DE102004029617A1

DE102004029617A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und Nutzung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden

Info

Publication number: DE102004029617A1
Application number: DE102004029617A
Authority: DE
Inventors: Juergen G Schatz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2006-01-12

Abstract

Mit den Verfahren zur Herstellung höherer Energieniveaus in newtonschen Fluiden werden in Kreisprozessen strömungsmechanische Disproportionierungen der mittleren Energien von newtonschen Fluiden erzeugt und partiell Scheibenwirbel höherer Energieniveaus und großer Zirkulationen hergestellt und betrieben. Es werden hochenergetische Wirbelströmungen hergestellt, in Induktionsrohre mit regelbaren Steigungen von Schraubenwirbeln eingeleitet und gerichtete Strahlströmungen mit zur Antriebsleistung wesentlich höheren Strahlleistungen induziert. Strömungsmechanische Quelle-Senke-Beziehungen werden aufrechterhalten, solange Hilfsenergie eingesetzt wird. DOLLAR A Hergestellte Strahlströmungen können in verschiedensten Anwendungen wirtschaftlich genutzt werden. Beispielsweise als Strahlantriebe für Straßen-, Schienen-, Wasser- und Luftfahrzeuge, in luftechnischen Anlagen oder in Fördereinrichtungen. DOLLAR A Zur Elektroenergieerzeugung können die Vorrichtungen kostensparend mit Repellern und Generatoren ausgerüstet und beispielsweise zur Versorgung von Hochbauten auf Dächern eingesetzt werden. Für den Betreiber entstehen nur geringe Betriebskosten, die in einer Jahresbilanz keine Beeinträchtigungen der Ergebnisse hervorrufen können. DOLLAR A Es kann ein umweltschonender Betrieb mit ununterbrochener Versorgung der Abnehmer erfolgen. Die installierten Leistungen können wenige kW bis zu mehreren MW betragen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur mehrfachen Konzentration, Speicherung und zur energetischen Nutzung von Fluidkräften, wobei in einer oder mehreren Ebenen einer Parallelströmung Strömungsenergie in Wirbeln und Wirbelströmungen geschwindigkeits- und massenkonzentriert wird. Durch Fortleitung von konzentrierter Strömungsenergie zu kleineren Wirkungsräumen werden Strahlströmungen induziert und deren energetische Nutzung in technischen Einrichtungen zu verschiedenen Anwendungszwecken wirtschaftlicher gestaltet.

Aus der DE-Zeitschrift Sonnenenergie 2/84 ist die Theorie der Strömungsenergiekonzentration, aus der DE-PS 33 30 899 eine Anordnung zur Konzentration von Strömungsenergie bekannt.

Das Strömungsfeld um einen beliebig geformten Wirbelfaden und das elektromagnetische Feld um einen beliebig gebogenen, drahtförmigen Leiter werden durch den gleichen Zusammenhang beschrieben: das Biot-Savartsche Gesetz. Wickelt man einen Wirbelfaden mit der Induktion Γ zu einer Spule auf, kommt es zu einer Konzentration von Geschwindigkeit über der Wickelachse. Die Zusatzgeschwindigkeit v_z ergibt sich aus der Beziehung v_z = Γ·n/l, wobei n die Wirbelzahl und l die Spulenlänge in Metern analog zur Elektrotechnik sind. Werden Wirbel an sternförmig schräg aufgestellten Tragflügeln generiert, entstehen der Tragflügeltheorie entsprechende Randwirbel, welche durch Eigeninduktion stromab eine Doppelwirbelschichtspule bilden. Man kann auf diese Weise mehrere Wirbelfäden zu einem mehrgängigen Wirbelspulen-Konzentrator aufwickeln. Erstmals wurde nachgewiesen, dass aus einer Druckdifferenz zum statischen Druck der Atmosphäre partiell direkt mit technischen Systemen in kinetische Energie gewandelt werden kann. Alle Vorgänge sind in einer Parallelströmung mit in dieser partiellen Ordnung strömenden Masseteilchen nachvollziehbar. Es können getriebelose Anlagen zur Nutzung der erzeugten Kernströmung errichtet werden.

Aus der WO 92/21878 ist ein Verfahren zur Herstellung einer dynamischen Wirbelspule bekannt, wobei in einem Strömungsmodul aus einem Potentialwirbel mittels ortsfester oder rotierender Wirbelerzeuger Wirbelströmungen generiert und danach innerhalb des Strömungsmoduls in der Hauptströmung zu einer induzierenden Wirbelspule aufgewickelt werden.

