DE102014004506A1 - Fischökologische Wasserkraftanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine technische Vorrichtung zur Herstellung der Durchgängigkeit bei künstlichen Querbauwerken 16 zur Ausnutzung der energetischen Fallhöhe 7 an Fließgewässern mit der gleichzeitigen Umwandlung der Fließenergie in Elektroenergie. Über mehrere Lagen wie einer porösen Wanderschicht 3 und einer porösen Entwicklungsschicht 18 kann damit die aquatische Fauna 8 unbeschadet und frei motiviert in beide Richtungen die fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 durchwandern. Diese werden jedoch sowohl durch die lebende und auch tote Substanz in den transportierenden Medien wie Wasser gemeinsam durchwandert. Damit entsteht eine Zwangssituation zwischen Stromerzeugung und frei motivierten schadloser Wanderung der aquatischen Fauna 8. Eine Rückspülung der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 macht sich nötigenfalls notwendig. Mit der sich im Inneren des Zentralrohres befindlichen Generators 33 kann die Strömung der Schaufeln 17 direkt in Strom umgewandelt werden. Zur Wanderung der aquatischen Fauna 8 durch den vollumfänglich ausgekleideten Wanderraum für große und kleine Individuen 4 und 5 ist jedoch eine weitere ethohydraulische Forschung aller Arten der aquatischen Fauna 8 notwendig.

Description

  • Die Patentanmeldung fischökologische Wasserkraftschnecke beschreibt eine technische Vorrichtung, welche nach den Gesetzmäßigkeiten der Ethohydraulik und der Energiewirtschaft im Bereich der Wasserkraft arbeitet. Die technischen Gebiete der Wasserkraft ist ein Teilgebiet der erneuerbaren Energien und wird zur Energiewirtschaft gerechnet. Mit der wird eine Patentanmeldung mit der Stromerzeugung aus den örtlichen Oberflächengewässern und der gleichzeitigen schadlosen frei motivierten Wanderung der gesamten aquatischen Fauna nachgewiesen.
  • Die Ethohydraulik ist ein ingenieurbiologisches Fachgebiet, das die interdisziplinäre Verschneidung der Ethologie mit der Hydraulik in der Hydomorphologie mit der Strömungslehre verbindet. Sie ist ein Teilgebiet der aquatischen Zoologie und der Psychologie und Hydromorphologie. Die Ichthyologie, die Wissenschaft zur Entwicklung von Fischen und aquatische Kleinlebewesen und die Limnologie die Wissenschaft der biologischen und ökologischen Strukturen und der Funktion. Die Missachtung schon eines Teil des Gesetzes kann die Bedingungen der WRRL-Wasserrahmenrichtlinie, WHG-Wasserhaushaltsgesetz und des Fischereigesetzes nicht voll erfüllen.
  • Aus der aktuellsten ökologischen Bedeutung der Wasserkraft bei der Energieerzeugung durch die gesetzlichen Vorgaben der WRRL-Wasserrahmenrichtlinie, WHG-Wasserhaushaltsgesetz und des Fischereigesetzes wird der schadlosen Fischwanderung und der weiteren aquatischen Tiere die allergrößte Bedeutung beigemessen. Sie sind als eine komplexe Einheit zu betrachten. Jede Loslösung erzeugt eine strikte Missachtung der Gesetze. Daraus resultieren die bekannten gesellschaftlichen Probleme mit der Erzeugung der ROTEN LISTEN in den Flüssen und zum Teil auch der Auenlandschaften. Aus der Komplexität ergeben sich notwendige technische Veränderungen, welche mit der Patentanmeldung dargestellt werden. Die Energiewirtschaft, die Erzeugung von Strom durch die Ausnutzung der kinetischen Energie in Fließgewässern kann zur tragenden Säule in der Strombereitstellung im Rahmen der Energiewende werden.
  • Die in der Patentanmeldung zitierte und verwendete Strömungslehre die Strömungsmechanik und ist die Lehre des physikalischen Verhaltens von Fluiden.
  • Gleichzeitig fließt die Grenzschichttheorie als ein Gebiet der Strömungsmechanik, welches das sich mit Fluidbewegung bei sehr kleiner Reibung beschäftigt, mit ein. Es werden die Strömungen in zwei Gebiete aufgeteilt
    • 1. in eine Außenströmung und
    • 2. in eine dünne Schicht in der Nähe der Körper, die man als Grenzschicht bezeichnet, in der die Reibung eine wesentliche Rolle spielt.
  • Man unterscheidet
    • 1. die fluiddynamische Grenzschicht eines strömenden Fluids, dessen Geschwindigkeit durch die Reibung an einer festen oder fluiden Grenzfläche beeinflusst wird,
    • 2. die thermische Grenzschicht eines Fluids, dessen Temperatur durch die einer festen oder flüssigen Grenzfläche beeinflusst wird, und
    • 3. die Konzentrationsgrenzschicht, in der die Konzentration eines festen, flüssigen oder gasförmigen Körpers in einer Lösung beeinflusst wird
    Alle drei Grenzschichten können, müssen aber nicht gleichzeitig in einem fest-fluiden System vorkommen, dementsprechend unterscheiden sie sich sowohl geometrisch als auch in ihrem instationären Verhalten. In der Patenanmeldung wird jedoch nur fluiddynamische Grenzschicht eines strömenden Fluids betrachtet.
  • Weiterhin hat das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen eines Stoffes oder Stoffgemisches dar Darcy-Gesetz einen wesentlichen Einfluss. Es dient als klassifizierendes Maß für die tatsächlich vorliegenden Hohlräume. Die Porosität hat großen Einfluss auf die Dichte eines Materials sowie auf den Widerstand bei der Durchströmung einer Schüttung. Damit ist auch die Konzentration an lebenden Stoffen aquatische Fauna und toten Stoffen Geschiebe und Geschwemsel zu verstehen. Das Darcy-Gesetz So ist bei allen Wasserkraftanlagen vorhanden, egal welche Bauart diese haben.
  • Stand der Technik – Zitierte Patentliteratur
  • Derartige Wasserkraftanlagen, wie zum Beispiel der Patentanmeldung AT000000509209B1 und EP2615298A1 bekannt. Dabei wird je eine Wasserkraftschnecke mit einer ein- oder mehrgängigen Arbeitsschnecke, welche in einem Trog oder in einem Mantelrohr drehbar angeordnet ist, beschrieben. Das Trägerrohr überragt an beiden Enden die Arbeitsschnecke. Das Mantelrohr treibt durch einen Riemen einen außen liegenden Generator an, welcher zur Stromerzeugung verwendet wird
  • In der Patentschrift AT507195B1 wird die Möglichkeit beschrieben, wie durch eine Organismenwanderanlage in einem fließenden Gewässer unter der Beachtung der Länge und Breite des Gewässers durch hergestellten Schlitz die aquatischen Organsimen wandern können. Diesem Prinzip nach den dargestellten Gesetzen wird in der vorliegenden Patentanmeldung als Grundlage genommen, die mögliche Wanderung der aquatischen Fauna nachzuweisen.
  • In der Patentschrift EP2297451B1 wird im beschriebenen Strömungswandler die Möglichkeit dargestellt, dass ein sich in einem Zentralrohr befindlichen innen liegender Generator befindet, welcher zu Stromerzeugung eingesetzt wird Eine derartige Vorrichtung ist ebenfalls in der Offenlegungsschrift DE 10 2008 032 411 A1 2010.01.14 dargestellt. Gleichzeitig wirkt der Strömungswandler mit dem beschaufeltem kegeligen Zentralrohr als Vorrichtung zur Vermeidung zum Ansetzen von etwaigen Geschwemsel und Geschiebe. Damit wird der Flächen- bzw. Volumenlast in eine Punktlast umgewandelt. Durch den resultierenden Kippwiderstand des Kegels kann sich nicht an der Spitze ansetzen. Die damit angeströmten Verunreinigungen wie Geschwemsel und Geschiebe kippen damit ab und lagern sich längs der Symmetrieachse in die Schaufeln positioniert und werden durch den Wasserstrom und die Beschaufelung mit der Wasserström getrieben. Gleichzeitig werden die anschwimmenden Fische durch den Anströmwiderstand der fischökologischen Wasserkraftschnecke von dieser abgewiesen. Dies erfolgt zum Beispiel durch das das Seitenlinienorgan der Fische. Bei den niederen aquatischen Individuen erfolgt die Abdriftung in beruhigte Bereiche an die Innenwandungen der fischökologischen Wasserkraftschnecke, im Medium durchflossenen Bereich.
  • Eine Aufstiegshilfe für aquatische Organismen an Stauanlagen in Fließgewässern wurde durch die Patentschrift DE19510347C1 dargelegt. Dabei wird bei einer Stauanlage eine Möglichkeit von Fischwanderhilfen dargestellt. Allen künstlich hergestellten Fischaufstiegshilfen dienen nur dazu, die schadhaften Wirkungen der Querbauwerke durch zusätzliche Wasserbauten verbal abzuschwächen, jedoch nicht zu beheben. Das danach auch noch durch behördliche und fachliche Gutachten gestützt.
  • Es handelt sich dabei um:
    • 1. Aalleiter
    • 2. Beckenpaß
    • 3. Borstenfischpass
    • 4. Denil-Pass
    • 5. Fischaufzüge
    • 6. Fischrampe
    • 7. Fischschleusen
    • 8. Fischtreppen
    • 9. Fischwendeltreppe
    • 10. Mäanderfischpass
    • 11. Rauhe Rampen
    • 12. Rauhgerinne-Beckenpass
    • 13. Rhomboidpass
    • 14. Schlitzpass
    • 15. Sohlgleite, Sohlrampe
    • 16. Tümpelpass
    • 17. Umgehungsgerinne
  • Sie besitzen auch allesamt den schwerwiegenden Nachteil, dass diese durch den Betreiber manipulierbar und in ihrer Wirkung abstellbar sind. In den meisten Fällen übersteigen diese sogar die Investitionskosten der technischen Anlagen zur Stromerzeugung, was für viele Investoren ein Verwehrungsrund zur Investition ist. Im Grunde dienen diese „Wanderhilfen” nur dazu, um eine temporäre Genehmigung zum Erlangen des gesetzlichen Wasserechtes zu erreichen. Diese Fischaufstiegshilfen sind jedoch unbrauchbar, da sich diese wohlwollende ohne das Dazutun des Betreiber von alleine durch das antreibende Geschwemsel zusetzen oder diese durch den Betreiber sogar verstellt werden können. Durch die vorliegende Erfindung wird damit Einhalt geboten, da die Durchgängigkeit nicht von der gleichzeitigen Stromerzeugung zu trennen ist. Diese bedingen sich einander.
