DE102014215528A1 - Multiple rotor assembly and an electric generator driven therewith - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfachrotoranordnung zur Umwandlung einer Fluidströmung in Rotation, mit einem ersten und einem zweiten Rotor, die auf einer gemeinsamen Drehachse hintereinander, gegenläufig drehend angeordnet sind wobei die beiden Rotoren nach Art eines Kinderspielzeugwindrades aufgebaut sind und jeweils eine Mehrzahl (N1, N2) von symmetrisch angeordneten Rotorflügeln aufweisen, die Fluidführungsflächen bilden, wobei die Rotorflügel des ersten Rotors sich entlang einer ersten, spiralförmig verlaufenden Schraubenlinie erstrecken, wobei die erste, spiralförmig verlaufende Schraubenlinie auf einer in Fluidströmungsrichtung sich aufweitenden ersten rotationssymmetrischen Fläche verläuft, wobei die Rotorflügel des zweiten Rotors sich entlang einer zweiten, spiralförmig verlaufenden Schraubenlinie erstrecken, wobei die zweite, spiralförmig verlaufende Schraubenlinie auf einer sich in Fluidströmungsrichtung zumindest abschnittsweise verjüngenden zweiten rotationssymmetrischen Fläche verläuft, wobei in Fluidströmungsrichtung das Ende des ersten Rotors mit maximalem Rotordurchmesser unmittelbar benachbart zu dem Anfang des zweiten Rotors angeordnet ist.The present invention relates to a multi-rotor arrangement for converting a fluid flow into rotation, with a first and a second rotor, which are arranged on a common axis of rotation behind one another, counter-rotating wherein the two rotors are constructed in the manner of a children's toy wind and each having a plurality (N1, N2 ) of symmetrically arranged rotor vanes forming fluid guide surfaces, the rotor vanes of the first rotor extending along a first helical helix, the first helical helix extending on a first rotationally symmetric surface expanding in the fluid flow direction, the rotor vanes of the second helicoid Rotor extend along a second helically extending helical line, wherein the second, helically extending helix on a at least partially tapering in the fluid flow direction two th rotationally symmetric surface extends, wherein in the fluid flow direction, the end of the first rotor is arranged with a maximum rotor diameter immediately adjacent to the beginning of the second rotor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 1 sowie einen damit angetriebenen elektrischen Generator nach Anspruch 12.The present invention relates to a multiple rotor assembly according to claim 1 and an electric generator driven therewith according to claim 12.

Aus der WO 2004/031577 A2 ist ein elektrischer Generator mit einer Doppelrotoranordnung mit gegenläufigen Rotoren bekannt. Die beiden Rotoren sind in axialer Richtung hintereinander auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet und mit dem Stator bzw. dem Rotor eines elektrischen Generators verbunden. Die flachen Rotoren sind zumindest teilweise innerhalb eines Fluidleitrohres angeordnet. Eine vergleichbare Doppelrotoranordnung ist auch aus der US 2,339,602 B bekannt. Auch aus der US 5,984,631 B ist eine gleichläufige Doppelrotoranordnung mit zwei in axialer Richtung hintereinander auf einer gemeinsamen Drehachse angeordneten Rotoren bekannt.From the WO 2004/031577 A2 An electric generator with a double rotor arrangement with counter-rotating rotors is known. The two rotors are arranged one behind the other in the axial direction on a common axis of rotation and connected to the stator or the rotor of an electric generator. The flat rotors are at least partially disposed within a Fluidleitrohres. A comparable double rotor arrangement is also known from US 2,339,602 B known. Also from the US 5,984,631 B is a co-rotating double rotor assembly with two axially in succession arranged on a common axis of rotation rotors known.

Die DE 20 2010 017 165 U1 offenbart ebenfalls eine Doppelrotoranordnung mit zwei in axialer Richtung hintereinander auf einer gemeinsamen Drehachse angeordneten gegenläufigen Rotoren. Um ein gegenseitiges Beeinflussen der beiden Rotoren untereinander zu verhindern, sind die beiden Rotoren bewusst in axialer Richtung voneinander beabstandet, sodass Fluid, welches über den ersten Rotor in Fluidflussrichtung fließt, nicht automatisch über den zweiten Rotor geleitet wird, sondern in radialer Richtung entweicht. Zwar wird so eine Wechselwirkung der beiden Rotoren der Doppelrotoranordnung unterbunden, jedoch wird das Fluid jeweils nur zum Antreiben eines der Rotoren verwendet, wodurch sich die Effizienz der Rotoranordnung verringert.The DE 20 2010 017 165 U1 also discloses a double rotor assembly having two counter-rotating rotors arranged in succession on a common axis of rotation in the axial direction. In order to prevent mutual interference of the two rotors with each other, the two rotors are deliberately spaced apart in the axial direction, so that fluid flowing over the first rotor in the fluid flow direction, is not automatically passed through the second rotor, but escapes in the radial direction. Although such an interaction of the two rotors of the dual rotor assembly is prevented, however, the fluid is used only for driving one of the rotors, thereby reducing the efficiency of the rotor assembly.

Aus der EP 0199839A1 und der DE29619905U1 sind herkömmlich Kinderspielzeugwindräder bekannt, bei denen die Rotorflügel aus einer Mehrzahl sich in axialer Richtung entlang einer Schraubenlinie windenden Rotorflügeln bestehen.From the EP 0199839A1 and the DE29619905U1 Conventionally, child toy windmills are known in which the rotor vanes consist of a plurality of rotor vanes winding in the axial direction along a helix.

Ausgehend von der DE 20 2010 017 165 U1 ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine effizientere Mehrfachrotoranordnung sowie einen damit angetriebenen elektrischen Generator anzugeben.Starting from the DE 20 2010 017 165 U1 It is an object of the present invention to provide a more efficient multiple rotor assembly and an electric generator driven therewith.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 12.The solution of this object is achieved by the features of claims 1 and 12, respectively.

