DE102007053439A1 - Power producing device e.g. wind or hydroelectric power plant, for use in e.g. roof of multistory building, has conversion mechanism for conversion and transformation of power, which is in form, of turbulence into another form of power - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energiegewinnung aus einer Fluidströmung.The The invention relates to a device for generating energy from a Fluid flow.
Im Allgemeinen liegen Energiequellen eher flächig vor und die Strömungen, aus welchen Energie zu gewinnen ist, indem diese verlangsamt werden, haben oft nicht die Form der heute üblichen Energiewandler, welche meist in der Form kreisrunder Turbinen konstruiert wurden. Hierin wird ein großer Mangel der heute allgemein üblichen Technik mit ihrer nur lokalen, eher punktförmigen statt flächigen Energienutzung gesehen, was beispielsweise zu vielen unregelmäßig auf der Fläche verteilten Windenergierotoren geführt hat.in the In general, energy sources are rather flat and the currents from which energy is to be gained by These are often not in the form of the usual today Energy converter, which usually constructs in the form of circular turbines were. This is a major shortcoming of today's commonplace Technique with its only local, more punctiform instead For example, for energy use many irregularly distributed on the surface Wind energy has led.
Die
Problemlösung der Anpassung zwischen technischer Realität
der Energiewandler mit einer runden Form mit Größenbegrenzung
entsprechend der Zentrifugalkräfte- und Zugfestigkeits-Relation und
der Realität der natürlichen Strömungen
mit einer flächigen oder großräumigen
Form hat zu großen ökologischen und landschaftsbaulichen
Schäden geführt. Um eine neue Lösung
für dieses Problem zu finden, wurde zunächst nach
einer Möglichkeit gesucht, den Ort der Strömungsveränderung
und den Ort der Umwandlung in mechanische oder elektrische Energie
räumlich zu trennen. In der
Da der Wirkungsgrad von Tragflächen und Flügeln genau dann am größten ist, wenn sie lang und ungestört von anderen Tragflächen ausgebildet sind, wird die kreisförmige Anordnung der Tragflächen als nicht sinnvoll betrachtet. Denn bei kreisförmiger Anordnung liegen die der Achse nahen Flügelenden sehr dicht beieinander, was unweigerlich zu unerwünschten Kurzschlussströmungen führt, welche die Energieausbeute bei der Wirbelerzeugung schon im Vorfeld reduzieren. Denn hier liegen zwei ungleiche Druckgebiete (Sog, Druck) dicht beieinander und gleichen sich teilweise intern aus, bevor die Sekundärströmungen die gebogene Abrisskante am Ende des Flügels erreichen. Ferner werden die Sekundärströmungen von erforderlichen mittigen Halterungen gestört.There the efficiency of wings and wings exactly then it is greatest when they are long and undisturbed are formed by other wings, the circular Arrangement of the wings considered not useful. Because with circular arrangement are close to the axis Wings ends very close together, which inevitably leads to unwanted Short-circuit flows, which the energy yield in the vortex generation already reduce in advance. Because here lie two unequal pressure areas (suction, pressure) close to each other and the same partly internally before the secondary flows reach the bent spoiler lip at the end of the wing. Furthermore, the secondary flows are required disturbed central brackets.
Aus
der
Aus
der
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren aufzuzeigen, um die Form von Energiewandlern besser an die Form der ankommenden, eher flächigen Strömungen anzupassen.The The object of the invention is a device and to show a method to better the shape of energy converters to adapt to the shape of the incoming, rather flat currents.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung einer Wirbelströmung und zumindest eine Einrichtung zur Energieumwandlung, wobei letztere zur Umwandlung der Energie der Wirbelströmung in eine andere Energieform geeignet ist, zu verwenden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention provided, at least one means for generating a vortex flow and at least one energy conversion device, the latter for converting the energy of the turbulent flow into another Energy form is suitable to use. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.
Zur Lösung der Aufgabe, wurden Überlegungen angestellt, von der kreisförmigen Anordnung von Tragflächen abzugehen. Es wurden die Rahmenbedingungen ermittelt für eine neuartige parallele und serielle Anordnung von Tragflächen, bei welchen die Tragflächen mit genügendem Abstand parallel angeordnet sein können.to Solution to the problem, considerations were made from the circular array of wings depart. The framework conditions were determined for a novel parallel and serial arrangement of wings, in which the wings with sufficient distance can be arranged in parallel.
Die Erfindung schlägt hierfür sogenannte Energietragflächen vor, deren Aufgabe es ist, eine große Nutzfläche zu bilden und die Strömungsenergie indirekt zur Erzeugung von Druckunterschieden und Folgeströmungen zu nutzen, welche an entfernter Stelle von Strömungsmaschinen verwertet werden.The Invention proposes so-called energy storage surfaces whose job it is to have a large usable area and the flow energy to generate indirectly of pressure differences and subsequent flows to use which be used at a remote location of turbomachinery.
Gegenüber
der
Gegenüber
der
Eine erfindungsgemäße Wind- oder Wasserkraftanlage erlaubt beispielsweise die Sammlung eines schnellen Fluidstroms selbst in Bodennähe in einem Sammelrohr, welches über tangential abgezweigte Rohre mit den Enden von Energietragflächen, welche sich beispielsweise in 40 m Höhe befinden, verbunden sind.A Wind or hydroelectric power plant according to the invention allows, for example, the collection of a fast fluid flow even near the bottom in a collecting pipe, which over tangentially branched pipes with the ends of energy surfaces, which are located, for example, at a height of 40 m are.
Werden Energietragflächen als Gitter angeordnet, so können an den Knoten Wirbelgeneratoren oder Wirbelspulengeneratoren installiert werden, welche die in vier eventuell riesigen Energietragflächen mit beispielsweise jeweils 30 Meter Länge gesammelte Energie auf einem relativ kleinen Raum so umformen, dass sich an einer vergleichsweise kleinen Windturbine eine hohe Strömungsgeschwindigkeit ergibt.Become Energietragflächen arranged as a grid, so can installed at the node vortex generators or vortex coil generators which are in four possibly huge energy surfaces with, for example, each 30 meters in length collected energy reshape on a relatively small space, that is at a comparatively small wind turbine a high flow rate results.
