DE19736079A1 - Einrichtung zur Erzeugung einer Wasserströmung in einem Schwimmbecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Wasserströmung in einem Schwimmbecken mit einer saugseitig mit dem Beckenwasser kommunizierenden und druckseitig über eine vorzugsweise als Düse ausgebilde­ te Auslaßöffnung in das Schwimmbecken mündenden, mit einer drehzahlbestimmenden Arbeitsfrequenz angetriebe­ nen, vorzugsweise als Kreisel- oder Zellenradpumpe aus­ gebildeten Umwälzpumpe und mit einer Anordnung zur Ein­ stellung des aus der Auslaßöffnung austretenden Wasser­ stroms.

Bekannte Gegenstromschwimmanlagen dieser Art weisen üb­ licherweise eine in einem Armaturengehäuse unter Wasser angeordnete, in das Beckeninnere weisende, mit Druck­ wasser beaufschlagte Düse zur Erzeugung der Wasserströ­ mung auf. Das der Düse über eine außerhalb des Schwimm­ beckens befindliche Kreiselradpumpe unter Druck zuge­ führte Wasser wird aus dem Schwimmbecken beispielsweise über Ansaugschlitze im Bereich der Frontplatte des Ar­ maturengehäuses entnommen. Das mit hoher Strömungsge­ schwindigkeit aus der Düse austretende Wasser bildet einen stark verwirbelten Strömungskegel, der sich im Beckenwasser allmählich verbreitert. Die Umwälzpumpe wird mit konstanter Drehzahl angetrieben. Zur Einstel­ lung des Wasserstroms befindet sich auf der Druckseite vor der Auslaßöffnung innerhalb des Armaturengehäuses eine über einen in der Frontplatte befindlichen Dreh­ knopf betätigbare Drosselklappe. Da die Strömungsge­ schwindigkeit im Auslaßbereich relativ hoch ist, läßt sich die Drosselklappe nur sehr schwer verstellen. Die Verstellung ist auf die manuelle Betätigung beschränkt. Hinzu kommt, daß bei der Drosselregulierung die Umwälz­ pumpe mit voller Drehzahl und damit mit voller Leistung betrieben wird.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, die bekannte Gegenstromschwimmanlage der ein­ gangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß mit einfachen und energiesparenden Mitteln eine Varia­ tion des Wasserstroms möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, daß die Einstellanordnung für den Wasserstrom einen den Antrieb der Umwälzpumpe mit einer variablen Arbeitsfre­ quenz beaufschlagenden Frequenzumrichter aufweist. Da­ mit kann der Wasserstrom über einen am Eingang des Fre­ quenzumrichters anstehenden Strom- oder Spannungswert manuell oder automatisch eingestellt werden.

Eine besonders einfache und dennoch wirkungsvolle Aus­ gestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Wasserstrom mittels eines in einem Spannungsteiler angeordneten, vorzugsweise unter Wasser manuell betätigbaren Poten­ tiometers einstellbar ist. Der zur Verstellung des Was­ serstroms aufzubringende Kraftaufwand wird dadurch auf einen Bruchteil der Kraft, die für die bekannte Dros­ selbetätigung erforderlich war, reduziert.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der den Wasserstrom bestimmende Strom- oder Spannungswert mittels einer an den Eingang des Frequenzumrichters angeschlossenen, mikroprozessorge­ steuerten Programmsteuerung variabel einstellbar ist. Auf diese Weise können die Strömungsverhältnisse in ei­ nem Schwimmbecken beispielsweise zu Übungszwecken oder zur Erhöhung des Schwimmspaßes beliebig variiert wer­ den.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der den Wasserstrom bestimmende Strom- oder Spannungswert über einen an den Eingang des Fre­ quenzumrichters angeschlossenen, auf ein Objekt oder auf einen Schwimmer im Schwimmbecken ansprechenden Ent­ fernungssensor variabel einstellbar ist. Der Entfer­ nungssensor kann entweder oberhalb oder unterhalb des Beckenwasserspiegels angeordnet und etwa parallel zu diesem ausgerichtet werden. Weiter ist es von Vorteil, wenn der Entfernungsmesser in der Nähe der Auslaßöff­ nung angeordnet und etwa parallel zu dem aus dieser austretenden Wasserstrom ausgerichtet ist. Mit diesen Maßnahmen kann die Wasserströmung im Schwimmbecken in Abhängigkeit von der Entfernung des Schwimmers von ei­ ner Bezugsstelle während des Schwimmvorgangs automa­ tisch angepaßt werden. Die Veränderung des Wasserstroms kann beispielsweise proportional oder umgekehrt propor­ tional zur Entfernung von einem Bezugspunkt verstellt werden. Um zusätzlich den durch den Strömungskegel her­ vorgerufenen, entfernungsabhängigen Strömungsverhält­ nissen Rechnung zu tragen, kann am Eingang des Fre­ quenzumrichters ein auf das Ausgangssignal des Entfer­ nungssensors ansprechender Signalumformer oder Funk­ tionsgenerator angeordnet werden, der das Entfernungs­ signal in einen an die gegebenen Verhältnisse angepaß­ ten, entfernungsabhängigen Wasserstromverlauf umsetzt.

