteilhaft ist es auch, dass die Kanten an den Seitenflächen des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses abgerundet ausgebildet sind.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass das wasserdichte Motorgehäuse an seinem einen Ende mit einem im Querschnitt U-förmig abgekanteten Blech fest verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit einem Halteblech über vorgegebene Bohrungen im Halteblech im Eingriff steht.
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Vorteilhaft ist es auch, dass das Halteblech im Querschnitt U-förmig und in der Seitenansicht L-förmig ausgebildet ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass ein einstellbares Stützelement an dem Halteblech so befestigt ist, dass die Höhe des Stützelementes variabel ist.
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Vorteilhaft ist es auch, dass die Feineinstellung des Winkels α der Motorachse zur horizontalen Wasseroberfläche mithilfe des einstellbaren Stützelements außerhalb des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses durchgeführt wird.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass am unteren Ende das Stützelement eine Gewindestange aufweist, die mit einem Innengewinde im Halteblech im Eingriff steht.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass am oberen Bereich des Stützelements ein Gelenk angeordnet ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Gelenk als Kugelgelenk ausgebildet ist.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass am Kugelgelenk ein Zwischenstück angeordnet ist, dass drehbar mit einem flachen Befestigungselement unterhalb des Motorgehäuses an einem Ende im Eingriff steht.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass Halteblech mit mindestens einer Lasche an der Grundplatte des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses befestigt ist.
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Ein weiterer Vorteil ist schließlich darin zu sehen, dass die Grobeinstellung des Winkels α zwischen 0° und 10° der Motorachse zur horizontalen Wasseroberfläche durch vorbestimmte Raststellungen eingestellt wird und die Feineinstellung mittels der Gewindestange am Stützelement von außerhalb des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses vorgenommen wird.
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Weitere vorteilhafte Eigenschaften und Merkmale sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
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Im nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im Detail näher beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine schematische Vorderansicht der Vorrichtung (1) mit einem Gehäuse (3), in dem ein strömungserzeugender Motor (4) mit einem Propeller (5) angeordnet ist;
- 2 eine schematische Seitenansicht des Gehäuses (3) der Vorrichtung (1);
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung des Gehäuses (3);
- 4 eine schematische perspektivische Darstellung des Motors mit dem Verstellmechanismus, mit dem der Winkel α der Längsachse des Motors (4) zur horizontalen Oberfläche des Wasserspiegels eingestellt wird;
- 5 eine schematische Seitenansicht des Motors (4) mit dem Verstellmechanismus am hinteren Ende des Motors (4);
- 6 eine schematische Draufsicht auf den Motor (4) an dessen einem Ende der Verstellmechanismus und an seinem anderen Ende ein Propeller (5) angeordnet ist;
- 7 eine schematische Vorderansicht auf den Motor (4) mit Propeller (5) und den Verstellmechanismus.
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Die 1 zeigt eine schematische Vorderansicht der Vorrichtung 1 mit einem Gehäuse 3, in dem ein in einem Schwimmbecken 2 strömungserzeugender Motor 4 mit einem Propeller 5 angeordnet ist. Das asymmetrische pyramidenstumpfähnliche Gehäuse weist vier Seiten, 7, 7', 7"' auf, von denen 2 Seiten 7 identisch sind und die obere Seite 7' und die untere Seite 7" unterschiedlich ausgebildet sind. Die Seiten 7,7' und 7" stoßen an den Pyramidenkanten 11 zusammen, wobei die Kanten 11 abgerundet ausgebildet sind, um an den Kanten bessere Strömungsbedingungen so zu schaffen, damit keine Unterbrechung der laminaren Strömung des Schwimmbeckenwassers beim Einströmen in die Öffnungen 8,8',8" entsteht. Die Öffnungen 8, 8',8" der Seiten 7,7',7" sind muldenförmig ausgeformt, d.h., dass die Seiten der Mulden trichterförmig ausgerichtet sind, wobei die Grundflächen der einzelnen Mulden jeweils von einem Lochblech 9, das eine verhältnismäßig hohe Lochdichte aufweist, wobei die Form der Durchbrüche und Löcher keine Rolle spielt. Entscheidend für das Lochblech ist die sogenannte Freifläche, durch die das Wasser ungehindert hindurch fließen kann sodass der Strömungswiderstand verhältnismäßig gering ist. Die Freifläche sollte zwischen etwa 55 - 80 %, bezogen auf die gesamte Fläche, liegen. sodass der laminaren Strömung nur ein geringer Strömungswiderstand entgegentritt. In die runde Öffnung 13 in der oberen Pyramidenstumpffläche 14 sind Strömungsleitelemente 6 angeordnet, die dazu dienen, dass die durch den Propeller 5 erzeugte Strömung nicht maßgeblich verwirbelt wird und somit sich eine starke Strömung innerhalb des Schwimmbeckens ausbilden kann. Infolge der Asymmetrie des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses 3, zusammen mit der strömungsfreundlichen Ausbildung der muldenförmigen Öffnungen 8, 8',8" ergeben sich optimale Strömungsbedingungen innerhalb des Gehäuses 3 , wodurch u.a. die Energieaufnahme des Motors 4 zur Strömungserzeugung auf ein Minimum begrenzt wird.
