DE102007053440A1 - Fluid turbulence guiding device, has guiding body comprising opening formed along longitudinal extension, where opening extends in plane whose normal vector is arranged perpendicular to longitudinal axis of guiding body - Google Patents
Fluid turbulence guiding device, has guiding body comprising opening formed along longitudinal extension, where opening extends in plane whose normal vector is arranged perpendicular to longitudinal axis of guiding body Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007053440A1 DE102007053440A1 DE102007053440A DE102007053440A DE102007053440A1 DE 102007053440 A1 DE102007053440 A1 DE 102007053440A1 DE 102007053440 A DE102007053440 A DE 102007053440A DE 102007053440 A DE102007053440 A DE 102007053440A DE 102007053440 A1 DE102007053440 A1 DE 102007053440A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fluid
- flow
- guide body
- opening
- vortex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/0015—Whirl chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05B2240/122—Vortex generators, turbulators, or the like, for mixing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
- F05B2240/132—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines creating a vortex or tornado effect
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/14—Casings, housings, nacelles, gondels or the like, protecting or supporting assemblies there within
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung einer Wirbelströmung eines Fluids mit einem im Wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Führungskörper, wobei die Wirbelströmung in Richtung der Längsachse des Führungskörpers führbar ist, sowie ein Verfahren zur Führung einer Wirbelströmung eines Fluids in Richtung der Längsachse eines im Wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Führungskörpers.The The invention relates to a device for guiding a turbulent flow a fluid having a substantially tubular shape Guide body, wherein the vortex flow in the direction of the longitudinal axis of the guide body is feasible, as well as a method of keeping a Vortex flow of a fluid in the direction of the longitudinal axis a substantially tubular guide body.
Aus
dem Stand der Technik sind die Vorteile einer Wirbelströmung
(reduzierter Druckverlust, Vermeidung ungeordneter Turbulenzen)
sowie Vorrichtungen zur Erzeugung von Drall bekannt. Stellvertretend
wird auf die
Mit diesen Vorrichtungen ist jedoch kaum etwas gewonnen, denn die Umwandlung von Drallströmungen in elektrische Energie bereitet bisher eine ganze Reihe von Problemen und wird daher bis heute kaum bzw. nur in geringstem Umfang praktisch angewandt. Hierzu zählen Kavitation an Turbinen, weil Drallströmungen oft frontal statt unter nur spitzem Winkel auf die Breitflächen von Lenkschaufeln und Turbinenschaufeln konventioneller Turbinen prallen. Ferner steckt in der Drallkomponente ein relativ hoher Prozentsatz der kinetischen Gesamtenergie der Strömung und genau dieser Anteil läßt sich in konventionellen Turbinen mit nur geringem Wirkungsgrad nutzen.With However, these devices hardly gained anything, because the conversion of vortex flows into electrical energy prepares so far a whole series of problems and is therefore hardly ever Practically applied only to a very limited extent. Which includes Cavitation on turbines, because swirl flows often frontal instead of at only an acute angle to the broad surfaces of Steering blades and turbine blades of conventional turbines collide. Further is in the swirl component a relatively high percentage of the total kinetic energy of the flow and just this Proportion can be seen in conventional turbines use only low efficiency.
Aus
dem Stand der Technik ist eine weitere Gemeinsamkeit erkennbar,
welche sich ebenfalls nachteilig auswirkt. Die Vorrichtungen erzeugen
genau an der Stelle einen Wirbel, an welcher dieser einen Zustrom
erhält und damit gestört wird. Noch bevor sich
homogene Wirbel ausgebildet haben, werden diesen unvollkommenen
Wirbeln bereits Aufgaben wie das Einsaugen von Fluid (
Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe 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, vorzusehen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention intended to solve the problem, at least one device for generating a turbulent flow and at least one device for energy conversion, the latter for the conversion of energy the vortex flow in another form of energy suitable is to provide. Further advantageous embodiments will become apparent the dependent claims.
Praktische Versuche mit dem hier als neue Erfindung vorgeschlagenen Hybridrohr haben ergeben, dass die Einsaugwirkung erst nach einer bestimmten Wegstrecke des Wirbels genügend ausgeprägt ist. Die günstige Wirkung von Drallströmungen setzt damit erst nach Vorliegen einer ausreichend ausgeprägten Wirbelstruktur und bei hoher Winkelgeschwindigkeit ein.practical Experiments with the proposed here as a new invention hybrid tube have shown that the suction only after a certain Distance of the vortex is sufficiently pronounced. The favorable effect of swirling flows sets so only after the existence of a sufficiently pronounced Vortex structure and at high angular velocity.
Während bisherige drallerzeugende Vorrichtungen nur in einem Teil der Vorrichtung einen Wirbel tolerieren und diesen beim Übergang zu Stutzen oder bei der Einsaugung in Ventilatoren/Verdichter/Pumpen praktisch teilweise oder vollständig zerstören (z. Bsp. Drallabscheider, Hydrozyklone, Wirbelrohre), wird erfindungsgemäß der Drall über die gesamte Vorrichtung inklusive der davor- und dahinterliegenden Rohrleitungen bzw. Kanäle oder Schlauchleitungen entlang der gesamten Achse erhalten, wobei aber im Falle einer energetischen Verwertung der Strömungsenergie in Turbinen dafür gesorgt ist, dass zuvor der Drallanteil der Strömung in lineare Bewegungsenergie umgewandelt wird oder Turbinen verwendet werden, welche eine Drallströmung mit hohem Wirkungsgrad verwerten und optimal für diese Strömungsform ausgelegt sind. Dies bedeutet eine Konsequenz in der Anwendung der Erkenntnisse der Dralltechnik. In dieser konsequenten über das gesamte System erweiterten Drallströmung unterscheidet sich das hier vorgeschlagene Konzept von den bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen.While previous spin-generating devices only in a part of the device tolerate a vortex and this in the transition to nozzle or practical when sucking in fans / compressors / pumps partially or completely destroy (eg. Vortex separator, hydrocyclones, vortex tubes), according to the invention Spin over the entire device including the previous one and underlying pipes or ducts or hose lines obtained along the entire axis, but in the case of an energetic Utilization of the flow energy in turbines for it is taken care that before the swirl portion of the flow in linear momentum is converted or used turbines which are a swirl flow with high efficiency utilize and optimal for this flow shape are designed. This implies a consequence in the application of Findings of twist technology. In this consistent about the whole system differs advanced swirl flow the proposed concept of the previously proposed Devices.
Erfindungsgemäß erfolgt die Realisierung einer Drallströmung, welche erst dann große Mengen Fluid tangential zugeführt erhält und/oder Fluid in entgegengesetzter Richtung aus der Vorrichtung ausströmen lässt, nachdem bereits eine stabile Drallströmung hergestellt wurde.According to the invention, the realization of a swirl flow, which only then receives large amounts of fluid is supplied tangentially and / or fluid in the opposite direction flow out of the device, after already a stable Vortexströ mung was produced.
Der Begriff Hybridrohr soll nun erläutert werden. Hybridisierung ist in diesem Zusammenhang die Kombination zweier grundverschiedener Strömungen zu einer konstruktiven und strömungstechnischen Einheit. Im Hybridrohr erfolgt eine Hybridisierung einer vorzugsweise spiralförmigen Hauptströmung mit einer tangentialen linearen Nebenströmung. Es ist ein bewusstes Verlassen der ingenieurmäßigen Gewohnheit, Rohrleitungen und Apparate mit räumlich begrenzten Stutzen und Abzweigstücken zu verbinden. Beim Hybridrohr werden zwei Strömungen über eine längere Strecke, die vorzugsweise ein Mehrfaches des Rohrumfanges des Hauptströmungsrohres beträgt, auf einfachste Weise über einen als Düsenspalt wirksamen Tangentialschlitz ineinander verschlungen.Of the Term hybrid tube will now be explained. hybridization is in this context the combination of two fundamentally different ones Flows to a constructive and fluidic Unit. In the hybrid tube is a hybridization of a preferably spiral mainstream with a tangential linear secondary flow. It is a conscious abandonment the engineering custom, piping and apparatus with spatially limited nozzles and branch pieces connect to. When hybrid tube two flows over a longer distance, preferably a multiple of the Pipe circumference of the main flow tube is, in the simplest way over a nozzle gap effective Tangentialschlitz intertwined.
