WO2024119203A1 - Flow system for generating a counterflow - Google Patents
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Definitions
- bypass channel inlet is arranged behind the bypass channel outlet, pointing against the counterflow direction, and the bypass channel inlet and bypass channel outlet are formed essentially straight with respect to their centers.
- This provides the advantage that a return flow which is deflected by the front wall of the water basin can be absorbed particularly efficiently by the at least one bypass channel inlet.
- the straightness of the bypass channel leads to a particularly directed and conditioned counterflow, whereby the lack of bends and other deformations or deflections means that the bypass channels can flow through and the core area of the flow can be filled with particularly little loss.
- the drive channel outer edge has the cross-sectional shape of a shell of frontal flat projections of the subject, below the waterline.
- Adapted countercurrent can be understood to mean that, for example, the torso of a swimmer, which represents the greatest resistance to the countercurrent when swimming on its stomach, is particularly exposed to the flow. If the countercurrent only flows against this area, firstly, less engine power or drive power needs to be applied, since less water needs to be accelerated around the swimmer. Secondly, this creates more space for the return flow, which inevitably has an inverse flow velocity to the countercurrent, whereby flowing past one another always entails losses.
- Fig. 3 shows a section of the perforated plate of the flow device of Fig. 1 and Fig. 2 in detail.
- Fig. 5 shows a flow system with a flow device in a water basin.
- Fig. 6 shows a frontal view of a swimmer in a freestyle swimming movement, a contour of a drive channel outer edge and a contour of the cross-section of the countercurrent flow.
- Fig. 19 shows the flow device of Fig. 1 and a complete flow in a water basin out of the drive channels and bypass channels.
- Fig. 1 shows a flow device 3 comprising a flow drive 6, which is driven by at least one motor 7 of the flow device 3, and a drive channel 8, in which a pressure difference between at least one drive channel inlet 9 and at least one drive channel outlet 10 can be generated by the flow drive 6, wherein the drive channel inlet 9 and drive channel outlet 10 are arranged below a water line 11 of the water basin 2, and wherein the drive channel outlet 10 is aligned to output the counterflow 4 along a counterflow direction 12.
- the flow device 3 has three bypass channels 13, wherein each bypass channel 13 comprises a bypass channel inlet 14 and a bypass channel outlet 15, wherein each bypass channel 13 is spaced from a drive channel outer edge 16. the bypass channel outlets 15 are aligned along the counterflow direction 12.
- bypass channels 13 penetrate the drive channel 8. It should be noted that the bypass channels 13 can also be openly connected to the drive channel outer edge 16.
- the flow device described in Fig. 1 is shown in Fig. 19 in the context of a flow system with a water basin and subject 5.
- Fig. 20 shows the flow system of Fig. 19 in a top view.
- the bypass channel inlets 14 are arranged behind the respective bypass channel outlet 15 pointing against the counterflow direction 12, the respective bypass channel inlet 14 and respective bypass channel outlet 15 being essentially straight in relation to their centers 17.
- Fig. 2 in which the flow device 3 from Fig. 1 is shown in frontal view, it is clear how this feature is represented.
- the three bypass channels 13 are free of bends in frontal view and the bypass channel inlets 14 and bypass channel outlets 15 are arranged one behind the other. It should also be understood that the bypass channels 13 can also be arranged at an angle to the counterflow direction 12.
- the bypass channel inlets 14 can be designed with curves or bevels for low-loss inflow.
- Fig. 14 shows a further embodiment of a flow device 3, wherein ten bypass channels 13 are arranged in a funnel-shaped drive channel outlet 10. It can be seen that the flow drive and motor 9 are arranged one behind the other in a frontal plane projection.
- Another way to provide a swirl-free flow is to use two opposing drive channels that converge in a Y-shape or T-shape, each with a flow drive.
- the swirl is emitted in opposite directions and at the same magnitude by each flow drive, in order to produce a swirl-free flow.
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Abstract
Description
Strömungssystem zum Erzeugen einer Gegenströmung Flow system for generating a counterflow
Die Erfindung betrifft ein Strömungssystem umfassend ein Wasserbecken und zumindest ein Strömungsgerät zum Erzeugen einer Gegenströmung für ein Subjekt in dem Wasserbecken, wobei das Strömungsgerät folgendes umfasst: zumindest einen Strömungsantrieb, der von zumindest einem Motor des Strömungsgeräts angetrieben wird, und zumindest einen Antriebskanal, in dem, durch den Strömungsantrieb, eine Druckdifferenz zwischen zumindest einem Antriebskanaleinlass und zumindest einem Antriebskanalauslass erzeugbar ist, wobei der Antriebskanaleinlass und Antriebskanalauslass unter einer Wasserlinie des Wasserbeckens angeordnet sind, und wobei der Antriebskanalauslass zur Ausgabe der Gegenströmung entlang einer Gegenströmungsrichtung ausgerichtet ist. The invention relates to a flow system comprising a water basin and at least one flow device for generating a countercurrent for a subject in the water basin, wherein the flow device comprises: at least one flow drive which is driven by at least one motor of the flow device, and at least one drive channel in which, by means of the flow drive, a pressure difference can be generated between at least one drive channel inlet and at least one drive channel outlet, wherein the drive channel inlet and drive channel outlet are arranged below a water line of the water basin, and wherein the drive channel outlet is aligned to output the countercurrent along a countercurrent direction.
Der Zweck des Strömungssystems, bzw. einer Gegenstromanlage besteht darin, die Möglichkeit zu schaffen, in einem Wasserbecken, bzw. Schwimmbecken einem Subjekt, welches in der Regel ein Mensch ist, der Schwimmbewegungen durchführt, an Ort und Stelle zu halten, indem eine Gegenströmung bereitgestellt wird. Durch das Aufbringen eines definierten Volumenstroms bei einer definierten Strömungsgeschwindigkeit im Wasser kann das Subjekt in einer festen, bzw. konstanten, gleichbleibenden, Position in Bezug auf das Wasserbecken gehalten werden, ohne dabei den Rand des Wasserbeckens zu erreichen. The purpose of the flow system or a countercurrent system is to create the possibility of keeping a subject, which is usually a human being who is performing swimming movements, in place in a water basin or swimming pool by providing a countercurrent. By applying a defined volume flow at a defined flow speed in the water, the subject can be kept in a fixed or constant, consistent position in relation to the water basin without reaching the edge of the water basin.
Gegenstromanlagen gemäß dem Stand der Technik umfassen im Allgemeinen einen einzelnen Strömungsauslass, bzw. Antriebskanalauslass, aus welchem eine Gegenströmung in Richtung des Schwimmers ausgegeben wird. In manchen Gegenstromanlagen wird auch ein Ablenkelement verwendet, um eine gerichtete Gegenströmung zu erhalten. Ein wesentlicher Nachteil bekannter Gegenstromanlagen ist dabei, dass trotz des Einsatzes der Ablenkelemente, oder einer angepassten Form des Auslasses der tatsächliche Bewegungsquerschnitt bzw. Bewegungsraum eines schwimmenden Anwenders unzureichend homogen angeströmt wird. Auch nehmen bekannte Gegenstromanalagen, wenn diese im Wasserbecken eingesetzt werden, viel Platz in Anspruch, oder geben eine schwache Gegenströmung ab. Countercurrent systems according to the state of the art generally comprise a single flow outlet or drive channel outlet from which a countercurrent is emitted in the direction of the swimmer. In some countercurrent systems, a deflection element is also used to obtain a directed countercurrent. A significant disadvantage of known countercurrent systems is that, despite the use of deflection elements or an adapted shape of the outlet, the actual movement cross-section or movement space of a swimming user is not flowed against in an insufficiently homogeneous manner. Known countercurrent systems also take up a lot of space when used in a water pool or emit a weak countercurrent.
Unter einer wünschenswerten homogenen, bzw. unter einer homogenisierten Gegenströmung, wird im Allgemeinen verstanden, dass die Strömung im Bereich des Subjekts geringe Turbulenzen, Verwirbelungen und Verstörungen aufweist, und auch keine asymmetrischen Strömungsprofile vorliegen. Auch Pulsationen können eine Bewegung im Wasser stören. Diese wünschenswerte homogenisierte Gegenströmung wird in bekannten Gegenstromanalgen, in der Regel, nicht erreicht. Dieser Umstand ist darin zu begründen, da beim Erzeugen einer Gegenströmung, bzw. Strömung durch einen Propeller, wie er im Mehrheitlichen Anwendung findet, inhärent Drall, und ein ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil der Gegenströmung aufgeprägt wird. Ebenso kann auch das Umlenken einer Strömung mittels eines Krümmers der Gegenströmung drallbehaftete, bzw. inhomogene Strömungsstrukturen aufprägen, welche einerseits mit höherer Dissipation, und damit Verlusten der kinetischen Energie der Gegenströmung einhergehend sind, und andererseits einen gleichmäßigen Bewegungsablauf eines Subjekts stören oder verunmöglichen können. A desirable homogeneous or homogenized countercurrent is generally understood to mean that the flow in the area of the subject has little turbulence, eddies and disturbances, and that there are no asymmetrical flow profiles. Pulsations can also disrupt movement in the water. This desirable homogenized counterflow is generally not achieved in known counterflow systems. This is because when a counterflow or flow is generated by a propeller, as is the case in most cases, the counterflow is inherently subjected to swirl and an uneven speed profile. Likewise, diverting a flow using a bend in the counterflow can impose swirl-affected or inhomogeneous flow structures, which on the one hand are associated with higher dissipation and thus losses of the kinetic energy of the counterflow, and on the other hand can disrupt or make impossible a subject's smooth movement.
Einige der Gegenstromanlagen aus dem Stand der Technik erkennen zwar diese Probleme, versorgen den Bewegungsraum, bzw. Bezugsraum eines Subjekts mit einer sehr inhomogenen Gegenströmung. Außerdem verursachen Ablenkelemente, bzw. Krümmer, durch Verengungen, bzw. Aufweitungen des Strömungquerschnitts, oder das Strömen durch Gleichrichter Öffnungen und der damit verbundenen erhöhten Reibung bzw. auch Strömungsumlenkung, große Verluste an kinetischer Energie der Strömung und Druckverluste. Dies erfordert in Folge stärkere Strömungsantriebe, welche in der Regel einen größeren Bauraum einnehmen. Some of the countercurrent systems from the state of the art recognize these problems, but supply the movement space or reference space of a subject with a very inhomogeneous countercurrent. In addition, deflection elements or bends cause large losses of kinetic energy of the flow and pressure losses due to narrowing or widening of the flow cross-section, or the flow through rectifier openings and the associated increased friction or flow deflection. This consequently requires stronger flow drives, which usually take up more space.
