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Die Erfindung betrifft eine Fluidleitvorrichtung einer Infrastruktureinheit.
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Fluidleitvorrichtungen sind in unterschiedlichen Formen aus dem Stand der Technik bekannt. In urbanen Gebieten werden natürlich vorhandene Luftströmungen, sofern möglich, durch einen geeigneten Bebauungsplan optimal genutzt, um beispielsweise ein Stadtgebiet mit Frischluft zu durchströmen. Aufgrund der zunehmenden Verdichtung von urbanen Gebieten kann bei der städtebauerischen Planung die natürlich vorhandenen Luftströmungen nicht mehr optimal genutzt werden, was zu einem Anstieg von Temperaturen innerhalb des Stadtgebiets und zu einer Verschlechterung der Luftqualität innerhalb des Stadtgebiets führen kann.
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Darüber hinaus kommt es aufgrund von Änderungen der klimatischen Verhältnisse zu einem steten Anstieg der Höchsttemperaturen in Städten.
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Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Fluidleitvorrichtung vorzuschlagen, durch die zumindest bestimmte Bereiche urbaner Gebiete verbessert mit Luft durchströmt werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fluidleitvorrichtung einer Infrastruktureinheit, wie Tunnel, Röhre oder Straße, die zumindest teilweise innerhalb oder außerhalb eines durch eine Wandung nach Außen begrenzten Hohlraums der Infrastruktureinheit anordenbar oder angeordnet ist, mit mindestens einer Leiteinheit, durch die eine Strömung eines Fluids, insbesondere Luft, innerhalb und/oder außerhalb des Hohlraums der Infrastruktureinheit bezüglich seiner Strömungsrichtung und/oder Strömungsgeschwindigkeit veränderbar ist.
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Dadurch, dass die Fluidleitvorrichtung mindestens eine Leiteinheit umfasst, durch die eine Strömung eines Fluids, insbesondere Luft, veränderbar ist, können natürlich vorhandene Luftströmungen in einem urbanen Gebiet gelenkt und geführt werden. Hierdurch ist ein Durchströmen zumindest gewisser Bereiche von städtischem Gebiet verbessert, wodurch die Gefahr des Entstehens von hohen Temperaturen reduziert werden kann und zudem die Luftqualität verbessert werden kann.
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Bei der Infrastruktureinheit kann es sich beispielsweise um eine zum Boden beabstandete Fahrbahn handeln, einen so genannten Skyway. Durch das Vorsehen der Fluidleitvorrichtung an diesem Skyway kann die Funktion einer ohnehin vorhandenen Infrastruktureinheit neben dem Transport von Fußgängern, Radfahrern und/oder Fahrzeugen zusätzlich auch für das Leiten von Fluiden genutzt werden.
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Bei dem Fluid kann es sich insbesondere um ein Gas, wie Luft, und/oder eine Feuchtigkeitswolke handeln.
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Bei einer Ausführungsform der Fluidleitvorrichtung ist vorgesehen, dass die Leiteinheit mindestens ein passives Leitelement umfasst, das in mindestens einer Arbeitsstellung relativ zur Infrastruktureinheit festlegbar oder festgelegt ist und/oder dass die Leiteinheit mindestens ein mechanisches, elektrisches, hydraulisches und/oder pneumatisches Stellelement umfasst, durch das das passive Leitelement in die mindestens eine Arbeitsstellung überführbar und darin festlegbar ist.
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Durch das Vorsehen eines passiven Leitelements können beispielsweise natürlich vorhandene Luftströmungen der Umgebungsluft durch die an der Infrastruktureinheit angeordnete Fluidleitvorrichtung durch ein bebautes urbanes Gebiet geführt werden. Hierbei können durch das Vorsehen des Stellelements verschiedene Anstellungen und Winkel des Leitelements eingestellt werden, um beispielsweise auf unterschiedliche Strömungsrichtungen der natürlich vorhandenen Luftströmung reagieren und diese anpassen zu können.
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Das passive Leitelement kann hierzu eine aerodynamisch angepasste Kontur umfassen, durch die Verlusteffekte, die beim Umleiten der Strömung auftreten können, reduziert werden können.
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Darüber hinaus ist bei einer weiteren Ausführungsform der Fluidleitvorrichtung vorgesehen, dass die Leiteinheit mindestens ein aktives Leitelement umfasst, das in mindestens einer Betriebsstellung relativ zur Infrastruktureinheit bewegt ist und durch das die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids erhöhbar oder reduzierbar ist und/oder dass die Leiteinheit mindestens ein mechanisches, elektrisches, hydraulisches und/oder pneumatisches Antriebselement umfasst, durch das das aktive Leitelement in die Betriebsstellung zum Bewegen antreibbar ist.