Für die Vorrichtungsteile zur Beeinflussung der Drallströmung werden Turbinenschaufeln, Tragflächen oder sonstige Bogenflächen oder Düsen vorgeschlagen, welche vorzugsweise drehbar und verstellbar sind, um an den Drall anpassbar zu sein bzw. den Drall gezielt zu verändern. Für die Vorrichtungsteile zur Ein- und Ausleitung von Fluid werden offene Rohre vorgeschlagen, deren Hauptkennzeichen die tangentiale Ausrichtung des hinzu- oder abfließenden Fluids ist.For the device parts for influencing the swirl flow become turbine blades, wings or other curved surfaces or nozzles proposed, which preferably rotatable and are adjustable to be adaptable to the twist or the twist to change specifically. For the device parts for the introduction and discharge of fluid open tubes are proposed whose main indicator is the tangential orientation of the - or effluent is.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Drall eine steuerbare Größe und kann weitgehend reversibel über beispielsweise verstellbare Lenkelemente in Linearbewegung umgewandelt werden, so dass der Drall nur dort zur Anwendung kommt, wo er Vorteile verspricht und genau dort, wo er ernsthafte Probleme und Leistungsminderung bedeutet, in Linearbewegung umwandelbar ist. Nur über dieses neuartige Verfahren erscheint eine Anwendung von Drall im Bereich der Energieerzeugung sinnvoll und realisierbar zu sein. Dieses Vorgehen oder Verfahren bei Strömungsmaschinen kann man dem Verfahren der Hochspannungstransformation bei elektrischen Maschinen vergleichen, bei welchem auch nur zur verlustarmen Stromleitung die hohe Spannung gewählt wird und im Generator die wesentlich niedrigere für ihn ungefährlichere Spannung zu Anwendung kommt.at the method according to the invention is the twist a controllable size and can be largely reversible over For example, adjustable steering elements converted into linear motion so that the twist only applies where it benefits promises and exactly where he has serious problems and performance degradation means, is convertible into linear motion. Only about this novel process appears an application of spin in the field the energy generation meaningful and feasible. This procedure or Procedures with turbomachines can be the method of high-voltage transformation in electric machines, in which only the low-loss power line, the high voltage is chosen and in the generator the much lower for him harmless voltage to application comes.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Strömungsmaschinen mit wesentlich längeren Rohrleitungen auf der zu- und abführenden Seite kombiniert werden, da durch die vorgesehene Drallströmung wesentlich niedrigere Strömungs- und Reibungsverluste zu erwarten sind.With Help the device according to the invention can Turbomachines with much longer pipelines be combined on the incoming and outgoing side because significantly lower due to the intended swirl flow Flow and friction losses are expected.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Energiegewinnung aus fließenden Gewässern, aus Wellen- und Gezeitenbewegungen sowie aus Windströmungen und zur Verwertung der Restenergie strömender Fluide. Die Vorrichtung lässt sich mäanderförmig gestalten, längs, quer oder geneigt zu einer Strömung anordnen. Am Ende der Vorrichtung kann eine Düse zur zusätzlichen Beschleunigung angebracht werden.The inventive device is suitable for energy from flowing waters, from wave and tidal movements as well as wind currents and recovery of the residual energy flowing fluids. The device can be meandering shape, longitudinal, transverse or inclined to a flow Arrange. At the end of the device can be a nozzle for additional Acceleration be attached.
Die beiden Frontflächen, über welche die Hauptströmung ein- und wieder austritt, sind integraler Bestandteil der Vorrichtung und offen. Dadurch ist ein ununterbrochener, durchgängiger Wirbel vom Eingang in die Vorrichtung bis zu dessen Ausgang realisierbar, wobei langgestreckte tangential liegende Spalträume angewandt werden.The both front surfaces, over which the main flow On and exits are an integral part of the device and open. This is an uninterrupted, consistent Vortex from the entrance to the device to its exit feasible, wherein elongated tangential gap spaces applied become.
Durch die Drehbewegung der Primärströmung macht die Vorrichtung von der in Drehrichtung saugenden und der in Gegenrichtung Staudruck ergebenden Wirkung von Wirbeln Gebrauch.By the rotational movement of the primary flow makes the Device of the sucking in the direction of rotation and in the opposite direction Back pressure resulting effect of vertebrae use.
An einer Strömungsmaschine kann Rückstau dadurch vermieden werden, indem nach der Strömungsmaschine Drall erzeugt oder zumindest verstärkt wird, insbesondere durch Zuleitung von Treibstrahlfluid über schräg gestellte Treibstrahldüsen oder über Lenkflächen. Ein Führungskörper für Wirbelströmungen, welchem sowohl aus axialer als auch aus tangentialer Richtung Fluid zuströmt, wird hier Hybridrohr genannt. Vorteilhafterweise ist bereits die in den Führungskörper axial einströmende Hauptströmung eine Wirbelspulenströmung mit voreilendem Fluidkern, zumindest eine einfache spiralförmig drehende Wirbelströmung.At a turbomachine can backlog thereby be avoided by swirling after the turbomachine generated or at least amplified, in particular by Supply of propellant fluid over angled Propulsion jet nozzles or over steering surfaces. A guide body for vortex flows, which fluid from both the axial and from the tangential direction flows, here is called hybrid tube. advantageously, is already the flowing axially into the guide body Mainstream a vortex coil flow with leading Fluid core, at least a simple spiral-rotating Vortex flow.
Durch die kontinuierliche, partielle oder abschnittsweise Erhöhung des Volumenstroms durch die über tangentiale Öffnungen hinzukommende Sekundärströmung wirkt der Führungskörper wie ein Trichter und Fluidsammler.By the continuous, partial or incremental increase the volume flow through the via tangential openings additional secondary flow acts on the guide body like a funnel and fluid collector.
