DE4128885A1 - Fliesswasserturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Beeinflussung von strömenden Medien und Wellen. Strömende Medien und Wellen lassen sich grundsätzlich von jeder Art von Körpern (Gehäusen) beeinflussen, d. h. verändern. Bisher war es aber nicht bekannt, lediglich durch die Form eines Gehäuses strömende Medien oder Wellen so gezielt zu beeinflussen, daß die Medien oder Wellen entweder überhaupt dadurch erst einer Nutzung zugänglich werden oder zumindest weit effektiver genutzt werden können. Die strömenden Medien können dabei entweder flüssig oder gasförmig sein. Die zu beeinflussenden Wellen können von beliebiger physikalischer Art sein, also z. B. Druckwellen oder elektro­ magnetische Wellen.

Um beispielsweise die Wasserkraft zur Erzeugung elektrischer Energie benut­ zen zu können, war es der Fachwelt bisher nur bekannt, dazu künstlich durch den Bau von Stauseen, z. B. durch den Bau von Staustufen in Flüssen, einen Höhenunterschied zu gewinnen und diesen Höhenunterschied, d. h. diesen künst­ lich erzeugten Wasserdruck - Höhe multipliziert mit dem spezifischen Gewicht des Wassers h·γ - zum Betreiben von Turbinenrädern zu benutzen.

Aufgabe

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse anzugeben, mit dem ström­ ende Medien, flüssige oder gasförmige, beschleunigt oder verlangsamt und/oder Wellen jeder Art verdichtet oder gestreut werden können.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse gemäß Anspruch 1. Die Unteran­ sprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen, bzw. Anwendungen an.

Im folgenden wird kurz erläutert, was in den einzelnen Figuren dargestellt ist:

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse nach Anspruch 1.

Fig. 2 zeigt eine Fließwasserturbine zur Umwandlung von Strömungsenergie in Rotationsenergie, zum Antrieb von Generatoren oder beliebiger Maschinen und/oder beliebiger Vorrichtungen, gemäß Anspruch 4.

Fig. 3 zeigt die Vorderansicht der Fließwasserturbine gemäß Fig. 2, aus der ersichtlich ist, wie z. B. die Turbinenachse aus dem strömenden Wasser herausgeführt werden kann, um einen am Ufer aufgestellten Generator anzutreiben. Zu beachten ist auch, daß der Pfeiler, auf dem das Gehäuse steht, einen flachen elliptischen Querschnitt hat, um optimale Strömungsverhältnisse zu schaffen.

Fig. 4 zeigt einen elliptischen Querschnitt für den Trichter eines Gehäu­ ses gemäß Anspruch 4.

Fig. 5 zeigt einen quadratischen Querschnitt für den Trichter gemäß Anspruch 4.

Fig. 6 zeigt einen nach unten geneigten Trichtereingang mit Schutzgitter, um Verschmutzungen abhalten zu können.

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus einem Turbinenrad mit einer flachen und einer leicht konkaven Schaufelfläche.

Fig. 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse nach Anspruch 4, zum Einbau in eine Rohrleitung, hier z. B. mit einer Überwurfmutter.

Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit einer Kaskadenbildung durch Vorschalten eines Gehäuses gemäß Anspruch 1 vor ein Gehäuse gemäß Anspruch 4. Dabei können beliebig viele Gehäuse hintereinander geschaltet werden, wenn nur die Strömung beschleunigt werden soll, z. B. um die Abluft eines Kamins leichter einem Filter zuzuführen, dann genügt es, nur Gehäuse gemäß Anspruch 1 hintereinander zu schalten.

Fig. 10 zeigt die Draufsicht auf ein Bachbett.

Fig. 11 zeigt die Seitenansicht einer Reinigungsbeckenanlage in einem Bach mit stark wechselndem Wasserstand. Mit diesen Reinigungsbecken kann sauberes Wasser für den Betrieb einer Turbine auch bei sehr niederem Wasserstand bereitgestellt werden.

Fig. 12 zeigt wie eine erfindungsgemäße Maschine nach Anspruch 12 aufgebaut werden könnte. Der Stellmotor ist dabei im Pfeiler untergebracht.

Fig. 13 zeigt eine Hohlleiterzündkerze nach Anspruch 15, wobei der Zündfunke von der Spitze S zum Rand der Zündkerze 1 überspringt.

Fig. 14 zeigt einen Ausschnitt aus einem Zylinderraum einer Verbrennungs­ maschine. Der Zündfunke springt hier von Spitze S zur Platte 2 am Kolben über. Das Brennstoffgemisch wird hier seitlich neben der Spitze schräg in Richtung auf den Zündfunkenbereich eingespritzt.