Eine weitere Problematik, welche sich bei bekannten Gegenstromanlagen stellt, ist die der Produktsicherheit. Eine der häufigsten Todesursachen für Kleinkinder ist das Ertrinken in Wasserbecken, auch verursacht von Gegenstromanalgen, welche baulich bedingte Gefahrenstellen aufweisen. Aus diesem Grund gelten im Allgemeinen strenge Richtlinien in öffentlichen Wasserbecken in Bezug auf Gegenstromanalgen. Another problem that arises with known counter-current systems is product safety. One of the most common causes of death for small children is drowning in pools, also caused by counter-current systems that have structurally-related hazards. For this reason, strict guidelines generally apply in public pools with regard to counter-current systems.
Gefahren, und damit Mängel der Produkts! cherheit, gehen vor allem von großen Unterdrücken, bzw. Ansaugdrücke am Antriebskanaleinlass von Gegenstromanlagen aus. Durch ein Ansaugen, vor allem von Kindern und gebrechlichen Personen, entsteht erhöhte Gefahr des Ertrinkens dieser. Dangers, and thus product safety deficiencies, arise primarily from high negative pressures or suction pressures at the drive channel inlet of countercurrent systems. Suction, especially of children and frail people, increases the risk of them drowning.
Ein weiterer Faktor der Produktsicherheit ist, dass in vielen bekannten Anlagen ein Propeller als Strömungsantrieb Anwendung findet, um die Gegenströmung bereitzustellen. Besonders lange Haare stellen ein Risiko dar, da viele Gegenstromanlagen aufgrund der Platzlimitationen in einem Wasserbecken, oft sehr klein ausgeführt werden müssen, wodurch ein Einziehen von Haaren in den Propeller begünstigt ist. Dabei ist erneut die größte Gefahr ein mögliches Ertrinken, bedingt durch ein Verfangen, bzw. Klemmen von Haaren im Propeller. Another factor in product safety is that in many well-known systems a propeller is used as a flow drive to provide the countercurrent. Long hair in particular poses a risk, as many countercurrent systems often have to be made very small due to the space limitations in a water basin, which makes it easier for hair to get caught in the propeller. The greatest danger here is again possible drowning due to hair becoming caught or trapped in the propeller.
Eine weitere Gefahrenquelle ist ein Einklemmen unter, oder hinter einer Gegenstromanlage. Another source of danger is getting trapped under or behind a counter-current system.
Eine Gegenstromanlage des Standes der Technik ist in der EP3653275A1 offenbart. Die Gegenstromanlage ist dabei mit einem, an einem Motor gekoppelten, Propeller ausgeführt, an welchem ein Kanal angeschlossen ist, über welchen das Wasser in einem Wasserbecken geleitet wird. Die Auslassdüse kann dabei so ausgeführt sein, dass der Querschnitt der Öffnung oval-förmig ist. A countercurrent system of the prior art is disclosed in EP3653275A1. The countercurrent system is designed with a propeller coupled to a motor, to which a channel is connected, through which the water is directed into a water basin. The outlet nozzle can be designed such that the cross-section of the opening is oval-shaped.
Ein weiteres Beispiel für eine bekannte Gegenstromanlage, welche einen Gleichrichter, bzw. Auslassdiffusor aufweist, wird in der US4665572A offenbart. Dieser Gleichrichter soll eine geschichtete Gegenströmung bereitstellen, wobei lamellenartige Strukturen, bzw. Ablenkelemente, im Auslass der Strömung ausgebildet sind, um die Gegenströmung aufzuteilen und zu begradigen. Another example of a known countercurrent system having a rectifier or outlet diffuser is disclosed in US4665572A. This rectifier is intended to provide a layered countercurrent flow, with lamellar structures or deflection elements being formed in the outlet of the flow in order to divide and straighten the countercurrent flow.
Die DE2401040A1 offenbart eine Gegenstromanlage für Schwimmbäder, wobei die Wasseraustrittsdüse einen angepassten Querschnitt aufweist, welcher einem Schwimmer eine günstigere Querschnittsform des Wasserstroms mit gleicher Intensität bereitstellen soll, und dabei einen geringen Aufwand benötigen soll. Die oben beschriebenen Problematiken, bzw. Nachteile werden aber auch bei dieser Gegenstromanlage nicht ausreichend erkannt. DE2401040A1 discloses a countercurrent system for swimming pools, where the water outlet nozzle has an adapted cross-section, which is intended to provide a swimmer with a more favorable cross-sectional shape of the water flow with the same intensity, while requiring little effort. However, the problems and disadvantages described above are not sufficiently recognized in this countercurrent system either.
Die Aufgabe der Erfindung kann, im Lichte des Stands der Technik, darin gesehen werden, eine Lösung für die vorstehenden Nachteile bekannter Gegenstromanlagen bereitzustellen. Primär soll eine, im Vergleich zum Stand der Technik, kompaktere Lösung zum Bereitstellen einer homogenisierten Gegenströmung für ein Subjekt in einem Wasserbecken aufgezeigt werden, wobei die benötige Antriebsleistung dafür nicht erhöht wird. In light of the prior art, the object of the invention can be seen as providing a solution to the above-mentioned disadvantages of known countercurrent systems. The primary aim is to demonstrate a more compact solution for providing a homogenized countercurrent for a subject in a water basin compared to the prior art, without increasing the required drive power.
Erfindungsgemäß wird die vorliegende Aufgabe dadurch gelöst, indem ein Strömungsgerät des Strömungssystems, oder ein Zusammenschluss von zumindest zwei Strömungsgeräten, zumindest einen Nebenstromkanal mit einem Nebenstromkanaleinlass und einem Nebenstromkanalauslass umfasst, wobei der zumindest eine Nebenstromkanal, zumindest teilweise beabstandet von einem Antriebskanalrand ist, und wobei der Nebenstromkanalauslass im Wesentlichen entlang der Gegenströmungsrichtung ausgerichtet ist. Durch den zumindest einen Nebenstromkanal sind zwei wesentliche Vorteile verbunden, die zum Lösen der gestellten Aufgabe beitragen. According to the invention, the present object is achieved in that a flow device of the flow system, or a combination of at least two flow devices, comprises at least one bypass channel with a bypass channel inlet and a bypass channel outlet, wherein the at least one bypass channel is at least partially spaced from a drive channel edge, and wherein the bypass channel outlet is aligned substantially along the counterflow direction. The at least one bypass channel offers two essential advantages that contribute to solving the problem at hand.
Erstens wird durch den Nebenstromkanal hindurch zusätzliches Wasser mit der erzeugten Strömung des Antriebskanals mitgerissen, sodass die resultierende Gegenströmung, im Vergleich zu einem Strömungsgerät ohne erfindungsgemäßem Nebenstromkanal, bei gleicher Antriebsleistung einen erhöhten Volumenstrom bereitstellt. Dies ermöglicht es, den Motor und/ oder den Strömungsantrieb des erfindungsgemäßen Strömungsgeräts zu kompaktieren, wodurch in Summe ein kleineres und günstigeres Strömungsgerät bereitgestellt werden kann. Ein kompakteres Strömungsgerät ist auch einfacher zu transportieren, aufzubauen, und nimmt auch weniger Platz in einem Wasserbecken ein, wodurch für ein Subjekt mehr Bewegungsraum vorliegt. Firstly, additional water is entrained through the bypass channel with the flow generated by the drive channel, so that the resulting counterflow provides an increased volume flow with the same drive power compared to a flow device without the bypass channel according to the invention. This makes it possible to compact the motor and/or the flow drive of the flow device according to the invention, which in total makes it possible to provide a smaller and cheaper flow device. A more compact flow device is also easier to transport and set up, and also takes up less space in a water basin, which means that there is more room for a subject to move.
Zweitens wird durch den zumindest einen Nebenstromkanal ein weiterer Zulauf für mitgerissenes Wasser bereitgestellt, welches die Gegenströmung, bzw. den Freistahl, bzw. Freistrahlen aus dem Antriebkanal mit zusätzlichem Wasser versorgt. Dies hat zur Folge, dass ein Querschnitt um das Subjekt großflächig mit einer Gegenströmung beströmt wird. Wäre kein Nebenstromkanal ausgebildet, würden sich im Falle eines einzigen aus dem Antriebskanals austretende Freistahls der Umfang, an welchem der Freistrahl umgebendes Wasser mitreißen kann, auf den äußeren Umfang des Freistrahls beschränken. Im Falle mehrerer verteilt über den Austrittsquerschnitt des Antriebskanals austretender Freistrahlen würde sich diese Freistahlen aufgrund der unzureichenden Wassermenge zwischen den Freistrahlen, zu einem einzigen Freistahl zusammenziehen. In beiden Fällen hat dies zur Folge, dass der Querschnitt, in dem die Gegenströmung eine näherungsweise homogene Geschwindigkeitsverteilung aufweist, dass nicht der gesamte Bewegungsraum des Subjekts umfasst wird. Im Falle einer schwimmenden Person, resultiert dadurch ein unnatürliches Schwimmgefühl, da der Querschnitt der Gegenströmung um die schwimmende Person keine ausreichend homogene Geschwindigkeitsverteilung aufweist. Secondly, the at least one bypass channel provides a further inlet for entrained water, which supplies the countercurrent or the free jet or free jets from the drive channel with additional water. This results in a cross section around the subject being subjected to a countercurrent over a large area. If no bypass channel were formed, in the case of a single free jet emerging from the drive channel, the circumference at which the free jet can entrain surrounding water would be limited to the outer circumference of the free jet. In the case of several free jets emerging distributed over the exit cross section of the drive channel, these free jets would contract into a single free jet due to the insufficient amount of water between the free jets. In both cases, this results in the cross section in which the countercurrent has an approximately homogeneous speed distribution not encompassing the entire movement space of the subject. In the case of a swimming person, this results in an unnatural swimming sensation, since the cross section of the countercurrent around the swimming person does not have a sufficiently homogeneous speed distribution.
Unter einem Freistrahl ist Strömung zu verstehen, die in die freie Umgebung ohne Wandbegrenzung über die Austrittsöffnung des Antriebskanals ausgegeben wird. Die ausströmende Gegenströmung hat höheren Impuls als das Wasser des Wasserbeckens und daher auch unterschiedliche Geschwindigkeiten. Zwischen ihnen entsteht eine Scherschicht, durch welche umgebendes Wasser angesaugt und mitgerissen wird. Die Nebenstromkanäle stellen Lücken in der Austrittsöffnung dar, sodass sich der Umfang, über welchen sich eine Scherschicht ausbilden kann, vergrößert, wobei gleichzeitig ermöglicht wird, dass ausreichend Wasser über die Nebenstromkanäle nachströmen kann, um mitgerissen werden zu können. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den Volumenstrom der Gegenströmung und die Homogenität von deren Geschwindigkeitsverteilung aus. A free jet is a flow that is emitted into the free environment without wall boundaries via the outlet opening of the drive channel. The outgoing counterflow has a higher momentum than the water in the water basin and therefore also different speeds. A shear layer is formed between them, through which surrounding water is sucked in and entrained. The bypass channels represent gaps in the outlet opening, so that the circumference over which a shear layer can form increases, while at the same time allowing sufficient water to flow through the bypass channels to be entrained. This has a beneficial effect on the volume flow of the counterflow and the homogeneity of its velocity distribution.