Es wird eine vorzugsweise rohr- oder kanalförmige Vorrichtung vorgeschlagen, welche zumindest teilweise/abschnittsweise oder aber über ihre gesamte Baulänge, welche mehrere Kilometer betragen kann, in der Lage ist, seitlich Fluid einzusaugen und/oder Fluid aus der Vorrichtung ebenfalls tangential auszuleiten. Bekannt ist, dass das schnellere Fluid immer das langsamere Fluid zu sich umlenkt, weil die schnellere Strömung gemäß dem Bernoulli-Gesetz einen geringeren statischen Druck aufweist und so automatisch von langsameren Strömungen aufgefüllt wird. Die Beharrungskräfte steigen im Quadrat zur Geschwindigkeit, so dass bei einer wirbelförmigen Drehbewegung nach rückwärts nur ein geringer statischer Druck vorliegt. Daher wird ein unvollständiges Rohr vorgeschlagen, welches aus einer Folie, Platte oder einem Blech oder einem sonstigen Material besteht, welches an einen oder mehreren Kanten umgebördelt ist und nach dem Bördeln ganz bewusst einen nicht geschlossenen zylindrischen, ellipsoiden oder sonst wie profilierten Raum bildet, welcher zur Umgebung hin offen ist und damit die Zufuhr von Fluid bzw. das Einsaugen von Fluid ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die Vergrößerung des Volumen stroms entlang des Hauptströmungsweges, wobei die Zuführung von Fluid tangential in Drehrichtung des bereits im Rohr in Form eines Wirbels strömenden Fluids erfolgt. Dadurch, dass das hinzukommende Fluid am Rand eines bereits stabilen homogenen Wirbels hinzufließt, wirkt es auf die bereits vorhandene Strömung wie eine aus Fluid bestehende Trichterwandung, welche den Querschnitt für den Wirbel einschnürt. Es werden ähnliche Bedingungen wie beim Trichter mit seiner Querschnittsverminderung hergestellt. Die vorgeschlagene Vorrichtung hat aber gegenüber einem Trichter die Vorteile der einfacheren Herstellbarkeit und die mehrfache Wiederholbarkeit des geschwindigkeitssteigernden Effektes bei der Nutzung von Gefällen.It is proposed a preferably tubular or channel-shaped device which is at least partially / in sections or over its entire length, which may be several kilometers, capable of laterally sucking fluid and / or fluid also divert tangentially from the device. It is known that the faster fluid always redirects the slower fluid to itself, because the faster flow according to the Bernoulli law has a lower static pressure and is thus automatically filled by slower flows. The steady forces increase in the square of the speed, so that with a vortex-shaped rotational movement to backward only a small static pressure exists. Therefore, an incomplete tube is proposed, which consists of a foil, plate or sheet or other material, which is flanged to one or more edges and after flaring deliberately forms a non-closed cylindrical, ellipsoidal or otherwise profiled space, which to Environment is open and thus allows the supply of fluid or the suction of fluid. The inventive device allows the enlargement of the volume flow along the main flow path, wherein the supply of fluid is tangential in the direction of rotation of the fluid already flowing in the form of a vortex in the tube. The fact that the added fluid flows in at the edge of an already stable homogeneous vortex, it acts on the already existing flow as a fluid consisting of funnel wall, which constricts the cross section for the vortex. Similar conditions to the necked funnel are made. However, the proposed device has the advantages over a funnel of easier manufacturability and the multiple repeatability of the rate-increasing effect in the use of gradients.
Die Öffnungen am Führungskörper sind von Wänden begrenzt, deren Form eine vorzugsweise tangentiale Zuleitung oder Ausleitung von Fluid zum Wirbelraum ergibt.The openings on the guide body are limited by walls, the shape of a preferably tangential feed or discharge from fluid to the whirl space.
Der Führungskörper ist vorzugsweise ein Blechkörper oder eine Folie und ist an mindestens einem Ende so umgebogen, gebördelt oder an einer oder mehreren Kanten so eingerollt, dass sich ein oder mehrere Öffnungen mit tangentialer Ausrichtung ergeben.Of the Guide body is preferably a sheet metal body or a foil and is so bent, crimped at least one end or rolled on one or more edges so that one or more result in several openings with tangential orientation.
Der Führungskörper kann zylindrischen, ellipsoiden oder mehrkantigen Querschnitt aufweisen. Er kann zumindest abschnittsweise Eindellungen und/oder Ausdellungen aufweisen, welche spiralförmige Konturen ergeben.Of the Guide body can be cylindrical, ellipsoidal or polygonal cross-section. He can at least partially Have dents and / or Ausdellungen, which spiral Contours result.
Der Führungskörper weist zwecks einfacher Herstellbarkeit in Längsrichtung überwiegend konstanten Querschnitt auf, derart die Vorrichtung als Meterware herstellbar und damit wie eine konventionelle Rohrleitung durch Hintereinanderschaltung immer gleicher Einzelbauteile bequem verlegbar ist.Of the Guide body has for ease of manufacture longitudinally predominantly constant cross-section on, so the device manufactured by the meter and thus like a conventional pipeline by series connection always the same individual components can be laid comfortably.
Die Zustromöffnung kann eine Länge vom Mehrfachen des Durchmessers aufweisen, sich über die überwiegende oder gesamte Länge des Führungskörpers erstrecken.The Inflow opening can be a length of several times of the diameter, over the vast majority or entire length of the guide body extend.
Die Fluidleitvorrichtung an den Öffnungen des Führungskörpers, über welche der sekundäre Zustrom erfolgt, kann wie eine Düse, trichterförmig oder hyperbolisch geformt sein, wobei sich durch Querschnittsverjüngung eine höhere Geschwindigkeit ergibt und die Wirbelbewegung unterstützt wird.The Fluid guiding device at the openings of the guide body, via which the secondary inflow takes place can be like a nozzle, funnel-shaped or hyperbolic shaped, wherein By cross-sectional taper a higher speed results and the whirling motion is supported.
Die im Wirbelraum liegende Endkante des Führungskörpers verläuft vorzugsweise spiralförmig, wellenförmig, kurvig oder schräg, so dass die Fluidzufuhr nicht über die gesamte Länge an derselben Querschnittstelle erfolgt.The lying in the swirl space end edge of the guide body preferably runs spirally, wavy, curvy or oblique, so the fluid supply does not over the entire length takes place at the same cross-sectional location.
An der Öffnung kann ein flexibler Vorhang, beispielsweise eine Gummifläche oder elastische Membrane angeordnet sein, welche den Querschnitt der Vorrichtung abrundet und auch bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder bei fehlendem Zufluss eine reibungsarme Drallströmung sicherstellt.At The opening can be a flexible curtain, for example a rubber surface or elastic membrane may be arranged which rounds the cross section of the device and also at different Speeds or in the absence of inflow a low-friction swirl flow ensures.
An der Öffnung kann eine Bürste, ein Bürstenband oder ein Kamm oder ein aus Fasern bestehendes Endstück angeordnet sein. Diese Bauteile können das Eindringen unerwünschter Bestandteile in den Wirbelraum verhindern bzw. eine Rechenfunktion oder Abscheidewirkung oder sonstige Aufgabe wie Mischen und Homogenisieren übernehmen.At The opening can be a brush, a brush belt or a comb or a fiber end piece be arranged. These components can prevent unwanted intrusion Prevent components in the whirl space or a computing function or take over separation action or other task such as mixing and homogenizing.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beliebige den Stoff- und Wärmeaustausch begünstigende oder die Strömung vorteilhaft beeinflussende, die Reibung mindernde oder Kräfte und Momente erzeugende Einbauten aufweisen.The Device according to the invention can be any Substance and heat exchange favoring or the Flow advantageous influencing, the friction-reducing or have forces and moments generating internals.
Insbesondere
werden folgende Einbauten alternativ oder ergänzend vorgeschlagen:
Kernrohr
oder ggf. für Zusatzaufgaben nutzbare innen hohle Kernkörper,
Kernprofile mit wellenförmiger, spiralförmiger,
längs- oder quer berippter oder mit Schuppen ausgestatteter
oder sonst wie gearteter Profilierung, im Querschnitt veränderliche
Kernprofile, Kernbürste oder kompakter Füllkern
zur Ausbildung eines ringförmigen Strömungsraums,
Randkörper bzw. eine Draht- oder Fasern- oder Bürstenanordnung
im Außenbereich, um beispielsweise die Vermischung der
Fluidströme zu intensivieren oder um die Vorrichtung als
Chemiereaktor einsetzen zu können oder um die Grenzfläche
für den Stoff- und Wärmeaustausch zu steigern,
spiralförmig um einen Kernkörper gewickelte Drahtspirale
oder Bürste, Spirale mit oder ohne aufgesteckte Leitelemente
zur Veränderung der Drallkomponente der Strömung.In particular, the following installations are proposed alternatively or additionally:
Core tube or possibly for additional tasks usable inside hollow core body, core profiles with wavy, spiral, longitudinally or transversely ribbed or equipped with scales or otherwise kind profiling, variable in cross section core profiles, core brush or compact filling core to form an annular flow space, edge body or a wire or fiber or brush assembly in the outer region, for example, to intensify the mixing of the fluid streams or to use the device as a chemical reactor or to increase the interface for the mass and heat exchange, spirally wound around a core body wire spiral or brush, Spiral with or without attached guide elements for changing the swirl component of the flow.
