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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bekämpfung von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel durch Kavitation mit einem Behälter.
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Durch die Druckschrift
EP 0 809 936 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bekämpfung von Zebramuscheln und anderen Muscheln unter Verwendung von ultraviolettem Licht bekannt, wobei sich eine ultraviolettes Licht aussendende Lampe in einer Kammer mit Wasser mit den Muscheln befindet. Die Kammer besitzt eine Wassereinlass und einen Wasserauslass und ist dabei ein Bestandteil eines offenen Kanalsystems.
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Bekannterweise können starke Druckschwankungen Kavitation auslösen. Nach dem Gesetz von Bernoulli ist der statische Druck einer Flüssigkeit umso geringer, je höher die Geschwindigkeit ist. Fällt der statische Druck unter den Verdampfungsdruck der Flüssigkeit, bilden sich Dampfblasen. Diese werden mit der strömenden Flüssigkeit mitgerissen. Mit einem erneuten Ansteigen des statischen Drucks über den Dampfdruck kondensiert der Dampf in den Hohlräumen schlagartig und die Dampfblasen kollabieren. Dabei treten extreme Druckspitzen und Temperaturspitzen auf.
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Durch die Druckschrift
DE 10 2004 009 636 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von schadstoffbelasteten Wasser bekannt. Das schadstoffbelastete Wasser wird in einer Rohrleitung und durch wenigstens eine in der Rohrleitung angeordnete Verengung geführt. Dabei wird die Fließgeschwindigkeit des schadstoffbelasteten Wassers bei Durchtritt durch die Verengung unter abnehmendem Druck erhöht und in dem schadstoffbelasteten Wasser Kavitation erzeugt. Die Verengung ist insbesondere eine Lavaldüse. Die Dauer der Kavitation ist über die Länge der abströmseitig nach der Verengung angeordneten Rohrleitung oder mittels einer abströmseitig nach der Verengung in der Rohrleitung angeordneten Drossel steuerbar und so auch aufrechterhaltbar. Damit werden im schadstoffbelasteten Wasser enthaltene Schadstoffe zu unschädlichen Stoffen abgebaut und/oder umgesetzt.
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Die Druckschrift
DE 10 2021 206 089 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Wasser. Dazu ist an einem rotationssymmetrisch ausgebildeten Kavitationsraum in einem ersten Volumenbereich mindestens eine Zuführung für insbesondere verunreinigten Wassers vorhanden. Der erste Volumenbereich weist eine konkave Innenwand auf. Über die Zuführung strömt verunreinigtes Wasser tangential in den ersten Volumenbereich des Kavitationsraumes ein. Der erste Volumenbereich geht in einen zweiten Volumenbereich über, der eine konvexe Innenwand aufweist. An den zweiten Volumenbereich schließt sich ein dritter Volumenbereich des Kavitationsraums an, der wieder eine konkave Innenwand aufweist. Dabei ist im ersten Volumenbereich ein größerer Innendurchmesser als im zweiten Volumenbereich eingehalten. Weiterhin ist der Innendurchmesser des dritten Volumenbereichs größer als der Innendurchmesser des zweiten Volumenbereichs. Durch den gesamten Kavitationsraum ist in seiner mittleren Längsachse eine hohlzylindrische Abführung geführt, die im dritten Volumenbereich mindestens eine Eintrittsöffnung für Wasser und außerhalb der Kavitationskammer einen Anschluss für eine Abführung von aufbereitetem Wasser aufweist. Die Geometrie im Innern der Vorrichtung mit den drei Volumenbereichen und die dazu eingehaltenen Abmessungen müssen in Abhängigkeit des vorgegebenen Volumenstroms ausgebildet sein.
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Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel so zu behandeln, dass diese weitestgehend abgetötet werden.
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Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Einrichtung zur Bekämpfung von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel durch Kavitation mit einem Behälter zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Eier, Larven und/oder Jungmuscheln weitestgehend abgetötet werden.
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Dazu besitzt der Behälter einen ersten Raum mit wenigstens einem Einlass zur Zufuhr von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel und einen zweiten Raum mit wenigstens einem Auslass zur Abfuhr von Wasser mit abgetöteten Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel. Der erste Raum und der zweite Raum sind über eine kegelstumpfförmige Querschnittsverengung des ersten Raumes und/oder des zweiten Raumes miteinander verbunden, wobei die Querschnittsfläche der Grundfläche der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung ein Bestandteil des zweiten Raumes ist. Weiterhin ist in der Querschnittsverengung ein kegelförmiger oder kegelstumpfförmiger Körper angeordnet, so dass zwischen der Querschnittsverengung und dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper ein dritter Raum ausgebildet ist.