Gemäß der vorliegenden Erfindung winden sich die in Drehrichtung symmetrisch angeordneten Rotorflügel auf den beiden Rotoren auf einer rotationssymmetrischen Fläche entlang spiralförmig verlaufender Schraubenlinien. In Fluidströmungsrichtung vergrößert sich der Durchmesser der rotationssymmetrischen Fläche des ersten Rotors bis zu einem maximalen Durchmesser und der Durchmesser der rotationssymmetrischen Fläche des zweiten Rotors verkleinert sich ausgehend von einem maximalen Durchmesser. Durch die unmittelbare Nachbarschaft der beiden Rotoren jeweils mit den maximalen Durchmessern der ersten und zweiten rotationssymmetrischen Flächen geht die Fluidströmung unmittelbar von dem ersten Rotor auf den zweiten Rotor über. Somit treibt der Fluidfluss stets beide Rotoren an, da nur eine minimale Menge Fluid in radialer Richtung entweicht.According to the present invention, the rotor blades, which are arranged symmetrically in the direction of rotation, wind on the two rotors on a rotationally symmetrical surface along spirally extending helical lines. In the fluid flow direction, the diameter of the rotationally symmetrical surface of the first rotor increases up to a maximum diameter and the diameter of the rotationally symmetrical surface of the second rotor decreases, starting from a maximum diameter. Due to the immediate vicinity of the two rotors, each with the maximum diameters of the first and second rotationally symmetrical surfaces, the fluid flow passes directly from the first rotor to the second rotor. Thus, the fluid flow always drives both rotors, since only a minimal amount of fluid escapes in the radial direction.

Gemäß der vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 2 ist der maximale Durchmesser der beiden rotationssymmetrischen Flächen gleich. Daher geht die Fluidströmung mit weniger Verwirbelung von dem ersten Rotor auf den zweiten Rotor über und die Effizienz der Rotoranordnung wird weiter erhöht.According to the advantageous embodiment according to claim 2, the maximum diameter of the two rotationally symmetrical surfaces is the same. Therefore, the fluid flow passes from the first rotor to the second rotor with less turbulence, and the efficiency of the rotor assembly is further increased.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 3 ergeben die Schraubenlinien aller Rotorflügel eines Rotors wenigstens eine vollständige Windung von 360°.Due to the advantageous embodiment according to claim 3, the helices of all rotor blades of a rotor result in at least one complete turn of 360 °.

Die rotationssymmetrischen Flächen der erfindungsgemäßen Rotoranordnung sind vorzugsweise entweder als Teilflächen der Oberfläche eines Ellipsoids oder Kegels ausgebildet – Anspruch 3 und 5. Beide rotationssymmetrischen Flächen können hierbei entweder mit derselben Geometrie ausgebildet werden oder auch verschiedene Geometrien aufweisen. Bei Fluidfluss aus wechselnden Richtungen über die Rotoranordnung kann es vorteilhaft sein, beide rotationsymmetrischen Flächen mit gleicher Geometrie, beispielsweise jeweils als stumpfer Kegel auszubilden Bei nur unidirektionalem Fluidfluss kann die Effizienz der Rotoranordnung weiterhin dadurch optimiert werden, dass beispielsweise nach Art eines Düsentriebwerks der in Fluidflussrichtung erste Rotor eine rotationssymmetrische Fläche in Form eines Ellipsoids aufweist und der in Fluidflussrichtung zweite Rotor eine rotationssymmetrische Fläche in Form eines Kegels aufweist. Diese Anordnung ist dadurch vorteilhaft, dass durch die erste rotationssymmetrische Fläche in Form eines Ellipsoids Fluid beschleunigt in die Rotoranordnung geleitet wird, während die kegelförmige zweite rotationssymmetrische Fläche einen möglichst laminaren, ungestörten Fluss des Fluids aus der Rotoranordnung ermöglicht.The rotationally symmetric surfaces of the rotor assembly according to the invention are preferably formed either as partial surfaces of the surface of an ellipsoid or cone - claim 3 and 5. Both rotationally symmetric surfaces can be formed either with the same geometry or have different geometries. In the case of fluid flow from changing directions via the rotor arrangement, it may be advantageous to design both rotationally symmetrical surfaces with the same geometry, for example in each case as a blunt cone. With only unidirectional fluid flow, the efficiency of the rotor arrangement can be further optimized by, for example, the first in the fluid flow direction in the manner of a jet engine Rotor has a rotationally symmetrical surface in the form of an ellipsoid and the second rotor in the fluid flow direction has a rotationally symmetrical surface in the form of a cone. This arrangement is advantageous in that fluid is accelerated into the rotor assembly through the first rotationally symmetrical surface in the form of an ellipsoid, while the conical second rotationally symmetrical surface allows a laminar, undisturbed flow of the fluid from the rotor assembly.

Vorzugsweise ist die Spitze einer jeden rotationssymmetrischen Fläche der Rotoranordnung stumpf ausgebildet.Preferably, the tip of each rotationally symmetrical surface of the rotor assembly is formed blunt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß Anspruch 6 wird der Fluidfluss durch die Rotoranordnung weiterhin dadurch optimiert, dass der Öffnungswinkel der ersten rotationssymmetrischen Fläche größer ist als der Öffnungswinkel der zweiten rotationssymmetrischen Fläche.In a further advantageous embodiment according to claim 6, the fluid flow is further optimized by the rotor assembly in that the opening angle of the first rotationally symmetric surface is greater than the opening angle of the second rotationally symmetric surface.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 7, bei der die Steigung der Schraublinie des ersten Rotors bei maximalem Durchmesser der ersten rotationssymmetrischen Fläche gleich der Steigung der Schraublinie des zweiten Rotors bei maximalen Durchmesser der zweiten rotationssymmetrischen Fläche ist, ergibt sich ein glatter kontinuierlicher Übergang der Fluidströmung von dem ersten Rotor auf den zweiten Rotor. Dies erhöht die Effizienz der Rotoranordnung. Due to the advantageous embodiment according to claim 7, wherein the slope of the helix of the first rotor at maximum diameter of the first rotationally symmetric surface is equal to the slope of the helix of the second rotor at maximum diameter of the second rotationally symmetric surface, results in a smooth continuous transition of the fluid flow of the first rotor to the second rotor. This increases the efficiency of the rotor assembly.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 8 ist die Steigung der Schraubenlinie des ersten Rotors kleiner als die Steigung der Schraubenlinie des zweiten Rotors. Somit wird das Fluid durch den ersten Rotor radial abgelenkt, um an dem zweiten Rotor eine erhöhte Arbeit zu leisten. Zudem erhöht sich die Geschwindigkeit des Fluidflusses durch den zweiten Rotor relativ zu dem ersten Rotor, wodurch mehr Fluid in den ersten Rotor gesogen wird.In the advantageous embodiment according to claim 8, the pitch of the helix of the first rotor is smaller than the pitch of the helix of the second rotor. Thus, the fluid is deflected radially by the first rotor to perform an increased work on the second rotor. In addition, the rate of fluid flow through the second rotor increases relative to the first rotor, thereby drawing more fluid into the first rotor.

Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 10 sind die ersten und zweiten Rotoren in einer rohrförmigen Fluidleiteinrichtung angeordnet. Dadurch wird das Fluid entlang der Fluidführungsflächen zwangsgeführt und es kann kein Fluid radial entweichen ohne an den Rotorflügeln Arbeit zu leisten. Somit erhöht sich durch die Fluidleiteinrichtung weiterhin die Effizienz der Rotoranordnung.In the advantageous embodiment according to claim 10, the first and second rotors are arranged in a tubular fluid guide. As a result, the fluid is forcibly guided along the fluid guide surfaces and no fluid can escape radially without having to work on the rotor blades. Thus, by the Fluidleiteinrichtung further increases the efficiency of the rotor assembly.

Dieser Effekt wird durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 11 noch verstärkt, bei der die rohrförmige Fluidleiteinrichtung an ihrer Innenseite Fluidführungsflächen aufweist. Durch diese Fluidführungsflächen kann Fluid gezielt über die Rotoren geleitet werden.This effect is further enhanced by the advantageous embodiment according to claim 11, wherein the tubular fluid guide means has on its inside fluid guide surfaces. Through these fluid guide surfaces fluid can be directed via the rotors.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 12 bildet die Fluidleiteinrichtung einen dritten Rotor und durch die Zweiteilung nach Anspruch 13 einen dritten und einen vierten Rotor, deren Rotationsenergie genutzt werden kann.Due to the advantageous embodiment according to claim 12, the fluid guide device forms a third rotor and the division into two parts according to claim 13, a third and a fourth rotor whose rotational energy can be used.

Die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 14 umfasst sechs Rotoren, so dass die Rotationsenergie von noch mehr Rotoren genutzt werden kann.The advantageous embodiment according to claim 14 comprises six rotors, so that the rotational energy can be used by even more rotors.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 15 ist die Rotoranordnung in einer rohrförmigen Fluidleiteinrichtung angeordnet, welche an ihrer Außenseite Fluidführungsflächen in Form von Leitschaufeln aufweist. Die Leitschaufeln sind vorzugsweise rinnenförmig ausgebildet und umlaufen die Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung von der Fluideintrittsöffnung zu der Fluidaustrittsöffnung schraubenlinienförmig. Die rohrförmige Fluidleiteinrichtung umgibt die Rotoren und ist fest montiert, d. h. ist nicht drehbar gelagert. Somit dreht sich die rohrförmige Fluidleiteinrichtung nicht mit dem Fluidfluss, sondern bleibt statisch, während sich die Rotoranordnung im Inneren der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung mit dem Fluidfluss bewegt. Durch diese Ausgestaltung erhöht sich die Effizienz der Rotoranordnung. Fließt Fluid durch die rohrförmige Fluidleiteinrichtung, so wird der Fluidfluss durch die in der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung montierten Rotoren gebremst und ein Staudruck entsteht vor den Rotoren in Fluidflussrichtung. An der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung verläuft der Fluidfluss ungebremst und somit schneller als in der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung. Zusätzlich wird der Fluidfluß an der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung auch noch in Drehung versetzt. Daher entsteht an der Fluidaustrittsöffnung, an der die äußere, schnellere Fluidströmung und die innere, langsamere Fluidströmung aufeinandertreffen, ein Unterdruck und somit eine Sogwirkung. Durch diesen Unterdruck an der Fluidaustrittsöffnung der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung wird Fluid in die Fluideintrittsöffnung der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung gesogen und fließt über die Rotoren und leistet Arbeit.In a further advantageous embodiment according to claim 15, the rotor assembly is arranged in a tubular fluid guide, which has on its outer side fluid guide surfaces in the form of vanes. The guide vanes are preferably channel-shaped and circulate the outside of the tubular fluid guide from the fluid inlet opening to the fluid outlet opening helically. The tubular fluid guide surrounds the rotors and is fixedly mounted, i. H. is not rotatably mounted. Thus, the tubular fluid guide does not rotate with the fluid flow but remains static as the rotor assembly moves within the tubular fluid guide with the fluid flow. This configuration increases the efficiency of the rotor assembly. If fluid flows through the tubular fluid guide device, the fluid flow is braked by the rotors mounted in the tubular fluid guide device and a dynamic pressure is created in front of the rotors in the fluid flow direction. On the outside of the tubular fluid guide, the fluid flow is unbraked and thus faster than in the tubular fluid guide. In addition, the fluid flow on the outside of the tubular fluid guide is also rotated. Therefore, at the fluid exit opening, where the outer, faster fluid flow and the inner, slower fluid flow meet, creates a negative pressure and thus a suction effect. By this negative pressure at the fluid outlet opening of the tubular fluid guide fluid is sucked into the fluid inlet opening of the tubular Fluidleiteinrichtung and flows through the rotors and does work.

Vorzugsweise ist in der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung mit an der Außenseite angebrachten Leitschaufeln hierbei an eine Mehrfachrotoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 montiert, es kann aber auch ein einzelner Rotor oder eine Rotoranordnung eines sonstigen beliebigen Typs verwendet werden. Die Leitschaufeln an der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung bieten den Vorteil, dass an der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung fließendes Fluid durch die Leitschaufeln in eine Drehbewegung versetzt wird, welche die Sogwirkung an der Fluidaustrittsöffnung verstärkt. Hierbei können die Leitschaufeln so angebracht werden, dass die Drehbewegung des Fluidflusses an der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung gleichsinnig verläuft mit der Drehbewegung des Fluidflusses, welcher in der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung über den Rotor fließt. Durch diese gleichsinnige Drehbewegung lassen sich Turbulenzen an der Fluidaustrittsöffnung der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung vermeiden. Zudem können die Leitschaufeln in ihrer radialen Erstreckung variiert und somit an die zu erwartenden Fluidflussmengen angepasst werden, beispielsweise mit radial relativ kleinen Leitschaufeln bei starker Fluidströmung und radial relativ großen Leitschaufeln bei geringer Fluidströmung.Preferably, in the tubular fluid guide with vanes mounted on the outside, it is mounted to a multiple rotor assembly according to any one of claims 1 to 9, but a single rotor or rotor assembly of any other type may be used. The guide vanes on the outside of the tubular fluid guide device have the advantage that fluid flowing on the outside of the tubular fluid guide device is caused to rotate by the guide vanes, which reinforces the suction effect at the fluid outlet opening. In this case, the guide vanes can be mounted so that the rotational movement of the fluid flow on the outside of the tubular fluid guide runs in the same direction with the rotational movement of the fluid flow, which flows in the tubular fluid guide over the rotor. By this same direction rotary motion turbulence can be avoided at the fluid outlet opening of the tubular fluid guide. In addition, the vanes can be varied in their radial extent and thus adapted to the expected fluid flow rates, for example with radially relatively small vanes at high fluid flow and radially relatively large vanes at low fluid flow.