Die Erfindung bezweckt die sukzessive Konzentrierung eingefangener Energie, bis sich eine Umwandlung in einer Turbinen- oder Rotoranlage aufgrund der erzielten höheren Geschwindigkeit und eines ausreichenden Volumenstroms bestens lohnt. Diese Konstruktion ist bezüglich des Wartungsaufwands sehr günstig, weil die komplizierten und dynamisch belasteten Bauteile, beispielsweise Impellerrotor mit Generator, alle in Bodennähe aufgestellt werden können und daher auch überdimensionierbar sind, weil deren Gewicht bei einer Bodenaufstellung bedeutungslos ist.The The purpose of the invention is the successive concentration of trapped energy, until a conversion in a turbine or rotor plant due the achieved higher speed and a sufficient Volume flow is well worth it. This construction is regarding the maintenance effort very cheap, because the complicated and dynamically loaded components, such as impeller rotor with generator, all can be placed near the ground and therefore also oversized, because their weight is meaningless in a floor installation.
Die erfindungsgemäße Konstruktion ist auch für bisher nicht für möglich gehaltene Leistungsgrößen schnell umsetzbar und nicht mehr nur Sache einiger weniger auf hochkomplexe Anlagen spezialisierter High-Tech-Unternehmen. Die Erfindung ermöglicht auch den Verzicht auf Extremwerkstoffe, zum Beispiel gewickelte CFK-Harz-Rotoren und die Einführung eines Baukastens mit einer großen Anzahl baugleicher Einzelteile, zum Beispiel Energietragflächen und Wirbelspulengeneratoren.The construction according to the invention is also for previously not considered possible performance sizes quickly realizable and no longer just a matter of a few on highly complex Facilities of specialized high-tech companies. The invention allows even the abandonment of extreme materials, for example, wound CFRP resin rotors and the introduction of a construction kit with a large number of identical individual parts, for example Energy surfaces and vortex coil generators.
Das neue erfindungsgemäße Konzept lässt sich abkürzen auf die Formel: Große ruhende Tragflächen, als Gitterkonstruktion große Flächen belegend, als Einzeltragflächen Bauwerke umrahmend, in Kombination mit beispielsweise auf ein Fünftel verkleinerten Impellerrotoren, verglichen mit heute üblichen Windkraftanlagen. Hierbei verursacht eine zu nutzende Primärströmung eine sekundäre, tertiäre und bei Wirbelspulen quartäre Folgeströmung, wobei die resultierende Strömung nur einen Bruchteil der Größe der Primärströmung beträgt, aber ein höheres Geschwindigkeitsniveau und mehrfache Energiedichte aufweist.The new concept according to the invention can be abbreviate to the formula: large resting wings, as a grid construction occupying large areas, framing buildings as single wings, in combination with, for example, one-fifth smaller impeller rotors, compared to today's standard wind turbines. in this connection causes a primary flow to be used secondary, tertiary and in vertebra coils quaternary Following flow, the resulting flow only a fraction of the size of the primary flow is, but a higher speed level and having multiple energy density.
Die erfindungsgemäße Problemlösung besteht demzufolge darin, aus dem Sogpotential der Tragflächenoberseite und aus dem Überdruckpotential der Unterseite der Tragflächen eine starke Drallströmung oder im Idealfall eine mehrgängige Wirbelspule zu bilden, wobei die Tragflächen als Stützen- und Trägerkonstruktion große Flächen erfassen und an den Knotenpunkten, an welchen die Tragflächen enden, Energiezent ren bilden. Dies ist durch ein gestuftes Tragflächenende, durch Querbohrungen (lokaler Kurzschluss zwischen Ober- und Unterseite) in bestimmten Abständen, durch Ablösekanten, Schrägen, drallbildende Schaufeln, Lenkflächen, aufgefingerte Flügelenden mit gekrümmten Flächen, Düsen usw. realisierbar.The inventive problem solution exists consequently, from the suction potential of the wing top and from the overpressure potential of the underside of the wings a strong swirl flow or ideally a multi-pass Vortex coil to form, with the wings as a support and Beam construction capture large areas and at the junctions where the wings end, Form energy centers. This is by a stepped wing end, through cross holes (local short circuit between top and bottom) at certain intervals, through separation edges, bevels, Swirling blades, steering surfaces, fingered wing tips with curved surfaces, nozzles, etc. feasible.
Während bei Luftfahrzeugen, Turbinen und Pumpenlaufrädern die Bildung von Randwirbeln unerwünscht ist und man dabei Winglets als Abhilfe anwendet, wird hier eine Tragflächenkonstruktion vorgeschlagen, welche die Bildung von Randwirbeln begünstigt, wobei mehrere Randwirbel zu einer nutzbaren Gesamtströmung zusammengefasst werden.While in aircraft, turbines and pump impellers the formation is undesirable from edge vortex and you winglets As a remedy, here is a wing construction proposed, which favors the formation of edge vortices, with several edge vortices to a usable total flow be summarized.
Während beim Betrieb von Flugzeugen und Propellern oder Impellern die Entstehung von Wirbelschleppen störend und sehr unerwünscht ist, erfolgt bei der hier vorgesehenen Energieverdichtung eine bewusste Verstärkung dieses Störeffekts, d. h. es ist das erklärte Ziel der Erfindung, einen möglichst starken Wirbel am Ende von Tragflächen zu erzeugen, welcher eine möglichst hohe Energiedichte aufweist und darüber hinaus einen großen Luftstrom umfasst und somit auch in Bezug auf die Größe der Vorrichtung eine hohe Energieleistung erbringt. Hauptzweck der Erfindung ist die Maximierung der Ausgleichsströmung zwischen Ober- und Unterseite der Energietragfläche, um lokal an den Enden der Tragflächen konzentrierte Energie zu erzielen.While in the operation of aircraft and propellers or impellers the emergence from turbulence disturbing and very undesirable is, takes place with the energy compression provided here a conscious Amplification of this disturbing effect, d. H. it is that stated aim of the invention, as strong as possible To create eddy at the end of wings, which one has the highest possible energy density and above In addition, a large air flow includes and therefore also in Regarding the size of the device a high Energy performance provides. The main purpose of the invention is maximization the equalizing flow between the top and bottom of Energietragfläche to locally at the ends of the wings to achieve concentrated energy.