Es resultiert ein leistungsstabiles Verhalten einer Turbine, die nach diesem Verfahren arbeitet. Problematisch ist die erzielbare Leistung, da sie direkt vom durchgesetzten Volumenstrom abhängt. Es sind Verstärkungen des Volumenstromes vorgeschlagen, die jedoch in nur einer strömungsmechanischen Variante nutzbar wurden.

Aus der DE-PS 101 02 672 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fluidkraftnutzung bekannt, nach welchem in Strömungsmodulen mit Hilfsenergie, beispielsweise durch elektrisch betriebene Querstromgebläse, strömungsmechanisch rotierende Durchflutungen hergestellt werden.

In Strömungsmodulen werden Kreisprozesse von Zustandsänderungen hervorgerufen, indem strömungsmechanisch auf äußeren Radien von hohlzylinderartigen sogenannten Quellmodulen festgemachte Quellströmungen im umgebenden Fluid erzeugt werden, welche rückwirkend im Fluid Senken an strömungsmechanisch gekoppelten Leistungsmodulen hervorrufen, im Inneren von Leistungsmodulen energetisch nutzbare Arbeit in Rotation speichern (J = Ws), einen Axialstrom durch die Strömungsmodule ziehen und im umgebenden Fluid zu den hergestellten Senken zurückfließen.

Bei Austrag nutzbarer Energie aus gespeicherter Arbeit werden von einer Turbine zusätzliche Axialströme als zusätzliche Quellströmungen erzeugt und Geschwindigkeiten von Molekülen aus einer Grenzschicht eines Wirbelkerns zu einem Unterdruckkern freigesetzt.

Das Verfahren kann auch zur Nutzung von Strömungsenergie angewendet werden. Es können auch bei Dauerbetrieb keine Umweltbeeinträchtigungen produziert werden. Lebende Arten können nicht beeinträchtigt werden.

Bei allen bekannten Verfahren und vorgeschlagenen Lösungen ist es physikalisch gesetzmäßig, dass die in den Strömungsmodulen induzierten Zusatzgeschwindigkeiten der Zirkulation Γ der induzierenden Wirbelströmungen, mit der Umfangsgeschwindigkeit v_u und dem Radius R nach der Beziehung Γ = 2n·v_u·R gleich konstant, proportional sind. Höhere Strahlgeschwindigkeiten setzen demzufolge höhere Zirkulationen voraus. Der erforderliche Bauraum von Strömungsmodulen und die Herstellungskosten setzen hier Grenzen.

Weiterhin ist es nachteilig, dass die mittlere Leistung P_L einer Strömungsfläche A in der Atmosphäre aufgrund der geringen Dichte ρ der Luft nach der Beziehung P_L = ρ/2·A·v_w ³ (W) mit der Geschwindigkeit v_w in der dritten Potenz zu oder abnimmt und deshalb größere Strömungsleistungen P_L auch kostentreibend große Luftgeschwindigkeiten v_w oder große Strömungsflächen erfordern. Sind Wirbel mit größeren Umfangsgeschwindigkeiten hergestellt, so besitzen sie entsprechend ihrer rotierenden Massen ein Nachlaufverhalten. Sie können im Gefahrenfall nicht beliebig außer Betrieb gesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, nach welchen es möglich wird, mit geringem Hilfsenergieeinsatz rotierende Energiekonzentrationen in newtonschen Fluiden mit regelbaren Zirkulationen (m²/s) herzustellen, in stationären und/oder mobilen Wirbeln als Arbeitsspeicher in Kreisprozessen zu betreiben und stabile Wirbelströme aus den Arbeitsspeichern zu induzierenden Energieerzeugern fortzuleiten und nutzbare Strahlströmungen zu induzieren. Gegenüber der mittleren Energie eines newtonschen Fluids sollen höhere Energieniveaus in Vorrichtungen, beispielsweise Strömungsmodulen, erzeugt werden und das Verhältnis von eingesetzter Hilfsenergie zu hergestellten, wirtschaftlich nutzbaren Strömungsleistungen soll kostensenkende Baugrößen von Strömungsmodulen ermöglichen.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, einerseits große Geschwindigkeiten von induzierten Strahlströmungen herzustellen, andererseits im Gefahrenfall das Wirbelsystems schlagartig und sicher außer Betrieb zu setzen.

Zur Verfahrensrealisierung sollen Vorrichtungen geschaffen werden, welche in newtonschen Fluiden eingesetzt nutzbare Strömungsenergie erzeugen und Serienfertigungen von montierbaren Baugruppen zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnenden Teil gelöst.

