DE3837789A1 - Kreisfoermiger sandfang fuer kleinere und mittlere wasserkraftanlagen mit tangentialem zulauf und zentripetalem abzug des reinwassers (zyklon-sandfang) - Google Patents
Kreisfoermiger sandfang fuer kleinere und mittlere wasserkraftanlagen mit tangentialem zulauf und zentripetalem abzug des reinwassers (zyklon-sandfang)Info
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sandfang vornehmlich für mittlere und kleinere
Wasserkraftanlagen, der den Eintritt von Geschiebe und Sedimenten in die
Triebwasserleitung (Rohrleitung oder offener Kanal) und damit eine Schädi
gung der Turbinen oder mechanischen Anlageteile durch Verschleiß infolge des
Sandes vermeiden soll.
Kennzeichen der üblichen Sandfänge ist, daß durch eine Verringerung der ho
rizontalen Strömungsgeschwindigkeit «0,3 m/sec das Sandkorn infolge der
vertikalen Sinkgeschwindigkeit, die von der Korngröße, der Form und dem
spezifischen Gewicht abhängig ist, nach dem Durchlauf einer gewissen Strecke
am Boden des geraden Sandfanges angelangt ist, so daß das sandfreie Be
triebswasser an der Oberfläche in Strömungsrichtung über einen Überfall abge
zogen werden kann.
Die Auslegung eines Sandfanges erfolgt in der Regel daher für einen kritischen,
d. h. für die Anlage kennzeichnenden Korndurchmesser des Geschiebes.
Nun ist die Kornzusammensetzung des Geschiebes (Sieblinie), sowie der
Feststoffgehalt des Betriebswassers sehr stark von der Wasserführung, den
geologischen und morphologischen Verhältnissen der Anlage abhängig.
Ebenso sind für die Länge und Größe eines geraden Sandfangbeckens von den
örtlichen Gegebenheiten und damit von der Kostenseite her Grenzen gesetzt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das Betriebswasser in dem
Zyklonsandfang durch den tangentialen Zulauf in eine Drehbewegung versetzt
wird und die Feststoffe je nach Zusammensetzung sich auf einer flacheren oder
steileren spiralförmigen Bahn nach unten bewegen. Die Festteilchen haben
dabei zunächst die Tendenz bei dem tangentialen Zufluß infolge der Massen
trägheit sich am äußeren Rand des Zylinders anzusammen. Die bei Zyklonab
scheidern vor allem wirkende Fliehkraft spielt in diesem Falle eine unterordne
te Rolle.
In der Abwassertechnik sind runde Absetzbecken mit tangentialem Zulauf be
kannt. Hierbei geht es in erster Linie um das Absetzen von Feinstteilen und
kolloidalen Schlämmen, die bei Wasserkraftanlagen weniger stören.
Ebenso sind in der Verfahrenstechnik Zyklone meist in geschlossener Ausfüh
rung bekannt, die auf dem Prinzip der Zentrifugalabscheidung beruhen.
Diese Ausführungen weisen eine wesentlich höhere Zuströmgeschwindigkeit auf
und damit einen relativ hohen Druckverlust.
Als einzige bei Wasserkraftanlagen bekannte Ausführung eines Rundsandfanges
wurde bei einem Seminar des Oskar v. Miller Institutes München (Bericht Nr. 35
1977) über die der Anlage Sizir von Prof. Kazim Cecen berichtet.
Bei dieser Anlage in der Türkei ist der Rundsandfang für grobes Geschiebe zur
Entlastung des eigentlichen geraden Langsandfanges vorgeschaltet. Dabei ist
der Boden des runden Sandfanges eben und enthält in der Mitte eine Öffnung
für den Spülstrom. Das somit vorgereinigte Betriebswasser wird über eine
Schwelle (unvollkommener Überfall) und eine Beruhigungseinrichtung den 2
Längssandfangbecken zugeführt.
Nachfolgend sind prinzipmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher be
schrieben:
Fig. 1 zeigt im Aufriß und Grundriß die erfindungsgemäße Anordnung. Der
rechteckige Zuleitungskanal (1) mit der vertikalen Schwenkklappe (1 a) zur Her
stellung der Rotationsgeschwindigkeit mündet tangential in den im unteren Teil
konischen Rundsandfang (2). Der Neigungswinkel beträgt <10°. Der zylindri
sche Reinwasserbehälter (3) mit Überfallringkante (4) und Reinwasserablauf
(5) wird durch schräggestellte Stützrippen (6) gehalten. Diese Rippen sind
so ausgebildet, daß sich keine Ablagerungen festsetzen können und die Rotation
des Betriebswassers nicht wesentlich abgebremst wird. Die Spülschütze (7)
kann als Innenzylinderschütze oder zweiteilige Außenzylinderschütze ausgebildet
sein, wobei die Zylinderschütze auch horizontal zweiteilig für einen Teilhub
ausgeführt werden kann. Der Antrieb erfolgt über eine Zugstange. Ausfüh
rungsvarianten für kleine Anlagen ohne Stützrippen sind mit Abstützung des
Behälters (3) über ein mit kreuzförmigen Rippen verstärktem Rohr möglich.