Eine
in der Patentschrift
Die vorliegende Erfindung schafft nun neue Möglichkeiten, eine große Fläche einer Windnutzung zu unterziehen, wobei durch die regelmäßigen Abstände der den Wind umformenden Energietragflächen ein optisch wesentlich günstigeres Bild entsteht im Vergleich zu der unregelmäßigen Anordnung von einzelnen Windrotoren in der heute üblichen Form, welche durch die großen Rotoren gekennzeichnet ist, deren Drehbewegung sehr langsam erfolgt. Durch die mit konventionellen Anlagen entstandene Unregelmäßigkeit der Anlagenaufstellung mit der Überlagerung der Bewegungen einer Vielzahl von Rotorenblättern wird der individuelle Landschaftseindruck insgesamt sehr beunruhigt, wodurch es verständlicherweise bei einer Nachbarschaft zu Windenergieparks zu einer Ablehnung der Windenergie gekommen ist.The The present invention now provides new possibilities, a subjecting a large area to a wind exploitation, being through the regular intervals the forming of the wind energy surfaces a visual much cheaper image arises in comparison to the irregular arrangement of individual wind rotors in the form usual today, which by the large ones Rotors is characterized, the rotational movement is very slow. Due to the irregularities created with conventional systems plant layout with the overlay of the movements a variety of rotor blades is the individual Overall landscape impression very distressed, making it understandable in a neighborhood to wind farms to a rejection of Wind energy has come.
Die erfindungsgemäßen Energietragflächen eignen sich wegen ihrer möglichen großen Länge und ihrer rein statischen Verwendung ohne Rotation wie bei üblichen Windturbinen für tragende Funktionen, als Träger und Stützen bzw. Säulen oder Masten in Erdbau-, Holzbau-, Kunststoff-, Stahl-, Beton- oder Stahlbetonkonstruktionen und können auch Teil eines Windverbandes einer Stahlkonstruktion sein.The energy surfaces according to the invention are suitable because of their possible great length and their purely static use without rotation as usual Wind turbines for carrying functions, as a carrier and columns or columns in earthworks, Timber construction, plastic, steel, concrete or reinforced concrete structures and can also be part of a wind band of a steel structure be.
Die langgestreckte Form der Energietragflächen ist für das Bauwesen vorteilhaft, d. h. die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich für eine Anordnung auf Dächern und/oder oberhalb, seitlich oder innerhalb von Bauwerken, beispielsweise Hochhaus, Brücke, Steg, Turm, Mauer, Deich, Lärmschutzwand, Stahlkonstruktion, Wasserspeicher, Funkturm, Strommast, Balkon oder Außentreppenhaus.The elongated shape of the energy surfaces is for construction is advantageous, d. H. the invention Device is suitable for an arrangement on roofs and / or above, sideways or within buildings, for example Skyscraper, bridge, pier, tower, wall, dyke, noise barrier, Steel structure, water storage, radio tower, power pole, balcony or Outside stairwell.
Eine Energietragfläche kann auch selbst Teil eines Gebäudes sein und beispielsweise als Hülle für einen Aufzugsschacht oder als Träger einer Balkon-, Terrassen- oder Treppenkonstruktion dienen.A Energy storage area can also be part of a building and, for example, as a shell for a lift shaft or as a carrier of a balcony, terrace or staircase construction serve.
Die von der Vorrichtung erzeugten Folgeströmungen können auch an Rohrleitungen weitergegeben werden. Dadurch können Generatoren und Strömungsmaschinen nahe des Bodens angeordnet werden.The can be generated by the device subsequent flows can also be passed on pipelines. Thereby can Generators and turbomachines located near the ground become.
Vorgesehen ist ferner, dass an beiden Enden einer Energietragfläche eine Wirbelströmung erzeugt wird, sodass sich über eine zweifache Ausnutzung des Sog- und Staudruckpotentials eine höhere Energieausbeute ergibt und Endscheiben zur Strömungsblockierung entfallen.Intended is further that at both ends of a Energietragfläche a vortex flow is generated so that over a double use of the suction and dynamic pressure potential higher energy yield results and end plates for flow blocking omitted.
Eine Möglichkeit zur Erzeugung einer Quartärströmung in Form einer Wirbelspule ist, dass ein oder beide Enden der Energietragfläche abgestuft und zu einem Kreis eingerollt sind, wobei die an Kanten, Schrägen, Bogenflächen o. a. wegen starker Ablenkung der Strömung entstehenden Ablösewirbel vorzugsweise gleich stark und zwecks Bildung einer Wirbelspule regelmäßig kreisförmig angeordnet sind und dieselbe Drehrichtung ergeben.A Possibility of generating a quaternary flow in the form of a vortex coil is that one or both ends of the energy storage surface graded and rolled into a circle, with the edges, Bevels, curved surfaces o. A. because of strong distraction the flow arising Ablösewirbel preferably equally strong and to form a vortex coil regularly are arranged in a circle and give the same direction of rotation.
Mehrere Energietragflächen können hintereinander geschaltet werden, um die Geschwindigkeit der Wirbelströmung sukzessive zu erhöhen und ergeben dann eine höhere Leistungsdichte.Several Energy storage surfaces can be connected in series be successive to the speed of the vortex flow increase and then give a higher power density.