Fig. 15 zeigt einen idealisierten, völlig symmetrischen Flugzeugrumpf. Zu beachten ist der durch die Mitte des Rumpfes geführte trichter­ förmige Kanal, wobei die Neigung der Trichterfläche am Eingang um­ gekehrt gleich groß ist, wie die Neigung der äußeren Oberfläche der Rumpfspitze. Außerdem endet der Rumpf sehr flach, wobei gegebenenfalls kein senkrecht stehendes Seitenruder benötigt wird, wenn die Höhenruder unabhängig voneinander ausreichend beweglich sind (vergleiche dazu Schwebeflug von Vögeln oder die Schwanzflos­ se bei Fischen).

Fig. 16 zeigt einen Flugzeugrumpf, bei dem der innere trichterförmige Kanal am unteren Rand des Rumpfes entlang geführt ist.

Fig. 17 zeigt eine prinzipielle Darstellung, wie auch der Flugzeugrumpf durch die passende Formgebung, analog zu einem Flügelquerschnitt, einen Beitrag zur Erhöhung des Auftriebes leisten kann.

Fig. 18 zeigt die Vorderansicht eines Rumpfes gemäß Fig. 17.

Fig. 19 zeigt den Einbau eines Gehäuses nach Anspruch 3 in einen Höhlleit­ ter.

Je nachdem welchen Eingang des Gehäuses man benutzt, vergleiche dazu Anspruch 2, werden strömende Medien und Wellen, d. h. Störungen in diesen Medien, sowie auch Wellen anderer physikalischer Art, wie folgt beeinflußt:

Fall A

Die große Öffnung des Trichters wird als Eingang benutzt.

Wirkung a1

Strömende Medien werden beschleunigt, die Strömungsgesch­ windigkeit erhöht sich.

Wirkung a2

Der Strömungswiderstand wird erniedrigt, in Bezug zu einem Vollkörper.

Wirkung a3

Wellen werden verdichtet, die Energie wird konzentriert.

Fall B

Die kleine Öffnung des Trichters wird als Eingang benutzt:

Wirkung b1

Strömende Medien werden verzögert, die Strömungsgeschwin­ digkeit wird erniedrigt.

Wirkung b2

Der Strömungswiderstand wird erhöht, im Vergleich zum Strömungswiderstand des Gehäuses im Fall A, er wird aber immer noch kleiner sein, als der Strömungswiderstand des entsprechenden Vollkörpers.

Wirkung b3

Wellen werden gestreut, die Energiedichte wird verringert.

Aufgrund dieser unterschiedlichen Wirkungen, läßt sich dieses Gehäuse in den verschiedensten technischen Verfahren, Vorrichtungen und Geräten an­ wenden. Im folgenden seien nur beispielhaft einige Anwendungsmöglichkeiten aufgezählt:

Für den Fall A Nutzung der Wirkung a1

Zum Betreiben einer Turbine um kinetische Energie eines strömenden Mediums in eine Rotationsenergie oder Translationsenergie oder elektrische Energie oder Wärmeenergie umzuwandeln.

Zum Erhöhen der Bremskraft bei Flüssigkeits- und Luftdruckbremsen. Zur Erhöhung der Leistung von Gebläsen, ohne die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors erhöhen zu müssen. Solche Gebläse können verwendet werden als: Belüftungsventilatoren in Tunnels oder Klimaanlagen, Föhn zum trocknen, Rohrpostanlagen, Laubkehrmaschinen, Luftkissenfahrzeugen usw. Wasser- und Schneesprühanlagen.

Auch ohne Pumpe kann allein durch bilden einer Kaskade von Gehäusen (Fig. 1) eine schon vorhandene Strömung beliebig beschleunigt werden.

Nutzung der Wirkung a2

Zur Formgebung eines Flugzeugrumpfes mit minimalem Luftwiderstand und eventuell zusätzlichem Auftrieb durch den Rumpf.

Zur Formgebung von Fahrzeugkarosserien jeder Fahrzeug Art, bei der der Luft­ widerstand die Antriebsenergie meßbar erhöht.

Nutzung der Wirkung a3

Zur Formgebung einer Hohlleiterzündkerze, um leistungsfähigere Verbrenn­ ungsmotoren zu ermöglichen.

Zur Beeinflussung einer Sendekeule einer Richtfunkantenne. Um die Empfindlichkeit von Druckwellen-Meßeinrichtungen, Schallmessungen, zu verbessern. Um die Empfindlichkeit und Richtwirkung von Mikrofonen und Lautsprechern zu verbessern. Um Ultraschallenergie zu konzentrieren.