Der Entfernungssensor ist bevorzugt als Ultraschallsen­ sor ausgebildet. Er kann jedoch auch als auf elektro­ magnetische Strahlung ansprechender Sensor, vorzugswei­ se als Funksensor, Infrarotsensor oder Laserstrahlsen­ sor ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwimmbecken in senkrecht geschnittener Darstellung mit einer über einen Entfernungssensor gesteuerten Ge­ genstromschwimmanlage.

Das in der Zeichnung ausschnittsweise dargestellte Schwimmbecken 10 weist einen Beckenboden 12 sowie senk­ recht über den Beckenboden überstehende Beckenwände 14 auf. Im Bereich der einen Beckenwand 14 befindet sich eine Gegenstromschwimmanlage 16, bestehend aus einem unterhalb des Wasserspiegels 18 angeordneten Gehäuse 20 einer im Gehäuse angeordneten, durch einen Drehstrommo­ tor 22 angetriebenen, vorzugsweise als Kreiselradpumpe ausgebildeten Umwälzpumpe 24 sowie einer den Drehstrom­ motor 22 ansteuernden Pumpensteuerung 26. Die Umwälz­ pumpe 24 kommuniziert über ihre Ansaugleitung 28 mit dem Beckenwasser 30 und mündet mit ihrer druckseitigen, als Düse ausgebildeten Auslaßöffnung 32 unterhalb des Wasserspiegels 18 in das Beckeninnere. Das unter Druck aus der Auslaßdüse 32 aus tretende Wasser bildet im Schwimmbecken eine von der Auslaßöffnung 32 aus im we­ sentlichen kegelförmig divergierende Wasserströmung 34 im Beckenwasser 30, durch die ein im Schwimmbecken be­ findlicher Schwimmer 36 anströmbar ist. Die Pumpensteu­ erung 26 weist einen Frequenzumrichter 38 auf, an des­ sen Drehstromausgängen U, V, W der als Drehstrommotor 22 angeschlossen ist. Die Drehzahl und damit die För­ derleistung der Umwälzpumpe 24 ist abhängig von der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 38. Der Fre­ quenzumrichter 38 ist an das Stromnetz N, L₁ ange­ schlossen. Seine Ausgangsfrequenz an den Ausgang U, V, W kann über eine eingangsseitige Leitspannung oder Leitstromstärke stufenlos variiert werden. Hierzu ist einmal eine Spannungsteilerschaltung mit Potentiometer 44 vorgesehen, die an den Steuereingang 45 des Fre­ quenzumrichters 38 angeschlossen ist und über einen am Gehäuse 20 unter Wasser angeordneten Drehknopf 40 ma­ nuell verstellt werden kann. An einen weiteren Steuer­ eingang 46 des Frequenzumrichters 38 ist ein Entfer­ nungssensor 42 mit seinem Ausgang angeschlossen, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Ultraschall­ sensor ausgebildet ist. Das vom Entfernungssensor 42 oberhalb des Wasserspiegels 18 parallel zu diesem abge­ strahlte Signal (Pfeil 48) wird an dem Schwimmer 36 re­ flektiert (Pfeil 50) und zur Bildung eines dem Fre­ quenzumrichter 38 als Leitstrom oder Leitspannung zuge­ führten elektrischen Entfernungssignals umgewandelt. Das Entfernungssignal wird im Frequenzumrichter 38 in eine von der Entfernung des Schwimmers abhängige aus­ gangsseitige Arbeitsfrequenz zur Ansteuerung des Dreh­ strommotors 22 umgewandelt und dabei in einen an der Auslaßöffnung 32 austretenden, von der Entfernung des Schwimmers abhängigen Wasserstrom umgesetzt. Der Was­ serstrom kann entweder proportional oder umgekehrt pro­ portional zur gemessenen Entfernung eingestellt werden. Durch Zwischenschaltung eines Signalumformers 52 oder eines Funktionsgenerators zwischen dem Entfernungssen­ sor 42 und dem Frequenzumrichter 38 kann eine von der Proportionalität abweichende funktionelle Abhängigkeit zwischen dem Wasserstrom und der gemessenen Entfernung erzeugt werden.