Erfindungsgemäß werden in newtonschen Fluiden mit mittlerer, ungeordneter Energie erneuerbare Energieträger mit höheren, geordneteren Energieniveaus in Form von zylinderförmigen und/oder scheibenartigen Wirbeln mit tornadoartigen Geschwindigkeitskonzentrationsbereichen durch Hilfsenergien mit Quelle-Senke-Wirkungen hergestellt und in Kreisprozessen als Arbeitsspeicher betrieben.

Arbeitsspeicher werden vorzugsweise als scheibenartige Wirbel hergestellt, indem mit Überdrücken auf äußeren Radien von Wirbelscheiben tangential und senkrecht zu Drehachsen fließende Schichtströmungen erzeugt werden, die sich in den Anlaufphasen spiralig zu Drehachsen hin aufrollen und bei Übergängen zu Betriebsphasen potentialwirbelartige Scheibenwirbel mit Wirbelkernen herausbilden.

Mit drehachsenparallel auf inneren Radien wirkenden Unterdrücken werden ein- oder beidseitig über den Scheibenwirbeln tornadoartig schräg zu den Drehachsen verlaufende Schichtströmungen erzeugt, welche die Rotationen beschleunigen und aus den Wirbelkernen beschleunigte, massen- und geschwindigkeitskonzentrierte Wirbelströme in Translation generieren. Es resultieren stabile Wirbelströme, die in andere Hauptströmungen fortgeleitet ihre Zirkulationen und Stabilität erhalten und wirtschaftlich nutzbar sind.

Es entsteht erfindungsgemäß die neue Wirkung, dass an den rotierenden Arbeitsspeichern Quellen-Senken-Beziehungen entstehen. Arbeit ist entropiefrei und thermodynamisch Wärme unendlicher hoher Temperatur gleichwertig. Sie ist deshalb in der Formulierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik, Q/T_∞ = 0, nicht enthalten. Die abfließenden Wirbelströme wirken als strömungsmechanische und energetische Quellen, deren Arbeitsvermögen durch die Zirkulation determiniert ist. Deren Optimum ist durch die größten einstellbaren Umfangsgeschwindigkeiten gekennzeichnet. Sie können in andere Hauptströmungen übergeleitet werden, das bekannte Wirbelaufplatzen ist eleminiert. Durch die Überdruck-Unterdruck-Verhältnisse in den Arbeitsspeichern, auch als Wirbelstromgeneratoren bezeichnet, können die Translationen, die stabilitätsbestimmenden Umfangsgeschwindigkeiten und zugleich die Zirkulationen der Wirbelströme eingestellt und während des Betriebes in induzierenden Energieerzeugungsanlagen geregelt werden.

Erfindungsgemäß entsteht weiterhin die neue Wirkung, dass die regelbaren Wirbelströme zur Konstanthaltung von Turbinendrehzahlen bei wechselnden Lasten in an sich bekannten Leistungsmodulen eingesetzt werden können. Im Havariefall können die Umfangsgeschwindigkeiten der Wirbelströme schlagartig auf null Meter pro Sekunde gebracht werden, indem der anliegende Unterdruck in Überdruck gewandelt wird.

In erfindungsgemäßen Wirbelsystemen entsteht die neue Wirkung, dass in Potentialwirbeln angetriebene Turbinen schlagartig antriebslos werden können und vom Lastmomenten abgebremst automatisch abschaltbar sind. Die Betriebssicherheit und die Wirtschaftlichkeit von Bremssystemen werden wesentlich erhöht.

Dazu werden in Induktionsrohren mit Überdrücken an Distanzflächen tangential Massenströme und stromauf spiralige Zwangsströmungen, beispielsweise mit regelbaren Umfangsgeschwindigkeiten, hergestellt und betrieben. Über die Umfangsgeschwindigkeiten können die Steigungen von Schraubenlinien der Zwangsströmungen eingestellt oder geregelt werden. Stromab werden Wirbelströme drehachsenparallel aus Scheibenwirbeln abgezogen, in den Induktionsrohren zu induzierenden Schraubenwirbeln formiert und gerichtete, wirtschaftlich nutzbare Strahlströmungen induziert. Die Induktionen sind Übertragungen von rotierenden Massenkräften auf die Schwerpunkte von nicht rotierenden Molekülen im Kernbereich von Schraubenwirbeln. In den Molekülschwerpunkten greifen vektorielle Kräfte an. Alle Moleküle strömen parallel in gleicher Richtung, sie können ihre Richtung ohne zusätzlichen Energieeintrag nicht ändern. Der strömungsmechanische Widerstand im Kernbereich der Schraubenwirbel wird entsprechend kleiner.