Weitere sekundäre Vorteile, welche durch den zumindest einen Nebenstromkanal bei geeigneter Dimensionierung bereitgestellt sein können, sind im Folgenden angegeben. Further secondary advantages which can be provided by the at least one bypass channel when suitably dimensioned are given below.
Es kann der Vorteil erhalten sein, dass der Volumenstrom an Wasser, welcher durch den Nebenstromkanal strömt, in den Kernbereich der Gegenströmung aus dem Antriebskanalauslass einströmt, was in Folge zu einer Vergleichmäßigung, bzw. Homogenisierung der Gegenströmung führt, da sich die Strömung im Kembereich nicht unbeeinflusst vom äußeren Fluid und daher ungebremst vorwärtsbewegt. Unter Kernbereich der Strömung ist zu verstehen, dass veranlasst von Wandreibungseffekten und der Ausbildung von Grenzschichten an Wänden, am Austritt des Antriebskanals immer eine Strömung vorliegen wird, welche Bereiche aufweist, welche langsamer strömen als andere. Der Kembereich ist jener Bereich, welcher nicht durch Wandgrenzschichten etc. beeinflusst ist. Der Querschnitt des Kembereichs eines Freistrahles verringert sich mit zunehmendem Abstand von der Austrittsöffnung als Folge der sich aufweitenden Scherschicht am Rand des Freistrahls. Da der zumindest eine Nebenstromkanal vom Antrieb skanalaußenrand beabstandet angeordnet ist, und Wasser aus diesem nachgezogen wird, wird der Querschnitt des ungebremsten Kernbereichs bereits an der Austrittsöffnung verkleinert Dadurch findet eine Homogenisierung statt, wobei gleichzeitig der Strömungsantrieb weniger Energie der Strömung aufprägen muss, um eine Gegenströmung von ausreichender Geschwindigkeit und ausreichendem Querschnitt bereitzustellen. The advantage can be obtained that the volume flow of water flowing through the bypass channel flows into the core area of the counterflow from the drive channel outlet, which in turn leads to an equalization or homogenization of the counterflow, since the flow in the core area does not move forward unhindered by the external fluid and therefore does not move forward. The core area of the flow is to be understood as that, due to wall friction effects and the formation of boundary layers on walls, there will always be a flow at the outlet of the drive channel which has areas that flow more slowly than others. The core area is the area which is not influenced by wall boundary layers, etc. The cross-section of the core area of a free jet decreases with increasing distance from the outlet opening as a result of the expanding shear layer at the edge of the free jet. Since the at least one bypass channel is arranged at a distance from the drive channel outer edge, and water is drawn from this, the cross-section of the unbraked core area is already reduced at the outlet opening. This results in homogenization, whereby at the same time the flow drive has to impart less energy to the flow in order to provide a counterflow of sufficient speed and sufficient cross-section.
Ein weiterer Effekt, der die benötigte Antriebsleistung des Motors reduzieren kann ist, dass die Rückströmung, welche sich zwangsläufig im Wasserbecken aufgrund der Ablenkung der Gegenströmung an der Wasserbeckenrückwand ausbildet, zu einem Teil von dem zumindest einen Nebenstromkanaleinlass aufgenommen wird, um anschließend mit seiner restlichen undissipierten und umgelenkten Strömungsgeschwindigkeit wiederum der Gegenströmung beigefügt zu werden, um erneut gerichtet dem Schwimmer zugeführt zu werden. A further effect that can reduce the required drive power of the motor is that the backflow, which inevitably forms in the water basin due to the deflection of the counterflow at the water basin rear wall, is partly absorbed by at least one bypass channel inlet, in order to then be added to the counterflow with its remaining undissipated and deflected flow velocity in order to be directed again to the swimmer.
In bekannten Gegenstromanalgen wird hingegen die Gegenströmung, und in weiterer Folge die umgelenkte Rückströmung unkontrolliert an der Wasserbeckenvorderwand, an der das Strömungsgerät in der Regel positioniert ist, diffundiert, bzw. so abgelenkt, dass sie nicht mittels Nebenstromkanälen gerichtet der Strömung des Antriebskanals beigemischt werden kann. Vorzugsweise ist der Nebenstromkanaleinlass gegen die Gegenströmungsrichtung zeigend hinter dem Nebenstromkanalauslass angeordnet und der Nebenstromkanaleinlass und Nebenstromkanalauslass im Wesentlichen geradlinig in Bezug auf deren Zentren ausgeformt. Hierdurch wird der Vorteil erhalten, dass eine Rückströmung, welche von der Wasserbeckenvorderwand abgelenkt wird, besonders effizient von dem zumindest einen Nebenstromkanaleinlass aufgenommen werden kann. Die Geradlinigkeit des Nebenstromkanals führt zu einer besonders gerichteten und konditionierten Gegenströmung, wobei durch das Fehlen von Krümmungen und anderen Verformungen, bzw. Ablenkungen ein Durchströmen der Nebenstromkanäle, und auch ein Auffüllen des Kernbereichs der Strömung besonders verlustfrei erfolgen kann. In known countercurrent systems, however, the countercurrent and subsequently the diverted return current are diffused in an uncontrolled manner at the front wall of the water basin, where the flow device is usually positioned, or are deflected in such a way that they cannot be mixed into the flow of the drive channel in a directed manner by means of bypass channels. Preferably, the bypass channel inlet is arranged behind the bypass channel outlet, pointing against the counterflow direction, and the bypass channel inlet and bypass channel outlet are formed essentially straight with respect to their centers. This provides the advantage that a return flow which is deflected by the front wall of the water basin can be absorbed particularly efficiently by the at least one bypass channel inlet. The straightness of the bypass channel leads to a particularly directed and conditioned counterflow, whereby the lack of bends and other deformations or deflections means that the bypass channels can flow through and the core area of the flow can be filled with particularly little loss.
Unter Zentren kann jeweils der Mittelpunkt verstanden werden, der von den Rändern des jeweiligen Nebenstromkanal einlasses, und Nebenstromkanalauslasses gleich verteilt beabstandet ist. Das Wort geradlinig bezieht sich dabei auf die geometrische Ausprägung der Verbindungslinie, bzw. Mittellinie, der jeweiligen Mittelpunkte. The term "center" refers to the center point that is equally spaced from the edges of the respective bypass channel inlet and outlet. The word "straight" refers to the geometric shape of the connecting line, or center line, of the respective center points.
In einer Ausführungsform kann der Strömungsantrieb und der Motor außerhalb einer Frontalebenenprojektion des Nebenstromkanalauslasses liegen, wobei der Nebenstromkanaleinlass von dem Wasserbecken beabstandet angeordnet ist. Dadurch ist der Vorteil erhalten, dass die Nebenstromkanäle frei von Ablenkungen sind, wodurch besonders verlustfrei Wasser von der Wasserbeckenvorderwand mitgerissen werden kann. In one embodiment, the flow drive and the motor can be located outside a frontal plane projection of the bypass channel outlet, with the bypass channel inlet being arranged at a distance from the water basin. This provides the advantage that the bypass channels are free of deflections, whereby water can be entrained from the front wall of the water basin with particularly little loss.
Bevorzugt weist der Antrieb skanalaußenrand die Querschnittsform einer Hülle von frontal ebenen Projektionen des Subjekts, unterhalb der Wasserlinie, auf. Dadurch kann eine an das Subjekt eingepasste Gegenströmung bereitgestellt werden, da lediglich der relevante Querschnitt um das Subjekt mit einer Gegenströmung beaufschlagt wird. Unter angepasster Gegenströmung kann verstanden werden, dass beispielsweise besonders der Rumpf eines Schwimmers, der in Bauchschwimmlage den größten Widerstand gegen die Gegenströmung darstellt, beströmt wird. Strömt die Gegenströmung lediglich gegen diesen Bereich, muss erstens weniger Motorleistung, bzw. Antriebsleistung, aufgebracht werden, da weniger Wasser um den Schwimmer beschleunigt werden muss. Zweitens liegt so erhöhter Platz für die Rückströmung vor, welche zwangsläufig zu der Gegenströmung eine inverse Strömungsgeschwindigkeit aufweist, wobei das aneinander Vorbeiströmen immer mit Verlusten behaftet ist. Preferably, the drive channel outer edge has the cross-sectional shape of a shell of frontal flat projections of the subject, below the waterline. This makes it possible to provide a countercurrent that is adapted to the subject, since only the relevant cross-section around the subject is subjected to a countercurrent. Adapted countercurrent can be understood to mean that, for example, the torso of a swimmer, which represents the greatest resistance to the countercurrent when swimming on its stomach, is particularly exposed to the flow. If the countercurrent only flows against this area, firstly, less engine power or drive power needs to be applied, since less water needs to be accelerated around the swimmer. Secondly, this creates more space for the return flow, which inevitably has an inverse flow velocity to the countercurrent, whereby flowing past one another always entails losses.
Primär soll unter angepasster Gegenströmung allerdings ein möglichst großer Querschnitt der Gegenströmung um das Subjekt verstanden sein, damit eine natürliche Schwimmbewegung, bzw. großflächige Umströmung bereitgestellt ist. In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Antriebskanalauslass eine Lochplatte, mit zumindest zwei Löchern aufweisen, durch welche die Gegenströmung austritt, wobei die Löcher derartig dimensioniert und angeordnet sein können, dass eine möglichst homogene Gegenströmung, oder eine jeweils gleiche Strömungsgeschwindigkeit aus den Löchern bereitgestellt werden kann. Dadurch ist der Vorteil erhalten, dass eine noch homogenere Gegenströmung für einen Schwimmer, bzw. ein umströmtes Subjekt bereitstellbar ist. Dabei soll angemerkt sein, dass die Löcher die Gegenströmung auch in einem Winkel ausgeben können. However, the primary meaning of adapted countercurrent is to mean the largest possible cross-section of the countercurrent around the subject, so that a natural swimming movement or a large-area flow around the subject is provided. In one embodiment of the invention, the drive channel outlet can have a perforated plate with at least two holes through which the counterflow exits, whereby the holes can be dimensioned and arranged in such a way that a counterflow that is as homogeneous as possible or a flow speed that is the same in each case can be provided from the holes. This provides the advantage that an even more homogeneous counterflow can be provided for a swimmer or a subject being flowed around. It should be noted that the holes can also output the counterflow at an angle.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Antriebskanal einen Krümmer auf, wobei der Krümmer den Querschnitt des Antriebskanaleinlasses auf den Querschnitt des Antriebskanalauslasses stetig überleitet. Der Krümmer stellt den Vorteil bereit, dass die interne Strömung des Strömungsgeräts umgelenkt wird, und dabei eine gewisse Vorkonditionierung erfährt, sodass eine homogenere Gegenströmung für das umströmte Subjekt bereitgestellt werden kann. Zu diesem Zweck kann der Innenbereich des Krümmers mit Umlenkblechen, Ablenkblechen, Leitschaufeln, Lochblechen oder anderen Elementen zur Strömungsführung und Strömungsvergleichmäßigung ausgestattet sein. In a further embodiment, the drive channel has a bend, wherein the bend continuously transfers the cross section of the drive channel inlet to the cross section of the drive channel outlet. The bend provides the advantage that the internal flow of the flow device is diverted and undergoes a certain preconditioning in the process, so that a more homogeneous counterflow can be provided for the subject being flowed around. For this purpose, the interior of the bend can be equipped with deflection plates, baffles, guide vanes, perforated plates or other elements for flow guidance and flow homogenization.