Energietragflächen können jeweils mit einer gabelförmigen Struktur enden, wobei durch die von den Gabeln gebildeten Schlitze Fluid tangential abgesaugt und zusätzlich Überdruckfluid über Düsen dem Drallraum tangential zugeführt wird, so dass sich im Drallraum ein Wirbel oder eine mindestens 4-gängige Wirbelspule bildet.energy wings each with a bifurcated structure end, wherein formed by the slots formed by the forks fluid sucked tangentially and also overpressure fluid over Nozzle is supplied tangentially to the swirl space, so that in the swirl space a vortex or at least 4-course Vortex coil forms.
Eine wirbelförmige Tertiärströmung ergibt sich bei schlitzförmiger Absaugung oder bei tangentialer Zuleitung von Staudruckfluid an zwei tangential liegenden Spalten.A vortex-shaped tertiary flow results with slot-shaped suction or tangential feed line of dynamic pressure fluid on two tangential columns.
Die Energietragflächen können bei Hintereinanderschaltung an einem Sammelrohr spiralförmig angeordnet sein, so dass sich eine geringe gegenseitige Störung ergibt. Energietragflächen sind auch zur Verwertung von Gezeitenströmungen oder Wellenenergie vorgesehen.The Energy surfaces can be connected in series be spirally arranged on a manifold, so that there is little mutual interference. energy wings are also for the utilization of tidal currents or wave energy intended.
Ferner ist vorgesehen, dass ein einfacher Wirbel am Ende einer Energietragfläche dadurch erzeugt wird, dass das Ende eine kreisförmige Delle aufweist und sich unterhalb einer Haube befindet, welche Überdruck tangential in den Drallraum einleiten lässt und ebenfalls eine tangentiale Verbindung zum Sograum der Energietragfläche herstellt. In dem Wirbelraum können Lenkflächen angeordnet sein, welche die kinetische Energie der Drehung in den benötigten axialen Schub umwandeln.Further It is envisaged that a simple vortex at the end of an energy storage area is generated by the fact that the end has a circular dent and is located below a hood, which overpressure tangentially into the swirling space and also a tangential connection to the suction space of the energy storage area manufactures. In the swirling room can steering surfaces be arranged, which is the kinetic energy of rotation in the convert required axial thrust.
Eine Energietragfläche kann auch mehrteilig aufgebaut sein und aus einem belastbaren Trägerkörper oder Stützenkörper und aus einer daran drehbar angeordneten Profilfläche bestehen, welche den von Tragflächen bekannten Sogeffekt auf einer Seite und Staudruck auf der anderen Seite erzeugt und so verstellbar ist, dass die Vorrichtung an Windstärken anpassbar ist bzw. auch starken Stürmen trotzen kann.A Energy storage area can also be constructed in several parts and from a load-bearing carrier body or column body and consist of a profile surface rotatably mounted thereon, which the Sogeffekt known from wings on a Side and dynamic pressure generated on the other side and so adjustable is that the device is adaptable to wind forces or defy strong storms.
Vorzugsweise beträgt die Länge der Energietragflächen im Verhältnis zum Durchmesser des eingerollten Endes bzw. zum Durchmesser der Wirbelströmung größer 10:1.Preferably, the length of the energy bearing surfaces in relation to the diameter of the rolled end or to the diameter of the vortex flow greater than 10: 1.
Die von der Energietragfläche und einem Wirbelerzeuger oder Wirbelspulenerzeuger hergestellte Strömung kann auch einer Rohrleitung oder einem Kanal zugeführt werden und beispielsweise zur Frischluftversorgung eines Gebäudes verwendet werden, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung als Ventilator genutzt wird. Ferner ist eine Nutzung der Vorrichtung als Pumpe, Kompressor, Luftstrahlpumpe oder Wasserstrahlpumpe möglich.The from the energy surface and a vortex generator or Vortex coil produced flow can also be one Piping or a channel are supplied and, for example used to supply fresh air to a building, wherein the device according to the invention as a fan is being used. Furthermore, a use of the device as a pump, Compressor, air jet pump or water jet pump possible.
Ferner wird beansprucht, dass mehrere erfindungsgemäß erzeugte Strömungen einem Strömungssammler zugeführt werden, welcher die Kernströmungen mehrerer Wirbelspulen vereinigt und durch deren Überlagerung höhere Leistungen für Einzelturbinen ermöglicht oder eine große Wirbelspule aus mehreren kleineren Wirbelspulen durch Überlagerung und kreisförmige Anordnung bildet, um ein sehr hohes Geschwindigkeitsniveau der Gesamtströmung zu erzielen.Further it is claimed that several inventively produced Flows fed to a flow collector which are the core flows of several vortex coils united and higher by their superposition Services for single turbines allows or a large vortex coil of several smaller vortex coils by overlay and circular arrangement forms a very high velocity level of the total flow to achieve.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch als Zerstäuber gestaltet sein, um beispielsweise an den Küsten trockener Landschaften Meerwasser zu zerstäuben, damit über die stattfindende Verdunstung Süßwasser gebildet wird und die Entstehung künstlicher Wolken möglich wird, welche zur Beseitigung von Wüsten und Savannen beitragen und im Falle von Trockenheit für künstlichen Regen sorgen.The Device according to the invention can also be used as an atomizer be designed to be drier on the coasts, for example Landscapes seawater to spill over it the ongoing evaporation formed fresh water becomes possible and the emergence of artificial clouds which contribute to the elimination of deserts and savannahs and provide artificial rainfall in case of drought.
Ferner wird vorgeschlagen, mit der Vorrichtung Medien zu kühlen oder zu erhitzen, indem die Strömung einen Ventilator ersetzt und einen Erhitzer oder Kühler einer Wärmepumpe oder Kühlanlage durchflutet.Further It is proposed to cool media with the device or to heat by the flow replacing a fan and a heater or radiator of a heat pump or cooling system flooded.
Die Vorrichtung kann auch Teil eines Schiffes sein, indem an Deck Energietragflächen, welche einerseits Schub auf das Schiff ausüben und gleichzeitig die Sekundärströmung zur Energiegewinnung nutzen, montiert sind.The Device can also be part of a ship by having energy deck surfaces, which exert on the one hand thrust on the ship and at the same time use the secondary flow for energy, are mounted.