Um die Sogwirkung an der Fluidaustrittsöffnung der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung weiter zu verstärken – Anspruch 16, ist es vorteilhaft, wenn sich die rohrförmige Fluidleiteinrichtung von der Fluideintrittsöffnung zu der Fluidaustrittsöffnung hin konisch verjüngt. Bei dieser Ausführungsform ist es zudem vorteilhaft, wenn die radiale Erstreckung der schraubenlinienförmigen Leitschaufeln proportional entgegengesetzt zu der Abnahme des Umfangs der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung zunimmt, sodass der Gesamtumfang einer Hüllfläche um die rohrförmige Fluidleiteinrichtung und die Leitschaufeln entlang der Länge der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung konstant bleibt.In order to further enhance the suction effect at the fluid outlet opening of the tubular fluid guide device, it is advantageous if the tubular fluid guide device tapers conically from the fluid inlet opening to the fluid outlet opening. In this embodiment, it is also advantageous if the radial extent of the helical vanes is proportional to the decrease in the circumference of the increases so that the total circumference of an envelope surface around the tubular fluid guide and the vanes along the length of the tubular fluid guide remains constant.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die rohrförmige Fluidleiteinrichtung an ihrer Innenseite Fluidleitflächen gemäß Anspruch 11 und an ihrer Außenseite Leitschaufeln gemäß Anspruch 15 aufweisen.In a further embodiment, the tubular fluid guiding device may have on its inside fluid guide surfaces according to claim 11 and on its outside guide vanes according to claim 15.

Der elektrische Generator nach Anspruch 17 weist durch die Gegenläufigkeit der beiden Rotoren, die mit dem elektrischen Stator und dem elektrischen Rotor verbunden sind, eine höhere Leistung auf. Durch die Anordnung des elektrischen Stators und Rotors innerhalb der beiden rotationssymmetrischen Flächen sind die elektrischen Bauteile geschützt und stören nicht die Fluidströmung entlang der Fluidführungsflächen.The electric generator according to claim 17 has a higher power due to the opposition of the two rotors connected to the electric stator and the electric rotor. The arrangement of the electric stator and rotor within the two rotationally symmetrical surfaces, the electrical components are protected and do not interfere with the fluid flow along the fluid guide surfaces.

Die übrigen Ansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The remaining claims relate to further advantageous embodiments of the invention.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung von der Seite, quer zur Fluidströmungsrichtung, mit hintereinander angeordnetem ersten zweiten Rotor; 1 a schematic representation of a first embodiment of the invention from the side, transverse to the fluid flow direction, with successively arranged first second rotor;

2 eine Aufsicht auf die erste Ausführungsform nach 1 in Strömungsrichtung ohne den ersten Rotor; 2 a plan view of the first embodiment according to 1 in the flow direction without the first rotor;

3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung von der Seite, quer zur Fluidströmungsrichtung; 3 a schematic representation of a second embodiment of the invention from the side, transverse to the fluid flow direction;

4 eine Aufsicht auf die zweite Ausführungsform nach 3 in Strömungsrichtung ohne den ersten Rotor; 4 a plan view of the second embodiment according to 3 in the flow direction without the first rotor;

5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung von der Seite, quer zur Fluidströmungsrichtung; 5 a schematic representation of a third embodiment of the invention from the side, transverse to the fluid flow direction;

6 eine Schnittdarstellung entlang Ebene x-x in 5; 6 a sectional view along plane xx in 5 ;

7 eine Schnittdarstellung entlang Ebene y-y in 5; 7 a sectional view along plane yy in 5 ;

8a eine Aufsicht auf eine rohrförmigen Fluidleiteinrichtung mit an der Außenseite angeordneten Fluidleitschaufeln, 8a a plan view of a tubular fluid guide with arranged on the outside fluid guide vanes,

8b eine Seitenansicht der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 8a, und 8b a side view of the tubular fluid guide 8a , and

9 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer rohrförmigen Fluidleiteinrichtung gemäß 8a und 8b. 9 a cross-sectional view of an embodiment of the invention with a tubular fluid guide according to 8a and 8b ,

1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem ersten Rotor 2 und einem zweiten Rotor 4, die hintereinander auf einer gemeinsamen Drehachse 6 angeordnet sind. Beide Rotoren 2 und 4 sind nach Art eines Kinderspielzeugwindrades aufgebaut und weisen jeweils vier Rotorflügel 2-1 bis 2-4 und 4-1 bis 4-4 auf, die punktsymmetrisch zur Drehachse 6 angeordnet sind. Die Rotorflügel 2-i des ersten Rotors 2 erstrecken sich entlang einer ersten, spiralförmig verlaufenden Schraubenlinie B. Die erste Schraubenlinie 8 verläuft auf einer ersten rotationssymmetrischen Fläche bzw. einer Ellipsoidoberfläche 10, die sich in Fluidströmungsrichtung A aufweitet. Der Drehsinn der ersten Schraubenlinie 8 ist im Uhrzeigersinn. Der zweite Rotor 4 ist in Fluidströmungsrichtung A unmittelbar hinter dem ersten Rotor 2 angeordnet. Die Rotorflügel 4-i des zweiten Rotors 4 erstrecken sich entlang einer zweiten, spiralförmig verlaufenden Schraubenlinie 12. Die zweite Schraubenlinie 12 verläuft auf einer zweiten rotationssymmetrischen Fläche bzw. einer Ellipsoidoberfläche 14, die sich in Fluidströmungsrichtung A verjüngt. Der Drehsinn der zweiten Schraubenlinie 12 in Fluidströmungsrichtung betrachtet ist ebenfalls im Uhrzeigersinn. Der Durchmesser des ersten Rotors 2 ist an seinem dem zweiten Rotor 4 zugewandten Ende kleiner als der Durchmesser des zweiten Rotors 4 an seinem dem ersten Rotor 2 zugewandten Anfang. Wenn der Doppelrotor in Fluidströmungsrichtung A angeströmt wird, dreht sich der erste Rotor 2 im Uhrzeigersinn und der zweite Rotor 4 entgegen dem Uhrzeigersinn. 1 and 2 show a first embodiment of the invention with a first rotor 2 and a second rotor 4 , one behind the other on a common axis of rotation 6 are arranged. Both rotors 2 and 4 are constructed in the manner of a children's toy wind turbine and each have four rotor blades 2-1 to 2-4 and 4-1 to 4-4 on, the point symmetrical to the axis of rotation 6 are arranged. The rotor blades 2-i of the first rotor 2 extend along a first spiral helix B. The first helix 8th runs on a first rotationally symmetric surface or an ellipsoid surface 10 which widens in the fluid flow direction A. The sense of rotation of the first helix 8th is clockwise. The second rotor 4 is in the fluid flow direction A immediately behind the first rotor 2 arranged. The rotor blades 4-i of the second rotor 4 extend along a second helical helix 12 , The second helix 12 runs on a second rotationally symmetric surface or an ellipsoid surface 14 , which tapers in the fluid flow direction A. The sense of rotation of the second helix 12 viewed in the fluid flow direction is also clockwise. The diameter of the first rotor 2 is at his second rotor 4 facing end smaller than the diameter of the second rotor 4 at his the first rotor 2 facing beginning. When the double rotor is flown in the fluid flow direction A, the first rotor rotates 2 clockwise and the second rotor 4 counterclockwise.

