DE202017004960U1 - Mobile Buhnen aus Textilien/Membranen zur Strömungsdiversifikation - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Ausrichtung und Erhöhung der Fliessgeschwindigkeit in strömenden Gewässern dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Teile als Buhnen (B) so in einer Strömung (W) platziert werden, dass hierdurch die lokale Fliesgeschwindigkeit definiert erhöht wird, bei gleichzeitiger Verringerung derselben in anderen Bereichen, und somit eine Energiekonzentration durch Strömungsverlagerung entsteht, wobei dies geschieht durch eine spiegelsymmetrische paarige Anordnung der mobilen Strömungskörper (K1,K2) jeweils von zwei gegenüberliegenden Uferseiten (U) in Richtung Flussmitte (W), die so künstlich den Querschnitt einer Strömung verkleinern und so die Fließgeschwindigkeit erhöhen, indem die durch Gas- und oder Flüssigkeiten gefüllten Pneus, die so als konische Schlauchelemente (K) die Buhnenkörper (B) darstellen mittels Positionsfixierungen (St,St2) im Strom (w) mittig and dessen Oberfläche durch Zugelemente (Zs) fixiert sind.(Fig.1,Fig.2)

Description

• Die Erfindung betrifft eine neuartige temporäre Buhnenkonstruktion, (B), die deshalb mobil ist, weil sie Pneumatische Strömungskörper (K) so quer in einer Strömung (W) fixiert, dass hierdurch der Flussquerschnitt in Richtung seiner Mitte vereng wird und so durch verringerten Querschnitt die dortige Fliesgeschwindigkeit relativ erhöht wird während in den benachbarten Uferbereichen (u) sich die Fliessgeschwindigkeit entsprechend verringert.
• Diese letztere Wirkung ist bekannt aus der Technik der existierenden stationären Buhnen, die nicht mobil sondern massiv zum Uferschutz und zu dortigen Fliessgeschwindigkeitsverringerung beitragen, wobei letztere durch relative Verlängerung der Uferlinien so die Ablagerung von Sedimenten dort erleichtern und gleichzeitig durch Strömungserhöhung im Strom dortige Sedimentierungen verhindern, Solche Buhnen sind hinlänglich bekannt als Buhnen am Meer und Flüssen.
• Dort werden sie bislang aus Stein, Holz oder Betonelementen konstruiert. Am Meer verhindern Buhnen die Ufererosion durch Strömungsangriff, an Flüssen die Ufererosion durch die Flussströmung selbst, wodurch das frühere Mäandrieren in unseren Kulturlandschaften verhindert wird.
• Die nun hier angewendete Version pneumatischer Strömungskörper (K1,2) ist eigentlich bekannt aus der Technik sogenannter temporärer Flutbarrieren die aus zahlreichen Patenten bekannt sind aber bislang für Buhnen keine Anwendung finden. Angedacht wurde dieses Prinzip schon früher durch die Forschungen von Prof Frei-Otto , Stuttgart ab 1965 , ILS, sowie diverse Patente zu Wasser oder Sandgefüllten Flutbarrieren als Schlauchsysteme unterschiedlicher Querschnittsgeometrien z.B. zwei, drei oder mehr Schläuche aus besonderer Gewebe verstärkter Membran , PU , PVC faserverstärkt ,z.B. sog. Sackschlauchelemente s Pat. DE 19754340A1 in Form von temporärer Hochwasserschutzeinrichtungen, oder DE 102005046219 Sackschlauchelemente auch sandbefüllt. Es gibt aber in den 90iger Jahren auch zahlreiche US Patente ähnlichen Inhalts wobei alle sich mit temporärem Hochwasserschutz beschäftigen ,aber nicht mit anderen möglichen Funktionen.
• Neu ist nun hier die Kombination beider bekannter Bereiche im Sektor der Buhnen wo nun temporäre pneumatische Barrieren (B) nicht auflagern auf dem Grund (Bo), sondern schwimmend mit Fixierung (St,Zs) genutzt werden nicht um Strömungen oder Durchflüsse ganz aufzustauen sondern hier nun nur teilweise aufzustauen mit dem Zweck den bislang die stationären Buhnen auch erfüllt haben, aber verbunden mit dem Vorteil der Mobilität und des geringst möglichen Eingriffs in die Landschaft und den Fluss anstelle bislang irreversibler Baumassnahmen nun hochwasserneutral wirken lassen.
• So wird die Landschaft geschont und auch Kosten und Material gespart.
• Die Strömungserhöhung bzw. Verringerung (Diversifikation) hat aber hier nicht nur landschaftsschützerische Funktionen , sondern auch den Zweck einer Strömungserhöhung zur Effizienzerhöhung hiermit kombinierter Strömungs-Wasserkraftanlagen, die bei erhöhter Strömungsgeschwindigkeit entsprechend mehr Leistung aus der Strömung nutzbar machen bzw entziehen können .
• Insofern erfüllen hier die mobilen Buhnen auch Aufgaben im Rahmen von energetischen Wasserkraft Konstruktionen. Die Strömungsdiversifikation ist für die Fische ökologisch.
• Die Recherche zur Anmeldung der mobilen Buhnen ergibt keine vergleichbaren Konstruktionen. Aus den wenigen verzeichneten Einträgen zur Patentrecherche. Ergeben sich lediglich Ansätze zur energetischen Nutzung von Flüssen mittels Wasserkraftanlagen,- bei Einbringen eines Körpers bzw. Anlagen in Form von Schwimmkörpern zur Fließgeschwindigkeitserhöhung, wobei keine konkretere Angabe hinsichtlich des Aufbaus dieser Ansätze gemacht wird sowie Aspekte zur Renaturierung eines Fließgewässers durch diese Maßnahmen bisher auch nicht von Bedeutung sind und konkret flexible textile Buhnen gar nicht vorkommen.
• Folgende Patente sich zu verzeichnen:

