DE19618300C2 - Durchströmte Tauchwand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchwand in paralleler Zuordnung zu einer Überlaufschwelle eines Kanalisationsbauwerks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Tauchwände sind durch die Druckschriften DE 40 31 479 A1, DE 33 05 409 A1, EP 690179 A1, AT 393527 B bekannt geworden.

Kanalisationsanlagen für Regen- oder Mischwasser enthalten üblicherweise Speicherbauwerke, z. B. Regenbecken oder Regenüberlaufbecken, aus denen aufgestautes Regenwasser in begrenzter Abflußmenge einem Vorfluter bzw. einer Kläranlage zugeführt wird. Um bei gefülltem Stauraum nachfolgende Zuflußmengen in den Vorfluter leiten zu können, ist im Speicherbecken oder in dessen Zulaufkanal eine Überlaufschwelle vorgesehen. Weil dabei ver­ hindert werden muß, daß auf dem oder in Nähe des Stauspiegels befindliche schwimmende Schmutzstoffe mit in den Vorfluter abgegeben werden, ver­ wendet man üblicherweise eine vor der Überlaufschwelle parallel zu dieser angeordnete Tauchwand.

Neben hängenden Tauchwänden, die an einer oberhalb des Überlaufberei­ ches angeordneten Tragkonstruktion, z. B. an der Deckwand eines Zulauf­ schachtes/-kanals oder Speicherbeckens, montiert sind und mit Abstand von der Überlaufschwelle in den Aufstau hineinragen (AT 393527 B), sind sogenannte aufschwimmende Tauchwände bekannt, die nur auf der Oberfläche schwim­ mende Schmutzstoffe zurückhalten, jedoch bei über die Schwellenhöhe an­ steigendem Zufluß sämtliche zwischen Schwellenhöhe und dem Spiegel des Zulaufwassers befindlichen Schmutzstoffe in den Vorfluter überströmen las­ sen (DE 40 31 479 A1, EP 690 179 A1). Bauwerksbedingt treten häufig Fälle auf, bei denen weder aufgehängte noch aufschwimmende Tauchwände bestimmungsgemäß eingesetzt werden können, beispielsweise dann, wenn das Zuflußrohr parallel und nahe oder tangential zur Schwelle verläuft. Wenn eine hängende Tauchwand aus bauli­ chen Gründen oberhalb des Querschnittes des Zulaufrohres/-kanals ange­ bracht werden muß, gelangen die Schwimmstoffe auch hinter die Tauch­ wand in den zwischen dieser und der Überlaufschwelle befindlichen Ab­ stand, so daß sie ungehindert über die Schwelle in den Vorfluter gelangen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Tauchwand, die sich unabhängig von den jeweils bestehenden baulichen Verhältnissen auf einfache Weise montieren läßt und in der Lage ist, bei an­ steigendem oder absinkendem Wasserspiegel oder auch bei stationärem Be­ trieb auf und in der Nähe des Wasserspiegels den Abfluß schwimmender Schmutzstoffe über eine Überlaufschwelle wirksam zu verhindern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere bezüglich der waagerechten Überlaufströmungsrichtung auf­ wärts geneigte Lamellen mit Abständen übereinander in einer vor der Schwelle angeordneten Baugruppe vereinigt sind, deren Vertikalmaß am stromabseitigen Ende mindestens der Überlaufhöhe entspricht und deren unterste Lamelle am stromabseitigen Ende an die Oberseite der Schwelle anschließt.

