AT515256B1

AT515256B1 - energy converters

Info

Publication number: AT515256B1
Application number: ATA10/2014A
Authority: AT
Inventors: Dragaschnig Valentin
Original assignee: Dragaschnig Valentin
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2017-10-15
Also published as: AT515256A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Strömungswandler zur effizienten Umwandlung von mechanischer Energie in andere Energieformen, vorzugsweise elektrische Energie. Der Strömungswandler umfasst einen Rotorkörper, dessen Mantelfläche (1) als einschaliges Hyperboloid ausgebildet ist, wobei an der Mantelfläche (1) des Rotorkörpers eine oder mehrere spiralförmig entlang der Mantelfläche (1) verlaufende Schaufeln (2) angeordnet sind, deren Oberflächen sich entlang der Mantelfläche (1) von der Basis bis zur Spitze verjüngen. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Strömungswandlers.The invention relates to a flow transducer for the efficient conversion of mechanical energy into other forms of energy, preferably electrical energy. The flow converter comprises a rotor body whose lateral surface (1) is designed as a single-shell hyperboloid, wherein on the lateral surface (1) of the rotor body one or more blades (2) extending spirally along the lateral surface (1) are arranged whose surfaces extend along the lateral surface (1) Rejuvenate from base to tip. Furthermore, the invention relates to a use of such a flow converter.

Description

Beschreibungdescription

STRÖMUNGSWANDLERFLOW CONVERTER

[0001] Die Erfindung betrifft einen Strömungswandler, umfassend einen Rotorkörper mit einer Mantelfläche, wobei die Mantelfläche als einschaliges Hyperboloid ausgebildet ist.The invention relates to a flow transducer, comprising a rotor body having a lateral surface, wherein the lateral surface is formed as a single-shell hyperboloid.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Strömungswandlers.Further, the invention relates to a use of such a flow converter.

[0003] Bekannt sind Strömungswandler und Turbinen zur Umwandlung mechanischer Energien von Strömungsmedien in vielfältigen Ausführungen. Um eine kontinuierliche Umwandlung der mechanischen Energie zu erreichen, umfassen typische Strömungswandler einen Rotorkörper, der durch das Auftreffen eines Strömungsmediums in Rotation versetzt wird und in Folge eine weitere Umsetzung der Rotationsenergie in andere Energieformen ermöglicht.Flow converters and turbines for converting mechanical energies of flow media are known in many designs. To achieve a continuous conversion of the mechanical energy, typical flow converters include a rotor body, which is set in rotation by the impingement of a flow medium and in consequence allows a further conversion of the rotational energy into other forms of energy.

[0004] Aus dem Stand der Technik sind dabei Strömungswandler bekannt, die im Hinblick auf ein Auftreffen des Strömungsmediums normal zur Rotationsachse eines Rotorkörpers ausgebildet sind sowie Ausführungsvarianten, welche ein Auftreffen in axialer Ausrichtung des Rotorkörpers vorsehen.In this case, flow converters are known from the prior art, which are formed with respect to an impact of the flow medium normal to the axis of rotation of a rotor body and embodiments which provide an impingement in the axial alignment of the rotor body.

[0005] Zum Stand der Technik gehört nach US 4,722,665 A eine Turbine, bei welcher der Rotorkörper als Hohlkegel ausgebildet ist und bei welcher an der Außenseite des Kegelmantels fünf bis zwölf gebogene Blätter angeordnet sind.Belongs to US 4,722,665 A, a turbine in which the rotor body is formed as a hollow cone and in which on the outside of the conical shell five to twelve curved leaves are arranged.

[0006] Bekannt ist auch gemäß DE 20 2010 017 165 U1 ein Energiewandler, bei welchem Schraubenwendeln auf einem Kegel spiralförmig angeordnet sind und sich dahinter ein drehbar angeordnetes Turbinenrad anschließt.Also known according to DE 20 2010 017 165 U1 is an energy converter in which helical coils are arranged spirally on a cone and is followed by a rotatably arranged turbine wheel.

[0007] In DE 697 33 612 T2 ist ein Turbinenläufer beschrieben, welcher eine im Wesentlichen konische Nabe mit darauf angeordneten schraubenförmigen Turbinenschaufeln umfasst, um die Richtung von an der Basis der Nabe einströmender Flüssigkeit zu ändern.DE 697 33 612 T2 discloses a turbine runner comprising a substantially conical hub with helical turbine blades disposed thereon to change the direction of liquid flowing in at the base of the hub.

[0008] Wenngleich die im Stand der Technik beschriebenen Strömungswandler in ihrer äußeren Form einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung durchaus ähnlich sind, wird durch ihren geometrischen Aufbau die potenzielle Energie nicht optimal genutzt. Die gemäß dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen zerteilen das auftreffende Medium in Wirbel und Gegenströmungen und verursachen Materialbeeinträchtigungen, beispielsweise durch Kavitation.Although the flow transducers described in the prior art are quite similar in their outer shape of an embodiment of the invention, the potential energy is not optimally utilized by their geometric structure. The designs known from the prior art divide the impinging medium into vortices and countercurrents and cause material impairments, for example by cavitation.

[0009] Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strömungswandler der eingangs genannten Art anzugeben, der die potenzielle Energie des auftreffenden Mediums effizient umwandelt und ein optimiertes Aufnehmen des Mediums gewährleistet.This is where the invention begins. The object of the invention is to provide a flow transducer of the type mentioned, which efficiently converts the potential energy of the impinging medium and ensures an optimized recording of the medium.

[0010] Weiter ist es ein Ziel, eine Verwendung eines solchen Strömungswandlers anzugeben.Further, it is an object to provide a use of such a flow transducer.