Für den Fall B Nutzung der Wirkung b1

Um bei gleicher Drehzahl des Antriebspropellers die Fahrtgeschwindigkeit zu erhöhen, falls der Propeller überwiegend mit Abstoßkraft und nicht mit Auftriebskraft arbeitet!

Nutzung der Wirkung b2

Um die Schalldämpfung in Auspuffrohren, Druckminderung bei explosionsgefähr­ deten Einrichtungen und Lärmverringerung bei Schießeinrichtungen zu verbes­ sern.

Nutzung der Wirkung b3

Um eine vorhandene energiereiche Welle unschädlich zu machen oder für eine spezielle Anwendung erst brauchbar zu machen.

Die größte Bedeutung des erfindungsgemäßen Gehäuses besteht darin, als Fließwasserturbine zur Umwandlung der kinetischen Energie eines fließenden Mediums in elektrische Energie, eine absolut umweltfreundliche Gewinnung von elektrischer Energie mit zeitlich und mengenmäßig praktisch unbegrenz­ tem Ausmaß zu ermöglichen, und damit die Energieversorgung der Menschheit für alle Zeiten sicher zu stellen. Bisher war es nur bekannt, den Höhen­ unterschied einer Flüssigkeit (h·γ) als Kraft zum Antrieb eines Tur­ binenrades zu benutzen. Nun ist es möglich auch fließendes Wasser ohne künstlichen Höhenunterschied zum Betreiben eines Turbinenrades nutzbar zu machen. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Teil des fließenden Wassers mit Hilfe eines Trichters verdichtet wird, d. h. die Fließgeschwindigkeit erhöht wird, um damit ein Turbinenrad anzutreiben. Der andere Teil des flie­ ßenden Wassers wird durch eine geeignete äußere, sogerzeugende Form des Trichtergehäuses so umgeleitet, daß das zum Antrieb des Turbinenrades benutzte Wasser sicher und ohne Rückstau auf das Turbinenrad, wieder aus dem Gehäuse austreten kann.

Da man mit der erfindungsgemäßen Fließwasserturbine auch in flach verlau­ fenden Gewässern Energie gewinnen kann, ohne eine Staustufe bauen zu müssen, wird auf diese Weise weder der Schiffsverkehr noch das Landschaftsbild in irgend einer Weise gestört.

Wenn die Rotationsenergie der Turbinenachse groß genug ist, d. h. wenn eine ausreichend große Wassermenge zum Antrieb der Fließwasserturbine zur Ver­ fügung steht, läßt sich entweder diese Rotationsenergie oder nach Umwand­ lung in Translationsenergie, vorteilhaft direkt mit Hilfe eines Reibungs­ wärmegenerators in Wärme wandeln, ohne den Umweg über den elektrischen Strom machen zu müssen. Der wirtschaftliche Nutzen eines solchen Reibungs­ wärmegenerators hängt wesentlich von einem geringen Verschleiß der wärmeerzeugenden Teile ab.

Die Maschine gemäß Anspruch 3 eignet sich sowohl für flüssige als auch für gasförmige Medien. Bei gasförmigen Medien, z. B. Wind, ist es vorteilhaft die Trichteröffnung weit größer zu machen, als man dies bei Wasser tun wird.

Das gemäß Anspruch 5 schräg nach unten weisende Schutzgitter, hat den Vor­ teil, daß verstopfender Schmutz leichter nach unten weg fallen kann. Die sehr flache Form der Schaufeln am Turbinenrad gemäß Anspruch 6 ermög­ lichen eine bessere Ausnutzung des Wasserstrahles, da ja nur die senkrecht auftretende Komponente der Wasserkraft das Turbinenrad beschleunigt. Außerdem ist damit ein leichterer, schnellerer Abfluß des benutzten Wassers möglich.

Mit einer Kaskade gemäß Anspruch 8, läßt sich die Leistungsfähigkeit nahezu beliebig steigern. Eine örtlich begrenzte Beschleunigung der Strömung in einem Flußbett wird von der träge fließenden Hauptströmung sehr stark ab­ gebremst, so daß sich insgesamt keine Änderung in der Strömung eines Flusses ergeben wird.

Mit der Anordnung gemäß Anspruch 9 lassen sich auch Wasserläufe mit geringer Wassermenge und kleiner Strömungsgeschwindigkeit zur Gewinnung von elektri­ scher Energie nutzen. Allerdings sollte dabei das Bachbett ein gewisses Mindestgefälle nicht unterschreiten. Starke Schwankungen des Wasserstandes sind dabei unerheblich. Wichtig ist, die Turbine vor zu starkem Schmutz zu schützen (Sand, Kies). Dies kann z. B. gemäß Fig. 10 und Fig. 11 geschehen.