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Durch das Vorsehen eines aktiven Leitelements kann beispielsweise eine künstliche Fluidströmung geschaffen werden, beispielsweise, wenn eine natürlich vorhandene Luftströmung fehlt. Hierdurch können bestimmte Gebiete urbanen Geländes auch bei Windstille durchströmt werden.
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Das aktive Leitelement kann beispielsweise einen Propeller, eine Turbine und/oder eine Pumpe umfassen, wobei hierdurch durch das aktive Leitelement Luft auf der einen Seite angesaugt und auf der entgegengesetzten Seite abgegeben wird.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Fluidleitvorrichtung innerhalb oder außerhalb des Hohlraums der Infrastruktureinheit angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform der Fluidleitvorrichtung umfasst die Fluidleitvorrichtung mindestens ein schlauch-, tunnel- oder röhrenartiges Führungsmittel, das mindestens einen Einlass, in den das Fluid aus der Umgebung und/oder aus dem Hohlraum der Infrastruktureinheit einströmbar ist, und das mindestens einen Auslass umfasst, aus dem das Fluid aus dem Führungsmittel in die Umgebung und/oder in den Hohlraum der Infrastruktureinheit strömbar ist.
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Hierdurch kann beispielsweise durch die Fluidleitvorrichtung Umgebungsluft angesaugt werden und durch das Führungsmittel gezielt an eine bestimmte Stelle transportiert und dort über den Auslass abgegeben werden. Hierdurch ist es ermöglicht, auch Bereiche urbanen Gebietes, die nicht oder nur schwer durch natürlich vorhandene Luftströmungen durchflossen werden, zu belüften.
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Um ein Erwärmen oder Abkühlen des in dem Führungsmittel angeordneten Fluids zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass das Führungsmittel durch einen Abschnitt der Infrastruktureinheit gebildet ist und/oder dass das Führungsmittel mindestens ein Isolierelement umfasst, durch das ein im Führungsmittel verlaufender Strömungskanal thermisch isolierbar ist.
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Hierdurch ist es beispielsweise ermöglicht, Luft aus urbanen Gebieten, die eine geringe Temperatur umfassen, in ein weiteres urbanes Gebiet zu transportieren, in der die Temperatur erhöht ist.
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Das Führungsmittel kann eine Mehrzahl von Einlässen und eine Mehrzahl von Auslässen umfassen, die über die komplette Erstreckung des Führungsmittels verteilt sind.
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Ferner kann ein Einlass und ein Auslass ein gemeinsames Bauteil umfassen und abhängig davon, ob Luft in das Führungsmittel einströmt als Einlass oder ob Luft aus dem Führungsmittel ausströmt als Auslass fungieren. Um einen definierten Strömungskanal herzustellen, ist bei einer Weiterbildung vorgesehen, dass das Führungsmittel mindestens ein Verschlusselement umfasst, durch das der mindestens einen Einlass und/oder der mindestens eine Auslass manuell oder automatisch verschließbar ist.
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Darüber hinaus umfasst die Fluidführungsvorrichtung bei einer Weiterbildung mindestens eine Wärmetauscheinheit, durch die Wärme an das strömende Fluid abgebbar und/oder aus dem strömenden Fluid entnehmbar ist. Hierdurch kann beispielsweise die Temperatur des geführten Fluids erhöht oder abgesenkt werden. Solchenfalls ist es auf einfache Weise ermöglicht, an bestimmten Punkten städtischen Gebiets, bei denen die Temperatur an warmen Tagen besonders erhöht ist, durch die Fluidführungsvorrichtung abzusenken. Darüber hinaus kann an besonders kalten Tagen, beispielsweise an kritischen Verkehrsknotenpunkten, die zum Verreisen der Fahrbahn neigen, durch die Fluidführungsvorrichtung erwärmtes Fluid an die kritischen Verkehrsknotenpunkte transportiert werden.
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Um ohnehin vorhandene bauliche Maßnahmen effizient zu nutzen, ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass die Wärmetauscheinheit zumindest abschnittsweise im Führungsmittel anordenbar ist und/oder zumindest abschnittsweise in einem die Infrastruktureinheit abstützenden urbanen Stützelement, wie Säule oder Pfeiler, anordenbar oder angeordnet ist.
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Solchenfalls kann die Wärmetauscheinheit beispielsweise in einem Pfeiler oder in einer Säule, die den Skyway stützt, vorgesehen sein.
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Ferner ist es denkbar, dass Energie, die zum Betreiben der Wärmetauscheinheit benötigt wird, mittels einer Solaranlage, die an der Infrastruktureinheit anordenbar oder angeordnet ist, zur Verfügung gestellt wird.