  • Eine Erosionsschutzmatratze analog der Patentanmeldung als Wanderschicht wird in der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2006 015 421 U1 beschrieben, welche aus mindestens drei Schichten unterschiedlichen Materials besteht. Dabei können die Schichten funktionell aus unterschiedlichem Material, unterschiedlichen Geometrien und unterschiedlichen Wirkungsrichtung wie entlang und gegen oder quer zur Strömung funktionieren.
  • Derartige Erfindungen sind aus der Vielzahl von US-Patentanmeldungen und Patenten der Gesellschaft 3D Systems bekannt zur Stereolithografie wie z. B. die Patente US20030090034 und US20040245663 . Aus der Vielzahl der eingereichten und zitierten Patentliteratur sollten hiermit nur zwei stellvertrend für die gesamte Thematik benannt werden. Fischökologische Wasserkraftschnecken können auch zu dem traditionellen Füge-Verfahren wie Schweißen aus Rohren und Blechen aus den nach der Herstellung im 3D-Druck unterschieden werden:
    • 1. Komplett aus Kunststoff und weiteren druckfähigen Materialien aus einer Baugruppe.
    • 2. Teilweise aus Stahl oder dessen Legierungen sowie aus Kunstoffen, welche einzeln mit den Baugruppen im 3D-Druck gedruckt und danach montiert werden.
    • 3. Die Fertigung komplett aus Stahl oder dessen Legierungen.
  • So können traditionelle Wasserkraftschnecken aus folgenden die Baugruppen z. B. des Wasserkraftschneckenherstellers www.rehart-group.de bestehen:
    • • Auslauf
    • • Einlauf
    • • Generator
    • • Lagerungen, oben und
    • • Mantelrohr
    • • Schaufeln
    • • Schutzgitter
    • • Wasserkraftschnecke mit Mantelrohr
    • • Wasserkraftschnecke ohne
    • • Wasserkraftschneckenkörper
    • • Zentralrohr
  • In der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2010 004 056 U1 wird ein Schneckenkörper für eine Wasserkraftanlage definiert. Darin wird einer Wasserkraftschnecke beschrieben, welche die Schwerkraft nach dem Prinzip einer archimedischen Schraube bezeichnet. Derartige Wasserkraftanlage sind üblich und arbeiten nach dem Prinzip der Ausnutzung der potentiellen Energie, währt die dargestellte Erfindung das Fließverhaltens der Wasserströmung aus Druckenergie, kinetischer Energie und potentieller Energie ausnutzt. Der Schneckenkörper wird dabei zu im oberen Teil mit dem Medium Luft durchströmt, während im untern Teil der Wasserkraftschnecke das Medium Wasser durch den Wasserschneckenkörper durch die Schwerkraft strömt.
  • In der Offenlegungsschrift DE4139134A1 Wasserkraftschnecke zur Energieumwandlung wurde eine Wasserkraftschnecke dargestellt, welche die herkömmliche Art der Stromerzeugung mittel der archimedischen Schraube darstellt. Diese wurde als aus Gründen der besseren Verkaufbarkeit unbegründeter Weise als fischfreundlich deklariert.
  • Zitierte nicht-Patentliteratur
  • Derartige Aussagen sind aus der zitierte nicht-Patentliteratur bekannt. „Fischaufstiegsanlagen, Planung und bauliche Ausführung am Beispiel von Bad Kreuznach an der Nahe" DVWK-Merkblatt 232/1996 Fischaufstiegsanlagen – Bemessung, Gestaltung, Funktionskontrolle www.dvwk.de. Darin werden Fischaufstiegshilfen benannt, welche die Nachteile der Fischwanderhilfen beinhalten und bei der Quelle als fischfreundlich bezeichnet werden.
  • Weitere zitierte nicht-Patentliteratur sind „Ichthyologie Fischbeobachtung mit innovativer Technik", Bundesanstalt für Gewässerkunde"; Dipl-Met. Alfred Hommes, Referat Öffentlichkeitsarbeit, Bundesanstalt für Gewässerkunde . Die Bundesanstalt für Gewässerkunde nahm heute an der Moselstaustufe Koblenz eine neuartige Anlage zur Beobachtung wandernder Fische in Betrieb. Mit Infrarot-Sensoren und Videotechnik ist nun ein anschauliche Funktionsnachweise möglich. Diese eingesetzte Technik ist eine wirkungsvolle Hilfe zum Nachweis der Fischwanderungen, ist jedoch noch kein Beweis, dass durch das Ausschalten des Ein- und Ausgang das System funktioniert.
  • Im „Strategiepapier Fischdurchgängigkeit", Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft vom 07.Juli 2008. In diesem wird der derzeitige Stand zum technischen und juristischen Nachweis der Fischdurchgängigkeit gegeben.
  • In weiterer zitierte nicht-Patentliteratur „ZES_2005_0006_kleine_Wasserkraft" Technischer Bericht Nr. 17/2004 (IWS) Projekt: „Ertüchtigung der kleinen Wasserkraft für die Herausforderungen der Zukunft". wird der Beachtung der Fischfreundlichkeit und der Belange zum Fischschutz keine Lösung gegeben, obwohl die WRRL seit dem Jahre 2000 existiert und als Richtlinie seine Rechtskraft besitzt.
  • Zitierte nicht-Patentliteratur 7. Wanderfisch-Symposium am 2013 in Grimma http://www.mdwf.de/symposium_2013.html. Bei diesem Symposium und den früheren und weiteren gegenwärtigen öffentlichen Symposien werden die große Differenz zwischen der Realität und der fischfeindlichen heutigen Praxis dargestellt.
  • In der zitierte nicht-Patentliteratur wird eine Lockstrompumpe in der http://www.klawagmbh.de/geschaeftsfelder/oekologische_wasserkrafttechnik/lockstrompumpe.php?cs=013015015 werden zum Anlocken der Fische benutzt, indem ein Lockstrom produziert wird verwendet.
  • So gibt es ein beim Umweltbundesamt Dessau eine Fachgruppe, welche derzeit die zukünftigen offiziellen fachgerechten Gesetzmäßigkeiten, welche sich aus der WRRL ergeben auch zukünftig fachlich hinterlegen. Bei diesen arbeitet die Patenteinreicher im „Forum_Fischschutz_&_Fischabstieg" mit. http://www.umweltbundesamt.de/uba-info/dimpres.htm. In diesen werden die zukünftigen Weichen zur juristischen, ökologischen und fischökologischen Zukunft gestellt.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem
  • Das Problem ergab sich aus der in früher Zeit aus dem technisch genutzten Potentiale der Wasserkraft durch die Urbanisierung und Technisierung der Gesellschaften. Diese wurde zu Ungunsten der Flora und Fauna und zu Ungunsten der Ökologie gelöst. Besonders im Zeitalter der Technischen Revolution entstanden eine Vielzahl von Querverbauungen zu unterschiedliche Zwecken:
    • • Beeinflussung der Fließdynamik in einem Gewässersystem (Regulierwehr)
    • • Bereitstellung von Brauchwasser für die Industrie
    • • Bereitstellung von Trinkwasser
    • • Durchflussmessung eines Fließgewässers mittels einer Wehrplatte
    • • Energiegewinnung (Mühle, Wasserkraftwerk; die Kraftanlage kann an einem abgeleiteten Kanal oder direkt in der Staustufe liegen: Flusskraftwerk, Laufwasserkraftwerk)
    • • Fischfang im Fischwehr
    • • Stabilisierung des Grundwasserstandes, Erhalt der Wassertiefe,
    • • Schaffung von Retentionsvolumen und Schwallspülungen in Stauraumkanälen in Form von Kaskadenwehren
    • • Schiffbarmachung des Oberwassers (dann in aller Regel in Kombination mit einer Schleuse, die die Umfahrung des Wehrs ermöglicht)
    • • Stabilisierung der Sohle des Fließgewässers (Stützwehr)
    • • Steuerung von Abwasserströmen und Entlastungen von Mischwasser in der Siedlungswasserwirtschaft mit Hilfe von Entlastungswehren
    • • Versorgung eines oberhalb des Wehres abzweigenden Kanals für das Betreiben von Schifffahrt oder für Bewässerungszwecke der Landwirtschaft
    • • Vorhaltung für Löschwasserreserven
  • Diese Querverbauungen bilden in der Gesamtheit eine undurchdringliche Barriere für die aquatische Flora.
  • Historisch haben eine Vielzahl von Querverbauungen den natürlichen Verlauf der europäischen Flüsse angestaut, was zu einer Verschlechterung der chemischen und physikalischen Eigenschaften des Fließgewässer führte. Das ursprüngliche Fließverhalten wurde in angestaute Bereiche verändert, sodass sich sogar die angestauten Bereiche hintereinander reihen, ohne ein natürliches Fließverhalten zu gestatten. Mit etwa 100.000 Querverbauungen in Deutschland und etwa 200.000 Querverbauungen in der Schweiz und fast 100.000 in Österreich ist daher die Fischwanderung nicht mehr möglich. Teile davon, etwa 7.500 Wehranlagen werden dabei für die Stromerzeugung genutzt. Damit haben die anadromen Wanderfische zum Beispiel den Lachs und die Meerforelle, die Fluss- und Meerneunaugen, sowie katadrome Wanderfische zum Beispiel der Aal, der flussabwärts ins Meer schwimmt, um dort zu laichen, keine Chancen zum Überleben.
  • In der früheren Zeit hat man auf Ökologie und die Ethohydraulik den allerwenigstens Augenmerk gerichtet. Es ging den Profiteuren nur alleinig um die betriebswirtschaftlichen Belange. Zum ernsten Leidwesen der aquatischen Fauna. Erst mit der Richtlinie 2000/60/EG (WRRL) wurde ein rechtlicher Rahmen zur Regulierung der allumfassenden Begehrlichkeiten an den Fließgewässer rechtlich fixiert.
