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Dokumentenidentifikation DE202005019791U1 27.04.2006
Titel Fischleitrechen
Anmelder Peters, Hans Wilhelm, 33014 Bad Driburg, DE
Vertreter Backhaus, M., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 33102 Paderborn
DE-Aktenzeichen 202005019791
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 27.04.2006
Registration date 23.03.2006
Application date from patent application 19.12.2005
IPC-Hauptklasse E02B 5/08(2006.01)A, F, I, 20051219, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung beschreibt einen Fischleitrechen im Abflusskanal einer Wasserkraftanlage.

Wasserkraftanlagen besitzen einen Abflusskanal, in dem das austretende Wasser mit starker Strömung und sehr turbulent fließt. Fische, die rückwärts in eine Wasserkraftanlage geraten, erleiden schwere Schäden oder kommen darin um. Zum Schutz werden in die Abflusskanäle Rechen eingebaut, die die Fische schützen sollen. Herkömmliche Rechen aus einem Metallgitter arbeiten nur ungenügend, da sich Fische durch das Gitter des Rechens zwängen, um stromauf zu gelangen. Dies geschieht aufgrund ihres instinktiven Paarungsdrucks, der sie dazu bringt, auch gegen Widerstände und turbulente Strömungen, stromaufwärts zu streben. Herkömmliche Fischtreppen, über die die Fische das Hindernis umgehen sollen, werden wegen der kräftigen Strömung von ihnen nur schwer gefunden.

Weiterhin sammelt sich an herkömmlichen Rechen Treibgut und Geschwemmsel, so dass der Rechen arbeitsintensiv regelmäßig gereinigt werden muss.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Rechen anzugeben, der einen sicheren Schutz der Fische bietet und der wartungsfrei arbeitet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch über die Breite des Abflusskanals mit einem Abstand von jeweils 10 bis 20 mm aufgestellte Ruten, die von der Sohle bis über die Wasseroberfläche reichen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Ruten bilden in dem Abflusskanal eine Barriere von der Sohle bis zur Wasseroberfläche, die von den Fischen nicht überwunden werden kann. Dies wird durch die sich an den Ruten ausbildende Strömung erreicht. Die Vielzahl der Ruten erzeugt durch ihren Abstand von 10 bis 20 mm die so genannte Karmannsche-Wirbelströmung, die für die Fische eine solche Sperrwirkung besitzt, dass auch der hohe Paarungsdruck sie diese Sperre nicht überwinden lässt.

Die Ruten bestehen aus einem biegsamen Material, das durch die Strömung in Schwingungen versetzt wird. Durch das Zusammenwirken dieser Schwingungen mit der Strömung des Wassers bildet sich die Karmannsche-Wirbelströmung aus.

Dabei ist es vorteilhaft, Ruten aus glasfaserverstärktem Kunststoff einzusetzen. Dieses Material hat die erforderliche Elastizität und es verrottet nicht.

Die Schwingungen bilden sich gut aus, wenn die Ruten von der Basis bis zur Spitze konisch geformt sind. Dabei haben sich Durchmesser von etwa 10 mm an der Basis und 2 mm an der Spitze als günstig erwiesen.

Die Ruten werden so lang gewählt, dass sie etwa 25 Prozent länger sind als die Höhe des höchsten Wasserstandes im Abflusskanal beträgt.

Die Ruten sind mit ihrer Basis an der Sohle des Abflusskanals in einer Stange gehalten, die über die gesamte Breite des Abflusskanals reicht. Diese Stange ist drehbar gelagert, so dass die Ruten in ihrer Neigung im Wasser einstellbar sind.

Die Schwingung der Ruten bildet sich gut aus, die Ruten soweit stromabwärts geneigt sind, dass etwa 20 Prozent der Rutenlänge aus dem Wasser ragt.

Diese Neigung wird vorteilhafterweise durch eine Regelung erreicht, die die Neigung der Ruten abhängig von einem Wasserstandssensor einstellt. Als Wasserstandssensor kann ein Schwimmkörper eingesetzt werden, der mittels eines Getriebes auf den drehbar gelagerten Stab wirkt.

Eine einfache Form eines solchen Getriebes ist ein Hebel am Schwimmkörper, der mittels eines Umlenkgetriebes auf den drehbar gelagerten Stab wirkt. Dabei kann das Umlenkgetriebe ein Zahnradpaar sein, dessen eines Zahnrad sich auf dem drehbar gelagerten Stab und das andere Zahnrad sich am unteren Ende des Hebels befindet.

Bei einer Änderung des Wasserstandes im Abflusskanal werden die Ruten soweit geneigt, dass sich etwa 20 Prozent der Rutenlänge oberhalb des Wasserspeiegels befinden. Diese aus dem Wasser stehenden Rutenenden verhindern, dass Fische über den Rechen hinweg springen können.

Durch die Neigung der Ruten im Abflusskanal werden aber auch Treibgut und Geschwemmsel über den Rechen hinweg gespült. Damit ist kaum eine Reinigung des erfindungsgemäßen Rechens erforderlich.

Der Fischleitrechen wird bei Querverbauung eines Wasserweges, z.B. durch eine Wasserkraftanlage, zusammen mit einer Fischtreppe oder einem Fischpass errichtet. Der Fischleitrechen stellt für die Fische ein Sperrhindernis da, um stromaufwärts zu gelangen. Ein Fischpass oder eine Fischtreppe bietet den Fischen jedoch den Ausweg, an der Querverbauung vorbei zu gelangen. Dazu ist der Auslauf der Fischtreppe oder des Fischpasses in den Abflusskanal so angeordnet, dass die Fische die Umgehung finden. Der Auslauf der Fischtreppe oder des Fischpasses liegt direkt stromab von dem Fischleitrechen. Hier bildet sich die Lockströmung des Fischpasses hinter der Karmannschen-Wirbelströmung des Fischleitrechens aus. Diese Lockströmung wird besonders wirkungsvoll, wenn der Fischpass eine entsprechende Leitwand in den Abflusskanal hinein besitzt.