Das Verhältnis von eingesetzter Hilfsenergie zur ausgekoppelten Strömungsleistung kann sehr groß eingestellt werden, es hängt nur von der Zirkulation der Wirbelströme (m²/s) und der Induktionsleistung ab.

Die induzierten Strahlströmungen evakuieren an sich bekannte Leistungsmodule mit Turbinen auf Generatorwellen, so dass sich durch tangentiale Einströmungen Potentialwirbel als Drehfelder herausbilden. Diese Drehfelder sind durch die Wirbelströmungen regelbar. In den Strahlströmungen können auch direkt Energiewandler betrieben werden.

Erfindungsgemäß sind die Durchmesser von Wirbelstromgeneratoren für verschiedenste Einsatzzwecke frei wählbar. Es entsteht die neue Wirkung, dass die Zirkulationen (m²/s) bereits am Entstehungsort mit wechselnden Einströmgeschwindigkeiten regelbar sind. Insbesondere automatische Regelungen senken die Kosten bei Konstanthaltung von Turbinendrehzahlen bei wechselnden Lastfällen der Energieabnahme.

Erfindungsgemäß entsteht die neue Wirkung, dass mit geringen Hilfsenergieeinsätzen im Dauerbetrieb der Wirbelsysteme große Energiekonzentrationen und -transformationen aus newtonschen Fluiden, beispielsweise der Atmosphäre, hergestellt und wirtschaftlich genutzt werden können. Die in den Wirbelströmen gespeicherte Geschwindigkeit wird in Schraubenwirbeln entladen, die Strömungsleistungen der Strahlströmungen wachsen mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit.

Es ist erfindungsgemäß eine neue Wirkung, Energiewandler mit konstanter Last zu betreiben, indem Leistungsabnahmen so geregelt werden, dass noch frei verfügbare elektrische Leistungen automatisch zur Wandlung und Speicherung von Fluiden genutzt werden. Dazu können bekannte elektronische Steuer- und Regeleinrichtungen verwendet werden. Auf diese Weise können Leistungsreserven hergestellt und im Bedarfsfall eingesetzt werden. Es können an sich bekannte Speicherverfahren, beispielweise Dampf- oder Druckluftspeicher, verwendet werden. Auch Speicherungen von Wasserstoff und dessen Verwendung für Antriebe kann wirtschaftlich sinnvoll sein. Das ist besonders bei sogenannten Insellösungen der Elektroenergieversorgung wirtschaftlich vorteilhaft.

Erfindungsgemäß entsteht auch die neue Wirkung, dass bei direkter Nutzung der induzierten Strahlströmungen, beispielsweise für Strahlantriebe von Straßen-, Schienen-, Wasser- oder Luftfahrzeugen, die Fluidmoleküle vor dem Fahrzeug weggesaugt werden und hinter dem Fahrzeug Molekülüberschuss entsteht. Es können wechselnde Geschwindigkeiten mit wechselnden Schubkräften sowie Umkehrschübe zum Bremsen der Bewegung erzeugt werden. Durch Nutzung fluider Energie sind größere Senkungen der Treibstoffverbräuche zu erreichen, insbesondere der umweltschädliche CO₂-Ausstoß kann schnell und drastisch verringert werden.

Im umgebenden Fluid können keine Nachteile produziert werden. Die Strahlströmungen behalten ihre Richtungen bei und verändern sich im Bereich der Vorrichtungen im hergestellten Strömungsfeld nach den strömungsmechanischen Gesetzmäßigkeiten. Für stationäre Anlagen sind senkrecht aufsteigende Strahlströmungen unbedenklich. Bei mobilen Strahlantrieben entstehen Strömungen, wie sie von Triebwerken her bekannt sind, jedoch sind Verbrennungswärme und CO₂-Ausstoß eleminiert.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen bestehen unabhängig von den installierten Leistungen aus drei Baugruppen: Induktionsrohren, Wirbelstromgeneratoren und Überdruckerzeugern, beispielsweise Ventilatoren. Erfindungsgemäß entsteht aus der Verfahrensdurchführung der Vorteil von kostensparenden Großserienfertigungen von Baugruppen gleicher Leistungsklassen.

Sollen diese Baugruppen gegen Witterungseinflüsse und Feststoffe, die in Luftströmungen mitgeführt werden, geschützt werden, werden sie in hohlzylinderartigen Strömungsmodulen angeordnet. Die Strömungsmodule haben die Funktion, auf äußeren Radien Drehströmungen herzustellen, mit denen durch resultierende Fliehkräfte Feststoffe aus der Luft abgeschieden und aus den Strömungsmodulen befördert werden. Die Abscheidung kleinerer Partikel erfolgt in den Wirbelstromgeneratoren mit höheren Umfangsgeschwindigkeiten an Schlitzen, die abgeschiedenen Partikel werden ebenfalls über die Drehströmungen aus den Strömungsmodulen gefördert.