  • Dazu wurde durch die vorliegende Patentanmeldung eine Vorrichtung entwickelt, welche die ROTEN LISTEN in Europa in der Zukunft stufenweise beheben könnte. Es geht dabei um die großflächige Kartierung aller ursprünglichen Fließgewässer mit der Bestimmung zum früheren Vorhandensein der aquatischen Individuen mit der ursprünglichen Verbreitung innerhalb der Fließwässer. Unter Kenntnis dieser Detailinformationen kann man sodann auch eine fundamentierte Artenkartierung innerhalb der Flüsse vornehmen. Mit dem moralischen Paradigmenwechsel wird ein sich verändertes wasserwirtschaftliches Handelns einhergehen. Es gilt künftig auch den ökologischen Zustand der Oberflächengewässer zu schützen bzw. zu verbessern um damit die Flora und Fauna wieder in den ursprünglichen Zustand zu versetzen. Bewertungsgrundlage hierfür ist die Ausprägung der Widerherstellung der früheren aquatischen Lebensgemeinschaften. Hiermit möchten wir einen ersten Ansatz zur Erstellung eines Normenkataloges zur Sicherung der frei motivierten Durchgängigkeit zur Wanderung der aquatischen Flora und Fauna mit der gleichzeitigen Stromerzeugung an natürlichen Fließgewässern schaffen.
  • Die Bedürfnisse der Fische untergliedern such nach deren Lebensgewohnheiten in:
    • 1. Futtertrieb,
    • 2. Geschlechts- und Vermehrungstrieb,
    • 3. Jagdtrieb,
    • 4. Laichtrieb,
    • 5. Spieltrieb und den
    • 6. Wandertrieb.
  • Da in einem konkreten Fließgewässer jedoch nur entsprechen der geografischen und geologischen Lage und Situation eine bestimmte Anzahl an Fischarten und aquatischer Flora ursprünglich vorkam, sind diese derzeit stark gefährdet. Eines der Hauptursachen ist die zügellose Erstellung von Querverbauungen mit der Verhinderung der Durchgängigkeit der Flora und Fauna und die vorsätzlichen Fehler oder fahrlässigen Gründen bei der Bewilligung im wasserrechtlichen Genehmigungsverfahren.
  • Einen zusätzliche Schädigung der aquatischen Fauna erfolgt durch die herkömmliche Turbinen. Diese sind wegen der schädigenden Wirkung auf aquatische Tiere, besonders auf Fische bekannt. Darunter sind besonders die Turbinen Francisturbine, Peltonturbine und Kaplanturbine zu benennen. Diese arbeiten mit einer hohen Umdrehungszahl, relativ kleinen Durchmessern und besitzen ein hohes inneres Druckgefälle. Aufgrund der Bauweise eignen sich diese Francisturbine, Peltonturbine besonders für hohe Wehranlagen wie Talsperren. In der vorliegenden Patentanmeldung wird eine Wasserkraftschnecke zur Herstellung der Durchgängigkeit an Oberflächengewässern eingesetzt, da diese langgestreckt und einen angepassten Durchmesser mit der bezeichneten Wander- und Entwicklungsschicht zur Herstellung der Durchgängigkeit besitzt. Im Grunde könnte man damit ein Fließgewässer mittels der bezeichneten Technik durchgängig machen. Mittels der Stromgewinnung wird die Wasserkraftschnecke, eine Wasserkraftmaschine, zu einer technische Anlage zur Energieumwandlung von Wasserkraft. Die Wasserkraftschnecke hat dabei noch die vorzügliche Eigenschaft, dass damit nur kleine oder nur geringe Wasserumlenkungen erfolgen, da diese sowohl am Oberwasser und am Unterwasser angepasst werden. Der Winkel der Umlenkung richtet sich dabei um die zu überwindende Höhe. Damit ist die Wasserkraftschnecke eine fischökologische Konstruktion, wenn damit noch die Schwachstellen zur Fischwanderungen ausgeschalten werden. Das ist mit dieser Patentanmeldung erreicht, indem ein Sichtschutz für aquatische Fauna versehen wurde, um den Fressfeinden der Luft zu begegnen. Gleichzeitig werden durch die Konstruktion die Geräusche am Wassereinlauf und Wasserauslauf vermieden. Das erfolgt mittels der Andockung mit dem EP 2297451B1 jeweils am Wassereinlauf und am Wasserauslauf der traditionellen Wasserkraftschnecke. Mit der gleichzeitigen Herstellung der Wanderschicht für kleine und schwächere aquatischen Fauna können diese in beide Richtungen wandern, da durch die verringerte Strömung in den Wandbereiche diese möglich ist, denn an den Wandungen herrscht die Strömungsgeschwindigkeit Null. Mit dem Anbringen einer zusätzlichen Entwicklungsschicht kann auch die frei motivierte Wanderung mit einer gleichzeitigen Entwicklung der Individuen erfolgen, denn durch diese werden mit dem Geschiebe und Geschwemsel auch niedere Futtertiere als energetische und Entwicklungsgrundlage transportiert. Damit wird die Wasserkraftschnecke zur fischökologischen Wasserkraftschnecke. Somit ist die schadlose und frei motivierte Passage in beide Richtungen gegeben. Bisherige Schädigungen aus mechanischen Gründen durch die Wasserkraftanlagen wie Abschürfungen, Durchtrennungen, Quetschungen, Schuppenverletzungen, Wirbelbrüche, Wirbelverformungen u. a. entfallen dadurch. Verletzungen aus der Strahlung im magnetischen und akustischen Bereich werden durch geeignete technische Vorrichtungen auf ein erträgliches Maß minimiert. Bei dem Wegfall der äußerlichen Beschädigungen der Tiere entfallen auch die Sekundärerkrankungen welche durch die äußerlichen Beschädigungen hervorgerufen wurden. So die Hämatome, welche sodann zu infektiöse Hautstellen und zu Verpilzungen geraten. Damit ist der Fisch unweigerlich zum Tode verurteilt. Fischschäden durch den Wegfall von Druckdifferenzen, durch den abrupten Strömungswechsel wie beiden schnelllaufenden Turbinen entfallen ebenfalls, denn die Strömungsgeschwindigkeit wird durch die Zuschaltung der Generatoren verringert. Die innere Beschädigung der Tiere ist damit auch ausgeschlossen. Da durch den Einsatz der fischökologischen Wasserkraftschnecke kann sich der Bau von Fischwandervorrichtungen erübrigen. Die Investitionen verringern sich damit gleichzeitig immens. Die Rechenanlagen, welche als Grobrechen oder und Feinrechen installiert werden, könnten sich ebenfalls erübrigen, da die Individuen durch die rotierende fischökologische Wasserkraftschnecke wandern.
  • Das zugrunde liegende ökologische Problem besteht in der Notwendigkeit zur Herstellung der biologischen Durchgängigkeit an den Oberflächengewässern. Durch das vorliegende Design der Patentanmeldung für die fischökologische Wasserkraftschnecke wird für aquatische Kleinlebewesen bei allen möglichen Wasserständen der Auf- und Abstieg gewährleistet. Bei Hochwasser sind die Anlagen auch energetisch und biologisch unter den gleichen Bedingungen der frei motivierten Wanderung einsetzbar. Bei niederen Wasserständen im regelbaren Zulauf kann die fischökologische Wasserkraftschnecke auch als traditionelle Wasserkraftschnecke arbeiten.
  • Das zugrunde liegende technischen Problem besteht neben der Herstellung der Durchgängigkeit bei Oberflächengewässern in der gleichzeitigen Stromerzeugung durch die frei motivierte Wanderung der Individuen. Jedoch kann aus Gründen der Teillast aus Wassermangel auch ein Gemisch des Mediums Wasser und des Mediums Luft entstehen, was die fischökologische Wasserkraftschnecke noch universeller im Einsatz macht. Das Geschiebe, das Geschwemsel und die aquatischen Fauna werden zur Stromerzeugung durch die fischökologische Wasserkraftschnecke geleitet. Es herrschen damit die gleichen Fließbedingungen, wie im normalen Fließgewässer. Bei der Dimensionierung der fischökologischen Wasserkraftschnecke sollten jedoch die örtlichen Bedingungen zur Verhältnis der belebten und unbelebten Natur Beachtung finden. Wenn sich dieses Verhältnis zu Ungunsten der belebten Natur entwickelt, sind Bedingungen zu schaffen, die einer erhöhten Gefahr der Beschädigung der aquatischen Fauna entgegen wirken. Damit wäre eine bis mehrere zusätzliche fischökologische Wasserkraftschnecken zu installieren, um das Verhältnis zur Konzentration an Wassermenge und dessen biologischen Individuen nicht zu übersteigen.
  • Die technischen Veränderungen liegen in der Modifizierung der bestehenden und zukünftigen Wasserkraftschnecken zu fischökologischen Wasserkraftschnecken. Die Akzeptanz der Behörden und die Bevölkerung sind nur gegeben, wenn eine öffentliche Darstellung hergestellt wird, welche den gesamten Verlauf der aquatischen Fauna in beide Richtungen und bei allen möglichen Szenarien manipulationsfrei sichert. Das ist derzeit nicht gegeben und schafft bei allen Seiten und besonders bei den Umeltaktivisten den allergrößten Verdruss. Die derzeitige Praxis von fraglichen Gutachten durch Fachleute kann den Beweis zur modernen technischen Praxisdarstellung der Wanderung der Individuen nicht ersetzen. Daher wird ein Monitoring nur durch die gleichzeitige visuelle Kontrolle durch die Öffentlichkeit möglich werden. Der moralisch rechtliche Anspruch der Bevölkerung sollte aufgrund des Rechtsanspruchs der Öffentlichkeit auch als solch einer gesehen werden. Die Bevölkerung hat ein Recht und danach die Pflicht die eignen natürliche Umwelt mit zu bestimmen, da die Fließgewässer ein öffentliches Gut ist. Es ist die Wissenschaftlichkeit entsprechend der Bedingungen zur WRRL an den Fließgewässern herzustellen.
  • Durch die allermeisten wasserrechtlichen Bewilligungen wird ein Gesetzesverstoß durch nicht deklarierte und registrierte Vergünstigung für die ausstellende Behörde billigend in kaufgenommen. In der Folge sind sodann erhebliche Kosten der möglichen Beschwerdeführer und eine weitere Verzögerung zur Gesundung der Situation in kauf zunehmen. Darüber fehlt den örtlichen Staatsanwaltschaften eine klare, zweifelsfreie, wissenschaftlich begründete, dem Wesen der internationalen Vernetzung entsprechende Bedingung. In meinen Ausführungen bin ich bereits im Pkt. wurde auf die Notwendigkeit eines Normenkataloges zur Sicherung der frei motivierten Durchgängigkeit zur Wanderung der aquatischen Flora und Fauna im Zusammenspiel mit der Stromerzeugung an natürlichen Fließgewässern eingegangen. Bei der Vielzahl von nationalen und internationalen Gesetzen zu verstoßen um eine behördlich, einklagbare Genehmigung. Dies wird in den meisten Fällen aus Gründen eines rechtlich verbrieften Bestandschutzes billigend in kaufgenommen. Die damit in der engen Verbindungstehenden Gesetzesgrundlagen sind die:
    • 1. Fischereiverordnungen der Länder (Landesgesetze),
    • 2. Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und
    • 3. Wasserrahmenrichtlinie (Richtlinie 2000/60/EG).