  Suchwort	Treffer / Ergebnisse	aufgeführte Patente
  Schwimmkörper	759	DE 00 0004 243 416 A1
  Strömungserhöhung	2	DE 10 2009 056 488 A1
  Flussbau	2	DE 10 2005 062 302 A1
  Buhne	16	DE 00 0002 545 189 A1
  Schlauchwehr	17	DE 00 0020 122 760 U1

  
  □ DE 10 2009 056 488 A1
• Patentanmelder/Inhaber und Erfinder: Prywerek, Karl-Heinz, 39126 Magdeburg, DE Patentanmeldetag : 01.12.2009 Das von Karl-Heinz Prywerek verfasste Patent betrifft eine herbeigeführte Strömungserhöhung eines Fließgewässers durch bauliche Maßnahmen zur anschließenden energetischen Nutzung mittels Wasserkraftanlagen dieser durch die auf diese Weise verstärkte Fließgeschwindigkeit im Flussstrom durch technischen Einbau einer keilförmigen Verengung. Diese Verengung ist eine beidseitig im Gewässer eingebrachte trichterförmige Wandung mit Prallblechen sowie Schlitzen zum Entweichen des Wassers und der unteren Begrenzung durch das Gewässerbett bzw. der Sohle sowie der oberen offenen Begrenzung.
• Dieses Patent wäre ebenfalls in etwa vergleichbar mit dem Kriterium der prinzipiellen Funktion bzw. Herangehensweise durch Einbringen eines Sperr - bzw. Regulierungskörpers zur Erhöhung der Fließgeschwindigkeit mit nachfolgender Installation von Wasserkraftanlagen zur Stromerzeugung unter Nutzung dieser herbeigeführten induzierten Strömungserhöhung. Abstufungen gibt es hinsichtlich der Art der Strömungserhöhung, da diese über den einzubauenden Trichter erfolgt und nicht über mobile Buhnen.
• Hinsichtlich des allgemeinen Stands der Technik erfolgt die Betrachtung von Buhnen sowie Schlauchwehren und des Baus von Buhnen vereinzelt nach recherchierten Patenten, welche lediglich tangiert aufgeführt werden um zu zeigen, dass die durch den Ökoenergiefluss initiierte Bauweise differenziert ist.
  vergleichend aufgeführte Patente zum Stand der Technik
  □ DE 10 2005 062 302 A1
• Patentanmelder/Inhaber und Erfinder: Palme, Klaus, Dipl.-Ing., 91088 Bubenreuth, DE Patentanmeldetag : 24.12.2005
• Das Patent weist eine Art des Einbaus von Buhnen zur Regulierung des Wasserstandes auf, um diese Fließgewässer im Sinne des Flussbaus für die Schifffahrt nutzbar zu machen und gleichzeitig mittels angebrachten Generatoren diesen erhöhten Wasserabfluss energetisch nutzen zu können. Als unsichtbare Unterwasserbuhnen unter Betrachtung dieser Art der Installation der Buhnen zum Stand der Technik liegen diese permanent unter der Niedrigwasserschwelle des Gewässers und stellen dadurch wesentliche Unterschiede zur Anordnung der Buhnen im Ökoenergiefluss dar. Des Weiteren ist der für den Ökoenergiefluss wesentliche Aspekt der Verwendung von Buhnen als Maßnahme □ DE 00 0002 545 189 A1