Die Tiefe der einzelnen Schmutzabsinkbecken und die Anzahl hängt vom Ver­ schmutzungsgrad und vom Gefälle des Baches ab. Der sägezahnförmige Rand des Beckens soll groben Schmutz (Schwemmholz) zurück halten. Die Neigung der Verbindungslinie aufeinander folgender Überlaufkanten muß deutlich kleiner sein, als die Neigung des Flußbettes, damit das abzuleitende saubere Wasser mit einem Mindestgefälle der Turbine zugeleitet werden kann.

Eine Maschine nach Anspruch 10 und 11 erlaubt, alle Nutzwasserleitungen der Wasserversorgung zur Gewinnung elektrischer Energie zu nutzen. Ebenso können Regenwasserauffangbecken beliebiger Form und Größe dazu genutzt werden. Beispielsweise indem man anstelle des Fallrohres der Dachrinne ein großes Kanalisationsrohr senkrecht aufstellt und die Fallhöhe bis zur Kanalisation ausnutzt. Auch dort wo sowieso ständig eine Quelle fließt läßt sich an jedem Hang ein entsprechendes Reservoir bauen.

Mit der Fließwasserturbine kann anstelle von Wechselstrom auch Gleich­ strom erzeugt werden, mit dem man auch Akkumulatoren aufladen kann.

Den Ausgang des Abführungskanals bei einer Fließwasserturbine wird man, wenn man eine Kaskade bilden will, in die Mittelachse des Gehäuses, d. h. auf gleiche Höhe wie den verengten Teil des Zuführungskanals, legen, damit alle hintereinander geschalteten Gehäuse auf gleicher Höhe in einem Flußbett montiert werden können.

Ein Rückstau auf das Turbinenrad wird vermieden, da die wesentlich höhere Strömungsgeschwindigkeit der äußeren Strömung am Ausgang des Gehäuses eine deutliche Sogwirkung hat.

Bei einer Kaskadenbildung sollte man außerdem darauf achten, daß der Ab­ stand zwischen den einzelnen Gehäusen so gewählt wird, daß der benötigte Sog am Ende des vorausgegangenen Gehäuses durch eine eventuelle Stau­ wirkung am Eingang des nachfolgenden Gehäuses nicht gestört wird. Die gen­ auen Bedingungen können z. B. durch Versuche mit realistischen Modellen für den betreffenden Standort ermittelt werden.

Die Dimensionierung nachfolgender Gehäuse bei einer Kaskadenbildung muß die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit berücksichtigen. Für höhere Strömungsgeschwindigkeiten, muß die Neigung der Trichterwand flacher und kann die Öffnung des verengten Teils vor dem Turbinenrad größer werden. Dann ergibt sich eine deutliche Erhöhung der Leistungsabgabe, da für nachfolgende Gehäuse immer größere Schaufelflächen und damit größere Tur­ binenräder verwendet werden können. Aufgrund des flacher verlaufenden Trichters, ist es auch vorteilhaft, das ganze Gehäuse zu vergrößern.

Zur Nutzung der Windkraft ist es vorteilhaft, weit größere Trichter und damit weit größere Gehäuse zu verwenden. Bei der Wahl des Standortes solcher Windmaschinen sollte man die häufigen Winde an Bergrücken, Talbiegungen und Schluchten berücksichtigen. Dies ist mit der Fließwasserturbine leicht möglich, da die gesamte Ausdehnung der Maschine immer noch weit kleiner ist, als überdimensionale Propellermaschinen herkömmlicher Art. Außerdem sind Propeller nicht so effektiv bei der Nutzung von Strömungen wie ein oben beschriebenes Schaufelrad in einer Fließwasserturbine.

Um auch sich ändernde Meeresströmungen effektiv nutzen zu können, ist es notwendig, die Fließwasserturbine drehbar auf einem Sockel zu montieren. Im Anspruch 12 und Fig. 12 ist eine solche Anordnung dargestellt.

Eine Maschine gemäß Anspruch 13 läßt sich grundsätzlich bei Fahrzeugen aller Art verwenden. Während der Fahrt wird dann die Antriebsmaschine entlastet, die sonst ständig die Lichtmaschine mit antreiben muß. Die leichte Erhöhung des Luftwiderstandes bzw. des Strömungswiderstandes ist in jedem Fall vernachlässigbar, gegenüber dem Gewinn an elektrischer Energie bzw. gegenüber der Treibstoffersparnis.