  • Deshalb sind die allermeisten wasserrechtlichen Bewilligungen mit einem immensen Protest der Bevölkerung verbunden und werden sogar militant bekämpft. Hinzu kommen noch die Tatsache, dass die zusammen hängende Oberflächengewässer wie z. B. Elbe, Weser, Rhein, Oder u. a. sich in unterschiedlichen Ländern befinden und damit eine rechtsverbindliche Herstellung der Normung an allen europäischen Fließgewässern.
  • Aus Gründen des schwammigen Standes der Technik auf technischen und ethohydraulischen Gebiet ist daher eine begrenzte Rechtssicherheit zu Ungunsten der aquatischen Flora gegeben. Die Patentanmeldung sollte daher dazu dienen, dass eine klare Abgrenzung zwischen Recht und Unrecht zur aquatischen Flora herbeigeführt werden könnte. Profiteure könnten sich daher nicht mehr illegal und mit kriminellen Mitteln auf Kosten der ROTEN LISTEN bereichern. Die Natur und Umwelt in den Fließgewässern und den Auenlandschaften ist Gemeingut und darf nicht noch weiter einigen Begünstigten zu Gute kommen und damit gleichzeitig und diese unter dem Deckmantel von wasserrechtlichen Genehmigung sich rechtlich gesichert finanziell bereichern.
  • Es gilt, aus der aktuellsten ökologischen Bedeutung der Wasserkraft zur gleichzeitigen Energieerzeugung die gesetzlichen Vorgaben der Richtlinie 2000/60/EG (WRRL) zur schadlosen Flora die allergrößte Bedeutung beizumessen. Daraus ergeben sich notwendige technische Veränderungen, welche mit der Patentanmeldung vorgenommen wurden.
  • Es geht um die gleichzeitige Sicherung einer wirkungsvollen und kontrollfähigen Wanderung aller aquatischen Individuen in Richtung Oberlauf und gleichzeig auch in die Richtung des Unterlaufes der Fließgewässers durch eine visuelle Begleitung mit einer manipulationssicheren Kontrolle in allen Phasen der Passagen der Erfindung. Nur mit einer öffentlichen Transparenz kann der weiteren Schädigung der Natur Einhalt geboten werden.
  • Die Erfindung, für die in den Patentansprüchen Schutz begehrt wird
  • Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die fischökologische Wasserkraftschnecke zum Ausgleich von Höhendifferenzen bei natürlichen und künstlichen Oberflächenfließgewässern so eingesetzt werden, dass damit das Gefälle aus Oberwasser und Unterwasser durch die Schrägstellung der Schaufeln mit der Durchleitung des Mediums Wasser, Geschiebe und Geschwemsel sowie der Fische durch diese fischökologische Wasserkraftschnecke schadlos geleitet werden.
  • Während die größeren Fische durch die Wirkung des freien Lockstromes angeregt werden, können die juvenilen Fische und weitere aquatische Individuen durch die Wanderschicht in beide Richtungen des Fließgewässers passieren. Mit der Erfindung wird damit auch die Stromerzeugung durch die Ausnutzung der kinetischen Energie möglich. Dies erfolgt zur gleichzeitigen Passage des Wassers mit den Fischen in dem gleichen Wasserstrom innerhalb der fischökologischen Wasserkraftschnecke flussaufwärts. Die Erfindung Gitternetzwanderanlage ist im Bereich der Energietechnik zu anwendbar, insbesondere zur schadlosen Stromproduktion bei niedrigem Gefälle und geringer Wassermengen.
  • Der Strömungswiderstand innerhalb des Strömungsraum wird mit einer unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit durchlaufen. Der Wasserwiderstand innerhalb des Strömungsraumes ist nicht gleichmäßig auf die Fläche verteilt. Der Strömungswiderstand hat eine von Nullpunkt beginnenden an den Wandungen, da dort die Reibung am größten ist. Mit der zunehmenden Richtung zur Mitte ist die Strömung am größten und nimmt daher wieder durch die unterschiedlichen Schichten wieder ab. Es wird damit die biologischen Durchgängigkeit in Richtung des Abstieges erreicht. Die Dimensionierung des inneren Durchmessers sollte jedoch so berechnet und ausgelegt werden dass der minimale Abfluss und auch der maximale Abfluss des Oberflächengewässers die Fließgeschwindigkeit der durschwimmenden Individuen nicht übersteigt. Der Wandertrieb der aquatischen Tiere wird im Aufstieg dadurch realisiert, dass der durchströmte Wasserstromes durch die Wasserkraftschnecken zur fischökologischen Fischwanderung ausgenutzt werden kann.
  • Der Wandertrieb der aquatischen Tiere wird im Aufstieg dadurch realisiert, dass der durchströmte Wasserstromes durch die Wasserkraftschnecken zur fischökologischen Fischwanderung ausgenutzt werden kann. Der Wandertrieb der aquatischen Tiere wird im Aufstieg dadurch realisiert, dass die Strömung der Wasserkraftschnecken zur Fischwanderung ausgenutzt werden kann. Die Ausnutzung des Wasserstromes wird zur Energieumwandlung und gleichzeitig zur Wanderung der aquatischen Tiere verwendet. Dabei wird der durchströmte Innenraum, Strömungsraum nicht gleichmäßig durchströmt. Der Strömungswiderstand innerhalb des im Strömungsraum wird mit einer unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit durchlaufen.
  • Der Abstieg der aquatischen Fauna erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge zum Aufstieg. Die großen Individuen können durch die frei motivierte Strömung nach unten passieren oder im oberen Bereich bleiben. Die kleinen Individuen können nach dem Eintritt in die Einstiegsschicht und Wanderschicht frei motivierte Strömung passieren. Die aquatische Fauna gelangt über den Grenzbereich der Wandungen in das Innere der Einstiegsschicht und Wanderschicht.
  • Das Darcy-Gesetz beinhaltet das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen eines Stoffes oder Stoffgemisches. Es dient als klassifizierendes Maß für die tatsächlich vorliegenden Hohlräume. Die Porosität hat großen Einfluss auf die Dichte eines Materials sowie auf den Widerstand bei der Durchströmung einer Schüttung. Somit wird der Strömungswiderstand innerhalb des im Strömungsraum mit einer unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit durchlaufen. Der Wasserwiderstand innerhalb des Strömungsraumes ist nicht gleichmäßig auf die Fläche verteilt. Dieser ist somit geartet, dass durch die hohen Widerstände an den Wandungen und durch die entstehenden Grenzschichten sich dieser bis zum Mittelpunkt verringern. In die Gegenrichtung vollzieht sich das entgegengesetzt. in der Auskleidungen des Wanderraumes mit umfänglich unterschiedlichen Wanderschichten.
  • Die Individuen, welche eine geringe Strömungsgeschwindigkeit bevorzugen oder auf Grund der geringen Masse auch nur einen geringe Kraft zur Fortbewegungen aufbringen können, werden in die ausgekleideten Wanderschichten ihrer frei motivierten Wanderungen und gleichzeitigen Entwicklungen begünstigt. Sie können sowohl darin frei motiviert wandern und können dabei auch eine Entwicklung vollziehen. Aufgrund ihrer zeitlich geringen Entwicklungsperiode können sich somit Ansammlungen ganzer Nester an aquatischen Individuen binden, welche zu einer Hemmung des Durchgangs führen könnten. Behoben kann dies technisch und biologisch durch eine Rückspülung. Diese wird dadurch erreicht, indem die fischökologische Wasserkraftschnecke in die entgegengesetzte Richtung gefahren wird Daher ist es günstig, dass zwei fischökologische Wasserkraftschnecken als Tandembetrieb zum Einsatz kommen könnten, währen die eine den Strom erzeugt und die zweite die Rückspülung vornimmt. Der Einsatz von zwei fischökologischen Wasserkraftschnecken macht sich auch deshalb ökonomisch günstig, da bei Anfall von großen Wassermengen auch diese voll abgegriffen werden können und damit beide zum Einsatz gelangen. Im Unterschiede zu den Wasserkraftanlagen, welche die potentielle Energie ausnutzen, kann bei der kinetischen Energie die maximalen Wassermengen genutzt werden. Die kinetische Energie, welche die fischökologischen Wasserkraftschnecken in Rotation versetzt, mit der gleichzeitigen Stromerzeugung in der Wasserkraftschnecke kann durch den Unterwasserbetrieb und Überwasserbetrieb erfolgen.
  • Die Grenzschichttheorie beeinflusst ursächliche sehr stark das Wanderverhalten der aquatischen Individuen. Man unterscheidet
    • • die fluiddynamische Grenzschicht eines strömenden Fluids, dessen Geschwindigkeit durch die Reibung an einer festen oder fluiden Grenzfläche beeinflusst wird,
    • • die thermische Grenzschicht eines Fluids, dessen Temperatur durch die einer festen oder flüssigen Grenzfläche beeinflusst wird, und
    • • die Konzentrationsgrenzschicht, in der die Konzentration eines festen, flüssigen oder gasförmigen Körpers in einer Lösung beeinflusst wird
    Alle drei Grenzschichten können, müssen aber nicht gleichzeitig in einem fest-fluiden System vorkommen, dementsprechend unterscheiden sie sich sowohl geometrisch als auch in ihrem instationären Verhalten.
  • Die Gitternetzwanderanlage der fischökologischen Wasserkraftschnecke besteht aus mehreren Lagen, welche so gestaltet sind, dass jene sich von der Richtung her kreuzen. Sie besteht aus zwei Schichten 1 und 7. Während die obere Schicht den Eintritt in den Wanderraum gestattet, ist die darunter liegende Schicht zur Entwicklung der Flora in den unterschiedlichen Entwicklungsstadien vorgesehen.
  • Durch die kinetische Anströmenergie der fischökologischen Wasserkraftschnecken wird diese in Drehung versetzt, in Rotationsenergie umgewandelt. Der im 7 im Zentralrohr befindliche Generator wird damit über den Rotor und Stator mit der Relativbewegung in Drehung versetzt. Der damit induzierte Strom wird über ein Wasserkabel zum Einspeisepunkt am Ufer fortgeleitet. Dieser Strom ist grundlastfähig und kann sofort in das nahe Verteilernetz eingespeist werden. Durch die relativ konstant abfließende Wassermenge ist eine stabile Leistungsabgabe möglich. Langzeitliche Wassermengenschwankungen und kurzzeitige Wassermengenschwankungen werden durch Frequenzumrichter elektrotechnisch oder durch eine hydraulische Regelung stabil gehalten.