Die Vorrichtung kann allgemein auf bewegten Objekten zum Einsatz kommen und auch auf Schienenfahrzeugen montiert sein, um durch Bewegung der Vorrichtung eine Ausrichtung in den Wind zu erhalten oder um die Vorrichtung in windreichere Gebiete verlagern zu können.The Device can generally be used on moving objects and also be mounted on rail vehicles to move through the device to get an orientation in the wind or order to be able to relocate the device into windier areas.
Beansprucht wird auch die Vorrichtung als Teil eines Flugzeuges oder Hubschraubers, indem die Vorrichtung eine Tragfläche oder sonstige Leitwerks- oder Steuerfläche ersetzt bzw. ein Teil dieser Einrichtungen ist. Ferner wird beansprucht, dass die Vorrichtung ein Teil eines Propellers, Impellers, einer Schiffsschraube oder Turbine, eines Pumpenlaufrades, eines Verdichters oder einer sonstigen Strömungsmaschine ist.claimed The device is also used as part of an aircraft or helicopter. by providing the device with a wing or other stabilizer or control surface replaced or a part of these facilities is. It is further claimed that the device is part of a Propellers, impellers, a propeller or turbine, one Pump impeller, a compressor or other turbomachine is.
Energietragflächen können auch zwischen Bauwerken, Konstruktionen, Geländeerhebungen, Bergen angeordnet sein und so den zwischen Strömungshindernissen entstehenden Düseneffekt nutzen, um die Energieausbeute zu steigern. Auftriebsströmungen lassen sich über waagrecht angeordnete Energietragflächen nutzen.energy wings can also be used between structures, constructions, terrain surveys, mountains be arranged and so between the flow obstacles use the resulting nozzle effect to the energy yield to increase. Buoyancy currents can be over use horizontally arranged energy surfaces.
Ferner ist die Vorrichtung auf Bergkuppen vorgesehen, um die dort häufigeren und stärkeren Winde zu nutzen.Further the device is intended for hilltops to the more common there and to use stronger winds.
Aufgabe der Wirbelspulengeneratoren ist es, aus der oder den Sekundärströmungen der Energietragflächen eine konzentriertere Folgeströmung zu machen, in deren Zentrum sich eine drallarme Kernströmung (Quartärströmung) mit sehr hoher Längsgeschwindigkeit bildet. Wirbelspulengeneratoren weisen mindestens eine Ringkammer auf, vorzugsweise jedoch zwei Ringkammern. Der Wirbelspulengenerator mit zwei Kammern ist sowohl mit dem Überdruckbereich als auch mit der Sogzone einer Energietragfläche verbunden. Von den Ringkammern ausgehend gibt es radiale Verbindungen zum Wirbelraum, wobei die Fluidströme am Übergang in den Wirbelraum eine scharfe Umlenkung erfahren. Diese Umlenkung kann bewirkt werden von Lenkblechen mit eingerolltem Ende, von Unterteilerplatten mit Schrägen oder Bögen am Ende oder von sonstigen Ablösestellen.task The vortex coil generators is, from the or the secondary flows the energy surfaces a more concentrated sequential flow to make in the center of a low-spin core flow (Quaternary flow) with very high longitudinal velocity forms. Vortex coil generators have at least one annular chamber on, but preferably two annular chambers. The vortex coil generator with two chambers is both with the overpressure range as also connected to the suction zone of an energy storage area. Starting from the ring chambers, there are radial connections to the whirl space, the fluid flows at the transition into the swirling space to experience a sharp diversion. This diversion can be effected of baffles with rolled-up end, of divider plates with Bevels or arches at the end or other Transfer points.
Die Energietragflächen können um ihre Achse drehbar sein, so dass beispielsweise eine Gitterkonstruktion aus vielen Energietragflächen nach dem Wind ausrichtbar ist und dadurch einen höheren Wirkungsgrad erzielt.The Energietragflächen can rotate about its axis so that, for example, a grid construction of many Energietragflächen is aligned to the wind and thereby achieved a higher efficiency.
Die Energietragflächen können einen oder mehrere von der Luft- und Raumfahrt her bekannten Vorrichtungen zur Vermeidung von Wirbelschleppen am Tragflächenende aufweisen und beispielsweise Winglets, Prallplatten, Strömungsbremsen o. a. am nicht genutzten Tragflächenende tragen. Es ist ferner vorgesehen, die von der Luft- und Raumfahrt her bekannten Effekte und Vorrichtungen zur Erhöhung von Auftrieb an Tragflächen zu nutzen und beispielsweise Vorflügel, Spaltflügel, Rückstromtaschen, Profilabsaugungen, Luftschleiereindüsungen usw. vorzusehen.The Energy surfaces can be one or more of aerospace ago known devices to avoid of wake turbulence at the wing tip and, for example, winglets, Baffles, flow brakes o. A. on unused Wear wing end. It is also envisaged that of aerospace ago known effects and devices to use to increase lift on wings and for example slats, split wings, return flow pockets, Profilabsaugungen, air curtain injections, etc. provided.
Die Energietragflächen können über ihre gesamte Länge einen konstanten Querschnitt aufweisen, um für eine Massenfabrikation geeignet zu sein, so dass niedrige Herstellkosten resultieren.The Energietragflächen can over their entire Length to have a constant cross section for a mass production to be suitable, so that low production costs result.
Alternativ können die Energietragflächen nach den Erkenntnissen der Bionik konstruiert sein und beispielsweise je nach Höhe der Biegespannung eine hyperbolisch verlaufende Querschnittgröße aufweisen.Alternatively, the energy surfaces can be constructed according to the findings of bionics and, for example, depending on the height of the bending stress have a hyperbolic cross-sectional size.