Erfindungsgemäß sind Vorrichtungen, die als Strömungsmodule ausgebildet sind, für den Betrieb bei großen Luftverunreinigungen geeignet, wie sie beispielsweise Sandstürme darstellen.

Besonders vorteilhaft und dringend geboten ist die Nutzung vorhandener Hochbauten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl zur Erzeugung von Elektroenergie als auch zur Verringerung der CO₂-Produktion von Heizungsanlagen auf Gas- oder Heizölbasis sowie durch Elektroheizungen. Mit der breiten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können sehr große Beiträge zur Verringerung der CO₂-Produktion geleistet und bestehende Umweltprobleme verringert bzw. teilweise gelöst werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren kommen besonders kostensparend bei der Versorgung von Territorien ohne entwickelte Infrastruktur mit Elektroenergie zum Tragen, der kostenintensive Neubau von Versorgungsnetzen kann entfallen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in allen newtonschen Fluiden realisiert werden, die in der Umgebung der Vorrichtungen genügend große Volumina aufweisen. Umweltbeeinträchtigungen oder -schäden sind nicht herstellbar. Newtonsche Fluide existieren im Gravitationsfeld der Erde, welches höhere Energieniveaus nach deren Nutzung sofort wieder in ungeordnete Energie wandelt.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einer Draufsicht