Des Weiteren kann der Krümmer mehrere Durchflusskanäle aufweisen, wobei die Durchflusskanäle mit den Löchern der Lochplatte einzeln verbunden sind. Dadurch ist der Vorteil erhalten, dass die interne Strömung des Strömungsgeräts gezielt zu jedem Loch zugeführt wird, um eine besonders definierte Strömungsgeschwindigkeit aus jedem Loch zu erhalten. Die Durchflusskanäle sind dabei nicht auf runde Querschnitte beschränkt, sondern es sollen beispielsweise auch ovale, oder rechteckige Querschnitte verstanden sein. Manche der Löcher können als Nebenstromkanal ausgebildet sein. Furthermore, the manifold can have several flow channels, whereby the flow channels are individually connected to the holes in the perforated plate. This has the advantage that the internal flow of the flow device is directed specifically to each hole in order to obtain a particularly defined flow velocity from each hole. The flow channels are not limited to round cross-sections, but can also be oval or rectangular cross-sections, for example. Some of the holes can be designed as bypass channels.
Sind zusätzlich eine Länge und ein Durchmesserverlauf und eine Durchflusskanalkrümmung der Durchflusskanäle abhängig von ihrer relativen Position zu dem Strömungsantrieb und Antriebskanalauslass, und so ausgebildet, dass eine jeweils gleiche Strömungsgeschwindigkeit aus den Löchern austritt und/ oder eine Gegenströmung für ein angepasstes Schwimmgefühl erhalten ist, ist außerdem der Vorteil erhalten, dass besonders präzise definiert werden kann, wie die Gegenströmung auf ein Subjekt auftrifft. If, in addition, a length and a diameter profile and a flow channel curvature of the flow channels are dependent on their relative position to the flow drive and drive channel outlet, and are designed in such a way that an equal flow velocity emerges from the holes and/or a countercurrent is maintained for an adapted swimming feeling, the advantage is also obtained that how the countercurrent impacts on a subject can be defined particularly precisely.
Entscheidend für ein angepasstes Schwimmgefühl ist es die Austrittsgeschwindigkeiten gezielt zu manipulieren. Das kann bedeuten, dass in der Randzone der Strömung die Austrittsgeschwindigkeit höher sein muss. In einer Ausführungsform kann ein Gehäuse den Strömungsantrieb und den Antriebskanaleinlass beabstandet umgeben, wobei das Gehäuse in einer Länge verstellbar ist, um einen Boden des Wasserbeckens zu erreichen. Auf der einen Seite ist dadurch der Vorteil erhalten, dass Elemente des Strömungssystems, von denen eine potenzielle Gefahr ausgeht, von einem Anwender, bzw. Schwimmer abgeschirmt werden können. Auf der anderen Seite kann durch die Längenverstellbarkeit ein Verbleiben eines Schwimmers, bzw. eines schwimmenden Subjekts unter dem Strömungsgerät verhindert werden. The key to achieving the right swimming experience is to specifically manipulate the exit speeds. This may mean that the exit speed needs to be higher in the edge zone of the current. In one embodiment, a housing can surround the flow drive and the drive channel inlet at a distance, the housing being adjustable in length to reach a bottom of the water basin. On the one hand, this provides the advantage that elements of the flow system that pose a potential danger can be shielded from a user or swimmer. On the other hand, the length adjustability can prevent a swimmer or a swimming subject from remaining under the flow device.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse eine Grenzfläche mit Perforationen aufweisen, wobei die Perforationen derartig dimensioniert sind, sodass eine einzelne Performation eine Öffnungsfläche kleiner 1 cm2, bevorzugt kleiner 0,5 cm2 aufweist. Auch können die Perforationen einen Öffnungsdurchmesser kleiner 8 mm, oder größer 25 mm Durchmesser aufweisen. Diese Performation verhindern bei großflächiger und vollzähliger Anordnung, dass sich lokale Strömungsspitzen ausbilden, an denen große Ansaugdrücke auftreten können, welche folglich zum Ansaugen eines Schwimmers, bzw. Subjekts führen können. Durch das Kleinhalten der Perforationen wird folglich die Produkts! cherheit erhöht. In a further embodiment, the housing can have a boundary surface with perforations, the perforations being dimensioned such that a single perforation has an opening area of less than 1 cm 2 , preferably less than 0.5 cm 2 . The perforations can also have an opening diameter of less than 8 mm, or greater than 25 mm. When arranged over a large area and in full, these perforations prevent local flow peaks from forming, where high suction pressures can occur, which can consequently lead to a swimmer or subject being sucked in. By keeping the perforations small, product safety is increased.
Vorteilhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Advantageous and non-limiting embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures.
Fig. 1 zeigt ein Strömungsgerät eines Strömungssystems in Perspektive. Fig. 1 shows a flow device of a flow system in perspective.
Fig. 2 zeigt das Strömungsgerät aus Fig. 1 in Frontalansicht. Fig. 2 shows the flow device from Fig. 1 in frontal view.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der Lochplatte des Strömungsgeräts der Fig.1 und Fig. 2 im Detail. Fig. 3 shows a section of the perforated plate of the flow device of Fig. 1 and Fig. 2 in detail.
Fig. 4 zeigt eine besondere Ausführungsform eines Krümmers. Fig. 4 shows a special embodiment of a manifold.
Fig. 5 zeigt ein Strömungssystem mit einem Strömungsgerät in einem Wasserbecken. Fig. 6 zeigt eine Frontalansicht eines Schwimmers in einer Freistilschwimmbewegung, eine Kontur eines Antriebskanalaußenrandes und eine Kontur des durchströmten Querschnitts der Gegenströmung. Fig. 5 shows a flow system with a flow device in a water basin. Fig. 6 shows a frontal view of a swimmer in a freestyle swimming movement, a contour of a drive channel outer edge and a contour of the cross-section of the countercurrent flow.
Fig. 7 zeigt eine Frontalansicht eines Menschen in einer Gehbewegung, bzw. Laufbewegung, eine Kontur eines Antriebskanalaußenrandes und eine Kontur des durchströmten Querschnitts der Gegenströmung. Fig. 7 shows a frontal view of a person in a walking or running movement, a contour of a drive channel outer edge and a contour of the cross-section of the counterflow.
Fig. 8 zeigt eine Frontalansicht eines Pferdes in einer Gehbewegung, bzw. Laufbewegung, eine Kontur eines Antriebskanalaußenrandes und eine Kontur des durchströmten Querschnitts der Gegenströmung. Fig. 9 zeigt eine Frontalansicht eines Hundes in einer Schwimmbewegung, eine Kontur eines Antriebskanalaußenrandes und eine Kontur des durchströmten Querschnitts der Gegenströmung. Fig. 8 shows a frontal view of a horse in a walking or running movement, a contour of a drive channel outer edge and a contour of the cross-section of the countercurrent flow. Fig. 9 shows a frontal view of a dog in a swimming motion, a contour of a drive channel outer edge and a contour of the cross-section of the countercurrent.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform des Strömungsgeräts mit Gehäuse. Fig. 10 shows an embodiment of the flow device with housing.
Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform eines Strömungssystems, in der das Strömungsgerät mit einer Wasserbeckenvorderwand flach abschließt. Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform eines Strömungssystems, in der ein Antriebskanal 8 verlängert in ein Wasserbecken hineinsteht. Fig. 11 shows an embodiment of a flow system in which the flow device is flush with a water basin front wall. Fig. 12 shows an embodiment of a flow system in which a drive channel 8 extends into a water basin.
Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform eines Strömungssystems, in der ein Antriebskanal außerhalb des Wasserbeckens verläuft, wobei ein Antriebskanaleinlass Wasser im Bereich einer Seitenwand des Wasserbeckens anzieht. Fig. 13 shows an embodiment of a flow system in which a drive channel runs outside the water basin, wherein a drive channel inlet draws water in the region of a side wall of the water basin.
Fig. 14 zeigt eine besondere Ausführungsform eines Strömungsgeräts, wobei zehn Nebenstromkanäle in einem trichter-förmigen Antriebskanalauslass angeordnet sind. Fig. 15 zeigt eine besondere Ausführungsform eines Strömungsgeräts, wobei acht Antriebskanalauslässe von einem gitter-förmigen Nebenstromkanal durchsetzt werden. Fig. 14 shows a special embodiment of a flow device, wherein ten bypass channels are arranged in a funnel-shaped drive channel outlet. Fig. 15 shows a special embodiment of a flow device, wherein eight drive channel outlets are penetrated by a grid-shaped bypass channel.
Fig. 16 zeigt eine besondere Ausführungsform eines Strömungsgeräts, wobei der Antriebkanal X-förmig ausgebildet ist. Fig. 16 shows a special embodiment of a flow device, wherein the drive channel is X-shaped.
Fig. 17 zeigt eine besondere Ausführungsform eines Strömungsgeräts, in der ein Strömungsgerät mit zwei Antriebskanälen dargestellt wird. Fig. 17 shows a special embodiment of a flow device, in which a flow device with two drive channels is shown.
Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht des Strömungsgeräts der Fig. 10 in einem Wasserbecken. Fig. 18 shows a sectional view of the flow device of Fig. 10 in a water basin.
Fig. 19 zeigt das Strömungsgerät aus Fig. 1 und eine vollständige Strömung in einem Wasserbecken aus den Antriebskanälen und Nebenstromkanälen heraus. Fig. 19 shows the flow device of Fig. 1 and a complete flow in a water basin out of the drive channels and bypass channels.
Fig.20 zeigt das Strömungssystem aus Fig.19 in einer Draufsicht. Fig.20 shows the flow system from Fig.19 in a top view.