In dem durch die erste und zweite Ellipsoidoberfläche 10, 12 aufgespannten Raum ist ein elektrischer Generator 20 angeordnet. Der elektrische Generator 20 umfasst eine erste und eine zweite Statoreinrichtung 22, 24 und eine erste und eine zweite Rotoreinrichtung 26, 28. Der erste Rotor 2 ist starr mit der ersten Rotoreinrichtung 26 und der zweite Rotor 4 ist starr mit der zweiten Rotoreinrichtung 28 verbunden. Die beiden Statoreinrichtungen 22, 24 sind drehfest mit der Drehachse 6 verbunden.In the first and second ellipsoid surfaces 10 . 12 Spanned space is an electrical generator 20 arranged. The electric generator 20 includes first and second stator means 22 . 24 and first and second rotor means 26 . 28 , The first rotor 2 is rigid with the first rotor device 26 and the second rotor 4 is rigid with the second rotor device 28 connected. The two stator devices 22 . 24 are non-rotatable with the axis of rotation 6 connected.

2 zeigt eine Aufsicht auf die erste Ausführungsform der Erfindung in Fluidströmungsrichtung A, wobei der erste Rotor 2 weggelassen ist, so dass nur der zweite Rotor 4 mit seinen Rotorflügeln 4-i zu sehen ist. 2 shows a plan view of the first embodiment of the invention in the fluid flow direction A, wherein the first rotor 2 is omitted, leaving only the second rotor 4 with its rotor blades 4-i you can see.

Die 3 und 4 zeigen in analoger Darstellung eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit einem ersten Rotor 32 und einem zweiten Rotor 34, die sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch unterscheidet, dass der Durchmesser des ersten Rotors 32 an seinem dem zweiten Rotor 34 zugewandten Ende gleich groß ist wie der Durchmesser des zweiten Rotors 34 an seinem dem ersten Rotor 32 zugewandten Anfang.The 3 and 4 show in analogous representation a second embodiment of the invention with a first rotor 32 and a second rotor 34 , which differs from the first embodiment only in that the diameter of the first rotor 32 at its the second rotor 34 facing end is the same size as the diameter of the second rotor 34 at his the first rotor 32 facing beginning.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der elektrische Generator 20 der ersten beiden Ausführungsformen der Erfindung lediglich eine Statoreinrichtung und eine Rotoreinrichtung, wobei die Statoreinrichtung und die Rotoreinrichtung jeweils starr mit dem ersten oder zweiten Rotor verbunden sind und drehbar an der Drehachse 6 gelagert sind.In an alternative, not shown embodiment of the invention, the electric generator comprises 20 the first two embodiments of the invention, only a stator and a rotor device, wherein the stator means and the rotor means are each rigidly connected to the first or second rotor and rotatably mounted on the axis of rotation 6 are stored.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Rotoren 2, 4 oder 32, 34 innerhalb einer rohrförmigen Fluidleiteinrichtung angeordnet. Hierdurch wird die in einer Fluidströmung enthaltene kinetische Energie besser genutzt.In a further embodiment of the invention, not shown, the two rotors 2 . 4 or 32 . 34 disposed within a tubular fluid guide. As a result, the kinetic energy contained in a fluid flow is better utilized.

5 bis 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit sechs Rotoren 41 bis 46. Der erste, dritte und vierte Rotor 41, 43 und 45 sind übereinander angeordnet und rotieren im Gleichsinn. Der zweite, vierte und sechste Rotor 42, 44 und 46 sind ebenfalls übereinander angeordnet, rotieren ebenfalls gleichsinnig aber im Gegensinn zu dem ersten, dritten und fünften Rotor 41, 43 und 45. Die beiden Rotorsätze 41, 43, 45 und 42, 44, 46 sind bezüglich einer zur Drehachse 6 senkrecht angeordneten Ebene Z-Z spiegelsymmetrisch angeordnet. 5 to 7 show a third embodiment of the invention with six rotors 41 to 46 , The first, third and fourth rotor 41 . 43 and 45 are arranged one above the other and rotate in the same direction. The second, fourth and sixth rotor 42 . 44 and 46 are also arranged one above the other, rotate in the same direction but in the opposite direction to the first, third and fifth rotor 41 . 43 and 45 , The two rotor sets 41 . 43 . 45 and 42 . 44 . 46 are one with respect to the axis of rotation 6 arranged perpendicular plane ZZ mirror-symmetrically arranged.

Der im Bereich der Drehachse 6 unter den Rotoren 41 bis 46 angeordnete elektrische Generator 20 umfasst sechs Statoreinrichtungen 47 bis 52 sowie sechs Rotoreinrichtungen 54 bis 59. Die Rotoren Die sechs Rotoren 41 bis 46 sind starr mit den sechs Rotoreinrichtungen 54 bis 59 verbunden. Die sechs Statoreinrichtungen 47 bis 52 sind drehfest an der Drehachse 6 montiert.The one in the area of the rotation axis 6 under the rotors 41 to 46 arranged electric generator 20 includes six stator devices 47 to 52 as well as six rotor devices 54 to 59 , The rotors The six rotors 41 to 46 are rigid with the six rotor devices 54 to 59 connected. The six stator devices 47 to 52 are non-rotatable on the axis of rotation 6 assembled.

6 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Ebene X-X, so dass der erste, dritte und fünfte Rotor 41, 43 und 45 zu sehen ist. 7 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Ebene Y-Y, so dass nur der dritte und der fünfte Rotor 43, 45 zu sehen ist. 6 shows a sectional view along the plane XX, so that the first, third and fifth rotor 41 . 43 and 45 you can see. 7 shows a sectional view taken along the plane YY, so that only the third and the fifth rotor 43 . 45 you can see.