  • Es können sowohl ein- oder mehrgängige fischökologischen Wasserkraftschnecken je nach der Steigung mit einer Rechtsdrehung und auch einer Linksdrehung mit der Erfindung zum Einsatz kommen. Der Füllungsgrad der fischökologischen Wasserkraftschnecken kann dabei als Vollfüllung und als Teilfüllung funktionieren.
  • In vielen Naturwissenschaften gehört das Monitoring, der ständige Überwachung von Naturerscheinungen zu den zentralen Aufgabengebieten. Sie dient der Gewinnung von Daten und Wissen, zur Prüfung von Hypothesen und dem besseren Verständnis der Phänomene. Ein wesentlicher Grund für das spärliche Wissen um die Anforderungen insbesondere der Fischfauna ist, dass sich diese sehr mobilen Organismen unter Naturbedingungen einer direkten Beobachtung entziehen. Deshalb sind Untersuchungen über das Verhalten von aquatischer Flora in Gewässern sehr zeit- und personalaufwendig. Das Herstellung eines technischen Monitorings, das heißt einen durch Technik unterstützte und vom Menschen unabhängige Darstellung innerhalb des Monitorings wird daher notwendig. Dies ist umso wichtiger, da derzeit das Monitoring aus Kostengründen durch subjektive Beobachtungen ersetzt wird und damit nicht immer nachweisbare Erkenntnisse zum Einsatz kommen. Daher ist der Einsatz der Ethohydraulik für eine einmalige oder mehrfache Erkenntnisgewinnung sehr bedeutungsvoll Die gewonnen Gesetzmäßigkeiten und deren Bestätigung durch die Wissenschaft ist eine unbedingte Notwendigkeit und sollten nachgelagert auch bei der wissenschaftlichen Aufstellung der gesellschaftlich Normen zum Einsatz kommen.
  • Die verschiedenen Faktoren, die das Verhalten der Fische beeinflussen, unterliegen permanenten Schwankungen, so dass sich diese nur schwer messen und hinsichtlich ihrer ökologischen Bedeutung interpretieren lassen. Da zudem der Nutzen solcher Grundlagenforschung bislang verkannt wurde, existieren für die wasserbauliche Praxis so gut wie keine fischökologisch relevanten Kriterien oder Kennwerte in Hinblick auf eine gezielte ökologische Auswertung von Gewässern. Daher wird die Forcierung dieser Forschung vorgeschlagen.
  • Die gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Erfindung kann in verschieden Disziplinen zum Einsatz kommen und ist damit gewerblich breit anwendbar. Aus den Forderungen der WRRL sind die Vernachlässigungen der letzten Jahrhunderte wieder schrittweise aufzuholen und die WRRL konsequent an den Fließgewässern und Auen durchzusetzen. Daher ist der Einsatz der Erfindung in den Bereichen
    • • Biologie
    • • Ethohydraulik
    • • Fischereibiologie
    • • Jura
    • • Limnologie
    • • Technik
    • • und weitere
    im dialektischen und kausalen Zusammenhang anzusehen und dies auch zu bewerten. Letztlich sollten mit den aufgestellten Normen nach de Regeln der WRRL einer rechtsverbindlichen Grundlage für alle gesellschaftlichen Bereiche aufgestellt werden.
  • In der Erfindung wird die technische Ausnutzung der kinetischen Energie in Fließgewässern in Strom umgewandelt und dies unter technischen Aspekten und ethohydraulischen Aspekten unter der Bezeichnung der physikalischen Gesetze mit Bezug zu bestehenden juristischen Gesetzmäßigkeiten verknüpft und zum Einsatz gebracht.
  • Unter der Einhaltung der in der Erfindung dargelegten physikalischen Gesetzmäßigkeiten zur Herstellung von fischbiologischen Netzwerken ist die fischökologische Wasserkraftschnecke ein geeignetes Mittel die Durchgängigkeit unter dem Aspekt der Vernetzung zu sichern. Die zuvor unterbrochenen ursprünglichen Netzwerke werden mit dem Einsatz der fischökologischen Wasserkraftschnecken zu einem durchgängigen Netzsystem. Somit haben die Quellflüsschen, welche in die größeren Flüsse münden und diese wiederum in die großen Flüsse und Ströme ein durchgängiges Netzwerk von der Quelle bis zur Mündung geschaffen. Die Fischarten, welchen nicht die Durchgängigkeit durch die fischökologische Wasserkraftschnecke hergestellt werden können, sollten zu anderen bestehenden Maßnahmen folgen.
  • Bei der Bewertung von wasserrechtlichen Genehmigungen durch die oberen und untern Wasserbehörden wird von einer Vielzahl von subjektiven Bewertungen und Genehmigungsmöglichkeiten ausgegangen. Vielerorts herrsch Unkenntnis, Falschentscheidungen, subjektive gefärbte Entscheidungen, Falschauslegungen und juristisch völlige Unklarheiten, jedoch alle weitere Bewertungen zu Ungunsten der aquatischen Lebewesen. Die Einhaltung des Fischereigesetzes der Bundesländer fordert jedoch in den allermeisten Fällen eine Verhinderung zur Genehmigung von technischen Anlagen zum Fischtod. Diese wasserrechtlichen Entscheidungen haben jedoch eine sehr lange Tradition. Seit dem Beginn zur Ausstellung der Entscheidungen hunderte Jahre zurück war dies immer ein Privileg von einflussreichen Personen oder Gesellschaften, welche das Ansehen und die finanzielle Kraft einer Wasserkraftanlage zu betreiben, hatten. Das hat sich im Wesentlich nicht sehr stark verändert, sodass die wasserrechtlichen Genehmigungen immer ein Maß ist, wie stark die politischen Kräfte sind und wie wohlwollend diese sind gegenüber dem Entscheidungsträger sind. Eine wissenschaftliche Grundlage ist derzeit nicht erkennbar und es gibt einen großen Wirrwarr im Entscheidungs- und Begründungsbereich. Die Leidtragenden ist immer die Natur, während sich die anderen auf Kosten dieser und uns allen bereichern. Durch die Mehrzahl der Öffentlichkeit wird dies massiv durch juristische Maßnahmen begegnet. Es darf kein Privileg von Entscheidungsträgern zum Wasserrecht, um damit sich finanziell Vorteile auf den Gesetzen geben und die Natur und die weitere Öffentlichkeit benachteiligen.
  • Aus der aktuellsten ökologischen Bedeutung der Wasserkraft bei der Energieerzeugung durch die gesetzlichen Vorgaben der Richtlinie 2000/60/EG (WRRL) ist der schadlosen Fischwanderung und der weiteren aquatischen Tiere die allergrößte Bedeutung beigemessen. Daraus ergeben sich notwendige technische Veränderungen, welche mit der Patentanmeldung dargestellt werden. Da die Vorgaben der WRRL neben der Durchgängigkeit der Fische wie auch der weiteren aquatischen Lebewesen werden auf dessen Belange eingegangen. Die Fische als aquatisch lebende Wirbeltiere bilden keine Gruppe von morphologisch ähnlichen Tieren mit den aquatisch lebenden Tieren im Wasser. Daher ist die Gesamtheit aller aquatischen Flora mit der WRRL bezeichnet.
  • Da die Vorgaben der WRRL neben der Durchgängigkeit der Fische auch die weiteren aquatischen Lebewesen bezeichnet, ist auch auf dessen Belange einzugehen. Die Fische als aquatisch lebende Wirbeltiere bilden keine Gruppe von morphologisch ähnlichen Tieren mit den aquatisch lebenden Tieren im Wasser. Es ist daher sowohl von großen Tieren und ganz kleinen Tieren wie Brut und Kleinlebewesen auszugehen, die allesamt die Wanderungen passieren wollen. Die Vorgaben der WRRL sind durch die Einführung der Realisierung der Patentanmeldung für alle aquatische Lebewesen einzuhalten.
  • Die Anordnung der Lockströmung im Ein- und Auslaufbereiches haben eine sehr große Bedeutung bei den äußeren schädigende Faktoren wie Schall, Lichteffekte, Raubvögel, und mechanisch Beschädigungen. Diese werden durch die die Gestaltung des Ein- und Auslaufbereiches der fischökologischen Wasserkraftschnecke so gestalten, dass eine Abschirmung von außen und innen nicht erfolgen kann. Der Fisch kann die Wahrnehmungen durch das eigene Seitenlinienorgan und die weiteren Sinnesorgane zum Wahrnehmen von physikalischen Abnormitäten wie Strömung, Temperatur, Schall, den Wechsel von Schatten und Licht registrieren und dadurch entsprechend reagieren. Raubvögel wie Kormorane und Fischreiher versuchen, die Fische zu fressen.
  • Fischaufstiegsanlagen sind im hohen Maße sehr wirkungslos. Jene bieten nur eine behördlich angenommene Lösung zur schadlosen Fischfreundlichkeit, um den Antragstellern eventuell zu einer Fischhäckselanlage zu verhelfen, um damit die Fischbestände noch weiter auszuhöhlen. Das Gegenteil ist der Fall, denn durch Fischfressfeinde wie Kormorane und Fischreiher, welche sich an den Wanderhilfen platzieren um deren Mahl einzunehmen, erfolgt einen günstige Fütterung durch die Betreiber. Das wird billigend in Kauf genommen. Des Weiteren setzen sich diese Fischwanderhilfe durch den ständigen Abtransport von Geschwemsel sehr schnell zu. Damit ist wieder eine Barriere für die Tiere geschaffen und diese müssen entweder zwangsweise durch die schützenden Rechenalgen. Gerad dies e stellt einer eklatanten Mördergrube für diese Fische dar. Das nützt auch die Verringerung der Gitterabstünde nicht. Im Gegenteil, damit werden im Sinne des Naturschutzes die Gitterabstände verringert. In Wirklichkeit wird damit einen erhöhte Fließgeschwindigkeit geschaffen, welches den schwachen und kleinen Tieren durch den Fließduck an die Gotte presst. Auf der anderen seiet erfolget ein Sog, welcher auch wieder sich entgegen wirkt. Mit dem nachfolgenden rechen werden sodann die angesaugten und angedrückten Fische mit dem sich nach oben wandernde Rechen entsorgt. Diese Praktiken werden sodann als fischfreundliche Variante dem gilt zahlende Betreiber gesittet. Es gibt fast keiner Wehranlage von den etwa 9n Deutschland bestehenden 3.700 Wasserkraftanlagen wo durch die falschen und profitträchtigen wasserrechtlichen Bescheinigungen der Artenfilefalt der Oberflächengewässer bereinigt wurde. Der tatsächliche Zustand wird durch die Seite http://www.fliessgewaesserschutz.de/Forumthemen.html demonstriert.