Fig. 1 zeigt ein Strömungsgerät 3 umfassend, einen Strömungsantrieb 6, der von zumindest einem Motor 7 des Strömungsgeräts 3 angetrieben wird, und einen Antriebskanal 8, in dem durch den Strömungsantrieb 6 eine Druckdifferenz zwischen zumindest einem Antriebskanal einlass 9 und zumindest einem Antriebskanalauslass 10 erzeugbar ist, wobei der Antriebskanal einlass 9 und Antriebskanalauslass 10 unter einer Wasserlinie 11 des Wasserbeckens 2 angeordnet sind, und wobei der Antriebskanalauslass 10 zur Ausgabe der Gegenströmung 4 entlang einer Gegenströmungsrichtung 12 ausgerichtet ist. Das Strömungsgerät 3 weist drei Nebenstromkanäle 13 auf, wobei jeder Nebenstromkanal 13 einen Nebenstromkanaleinlass 14 und einen Nebenstromkanalauslass 15 umfasst, wobei jeder Nebenstromkanal 13 von einem Antriebskanalaußenrand 16 beabstandet ist. Dabei sind die Nebenstromkanalauslässe 15 entlang der Gegenströmungsrichtung 12 ausgerichtet. In der Ausführungsform der Fig. 1 durchdringen die Nebenstromkanäle 13 den Antriebkanal 8. Dabei soll angemerkt sein, dass die Nebenstromkanäle 13 auch mit dem Antriebskanalaußenrand 16 offen verbunden sein können. Das in Fig. 1 beschrieben Strömungsgerät wird in Fig. 19 im Kontext eines Strömungssystems mit Wasserbecken und Subjekt 5 dargestellt. Fig. 20 zeigt das Strömungssystem der Fig. 19 in einer Draufsicht.Fig. 1 shows a flow device 3 comprising a flow drive 6, which is driven by at least one motor 7 of the flow device 3, and a drive channel 8, in which a pressure difference between at least one drive channel inlet 9 and at least one drive channel outlet 10 can be generated by the flow drive 6, wherein the drive channel inlet 9 and drive channel outlet 10 are arranged below a water line 11 of the water basin 2, and wherein the drive channel outlet 10 is aligned to output the counterflow 4 along a counterflow direction 12. The flow device 3 has three bypass channels 13, wherein each bypass channel 13 comprises a bypass channel inlet 14 and a bypass channel outlet 15, wherein each bypass channel 13 is spaced from a drive channel outer edge 16. the bypass channel outlets 15 are aligned along the counterflow direction 12. In the embodiment of Fig. 1, the bypass channels 13 penetrate the drive channel 8. It should be noted that the bypass channels 13 can also be openly connected to the drive channel outer edge 16. The flow device described in Fig. 1 is shown in Fig. 19 in the context of a flow system with a water basin and subject 5. Fig. 20 shows the flow system of Fig. 19 in a top view.
Dabei sind Ansaugrichtungen 24 der Nebenstromkanäle 13, und Ansaugrichtungen 25 des Antriebskanals 8 dargestellt, wobei auch die Strömungsrichtung 27 des Antriebskanals 8, und die Strömungsrichtung 26 der Nebenstromkanäle 13 dargestellt wird. In this case, suction directions 24 of the bypass channels 13 and suction directions 25 of the drive channel 8 are shown, whereby the flow direction 27 of the drive channel 8 and the flow direction 26 of the bypass channels 13 are also shown.
Unter Strömungsantrieb 6 können auch mehrere Propeller verstanden werden, oder Pumpenräder, Impeller, oder andere Arbeitsmaschinen, sowohl Strömungsmaschinen als auch Verdrängermaschinen. Der Strömungsantrieb 6 kann von einem einzelnen Motor 7 angetrieben werden, oder auch von mehreren, welche, mit einem Getriebe oder einem anderen Maschinenelement, untereinander verbunden sind. Es soll angemerkt sein, dass der Strömungsantrieb 6 und der Motor 7 nicht zwangsläufig innerhalb des Wasserbecken 2 angeordnet sein müssen. So könnte der eine, oder die mehrere Motoren 7 auch außerhalb des Wasserbecken 2 untergebracht sein. Ebenso kann auch der Strömungsantrieb 6 außerhalb des Wasserbeckens 2 liegen, da lediglich der Antriebskanal einlass 9, Antriebskanalauslass 10 und der zumindest eine Nebenstromkanal 13 unter der Wasserlinie 11 liegen müssen, um Wasser aus dem Wasserbecken 2 anziehen zu und wieder ausstoßen zu können. The flow drive 6 can also be understood to mean several propellers, or pump wheels, impellers, or other working machines, both flow machines and displacement machines. The flow drive 6 can be driven by a single motor 7, or by several which are connected to one another with a gear or another machine element. It should be noted that the flow drive 6 and the motor 7 do not necessarily have to be arranged within the water basin 2. For example, one or more motors 7 could also be accommodated outside the water basin 2. Likewise, the flow drive 6 can also be located outside the water basin 2, since only the drive channel inlet 9, drive channel outlet 10 and the at least one bypass channel 13 have to be below the water line 11 in order to be able to draw water in from the water basin 2 and expel it again.
Der Motor 7 des Strömungsgeräts 3 kann auch ein Verbrennungsmotor, Turbinenmotor, oder auch ein Elektromotor sein. Bevorzugt wird ein DC-Elektromotor mit 24 Volt an einem gängigen 230 Volt- Anschluss verwendet. Die Gegenströmung, die von einem solchen Elektromotor erzeugbar ist, kann beispielsweise 1,45 Meter pro Sekunde erreichen. The motor 7 of the flow device 3 can also be an internal combustion engine, turbine motor, or even an electric motor. Preferably, a DC electric motor with 24 volts on a standard 230 volt connection is used. The counterflow that can be generated by such an electric motor can reach, for example, 1.45 meters per second.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Strömungsantrieb 6 ein Propeller, der innerhalb des Antriebskanals 8 angeordnet ist. Der Strömungsantrieb 6 wird von einem Motor 7 in Rotation versetz, um die notwendige Druckdifferenz zum Aufprägen einer Strömungsgeschwindigkeit auf das Wasser des Wasserbeckens 2 zu erreichen. Dabei ist der Motor 7 mit einer Antriebswelle mit dem Strömungsantrieb 6 verbunden. Der Motor 7 wird dabei an seiner Außenwand von dem vorbeiströmenden Wasser gekühlt, um einen Dauerbetrieb zu ermöglichen. Der Strömungsantrieb 6 ist dabei so weit vom Antriebskanal einlass 9 und Antriebskanalauslass 10 beabstandet, dass selbst lange Haare eines Schwimmers 5 nicht aufgewickelt werden können, um so eine größtmögliche Produkts! cherheit bereitzustellen. Unter langen Haaren können Haare mit einer Länge von 40, 50, oder 60 cm oder auch länger verstanden sein. In the embodiment shown in Fig. 1, the flow drive 6 is a propeller that is arranged inside the drive channel 8. The flow drive 6 is set in rotation by a motor 7 in order to achieve the necessary pressure difference to impose a flow speed on the water in the water basin 2. The motor 7 is connected to the flow drive 6 by a drive shaft. The motor 7 is cooled on its outer wall by the water flowing past in order to enable continuous operation. The flow drive 6 is spaced so far from the drive channel inlet 9 and drive channel outlet 10 that even long hair of a swimmer 5 cannot be wound up in order to ensure the greatest possible Product! safety. Long hair can be defined as hair with a length of 40, 50, or 60 cm or even longer.
Wie in Fig. 10 dargestellt kann der Antriebskanal 8, dessen Antriebskanaleinlass 9, sowie der Strömungsantrieb 6 von einem Gehäuse 20 beabstandet umgeben werden. Der Antriebskanaleinlass 9 ist dabei von der Gehäuseunterseite beabstandet angeordnet, sodass Wasser in den Antriebskanaleinlass 9 ungehindert einströmen kann. Das Gehäuse 20 ist in seiner Länge verstellbar, sodass dieses in Betriebslage den Boden des Wasserbeckens 2 kontaktieren kann, um zu verhindern, dass ein Schwimmer 5 unter dem Strömungsgerät 3 verbleiben und hängenbleiben kann. Bevorzugt kann die verstellbare Länge des Gehäuses 20 auf eine Wasserbeckentiefe von 1,2 bis 1,6 Meter adaptiert werden, Längen von 2 oder 3 Metern sind aber ebenfalls möglich. Das in Fig. 10 beschrieben Strömungsgerät 3 wird in Fig. 18 im Kontext eines Strömungssystems 1 mit Wasserbecken 2 und Subjekt 5 dargestellt. As shown in Fig. 10, the drive channel 8, its drive channel inlet 9, and the flow drive 6 can be surrounded by a housing 20 at a distance. The drive channel inlet 9 is arranged at a distance from the underside of the housing so that water can flow unhindered into the drive channel inlet 9. The length of the housing 20 is adjustable so that it can contact the bottom of the water basin 2 in the operating position to prevent a swimmer 5 from remaining under the flow device 3 and getting stuck. Preferably, the adjustable length of the housing 20 can be adapted to a water basin depth of 1.2 to 1.6 meters, but lengths of 2 or 3 meters are also possible. The flow device 3 described in Fig. 10 is shown in Fig. 18 in the context of a flow system 1 with water basin 2 and subject 5.
Das Gehäuse 20 des Strömungsgeräts 3 aus Fig. 10 ist mit Ausnahmen von Verstärkungsrippen, welche dem Gehäuse 20 eine große Widerstandskraft gegen äußere Einflüsse geben, mit Perforation großflächig über seine Grenzfläche ausgeführt. Diese Perforationen dienen erstens als Sieb, bzw. Filter, um Störkörper aus dem Wasser aufzufangen, um den Strömungsantrieb 6 und den Motor 7, sowie die Antriebskanäle 8 und Nebenstromkanäle 13 freizuhalten. Zweitens bieten die feinmaschigen Perforationen Schutz für den Schwimmer, bzw. das schwimmende Subjekt 5, sodass dieser, bzw. dieses mit keinem Körperteil den Strömungsantrieb 6 kontaktieren kann. Bevorzugt ist der Mindestab stand, der von einem Körperteil des Schwimmers, bzw. des schwimmenden Subjekts 5, auf einem minimalen Pfad hin zum Strömungsantrieb 6, erreichbar ist, mindestens 40 Zentimeter lang. Die Perforationen sind dabei derartig ausgeführt, dass selbst ein Kind seine Finger nicht durch die Perforation hindurchstecken kann. Bevorzugt haben die Perforation einen Durchmesser von nicht größer als 3, oder 8 Millimeter und die Strömungsgeschwindigkeit, die am Gehäuse 20 anliegt, ist bevorzugt kleiner 0,3, oder kleiner 0,5 Meter pro Sekunden. Auch können die Größe der Perforationen und deren Anzahl und Verteilung gemäß dem Bäderhygienegesetzt bestimmt sein. Gemäß diesem Gesetz darf eine Kraft an angezogenen Normhaaren 25 Newton nicht übersteigen. The housing 20 of the flow device 3 from Fig. 10 is designed with perforations over a large area over its boundary surface, with the exception of reinforcing ribs, which give the housing 20 a high resistance to external influences. Firstly, these perforations serve as a sieve or filter to catch disruptive bodies from the water in order to keep the flow drive 6 and the motor 7, as well as the drive channels 8 and bypass channels 13 clear. Secondly, the fine-meshed perforations offer protection for the swimmer or the swimming subject 5, so that he or she cannot contact the flow drive 6 with any part of his or her body. Preferably, the minimum distance that can be reached from a body part of the swimmer or the swimming subject 5 on a minimal path to the flow drive 6 is at least 40 centimeters long. The perforations are designed in such a way that even a child cannot put his or her fingers through the perforation. Preferably, the perforations have a diameter of no more than 3 or 8 millimeters and the flow velocity at the housing 20 is preferably less than 0.3 or less than 0.5 meters per second. The size of the perforations and their number and distribution can also be determined according to the bath hygiene law. According to this law, the force on standard hairs attracted must not exceed 25 Newtons.