Die Wirkung der Feldlinienverdichtung an der kleinen Öffnung des Trichters in einem Gehäuse gemäß Anspruch 1, läßt sich sehr vorteilhaft für die Formgebung einer völlig neuartigen Hohlleiterzündkerze ausnutzen. Dabei wird der Zündfunke nicht von einem Punkt zu einem anderen Punkt, sondern viele Lichtbogen flächenmäßig verteilt, so daß eine bessere Verbrennung erreicht wird. Zylinderfläche und Kolbenfläche können dabei planparallel gemacht werden. Dies bedeutet eine optimale Ausnutzung der Explosionskraft, da nur Kräfte in Bewegungsrichtung des Kolbens auftreten. Die Verwendung eines Hohl­ leiters (Koaxialkabel) von der Zündspule bis zur Zündkerze ermöglicht eine bessere Ausnutzung des Zündimpulses, da die hochfrequente Energie hierbei nicht so gedämpft wird. Die Zündimpulsenergie wird dadurch größer. Die Ver­ schmutzung wird geringer, da sich weniger Ruß bildet und der Verschleiß wird geringer (servicefreundlich) und der Brennstoffverbrauch wird geringer. Falls es sich zeigt, daß der Verschleiß und die Verschmutzung des Zünd­ bereichs im Zylinder so gering ist, daß die Zündkerze nicht mehr ausge­ tauscht werden muß, kann die Zündkerze fester Bestandteil des Zylinderkopfes werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, das Brennstoffgemisch genau im Zentrum der Zündkerze durch eine kleine Öffnung in den Zylinder einzuspritz­ ten, oder auch kronenförmig, beliebig seitlich von der Hohlleiterspitze, entweder senkrecht oder schräg in Richtung auf den Zündbereich einzuspritz­ en.

Eine planparallele Flächengestaltung von Kolben und Zylinderkopf läßt sich selbstverständlich auch für Dieselmotoren realisieren, wenn die Vorwärmker­ ze auch flach gestaltet wird wie die oben beschriebene Hohlleiterzündkerze. Die Hohlleiterwand an der konischen Spitze muß nicht unbedingt als Hohl­ rohr ausgebildet sein, sondern kann auch kronenförmig unterbrochen aus einzelnen Lamellen bestehen.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Gehäuses im Flugzeugbau ergeben sich völlig neue Flugzeugformen. Im folgenden seien dazu einige Bemerkungen gemacht:

Die ideale Form eines Flugzeugs sollte so gestaltet sein, daß der Luft­ widerstand minimal wird und die Stabilität des Fluges mit minimalen Strömungsverlusten erreicht wird.

Wenn man idealisiert eine homogene Gewichtsverteilung annimmt, müßte das Flugzeug möglichst symmetrisch gestaltet sein. Für den trichterförmigen Kanal würde dies bedeuten, daß dieser genau in der Mitte liegen sollte (Fig. 15). Dabei sollte beachtet werden, daß die Neigung des Trichters umgekehrt gleich groß sein sollte wie die Neigung der Außenwand. Wird der trichterförmige Kanal nicht exakt symmetrisch in die Mitte gelegt, sondern kurz nach dem Eingang am unteren Teil des Rumpfes entlang geführt, (Fig. 16); dann ergibt sich am Bug ein gewisser Auftrieb, den man mit einer Gewichtsbelastung im Bug ausgleichen kann, ohne die äußeren Ström­ ungsverhältnisse zu stören.

Der geringste Strömungswiderstand wird sich ergeben, wenn die Aufteilung der Strömung so gewählt wird, daß die Hälfte der Strömung durch den inneren Kanal geführt wird und die andere Hälfte außen entlang geführt wird.

Das Heck des Flugzeugs kann dabei völlig neuartig gestaltet sein; es kann möglichst flach auslaufen. Dabei kann das senkrecht stehende Seiten­ ruder entfallen, wenn man die waagrecht stehenden Höhenruder jeweils unabhängig von einander in jeder Richtung nach oben und unten ausreichend verstellbar gestaltet. Dies könnte beispielsweise mit einer mehrgliedrigen Gelenkstange gemacht werden, die diagonal vom Rumpf bis ins äußere Eck des jeweiligen Höhenruders reicht.

Die Oberfläche der Höhenruder könnten dazu beispielsweise schuppenartig gestaltet sein, so daß die einzelnen Schuppen in einander geführt und geringfügig beweglich sind und sich über die ganze Länge eine ausreichende Bewegung ergibt.

Ein Vergleich mit den Schwanzfedern eines Vogels oder der Flosse eines Fisches zeigt, daß dieses Konstruktionsproblem auf vielfältige Weise gelöst werden kann.

Um den Auftrieb zu erhöhen, kann der Rumpf in Längsrichtung ähnlich wie der Flügelquerschnitt und in Querrichtung flach ellipsenförmig gestaltet werden.