An einem weiteren Steuereingang 54 des Frequenzumrich­ ters kann die Arbeitsfrequenz des Drehstrommotors 22 und damit der an der Auslaßöffnung 32 aus tretende Was­ serstrom über einen Mikroprozessor oder Personalcompu­ ter auch programmgesteuert variiert werden.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf eine Gegenstromschwimmanlage mit einer saugseitig mit dem Beckenwasser 30 kommunizieren­ den und druckseitig über eine Auslaßöffnung 32 in das Schwimmbecken mündenden, mit einer drehzahlbestimmenden Arbeitsfrequenz angetriebenen, vorzugsweise als Krei­ sel- oder Zellenradpumpe ausgebildeten Umwälzpumpe 24 und mit einer Anordnung 26 zur Einstellung des aus der Auslaßöffnung 32 austretenden Wasserstroms 34. Um eine einfache Einstellung des Wasserstroms zu ermöglichen, die sowohl manuell als auch programmgesteuert oder sen­ sorisch erfolgen kann, weist die Einstellanordnung 26 einen den Antrieb 22 der Umwälzpumpe 24 mit einer va­ riablen Arbeitsfrequenz beaufschlagenden Frequenzum­ richter 38 auf.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Erzeugung einer Wasserströmung in einem Schwimmbecken mit einer saugseitig mit dem Beckenwasser (30) kommunizierenden und druckseitig über eine vorzugsweise als Düse ausgebildete Aus­ laßöffnung (32) in das Schwimmbecken (10) münden­ den, mit einer drehzahlbestimmenden Arbeitsfrequenz betriebenen, vorzugsweise als Kreisel- oder Zellen­ radpumpe ausgebildeten Umwälzpumpe (24) und mit ei­ ner Anordnung zur Einstellung des aus der Auslaß­ öffnung (32) austretenden Wasserstroms, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstellanordnung für den Wasserstrom einen den Antrieb (22) der Umwälzpumpe (24) mit einer variablen Arbeitsfrequenz ansteuern­ den Frequenzumrichter (38) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wasserstrom über einen an einem Steuer­ eingang (45, 46, 54) des Frequenzumrichters (38) anstehenden Strom- oder Spannungswert einstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wasserstrom mittels eines in ei­ ner Spannungsteilerschaltung angeordneten, vorzugs­ weise unter Wasser manuell betätigbaren Potentiome­ ters (44) einstellbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der den Wasserstrom be­ stimmende Strom- oder Spannungswert mittels einer einen Steuereingang (54) des Frequenzumrichters (38) angeschlossenen, mikroprozessorgestützten Pro­ grammsteuerung variabel einstellbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der den Wasserstrom be­ stimmende Strom- oder Spannungswert über einen an einen Steuereingang (46) des Frequenzumrichters (38) angeschlossenen, auf ein Objekt oder einen Schwimmer (36) im Schwimmbecken (10) ansprechenden Entfernungssensor (42) variabel einstellbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Entfernungssensor (42) oberhalb des Beckenwasserspiegels (18) angeordnet und etwa par­ allel zu diesem ausgerichtet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Entfernungssensor unterhalb des Beckenwasserspiegels (18) angeordnet und etwa par­ allel zu diesem ausgerichtet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entfernungssensor (42) in der Nähe der Auslaßöffnung (32) angeordnet und etwa parallel zu dem aus dieser austretenden Wasserstrom (34) ausgerichtet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entfernungssensor (42) als Ultraschallsensor ausgebildet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entfernungssensor (42) als auf elektromagnetische Strahlung anspre­ chender Sensor, vorzugsweise als Funksensor, Infra­ rotsensor oder Laserstrahlsensor ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfrequenz der Umwälzpumpe (24) proportional oder umgekehrt pro­ portional zum Ausgangssignal des Entfernungssensors (42) verstellbar ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß am Eingang des Frequenz­ umrichters (38) ein auf das Ausgangssignal des Ent­ fernungssensors (42) ansprechender Signalumformer (52) oder Funktionsgenerator angeordnet ist.