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Das Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel wird dem Behälter mit dem ersten Raum, der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung mit dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper und dem zweiten Raum zugeführt. Die Quaggamuschel ist eine Dreikantmuschel, die sich aus planktonischen Larven entwickelt. Die kegelstumpfförmige Querschnittsverengung mit dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper zwischen dem ersten Raum und dem zweiten Raum führt zu starken Druckschwankungen des Wassers beim Durchströmen des Behälters mit dem ersten Raum, dem dritten Raum aus der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung mit dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper und dem zweiten Raum. Diese Druckschwankungen führen zur Bildung von Dampfblasen durch Kavitation im dritten Raum zwischen der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung und dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper, welche nach dem dritten Raum kollabieren. Dabei treten hohe Druckspitzen und Temperaturspitzen auf.
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Die Energien der kollabierten Dampfblasen sind zur mechanischen Schädigung der Eier, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel im damit versehenen Wasser nutzbar. Gleichzeitig werden diese durch die auftretenden Temperaturspitzen erhitzt, so dass auch dadurch hervorgerufene oder weitere Schädigungen verursacht werden. Diese Schädigungen führen zur Zerstörung der Eier und zur Abtötung der Larven und/oder der Jungmuscheln der Quaggamuschel. Damit können Quaggamuscheln vollständig eliminiert werden. Vorteilhafterweise werden gleichzeitig weitere Schadstoffe und/oder Mikroorganismen im Wasser mechanisch und durch Hitze geschädigt. Diese Schädigungen können dazu führen, dass insbesondere Mikroorganismen abgetötet werden. Weiterhin können Schadstoffe so beeinflusst werden, dass diese keine Schäden mehr verursachen oder durch weitere Verfahren leichter unschädlich gemacht werden können.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den folgenden Weiterbildungen und Ausführungsformen aufgeführt. Diese können die Einrichtung zur Bekämpfung von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel durch Kavitation mit einem Behälter einzeln oder in einer Kombination fortbilden.
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Die kegelstumpfförmige Querschnittsverengung und der kegelförmige oder kegelstumpfförmige Körper sind in einer Ausführungsform so ausgebildet, dass sich der dritte Raum zwischen der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung und dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper in Richtung des zweiten Raumes im Querschnitt verkleinert. Der Druck des Wassers im dritten Raum wird so vergrößert und die Entstehung von Dampfblasen erhöht.
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In einer Ausführungsform weist die Wand der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung Stufen auf und/oder ist eben ausgebildet.
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Die Wand des kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körpers weist in einer Ausführungsform Stufen auf und/oder ist eben ausgebildet.
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Der kegelförmige oder kegelstumpfförmige Körper ist in einer Ausführungsform mit einem Antrieb so verbunden, dass der Abstand zwischen der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung und dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper und so die Größe des dritten Raumes veränderbar ist. Die Kavitation kann aber nur bei definierten Druckverhältnissen vor und hinter dieses Raumes stattfinden. Vorteilhafterweise ist die Größe des dritten Raumes veränderbar, so dass die Durchflussmenge bedarfsgerecht variierbar ist. Erhöht sich der Druck am Eingang der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung, kann die Querschnittsfläche des dritten Raumes vergrößert werden, so dass sich der Durchsatz an Wasser erhöht. Verringert sich der Druck am Eingang der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung, kann die Querschnittsfläche des dritten Raumes verkleinert werden, so dass sich der Durchsatz an Wasser verringert. Damit ist ein dynamischer Kavitationsgenerator ausgebildet. Der Druck am Eingang der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung ist dabei durch die zugeführte Wassermenge bestimmt.
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Die kegelstumpfförmige Querschnittsverengung und/oder der kegelförmige oder kegelstumpfförmige Körper ist oder sind in einer Ausführungsform mit einem Ultraschallgenerator verbunden. Damit sind Eier, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel zusätzlich mittels der Ultraschallwellen schädigbar. Das ist insbesondere bei Jungmuscheln vorteilhaft, da damit ein vorhandener Panzer vor der wirkenden Kavitation bereits schädigbar ist.
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Der Antrieb ist in einer Ausführungsform ein handbetätigter oder motorischer Antrieb. Dazu kann ein bekannter Linearantrieb verwendet werden.
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Im Bereich der Querschnittsverengung und/oder nach der Querschnittsverengung befindet sich in einer Ausführungsform eine Einrichtung zur Zuführung eines Gases. Das kann insbesondere Luft oder Sauerstoff sein. Die Einrichtung zur Zuführung des Gases kann dazu ein offenporiger Körper sein oder einen offenporigen Körper aufweisen. Die Poren bestimmen die Größe der Blasen.
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Die Einrichtung zur Zuführung des Gases ist in einer Ausführungsform mit einem Ultraschallgenerator verbunden. Die Ablösung von sich ausbildenden Gasblasen wird damit verbessert.
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Der erste Raum ist in einer Ausführungsform so ausgebildet und der Einlass zur Zufuhr von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel so angeordnet, dass das zugeführte Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel auf einer schraubenförmig sich verjüngenden Bahn vom Einlass zur Querschnittsverengung geführt ist.