Der Spülkanal (8) kann um die vertikale Achse als Bogen mit horizontalem
Schenkel an die örtlichen Verhältnisse angepaßt werden.
Der wesentliche Vorteil des Zyklonsandfanges liegt in der gegenüber einem
Langsandfang geringeren Entwicklung in der Länge. Die hierfür erforderliche
größere Tiefenentwicklung ist in gebirgigem Gelände häufig leichter zu ver
wirklichen, als eine größere Längenentwicklung. Für kleine Anlagen kann hier
mit vorgefertigten Teilen z. B. aus Stahlblech, die gleichzeitig einen Teil der
Schalung darstellen, gearbeitet werden.
Claims (5)
1. Kreisförmiger Sandfang für kleinere und mittlere Wasserkraftanlagen mit
tangentialem Zulauf und zentripetalem Abzug des Reinwassers für wechselnde
Wasserführung mit unterschiedlicher Kornzusammensetzung, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit unabhängig von der Geschwindigkeit im
Zuführungskanal (1) durch eine um eine vertikale Achse drehbare Klappe (1 a)
auf der Innenseite des Zuführungskanals durch Veränderung des Durchfluß
querschnittes eingestellt werden kann und die Sandkörner je nach Korngröße
sich auf einer steileren oder flacheren Sinkspirale am Grund des konischen
Absatzbeckens mit einem Neigungswinkel <10° absetzen.
2. Kreisförmiger Sandfang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im
unteren konischen Teil des Absatzbeckens sich ansammelnden Sedimente über
einen mit einer Zylinderschütze versehenen Spülauslaß kontinuierlich oder in
termittierend abgeführt werden.
Die Drehgeschwindigkeit kann nach Anspruch 1 unabhängig von der Geschwin
digkeit im Zulaufkanal durch eine verstellbare Klappe eingestellt werden oder
durch den Wegfall der Klappe (1 a) der Zuströmgeschwindigkeit im Zuström
kanal entsprechen.
3. Kreisförmiger Sandfang nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abflußrichtung des Spülstromes unabhängig von der Zuflußrichtung über
einen um eine vertikale Achse gedrehten Krümmer nach jeder Richtung möglich
ist.
4. Kreisförmiger Sandfang nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reinwasser über eine kreisförmige Überfallkante zentripetal in ein
zylindrisches Sammelbecken mit Konus fällt und über einen horizontalen Ab
flußstutzen durch den Behälter des Rundsandfangs (2) ebenfalls in jede Rich
tung nach außen weitergeleitet werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3837789A DE3837789A1 (de) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | Kreisfoermiger sandfang fuer kleinere und mittlere wasserkraftanlagen mit tangentialem zulauf und zentripetalem abzug des reinwassers (zyklon-sandfang) |
Applications Claiming Priority (1)
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DE3837789A DE3837789A1 (de) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | Kreisfoermiger sandfang fuer kleinere und mittlere wasserkraftanlagen mit tangentialem zulauf und zentripetalem abzug des reinwassers (zyklon-sandfang) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3837789A1 true DE3837789A1 (de) | 1990-05-10 |
Family
ID=6366677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3837789A Withdrawn DE3837789A1 (de) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | Kreisfoermiger sandfang fuer kleinere und mittlere wasserkraftanlagen mit tangentialem zulauf und zentripetalem abzug des reinwassers (zyklon-sandfang) |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3837789A1 (de) |
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-
1988
- 1988-11-08 DE DE3837789A patent/DE3837789A1/de not_active Withdrawn
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DE102014108056B4 (de) | 2014-06-06 | 2018-05-17 | Jürgen Kuhn und Michael Kuhn Grundstücksverwaltungs- und verpachtungs GbR (Vertretungsberechtigter Gesellschafter der GbR: Michael Kuhn, 74746 Höpfingen) | Wasserbehandlungseinrichtung mit einer Sedimentationseinrichtung und Kläranlage mit der Wasserbehandlungseinrichtung |
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