Die Perforationen können lochförmig sein, oder gitterähnlich. Die Größe, Position und Verteilung der einzelnen Perforationen kann abhängig vom Strömungsantrieb 6 und dessen umliegenden Strömungsprofil sein, um lokale Strömungsspitzen auszugleichen, und, um über die gesamte perforierte Grenzfläche eine homogene Ansaugung zu erreichen. Beispielweise können zum Antriebskanaleinlass 9 hin kleinere Löcher vorliegen, welche mit größerem Abstand zum Antriebskanaleinlass 9 größer werden sind. Auch kann die Grenzfläche des Gehäuses 20 mit Falten ausgeführt sein, welche dessen Oberfläche vergrößern und damit Strömungsverluste herabsetzen. The perforations can be hole-shaped or grid-like. The size, position and distribution of the individual perforations can depend on the flow drive 6 and its surrounding flow profile in order to compensate for local flow peaks and to achieve a homogeneous suction across the entire perforated interface. For example, there can be smaller holes towards the drive channel inlet 9, which are filled with become larger with a greater distance from the drive channel inlet 9. The boundary surface of the housing 20 can also be designed with folds which increase its surface area and thus reduce flow losses.
Angemerkt soll sein, dass der den Boden berührende Teil des Gehäuses 20 mit Gewichtselementen, wie Sand, oder Bleikugeln, welche in einer verformbaren Membran verbringbar sind, ausgebildet sein kann. Dadurch können Unebenheiten oder Spalten am Boden eines Wasserbeckens 2 ausgeglichen werden, und zusätzlich ein Aufschwimmen des Strömungsgeräts 3 unterbunden werden. Außerdem erhält das Strömungsgerät 3 durch das entfembare Gewicht in Betriebslage eine erhöhte Standkraft. Ebenso ist eine erleichterte Montage in einem Wasserbecken 2 gegeben, da die Gewichtselemente erst beim Verbringen des Strömungsgeräts 3 im Wasserbecken 2 beigefügt werden können. It should be noted that the part of the housing 20 that touches the ground can be designed with weight elements, such as sand or lead balls, which can be placed in a deformable membrane. This makes it possible to compensate for unevenness or gaps on the bottom of a water basin 2 and also prevent the flow device 3 from floating. In addition, the flow device 3 is given increased stability in the operating position due to the removable weight. Installation in a water basin 2 is also made easier because the weight elements can only be added when the flow device 3 is placed in the water basin 2.
Der Strömungsantrieb 6 und der Motor 7 des Strömungsgeräts 3 der Fig. 1 sind entlang einer vertikalen Achse angeordnet, um möglichst wenig Fläche des Wasserbeckens 2 einzunehmen. Um die Gegenströmung 4 in die gewünschte Gegenströmungsrichtung 12 auszugeben, ist im Antriebskanal 8 ein Krümmer 19 vorgesehen, wobei der Krümmer 19 den Querschnitt des Antriebskanal einlasses 9 auf den Querschnitt des Antriebskanalauslasses 10 stetig überleitet. Der Krümmer 19 kann dabei mit Leitblechen, Bögen, Umlenkblechen, internen Gleichrichtern, W-förmige Sammlern, oder Y-förmige Sammler die interne Strömung des Strömungsgeräts 3 gezielt umlenken. Die Fig. 14 zeigt ein Strömungsgerät 3 ohne Krümmer. The flow drive 6 and the motor 7 of the flow device 3 of Fig. 1 are arranged along a vertical axis in order to take up as little area of the water basin 2 as possible. In order to output the counterflow 4 in the desired counterflow direction 12, a bend 19 is provided in the drive channel 8, whereby the bend 19 continuously transfers the cross section of the drive channel inlet 9 to the cross section of the drive channel outlet 10. The bend 19 can specifically redirect the internal flow of the flow device 3 using guide plates, bends, deflection plates, internal rectifiers, W-shaped collectors, or Y-shaped collectors. Fig. 14 shows a flow device 3 without a bend.
Die Nebenstromkanal einlässe 14 sind gegen die Gegenströmungsrichtung 12 zeigend hinter jeweiligem Nebenstromkanalauslass 15 angeordnet, dabei sind der jeweilige Nebenstromkanaleinlass 14 und jeweilige Nebenstromkanalauslass 15 im Wesentlichen geradlinig in Bezug auf deren Zentren 17 ausgeformt. In Fig. 2, in welcher das Strömungsgerät 3 aus Fig. 1 in Frontalansicht dargestellt wird, ist deutlich, wie sich dieses Merkmal abbildet. Die drei Nebenstromkanäle 13 sind in Frontalansicht frei von Krümmungen und die Nebenstromkanaleinlässe 14 und Nebenstromkanalauslässe 15 liegen hintereinander angeordnet. Dabei soll auch verstanden sein, dass die Nebenstromkanäle 13 auch in einem Winkel zur Gegenströmungsrichtung 12 angeordnet sein können. Die Nebenstromkanaleinlässe 14 können zum verlustarmen Einströmen mit Rundungen oder Fasen ausgestaltet sein. The bypass channel inlets 14 are arranged behind the respective bypass channel outlet 15 pointing against the counterflow direction 12, the respective bypass channel inlet 14 and respective bypass channel outlet 15 being essentially straight in relation to their centers 17. In Fig. 2, in which the flow device 3 from Fig. 1 is shown in frontal view, it is clear how this feature is represented. The three bypass channels 13 are free of bends in frontal view and the bypass channel inlets 14 and bypass channel outlets 15 are arranged one behind the other. It should also be understood that the bypass channels 13 can also be arranged at an angle to the counterflow direction 12. The bypass channel inlets 14 can be designed with curves or bevels for low-loss inflow.
Dabei soll angemerkt sein, dass die Flächen der Nebenstromkanaleinlässe 14 und der Nebenstromkanalauslässe 15 unterschiedliche Formen und Größe haben können. Beispielsweise könnte der Nebenstromkanalauslass 14 kleiner sein als der Nebenstromkanal einlass 15 ausgebildete sein, um einen Düseneffekt herbeizuführen, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit durch den Nebenstromkanal 13 hin zur kleineren Fläche zunimmt. It should be noted that the surfaces of the bypass channel inlets 14 and the bypass channel outlets 15 can have different shapes and sizes. For example, the bypass channel outlet 14 could be designed to be smaller than the bypass channel inlet 15 in order to create a nozzle effect in which the flow velocity through the bypass channel 13 increases towards the smaller area.
Außerdem liegen der Strömungsantrieb 6 und der Motor 7 außerhalb einer Frontalebenenprojektion des Nebenstromkanalauslasses 15. Mit anderen Worten liegen keine sperrigen Elemente im Weg der Strömung durch den Nebenstromkanal 13, welche durch notwendige Ablenkungen, bzw. Umlenkungen, oder Verengungen die Strömung negativ beeinflussen können. Dabei sei angemerkt, dass der Motor 7 beispielsweise über den Nebenstromkanälen 13 liegen könnte, bzw. außerhalb des Wasserbeckens 2, und lediglich eine dünne Antriebswelle durch die Frontal ebenenprojekti on zum Strömungsantrieb 6 führen könnte. Es ist nicht zwangsläufig notwendig, dass ein Strömungsantrieb 6 und ein Motor 7 außerhalb einer Frontal ebenenprojekti on der Nebenstromkanalauslässe 15 liegen. Ein Beispiel dafür ist das Strömungsgerät 3 der Fig. 14. In addition, the flow drive 6 and the motor 7 are located outside a frontal plane projection of the bypass channel outlet 15. In other words, there are no bulky elements in the path of the flow through the bypass channel 13, which could negatively influence the flow through necessary deflections, redirections or constrictions. It should be noted that the motor 7 could, for example, be located above the bypass channels 13 or outside the water basin 2, and only a thin drive shaft could lead through the frontal plane projection to the flow drive 6. It is not absolutely necessary for a flow drive 6 and a motor 7 to be located outside a frontal plane projection of the bypass channel outlets 15. An example of this is the flow device 3 in Fig. 14.
Unter Frontal ebenenprojekti on kann verstanden werden, dass in Frontalansicht des Strömungsgeräts 3, wie es in Fig. 2 abgebildet wird, keine anderen Elemente in der Projektion, der Nebenstromkanalauslässe 15 geschnitten werden. Frontal plane projection can be understood to mean that in the frontal view of the flow device 3, as shown in Fig. 2, no other elements are cut in the projection of the bypass channel outlets 15.
Ein weiteres Merkmal, welches das Strömungsgerät 3 aufweisen kann, ist eine im, Antriebskanalauslass 10 vorgesehene Lochplatte 18. Wobei die Lochplatte 18 mit zumindest zwei Löchern, durch welche die Gegenströmung 4 austritt, ausgebildet ist, wobei die Löcher derartig dimensioniert und angeordnet sind, dass eine möglichst homogene Gegenströmung 4 bereitgestellt ist. In Fig. 3 wird ein Ausschnitt der Lochplatte 18 des Strömungsgeräts 3 der Fig.l und Fig. 2 im Detail gezeigt. Dabei ist erkennbar, dass Löcher nahe den Nebenstromkanälen 13 mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet sind, um die Austrittsgeschwindigkeit aus diesen mittels des Düseneffekts zu beschleunigen, um, bei entsprechender Dimensionierung der restlichen Elemente des Strömungsgerätes 3, besonders viel Wasser aus den Nebenstromkanälen 13 mitzuziehen. Angemerkt soll sein, dass die Lochplatte 18 Gitter-ähnlich, oder auch Netz-artig ausgebildet sein kann. Auch können die Löcher der Lochplatte 18 mit einem Netzt oder Gitter selbst abgedeckt sein. Des Weiteren soll angemerkt sein, dass die Löcher auch konisch ausgebildet sein können. Another feature that the flow device 3 can have is a perforated plate 18 provided in the drive channel outlet 10. The perforated plate 18 is designed with at least two holes through which the counterflow 4 exits, the holes being dimensioned and arranged in such a way that a counterflow 4 that is as homogeneous as possible is provided. Fig. 3 shows a section of the perforated plate 18 of the flow device 3 of Fig. 1 and Fig. 2 in detail. It can be seen that holes near the bypass channels 13 are designed with a smaller diameter in order to accelerate the exit speed from these by means of the nozzle effect in order to draw a particularly large amount of water from the bypass channels 13 with appropriate dimensioning of the remaining elements of the flow device 3. It should be noted that the perforated plate 18 can be designed like a grid or net. The holes in the perforated plate 18 can also be covered with a net or grid. Furthermore, it should be noted that the holes can also be conical.