Die Vorrichtung wandelt bei geneigter Anordnung geodätische Höhenunterschiede in Strömungsenergie um und dient bei vorhandenem Gefälle der Energiekonzentration, indem die Fließgeschwindigkeit entlang des Fließweges zunimmt, wobei beispielsweise durch ausreichende Mengen Zufuhrfluid dafür gesorgt ist, dass der Drall erhalten bleibt.The Device converts geodesic with inclined arrangement Height differences in flow energy around and serves if there is a slope of energy concentration, by the flow rate along the flow path increases, for example, by sufficient amounts of supply fluid for it is taken care that the twist is maintained.
Die Bewegung des Fluids in der Vorrichtung kann weitgehend beeinflusst werden, indem Archimedesspiralen und/oder Lenkschaufeln, gebogene Flächen oder Flügelprofile zur Lenkung der Strömung in Drall- oder in Achsrichtung dienen bzw. auf die Vorrichtung sowie in entgegengesetzter Richtung auf das strömende Fluid Kräfte und Momente ausüben.The Movement of the fluid in the device can be largely influenced be made by Archimedespiralen and / or steering vanes, curved surfaces or wing profiles for steering the flow in Swirl or serve in the axial direction or on the device as well forces in the opposite direction to the flowing fluid and exercise moments.
Die Vorrichtung kann auch am Rand eines Behälters und/oder innerhalb diesem angeordnet sein, wobei sich aufgrund der tangentialen Einströmung in die Vorrichtung bei vorhandenem fließfähigen Behälterinhalt eine Spiralwirbelströmung ausbildet, welche entlang des Wirbels die weitere Einströmung von Fluid unterstützt und damit die Entleerzeit von Behältern vorzugsweise verkürzt. Die Vorrichtung kann senkrecht oder geneigt in den zu entleerenden Behälter ragen und mit dem Boden, dem Behältermantel oder dem Deckel verbunden sein.The device can also be on the edge of a Container and / or be arranged within this, which forms due to the tangential inflow into the device with existing flowable container contents a spiral vortex flow, which along the vortex supports the further inflow of fluid and thus preferably shortens the emptying time of containers. The device may protrude vertically or inclined into the container to be emptied and be connected to the bottom, the container casing or the lid.
Ferner kann die Vorrichtung in einer oder mehreren Windungen oder in einem Bruchteil einer ganzen Windung um einen Behälter mit rechteckigem, rundem oder ellipsoiden oder sonst wie geformten Querschnitt entlang verlaufen, wobei die Vorrichtung zu einem Teil des Behälters wird. Der Wirbelraum ist vorzugsweise an seinem Ende konisch verjüngt.Further The device may be in one or more turns or in one Fraction of a whole turn around a container with rectangular, round or ellipsoidal or otherwise shaped cross-section along run, wherein the device to a part of the container becomes. The swirling space is preferably conically tapered at its end.
Die Vorrichtung kann auch an einem zu füllenden Behälter angeordnet sein, wobei durch das tangentiale Ausfließen aus der Vorrichtung eine intensive drucksenkende Drallströmung verursacht wird, welche in der Vorrichtung Sog erzeugt, so dass der Füllvorgang vorzugsweise beschleunigt abläuft.The Device can also be attached to a container be arranged, wherein by the tangential outflow from the device an intense pressure-reducing swirl flow is caused, which generates suction in the device, so that the Filling process preferably expires faster.
Die Vorrichtung lässt sich in einer Serie, einer Kette oder eines Mäanders mehrfach anordnen bzw. an Gegebenheiten der Umgebung weitgehend anpassen. Die Vorrichtung kann Teil eines Flusses oder eines sonstigen Fließgewässers oder Kanals sein und in diesen durch geschickte, vorzugsweise geneigte Anordnung zur Ausbildung einer schnelleren Kernströmung genutzt werden, wodurch sich neue Möglichkeiten einer energetischen Verwertung von Laufwasserströmungen ergeben.The Device can be in a series, a chain or arrange a meander several times or on conditions largely adapt to the environment. The device can be part of a River or other running water or Channels and in these by skillful, preferably inclined Arrangement for forming a faster core flow be used, which opens up new possibilities of an energetic Utilization of running water flows result.
Eine vorteilhafte Ausführung ergibt sich aus der Verwendung flexibler Werkstoffe, beispielsweise Gummi, so dass die Vorrichtung flexibel ist und leicht entlang von Krümmungen und Bögen oder entlang von Flüssen verlegt werden kann, indem zumindest kleine Abschnitte gummiähnliche Wandung haben oder indem die Vorrichtung zumindest teilweise aus Schläuchen zusammengesetzt ist.A advantageous embodiment results from the use flexible materials, such as rubber, so that the device is flexible and easy along bends and arches or along rivers, by at least small ones Sections have rubber-like wall or by the device at least partially composed of hoses.
Im Bereich der Öffnung können mehrere zusätzliche Lenkflächen angeordnet sein, welche beispielsweise zur Regulierung der Fluidströme die Größe des Spaltes verändern oder welche mehrere Spalträume bilden, in welche unterschiedliche Medien einleitbar sind, so dass die Vorrichtung als Stoffmischer wirkt.in the Area of the opening can be several additional Be arranged steering surfaces, which for example for Regulation of fluid flows the size of the gap or which multiple gap spaces form, in which different media can be introduced, so that the device acts as a material mixer.
Damit die Vorrichtung als Kühler oder Erhitzer einsetzbar ist, wird ein Mantel aus Blechen, Rohren oder Halbrohren bzw. ein an der Vorrichtung angeordneter separater Fluidraum vorgeschlagen, in welchem ein Wärme- oder Kälteträger fließen kann.In order to the device can be used as a cooler or heater, is a coat of sheets, tubes or half tubes or on proposed the device arranged separate fluid space, in which a heat or refrigerant can flow.
Die Öffnung der Vorrichtung kann beispielsweise mit Hilfe von Verstellschrauben und beweglichen oder drehbaren Begrenzungsflächen in ihrer Breite, Querschnittsform und Winkellage verändert werden.The opening the device can, for example, by means of adjusting screws and movable or rotatable boundary surfaces in their width, Cross-sectional shape and angular position can be changed.
Damit das Innere der Vorrichtung zumindest abschnittsweise jederzeit durch Abnehmen eines Teiles der Vorrichtung zugänglich ist, wird eine mehrteilige Konstruktion mit einem Deckel vorgeschlagen. Der Deckel kann auf einer Seite den Wirbelraum abdichten und auf der anderen Seite eine verstellbare Begrenzungsfläche zur Spaltregulierung aufweisen.In order to the interior of the device at least in sections at any time Removal of a portion of the device is accessible proposed a multi-part construction with a lid. Of the Lid can seal on one side of the whirl space and on the On the other side an adjustable boundary surface for gap regulation exhibit.