Eine Anzahl von Energietragflächen kann an einem gemeinsamen Ringrohr bzw. an einem in sich geschlossenen Kanal angeordnet sind, wobei an einer oder mehreren Stellen Strömungsmaschinen angeordnet sind, um die im Rohr oder Kanal strömende Wirbelluft energetisch zu nutzen. Vorzugsweise wird die Wirbelluft einerseits durch die Wirkung der davor liegenden Energietragflächen in die Turbinen gedrückt und andererseits wird durch die nach den Turbinen angeordneten Energietragflächen auf den Ausgang der Turbinen ein vorteilhafter Sog ausgeübt.A Number of energy surfaces can be at a common Ring tube or are arranged on a self-contained channel, wherein at one or more points turbomachines are arranged around the swirling air flowing in the pipe or channel energetically use. Preferably, the vortex air on the one hand by the effect of the preceding energy surfaces pressed into the turbines and on the other hand is by the after the turbines arranged energy surfaces on the Output of the turbines exerted an advantageous suction.
Eine als Energietragfläche genutzte Tragfläche kann auch ohne den Umweg über eine Wirbelbewegung genutzt werden, indem die Sekundärströmung, welche quer zur Energietragfläche erfolgt, von einer Strömungsmaschine direkt genutzt wird, wobei vorzugsweise Einrichtungen genutzt werden, welche die Strömung lokal an der Strömungsmaschine konzentrieren. Zur Konzentrierung sind vorgesehen: Streben, Umkehrtrichter, strömungsgünstige Hindernisse, Leitblöcke oder Leitflächen.A used as energy storage area wing can be used without the detour via a whirling movement, by the secondary flow, which is transverse to the energy carrying surface takes place, is used directly by a turbomachine, it is preferred to use devices which control the flow concentrate locally on the turbomachine. To concentration are provided: struts, reversing funnels, aerodynamic Obstacles, guide blocks or fins.
Vorzugsweise können Lenkflächen insbesondere bei Flugzeugen zur Herstellung von Antriebs-, Brems- oder Steuerkräften sinnvoll genutzt werden und können Wirbelschleppen verhindern.Preferably can steering surfaces especially on airplanes for the production of drive, braking or control forces be used sensibly and can prevent wake turbulence.
Erfindungsgemäß sind neuartige Wirbelspulenerzeuger offenbart, welche zur Bildung eines Wirbels oder einer mehrgängigen Wirbelspule vorgeschlagen werden. Diese Konstruktionen sind nur beispielhaft zu sehen. Alle anderen bekannten Konstruktionen, mit denen sich Wirbel/Wirbelspulen an Energietragflächen erzeugen lassen, werden ebenfalls beansprucht. Energietragflächen können zur maximalen Strömungskonzentration auch in mehreren Stufen angewandt werden.According to the invention discloses novel vortex coil generators which are used to form a Vortex or a multi-course vortex coil proposed become. These constructions are only to be seen as examples. All other known constructions, with which vortex / vortex coils to generate energy surfaces are also claimed. Energietragflächen can to the maximum Flow concentration also applied in several stages become.
Es wird vorgeschlagen, dass Energietragflächen eine für die Erzeugung einer starken Folgeströmung günstige Form aufweisen und in ihrer Form so optimiert sind, dass nicht die Höhe der Auftriebskraft das Hauptziel ist wie bei üblichen Anwendungen von Tragflächen zum Beispiel Flugzeugen, Hubschrauber oder Windrotoren, sondern der erzielbare Druckunterschied zwischen den Seiten der Druck- und Sogseite der Energietragfläche sowie die Größe des erzielbaren Volumenstroms, da diese beiden Werte die am Wirbelraum verfügbare Leistung und die Leistung der Vorrichtung maßgeblich bestimmen. Insbesondere kann die Energietragfläche in Anströmrichtung symmetrisch sein und daher keine resultierende Auftriebskraft erzeugen und dennoch hohe Druckunterschiede erzeugen, indem beispielsweise auf beiden Seiten des Profils ein Sog entsteht.It It is proposed that energy surfaces provide a the generation of a strong following flow favorable Have shape and are optimized in shape so that not the Height of the buoyancy the main goal is as usual Applications of wings for example airplanes, helicopters or Wind rotors, but the achievable pressure difference between the Pages of the pressure and suction side of the energy storage area as well the size of the achievable volume flow, as these both values the power available at the whirl space and determine the performance of the device significantly. Especially can the energy storage area in the direction of flow be symmetrical and therefore produce no resulting buoyancy and yet produce high pressure differences by, for example on both sides of the profile a suction arises.
Eine Energietragfläche kann auch so aufgebaut sein, dass deren Innenraum zur Weiterleitung von Fluid nutzbar ist, indem die Energietragfläche eine Unterdruckkammer und/oder eine davon getrennte Überdruckkammer oder mehrere davon aufweist.A Energy storage area can also be constructed so that their Interior space for the forwarding of fluid is usable by the energy storage area a Vacuum chamber and / or a separate overpressure chamber or more of them.
Die Außenfläche der Energietragfläche kann an düsenförmig gestalteten Stellen unterbrochen sein oder mehrteilig aufgebaut sein und mehrere Düsenkörper und Spalten aufweisen, so dass über die Düsen der Innenraum dem außen vorherrschenden Sog ausgesetzt ist und evakuiert wird. Alternativ zu den Düsen und Spalten dienen zur Evakuierung einer Energietragfläche bei Anströmung Bohrungen, Lochmuster, Gitter mit Öffnungen, weitmaschige Gewebe, poröse, für Fluide durchlässige Stoffe oder sonstige Perforationen an den der Strömung zurückweichenden Oberflächen.The Outside surface of the energy surface can on be interrupted jet-shaped locations or be constructed in several parts and a plurality of nozzle body and have gaps so that over the nozzles the interior exposed to the outside prevailing suction is and is evacuated. Alternative to the nozzles and columns serve to evacuate an energy storage area when it flows Holes, hole patterns, meshes with openings, wide-meshed Tissue, porous, fluid-permeable Fabrics or other perforations to the flow receding surfaces.