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Der Behälter besitzt in einer Ausführungsform einen Schallwandler. Weiterhin sind der der Schallwandler und der Antrieb mit einer Steuereinrichtung insbesondere einem Datenverarbeitungssystem verbunden. Die Kavitation führt zu Schallwellen im zu behandelnden Wasser. Diese Schallwellen sind ein Maß für die Kavitation und damit ein Maß für das behandelte Wasser.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine Einrichtung zur Bekämpfung von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel durch Kavitation mit einem Behälter und
- 2 ein kegelstumpfförmiger Körper in einer Verengung zwischen zwei Räumen des Behälters.
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Eine Einrichtung zur Bekämpfung von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel durch Kavitation besteht im Wesentlichen aus einem Behälter 1 mit einem ersten Raum 2 mit einem Einlass 3, einem zweiten Raum 4 mit einem Auslass 5, einer kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung 6 einem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper 7.
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Die 1 zeigt eine Einrichtung zur Bekämpfung von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel durch Kavitation mit einem Behälter 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Der Behälter 1 besitzt den ersten Raum 2 mit dem Einlass 3 zur Zufuhr von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel und den zweiten Raum 4 mit dem Auslass 5 zur Abfuhr von Wasser mit abgetöteten Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel. Der erste Raum 2 und der zweite Raum 4 sind über die kegelstumpfförmige Querschnittsverengung 6 des ersten Raumes 2 und/oder des zweiten Raumes 4 miteinander verbunden, wobei die Querschnittsfläche der Grundfläche der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung 6 ein Bestandteil des zweiten Raumes 4 ist. In der Querschnittsverengung 6 ist der kegelförmiger oder kegelstumpfförmiger Körper 7 angeordnet, so dass zwischen der Querschnittsverengung 6 und dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper 7 ein dritter Raum 8 ausgebildet ist. Dieser dritte Raum 8 verbindet den ersten Raum 2 und den zweiten Raum 4 miteinander. Der Querschnitt des dritten Raumes 8 kann sich Richtung des zweiten Raumes 4 verkleinern. Weiterhin kann die Wand der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung 6 Stufen aufweisen und/oder eben ausgebildet sein. Der erste Raum 2 ist so ausgebildet und der Einlass 3 zur Zufuhr von Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel so angeordnet, dass das zugeführte Wasser mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel auf einer schraubenförmig sich verjüngenden Bahn vom Einlass zur Querschnittsverengung 6 geführt ist. Dazu kann der erste Raum 2 ein Kreiszylinder sein und eine in Richtung der Querschnittsverengung 6 sich verjüngende Trichterform besitzen. Weiterhin kann sich der Einlass dazu an einer Seitenwand des Behälters 1 befinden. Darüber hinaus kann auch der zweite Raum 4 eine sich in Richtung der Querschnittsverengung 6 verjüngende Trichterform besitzen.
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Der kegelförmige oder kegelstumpfförmige Körper 7 ist mit einem Antrieb 9 so verbunden, dass der Abstand zwischen der kegelstumpfförmigen Querschnittsverengung 6 und dem kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Körper 7 und damit die Größe des dritten Raumes 8 veränderbar ist. Dazu ist der Antrieb 9 ein handbetätigter oder ein motorischer Antrieb 9, insbesondere ein Linearantrieb.
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Die kegelstumpfförmige Querschnittsverengung 6 und/oder der kegelförmige oder kegelstumpfförmige Körper 7 ist oder sind mit einem Ultraschallgenerator 10 verbunden.
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Weiterhin kann sich im Bereich der Querschnittsverengung 6 und/oder nach der Querschnittsverengung 6 eine Einrichtung zur Zuführung eines Gases befindet. Das kann insbesondere ein Kanal zur Zuführung des Gases sein. Dazu ist dieser mit einer Einrichtung 11 zur Gasförderung verbunden. Im Kanal und/oder am Austritt des Kanals kann sich ein offenporiger Körper befinden. Die Poren bestimmen dabei die Größen der Gasblasen, die sich so zusätzlich zu den sich durch die Kavitation ausbildenden Dampfblasen im zu behandelnden Wasser befinden. Der Ultraschallgenerator 10 kann so zur Behandlung des Wassers mit den mit Eiern, Larven und/oder Jungmuscheln der Quaggamuschel und zur verbesserten Ablösung der Gasblasen verwendet werden.
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In einer Ausführungsform kann der Behälter 1 einen Schallwandler 12 besitzen. Der Schallwandler 12 und der Antrieb 9 sind mit einer Steuereinrichtung in Form eines Datenverarbeitungssystem verbunden.
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Die 2 zeigt einen kegelstumpfförmigen Körper 7 in einer Verengung 6 zwischen den zwei Räumen 2, 4 des Behälters 1.
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Die Wand des kegelstumpfförmigen Körpers 7 kann in Ausführungsformen eben ausgebildet sein oder Stufen aufweisen. Die Wand der korrespondierend angeordneten Querschnittsverengung 6 kann eben sein oder ebenfalls Stufen aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0809936 A1 [0002]
- DE 102004009636 A1 [0004]
- DE 102021206089 A1 [0005]