8a zeigt eine Aufsicht auf die und 8b eine Seitenansicht der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung mit an der Außenseite angeordneten Fluidleitschaufeln. An der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 sind vier Leitschaufeln 61 angeordnet, welche die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 außenseitig schraubenlinienförmig von der Fluideintrittsöffnung zu der Fluidaustrittsöffnung hin umlaufen. 8a shows a view of the and 8b a side view of the tubular fluid guide with arranged on the outside fluid guide vanes. On the outside of the tubular fluid guide 60 are four vanes 61 arranged, which the tubular fluid guide 60 on the outside rotate helically from the fluid inlet opening to the fluid outlet opening.

Fluid fließt in die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 in Fluidflussrichtung A durch die Fluideintrittsöffnung 62 und tritt aus der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 durch die Fluidaustrittsöffnung 63 wieder aus. Die schraubenlinienförmig verlaufenden Leitschaufeln 61 erstrecken sich entlang der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 entlang der Schraubenlinien 64. Die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 verjüngt sich konisch von der Fluideintrittsöffnung 62 zu der Fluidaustrittsöffnung 63. Zudem vergrößert sich die radiale Erstreckung der Leitschaufeln 61 von der Fluid-eintrittsöffnung 62 zu der Fluidaustrittsöffnung 63, d. h. je geringer der Umfang der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60, desto größer die radiale Erstreckung der Leitschaufeln, sodass eine die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 und die Leitschaufeln umgebende Hüllfläche entlang der Länge der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 eine konstante Umfangslinie beschreibt.Fluid flows into the tubular fluid guide 60 in the fluid flow direction A through the fluid inlet opening 62 and exits the tubular fluid guide 60 through the fluid outlet opening 63 out again. The helical vanes 61 extend along the outside of the tubular fluid guide 60 along the helices 64 , The tubular fluid guide 60 tapers conically from the fluid inlet opening 62 to the fluid outlet opening 63 , In addition, the radial extent of the vanes increases 61 from the fluid inlet 62 to the fluid outlet opening 63 ie the smaller the circumference of the tubular fluid guide device 60 , The greater the radial extent of the vanes, so that the tubular fluid guide 60 and the vanes surrounding envelope surface along the length of the tubular fluid guide 60 describes a constant perimeter.

9 zeigt eine Querschnittsansicht einer rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 gemäß 8a und 8b mit einem ersten Rotor 2 und einem zweiten Rotor 4, die in der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 montiert sind. Die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 verjüngt sich konisch von der Fluideintrittsöffnung 62 zu der Fluidaustrittsöffnung 63 hin. Fluid fließt in die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 in Fluidflussrichtung A durch die Fluideintrittsöffnung 62. In der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 prallt das Fluid auf den ersten Rotor 2 und die Rotorflügel des ersten Rotors 2-i und treibt somit den ersten Rotor 2 an. Danach fließt das Fluid über den in Serie mit dem ersten Rotor 2 montierten zweiten Rotor 4 mit den Rotorflügeln 4-i und treibt den zweiten Rotor 4 an. Danach tritt das Fluid aus der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung durch die Fluidaustrittsöffnung 63 wieder aus. An der Außenseite weist die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 Leitschaufeln 61 auf, die sich entlang der Schraubenlinie 64 von der Fluideintrittsöffnung 62 zu der Fluidaustrittsöffnung 63 hin erstrecken. Die radiale Erstreckung der Leitschaufeln 61 nimmt hierbei von der Fluideintrittöffnung 62 zu der Fluidaustrittsöffnung 63 kontinuierlich zu und kompensiert somit die Abnahme des Umfangs der sich konisch verjüngenden rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60, sodass eine die rohrförmige Fluidleiteinrichtung 60 und die Leitschaufeln 61 umfassende Hüllfläche entlang der Länge der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 einen konstanten Umfang beschreibt. Fluid fließt an der Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 und wird durch die Leitschaufeln 61 in eine Drehbewegung versetzt. Durch die Konizität der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 und durch die Drehbewegung aufgrund der Leitschaufeln 61 ist im Bereich der Fluidastrittsöffnung 63 die Strömungsgeschwindigkeit des außen an der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 vorbei strömenden Fluids größer als die Strömungsgeschwindigkeit des durch das Inneren der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung 60 strömenden Fluids. Aufgurnd dieser unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten entsteht ein Unterdruck der eine Sogwirkung an der Fluideintrittsöffnung 62 erzeugt. Hierdurch erhöht sich die Effizienz der Anordnung bzw. die an den Rotoren 2 und 4 geleistete Arbeit erhöht sich. 9 shows a cross-sectional view of a tubular fluid guide 60 according to 8a and 8b with a first rotor 2 and a second rotor 4 in the tubular fluid guide 60 are mounted. The tubular fluid guide 60 tapers conically from the fluid inlet opening 62 to the fluid outlet opening 63 out. Fluid flows into the tubular fluid guide 60 in the fluid flow direction A through the fluid inlet opening 62 , In the tubular fluid guide 60 bounces the fluid on the first rotor 2 and the rotor blades of the first rotor 2-i and thus drives the first rotor 2 at. Thereafter, the fluid flows in series with the first rotor 2 mounted second rotor 4 with the rotor blades 4-i and drives the second rotor 4 at. Thereafter, the fluid from the tubular fluid guide occurs through the fluid outlet opening 63 out again. On the outside, the tubular fluid guide 60 vanes 61 on, extending along the helix 64 from the fluid inlet opening 62 to the fluid outlet opening 63 extend. The radial extent of the vanes 61 takes from the fluid inlet opening 62 to the fluid outlet opening 63 continuously and thus compensates for the decrease in the circumference of the conically tapered tubular fluid guide 60 such that the tubular fluid guiding device 60 and the vanes 61 comprehensive envelope along the length of the tubular fluid guide 60 describes a constant extent. Fluid flows on the outside of the tubular fluid guide 60 and gets through the vanes 61 put in a rotary motion. By the conicity of the tubular fluid guide 60 and by the rotational movement due to the vanes 61 is in the area of the fluid passage opening 63 the flow rate of the outside of the tubular fluid guide 60 past flowing fluid greater than the flow rate of the through the interior of the tubular fluid guide 60 flowing fluid. Aufgurnd these different flow rates creates a negative pressure of a suction effect at the fluid inlet opening 62 generated. This increases the efficiency of the arrangement or on the rotors 2 and 4 Work done increases.

