DD231390A1

DD231390A1 - Schwenkfluegelrotor

Info

Publication number: DD231390A1
Application number: DD84260015A
Authority: DD
Inventors: Hans Hammer
Original assignee: Hans Hammer
Priority date: 1984-02-13
Filing date: 1984-02-13
Publication date: 1985-12-24

Abstract

Der Schwenkfluegelrotor kann zur Umwandlung der kinetischen Energie von stroemenden Medien in Rotationsenergie eingesetzt werden. Er ist auch als Antriebseinheit in fluessigen und gasfoermigen Medien geeignet. Das Ziel wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass die je m3 anfallende kinetische Energie von stroemenden Medien durch das Ausrichten der Schwenkfluegel quer zur Stroemungsrichtung optimal in Rotationsenergie umgewandelt wird. Der Schwenkfluegelrotor kann vorwiegend zur Elektroenergieerzeugung, fuer Lueftungszwecke, aber auch zum Antrieb von Maschinen und Schiffen eingesetzt werden. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schwenkflügelrotor, der in Kombination mit anderen Maschinen die Umwandlung der kinetischen Energie gasförmiger oder flüssiger Medien in elektrische oder andere Energieformen ermöglicht. Der Schwenkflügelrotor kann für folgende Zwecke eingesetzt werden:

1. Zum Antrieb von Generatoren für die Elektroenergieerzeugung.

2. Zum Antrieb von Wasserpumpen und anderen stationären Maschinen.

3. Zum Antrieb von Schiffen, wobei der Schwenkflügelrotor die Windenergie in mechanische Energie umwandelt und die beiden links und rechts des Schiffskörpers (unter Wasser) angebrachten Schwenkflügelrotoren antreibt.

4. Zur Erzeugung von Elektroenergie, mit deren Hilfe Wasserstoff erzeugt wird, der dann für kontinuierliche Verbrennungsprozesse eingesetzt wird.

5. Als Antriebseinheit, dabei wird der Schwenkflügelrotor von Elektro- oder Verbrennungsmotoren angetrieben und erzeugt in gasförmigen oder flüssigen Medien eine entsprechende Schubkraft.

6. Als Ventilator für die Be-und Entlüftung.

Da die bei normalen Winden in der Atmosphäre vorhandene Arbeitsfähigkeit (z.B. Windstärke 4 = 0,6 kW/m²) zur Verfugung steht, ist es unbedingt notwendig, auch im Interesse des Umweltschutzes, diese kinetische Energie wirtschaftlich umzuwandeln und in Kombination mit den z.Zt. geläufigen Hauptenergieträgern zu nutzen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Strömungsantriebe bekannt, mit denen ebenfalls die kinetische Energie von strömenden Medien in andere Energieformen umgewandelt werden kann. Auf Grund ihrer Konstruktion haben sie einen geringen Wirkungsgrad und nutzen die auf 1 m³ anfallende kinetische Strömungsenergie nur teilweise. Bei den bekannten technischen Lösungen handelt es sich meistens um Flügelradantriebe, die bei z.B. einer Windgeschwindigkeit von 10m/sec und einer dadurch vorhandenen -kinetischen Energie von 0,83 PS/m² diese Energie nur zu 0,37 PS/m² in Rotationsenergie umwandeln können (siehe Dubbel II, elfte Auflage Seite 359).

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung soll erreicht werden, daß die dem Stand der Technik anhaftenden Mängel beseitigt werden, indem durch die konstruktive Gestaltung des Schwenkflügelrotors der Wirkungsgrad und somit das Kosten-Leistungsverhältnis gegenüber der bisherigen Technik entschieden verbessert sowie die Funktionstüchtigkeit der Anlage bei niedrigen und hohen Strömungsgeschwindigkeiten gewährleistet werden. Essoll gleichzeitig erreicht werden, daß bei einem Betrieb in umgekehrter Weise diese Anlage als Antriebseinheit in flüssigen und gasförmigen Medien eingesetzt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zu entwickeln, die die kinetische Energie von strömenden Medien, in Kopplung mit anderen Maschinen, in andere Energieformen umwandelt.