  • Die Schichtungen im Medium Wasser
    • • führt zu unterschiedlichen Abgrenzungen im Medium Wasser bei ruhendem und fließendem Gewässer.
    • • Bei stetig und kontinuierlichem Fluss entsteht auch eine Angrenzung der Schichten nach Viskosität, Dichte, Temperatur, Geschwindigkeit, durch Reibung.
    Die fluiddynamische Grenzschicht, oft auch einfach als „Grenzschicht” bezeichnet, ist der Bereich eines strömenden Fluids an einer Wand, in der die Reibung einen Einfluss auf das Geschwindigkeitsprofil senkrecht zur Wand ausübt. Die Kenntnis des Verhaltens der fluiddynamischen Grenzschichten wie an um- oder überströmten Körpern ist sehr wichtig vor allem für die Konstruktion im Flugzeugbau Windkraftanlagenbau, Turbinenbau sowie im Schiffbau. Diese wurde auch in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet und durch diese Schichtungen das Verhalten der aquatischen Fauna abgeleitet.
  • Mit den Fischnetzwerken werden ursprünglich vernetzte Fließgewässer bzw. -abschnitte wieder verbunden. Fische sowie andere aquatische Organismen mit größeren Raumansprüchen könnten wieder große Gewässerstrecken besiedeln. Daher in der Zusammenarbeit mit den Anglerverbänden und mit den Umweltschutzorganisationen der allergrößten Effizienz zur Vernetzung erreichen. Dies ist zwar wegen der unterschiedlichen Eigentümer der Flussabschnitte und der unterschiedlichen Wehranlagen sowie der unterschiedlichen Uferbereiche recht schwierig. Jedoch ist dies möglich. Durch das Zusammenwirken der gesamten an der Gesundung der Durchgängigkeit kann dies mit einem koordinierten Vorgehen erreicht werden. Ein etappenweises Herangehen unter dem Netzwerkeffekt ist daher sinnvoll und möglich.
  • Bei Funktionskontrollen durch Externe werden die Fische zuvor gefangen und sodann im Einlauf eingebracht sodass diese nur in die Richtungen der Wasserkraftanlage entweichen können. Dabei wird die Funktionskontrolle so dokumentiert, dass die Parameter den Anforderungen des Auftraggebers gerecht werden. Dieses Prinzip der subjektiven Gutachten wird durch eine zwangsweise automatische Kontrolle mit dem Ausschalten der Anlage fixiert. Dies wird damit erreicht, dass durch das Medium Wasser die Gesamtheit der lebenden und toten Bestandteile passieren und durch eine ständige Videoüberwachung gesichert ist. Bei Defekten der Übertragung muss eine Blockade der rotierenden Anlage erfolgen und allen Beteiligten zuzusenden. Nach der Errichtung einer Fischaufstiegsanlage ist eine Funktionskontrolle der Anlage erforderlich und wird auch protokollarisch erstellt. Daran nehmen die Beteiligten teil Die Fische werden vermessen, bestimmt und gewogen, so dass die Ergebnisse dokumentiert und dem Auftraggeber zur Verfügung gestellt werden können. In dem Bericht zur Funktionskontrolle werden auch Hinweise zur Verbesserung – falls notwendig – des technischen Bauwerkes gegeben, um die Effektivität zu erhöhen.
  • Schädigenden Wirkung auf aquatische Tiere bei herkömmlichen Turbinen sind wegen der schädigenden Wirkung auf aquatische Tiere bekannt.
  • 1. Physikalische Schädigungen
  • Es handelt sich dabei um die Turbinen mit einer großen Fallhöhe und einer immensen Durchström Geschwindigkeit wie die Francis-Turbine, Pelton-Turbine und die Kaplanturbine. Diese traditionellen Turbinen geben der Fischwanderung keinen Chance zum wandern, da diese durch die hohe Geschwindigkeit des Wassers und der damit auch hohen Umdrehungszahl sowie erhöhen Druckdifferenzen eine Beschädigung, ja sogar Teilung der Fische. Diese mit den bezeichneten Turbinen sind für die Wanderungen nicht geeignet. Darüber hinaus sind bestehende Wasserkraftschnecken, welche wesentliche die stärke Geräuschentwicklung am Auslauf Nachteil besitzen, welche durch einen abrupten Abbrechen der Strömung hervorgerufen werden. Damit entsteht einen riesige Turbolenz am Auslauf und verhindert jedwede Wanderung. Des Weiteren haben manche Wasserkraftschnecken ein technisch bedingtes Spaltmaß. Diese ergibt sich aus der Durchbiegung des Zentralrohres und der nicht stabil gehaltenen Spaltmaß an der gesamten Kante.
  • 2. Behördliche Schädigungen
  • Diese entstehen durch die bewussten oder fälschlicherweise gemachten wasserrechtliche Genehmigungen, um manchen Behörden persönliche Vorteile zu gestatten.
  • Die Vorteile der Erfindung
  • Mit dem Design der fischökologischen Wasserkraftschnecke ist jedoch auch einen naturnahe Bauweise möglich. Damit kann diese Bauart auch zu kompletten Unterwasserbetrieb eingesetzt werden. Hervorstehende Bauwerke wie das Maschenhaus entfallen damit gänzlich. Durch den im Zentralrohr liegenden Generator wird ein ständiger Unterwasserbetrieb garantiert. Frühere Getriebe entfallen ebenfalls und der Generator wird von der Wicklung her so gewickelt, dass damit die angestrebte Umdrehungszahl in Abhängigkeit des Durchmessers und des Volumenstroms. Es bestehen eine naturnahe Bauweise und ein geringer Platzbedarf durch Unterwasserbetrieb der kompletten Wasserleit-Anlage. Lediglich die E-Verteilung besteht am Uferbereich. Bei dem Einsatz der fischökologischen Wasserkraftschnecke kann die Investition Errichtung von Fischwanderhilfen gänzlich entfallen, da die aquatische Fauna durch den Bereich der der fischökologischen Wasserkraftschnecke Wanderraum für große aquatisch Fauna und Wanderraum für kleine aquatische Fauna passieren.
  • Die Erfindung kann zur Stromerzeugung eingesetzt werden mit der Ausnutzung der kinetischen Energie an den Oberflächengewässern. Damit ist neben der Stromerzeugung auch die Herstellung der Durchgängigkeit gegeben. Damit ist die der Grundlage zum Erlangen der wasserrechtlichen Genehmigung problemlos bei den Behörden gegeben. Es kann ein zusätzliche Grundlaststrom produziert werden.
  • Es können sowohl ein- oder mehrgängige Wasserkraftschnecken je nach der Steigung mit einer Rechtsdrehung und auch einer Linksdrehung mit der Erfindung zum Einsatz kommen. Dabei ist es belanglos, welchen Aufstellwinkel diese besitzen könnten. Auch ist der Einsatz der traditionellen Wasserkraftschnecken möglich, wenn dazu die in der Patentanmeldung bezeichneten Modifizierungen vorgenommen erden. Es handelt sich dabei um das Andocken der Kegelturbine und um das Anbringen der Wanderschicht sowie die Modifizierungen am Einlauf und Auslauf. Eine derartige Veränderung ist nicht unbedingt sehr aufwendig.
  • Ausschaltung von Manipulation zum Nachteil der Fische und aquatischen Individuen. Durch die technische Modifizierung zur fischökologischen Wasserkraftschnecke schaltet eine Manipulierung zur Vermeidung der Fischwanderung völlig aus. Neben der Wasserströmung wird sowohl des Treibgut Geschwemsel und Geschiebe sowie der aquatischen Fauna durch die rotierende fischökologische Wasserkraftschnecke befördert.
  • Die magnetische Strahlung geht immer von einem Punkt in alle Richtungen gleichmäßig aus. Es gibt jedoch Möglichkeiten zur Abschirmung dieser. In dem beschriebenen Patent wir die Richtung, in welcher die schädliche Strahlung erfolgt durch eine absorbierende oder einen ablenkender Schutzkörper nach dem Stand der Technik installiert, welcher nicht in die Richtung der aquatischen Fauna geht. Er hat demzufolge eine Strahlung schluckende und oder eine teilweise absorbierende Funktion.
  • Wenigstens ein Weg zum Ausführen der beanspruchten Erfindung, Erläuterungen am Beispiel von Zeichnungen und unter der Verwendung von Bezugszeichen
  • In dem Ausführungsbeispiel, dargestellt in der 6 wurde eine fischökologische Wasserkraftschnecke 20 derart dargestellt, dass bei Niedrigwasser an einem Querbauwerk 16 eine Kegelturbine am Einlauf 34 mit Wasserkraftschnecke 31 und mit einer Kegelturbine am Auslauf 35 angedockt wurde, welche sich in einem fest installiertem Mantelrohr 13 drehbar gelagert befinden, die durch die kinetische Energie des strömenden Gewässers und die Gravitation in eine Rotation versetzt wird Der Generator 33 welcher sich im Zentralrohr 28 der Wasserkraftschnecke 31 befindet erzeugt durch die Rotation elektrischen Strom, welcher in ein Stromkabel über eine nicht drehbare Welle, welche nicht Gegenstand des Patentes und Stand der Technik ist, abgeführt und in das örtliche Stromnetz eingespeist wird
  • Der Einsatz der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 bei der 2 ist sowohl in den natürlichen Bereichen von Oberflächengewässern als auch in künstlichen Gewässern 3 möglich. Bei natürlichen Einschnürungen von Flussläufen hat man die allergrößte Strömungsenergie, welche aus dem Gefälle und dem sich verengenden Volumenstrom resultiert. Damit erzielt man die allergrößte Leistung der Technischen Anlagen. Durch die langjährige Aushöhlung des Gesteins wurde das vorhandene natürliche Flussbett geschaffen, welche in vielen Fällen auch eine geringe technische Nacharbeit zum Ausgleich von wirbelfreien Wandungen als natürliche Begrenzung 30 besitzt.