Die Fluitleiteinrichtung mit außen liegenden LeitschaufelnThe Fluitleiteinrichtung with outer vanes

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AA
FluidströmungsrichtungFluid flow direction
X-XX X
Schnittebenecutting plane
Y-YY-Y
Schnittebenecutting plane
Z-ZZ-Z
Symmetrieebeneplane of symmetry
22
erster Rotorfirst rotor
44
zweiter Rotorsecond rotor
66
DrehachesDrehaches
2-i2-i
Rotorflügel des ersten RotorsRotor blades of the first rotor
4-i4-i
Rotorflügel des zweiten RotorsRotor blades of the second rotor
88th
erste Schraubenliniefirst helix
1010
erste rotationssymmetrische Fläche bzw. Ellipsoidoberflächefirst rotationally symmetrical surface or ellipsoid surface
1212
zweite Schraubenliniesecond helix
1414
zweite rotationssymmetrische Fläche bzw. Ellipsoidoberflächesecond rotationally symmetric surface or ellipsoid surface
1616
dem zweiten Rotor 4 zugewandtes Ende des ersten Rotors 2 the second rotor 4 facing end of the first rotor 2
1818
dem ersten Rotor 2 zugewandter Anfang des zweiten Rotors 4 the first rotor 2 facing beginning of the second rotor 4
2020
elektrischer Generatorelectric generator
2222
erste Statoreinrichtungfirst stator device
2424
zweite Statoreinrichtungsecond stator device
2626
erste Rotoreinrichtungfirst rotor device
2828
zweite Rotoreinrichtungsecond rotor device
3232
erster Rotorfirst rotor
3434
zweiter Rotorsecond rotor
4141
erster Rotorfirst rotor
4242
zweiter Rotorsecond rotor
4343
dritter Rotorthird rotor
4444
vierter Rotorfourth rotor
4545
fünfter Rotorfifth rotor
4646
sechster Rotorsixth rotor
4747
erste Statoreinrichtungfirst stator device
4848
zweite Statoreinrichtungsecond stator device
4949
dritte Statoreinrichtungthird stator device
5050
vierte Statoreinrichtungfourth stator device
5151
fünfte Statoreinrichtungfifth stator device
5252
sechste Statoreinrichtungsixth stator device
5454
erste Rotoreinrichtungfirst rotor device
5555
zweite Rotoreinrichtungsecond rotor device
5656
dritte Rotoreinrichtungthird rotor device
5757
vierte Rotoreinrichtungfourth rotor device
5858
fünfte Rotoreinrichtungfifth rotor device
5959
sechste Rotoreinrichtungsixth rotor device
6060
rohrförmigen Fluidleiteinrichtungtubular fluid guide
6161
Leitschaufelnvanes
6262
FluidentrittsöffnungFluid opening
6363
FluidaustrittsöffnungFluid outlet opening
6464
Schraubenliniehelix

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2004/031577 A2 [0002] WO 2004/031577 A2 [0002]
  • US 2339602 B [0002] US Pat. No. 2,339,602 B [0002]
  • US 5984631 B [0002] US 5984631 B [0002]
  • DE 202010017165 U1 [0003, 0005] DE 202010017165 U1 [0003, 0005]
  • EP 0199839 A1 [0004] EP 0199839 A1 [0004]
  • DE 29619905 U1 [0004] DE 29619905 U1 [0004]

Claims (19)