• Patentanmelder/Inhaber und Erfinder: Antrag auf Nichtnennung Patentanmeldetag : 09.10.1975
• Das Patent betrifft den Bau einer Buhne konkretisiert einer Unterwasserbuhne mit einem Körper aus geschütteten Steinen als Wellenbrecher in gezeitenbedingten Gewässern zuzüglich eines auf die Krone des Dammkörpers gelegten flexiblen Gewebeschlauches, welcher mit Mörtel gefüllt werden kann zum Schutz dieser Dammkörperkrone. Dieses Patent ist lediglich eine weitere Art des Baus einer Buhne zum Stand der Technik und unterliegt ganz anderen Standortbedingungen und Ansprüchen. Aspekte der Renaturierung und der energetischen Nutzung fehlen, wodurch dieses Patent ebenfalls nicht relevant ist hinsichtlich des Ökoenergieflusses. Dieses Patent dient des Aufzeigens dahingehend, dass im Zuge der Patentrecherche unter dem Schlagwort ,Buhne' kaum wesentlich relevante Einträge vorzufinden sind.
  □ DE 00 0020 122 760 U1
• Patentanmelder/Inhaber und Erfinder: Floecksmühle Energietechnik GmbH, 52066 Aachen, DE
  Patentanmeldetag : 27.06.2001
• Das Patent DE 00 0020 122 760 U1 stellt die Funktion und den Aufbau von Schlauchwehren zum Stand der Technik zuzüglich der Erfindung zur Vermeidung von ungünstigen Einfaltungen bei Wehrabsenkungen dar. Schlauchwehre sind demnach zur Regelung des Wasserstandes als ein gummielastischer abgedichteter und mit Luft oder Wasser befüllbarer flexibler Hohlraumkörper aufgebaut mit Haltebefestigung sowie variablen Abmessungen und einer demnach variablen Stauhöhe. Daraus wird deutlich, dass formveränderliche Stauwehre bekannt sind, diese aber lediglich als Schlauchwehre aus einem zu befüllenden Hohlraum bestehen und zur Erhöhung der Fließgeschwindigkeit.
• Figurenliste
• 1 Isometrie, Gesamtsystem im Flussquerschnitt
• 2 Grundanordnung Buhnenpaar
• 3 Querschnitt / Details
• 4 Ansicht
• 5 Anordnungen
• 6 Isometrie Baugruppe
• Bezugszeichenliste

F

Fluss

S

Steg

B

Buhnen

K,K1

Buhnenkörper

K,K2

Buhnenkörper

Z

Zugmembranen

Zs

Zugseil

St

Stütze Ufer

St2

Stütze Wasser

H

Verbindungselement Steg/Zugseil

U

Uferzone

Pon

Ponton

W

Wasser

Ks

Buhnenkörpersegment

Au

Uferverankerung

Bo

Flussboden

• 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
• DE 19754340 A1 [0004]
• DE 102005046219 [0004]
• DE 000004243416 A1 [0010]
• DE 102009056488 A1 [0010]
• DE 102005062302 A1 [0010, 0013]
• DE 000002545189 A1 [0010, 0015]
• DE 000020122760 U1 [0010, 0017, 0019]