[0011] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Strömungswandler der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an der Mantelfläche des Rotorkörpers eine oder mehrere spiralförmig entlang der Mantelfläche verlaufende Schaufeln angeordnet sind, wobei sich die Oberflächen der Schaufeln entlang der Mantelfläche des Rotorkörpers von der Basis bis zur Spitze verjüngen, wobei die eine oder mehrere Schaufeln bei Aussetzen in Strömungsrichtung eines strömenden Mediums in Rotation versetzbar sind.The object is achieved in a flow transducer of the type mentioned above in that on the lateral surface of the rotor body one or more spirally extending along the lateral surface blades are arranged, wherein the surfaces of the blades along the lateral surface of the rotor body from the base to taper to the tip, wherein the one or more blades are set in rotation when exposed in the flow direction of a flowing medium in rotation.

[0012] Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass die Kombination aus hyperbolischer Formgestaltung des Rotorköpers und spiralförmig angeordneten verjüngend ausgebildeten Schaufelflächen eine widerstandsreduzierte Form des Strömungswandlers in Bezug auf eine insbesondere axial zur Rotorachse auftreffende Strömung ergibt, welche ein optimiertes Aufnehmen des Mediums gewährleistet und ein effizientes Umsetzen der Strömungsenergie in Rotationsenergie ermöglicht.An advantage achieved by the invention is particularly seen in the fact that the combination of hyperbolic shape design of the rotor body and spirally arranged tapered blade surfaces results in a reduced resistance form of the flow transducer with respect to a particular axially impinging rotor axis flow, which optimizes recording ensures the medium and allows efficient conversion of the flow energy into rotational energy.

[0013] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die spiralförmig entlang der Mantelfläche des Rotorkörpers verlaufenden Schaufeln in gebogener Form ausgebildet sind, wodurch eine effiziente Energieumsetzung gewährleistet wird.Particularly preferably it is provided that the helically extending along the lateral surface of the rotor body blades are formed in a curved shape, whereby an efficient energy conversion is ensured.

[0014] Eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Strömungswandlers erfolgt mit Vorteil zum Umwandeln von mechanischer Energie in andere Energieformen, insbesondere in elektrische Energie.A use of a flow transducer according to the invention is advantageously carried out for converting mechanical energy into other forms of energy, in particular into electrical energy.

[0015] Vorteile und Einzelheiten werden weiter anhand nachfolgend dargestellter Ausführungsbeispiele dargestellt. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen: [0016] Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Strömungswandlers mit drei Schaufeln; [0017] Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Strömungswandlers mit einer Schaufel.Advantages and details will be further illustrated by means of embodiments shown below. In the drawings, to which: FIG. 1 is a schematic representation of a three-blade flow transducer according to the invention; Fig. 2 is a schematic representation of a flow transducer according to the invention with a blade.

[0018] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Strömungswandlers mit drei Schaufeln 2, welche auf einem Rotorkörper angeordnet sind, dessen Mantelfläche 1 als einschaliges Hyperboloid ausgebildet ist. Die Schaufeln 2 verlaufen spiralförmig entlang der Mantelfläche 1 des Rotorkörpers, wobei sich die Oberflächen der Schaufeln 2 entlang der Mantelfläche 1 von der Basis bis zur Spitze verjüngen. Die Schaufeln sind gebogen ausgebildet dargestellt und außerdem gleichmäßig am Umfang versetzt angeordnet. Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Strömungswandlers ermöglicht ein effizientes Umsetzen der Strömungsenergie eines insbesondere axial zur Rotorachse auftreffenden Mediums.Fig. 1 shows a schematic representation of a flow transducer according to the invention with three blades 2, which are arranged on a rotor body, whose lateral surface 1 is formed as a single-shell hyperboloid. The blades 2 extend spirally along the jacket surface 1 of the rotor body, with the surfaces of the blades 2 tapering along the jacket surface 1 from the base to the tip. The blades are shown formed curved and also arranged offset evenly around the circumference. An embodiment of the flow converter according to the invention makes it possible to efficiently convert the flow energy of a medium impacting in particular axially to the rotor axis.

[0019] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Strömungswandlers mit einer Schaufel 2, welche auf einem Rotorkörper angeordnet ist, dessen Mantelfläche 1 als einschaliges Hyperboloid ausgebildet ist. Die Schaufel 2 verläuft spiralförmig entlang der Mantelfläche 1 des Rotorkörpers, wobei sich die die Oberfläche der Schaufel 2 entlang der Mantelfläche 1 von der Basis bis zur Spitze verjüngt. Die Schaufel ist mit gebogen ausgebildeter Form dargestellt.Fig. 2 shows a schematic representation of a flow transducer according to the invention with a blade 2, which is arranged on a rotor body, whose lateral surface 1 is formed as a single-shell hyperboloid. The blade 2 runs spirally along the jacket surface 1 of the rotor body, whereby the surface of the blade 2 along the jacket surface 1 tapers from the base to the tip. The blade is shown with bent formed form.

Claims

claims

1. flow converter comprising a rotor body having a lateral surface (1), wherein the lateral surface (1) is formed as einschaliges hyperboloid, characterized in that on the lateral surface (1) of the rotor body one or more spirally along the lateral surface (1) extending blades (2) are arranged, wherein the surfaces of the blades (2) along the lateral surface (1) of the rotor body taper from the base to the tip, wherein the one or more blades (2) in rotation in the flow direction of a flowing medium set into rotation are.

2. Flow converter according to claim 1, characterized in that the blades (2) are formed bent.

3. Flow converter according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of blades (2) are provided, wherein the blades (2) are arranged uniformly offset on the circumference.

4. Use of a flow converter according to one of claims 1 to 3 for converting mechanical energy into other forms of energy, in particular into electrical energy. For this 1 sheet drawings