Mehrfachrotoranordnung zur Umwandlung einer Fluidströmung in Rotation, mit einem ersten und einem zweiten Rotor (2, 4), die auf einer gemeinsamen Drehachse (6) hintereinander, gegenläufig drehend angeordnet sind wobei die beiden Rotoren (2, 4) nach Art eines Kinderspielzeugwindrades aufgebaut sind und jeweils eine Mehrzahl (N1, N2) von symmetrisch angeordneten Rotorflügeln (2-i, 4-i) aufweisen, die Fluidführungsflächen bilden, wobei die Rotorflügel (2-i) des ersten Rotors (2) sich entlang einer ersten, spiralförmig verlaufenden Schraubenlinie (8) erstrecken, wobei die erste, spiralförmig verlaufende Schraubenlinie (8) auf einer in Fluidströmungsrichtung (A) sich aufweitenden ersten rotationssymmetrischen Fläche (10) verläuft, wobei die Rotorflügel (4-i) des zweiten Rotors (4) sich entlang einer zweiten, spiralförmig verlaufenden Schraubenlinie (12) erstrecken, wobei die zweite, spiralförmig verlaufende Schraubenlinie (12) auf einer sich in Fluidströmungsrichtung (A) zumindest abschnittsweise verjüngenden zweiten rotationssymmetrischen Fläche (14) verläuft, wobei in Fluidströmungsrichtung (A) das Ende des ersten Rotors (2) mit maximalem Rotordurchmesser unmittelbar benachbart zu dem Anfang des zweiten Rotors (4) angeordnet ist.Multi-rotor arrangement for converting a fluid flow into rotation, having a first and a second rotor ( 2 . 4 ) on a common axis of rotation ( 6 ) are arranged one behind the other, rotating in opposite directions, wherein the two rotors ( 2 . 4 ) are constructed in the manner of a children's toy windmill and in each case a plurality (N 1 , N 2 ) of symmetrically arranged rotor blades ( 2-i . 4-i ), which form fluid guide surfaces, wherein the rotor blades ( 2-i ) of the first rotor ( 2 ) along a first helical helix (FIG. 8th ), wherein the first helical helix ( 8th ) on a in the fluid flow direction (A) expanding first rotationally symmetric surface ( 10 ), wherein the rotor blades (4-i) of the second rotor ( 4 ) along a second helical helix (FIG. 12 ), wherein the second helical helix ( 12 ) on a in the fluid flow direction (A) at least partially tapered second rotationally symmetrical surface ( 14 ), wherein in the fluid flow direction (A), the end of the first rotor ( 2 ) with maximum rotor diameter immediately adjacent to the beginning of the second rotor ( 4 ) is arranged. Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Durchmesser der ersten rotationssymmetrischen Fläche (10) gleich dem Anfangsdurchmesser der zweiten rotationssymmetrischen Fläche (14) ist.Multiple rotor arrangement according to claim 1, characterized in that the maximum diameter of the first rotationally symmetrical surface ( 10 ) equal to the initial diameter of the second rotationally symmetric surface ( 14 ). Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schraubenlinien (8, 12) der einzelnen Rotorflügel (2-i, 4-i) des ersten und zweiten Rotors (2, 4) um wenigstens 360°/Ni, winden.Multiple rotor assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the helices ( 8th . 12 ) of the individual rotor blades ( 2-i . 4-i ) of the first and second rotors ( 2 . 4 ) by at least 360 ° / N i , winden. Mehrfachrotoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrischen ersten und zweiten Flächen (10, 14) Teilflächen der Oberfläche eines Ellipsoids sind.Multiple rotor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rotationally symmetrical first and second surfaces ( 10 . 14 ) Are partial surfaces of the surface of an ellipsoid. Mehrfachrotoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrischen ersten und zweiten Flächen (10, 14) Kegelflächen sind.Multiple rotor arrangement according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the rotationally symmetrical first and second surfaces ( 10 . 14 ) Are conical surfaces. Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel der ersten Kegelfläche (10) größer als der Öffnungswinkel der zweiten Kegelfläche (14) ist.Multiple rotor arrangement according to claim 5, characterized in that the opening angle of the first conical surface ( 10 ) greater than the opening angle of the second conical surface ( 14 ). Mehrfachrotoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung (s1) der Schraublinie (8) des ersten Rotors (2) bei maximalem Durchmesser der ersten rotationssymmetrischen Fläche (10) gleich der Steigung (s2) der Schraublinie (12) des zweiten Rotors (4) bei maximalem Durchmesser der zweiten rotationssymmetrischen Fläche (14) ist.Multiple rotor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pitch (s 1 ) of the helix ( 8th ) of the first rotor ( 2 ) at maximum diameter of the first rotationally symmetric surface ( 10 ) equal to the slope (s 2 ) of the helix ( 12 ) of the second rotor ( 4 ) at maximum diameter of the second rotationally symmetric surface ( 14 ). Mehrfachrotoranordnung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung (s1) der Schraublinie (8) des ersten Rotors (2) kleiner als die Steigung (s2) der Schraublinie (12) des zweiten Rotors (4) ist.Multiple rotor arrangement according to one of claims 1-6, characterized in that the pitch (s 1 ) of the helix ( 8th ) of the first rotor ( 2 ) smaller than the slope (s 2 ) of the helix ( 12 ) of the second rotor ( 4 ). Mehrfachrotoranordnung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit des zweiten Rotors (4) im Bereich zwischen 20 und 60 U/min liegt, je nach Durchmesser des Rotors (4).Multiple rotor arrangement according to one of claims 1-6, characterized in that the rotational speed of the second rotor ( 4 ) is in the range between 20 and 60 rpm, depending on the diameter of the rotor ( 4 ). Mehrfachrotoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Rotor (2, 4) innerhalb einer rohrförmigen Fluidleiteinrichtung (60) mit einer Fluideintritts- und einer Fluidaustrittsöffnung (62, 63) angeordnet sind.Multiple rotor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second rotor ( 2 . 4 ) within a tubular fluid guide device ( 60 ) with a fluid inlet and a fluid outlet opening ( 62 . 63 ) are arranged. Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleiteinrichtung (60) innen Fluidführungsflächen aufweist.Multiple rotor arrangement according to claim 10, characterized in that the fluid guiding device ( 60 ) has inside fluid guide surfaces. Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleiteinrichtung (60) drehbar auf der gemeinsamen Drehachse (6) angeordnet ist und einen dritten Rotor bildet (43).Multiple rotor arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that the fluid guiding device ( 60 ) rotatable on the common axis of rotation ( 6 ) and forms a third rotor ( 43 ). Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleiteinrichtung (60) in axialer Richtung zweigeteilt ist und einen dritten und einen vierten Rotor (43, 44) bildet.Multiple rotor arrangement according to claim 12, characterized in that the fluid guiding device ( 60 ) is split in two in the axial direction and a third and a fourth rotor ( 43 . 44 ). Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass über dem dritten und vierten Rotor (43, 44) ein fünfter und ein sechster Rotor (45, 46) angeordnet ist, wobei der erste, dritte und fünfte (41, 43, 45) gleichsinnig und Gegensinn zu dem zweiten, vierten und sechsten Rotor (42, 44, 46) rotieren.Multiple rotor arrangement according to claim 13, characterized in that above the third and fourth rotor ( 43 . 44 ) a fifth and a sixth rotor ( 45 . 46 ), the first, third and fifth ( 41 . 43 . 45 ) in the same direction and antisense to the second, fourth and sixth rotor ( 42 . 44 . 46 rotate). Mehrfachrotoranordnung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung (60) an der Fluideintrittsöffnung (62) größer als an der Fluidaustrittsöffnung (63) ist, und dass die Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung (60) mit einer Mehrzahl von rinnenförmig ausgebildeten Leitschaufeln (61) versehen ist, die die Außenseite der rohrförmigen Fluidleiteinrichtung (60) von der Fluideintrittsöffnung (62) zu der Fluidaustrittsöffnung (63) schraubenlinienförmig umlaufen.Multiple rotor arrangement, in particular according to one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the cross section of the tubular fluid guiding device ( 60 ) at the fluid inlet opening ( 62 ) larger than at the fluid outlet opening ( 63 ), and that the outside of the tubular fluid guide device ( 60 ) with a plurality of channel-shaped guide vanes ( 61 ), which seals the outside of the tubular fluid guiding device ( 60 ) from the fluid inlet opening ( 62 ) to the fluid outlet opening ( 63 ) rotate helically. Mehrfachrotoranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rohrförmige Fluidleiteinrichtung (60) von Fluideintrittsöffnung (62) zu Fluidaustrittsöffnung (63) konisch verjüngt.Multiple rotor arrangement according to claim 15, characterized in that the tubular fluid guiding device ( 60 ) of fluid inlet opening ( 62 ) to fluid outlet opening ( 63 ) conically tapered. Elektrischer Generator (20) mit einer Mehrfachrotoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer elektrischen Statoreinrichtung (22) und einer elektrischen Rotoreinrichtung (26), die beide innerhalb der beiden sich aufweitenden und verjüngenden rotationssymmetrischen Flächen (10, 14) angeordnet sind.Electric generator ( 20 ) with a multiple rotor arrangement according to one of the preceding claims, with an electric stator device ( 22 ) and an electric rotor device ( 26 ), both within the two expanding and tapering rotationally symmetric surfaces ( 10 . 14 ) are arranged. Elektrischer Generator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Statoreinrichtung (47) mit dem ersten und dritten (41, 43) oder dem zweiten und vierten Rotor (42, 44) und die elektrische Rotoreinrichtung (54) mit dem zweiten und vierten (42, 44) oder ersten und dritten Rotor (41, 43) gekoppelt ist.Electric generator according to claim 15, characterized in that the electric stator device ( 47 ) with the first and third ( 41 . 43 ) or the second and fourth rotor ( 42 . 44 ) and the electric rotor device ( 54 ) with the second and fourth ( 42 . 44 ) or first and third rotor ( 41 . 43 ) is coupled. Elektrischer Generator nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Stator- und Rotoreinrichtung (47, 54) mittels eines Übersetzungsgetriebes mit den Rotoren gekoppelt ist.Electric generator according to claim 15 or 16, characterized in that the electric stator and rotor device ( 47 . 54 ) is coupled by means of a transmission gear with the rotors.
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