Die Ausgestaltung der Erfindung ist in den Figuren beispielhaft beschrieben.

1 zeigt schematisch die Wasserkraftanlage mit dem Rechen

2 zeigt einen Querschnitt durch den Abflusskanal

3 zeigt die Neigungseinstellung des Rechens

In 1 ist ein Fischleitrechen 1 in einem Abflusskanal 2 einer Wasserkraftanlage 6 gezeigt. Der Abflusskanal 2 ist durch die Seitenwände 3 seitlich begrenzt. Die Ruten 9 des Fischleitrechens 1 bilden eine Sperre quer zur Abflussrichtung. Hinter der Wasserkraftanlage 6 bildet sich eine sehr turbulente Strömung 11 aus. Durch die Schwingungen der Ruten 9 in der Strömung bildet sich hinter den Ruten 9 eine Karmannsche-Wirbelströmung 10 aus, die für die Fische nicht überwindbar ist. Die Ruten sind in der Stange 7 drehbar gelagert. Die Neigung der Ruten 9 wird über die Schwimmkörper 8, die mit der Stange 7 verbunden sind, geregelt, so dass immer etwa 20% der Rutenlänge aus dem Wasser ragt.

Fische, die das Hindernis überwinden wollen, finden den Einstieg in den Fischpass 4 anhand der Leitströmung, die sich an der Leitwand 5 ausbildet.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Abflusskanal 2, der durch die Seitenwände 3 begrenzt ist. An der Sohle des Kanals ist die Stange 7 drehbar gelagert, an der die Ruten 9 mit engem Abstand befestigt sind. Dadurch wird ein Rechen gebildet. Die Ruten 9 besitzen eine solche Länge, dass auch bei hohem Wasserstand W etwa 20% aus dem Wasser ragen.

In 3 ist ein Längsschnitt durch den Abflusskanal gezeigt. Die Ruten 9 sind durch die Strömung S leicht gebogen. Auf der Wasseroberfläche W schwimmt der Schwimmkörper 8, der über den Hebel 13 mit dem Umlenkgetriebe 11 verbunden ist. Hier greifen die beiden Zahnräder 12 ineinander, so dass die Stange 7 abhängig von der von der Höhe des Wasserspiegels W gedreht ist.

Für die Fische stellen die Ruten 9 eine nicht zu überwindende Sperre da. Die aus dem Wasser ragenden Enden der Ruten 9 können von Ihnen auch nicht übersprungen werden. Andererseits kann Treibgut und Geschwemmsel mit der Strömung S über die Ruten 9 gespült werden.

1Fischleitrechen 2Abflusskanal 3Seitenwände 4Fischpass 5Leitwand 6Wasserkraftanlage 7Stange 8Schwimmkörper 9Ruten 10Karmannsche-Wirbelströmung 11Turbulente Strömung 12Zahnkränze 13Hebel 14Umlenkgetriebe 15Sohle SStrömung WWasserstand

Anspruch[de]
  1. Fischleitrechen im Abflusskanal (2) einer Wasserkraftanlage (6), dadurch gekennzeichnet, dass über die Breite des Abflusskanals (2) Ruten (9) mit einem Abstand von jeweils 10 bis 20 mm aufgestellt sind, die von der Sohle (15) bis über die Wasseroberfläche (W) reichen.
  2. Fischleitrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruten (9) aus einem biegsamen Material bestehen.
  3. Fischleitrechen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das biegsame Material glasfaserverstärkter Kunststoff ist.
  4. Fischleitrechen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruten (9) von ihrer Basis bis zur Spitze hin konisch geformt sind.
  5. Fischleitrechen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruten (9) an ihrer Basis etwa 10 mm und an ihrer Spitze etwa 2 mm stark sind.
  6. Fischleitrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruten etwa 25 Prozent länger sind als die Höhe des höchsten Wasserstandes (W) im Abflusskanal (2) beträgt.
  7. Fischleitrechen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruten (9) an der Sohle (15) des Abflusskanals (2) in einer drehbar gelagerten Stange (7) gehalten sind.
  8. Fischleitrechen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruten (9) geregelt soweit stromabwärts geneigt sind, dass etwa 20 Prozent der Rutenlänge aus dem Wasser ragt.
  9. Fischleitrechen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung mittels eines Wasserstandssensor (8) erfolgt.
  10. Fischleitrechen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstandssensor ein Schwimmkörper (8) ist, der mittels eines Getriebes (14) auf den drehbar gelagerten Stab (7) wirkt.
  11. Fischleitrechen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14) als Hebel (13) an einem Umkehrgetriebe ausgebildet ist.
  12. Fischleitrechen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrgetriebe (14) ein Zahnradpaar (12) ist, dessen eines Zahnrad sich auf dem Stab (7) befindet und das andere am unteren Ende des Hebels (13).
  13. Abflusskanal einer Wasserkraftanlage mit einem Fischleitrechen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  14. Abflusskanal nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fischleitrechen (1) etwa 3 Meter stromaufwärts vor dem Auslauf eines Fischpasses (4) oder einer Fischtreppe angeordnet ist.
  15. Abflusskanal nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf des Fischpasses eine Strömungsleitwand (5) besitzt.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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