  • Gerade bei einer kontinuierlichen Strömung resultiert ein fast gleichmäßiges Strömungsfeld, ein Begriff der Feldtheorie und wird unter Fluidmechanik und in der Elektrodynamik verwendet wird Das Strömungsfeld beschreibt Flüsse (Strömungen), welche materielle oder andere Eigenschaften wie beispielsweise Kraftwirkungen (Wechselwirkungen) innerhalb eines räumlichen Gebietes transportieren. Da an Flüsse in räumlichen Gebieten primär deren Dichten interessant sind und Flüsse als meist schwieriger zu handhabende Flächenintegrale beschrieben werden, werden in Strömungsfeldern primär die damit verknüpften Flussdichten betrachtet. Je nach konkretem Anwendungsgebiet kann es sich bei Flüssen und ihren Dichten beispielsweise um Flüssigkeiten, elektrische Ladungsträger, Gase oder magnetische Flüsse handeln.
  • Bei ruhenden und fließenden Gewässern resultieren unterschiedliche Schichtungen. Man unterscheidet zwischen stationären Strömungsfeldern, in denen keine Veränderung der Flüsse über die Zeit auftreten – diese Strömungen sind meist relativ einfach zu modellieren, und instationären Strömungsfeldern, in denen sich die Flussverteilungen auch zeitlich ändern. Ist eine Flussverteilung in einem bestimmten Raumsegment des Strömungsfelds konstant, spricht man auch von einem homogenen Strömungsfeld. Bei stetigem und kontinuierlichem Fluss entsteht auch eine Abgrenzung der Schichten nach Viskosität, Dichte, Temperatur, Geschwindigkeit, durch Reibung. Die fluiddynamische Grenzschicht, oft auch einfach als Grenzschicht bezeichnet, ist der Bereich eines strömenden Fluids an einer Wand, in der die Reibung einen Einfluss auf das Geschwindigkeitsprofil senkrecht zur Wand ausübt. Diese unterschiedlichen Schichtungen beeinflussen die Leistung der Wasserkraftanlage und den Wanderung der Individuen erheblich.
  • Die Kenntnis des Verhaltens der fluiddynamischen Grenzschichten wie in der Patentanmeldung dargestellt, an um- oder überströmten Körpern ist sehr bedeutungsvoll bei der Dimensionierung der Wanderraum für große aquatische Fauna 4 und Wanderraum für kleine aquatische Fauna 5 und den Einstiegsöffnungen 6 und den Ausstiegsöffnungen 1 sowie dem Strömungsverhalten von Turbinenschaufeln. Unter den ethohydraulischen Gesichtspunkten ist die versuchsmäßige Darstellung des Wanderverhaltens der aquatischen Flora im strömenden Gewässer möglich. Dabei ist vorerst auch bei der aquatischen Fauna 8 von toten Gegenständen auszugehen. Bei weiteren Untersuchungen ist die ethohydraulischen Passage der aquatischen Fauna 8 in langjährigen Versuchen darzustellen und zu beweisen. Tote Gegenstände können zum Beispiel schwimmfähige Nachbildungen von Tieren sein, mit denen man die Bewegungsabläufe im Medium darstellen kann. Mit einer erhöhten Strömung und den resultierenden Turbulenzen kann man bei der aquatischen Flora 8 Strömungsbereiche produzieren, um somit die Passage durch die fischökologische Wasserkraftschnecke 20 zu darzustellen und dokumentieren. Die Grenzschichten resultieren aus den Reibungszuständen. Der innere Reibung wird durch die Zähigkeit des Medium erzeugt, der äußeren Reibung tritt zwischen den Kontaktflächen auf.
  • Die Fischwanderung der adulten Fische kann ebenfalls frei motiviert durch nach unten wandernde Fische und Individuen vorgenommen werden. Im Falle einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums Wasser etwa bei der zwangsweisen Ausnutzung Durchgängigkeit auch zur Stromerzeugung, etwa bei Hochwasser können die wandernde Fische und Individuen den Abstieg frei motiviert unterbrechen. Die juvenilen Fische und Individuen, welche den Wanderraum für kleinen Individuen 5 passieren könnten, blieben von der erhöhten Strömung unbeeindruckt, da das Strömungsverhalten innerhalb des Wanderraumes für kleine Individuen 5 angepasst sein sollte und sodann vom Durchmesser der umströmten Lagen und der Zwischenräume, welche eine Funktion der Art, Größe und den Abständen der Rotationsursachen sind, berechnet und daher auch ausgelegt sind. Da an der Stelle das Sichtschutz für Individuen 11 Wasser zusammengeführt wird und auch die wandernden Fische. Den Wassereinlauf 27 kann sodann die aquatische Fauna bis zu einer dimensionierten Geschwindigkeit im umrohrten Lockstrom 12 am Wassereinlauf 27 passieren und gelangen an den oberen Bereich der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20. Diese besteht aus einer angedockten Kegelturbine und bietet keine Angriffspunkte für aquatische Fauna 8, Geschwemsel 10 und Geschiebes 9, denn der einzige Angriffspunkt stellt die Spitze des Kegel dar, an welcher die Gesamtheit das Geschwemsel 10 und Geschiebes 9, abgleiten, sich diese in die Richtung der Symmetrieachse längs in die Täler der Schaufeln legt und damit wegtransportiert wird. Auf die gleiche Art und Weise werden auch die adulten Fische schadlos und ohne die Möglichkeit von Quetschungen, Schürfungen, Prellungen an der Epidermis der Tiere passieren. Wie auf einer gegenläufigen Rolltreppe können die Tiere, vorausgesetzt deren Kraft und freie Motivation verlangt dies, wandern. Die Wanderung ist jedoch auch nicht nur durch die fischökologischen Wasserkraftschnecken 20 durch die Tiere frei motiviert möglich. Zusätzlich können diese auch über den bestehenden Schütz oder anderen Absturz passieren, wenn diese an die möglichen Höhen dieser angepasst sind. Die Frage des Möglichkeit der frei motivierten Wanderung nach unten oder nach oben sollte in jedem Falle immer durch die im den untersuchten Abschnitt des Gewässers unter der Zugrundelegung der Durchgängigkeit und Vernetzung der unterschiedlichen Fließgewässer angestrebt werden. Der ursprüngliche Zustand und die Maßnahmen zur Wiederherstellung sollten dabei wissenschaftlich fundiert und nicht durch das subjektive Entscheiden der Behörden zur Erteilung der wasserrechtlichen Entscheidung führen.
  • Mit der Erfindung wird damit auch die Stromerzeugung durch die zwangsweise Ausnutzung der kinetischen Energie auch nach der WRRL möglich. Dies erfolgt mit der gleichzeitigen Passage des Mediums Wassers (Vollfüllung) und mit den Medien Wasser und Luft (Teilfüllung) vom Oberlauf und das Gefälle in den Unterlauf. Durch das Design der Schaufeln 17 rechts- oder linksgängig wird die im Zentralrohr 28 liegende Generator in Drehung versetzt und induziert damit durch die Rotationsenergie in dem Generator 33 den resultierenden Strom. Sowohl für Geschiebe 9 und Geschwemsel 10 als auch für Individuen 8 ist der frei motivierte Abstieg gewährleistet. Speziell für die Individuen wurden am Wassereinlauf 27 und am Wasserauslauf 26 jeweils ein, am fest installiertem Mantelrohr 13, Sichtschutz für Individuen 11 montiert um diese vor Fressfeinden zu schützen und den Abstieg gefahrlos zu ermöglichen.
  • In der 3 wird der Aufbau der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 als Draufsicht dargestellt. Dabei ist die technische Begrenzung 2, welche durch Beton, Stahl, Holze und andere Baustoffe begradigt und befestigt wurde, darstellt, währen dies in der 2. eine Begrenzung durch natürlich entstanden und zum Teil nachgearbeitet und so gestaltet wurde, dass an der Oberfläche wenig bzw. keinen Verwirbelungen auftreten können. Die Verwirbelungen sind nämlich für einen Beeinflussung der Turbulenzen und damit der Strömungsgeschwindigkeit zuständig. Während die größeren Fische durch den freien Lockstrom 12 angeregt werden, können die juvenilen Fischen und weiter aquatische Wasserlebewesen durch die Wanderraum für kleine Individuen 4 in beide Richtungen des Fließgewässers passieren. Die vorbestimmte Wanderrichtung der aquatischen Fauna ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung. Diese Ermittlung der Wanderrichtung sollte in einem ethohydraulischen Forschungsinstitut erfolgen.
  • In der 8 ist der Aufbau der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 als Seitensicht dargestellt. Dabei wird der schematische Verlauf des Geschwemsel 10 und Geschiebes 9 zum Wassereinlauf 27 dargestellt. Diese ist mit einem Schutzgitter 19 versehen, um das anströmende Geschwemsel 10 und Geschiebe 9 an einen nicht dargestellte Stelle zu transportieren und aus hydraulischen Gründen sodann entsorgt werden kann. Kleiner durch das Wasser bewegte Teile der Geschwemsel 10 und Geschiebe 9 werden durch die fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 durchtransportiert und zum Teil zerkleinert.
  • In der 1 wird der Einstiegsöffnung 6, die Ausstiegsöffnung 1, der Wanderraum für große Individuen 4 sowie der Wanderraum für kleine Individuen 5 dargestellt. Dabei wird in einem Geflecht als Gitternetz an der Einstiegsöffnung der Individuen 6 Ausstiegsöffnung der Individuen 1 durch einen kreuzweise übereinander geflochtene Lagen durch die aquatischen Fauna durch wandert.
  • Das Gitternetzgeflecht kann aus organischen und anaorganischen Stoffen bestehen. Diese besteht aus einem Netz mit gleichem Abstand im rechten Winkel sich schneidenden und sich kreuzenden Linien. Das Gitternetz kann sowohl symmetrisch als ach asymmetrisch aufgebaut sein. Asymmetrische Gitter haben in den meisten Fällen Lehrstelen bzw. Gitterlücke. Damit ist die Fertigung von unterschiedlichen Ausstiegsöffnung 1 Einstiegsöffnung der Individuen 6 möglich und die Größe kann an die aquatische Fauna 8 angepasst werden. Damit wird der örtlichen Dimensionierung in der Artenvielfalt der aquatischen Fauna 8 Rechnung getragen. Damit wird die Anpassung an verschiedene Arten der aquatische Fauna 8, der Baugröße, der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 und dem durchflossen Geschiebe 9 und Geschwemsel 10 Rechnung getragen.