2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung im Schnitt nach 1

3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einem Querschnitt

4 eine schematische Darstellung eines Wirbelstromgenerators Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in den nachfolgend näher erläuterten Verfahrensschritten.
In newtonschen Fluiden mit mittlerer, ungeordneter Energie werden in Wirbelstromgeneratoren 5 erneuerbare Energieträger mit höheren, geordneteren Energieniveaus in Form von zylinderförmigen und/oder scheibenartigen Wirbeln mit tornadoartigen Geschwindigkeitskonzentrationsbereichen durch Hilfsenergien mit Quelle-Senke-Wirkungen hergestellt und in Kreisprozessen als Arbeitsspeicher betrieben.
Arbeitsspeicher werden vorzugsweise als scheibenartige Wirbel hergestellt, indem mit Überdrücken auf äußeren Radien von Wirbelscheiben tangential und senkrecht zu Drehachsen fließende Schichtströmungen erzeugt werden, die sich in den Anlaufphasen spiralig zu Drehachsen hin aufrollen und bei Übergängen zu Betriebsphasen potentialwirbelartige Scheibenwirbel mit Wirbelkernen herausbilden.
Mit drehachsenparallel auf inneren Radien von Wirbelstromgeneratoren 5 wirkenden Unterdrücken werden ein- oder beidseitig über den Scheibenwirbeln tornadoartig schräg zu den Drehachsen verlaufende Schichtströmungen erzeugt, welche die Rotationen der sich einrollenden Schichtströmungen beschleunigen und aus den Wirbelkernen beschleunigte, massen- und geschwindigkeitskonzentrierte Wirbelströme in Translation generieren. Es resultieren stabile Wirbelströme, die in andere Hauptströmungen fortgeleitet ihre Zirkulationen und Stabilität erhalten und wirtschaftlich nutzbar sind.
Mit Einschalten der Hilfsenergie, beispielsweise der Ventilatoren 9, werden in Induktionsrohren 3 tangentiale Überdrücke an Distanzflächen 3' und stromauf in das Fluid gerichtete, spiralige Zwangsströmungen hergestellt, deren Unterdruckkerne in kleinere Saugrohre 4 wirken. In diesen Zwangsströmungen werden ein- oder mehrgängige, induzierende Schraubenwirbel mit in den Wirbelstromgeneratoren 5 generierten Wirbelströmen hergestellt. Für die Induktionsleistungen sind die Steigungen der Schraubenlinien wesentlich. Sie werden durch Drehzahlregelungen der Ventilatoren 9 eingestellt. Die mathematische Funktion zeigt, das die induzierten Geschwindigkeiten gegen unendlich gehen, wenn der Steigungswinkel gegen null geht. Praktisch können aber nur endliche Geschwindigkeiten auftreten.
Die induzierten Strahlströmungen bewirken, das sich unabhängig von ihrer wirtschaftlichen Nutzung um die Vorrichtungen Strömungsfelder ausbilden. Wie in 2 dargestellt, bilden die aus der Ausströmfläche 12 des Induktionsrohres 3 beschleunigt austretenden Massen eine Quelle, während die über den Ansaugquerschnitt 4' eintretenden Massen im Fluid eine Senke ausbilden. An der Vorrichtung entstehen Ausgleichströmungen, welche partiell im Fluid auftreten und negative Einflüsse auf die Umwelt ausschließen. Daraus entsteht die neue Wirkung, dass wirtschaftlich nutzbare induzierte Strömungsleistungen auf ein Vielfaches der eingesetzten Hilfsenergieleistungen ohne Umweltbeeinträchtigungen oder -schäden eingestellt werden können. Der Anwendung des Verfahrens sind demzufolge nur technisch bedingte Grenzen gesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vielfältig kostensparend und umwelterhaltend für alle Antriebsarten anwendbar.
Beispielsweise hat ein Induktionsrohr 3, mit einem Durchmesser von ca. 0,7m, einem Schraubenwirbel von ca. 0,15m Kerndurchmesser und ca. 0,5m Höhe bei einer Dichte von 1,22Kg/m³ im Kernbereich des Schraubenwirbels eine Ruhemasse von ca. 0,029 kg. Mit dieser Ruhemasse können induktiv große Strahlgeschwindigkeiten und -leistungen erreicht werden, ohne das signifikante Veränderungen in der Atmosphäre eintreten. Insbesondere Klima- und Wetterverhältnisse können nicht beeinflußt werden.