Claims (25)

1. Gehäuse zur Beeinflussung von strömenden Medien und/oder Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des strömenden Mediums und/oder der Wellen von einem trichter­ förmigen Kanal durch das Innere des Gehäuses geführt ist, und der andere Teil an der äußeren Oberfläche so entlang geführt ist, daß am Ausgang des inneren Kanals ein möglichst großer Sog für das innen geführte Medium bzw. eine möglichst starke Verdichtung der Feldlinien der betreffenden Wellen entsteht. (Fig. 1).

2. Anwendung des Gehäuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingang für das Medium bzw. die Wellen entweder die große Öffnung des Trichters oder die kleine Öffnung des Trichters benutzt wird, daß entweder nur ein Gehäuse oder eine Kaskade von Gehäusen in eine kana­ lisierte oder nicht kanalisierte Strömung/Welle eingebaut wird, um eine Beschleunigung/Konzentrierung der Strömung/Welle bzw. Erniedrigung des Strömungswiderstandes zu ereichen oder bei Druckbremsen die Brems­ kraft zu erhöhen, oder eine Verzögerung/Streuung bzw. Erhöhung des Strömungswiderstandes zu erreichen oder bei Saugmaschinen eine Erhöhung der Saugkraft zu erzielen.

3. Anwendung des Gehäuses nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbeschleunigung dazu benutzt wird:

• - eine Turbine zur Umwandlung der kinetischen Energie eines strömenden Mediums in Rotationsenergie oder Translationsenergie oder elektrische Energie oder Wärmeenergie wirkungsvoller anzutreiben,
• - den Wirkungsgrad von Belüftungsventilatoren, Föhnen, Laubkehrmaschinen, Rohrpostanlagen, Luftkissenfahrzeugen, Abgas- oder Entlüftungskaminen, Schnee und Wassersprühanlagen, Wasserfontainen, Spitzgußmaschinen, Dampf­ druckreinigungsmaschinen, usw., zu erhöhen,

daß die Erniedrigung des Strömungswiderstandes dazu benutzt wird:

• - die Formgebung von Flugzeugen, vorteilhaft des Flugzeugrumpfes, zur Erzielung eines minimalen Luftwiderstandes (Fig. 15) und gegebenenfalls eines zusätzlichen Auftriebes durch den Flugzeugrumpf zu gestalten (Fig. 17 und 18),
• - die Formgebung von Fahrzeugkarosserien jeder Fahrzeugart, z. B. Autos, Züge, oder beliebiger Beförderungsbehälter, strömungsgünstig zu gestalten,

daß die Energieverdichtung dazu benutzt wird:

• - die Formgebung einer Hohlleiterzündkerze mit weit höherer Lichtbogen­ leistung zu gestalten,
• - die Sendekeule einer Richtfunkantenne zu beeinflussen,
• - die Empfindlichkeit von Druckwellenmeßeinrichtungen in Gasen oder Flüssigkeiten wirkungsvoller zu gestalten,
• - die Empfindlichkeit von Mikrofonen oder die Richtwirkung von Lautspre­ chern zu verbessern,

daß die Strömungsverzögerung dazu benutzt wird:

• - um bei gleicher Drehzahl des Antriebspropellers oder der Antriebsturbine bzw. Antriebsschiffsschraube eine höhere Fahrtgeschwindigkeit des Fahr­ zeugs zu ereichen, falls der Propeller in seinem Querschnitt so geformt ist, daß überwiegend Abstoßkräfte an der Strömung benutzt werden, um das Fahrzeug zu beschleunigen (wird aber der Propeller in seinem Quersch­ nitt so geformt, daß Auftriebskräfte den Ausschlag geben, bei der Beschl­ eunigung des Fahrzeugs, dann tritt dieser Effekt nicht ein!),

daß die Erhöhung des Strömungswiderstandes dazu benutzt wird:

• - die Schalldämpfung in Auspuffrohren,
• - die Druckminderung bei explosionsgefährdeten Einrichtungen und
• - die Lärmverringerung bei Schießeinrichtungen zu verbessern.