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Die 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Gehäuses 3 der Vorrichtung 1. Hierin wird deutlich, dass die Seiten 7' und 7" unterschiedlich ausgebildet sind, sodass die zusammengesetzten Seiten 7, 7',7" ein asymmetrisches pyramidenstumpfförmiges Gehäuse 3 bilden. Die Grundplatte 12 des Gehäuses 3 dient u.a. der Befestigung der Vorrichtung 1 an der Schwimmbeckenwand, die hier nicht gezeigt ist.
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Die 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Gehäuses 3 der Vorrichtung 1, aus der deutlich die muldenartigen Vertiefungen der Seiten 7, 7' ersichtlich sind, wobei die Grundfläche der Mulde von einem Lochblech 9 gebildet und abgedeckt wird.
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4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Motors 4 mit einem im hinteren Teil angeordneten Verstellmechanismus, mit dem der Winkel α der Längsachse des Motors 4 zur horizontalen Wasseroberfläche des Schwimmbeckens 2 eingestellt wird. Der Verständnismechanismus besteht im wesentlichen aus 3 Bauteilen, einem abgekanteten im Querschnitt U-förmigen Blech 14, einem Halteblech 15 und einem Stützelement, das aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, was weiter unten näher beschrieben wird. Auf der Welle 17 des Motors 4 ist ein Propeller 5 angeordnet, mit dem bei Rotation des Propellers 5 eine sehr starke einstellbare Strömung innerhalb des Schwimmbeckens erzeugt wird. Die starke Strömung ist von der Drehzahl des Motors 4 abhängig und kann von außen je nach Belieben eingestellt werden. An dem dem Propeller 5 gegenüberliegenden Ende des Motors 4 ist am Flansch 24' des Motorgehäuses 13 ein U-förmig abgekartetes Blech 14 fest mit dem Flansch 24' des Motors 4 verbunden. In den Schenkeln des U-förmig abgekanteten Bleches 14 ist jeweils mindestens eine Bohrung 16 eingearbeitet, durch die ein hier nicht gezeigtes Feststellelement, wie beispielsweise eine Schraube oder ein Bolzen gesteckt wird, um die Grobeinstellung des Winkels α zur Wasseroberfläche einzustellen. Das U-förmig abgekantete Blech 14 ist zwischen zwei Schenkeln des im Querschnitt U-förmig abgewinkelten Halteelements 15 und in der Seitenansicht L-förmig ausgebildeten Bleches angeordnet, das mit mindestens einer Lasche 23 an der Grundplatte 12 des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses 3 lösbar befestigt ist. Im Endbereich der Schenkel des L-förmig ausgebildeten Halteelements 15 sind eine Mehrzahl von Bohrungen 16 angeordnet, die dazu dienen, zusammen mit dem U-förmig abgekannteten Blech 14 die Grobeinstellung des Winkels α zur Wasseroberfläche einzurichten, zum Beispiel 0° oder 3° oder 5° oder 8° oder 10°, was durch den Anwender bestimmt wird. Im hinteren Drittel des Motors 4 ist an geeigneter Stelle unterhalb des Motors ein Stützelement 18,20,27 angeordnet, dass einerseits dazu dient, Kräfte, die auf das Gehäuse 13 des Motors 4 einwirken, abzufangen und andererseits die Feineinstellung des Winkels α der Längsachse des Motors 4 zur Wasseroberfläche zu ermöglichen.