Mit der vorgeschlagenen Bauweise entsteht eine je nach Aufstauhöhe in den Abständen zwischen den übereinander angeordneten Lamellen durchströmte Tauchwand, mit der das Ziel der wirksamen Zurückhaltung von auf dem Stauspiegel schwimmenden oder dahin auftreibenden Schmutzstoffen durch ein neuartiges Funktionsprinzip vorteilhaft erreicht wird. Die erfindungsge­ mäße Tauchwand findet insbesondere dort Anwendung, wo herkömmliche hängende oder aufschwimmende Tauchwände aufgrund baulicher Verhält­ nisse nicht sinnvoll eingesetzt werden können. Da die Tauchwand direkt an der Schwelle angebracht wird bzw. anliegt, entfällt dazwischen jeglicher Spalt, durch den sonst Schwimmstoffe hindurchtreten. Die kaskadenartige Anordnung der aufeinander abgestimmten Lamellen bewirkt das Zurückhal­ ten der Schwimmstoffe, da das über die Schwelle abfließende Wasser stets unterhalb der Oberfläche abgezogen wird, bevor es durch die Lamellenab­ stände und die Schwelle abfließt. Diese Wirkung ist davon unabhängig, ob sich der Wasserspiegel gerade hebt oder senkt oder ob stationärer Betrieb herrscht.

Ausführungsbeispiele einer bekannten Tauchwand sowie einer Tauchwand gemäß der Erfindung mit weiteren Merkmalen und Vorteilen sind nachfol­ gend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Speicher-Zulaufkanal mit einer Überlaufschwelle und einer an der Kanaloberseite befestigten hängenden Tauchwand nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 einen Speicher-Zulaufkanal in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 1 mit einer durchströmten Tauchwand gemäß einer Ausführungs­ form der Erfindung, und

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform einer von links nach rechts durchströmten Tauchwand gemäß der Erfindung, bei der der Querschnitt an der Anströmseite gegenüber dem der Abströmseite vergrößert ist.

Eine entsprechend Fig. 1 in einem Mischwasserkanal 10 an dessen Deckwand 12 eine bekannte hängend befestigte Tauchwand 14 befindet sich mit ihrem unteren Ende vor und unterhalb der Oberkante einer seitlich im Kanal seitlich angeordneten Überlaufschwelle 16. Sie hat die Aufgabe, über die Zuflußleitung 18 in den Kanal 10 bzw. ein anschließendes Speicherbecken eingetragene Schwimmstoffe daran zu hindern, über die Schwelle 16 in den dahinter angeschlossenen Vorfluter zu entweichen. Fig. 1 zeigt einen Zu­ stand, bei dem der Spiegel des angestauten Mischwassers über die Oberkan­ te der Überlaufschwelle 16 angestiegen ist, so daß die eingezeichnete Ent­ lastung zum Vorfluter hin stattfindet.

Die im Stauvolumen enthaltenen Schwimmstoffe sind zwar vereinfacht in gleichmäßiger Verteilung angedeutet, sie steigen jedoch in beruhigten Berei­ chen des Aufstaus aufgrund ihres Auftriebs zur Wasseroberfläche, um sich, wie bei 20 angedeutet, in größerer Menge anzusammeln. Die bekannte Tauchwand 14 ist in diesem Zustand wirksam, die nahe der Oberfläche an­ gesammelten Schmutzstoffe 20 vom Abfluß in den Vorfluter zurückzuhalten. Wenn die Tauchwand 14 in der Nähe oder, wie in Fig. 1 gezeigt, teilweise über dem Querschnitt der Zuflußleitung 18 angeordnet ist, können von dort eingetragene Schwimmstoffe ohne weiteres auch hinter die Tauchwand ge­ langen und mit der Überlaufströmung direkt in den Vorfluter abfließen. Sollte der ohnehin diskontinuierliche Zufluß bei Regenende nach vorherigen starken Zuflüssen abrupt aufhören, bewirkt die Tauchwand 14 einen verzö­ gerten Überlauf-Abfluß mit der Folge, daß der Stauspiegel links von der Tauchwand 14 bezüglich Fig. 1 schneller absinkt und dadurch einen uner­ wünschten Hebereffekt mit der Folge ausübt, daß die rechts von der Stau­ wand angesammelten Schwimmstoffe um das untere Ende der Tauchwand herum angesaugt und zum Abfluß in den Vorfluter über die Schwelle 16 hinweg angehoben werden.