Die Außenfläche der Energietragfläche kann auch eine Kammer bilden, in welcher sich ankommendes Fluid aufstaut und einen Überdruck in der Kammer verursacht. Diese Überdruckkammer liegt vorzugsweise auf der Seite der Energietragfläche, welche der ankommenden Strömung zugewandt ist.The Exterior surface of the energy surface can also form a chamber in which accumulates incoming fluid and caused an overpressure in the chamber. This overpressure chamber is preferably on the side of the Energietragfläche, which facing the incoming flow.
Eine erfindungsgemäße Energietragfläche ist an ihren Enden mit Rohranschlüssen versehen und dadurch bequem an Rohrleitungen oder Lüftungskanälen anordbar. Alternativ ist die Anordnung eines Wirbel- oder Wirbelspulengenerators direkt am Ende einer Energietragfläche oder erst am Ende der vorteilhaften Rohranschlüsse vorgesehen.A Energy storage area according to the invention provided at their ends with pipe connections and thereby convenient to piping or ventilation ducts can be arranged. Alternatively, the arrangement of a vortex or vortex coil generator directly at the end of an energy storage area or only at the end provided the advantageous pipe connections.
Die erfindungsgemäße Konstruktion ist auch als Zuluftanlage, Zu- und Abluftanlage oder Klimaanlage nutzbar.The construction according to the invention is also as supply air system, Supply and exhaust air system or air conditioning available.
Weitere Anwendungsbereiche für Energietragflächen sind das Ansaugen und Pumpen von Fluiden, indem die erzeugten Folgeströmungen eine Hubbewegung von Wasser oder anderen Fluiden bewirken sowie die Anreicherung von Gewässern mit Sauerstoff, indem der von einer Energietragfläche erzeugte Unterdruck Luft abwärts bis unterhalb einer Wasseroberfläche saugt.Further Areas of application for energy surfaces are the suction and pumping of fluids by the generated secondary flows cause a lifting movement of water or other fluids as well the enrichment of waters with oxygen by the negative pressure generated by an energy carrier surface downwards sucks to below a water surface.
Auch Gebäude können als Energietragflächen verwendet werden, wenn diese eine dem Wind zurückweichende Seitenfläche und/oder Staudruckflächen aufweisen. Die erzeugten Sogströmungen oder Staudruckströmungen könnten in ein parallel zu den Seitenwänden verlegtes Sammelrohr eingespeist werden. An mindestens einem Sammelrohr können Energietragflächen angeordnet sein und ihre Sekundärströmungen strömungsbildend in das Sammelrohr einbringen. Ferner können zusätzlich an der Einleitstelle der Sog- und/oder Staudruckströmungen oder an anderen Stellen der Sammelrohre Wirbelspulenerzeuger angeordnet sein.Buildings can also be used as energy storage surfaces if they have a side surface which recedes from the wind and / or dynamic pressure surfaces. The generated suction flows or dynamic pressure flows could be fed into a collection pipe laid parallel to the side walls. Energietragflächen can be arranged on at least one manifold and bring their secondary flows flow forming in the manifold. Furthermore, in addition to the inlet point of the suction and / or dynamic pressure flows or at other points of the headers vortex be arranged coil generator.
Eine mit einem Staudruckraum ausgestattete Energietragfläche kann mehrere Reihen Ablösewirbel erzeugen, indem Fluid aus dem Staudruckraum über Öffnungen in der Hülle an zurückweichenden Oberflächen ausströmt und an dort installierten Bogenflächen und Ablösekanten eine Serie von Wirbeln bildet.A Energy storage area equipped with a dynamic pressure room can produce multiple rows of detachment vortices by adding fluid from the back pressure chamber via openings in the shell flows out on receding surfaces and on there installed bow surfaces and separation edges forming a series of vertebrae.
Wird ein Energietragflächenende mehrteilig ausgeführt und jedes der Teile mit unterschiedlichem Durchmesser kreisförmig aufgerollt, so lassen sich mehrere ineinander geschachtelte Wirbelspulen herstellen, welche jeweils die näher am Zentrum liegende Strömung beschleunigen.Becomes a Energietragflächenende executed in several parts and each of the different diameter parts circular Rolled up, it can be several nested vertebrae coils each one closer to the center Accelerate flow.
Parallel angeordnete Energietragflächen können durch Versatz oder durch unterschiedliche Länge kreisförmig angeordnete Ablösewirbel ergeben.Parallel arranged energy surfaces can by offset or by different length circular arranged Ablösewirbel.
Eine mit Hohlräumen ausgestattete Energietragfläche kann in ihrem Innenraum Wirbel bzw. ein oder mehrere Wirbelspulen erzeugen, indem die Energietragfläche Öffnungen aufweist, über welche Fluid zu innenliegenden Wirbelauslösern geleitet wird.A cavities equipped energy storage area can in its interior vortex or one or more vortex coils generate energy by opening the openings has, over which fluid to internal vortex triggers is directed.
Wenn Energietragflächen große statische Lasten übernehmen sollen, so läßt sich deren Drehbarkeit nur schwer realisieren. Daher wird eine Vorrichtung mit mehreren Abschnitten beansprucht, welche jeweils nach den Hauptrichtungen der Primärströ mung ausgerichtet sind und daher die Vorrichtung insgesamt unabhängig von der Richtung der Primärströmung machen.If Energietragflächen take over large static loads should, so their rotation is difficult realize. Therefore, a device with multiple sections claimed, which in each case according to the main directions of the primary flow are aligned and therefore the device is totally independent from the direction of the primary flow.
Energietragflächen können auch mechanisch bspw. von Elektromotoren, Wasser- oder Windturbinen in Rotation versetzt werden, womit sich pulsierende Druckwellen ergeben.energy wings can also be used mechanically, for example, by electric motors, water or wind turbines are set in rotation, bringing pulsating Result in pressure waves.
Die Erfindung wird anhand nachfolgender Figuren beispielhaft erläutert und bildlich dargestellt.The The invention will be explained by way of example with reference to the following figures and depicted.