  • Mit den zum Unterlauf strömenden Medien Wassers in Vollfüllung und mit den Medien Wasser und Luft in Teilfüllung wird gleichzeitig ein Lockstrom 12 am Ausgang 26 der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 erzeugt. Diese Lockströmung 12 wird sowohl in dem Wanderraum für große Individuen 4 und den Wanderraum für kleine Individuen 5 wirksam. Der Unterschied liegt jedoch bei dem Wanderraum für große Individuen 4 darin begründet, dass dabei mit der Passage der großen Individuen 4 auch gleichzeitig der hauptsächliche Volumenstrom 24 mit dem Geschiebe 9 und dem Geschwemsel 10 transportiert wird Dieser Wanderraum ist für die bestimmende Leistung der fischökologischen Wasserkraftschnecke 20 verantwortlich. Durch den Wanderraum für kleine Individuen 5 haben die kleinere aquatische Flora an der Einstiegsöffnung 6 die Möglichkeiten in die gewünschte Richtung nach oben oder nach unten zu passieren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ausstiegsöffnung der kleinen aquatischen Fauna
    2
    Begrenzung technisch
    3
    Wanderschicht porös
    4
    Wanderraum für die große aquatischen Fauna
    5
    Wanderraum für die kleine aquatischen Fauna
    6
    Einstiegsöffnung der kleinen aquatischen Fauna
    7
    Fallhöhe
    8
    Aquatische Fauna
    9
    Geschiebe
    10
    Geschwemsel
    11
    Sichtschutz für aquatische Fauna
    12
    Lockstrom
    13
    Mantelrohr
    14
    Fließgewässer
    15
    Oberwasser
    16
    Querbauwerk
    17
    Schaufeln
    18
    Entwicklungsschicht porös
    19
    Schutzgitter
    20
    Fischökologische Wasserkraftschnecke
    21
    Symmetrieachse
    22
    Fluiddynamische Grenzschicht
    23
    Unterwasser
    24
    Volumenstrom
    25
    Fischwanderhilfe
    26
    Wasserauslauf
    27
    Wassereinlauf
    28
    Zentralrohr
    29
    Zuführung
    30
    Begrenzung natürlich
    31
    Wasserkraftschnecke
    32
    Beschichtungen
    33
    Generator
    34
    Kegelturbine am Einlauf
    35
    Kegelturbine am Auslauf
    36
    Wasserauslauf
  • Zitierte Patentliteratur
  • Zitierte Nichtpatentliteratur
    1. „Fischaufstiegsanlagen, Planung und bauliche Ausführung am Beispiel von Bad Kreuznach an der Nahe DVWK-Merkblatt 232/1996 Fischaufstiegsanlagen Bemessung, Gestaltung, Funktionskontrolle www.dvwk.de
    2. „Ichthyologie Fischbeobachtung mit innovativer Technik Bundesanstalt für Gewässerkunde, Dipl-Met. Alfred Hommes, Referat Öffentlichkeitsarbeit, Bundesanstalt für Gewässerkunde
    3. „Strategiepapier Fischdurchgängigkeit Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft vom 07. Juli 2008
    4. „ZES_2005_0006_kleine_Wasserkraft Technischer Bericht Nr. 17/2004 (IWS) Projekt „Ertüchtigung der kleinen Wasserkraft für die Herausforderungen der Zukunft"
    5. 7. Wanderfisch-Symposium am 2013 in Grimma http://www.mdwf.de/symposium_2013.html
    6. Lockstrompumpe http://www.klawagmbh.de/geschaeftsfelder/oekologische_wasserkraftte chnik/ lockstrompumpe.php?cs=013015015
    7. „Forum_Fischschutz_&_ Fischabstieg http://www.umweltbundesamt.de/uba-Info/d-impres.htm.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102008032411 A1 [0010]
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    • DE 202006015421 U1 [0014]
    • US 20030090034 [0015]
    • US 20040245663 [0015]
    • DE 202010004056 U1 [0017]
    • DE 4139134 A1 [0018]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Ichthyologie Fischbeobachtung mit innovativer Technik”, Bundesanstalt für Gewässerkunde”; Dipl-Met. Alfred Hommes, Referat Öffentlichkeitsarbeit, Bundesanstalt für Gewässerkunde [0020]
    • „Strategiepapier Fischdurchgängigkeit”, Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft vom 07.Juli 2008 [0021]
    • „ZES_2005_0006_kleine_Wasserkraft” Technischer Bericht Nr. 17/2004 (IWS) Projekt: „Ertüchtigung der kleinen Wasserkraft für die Herausforderungen der Zukunft” [0022]
    • 7. Wanderfisch-Symposium am 2013 in Grimma http://www.mdwf.de/symposium_2013.html [0023]
    • http://www.klawagmbh.de/geschaeftsfelder/oekologische_wasserkrafttechnik/lockstrompumpe.php?cs=013015015 [0024]
    • „Forum_Fischschutz_&_Fischabstieg” mit. http://www.umweltbundesamt.de/uba-info/dimpres.htm [0025]
    • Richtlinie 2000/60/EG [0029]
    • Richtlinie 2000/60/EG [0037]
    • Richtlinie 2000/60/EG [0040]
    • Richtlinie 2000/60/EG [0059]
    • http://www.fliessgewaesserschutz.de/Forumthemen.html [0062]
    • Fischaufstiegsanlagen, Planung und bauliche Ausführung am Beispiel von Bad Kreuznach an der Nahe [0086]
    • DVWK-Merkblatt 232/1996 Fischaufstiegsanlagen Bemessung, Gestaltung, Funktionskontrolle www.dvwk.de [0086]
    • Ichthyologie Fischbeobachtung mit innovativer Technik [0086]
    • Bundesanstalt für Gewässerkunde, Dipl-Met. Alfred Hommes, Referat Öffentlichkeitsarbeit, Bundesanstalt für Gewässerkunde [0086]
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Claims (43)

  1. Fischökologische Wasserkraftanlage bestehend aus einem durch das Strömungsmedium drehenden ein oder mehrgängigen Kegelturbine am Einlauf 34, einer ein oder mehrgängigen Wasserkraftschnecke 31 und einer ein oder mehrgängigen Kegelturbine am Auslauf 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelturbine am Einlauf 34 und die Kegelturbine am Auslauf 35 formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit der Wasserkraftschnecke 31 dem Mantelrohr 13 und dem Zentralrohr 28 verbunden sind.
  2. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit einer Teilfüllung ausgeführt sein kann.
  3. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit einer Vollfüllung ausgeführt sein kann.
  4. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung für den Unterwasserbetrieb ausgeführt sein kann.
  5. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln 17 der Kegelturbine am Einlauf 34, der Kegelturbine am Auslauf 35 und der Wasserkraftschnecke 31 an den Übergängen deckungsgleich in Form und Ausrichtung durchgängig verbunden sind.
  6. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln 17 ohne Wölbung ausgeführt sein kann.
  7. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln 17 konkav ausgeführt sein kann.
  8. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln 17 konvex ausgeführt sein kann.
  9. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln 17 linksgängig ausgeführt sein kann.
  10. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln 17 rechtsgängig ausgeführt sein kann.
  11. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserkraftschnecke 31 ohne Mantelrohr 13 ausgeführt sein kann.
  12. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserkraftschnecke 31 mit einem festen Mantelrohr 13 ausgeführt sein kann.
  13. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserkraftschnecke 31 mit einem drehbaren Mantelrohr 13 ausgeführt sein kann.
  14. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Wassereinlauf 27 und am Wasserauslauf 26 ein Sichtschutz für aquatische Fauna 11 angebracht ist.
  15. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sichtschutz für aquatische Fauna 11 am Wassereinlauf 27 und am Wasserauslauf 26 des Mantelrohrs 13 horizontal angebracht sein kann.
  16. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sichtschutz für aquatische Fauna 11 am Wassereinlauf 27 und am Wasserauslauf 26 des Mantelrohrs 13 im Winkel variabel angebracht sein kann.
  17. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sichtschutz für aquatische Fauna 11 am Wassereinlauf 27 und am Wasserauslauf 26 des Mantelrohrs 13 symmetrisch angebracht sein kann.
  18. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sichtschutz für aquatische Fauna 11 am Wassereinlauf 27 und am Wasserauslauf 26 vorgelagert und ohne direkte Verbindung mit dem Mantelrohr 13 angebracht sein kann.
  19. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit dem Strömungsmedium in Berührung kommenden Flächen, ausgenommen ist die Außenseite des Mantelrohr 13, mit Beschichtungen 32 verkleidet sind.
  20. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen 32 aus porösem Materialien ausgeführt sein kann.
  21. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 18. dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen 32 aus Schwammartigen Materialien ausgeführt sein kann.
  22. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen 32 aus Textilen Geweben ausgeführt sein kann.
  23. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen 32 aus Draht Geweben ausgeführt sein kann.
  24. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen 32 ein oder mehrlagig ausgeführt sein kann.
  25. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentralrohr 28 ein Generator 33 ist.
  26. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 24, dadurch gekennzeichnet, dass im der Generator 33 als Asynchrongenerator ausgeführt sein kann.
  27. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 24, dadurch gekennzeichnet, dass im der Generator 33 als ringförmig angeordneter Linearmotor ausgeführt sein kann.
  28. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit generativen Fertigungsverfahren hergestellt wird.
  29. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung in einzelnen Baugruppen hergestellt werden kann.
  30. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung im Ganzen hergestellt werden kann.
  31. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator 33 nachträglich eingebaut werden kann.
  32. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator während des generativen Fertigungsverfahrens eingebaut werden kann.
  33. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit 3D-Druck mit Pulver (3DP) Verfahren hergestellt werden kann.
  34. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Elektron Beam Melting (EBM) Verfahren hergestellt werden kann.
  35. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Selective Laser Sintering (SLS) Verfahren hergestellt werden kann.
  36. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Selective Laser Melting (SLM) Verfahren hergestellt werden kann.
  37. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Stereolithografie (STL, SLA) Verfahren hergestellt werden kann.
  38. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Digital Light Processing (DLP) Verfahren hergestellt werden kann.
  39. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Film Transfer Imaging Verfahren (FTI) Verfahren hergestellt werden kann.
  40. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Multi Jet Modeling (MJM), Polyjet Verfahren hergestellt werden kann.
  41. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfindung mit Laminated Object Modeling (LOM) Verfahren hergestellt werden kann.
  42. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrohr 28 in seiner Beschaffenheit und Funktion zur Abschirmung der magnetischen Strahlungen des Generators verwendet wird.
  43. Fischökologische Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 und 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrohr 28 mehrlagig ausgeführt sein kann.
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