Diese nachteiligen Wirkungen sind bei der in Fig. 2 gezeigten Tauchwand gemäß der Erfindung vollständig beseitigt, die direkt an der Schwelle 16 an­ liegt, so daß zwischen Tauchwand und Schwelle kein vertikaler Spalt für beim Auftauchen hindurchtretende Schwimmstoffe verbleibt. Die Tauch­ wand gemäß der Erfindung besteht aus mehreren, im Beispiel vier, bezüglich der etwa waagerechten Überlaufströmungsrichtung um z. B. 45° aufwärts geneigten Lamellen 22, die mit vorzugsweise gleichen, nach hydraulischen Erfordernissen ausgelegten Abständen übereinander in einer Baugruppe ge­ halten und vereinigt sind.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lamellen 22 sowohl am stromaufseitigen als auch stromabseitigen Ende durch waagerechte Ab­ schnitte 24 bzw. 26 versteift. Die vorzugsweise aus gekanteten Blechen bestehenden Lamellen 22 sind endseitig an senkrechten Montageplatten 26 befestigt, deren Länge in Strömungsrichtung etwa der Lamellenlänge bei senkrechter Projektion entspricht. Die in Richtung der Überlaufschwelle 16 entsprechend Fig. 2 verlaufende Lamellen-Baugruppe kann mit ihren Mon­ tageplatten 26 z. B. an den die Schwelle seitlich begrenzenden Bauwerks­ wänden oder an der Schwelle so befestigt werden, daß die Kante des waage­ rechten Abströmendes 26 an oder auf der Schwelle 16 aufliegt.

Als Tauchwand für längere Überlaufschwellen können mehrere aus Lamel­ len 22 und endseitigen Montageplatten 26 bestehende Baugruppen über die Montageplatten in einer Flucht miteinander verbunden, verschraubt oder verschweißt werden. Andererseits können in einer einzigen der Schwellen­ länge entsprechend langen Baugruppe zur Versteifung senkrechte Zwi­ schenplatten (nicht gezeigt) vorgesehen sein, wobei an diesen Zwischen­ wänden beidseitig die Enden kürzerer Lamellen 22 befestigt sind. Falls die örtlichen Verhältnisse eine seitliche Befestigung der Tauchwand nicht zulas­ sen, können sowohl die endseitigen Montageplatten als auch die Zwischen­ platten obere Anschlußflansche oder -winkel zur Befestigung an einer obe­ ren Tragkonstruktion aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können Montage- und Zwischenplatten Anschlüssen zur Abstützung bzw. Befestigung an der Schwelle selbst versehen sein.

Die Höhe der Tauchwand von Oberkante der Schwelle 16 bis zur Abstrom­ kante 26 der obersten Lamelle ist etwas größer als die größte berechnete oder gemessene Überlaufhöhe hü des Aufstaus über der Schwelle 16. Wenn hü dem in Fig. 2 eingezeichneten Stauspiegel p entspricht, ist t das durch die Anströmkante 24 der obersten Lamelle bestimmte Maß für die oberste Schichthöhe des Aufstaus, aus der kein Wasser und keine Schwimmstoffe zu Überlauf abgezogen werden.

Häufig führen hohe Anströmgeschwindigkeiten im Bereich der Überlauf­ schwelle 16 dazu, daß Schwimmstoffe in Richtung zur Entlastungsseite mit­ gerissen werden, bevor sie bis an die Wasseroberfläche gelangen und dort zurückgehalten werden können. Die durchströmte Tauchwand gemäß der Erfindung ist in der Lage, die Anströmgeschwindigkeit vor dem Überfall soweit zu reduzieren, daß der von der durchströmten Tauchwand auf die Schwimmstoffe ausgeübte Ansaugeffekt weitestgehend beseitigt wird. Ent­ sprechend Fig. 3 besteht die von links angeströmte abgeänderte Tauchwand aus Lamellen 22, die wenigstens teilweise zueinander unterschiedliche Nei­ gungswinkel aufweisen, die im Beispiel zwischen etwa 60° und 70° zur Waagerechten differieren. Ausgehend von waagerechten Abströmabschnit­ ten 26 oberhalb der Überlaufschwelle 16, für die der Abströmquerschnitt A2 in Fig. 3 schematisch eingezeichnet ist, haben die übereinander angeordne­ ten Lamellen 22 von unten nach oben flachere Neigungen, so daß ihre stromauf seitigen Enden bzw. die dort angeschlossenen Anströmabschnitte 24 einen größeren schematisch dargestellten Anströmquerschnitt A1 bilden.