Die Vorrichtung kann mehrere gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilte Öffnungen in der vorgeschlagenen Art aufweisen, so dass die Hauptströmung mehrere über den Umfang verteilte Impulse in oder entgegen Drehrichtung erhält. An derselben axialen Stelle können sich auch gleichzeitig Öffnungen befinden, welche Fluid zuführen und entnehmen.The Device can be several evenly or unevenly over the circumference distributed openings in the proposed manner have, so that the main flow over several receives the circumference distributed pulses in or opposite direction of rotation. At the same axial location can also openings simultaneously located, which supply and remove fluid.
Damit sich im Wirbelraum die Wirkungsweise einer mehrgängigen Wirbelspule ergibt, werden Elemente vorgeschlagen, welche den Zufuhrraum in mehrere Abschnitte unterteilen und welche jeweils eine wirbelförmige tangentiale Fluidzufuhr ergeben.In order to in the swirling room the effect of a mehrgängigen Vortex coil, elements are proposed which the feed space divide into several sections and which each have a vortex-shaped give tangential fluid supply.
Um die in der Vorrichtung gesteigerte Bewegungsenergie in mechanische bzw. elektrische Energie umwandeln zu können, wird vorgeschlagen, dass im Wirbelraum vorzugsweise ganz innerhalb des Führungskörpers eine Strömungsmaschine angeordnet ist.Around the increased in the device kinetic energy into mechanical or to convert electrical energy, it is proposed that in the swirling space preferably entirely within the guide body a turbomachine is arranged.
Zur Wirkungsgraderhöhung von Strömungsmaschinen werden auf deren Eingangsseite Maßnahmen zur Steigerung der Geschwindigkeit vorgeschlagen, wobei beispielsweise mittels Lenkflächen auf Kosten des Dralls die axiale Geschwindigkeit erhöht wird.to Increasing the efficiency of turbomachines on the input side measures to increase the speed proposed, for example by means of steering surfaces Cost of spin the axial velocity is increased.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch der wesentliche Teil einer Wasserkraftanlage sein, indem auf einer oder auf beiden Seiten einer Wasserturbine die Wasserführung in der erfindungsgemäßen den Drall gezielt verändernden Art und Weise erfolgt.The The device according to the invention can also be the essential Be part of a hydroelectric plant, putting on one or both Pages of a water turbine, the water flow in the inventive the swirl is done in a purposefully changing manner.
Die Vorrichtung kann auch Teil einer Tragfläche oder einer zum Fliegen geeigneten Vorrichtung oder Teil eines über und/oder unter Wasser fahrenden beweglichen Objekts sein und/oder Teil eines Tragflächen- oder Profilrotors sein, an welchen über die erfindungsgemäße Vorrichtung an geeigneter Stelle Luft/Wasser abgesaugt oder über einen Spalt zugeleitet wird, um bspw. den Auftrieb oder die Vorschubkraft zu erhöhen oder um Strömungsablösungen zu verhindern oder um eine energetisch oder anderweitig verwendbare Strömung in einem tragflächenförmigen Kanal herzustellen.The device may also be part of an airfoil or a device suitable for flying or part of a mobile object moving above and / or under water and / or be part of an airfoil or profiled rotor, at which air / water is extracted at a suitable point by means of the device according to the invention or is fed through a gap, for example, to increase the buoyancy or the feed force or to prevent flow separation or to an energetic or on to produce widely usable flow in an airfoil-shaped channel.
Die den Drall verändernden Einrichtungen ergeben Reaktionskräfte und Vorschubkräfte, mittels welchen die erfindungsgemäße Vorrichtung Fahrzeuge antreiben kann.The the swirl-changing devices give reaction forces and feed forces, by means of which the inventive Device vehicles can drive.
Die Vorrichtung kann sowohl aus Abschnitten mit tangentialer Fluidzufuhr als auch Abschnitten mit tangentialer Fluidabfuhr bestehen. Ferner wird beansprucht, dass sich zwischen diesen Abschnitten Pumpen, Turbinen, Ventilatoren oder sonstige Fluid fördernde Einrichtungen befinden, welche der Vorrichtung Energie zuführen bzw. das Druckniveau erhöhen.The Device can be made both from sections with tangential fluid supply as well as sections with tangential fluid removal exist. Further it is claimed that between these sections pumps, Turbines, fans or other fluid-promoting facilities which supply the device with energy or increase the pressure level.
Die Vorrichtung kann auch aus dünnwandigem Blech hergestellt sein, wobei die aus der Strömung und dem Füllungsgewicht entstehenden Lasten von belastbaren Halterungen übernommen werden.The Device can also be made of thin-walled sheet metal be, taking the flow and the filling weight incurred loads of strong holders become.
Die Vorrichtung kann ferner in einen künstlichen Kanal oder einen künstlichen Fluss integriert sein, derart ein Teil des Flusses in der Vorrichtung strömt und in dieser der restlichen Strömung im Betrag der Geschwindigkeit vorauseilt. Ferner wird beansprucht, dass die so entstandene Strömung nach einer ausreichenden Fließ- und Gefällestrecke einer Laufwasserturbine zugeleitet wird, so dass die bewegungsfördernde Wirkung einer Wirbel- oder Wirbelspulenströmung genutzt wird.The Device may also be in an artificial canal or be an artificial river integrated, such a part flow of the flow in the device and in this the the rest of the flow in the amount of speed leads. Furthermore, it is claimed that the resulting flow after a sufficient flow and incline distance a run-water turbine is fed, so that the motion-promoting Effect of a vortex or vortex coil flow used becomes.
Die Vorrichtung kann in der Außenkontur rechteckigen Querschnitt aufweisen und vorzugsweise zweiteilig ausgeführt sein, so dass die Vorrichtung im Erdreich gut verlegbar und für Inspektionszwecke zerlegbar ist und geöffnet werden kann und durch diese Eigenschaften als Abwasserkanal oder Drainage anwendbar ist. Die Vorrichtung kann dicke Wände aufweisen und aus Beton oder Stahlbeton bestehen.The Device can be in the outer contour rectangular cross-section and preferably be made in two parts, so that the device can be laid well in the ground and for Inspection purposes is dismantled and can be opened and by these properties applicable as a sewer or drainage is. The device may have thick walls and off Concrete or reinforced concrete exist.
Die Vorrichtung kann außer statisch arbeitenden Wirbelspulengeneratoren auch drehende Rotoren zur Drallerzeugung enthalten, welche mechanisch, elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder sonst wie angetrieben sind und in der Vorrichtung den für eine reibungsarme Strömung notwendigen Drall erzeugen bzw. erhalten oder verstärken.The Device can except static vortex coil generators also include rotating rotors for generating swirl, which mechanically, electrically, pneumatically, hydraulically or otherwise powered are and in the device for a low-friction flow generate or maintain or reinforce necessary spin.
Die Öffnung kann einen separaten Formkörper enthalten, welcher vorzugsweise sowohl für den Hauptströmungsraum als auch für den Spaltraum Lenkflächen bzw. drallbildende Konturen aufweist. Beansprucht werden Lenkflächen, welche zur Umfangslinie geneigt sind und einen Schub in oder entgegen der Achsrichtung erzeugen.The opening may contain a separate shaped body, which preferably for both the mainstream space and for Having the gap space steering surfaces or swirl-forming contours. claimed are steering surfaces which are inclined to the circumferential line and generate a thrust in or against the axial direction.