Eine Leistungsregelung kann in einfacher Weise durch eine Drehzahlregelung der Ventilatoren 9; 10 oder durch tangentiale Ausströmöffnungen der Mantelflächen Induktionsrohre 3 erfolgen. Konstruktiv können die erforderlichen Strahlleistungen vorgegeben werden. Es entstehen für den Betreiber geringe Kosten für den Hilfsenergieeinsatz, sie treten bei Elektroenergieerzeugung als Verlust auf, lediglich das Anfahren erfordert kurzzeitig Fremdenergie, die in einer Jahresbilanz vernachlässigbar klein wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht prinzipiell aus zwei Baugruppen, wie das in 1 bis 4 dargestellt ist. Diese Baugruppen können beliebig mit anderen Vorrichtungen kombiniert werden, um Antriebe für alle vorkommenden Einsatzfälle zu schaffen.
Die Baugruppe Induktor ist aus einem Induktionsrohr 3, welches über eine Distanzfläche 3' mit einem kleineren Saugrohr 4 fest verbunden ist, gebildet. Über der Distanzfläche 3' sind mehrere tangentiale Einläufe, vorzugsweise aus Kegelstümpfen 6 angeordnet. Die Anzahl der tangentialen Einläufe ist vom Durchmesser der Induktionsrohre 3 abhängig.
Die Baugruppe Wirbelstromgenerator 5 ist vorzugsweise eine scheibenförmige Baugruppe, die in Überdruckkammern 7 und Unterdruckkammern 8 geteilt ist. Überdruckkammern sind mit tangentialen Einläufen von Ventilatoren 10 und ein oder beidseitig angeordneten Kegelstümpfen 6 versehen. Die Kegelstümpfe 6 sind über der Drehachse in Unterdruckkammern 7 und außerhalb der Wirbelstromgeneratoren 5 angeordnet und dienen nach 1 und 3 zugleich als tangentiale Einläufe in Induktionsrohren 3.
Die Überdruckkammern 7 können zusätzlich mit nicht dargestellten Überdruckerzeugern zur Einleitung von unter Druck gespeicherten Fluiden ausgerüstet sein.
Die Montage der Baugruppen kann in einfacher Weise durchgeführt werden und muss hier nicht näher erläutert werden Hergestellte Strahlströmungen können in verschiedensten Anwendungen wirtschaftlich genutzt werden. Beispielsweise als Strahlantriebe für Straßen-, Wasser- und Luftfahrzeuge, in lufttechnischen Anlagen oder in Fördereinrichtungen für Fluide.
Erfindungsgemäße Vorrichtungen sind vielfältig als Strahlantriebe in Luft und/oder Wasser einsetzbar. Sie können konstruktiv verschiedensten Einsatzzwecken angepasst werden. Beispielsweise sind Boote oder Schiffe mit Luftstrahlantrieben kostengünstig herstellbar, da der Strahlantrieb zugleich auch als Strahlruder für die Fahrtrichtungen ausgelegt werden kann. Aufgrund der Ansaugvorgänge am Bootskörper können Fahrtrichtungen sehr stabil eingestellt werden. Zusätzlich kann der Fahrtwind als dynamischer Druck in den Kreisprozessen genutzt werden.
Zur Erzeugung nutzbarer Energie, beispielsweise Elektroenergie, sind erfindungsgemäße Vorrichtungen mit direkter Nutzung der Strömungsenergie mit Repellern in Saugrohren 4 sowie in Kopplung mit bekannten Leistungsmodulen zur indirekten Nutzung von Strömungsenergie über Arbeitsspeicher anwendbar. Das gestattet die Fertigung von Einzelteilen und Baugruppen mit hohem Standardisierungsgrad in Großserien und erhöht die Wirtschaftlichkeit der Herstellung. Die installierbaren Strahlleistungen gehen von wenigen Kilowatt bis in den Megawattbereich von Kraftwerksleistungen, die in stationären Strömungszuständen in Kreisprozessen betrieben werden können. Hier wirkt sich erfindungsgemäß der Vorteil aus, dass Wirbelgesetze im gesamten Universum gleich sind und keinen Modellcharakter aufweisen.
Bei allen Anwendungen ist der Vorteil nutzbar, dass newtonsche Fluide für die wirtschaftliche Nutzung unendlich große, erneuerbare Energieträger darstellen. Durch das Gravitationsfeld unterliegen beispielsweise Luftmoleküle einer barotropen Schichtung, aus welcher der barometrische Druck resultiert. Durch die verfahrensgemäße Disproportionierung der barotropen Schichtung in höhere Ordnungen der Moleküle in den Rotationen können an und in Vorrichtungen höhere Energieniveaus hergestellt und dauerhaft wirtschaftlich genutzt werden.
Es kann ein umweltschützender Betrieb mit ununterbrochener Versorgung der Abnehmer erfolgen.