Der Schwenkflügelrotor besteht aus einem Rotor mit mehreren Schwenkflügeln. Dieser Rotor ist in einem Rahmen drehbar gelagert und form- sowie kraftschlüssig durch ein Zahnrad mit einem zweiten am Rahmen befestigten Zahnrad gekoppelt.

Durch diese konstruktive Gestaltung und ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis wird dem strömenden Medium auf der einen Seite des Rotors die gesamte Schwenkflügelbreite dargeboten. Der so entstehende Staudruck bringt den Rotor zum Drehen und steuert über Zahnräder die Stellung der Schwenkflügel so, daß sie auf der einen Rotorseite immer die volle Breitseite bieten, während sie sich auf der anderen Rotorseite mit ihren schmalen Stirnseitenflächen zurückbewegen. Dadurch greifen am Rotorumfang unterschiedliche Kräfte an, deren Differenz eine bestimmte Drehrichtung und ein bestimmtes Drehmoment erzeugen.

Durch die Anbringung eines Leitbleches wird die Seite des Rotors mit den zurücklaufenden Schwenkflügeln abgedeckt, so daß das sich negativ auswirkende Drehmoment verringert wird.

Das Ausrichten in Strömungsrichtung erfolgt am zweckmäßigsten über eine angetriebene Stelleinheit, geht aber auch selbständig über eine entsprechend angeordnete Leiteinrichtung.

Durch die Kopplung eines Elektro- oder Verbrennungsmotores mit dem Rotor ist die Voraussetzung als Antriebseinheit in flüssigen und gasförmigen Medien gegeben.

Mit dem ständigen Ausrichten der Schwenkflügel in Strömungsrichtung wird die je m³ anfallende kinetische Strömungsenergie oder die eingesetzte Antriebsenergie optimal in Rotationsenergie umgewandelt.

Die Anzahl von 3 Stück Schwenkflügeln pro Rotor bietet die besten theoretischen Voraussetzungen für den Einsatzfall.

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Ausführungsbeispiel

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das strömende Medium gegen den querstehenden Schwenkflügel 2 drückt und den Rotor 1 mit der Welle 3 und dem daran befestigten Zahnrad 6 um das am Rahmen 4 befestigte Zahnrad 5 dreht.

Das Übersetzungsverhältnis von 2:1 zwischen dem Zahnrad 5 und 6 steuert die Stellung der Schwenkflügel 2. Dadurch bietet der Schwenkflügel 2 dem strömenden Medium auf der einen Seite des Rotors 1 seine volle Breitseite, dagegen auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors 1 seine schmälste Seite. Das so entstehende größere Moment an der einen Seite des Rotors 1 führt zur ständigen Drehung des Rotors 1 und demzufolge zum Ausrichten der Schwenkflügel 2 in die vorgeschriebene Stellung. Die gesamte Anlage dreht sich um den Lagerpunkt 7 und ist auf dem Gestell 8 gelagert. Ausgehend von der Welle 3 wird das Drehmoment durch das Getriebe 9 auf den Generator 10 übertragen. Zum Ausrichten in Strömungsrichtung dient die Leiteinrichtung 11 oder die Feststelleinheit 12. Zur Minimierung der Strömungswiderstände befindet sich an der Schwenkflügelrücklaufseite das Leitblech 13.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Schwenkflügelrotor zur Umwandlung der kinetischen Energie von strömenden Medien in andere Energieformen und zum Antrieb von Maschinen, gekennzeichnet dadurch, daß durch das strömende Medium gegen den querstehenden Schwenkflügel 2 der Rotor 1 in Drehung versetzt wird, wobei durch die Zahnräder 5 und 6 oder durch eine andere kraftsowie formschlüssige Übertragungseinheit das Übersetzungsverhältnis von 2:1 zwischen dem Rotor 1 und den gekoppelten Schwenkflügeln 2 erzielt wird und dadurch der Schwenkflügel 2 auf der einen Seite des Rotors 1 die volle Breitseite, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors 1 die schmale Stirnfläche dem strömenden Medium darbietet.

2. Schwenkflügelrotor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch den Antrieb der Welle 3 durch einen Elektro- oder Verbrennungsmotor der Schwenkflügelrotor als Antrieb in flüssigen und gasförmigen Medien eingesetzt werden kann.

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