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Die 5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Motors 4 mit dem Verstellmechanismus, der aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt ist, wie weiter oben bereits erwähnt wurde. Der Motor 4 ist in einem wasserdichten Gehäuse 13 angeordnet, dessen Welle -hier nicht gezeigt- in zwei Flanschen 24,24' drehbar gelagert ist. Auf der Welle 17 ist ein Propeller 5 angeordnet, der bei Rotation der Welle eine starke Strömung erzeugt. Im hinteren Teil des Motors 4 ist unterhalb des Motors ein Befestigungselement 22 angeordnet, dass mit dem Stützelement über ein Zwischenstück 21 in Verbindung steht und teilweise die Kräfte, die auf das Gehäuse 13 des Motors 4 einwirken, abzufangen. Um die Einstellung des Winkels α zur Wasseroberfläche überhaupt erst zu ermöglichen, ist das Zwischenstück 21 des Stützelements drehbar im Drehpunkt 25 mit dem Befestigungselement 22 verbunden, wobei der Drehpunkt 25 unterhalb des Motorgehäuses 13 angeordnet ist. Das in der Seitenansicht L-förmig ausgeformte Halteelement 15 dient praktisch als Rahmen für den gesamten Verstellmechanismus der Längsachse des Motors 4. Am Flansch 24' ist ferner eine eine absolut wasserdichte Kabeldurchführung 26 angeordnet, die sowohl die Steuerleitungen als auch die stromführenden Adern für den Motor 4 in das Innere des Motorgehäuses 13 einführt.
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Die 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Motor 4, an dessen einem Ende im Verstellmechanismus angeordnet ist und am gegenüberliegenden Ende des Motors 4 der Propeller 5 auf der Welle 17 des Motors angeordnet ist. Der Motor 4 mit seinem Gehäuse 13 ist mit dem U-förmig abgekarteten Blech 14 fest verbunden, sodass die Auf- und Abbewegung des U-förmig abgekartetes Bleches 14 direkt auf das Gehäuse 13 des Motors 4 übertragen wird. Um die Grobeinstellung des Winkels α zur Wasseroberfläche vorzunehmen, werden die Feststellelemente 27 durch die fluchtenden Bohrungen 16 des Halteblechs 15 und des abgewinkelten U-förmig abgekarteten Bleches 14 geführt, sodass eine lösbare Verbindung zwischen dem U-förmig abgekarteten Blech 14 und dem Halteblech 15 entsteht.
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Die 7 zeigt eine schematische Vorderansicht auf den Motor 4 mit dem Propeller 5 auf der Welle 17 des Motors 4 und einen Teil des Verstellmechanismus unterhalb des Motorgehäuses 13 des Motors 4. Das Stützelement zum Abfangen der Kräfte, die auf das Motorgehäuse 13 einwirken, ist aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt. Das Zwischenstück 21 des Stützelements ist drehbar mit dem Befestigungselement 22 unterhalb des Motorgehäuses 13 verbunden. Unterhalb des Zwischenstücks 21 ist ein Gelenk 20 angeordnet, das als Kugelgelenk ausgebildet ist. Unterhalb des Gelenks 20 ist eine Hülse 29 mit einem Innengewinde angeordnet, in das eine Gewindestange 18 eingreift, mit der die Feineinstellung des Winkels α zur Wasseroberfläche des Schwimmbeckens durchgeführt wird, wobei die Gewindestange 18 mit einer Kontermutter 28 am Halteelement 15 drehsicher festgestellt wird. Die beiden Laschen 23 am Halteelemente 15 dienen der Befestigung des Verstellmechanismus an der Grundplatte 12 des Gehäuses 3.
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Zusammenfassend darf festgestellt werden, dass mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung 1 mit einem speziellen Gehäuse 3 vorgestellt wird, in das ein Unterwassermotor 4 mit einem Verstellmechanismus zur Einstellung des Winkels α zwischen der Längsachse des Motors 4 und der Wasseroberfläche des Schwimmbeckens angeordnet ist. Mit dem Verstellmechanismus innerhalb des Gehäuses 3 lassen sich verschiedene Winkel α zur Wasseroberfläche sowohl grob als auch fein einstellen, um damit ein Optimum der Strömung an der Wasseroberfläche des Schwimmbeckens 2 zu erzielen. Das Gehäuse 3 ist pyramidenstumpfförmig aufgebaut, wobei die Seiten des pyramidenstumpfförmigen Gehäuses 3 strömungsfreundlich ausgeformt sind, sodass die laminare Strömung des Wassers in das Gehäuse 3 hinein nicht durch Verwirbelungen gestört wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/176694 A1 [0002]
- DE 202012011034 U1 [0003]
- DE 3313549 A1 [0004]
- DE 2401040 [0005]