4. Maschine zur Umwandlung von kinetischer Energie eines fließenden Mediums unter Verwendung eines Gehäuses nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Zu- und Abführungskanal und ein Turbinenrad mit einem Teil der Turbinenachse oder der ganzen Turbinenachse mit eventuell einem Schwung­ rad und einem Generator im dem geschlossenen Gehäuse untergebracht sind,
daß die Querschnittsfläche des Gehäuses mindestens etwa über die Länge des Zuführungskanals plus dem Laufgehäuse des Turbinenrades mindestens gleich groß ist, wie der Eingang des Zuführungskanals, oder bei großer Trichteröffnung die Querschnittsfläche kleiner ist, d. h. die äußere Kontur des Gehäuses dem trichterförmigen Zuführungskanal ange­ paßt ist, aber in jedem Falle eine solche Form realisiert ist, daß möglichst eine laminare Strömung an der Oberfläche des Gehäuses entsteht, so daß an der Austrittsstelle des Abführungskanals mit Sicherheit ein so starker Sog für das abfließende Medium entsteht, daß kein Rückstau auf das Turbinenrad möglich ist, oder
daß das Gehäuse in seiner Ausdehnung so stark reduziert ist, daß es als äußere Oberfläche der Wand des Zuführungskanals - Laufgehäuses - Abfüh­ rungskanals - Generators - Schwungrades sichtbar ist (Fig. 8),
daß die Trichterform des Zuführungskanals so gewählt ist, daß eine stark beschleunigte Strömung entsteht, wobei der verengte Teil des Trichters am Laufgehäuse des Turbinenrades so endet, daß der Strahl des Mediums möglichst senkrecht auf die Schaufelfläche des Turbinenrades trifft,
daß das Gehäuse so im fließenden Medium befestigt ist, daß die Sogwirkung am Ausgang des Abführungskanals nicht funktionsstörend beeinträchtigt wird,
daß im Falle der Umwandlung in elektrische Energie der elektrische Genera­ tor entweder direkt oder über ein kontinuierlich regelbares Getriebe oder Stufengetriebe eventuell über die Zwischenschaltung eines Schwung­ rades an die Turbinenachse montiert ist,
daß im Falle der Umwandlung Wärmeenergie der Reibungswärmegenerator an der Stelle des elektrischen Generators entsprechend montiert ist und
daß im Falle der Nutzung der Rotationsenergie, z. B. als Antrieb für eine Vorrichtung, diese Vorrichtung entweder direkt an der Stelle o. g. Genera­ toren entsprechend montiert ist, oder noch eine bewegungswandelnde Einrich­ tung vor geschaltet ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Zuführungskanals kreisförmig oder ellipsen­ förmig oder quadratisch oder rechteckig oder rautenförmig ist, wobei die Eintrittsfläche des Trichters entweder senkrecht oder schräg nach unten in Bezug zur Mittelachse ausgebildet ist, und mit oder ohne Schutzgitter versehen ist.

6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die korrosionsgefährdeten Teile aus hochbelastbarem Glas bestehen.

7. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelflächen der Turbinenschaufeln nur schwach konkav oder ganz flach ausgebildet sind.

8. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kaskade aus beliebig vielen Maschinen gebildet ist, wobei der Ab­ stand von einer Maschine zur nächsten möglichst gering gewählt ist, um aus der beschleunigten Strömung am Ende der vorausgegangenen Maschine einen weitergehenden Beschleunigungseffekt in der nachfolgenden Maschine zu erzielen und wobei in der Dimensionierung der nachfolgenden Maschine die jeweils höhere Strömungsgeschwindigkeit berücksichtigt ist.

9. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten und geringer Wassermenge, d. h. geringem Wasserdruck, eine Kaskade gebildet ist, in der Form, daß mindestens ein Gehäuse ohne Turbinenrad und Laufgehäuse mit einem glatt durchgehenden verengtem Strömungskanal der kompletten Maschine vor geschaltet ist, um eine verwertbare Strömung zu erzeugen, wobei dieses vorgeschaltete Gehäuse entweder ganz getrennt oder fest mit mit der kompletten Maschine verbunden ist.

10. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das strömende Medium in einem Rohr gefaßt ist und die Maschine direkt als Teilstück dieses Rohres fest und dicht, lösbar oder unlösbar mit dem Rohr verbunden ist,
daß dazu die Öffnung des Zuführungskanals und der Ausgang des Abführungs­ kanals jeweils dem Rohr angepaßt ist, beispielsweise in der Form eines Flanschanschlusses mit Überwurfmutter oder als Klemmverschluß, usw.

11. Maschine nach Anspruch 4 und 10, dadurch gekennzeichnet,
daß analog zu dem Anspruch 9 eine Kaskade gebildet ist,
daß der Außendurchmesser der der kompletten Maschine vorgeschalteten Ge­ häuse deutlich kleiner ist, als der Innendurchmesser der Rohrleitung, wobei auch hier die vorgeschalteten Gehäuse ganz getrennt oder fest mit der kompletten Maschine verbunden sind; wesentlich dabei ist, daß keine Behin­ derung der Strömung, sondern ein Verstärkungseffekt für die Strömungsge­ schwindigkeit auftritt.

12. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Befestigungspfeiler einen mit Hilfe eines Stellmotors um 360° drehbaren Teil enthält, auf dem das erfindungsgemäße Gehäuse drehbar ist,
daß der Generator mit eventuell einem Schwungrad in dem Gehäuse mit unter­ gebracht ist, ohne die optimale Strömungsform wesentlich zu stören,
daß vorzugsweise am Gehäuse eine Orientierungseinrichtung eingebaut ist, die z. B. aus einem fest mit dem Gehäuse verbundenem Teil und einem beweg­ lichem Teil besteht, der die Strömungsrichtung anzeigt (fahnenartige Platte, oder Windsack),
daß mit Hilfe des beweglichen Teils eine Strömungsänderung in eine elektrische Meßgröße gewandelt wird und
daß mit dieser Meßgröße der Stellmotor so gesteuert wird, daß das Gehäuse stets optimal in die Strömung gedreht wird (Fig. 12).

13. Anwendung einer Maschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Fahrzeugen beliebiger Art, die aufgrund der Fahrtgeschwindigkeit entstandene Strömung des betreffenden Mediums, d. h. des Fahrtwindes oder die relative Geschwindigkeit der Wasserströmung, zum betreiben der er­ findungsgemäßen Maschine benutzt wird, um die benötigte elektrische Energie, z. B. zum Laden einer Batterie, bereit zu stellen;
indem man einen geeigneten Wind- oder Strömungskanal analog zu einer Rohr­ leitung gemäß Anspruch 10 vorsieht, wobei aber bei einer Wasserströmung der Querschnitt des Strömungskanals deutlich größer sein muß, als der Ge­ häuseaußendurchmesser, damit noch genügend Sog zur Vermeidung eines Rückstaus am Gehäuseende entsteht.

14. Anwendung des Gehäuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in einem Hohlleiter eingebaut ist, z. B. in den Ausgang eines Speisehohlleiters für eine Parabolantenne.

15. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Gehäuse die Form eines konisch zugespitzten Hohlleiterrohres hat und als Spitze in einer Hohlleiterzündkerze in einer hochtemperatur­ und hochdruckfesten Isoliermaterie eingebettet ist,
daß diese Hohlleiterzündkerze zur Erzeugung eines Lichtbogens für die Zündung eines Brennstoffes einer Verbrennungsmaschine in der Weise dient, daß die Hohlleiterzündkerze vorteilhaft genau im Mittelpunkt der zur Kolbenabschlußfläche planparallel verlaufenden Zylinderwand eingebaut ist,
daß als Gegenpol zur Spitze des Hohlleiterrohres entweder die bis auf die passende Distanz zur Spitze des Hohlleiters geführte metallische Abschluß­ wand des Zündkerzenmantels (Punkt 1 in Fig. 11), oder eine lichtbogenfeste Platte in der Kolbenabschlußfläche exakt gegen­ über der Spitze des Hohlleiterrohres (Punkt 2 in der Fig. 12) dient, und wobei der Zündimpuls von der Zündspule über ein Koaxialkabel an die Hohl­ leiterzündkerze geleitet ist.

16. Gehäuse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spitze des Hohlleiterrohres kronenförmig aufgespalten ist, und die einzelnen Lamellen in der Wandfläche entweder zugespitzt sind oder nicht zugespitzt sind, und versetzt oder nicht versetzt in der Isolier­ materie eingebettet sind,
daß eine oder mehrere Öffnungen zum Einspritzen des Brennstoffgemisches entweder im Innern der Hohlleiterspitze oder beliebig seitlich davon, entweder senkrecht zur Zylinderkopffläche oder schräg mit Richtung auf den Zündbereich angebracht sind (Fig. 14).

17. Anwendung eines Gehäuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf eines Flugzeuges grundsätzlich die Form des erfindungsge­ mäßen Gehäuses hat.

18. Anwendung eines Gehäuses nach Anspruch 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugzeugrumpf möglichst symmetrisch geformt ist, so daß der trichterförmige Kanal in der Mittelachse liegt.

19. Anwendung eines Gehäuses nach Anspruch 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugzeugrumpf im Querschnitt oval und im Längsschnitt der Form der Querschnittsfläche von Tragflügeln ähnelt, und der trichterförmige Kanal geradlinig oder gebogen durch den Rumpf verläuft und an beliebiger Stelle aus dem Rumpf austritt.

20. Anwendung einer Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Maschine im trichterförmigen Kanal eines Flugzeugs einge­ baut ist.

21. Flugzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Heck des Rumpfes, das senkrecht stehende Seitenruder ersetzt ist durch ausreichend bewegliche Höhenruder, so daß das Heck optimal flach gestaltet werden kann und der Strömungswiderstand minimal wird.