Auch ist in Fig. 3 erkennbar, dass die Löcher über Verrundungen verbunden aus einer Ebene herausstehen können. Dabei können einzelne Löcher unterschiedlich weit aus dieser Ebene herausstehen, um ein Mitziehen von Wasser aus den Nebenstromkanälen 13 zu begünstigen. Bevorzugt sind die Verrundungen nicht nur auf der Außenseite der Löcher ausgebildet, sondern auch auf der Innenseite. Dadurch ist der Vorteil erhalten, dass weniger Verluste beim Ablenken der Strömung in die Löcher hinein entstehen. Es soll auch angemerkt sein, dass die Löcher auch glatt mit der Lochplatte 18, bzw. der genannten Ebene, abschließen können. Die Lochplatte 18 kann auch aus der Ebene heraus gekrümmt sein, um die Gegenströmung 4 weiter zu homogenisieren. It can also be seen in Fig. 3 that the holes can protrude from a plane, connected by rounded portions. Individual holes can protrude from this plane by different distances in order to encourage the drawing of water from the bypass channels 13. Preferably, the roundings are formed not only on the outside of the holes, but also on the inside. This has the advantage that fewer losses occur when the flow is diverted into the holes. It should also be noted that the holes can also end smoothly with the perforated plate 18, or the plane mentioned. The perforated plate 18 can also be curved out of the plane in order to further homogenize the counterflow 4.
Die Löcher der Lochplatte 18 können ihre jeweilige Strömung auch in einem Winkel ausgeben, um eine angepasste Querschnittsform der Gegenströmung 4 bereitzustellen. Es könnten auch Verstelleinrichtungen, beispielsweise in Form von kugelventilartigen Einbringungen, in den Löchern vorgesehen sein, um genannten Winkel zu verändern, oder um einzelne Löcher zu verringern, bzw. zu verschließen. Die abstehenden Löcher können demnach auch als Düsen oder Diffusoren ausgebildet sein, um die Gegenströmung 4 weiter zu homogenisieren, und/ oder den Querschnitt der Gegenströmung 4 anzupassen. The holes in the perforated plate 18 can also emit their respective flow at an angle in order to provide an adapted cross-sectional shape of the counterflow 4. Adjustment devices, for example in the form of ball valve-like inlets, could also be provided in the holes in order to change the angle mentioned or to reduce or close individual holes. The protruding holes can therefore also be designed as nozzles or diffusers in order to further homogenize the counterflow 4 and/or to adapt the cross-section of the counterflow 4.
Angemerkt soll auch sein, dass die Lochplatte 18 selbst schon eine Krümmung aufweisen kann, oder in einem Winkel verformt sein kann. So kann in einer Ausführungsform der Lochplatte eine Fläche der Lochplatte, in der die Löcher angeordnet sind, gekrümmt sein, um den Wasserstrom, bzw. die Gegenströmung gezielt zu richten. Hierdurch kann ein größerer Querschnitt im relevanten Strömungsbereich, bzw. im Querschnitt der Gegenströmung 23 des anwendenden Subjekts 5 erreicht werden. Es kann der Antriebskanalauslass auch aus mehreren gekrümmten Flächen ausgeführt sein, die nach außen geneigt sind, wobei die Nebenstromkanäle 13 im Wesentlichen entlang der Strömungsrichtung ausgerichtet sind. It should also be noted that the perforated plate 18 itself can already have a curvature or can be deformed at an angle. In one embodiment of the perforated plate, a surface of the perforated plate in which the holes are arranged can be curved in order to specifically direct the water flow or the counterflow. This makes it possible to achieve a larger cross-section in the relevant flow area or in the cross-section of the counterflow 23 of the applying subject 5. The drive channel outlet can also be designed from several curved surfaces that are inclined outwards, with the secondary flow channels 13 being aligned essentially along the flow direction.
Es sei angemerkt, dass die Löcher der Lochplatte 18 auch mit Verschlusselementen ausgebildet sein können, wobei die Verschlusselemente die Durchmesser der Löcher verändern, oder reversibel verschließen können. Um den Querschnitt der Gegenströmung 4 auf unterschiedliche Schwimmergrößen und auch Abstände des Schwimmers 5 zum Strömungsgerät 3 anpassen. It should be noted that the holes in the perforated plate 18 can also be designed with closure elements, whereby the closure elements can change the diameter of the holes or close them reversibly. In order to adapt the cross section of the counterflow 4 to different float sizes and also the distances between the float 5 and the flow device 3.
In Fig. 4 wird eine besondere Ausführungsform eines Krümmers 19 eines Strömungsgeräts 3 geschnitten dargestellt. Dabei sind mehrere Durchflusskanäle 21 vorgesehen, wobei die Durchflusskanäle 21 mit den Löchern der Lochplatte 18 jeweils einzeln verbunden sind. Besonders bevorzugt sind eine Länge und ein Durchmesserverlauf und eine Durchflusskanalkrümmung der Durchflusskanäle 21, abhängig von ihrer relativen Position zu dem Strömungsantrieb 6 und Antriebskanalauslass 10, damit eine jeweils gleiche Strömungsgeschwindigkeit aus den Löchern austritt. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Durchflusskanäle 21 eine längere Strecke für das Dissipieren der mit Drall behafteten Strömung, welche durch den Krümmer 19, oder durch den Strömungsantrieb 6 aufgeprägt wird, vorliegt. Außerdem wird durch das Aufteilen der Strömung auf mehrere Durchflusskanäle 21 der aufgeprägte Drall schon frühzeitig partitioniert, und über die Durchflusskanalwand und interne Fluidreibung abgeschwächt. Die Durchflusskanäle 21 sind dabei derartig geführt, dass diese mit Nebenstromkanälen 13 außer Kollision stehen. In Fig. 4, a special embodiment of a bend 19 of a flow device 3 is shown in section. Several flow channels 21 are provided, wherein the flow channels 21 are each individually connected to the holes of the perforated plate 18. Particularly preferred are a length and a diameter profile and a flow channel curvature of the flow channels 21, depending on their relative position to the flow drive 6 and drive channel outlet 10, so that an equal flow velocity emerges from the holes. A particular advantage of this embodiment is that the flow channels 21 have a longer distance for dissipating the swirling flow, which is imposed by the bend 19 or by the flow drive 6. In addition, by dividing the flow into several flow channels 21, the imposed swirl is partitioned early on and weakened via the flow channel wall and internal fluid friction. The flow channels 21 are guided in such a way that they are not in collision with the bypass flow channels 13.
Nun bezugnehmend auf Fig. 5, in welcher ein gesamtes Strömungssystem 1 dargestellt wird, wobei das Strömungsgerät 3 aus den Fig. 1 und Fig. 2 in einem Wasserbecken 2 angeordnet ist. Dabei soll verdeutlicht werden, dass der Querschnitt 23 der Gegenströmung 4 im Bereich des Subjekts 5, welches im Fall der Fig. 5 ein Schwimmers 5 ist, welcher von dem Strömungsgerät 3 beabstandet schwimmt, von dem Antriebssaulass 10 hin zum Schwimmer 5 sich aufweitet. Der Antriebskanalauslass 10 muss demnach nicht die Größe der des Schwimmers 5 aufweisen, allerdings ist es bevorzugt, dass der Antriebskanalauslass 10 die Querschnittsform einer transversal ebenen Projektion eines Schwimmers 5, unterhalb der Wasserlinie 11 in Bauchschwimmlage, mit vor dem Körper verschränkten Armen aufweist. Bis die Gegenströmung 4 den Schwimmer 5 erreicht hat, ist diese so weit aufgeweitet, dass alle gängigen Schwimmbewegungen, wie zum Beispiel eine Brustschwimmbewegung, Schmetterlingsschwimmbewegung und eine Kraulschwimmbewegung, zuverlässig und gezielt beströmt werden können, ohne dabei mehr als nötig zu beströmen. Die Kraulschwimmbewegung mit dem oben beschriebenen Auslassform ist in Fig. 6 dargestellt. Now referring to Fig. 5, in which an entire flow system 1 is shown, wherein the flow device 3 from Figs. 1 and 2 is arranged in a water basin 2. It should be made clear that the cross section 23 of the countercurrent 4 in the area of the subject 5, which in the case of Fig. 5 is a swimmer 5 who swims at a distance from the flow device 3, widens from the drive outlet 10 towards the swimmer 5. The drive channel outlet 10 therefore does not have to be the same size as the swimmer 5, but it is preferred that the drive channel outlet 10 has the cross-sectional shape of a transversely flat projection of a swimmer 5, below the waterline 11 in a prone swimming position, with arms crossed in front of the body. By the time the countercurrent 4 has reached the swimmer 5, it has expanded to such an extent that all common swimming movements, such as breaststroke, butterfly and crawl, can be reliably and precisely supplied with current without supplying more current than necessary. The crawl movement with the outlet shape described above is shown in Fig. 6.
Es soll auch erwähnt werden, dass die Querschnittsform des Antriebskanalauslasses 10, bzw. des Antriebskanalaußenrandes 16, auch lediglich als Rundloch, Oval, oder Schlitz ausgeformt sein kann. Ebenso kann auch über die Größe, Anzahl, Ausrichtung und Querschnittsform der Nebenstromkanäle 13, in Relation zur geometrischen Ausgestaltung des zumindest einen Antriebskanalauslasses 10 bestimmt werden, wie weit sich die Gegenströmung 4 bis zum Schwimmer 5 aufweitet, und welcher Querschnitt der Gegenströmung 4 auch tatsächlich beim Schwimmer 5 ankommt. So kann durch das Nachziehen von Wasser durch die Nebenstromkanäle 13 selbst aus einem runden Querschnitt des Antriebskanalauslasses ein unrunder Querschnitt der Gegenströmung 4, bei geeigneter Verteilung, erhalten werden. Angemerkt soll sein, dass die Randbedingung der Wasseroberfläche, bzw. Wasserlinie 11 ebenfalls einen Einfluss auf die Form des Querschnitts der Gegenströmung 23 hat. Die Fig. 6 zeigt die Antriebskanalaußenrand 16 strichliert, und den Querschnitt der Gegenströmung 23 als durchgezogenen Linie. Gleiches gilt für die Fig. 7, Fig. 8, und Fig. 9, wobei der jeweilige Antriebkanalaußenrand 16 und damit der Querschnitt der Gegenströmung 23 jeweils auf das Subjekt 5 angepasst ist. Im Konkreten ist das jeweilige Subjekt 5 ein gehender Mensch 5 in Fig. 7, ein schwimmendes, bzw. gehendes Pferd 5 in Fig.8, und ein schwimmender Hund 5 in Fig. 9. It should also be mentioned that the cross-sectional shape of the drive channel outlet 10 or the drive channel outer edge 16 can also be shaped as a round hole, oval or slot. Likewise, the size, number, orientation and cross-sectional shape of the bypass channels 13 in relation to the geometric design of the at least one drive channel outlet 10 can determine how far the counterflow 4 expands to the float 5 and which cross-section of the counterflow 4 actually reaches the float 5. Thus, by drawing water through the bypass channels 13, even a round cross-section of the drive channel outlet can be converted into a non-round cross-section of the counterflow 4, with suitable distribution. It should be noted that the boundary condition of the water surface or water line 11 also has an influence on the shape of the cross-section of the counterflow 23. Fig. 6 shows the drive channel outer edge 16 as a dashed line and the cross section of the countercurrent 23 as a solid line. The same applies to Fig. 7, Fig. 8, and Fig. 9, whereby the respective drive channel outer edge 16 and thus the cross section of the countercurrent 23 are each adapted to the subject 5. In concrete terms, the respective subject 5 is a walking person 5 in Fig. 7, a swimming or walking horse 5 in Fig. 8, and a swimming dog 5 in Fig. 9.
Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform eines Strömungssystems 1, in der das Strömungsgerät 3 mit einer Wasserbeckenvorderwand flach, bzw. bündig abschließt. Es kann auch verstanden sein, dass das Wasserbecken 2 eine wasserführende Nische, bzw. Ausnehmung aufweist, in der das Strömungsgerät 3 verbracht ist. Fig. 11 shows an embodiment of a flow system 1 in which the flow device 3 is flat or flush with a water basin front wall. It can also be understood that the water basin 2 has a water-conducting niche or recess in which the flow device 3 is placed.
In Fig. 12 wird eine weitere Ausführungsform eines Strömungssystems 1 gezeigt, in der ein Antriebskanal 8 verlängert in ein Wasserbecken 2 hineinsteht. Dabei soll angemerkt sein, dass der Antriebskanal 8 auch an einer beliebigen Stelle im Wasserbecken 2 angeordnet sein kann. Fig. 12 shows a further embodiment of a flow system 1 in which a drive channel 8 extends into a water basin 2. It should be noted that the drive channel 8 can also be arranged at any location in the water basin 2.
In Fig. 13 wird eine noch weitere Ausführungsform eines Strömungssystems 1 gezeigt, in der der Antriebskanal 8 außerhalb des Wasserbecken 2 verläuft, wobei ein Antriebskanaleinlass 9 Wasser im Bereich einer Seitenwand des Wasserbecken 2 anzieht. Fig. 13 shows yet another embodiment of a flow system 1 in which the drive channel 8 runs outside the water basin 2, wherein a drive channel inlet 9 draws water in the region of a side wall of the water basin 2.
In Fig. 14 wird eine weitere Ausführungsform eines Strömungsgeräts 3 dargestellt, wobei zehn Nebenstromkanäle 13 in einem trichterförmigen Antriebskanalauslass 10 angeordnet sind. Dabei hervorzugehen ist, dass der Strömungsantrieb und Motor 9 in einer Frontalebenprojektion hintereinander angeordnet sind. Fig. 14 shows a further embodiment of a flow device 3, wherein ten bypass channels 13 are arranged in a funnel-shaped drive channel outlet 10. It can be seen that the flow drive and motor 9 are arranged one behind the other in a frontal plane projection.
In Fig. 15 wird eine weitere Ausführungsform eines Strömungsgeräts 3 dargestellt, wobei acht Antriebskanalauslässe 10 von einem gitterförmigen Nebenstromkanal 13 durchsetzt werden. Dabei ist anzumerken, dass der Nebenstromkanal 13 mit einem gedachten Antriebkanalaußenrand 16 (strichliert dargestellt) verbunden ist, wobei nach wie vor der Nebenstromkanal 13 zumindest teilweise von dem gedachten Antriebskanalaußenrand 16 beabstandet ist. Fig. 15 shows a further embodiment of a flow device 3, wherein eight drive channel outlets 10 are penetrated by a grid-shaped bypass channel 13. It should be noted that the bypass channel 13 is connected to an imaginary drive channel outer edge 16 (shown in dashed lines), wherein the bypass channel 13 is still at least partially spaced from the imaginary drive channel outer edge 16.
In Fig.16 wird eine weitere Ausführungsform eines Strömungsgeräts 3 dargestellt, wobei der Antriebkanalauslass 10 X-förmig ausgebildet ist, und von vier kerb en-artigen Nebenstromkanälen 13, welche von einem gedachten Antrieb skanalaußenrand 16 (strichliert dargestellt) zumindest teilweise beabstandet sind. In Fig. 17 wird eine weitere Ausführungsform eines Strömungsgeräts 3 dargestellt, wobei das Strömungsgerät 3 mit zwei Antriebskanälen 8 dargestellt wird. Die beiden Antriebskanäle 8 sind mittig von einem Nebenstromkanal 13 durchsetzt. Es soll angemerkt sein, dass, um die Ausführungsform der Fig. 17 zu erhalten, auch zwei getrennte Strömungsgeräte 3 in einen Zusammenschluss Z zusammengesellt werden können. Auch können sinngemäß beispielsweise beliebig viele Strömunsgeräte 3 der Fig. 16 nebeneinander angeordnet werden, um eine Strömungssystem 1 zu erhalten, welches eine Gegenströmung 4 von einer gesamten Wand eines Wasserbecken 2 ausgeben kann. In Fig. 16, a further embodiment of a flow device 3 is shown, wherein the drive channel outlet 10 is X-shaped and has four notch-like bypass channels 13, which are at least partially spaced from an imaginary drive channel outer edge 16 (shown in dashed lines). Fig. 17 shows a further embodiment of a flow device 3, wherein the flow device 3 is shown with two drive channels 8. The two drive channels 8 are penetrated in the middle by a secondary flow channel 13. It should be noted that in order to obtain the embodiment of Fig. 17, two separate flow devices 3 can also be combined in a combination Z. Similarly, for example, any number of flow devices 3 of Fig. 16 can be arranged next to one another in order to obtain a flow system 1 which can output a counterflow 4 from an entire wall of a water basin 2.
Auch soll angemerkt sein, dass sich der Strömungsantrieb auch aus mehreren gegenläufigen Propellern, oder als Propeller mit einem Leitapparat ausgestalten lässt, um der Gegenströmung einen verringerten Drall aufzuprägen. It should also be noted that the flow drive can also be designed from several counter-rotating propellers, or as a propeller with a guide device in order to impart a reduced swirl to the counterflow.
Ebenso kann der zumindest eine Nebenstromkanal mit Rundungsradien versehen sein, um ein günstigeres Einströmen, bzw. Ausströmen von Wasser aus diesem zu erhalten. Auch lässt sich der Antriebskanaleinlass und/ oder auch der Antriebskanalauslass mit Rundungsradien versehen. Likewise, at least one bypass channel can be provided with rounding radii in order to achieve a more favorable inflow or outflow of water from it. The drive channel inlet and/or the drive channel outlet can also be provided with rounding radii.
Eine andere Möglichkeit eine drallfreie Strömung bereitzustellen, lässt sich über zwei gegenüberliegenden Antriebskanälen, welche Y-förmig, bzw. T-förmig zusammenlaufen, mit einem jeweiligen Strömungsantrieb realisieren. Dabei wird der Drall jeweils gegengleich und in gleicher Magnitude von jeweiligem Strömungsantrieb ausgegeben, um in Summe eine drallfreie Strömung auszugeben. Another way to provide a swirl-free flow is to use two opposing drive channels that converge in a Y-shape or T-shape, each with a flow drive. The swirl is emitted in opposite directions and at the same magnitude by each flow drive, in order to produce a swirl-free flow.
Es ist auch denkbar verstellbare Ablenkelemente, oder auch Verschlusselemente am Antriebskanal und/oder Nebenstromkanal vorzusehen. Damit könnten zwei geteilte Gegenströmungen für zwei Schwimmer, bzw. schwimmende Subjekte, im selben Wasserbecken gleichzeitig effizient bereitgestellt werden. So könnte mittels der verstellbaren Verschlusselemente eine starke und eine schwache Gegenströmung für die jeweiligen Schwimmer, bzw. schwimmenden Subjekte bereitgestellt werden. Auch wäre es denkbar, die Gegenströmung zum Randbereich des Wasserbeckens zu leiten, um eine ringförmige Strömung zu erhalten, ohne den Einbauwinkel des Strömungsgeräts zu verändern. It is also conceivable to provide adjustable deflection elements or closure elements on the drive channel and/or bypass channel. This would allow two divided countercurrents to be efficiently provided for two swimmers or swimming subjects in the same water basin at the same time. The adjustable closure elements could be used to provide a strong and a weak countercurrent for the respective swimmers or swimming subjects. It would also be conceivable to direct the countercurrent to the edge of the water basin in order to obtain a ring-shaped flow without changing the installation angle of the flow device.
Es sei auch erwähnt, dass das Strömungssystem erstens als Einbausystem bereitgestellt werden kann, wobei das Strömungsgerät im Wasserbecken integral verbaut ist. Zweitens kann das Strömungssystem auch derartig bereitgestellt werden, dass das Strömungsgerät aus dem Wasserbecken entfernbar ausgebildet ist, wobei es am Rand des Wasserbeckens einhängbar ausgebildet sein kann. It should also be mentioned that the flow system can firstly be provided as a built-in system, whereby the flow device is integrally installed in the water basin. Secondly, the flow system can also be provided in such a way that the flow device consists of is designed to be removable from the water basin, whereby it can be designed to be suspended from the edge of the water basin.
Es sei zuletzt angemerkt, dass in einer Ausführungsform der Antrieb skanalaußenrand die Querschnittsform der kombinatorischen Hülle von transversal ebenen Projektionen eines Schwimmers in einer Brustschwimmbewegung, Schmetterlingsschwimmbewegung und einer Kraulschwimmbewegung unter der Wasserlinie aufweisen kann. Dadurch wird aus dem Antriebskanalauslass eine besonders effiziente Gegenströmung bereitgestellt, da lediglich der aller relevanteste Querschnitt, um einen Schwimmer herum, mit einer Gegenströmung beaufschlagt wird. Finally, it should be noted that in one embodiment, the drive channel outer edge can have the cross-sectional shape of the combinatorial shell of transversely planar projections of a swimmer in a breaststroke, butterfly stroke and front crawl stroke below the waterline. This provides a particularly efficient counterflow from the drive channel outlet, since only the most relevant cross-section around a swimmer is subjected to a counterflow.
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