An der Öffnung werden schaufelförmige oder mit Tragflächenprofil ausgestattete Lenkelemente vorgeschlagen, welche der Sekundärströmung eine Vorzugsrichtung in Achsrichtung geben und in ihrer Neigung verstell- oder drehbar sind und damit das Verhältnis der Drallbewegung zur Achsbewegung regulieren. Ferner wird beansprucht, dass ähnliche Lenkelemente alternativ oder ergänzend in den Hauptströmungsraum ragen und damit die Kernströmung beeinflussen bzw. auf diese einen Schub in oder entgegen der Achsbewegung ausüben bzw. je nach Einstellwinkel die Drallkomponente erhöhen oder verringern. Diese Lenkelemente können auch anderweitig an der Vorrichtung angebracht sein bzw. in einen Deckel integriert oder an einem Stutzen drehbar installiert sein.At The opening will be scoop-shaped or with airfoil equipped steering elements proposed which of the secondary flow give a preferential direction in the axial direction and in their inclination are adjustable or rotatable and thus the ratio of Regulate swirl motion to axis motion. It is further claimed that similar steering elements alternatively or additionally protrude into the main flow space and thus the core flow affect or on this a push in or against the axis movement exercise or depending on the setting angle the swirl component increase or decrease. These steering elements can Otherwise, be attached to the device or in a Cover integrated or rotatably installed on a socket.
Lenkelemente mit derselben Wirkung können auch an einem Halter angebracht sein oder in Form von Steckern an einer wandnahen Spirale aufgesteckt sein oder direkt an der Innenwandung des Führungskörpers angeklebt, angeschraubt oder mit Haft- oder Magnetkräften fixiert sein.steering Controls with the same effect can also be attached to a holder be plugged or in the form of plugs on a spiral near the wall or directly on the inner wall of the guide body glued on, screwed on or with adhesive or magnetic forces be fixed.
Die Öffnung am Führungskörper kann auch mit Hilfe von geeignet angeordneten Blechen, Folien oder Formkörpern realisiert sein, indem diese an einem vorzugsweise mittig angeordneten Längsspalt des Führungskörpers eine Umlenkung ergeben, an deren Ende die Strömung dem Führungskörper tangential hinzu strömt.The opening on the guide body can also be with the help of suitable arranged sheets, foils or moldings realized be by these at a preferably centrally disposed longitudinal gap of the Guide body result in a diversion, at the End the flow to the guide body tangentially added.
Die Öffnungen können auch verschließbar sein, indem ein zum Spalt passender Deckel oder Dichtung vorhanden ist. Vorzugsweise erfolgt ein luftdichter Abschluss, so dass bspw. Sogkräfte im Hauptströmungsraum erhalten bleiben.The openings can also be closed by a to Gap matching lid or seal is present. Preferably An airtight closure, so that, for example, suction forces maintained in the main flow space.
Über Klappen, welche handbetätigt, federbelastet oder automatisch betätigt werden, kann erreicht werden, dass die Öffnungen im Normalfall geschlossen sind und dass erst bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten Druckes ein Einströmen oder Ausströmen von Fluid erfolgt.about Flaps, which are manually operated, spring-loaded or automatic can be achieved, that the openings normally closed and that only when or falling below a certain pressure an inflow or Outflow of fluid takes place.
Über flexible Begrenzungsflächen an den Öffnungen kann erreicht werden, dass erst nach Anliegen einer bestimmten Flüssigkeitssäule bzw. Druckhöhe eine Einströmung über die Öffnung erfolgt.about flexible boundary surfaces at the openings can be achieved that only after concern of a certain liquid column or pressure level via an inflow the opening takes place.
Beansprucht wird, dass an einer oder mehreren Öffnungen der Vorrichtung ein oder mehrere Förderorgane, beispielsweise Pumpen, Ventilatoren, Propeller, Schrauben oder Rotoren, angeordnet sind, welche Fluid in die Vorrichtung drücken. Alternativ oder ergänzend wird beansprucht, dass ein oder mehrere Förderorgane vorhanden sind, welche Fluid aus der Vorrichtung heraus saugen.claimed is that at one or more openings of the device one or more conveying devices, for example pumps, fans, propellers, Screws or rotors are arranged, which fluid into the device to press. Alternatively or additionally, it is claimed that one or more conveying organs are present, which Sucking fluid out of the device.
Die Öffnung kann auch mit einem Überdruckraum in Verbindung stehen, so dass der Zustrom zur Vorrichtung alleine aufgrund der Druckunterschiede zwischen der Umgebung und dem Innenraum der Vorrichtung im Bereich der Wirbelströmung zustande kommt, so dass eingangsseitig keine Förderorgane benötigt werden. Ferner wird beansprucht, dass die Ausströmung aus der Vorrichtung ebenfalls durch einen Unterdruckraum entsteht, an welchen mindestens eine erfindungsgemäße Öffnung angeschlossen ist.The opening can also be overpressured space, so that the inflow to the device solely due to the pressure differences between the environment and the interior of the device in the field of turbulence comes about, so that on the input side no conveying members are needed. Furthermore, it is claimed that the outflow from the device also results from a vacuum chamber, to which at least one opening according to the invention is connected.
Bei Strömungsmaschinen wird die Drallkomponente der Strömung bewusst reduziert, um die an einer Strömungsmaschine durch Drall bedingten Probleme zu beseitigen und um die wirksame Geschwindigkeit zu erhöhen, welche bekanntlich die Leistung einer Strömungsmaschine maßgeblich bestimmt. Zur Veränderung des Dralls sowohl vor als auch nach Strömungsmaschinen werden auch hier Turbinenschaufeln, einzeln oder als Kranz angeordnete Lenkflächen, Tragflächen, Bogenflächen oder Treibstrahldüsen vorgeschlagen, welche vorzugsweise dreh- und verstellbar sind, um den Drall der Wirbelströmung lokal zu verändern.at Turbomachinery becomes the spin component of the flow deliberately reduced to passing through a turbomachine Swirl-related problems and eliminate the effective speed which is known to increase the performance of a turbomachine decisively determined. To change the twist Both before and after turbomachinery are also here turbine blades, individually or arranged as a rim steering surfaces, Airfoils, curved surfaces or jet nozzles proposed, which are preferably rotatable and adjustable to to locally change the swirl of the vortex flow.
Um die Wirbelströmung im Führungskörper und/oder den Impuls der Sekundärströmung zu verändern, insbesondere zu erhöhen, werden Treibstrahldüsen vorgeschla gen, welche in geeigneter Weise im Wirbelraum und/oder an der Öffnung angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Treibstrahldüsen verstellbar, wobei Strahlrichtung und/oder Strahlstärke regulierbar sind.Around the vortex flow in the guide body and / or to change the momentum of the secondary flow, in particular, will increase jet propulsion nozzles Suggested conditions, which in a suitable manner in the vortex space and / or are arranged at the opening. Preferably, the propulsion jet nozzles are adjustable, wherein beam direction and / or beam intensity adjustable are.
Es
werden Wirbelspulengeneratoren vorgeschlagen, welche im Führungskörper
angeordnet sind, um über eine Mehrzahl von Ablösewirbeln
eine mehrgängige Wirbelspule im Fließraum des
Führungskörpers zu erzwingen, welche die Kernströmung
vorauseilen lässt und dadurch bessere Voraussetzungen für
die Verwertung der Fließenergie in Strömungsmaschinen
schafft. Hier wird nicht auf den konkreten Aufbau von Wirbelspulengeneratoren
eingegangen, da derartige Vorrichtungen bereits bekannt sind und
unterschiedlich gestaltet sein können und im einfachsten
Fall aus mehreren in sich gewundenen leitschaufelartigen Lenkflächen
gemäß
Auch mehrere verschiedene Bauarten von Wirbelspulengeneratoren können gleichzeitig in demselben Führungskörper an unterschiedlichen Stellen angewandt sein. Diese Wirbelspulengeneratoren können bspw. eine Mehrzahl von Lenkflächen, Begrenzungsflächen mit bogenförmigem Ende, an Ringen angebrachte Ablösekanten und/oder Treibstrahldüsen aufweisen, wobei jeweils durch Ausbildung einer Mehrzahl von am Umfang gleichmäßig verteilten Einzelwirbeln durch Überlagerung eine mehrgängige Wirbelspule entsteht.Also several different types of vortex coil generators can at the same time in the same guide body at different locations be applied. These vortex coil generators can, for example. a plurality of steering surfaces, boundary surfaces with arcuate end, attached to rings detachment edges and / or propulsion jet nozzles, wherein in each case by Forming a plurality of circumferentially evenly distributed Single whirling by overlay a multi-course Vortex coil is created.