Es zeigtIt shows
Die
Vorrichtung in
In
In
Die
erfindungsgemäße Zielstellung ist jedoch gerade
die Erzeugung starker Sekundärströmungen (S1)
und (S2) quer zur Primärströmung (P).
- 0101
- Oberseite von Energietragfläche (Sogseite)top of energy storage area (suction side)
- 0202
- Unterseite von Energietragfläche (Überdruckseite)bottom of energy storage surface (overpressure side)
- 0303
- Absaugraum, tangentiale Absaugung am Wirbelraumsuction chamber, tangential suction at the spinal area
- 0404
- Einleitraum, tangentiale Fluidzufuhr zum Wirbelraumintroducing space, tangential fluid supply to the spinal space
- 0505
- Wirbelraumintervertebral space
- 0606
- Drehrichtung der Drallströmungdirection of rotation the swirl flow
- 0707
- UnterdruckströmungPressurized fluid
- 0808
- ÜberdruckströmungOverpressure flow
- 0909
- Wirbelraumbegrenzung am Ende einer EnergietragflächeIntervertebral space limit at the end of an energy storage area
- 1010
- Lenkfläche oder Schaufel zur Schuberzeugungsteering area or shovel for thrust generation
- 1111
- UnterteilerplatteDivider plate
- 1212
- Düsenkörper zur Strömungslenkungnozzle body for flow control
- 1313
- HaubeHood
- 1414
- Spaltraumgap
- 1515
- Strömungsblockierelement, EndscheibeFlow blocking element end disk
- 1616
- saugseitiger Raumsuction side room
- 1717
- überdruckseitiger Raumon pressure side room
- 1818
- Abspannseilguy rope
- 1919
- Übergangselemente, abgewinkelt oder gebogenTransition elements, angled or bent
- 2020
- KonzentrierflächeConcentrating surface
- PP
- Primärströmung (Wind- oder Wasserströmung)primary flow (Wind or water flow)
- SS
- Sekundärströmung mit S1 als Sog und S2 als Überdrucksecondary flow with S1 as suction and S2 as overpressure
- TT
- Tertiärströmung: einzelne AblösewirbelTertiary flow: single detachment vertebrae
- Quartärströmung: Wirbelströmung oder WirbelspuleQuartärströmung: Vortex flow or vortex coil
- II
- Quintärströmung: Kernströmung von PotentialdraliwirbelQuintärströmung: Core flow of potential drift vertebrae
- Ee
- Energietragfläche bzw. Querstrom erzeugendes ProfilEnergy wing or cross-flow generating profile
- BB
- Bauwerk, Träger, Stütze oder Windverbandbuilding, Carrier, prop or wind bandage
- LL
- Länge, ProfilspannweiteLength, profile span
- AA
- wirbelbildender Abschnitt am Ende einer Energietragflächeinvertebrate visual Section at the end of an energy storage area
- KK
- Wirbelauslöser, Kanten oder SchrägenEddy-timer, Edges or bevels
- WW
- Ablösewirbelrelease vortexes
- MM
- Strömungsmaschine (Turbine, Impelleranlage)flow machine (Turbine, impeller plant)
- GG
- Generatorgenerator
- HH
- Einhausung für Strömungsmaschine und Generatorhousing for turbomachine and generator
- CC
- WirbelspulenerzeugerVortex generator coils
- RR
- Sammelrohrmanifold
- DD
- Drehachse, AchseAxis of rotation axis
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 3330899 [0003, 0021] - DE 3330899 [0003, 0021]
- - DE 3607644 [0003] - DE 3607644 [0003]
- - DE 102004025464 [0005, 0011] - DE 102004025464 [0005, 0011]
- - DE 3315439 [0006] - DE 3315439 [0006]
- - DE 3315435 [0012] - DE 3315435 [0012]
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011158031A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Ronald Davenport Wilson | Power generator |
CN109826080B (en) * | 2019-03-22 | 2023-11-21 | 西南交通大学 | Pneumatic structure for improving vortex-induced vibration performance of wide steel box superposed beam |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3315439A1 (en) | 1983-04-28 | 1984-10-31 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Device for converting the natural flow energy of water or air |
DE3330899A1 (en) | 1983-08-25 | 1985-03-14 | Ingo Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Rechenberg | Arrangement for increasing the speed of a gas or liquid flow |
DE3607644A1 (en) | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Ingo Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Rechenberg | Concentrator wind turbine |
DE102004025464A1 (en) | 2004-05-25 | 2006-12-28 | Heilmeier, Günter | Propeller-like arrangement device for e.g. helicopter rotor, has impeller arranged behind outer support surface, where impeller is provided with certain direction of rotation and is driven by wind turbine |
-
2007
- 2007-11-07 DE DE102007053439A patent/DE102007053439A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3315439A1 (en) | 1983-04-28 | 1984-10-31 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Device for converting the natural flow energy of water or air |
DE3330899A1 (en) | 1983-08-25 | 1985-03-14 | Ingo Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Rechenberg | Arrangement for increasing the speed of a gas or liquid flow |
DE3607644A1 (en) | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Ingo Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Rechenberg | Concentrator wind turbine |
DE102004025464A1 (en) | 2004-05-25 | 2006-12-28 | Heilmeier, Günter | Propeller-like arrangement device for e.g. helicopter rotor, has impeller arranged behind outer support surface, where impeller is provided with certain direction of rotation and is driven by wind turbine |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011158031A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Ronald Davenport Wilson | Power generator |
GB2492040A (en) * | 2010-06-17 | 2012-12-19 | Ronald Davenport Wilson | Power generator |
US20130257058A1 (en) * | 2010-06-17 | 2013-10-03 | Ronald Davenport Wilson | Jet stream generator |
GB2492040B (en) * | 2010-06-17 | 2015-01-14 | Ronald Davenport Wilson | The Jet Stream Generator |
CN109826080B (en) * | 2019-03-22 | 2023-11-21 | 西南交通大学 | Pneumatic structure for improving vortex-induced vibration performance of wide steel box superposed beam |
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