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Um einen automatischen Betrieb der Fluidführungsvorrichtung zu gewährleisten, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Fluidführungsvorrichtung mindestens eine Steuereinheit umfasst, durch zumindest das Stellelement, das Antriebselement, das Verschlusselement und/oder die Wärmetauscheinheit ansteuerbar ist, und die mindestens ein Sensormittel umfasst oder der mindestens ein Sensormittel funktional zuordenbar ist, durch das zumindest eine Temperatur am Einlass, Auslass, im Strömungskanal, in der Umgebung und/oder im Hohlraum der Infrastruktureinheit erfassbar ist.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch eine Infrastruktureinheit, wie Tunnel, Röhre oder Straße, die mindestens eine Fluidführungsvorrichtung mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale umfasst.
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Bei der Infrastruktureinheit kann es sich beispielsweise um eine ohnehin vorhandene Struktureinheit, wie Brücke, Straße oder Gebäude oder Dergleichen, handeln. Darüber hinaus kann die Infrastruktureinheit einen sogenannten Skyway umfassen, bei dem eine Fahrbahn durch Säulen zum Boden beabstandet ist.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Flu idführungsvorrichtung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 Eine perspektivische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Fluidführungsvorrichtung.
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1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Fluidleitvorrichtung einer Infrastruktureinheit 4, wie Fahrbahn. Die Infrastruktureinheit 4 umfasst einen Hohlraum 6, der nach Außen durch eine Wandung 8 begrenzt ist.
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Die Fluidleitvorrichtung 2 umfasst eine Leiteinheit 10, durch die eine Strömung eines Fluids, insbesondere Luft, innerhalb und/oder außerhalb des Hohlraums 6 der Infrastruktureinheit 4 bezüglich seiner Strömungsrichtung und/oder Strömungsgeschwindigkeit veränderbar ist.
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Bei dem in 1 ersichtlichen Ausführungsbeispiel der Fluidleitvorrichtung 2 umfasst die Leiteinheit 10 mehrere passive Leitelement 12 (in der 1 schematisch und vergrößert dargestellt), die in mindestens einer Arbeitsstellung relativ zur Infrastruktureinheit 4 veränderbar festlegbar sind. Hierzu umfasst die Fluidleitvorrichtung Stellelemente 14, mit denen die passiven Leitelemente 12 an der Wandung 8 der Infrastruktureinheit 4 festgelegt sind. Darüber hinaus umfasst die Leiteinheit 10 mehrere, innerhalb des Hohlraums 6 der Infrastruktureinheit 4 angeordnete aktive Leitelemente 16, die durch mindestens ein Antriebselement 18 antreibbar sind und durch die das Fluid bezüglich seiner Strömungsrichtung und Strömungsgeschwindigkeit beeinflussbar ist.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die aktiven Leitelemente 16 jeweils Propeller.
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Um Fluid innerhalb des Hohlraums 6 zu führen, umfasst die Fluidleitvorrichtung 2 ein röhrenartiges Führungsmittel 20, das mindestens einen Einlass 22 und mindestens einen Auslass 24 umfasst. Die aktiven Leitelemente 16 sind bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel innerhalb des röhrenartigen Führungsmittel 20 angeordnet. Hierdurch ist Luft über den Einlass 22 ansaugbar und aus dem Auslass 24 ausstoßbar. Um ein Temperaturabfall innerhalb des Führungsmittels 20 zu verhindern, ist ein Isolierelement 26 vorgesehen, das das röhrenartige Führungsmittel 20 zumindest nahezu in Gänze umgibt.
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Um die Temperatur innerhalb des röhrenartigen Führungsmittels 20 beeinflussen zu können, umfasst die Fluidleitvorrichtung 2 eine Wärmeaustauscheinheit 28. Durch diese ist Wärme an das strömende Fluid abgebbar und/oder aus dem strömenden Fluid entnehmbar. In 1 ist ersichtlich, dass die Wärmetauscheinheit 28 in einem urbanen Stützelement 30 der Infrastruktureinheit 4 angeordnet ist. Hierdurch können ohnehin vorhandene Bauteile effizient genutzt werden.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Fluidleitvorrichtung
- 4
- Infrastruktureinheit
- 6
- Hohlraum
- 8
- Wandung
- 10
- Leiteinheit
- 12
- passives Leitelement
- 14
- Stellelement
- 16
- aktives Leitelement
- 18
- Antriebselement
- 20
- Führungsmittel
- 22
- Einlass
- 24
- Auslass
- 26
- Isolierelement
- 28
- Wärmeaustauscheinheit
- 30
- Isoliermittel