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Ausrichtung und Erhöhung der Fliessgeschwindigkeit in strömenden Gewässern dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Teile als Buhnen (B) so in einer Strömung (W) platziert werden, dass hierdurch die lokale Fliesgeschwindigkeit definiert erhöht wird, bei gleichzeitiger Verringerung derselben in anderen Bereichen, und somit eine Energiekonzentration durch Strömungsverlagerung entsteht, wobei dies geschieht durch eine spiegelsymmetrische paarige Anordnung der mobilen Strömungskörper (K1,K2) jeweils von zwei gegenüberliegenden Uferseiten (U) in Richtung Flussmitte (W), die so künstlich den Querschnitt einer Strömung verkleinern und so die Fließgeschwindigkeit erhöhen, indem die durch Gas- und oder Flüssigkeiten gefüllten Pneus, die so als konische Schlauchelemente (K) die Buhnenkörper (B) darstellen mittels Positionsfixierungen (St,St2) im Strom (w) mittig and dessen Oberfläche durch Zugelemente (Zs) fixiert sind.(1,2)
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese mobilen Buhnenelemente (K1,K2) so paarweise den Flussquerschnitt (w) verringern wobei sie konstruktiv gehalten werden durch mit dem Ufer verbundene rechtwinkelige Stege (S), die wiederum membranartige Zugelemente (Z) in Strömungsrichtung halten, die in Kontakt mit den unter 10° Auslenkung nach Lee in unter der Wasseroberfläche (w) als schwimmende Stauwiderstände wirken (Pon) und so die Strömung (w) nicht nur verengen, sondern auch jeweils in Strömungsmitte hin ablenken und so dort konzentrieren
3. Bauteil nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die grundsätzliche Bauweise als Konstruktionselemente Pneukonstruktionen (K) dienen die als Membrankörper (K1, K2) mit jeweils geeignetem Verhältnis aus Luft und oder Wasser gefüllt werden können , aber so auch nach Wieder-Entleerung deplaziert werden können, so dass die Wirkung temporär je nach Wasserstand und Strömungssituation in Position und Größe definierbar und hierdurch grundsätzlich als Buhnen (B) mobil eingesetzt werden können
4. Bauteil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positionierung der Buhnen (B) erfolgt mittels Stegen (S), die ihrerseits gehalten werden durch Vertikalträger (St,St2), die am Ufer (U) tief in den Boden (Bo) eingelassen sind und von dort mittels Zugseilen (Zs) die Stege (S) bzw. die Buhnen (B) gegen die Strömung (W) in Position halten und so einen Teil der Strömung aufstauen, wobei die Zugseile (Zs) jeweils an der äußersten strommittig gelegenen Stegspitze an einer speziellen Halterung (H) angreifen , und so zusammen mit einer zweiten Vertikalstütze (Au),die den Steganfang am Ufer sichert: zusammenwirken und den ganzen Steg quer und unverschieblich in der Stömung (W) halten,wobei der Steg (S) die Zugkräfte aus den Buhnenkörpem (K) als Querzug über seine ganze Länge aufnimmt (Z) weil er in sich eine Quersteifigkeit aufweist, die die Aufnahme dieser Kräfte gestattet.(1)
5. Bauteil nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß je nach Druck und Füllungsverhältnissen (Wasser/Luftanteil) das Gewicht bzw. der jeweilige Auftrieb der Buhnen deren wirksame Eintauch- und Arbeitstiefe definiert, wodurch die mobilen Buhne (B) auch an unterschiedliche Pegel und Strömungsverhältnisse (w) angepasst werden kann, und damit hochwasserneutral sind.
6. Bauteil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mobilen Buhnen (B) bzw. die Schlauchkörper (K) gefüllt als Membrankörper hier die Form konischer runder Schlauchkörper (K1,2), s. 3 und 4-, annehmen die sich im Querschnitt vom Ufer in Richtung Strömungsmitte verjüngen bzw. im Querschnitt das Flussprofil verringern und gleichzeitig um ca. 10 ° minimal in Richtung der Strömung aus der zum Ufer rechtwinkeligen Steglinie ausgelenkt sind (4), wobei diese Auslenkung auch durch die Position der Stege dargestellt werden kann.
7. Bauteil nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchkörper (K1,K2) komplett entleert und entfernt bzw. in beliebigen Positionen nacheinander eingesetzt werden können indem sie leer als Pneu Membranen zusammengerollt oder gefaltet leicht transportiert werden können um sie danach in der neuen Position wieder mit dem vorhandenen Wasser zu füllen.

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