Die vom Stauspiegel. p vor der Überlaufschwelle 16 beeinflußte Überlauf­ menge, die dem Abströmquerschnitt A2 der Tauchwand proportional ist, saugt durch die Lamellenabstände hindurch die entsprechende Flüssigkeits­ menge nach, wobei jedoch aufgrund des größeren Anströmquerschnittes A1 die Ansaug- bzw. Anströmgeschwindigkeit verringert ist. Durch Variation des Anstellwinkels der einzelnen Lamellen 22 wird somit eine gezielte Auf­ fächerung des eigentlichen Überlaufquerschnittes bewirkt. Damit ist die Anströmgeschwindigkeit vor dem Überfall soweit reduziert, daß Schwimm­ stoffe vor allem während des kritischen Auftauchvorganges nicht mehr von der Tauchwand angesaugt werden, sondern sich ungehindert zur Wasser­ oberfläche bewegen können.

Claims (10)

1. Tauchwand in paralleler Zuordnung zu einer Überlaufschwelle eines Ka­ nalisationsbauwerkes, z. B. eines Speicherbeckens oder Zulaufkanals, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere bezüglich der waagerechten Überlaufströmungsrichtung (s) aufwärts geneigte Lamellen (22) mit Abständen übereinander in einer vor der Überlaufschwelle (16) angeordneten Baugruppe vereinigt sind, deren Vertikalmaß am stromabseitigen Ende mindestens der Überlaufhöhe (hü) entspricht und deren unterste Lamelle am stromabseitigen Ende an die Ober­ seite der Schwelle (16) anschließt.

2. Tauchwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (22) endseitig an senkrechten Montageplatten (28) befestigt sind, deren Länge (in Strömungsrichtung) etwa der senkrechten Projektionslänge der in der Baugruppe übereinander angeordneten Lamellen entspricht.

3. Tauchwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei längeren Überlaufschwellen (16) mehrere aus Lamellen (22) und Montageplatten (28) bestehende Baugruppen über die Montageplatten (26) in einer Flucht miteinander verbunden sind oder in einer einzigen langen Baugruppe senkrechte Zwischenwände vorgesehen sind, an denen beidseitig die Enden entsprechend kürzer bemessener Lamellenabschnitte befestigt sind.

4. Tauchwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die senkrechten Zwischenwände obere Anschlußflansche oder dergleichen Anschlußmittel zur Befestigung an einer oberen Tragkonstruktion des Bau­ werkes aufweisen.

5. Tauchwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die geneigten Lamellen (22) an mindestens einem ihrer strom­ auf und stromabseitigen Enden im wesentlichen waagerecht verlaufende Anström- bzw. Abströmabschnitte (24 bzw. 26) aufweisen.

6. Tauchwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Neigungswinkel der Lamellen (22) ungefähr 45° zur Waa­ gerechten beträgt.

7. Tauchwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb einer Baugruppe mehr als zwei, z. B. vier Lamellen (22) jeweils unter gleichen Abständen übereinander angeordnet sind.

8. Tauchwand nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb einer Baugruppe mit Abstand übereinander gehaltenen Lamellen aufgrund mindestens teilweise zueinander unterschiedlicher Nei­ gungswinkel eine an der Anströmseite gegenüber der Abströmseite aufgefä­ cherte Anordnung bilden.

9. Tauchwand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ver­ größerung des Querschnittes der Lamellenbaugruppe an der Anströmseite gegenüber dem der Abströmseite die Anströmgeschwindigkeit im Eingangs­ bereich der Baugruppe auf für den Auftauchvorgang auftreibende Schwimmstoffe unkritische Werte reduziert ist.

10. Tauchwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lamellenbaugruppe mit ihren Montage- und/oder Zwischenwänden (28) in der Weise am Kanalisationsbauwerk befestigt ist, daß die Abströmkante (26) der unterste Lamelle an der Überlaufschwelle (16) im wesentlichen anliegt oder aufliegt.