Die Erfindung wird anhand nachfolgender Figuren beispielhaft näher erläutert und bildlich dargestellt.The The invention will become more apparent by way of example with reference to the following figures illustrated and illustrated.
Es zeigtIt shows
Die Drallströmung kann auch durch andere drallbildende Elemente erzeugt und verstärkt werden. Hierzu zählen quer stehende oder geneigte Schaufeln, Tragflügel, Turbinenschaufeln, schaufelförmige Eindellungen oder Ausbeulungen am Mantel des Hybridrohrs beispielsweise mit Hydroforming hergestellt, Einprägung von Spiralwindungen oder aufgeklebte profilierte Folien, Spiralen, schraubenartige Körper.The Swirl flow can also be due to other swirling elements be generated and strengthened. These include cross standing or inclined blades, hydrofoils, turbine blades, scoop - like dents or bulges on the mantle of the Hybrid tube, for example, produced by hydroforming, embossing Spiral windings or glued profiled foils, spirals, helical body.
In
In
In
Nur bei den hier neu vorgeschlagenen Vorrichtungen erfolgt die tangentiale Zuleitung in eine bereits bestehende Wirbelströmung.Just in the devices proposed here, the tangential takes place Supply line in an existing vortex flow.
In
den
- 0101
- Führungskörper, HybridrohrGuiding body, hybrid tube
- 0202
- Ausleitblech/Fangblech, tangential am Hybridrohr angeordnetAusleitblech / catch plate, arranged tangentially on the hybrid tube
- 0303
- Zuflussrichtung zur Öffnung am Führungskörperinflow direction for opening on the guide body
- 0404
- Begrenzungsfläche der Öffnung am Führungskörperboundary surface the opening on the guide body
- 0505
- Rohrinnenraum, Wirbelraum des FührungskörpersTube interior, Whirl space of the guide body
- 0606
- Öffnung, tangential angeordnete Schlitzöffnung, DüseOpening, tangentially arranged slot opening, nozzle
- 0707
- kegelförmiger Abschnittconical section
- 0808
- hyperbolischer Abschnitthyperbolic section
- 0909
- Drallrohrtwisted tube
- 1010
- Leitrippeguiding rib
- 1111
- Leitelement in Form einer Delle oder Ausbeulungvane in the form of a dent or bulge
- 1212
- Element zur Lenkung der seitlichen tangentialen Zuströmungelement for steering the lateral tangential inflow
- 1313
- Strömungskanal, FlussbettA lazy river, Riverbed
- 1414
- Strömungsmaschineflow machine
- 1515
- Lenkfläche im Bereich der Öffnung des Führungskörperssteering area in the area of the opening of the guide body
- 1616
- Lenkfläche im Bereich des Kernkörperssteering area in the area of the core body
- 1717
- Drehachse einer drehbaren Lenkflächeaxis of rotation a rotatable steering surface
- 1818
- Deckelcover
- 1919
- Treibstrahldüsepropulsion
- 2020
- Treibstrahldriving jet
- 2121
- Düsenzuleitungnozzle supply line
- 2222
- Lenkflächensteering surfaces
- 2323
- Lenkflächensteering surfaces
- 2424
- Treibstrahl-LenkeinrichtungDriving beam steering device
- 2525
- TreibmittelkammerPropellant chamber
- 2626
- Endkante des Führungskörpers im Wirbelraumend edge of the guide body in the whirl space
- 2727
- Endkante des Führungskörpers im Außenraumend edge of the guide body in the outer space
- 2828
- WirbelspulengeneratorVortex generator coils
- 2929
- Wirbelwhirl
- AA
- Primärströmung/axiale HauptströmungPrimary flow / axial mainstream
- BB
- Sekundärströmung (tangential hinzukommend oder abfließend)secondary flow (tangentially incoming or outgoing)
- CC
- resultierende Gesamtströmung/Wirbel- oder Wirbelspulenströmungresulting Total flow / vortex or vortex coil flow
- PP
- Pumpepump
- MM
- Mischzonemixing zone
- MLML
- Mittelliniecenter line
- ARAR
- Ablaufrohrdrain pipe
- HSHS
- HybridrohrstückHybrid pipe section
- VV
- Längsgeschwindigkeitlongitudinal speed
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 69919543 T2 [0002] - DE 69919543 T2 [0002]
- - EP 0611418 B1 [0002, 0004] - EP 0611418 B1 [0002, 0004]
- - EP 1066220 B1 [0002] - EP 1066220 B1 [0002]
- - DE 19526239 A1 [0002, 0004] - DE 19526239 A1 [0002, 0004]
- - AT 138296 [0064] - AT 138296 [0064]
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007053440A DE102007053440A1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Fluid turbulence guiding device, has guiding body comprising opening formed along longitudinal extension, where opening extends in plane whose normal vector is arranged perpendicular to longitudinal axis of guiding body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007053440A DE102007053440A1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Fluid turbulence guiding device, has guiding body comprising opening formed along longitudinal extension, where opening extends in plane whose normal vector is arranged perpendicular to longitudinal axis of guiding body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007053440A1 true DE102007053440A1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=40560570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007053440A Withdrawn DE102007053440A1 (en) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Fluid turbulence guiding device, has guiding body comprising opening formed along longitudinal extension, where opening extends in plane whose normal vector is arranged perpendicular to longitudinal axis of guiding body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007053440A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011158031A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Ronald Davenport Wilson | Power generator |
CN102384033A (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-21 | 丛洋 | Generation device utilizing automobile airflow power |
CN110594245A (en) * | 2019-08-27 | 2019-12-20 | 西安建筑科技大学 | Vortex ventilation device for limited space |
CN110594245B (en) * | 2019-08-27 | 2024-05-03 | 西安建筑科技大学 | Vortex ventilation device for limited space |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4107020A1 (en) * | 1991-03-05 | 1992-09-10 | Franzis Verlag Gmbh | Two=dimensional data storage on printable or photographic medium - is for hand held scanners, involves blocking binary input data according to scanner capacity, arranging in matrix form, adding synchronising characteristics and test bits |
DE4200784A1 (en) * | 1992-01-11 | 1993-07-15 | Juergen Schatz | Power-recovery system from air currents - uses horizontal components tangential to inner circle as guides and to generate eddies |
DE4302823A1 (en) * | 1993-01-28 | 1995-02-09 | Juergen Schatz | Method and device for generating a vortex coil in a vortex |
DE4416560A1 (en) * | 1994-02-15 | 1995-08-17 | Juergen Hauschildt | Generator powered by viscous drag of fluid flow |
DE4429376A1 (en) * | 1994-08-12 | 1996-02-15 | Juergen Schatz | Wind rotor for use in all weathers |
DE19526239A1 (en) | 1995-07-18 | 1997-01-23 | Kessler & Luch Gmbh | Suction tube device |
EP0611418B1 (en) | 1991-11-01 | 1997-04-16 | SKAARUP, Erik | Plant for the recovery of energy from waves in water |
DE19539393A1 (en) * | 1995-10-10 | 1997-04-17 | Juergen Schatz | Vertical axis air-turbulence or whirlwind wind turbine |
DE19549476A1 (en) * | 1995-12-13 | 1997-07-24 | Juergen Schatz | Concentration and utilisation method for energy in parallel currents in wind turbine |
DE19646543A1 (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-07 | Olaf Dipl Ing Schatz | Method of producing and controlling vortices |