1: Strömungsmodul
2: Mantelfläche
3: Induktionsrohr
3': Distanzfläche
4: Saugrohr
4': Ansaugquerschnitt
5: Wirbelstromgenerator
6: Kegelstumpf
7: Überdruckkammer
8: Unterdruckkammer
9: Ventilator
10: Ventilator
11: Ansaugklappe
12: Ausströmfläche
13: Quelle
14: Senke

Claims

Verfahren zur Herstellung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden, beispielsweise in Luft und/oder Wasser, wobei als Arbeitsmittel hohlzylinderartige Vorrichtungen und/oder deren Modifikationen angewendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass in newtonschen Fluiden mit mittlerer, ungeordneter Energie erneuerbare Energieträger als Arbeitsspeicher mit höheren, geordneteren Energieniveaus in Form von zylinderartigen und/oder scheibenförmigen Wirbeln mit tornadoartigen Geschwindigkeitskonzentrationen durch Quelle-Senke-Wirkungen hergestellt, Wirbelströme in Translation generiert und in Kreisprozessen betrieben und über strömungsmechanische Induktionen wirtschaftlich genutzt werden und das mehrere Arbeitsspeicher parallel an Energieerzeugungsanlagen betreibbar sind.
Verfahren zur Herstellung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden, beispielsweise in Luft und/oder Wasser, wobei als Arbeitsmittel hohlzylinderartige Vorrichtungen und/oder deren Modifikationen angewendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsspeicher vorzugsweise scheibenartige Wirbel hergestellt werden, indem mit Überdrücken auf äußeren Radien von Wirbelscheiben tangential und senkrecht zu Drehachsen fließende Schichtströmungen erzeugt werden, die sich in Anlaufphasen spiralig zu Drehachsen hin aufrollen und bei Übergängen zu Betriebsphasen potentialwirbelartige Scheibenwirbel mit Wirbelkernen herausbilden.
Verfahren zur Herstellung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden, beispielsweise in Luft und/oder Wasser, wobei als Arbeitsmittel hohlzylinderartige Vorrichtungen und/oder deren Modifikationen angewendet werden, nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit drehachsenparallel auf inneren Radien von Arbeitsspeichern wirkenden Unterdrücken ein- oder beidseitig über Scheibenwirbeln tornadoartig schräg zu den Drehachsen verlaufende Schichtströmungen erzeugt werden, welche die Rotationen der Arbeitsspeicher beschleunigen und aus den Wirbelkernen beschleunigte, massen- und geschwindigkeitskonzentrierte Wirbelströme in Translation generieren.
Verfahren zur Herstellung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden, beispielsweise in Luft und/oder Wasser, wobei als Arbeitsmittel hohlzylinderartige Vorrichtungen und/oder deren Modifikationen angewendet werden, nach Anspruch 1; 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsmodulen (1) mit Induktionsrohren (3) an Distanzflächen (3') tangential Massenströme mit Überdrücken und stromauf spiralige Zwangsströmungen hergestellt, stromab Massenströme mit tornadoartig eingelagerten Wirbelströmen drehachsenparallel aus Scheibenwirbeln abgezogen, Wirbelströme in Induktionsrohren (3) zu induzierenden Schraubenwirbeln formiert gerichtete Strahlströmungen induzieren und in wirtschaftlich nutzbaren Kreisprozessen betrieben werden, stromab in den Strömungsmodulen hervorgerufene Unterdrücke Drehströmungen herstellen und Fliehkräfte Masseteilchen aus dem Fluid abscheiden.
Verfahren zur Herstellung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden, beispielsweise in Luft und/oder Wasser, wobei als Arbeitsmittel hohlzylinderartige Vorrichtungen und/oder deren Modifikationen angewendet werden, nach Anspruch 1 oder 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Induktionsrohren (3) mit Hilfsenergie tangentiale Strömungen stromauf unter Überdruck regelbare, spiralige Drehströmungen mit Unterdruckkernen hergestellt werden, in das umgebende Fluid abfließen und Unterdruckkerne in kleinere Saugrohre (4) wirken, Unterdruck an Kegelstümpfen (6) von Wirbelgeneratoren (5) erzeugt wird, Wirbelströme sehr kleiner Durchmesser direkt in die spiraligen Drehströmungen eingeleitet und zu induzierenden Schraubenwirbeln mit regelbaren Steigungen der Schraubenlinien formiert werden und wirtschaftlich nutzbare Kernströmungen mit regelbaren Geschwindigkeiten induzieren.
Verfahren zur Herstellung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden, beispielsweise in Luft und/oder Wasser, wobei als Arbeitsmittel hohlzylinderartige Vorrichtungen und/oder deren Modifikationen angewendet werden, nach Anspruch 1 oder 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass Repeller in Strömungen von Saugrohren (4) angetrieben werden oder in an sich bekannten Leistungsmodulen Innenräume von Turbinen auf Generatorwellen evakuiert und durch tangentiale Einströmungen auf äußeren Radien potentialwirbelartige Drehfelder als Arbeitsspeicher hergestellt werden.
Verfahren zur Herstellung stationärer und/oder mobiler Arbeitsspeicher in newtonschen Fluiden, beispielsweise in Luft und/oder Wasser, wobei als Arbeitsmittel hohlzylinderartige Vorrichtungen und/oder deren Modifikationen angewendet werden, nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass in und/oder an Straßen-, Schienen-, Wasser- oder Luftfahrzeugen, Arbeitsspeicher in Kreisprozessen betrieben und zur Absaugung von Fluid vor den Fahrzeugen genutzt werden.
Vorrichtung zur Verfahrensdurchführung, wobei hohlzylinderartige Körper und/oder deren Modifikationen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere scheibenförmige, hohlzylinderartige Wirbelstromgeneratoren (5) mittels Übergangsbaugruppen, beispielsweise Kegelstümpfen (6) mit Überdruckerzeugern, beispielsweise Ventilatoren (9) als tangentiale Einläufe in Induktionsrohren (3) mit Distanzflächen (3') angeordnet sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei hohlzylinderartige Körper und/oder deren Modifikationen verwendet werden, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Wirbelstromgeneratoren (5) Überdruckerzeuger (10) an mit tangentialen Einläufen auf äußeren Radien an hohlzylinderartigen Überdruckkammern (7) und über Drehachsen ein- oder beidseitig an den Überdruckkammern (7) vorzugsweise hohle Kegelstümpfe (6) angeordnet sind, Kegelstümpfe (6) in Unterdruckkammern (8) Durchbrüche aufweisen und die kleinsten Durchmesser der Kegelstümpfe (6) außerhalb der Unterdruckkammern (8) angeordnet sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei hohlzylinderartige Körper und/oder deren Modifikationen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass in Saugrohren (4) Strömungsenergiewandler, beispielsweise an sich bekannte Repeller auf Generatoren, angeordnet sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei hohlzylinderartige Körper und/oder deren Modifikationen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wirbelstromgeneratoren (5) tangential an Induktionsrohren (3) mit Distanzflächen (3') und Saugrohren (4) in mehreren Ebenen und verschiedenen Abständen angeordnet sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei hohlzylinderartige Körper und/oder deren Modifikationen verwendet werden, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Induktionsrohre (3) Durchbrüche ihrer Mantelflächen aufweisen, deren strömungsmechanisch aktive Flächen mit Stellgliedern regelbar sind.