ATA138296A (en) | 1995-08-01 | 1998-12-15 | Vaught Sagel Gmbh & Co | Sick or nursing bed |
DE19748953A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Juergen Schatz | Method for generating rotational movement from solar energy |
DE10061170A1 (en) * | 2000-12-03 | 2002-08-01 | Juergen G Schatz | Method and device for accelerating a Newtonian fluid in pipes |
DE10129620A1 (en) * | 2001-06-16 | 2003-01-09 | Juergen G Schatz | Production of a hurricane energy transformer for utilizing fluid force in Newtonian fluids comprises producing air vortices on primary rotational axes, adjusting primary rotations of turbines, and forming vortices on secondary rotating axes |
DE10102672C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-02-27 | Juergen G Schatz | Method and device for using fluid power |
EP1066220B1 (en) | 1998-03-26 | 2005-05-25 | Waveplane Production A/S | Method and pump for impelling water in waters |
DE102004029617A1 (en) * | 2004-06-10 | 2006-01-12 | Schatz, Jürgen G. | Method for creating stationary and/or mobile working store in Newtonian fluids entails creating by source-sink actions ordered energy levels in form of cylinder-like or disc-form vortices with tornado-like speed concentrations |
DE69919543T2 (en) | 1998-06-16 | 2006-03-02 | Waveplane International A/S | DEVICE FOR USING WAVING ENERGY |
-
2007
- 2007-11-07 DE DE102007053440A patent/DE102007053440A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4107020A1 (en) * | 1991-03-05 | 1992-09-10 | Franzis Verlag Gmbh | Two=dimensional data storage on printable or photographic medium - is for hand held scanners, involves blocking binary input data according to scanner capacity, arranging in matrix form, adding synchronising characteristics and test bits |
EP0611418B1 (en) | 1991-11-01 | 1997-04-16 | SKAARUP, Erik | Plant for the recovery of energy from waves in water |
DE4200784A1 (en) * | 1992-01-11 | 1993-07-15 | Juergen Schatz | Power-recovery system from air currents - uses horizontal components tangential to inner circle as guides and to generate eddies |
DE4302823A1 (en) * | 1993-01-28 | 1995-02-09 | Juergen Schatz | Method and device for generating a vortex coil in a vortex |
DE4416560A1 (en) * | 1994-02-15 | 1995-08-17 | Juergen Hauschildt | Generator powered by viscous drag of fluid flow |
DE4429376A1 (en) * | 1994-08-12 | 1996-02-15 | Juergen Schatz | Wind rotor for use in all weathers |
DE19526239A1 (en) | 1995-07-18 | 1997-01-23 | Kessler & Luch Gmbh | Suction tube device |
ATA138296A (en) | 1995-08-01 | 1998-12-15 | Vaught Sagel Gmbh & Co | Sick or nursing bed |
DE19539393A1 (en) * | 1995-10-10 | 1997-04-17 | Juergen Schatz | Vertical axis air-turbulence or whirlwind wind turbine |
DE19549476A1 (en) * | 1995-12-13 | 1997-07-24 | Juergen Schatz | Concentration and utilisation method for energy in parallel currents in wind turbine |
DE19646543A1 (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-07 | Olaf Dipl Ing Schatz | Method of producing and controlling vortices |
DE19748953A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Juergen Schatz | Method for generating rotational movement from solar energy |
EP1066220B1 (en) | 1998-03-26 | 2005-05-25 | Waveplane Production A/S | Method and pump for impelling water in waters |
DE69919543T2 (en) | 1998-06-16 | 2006-03-02 | Waveplane International A/S | DEVICE FOR USING WAVING ENERGY |
DE10061170A1 (en) * | 2000-12-03 | 2002-08-01 | Juergen G Schatz | Method and device for accelerating a Newtonian fluid in pipes |
DE10102672C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-02-27 | Juergen G Schatz | Method and device for using fluid power |
DE10129620A1 (en) * | 2001-06-16 | 2003-01-09 | Juergen G Schatz | Production of a hurricane energy transformer for utilizing fluid force in Newtonian fluids comprises producing air vortices on primary rotational axes, adjusting primary rotations of turbines, and forming vortices on secondary rotating axes |
DE102004029617A1 (en) * | 2004-06-10 | 2006-01-12 | Schatz, Jürgen G. | Method for creating stationary and/or mobile working store in Newtonian fluids entails creating by source-sink actions ordered energy levels in form of cylinder-like or disc-form vortices with tornado-like speed concentrations |
Cited By (7)
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 |
CN102384033A (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-21 | 丛洋 | Generation device utilizing automobile airflow power |
CN110594245A (en) * | 2019-08-27 | 2019-12-20 | 西安建筑科技大学 | Vortex ventilation device for limited space |
CN110594245B (en) * | 2019-08-27 | 2024-05-03 | 西安建筑科技大学 | Vortex ventilation device for limited space |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0591467B1 (en) | Process and installation for producing useable energy from parallel flows | |
DE2715729A1 (en) | ROTOR FOR A TURBINE | |
DE4422700A1 (en) | Diffuser for turbomachinery | |
DE3213810A1 (en) | TURBINE AND THEIR USE | |
WO2019076514A1 (en) | Flow energy installation, in particular encased wind turbine | |
WO2017063830A1 (en) | Continuous-flow energy installation, in particular a wind power installation | |
DE3520032A1 (en) | DEVICE FOR CONVERTING A FLUID FLOW | |
EP2855923A1 (en) | Device for obtaining electrical energy from hydropower | |
DE102007053440A1 (en) | Fluid turbulence guiding device, has guiding body comprising opening formed along longitudinal extension, where opening extends in plane whose normal vector is arranged perpendicular to longitudinal axis of guiding body | |
AT508900A4 (en) | DEVICE AND METHOD FOR REMOVING WOVEN PARTS | |
EP3480451B1 (en) | Small hydroelectric power station | |
EP2519739B1 (en) | Turbine arrangement for converting energy contained in a flow of a fluid into electrical energy | |
EP0943784A1 (en) | Contoured channel for an axial turbomachine | |
DE2625422C3 (en) | Device for converting swirl flow energy back into pressure energy | |
EP3707370B1 (en) | Continuous flow machine for providing electrical energy | |
DE1403060A1 (en) | Means for achieving favorable static pressures in flow machines with asymmetrical exit velocity profiles | |
DE368564C (en) | Chain turbine with double water flow, in which the blade angles are curved in such a way that at normal speed of rotation of the turbine the outflow velocity is vectorially the same as the inflow velocity of the turbine | |
AT510210B1 (en) | DEVICE FOR IMPLEMENTING THE ENERGY OF A FLOWING MEDIUM | |
EP2659093B1 (en) | Turbomachine | |
DE1564974C3 (en) | Core of a liquid-cooled nuclear reactor | |
DE202004018648U1 (en) | Up current power plant has at least one inflow channel and housing with chimney-shaped upwardly open end piece | |
DE19548637C2 (en) | Device for the partial concentration and energetic use of flow energy in parallel flows | |
DE840080C (en) | Guide means for ring currents | |
DE10145865A1 (en) | Wind and water power system has 2 vertical throughflow rotors optionally fitted with 4 and 5 aerodynamic vanes on left and right with small inner, large outer control surfaces on left and right | |
CH623484A5 (en) | Centrifugal separator for solid and liquid particles from flowing gases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120601 |