DE2729873A1 - Vorrichtung zur umwandlung von energie einer stroemung oder der rieselnden bewegung eines rieselfaehigen mediums in eine mechanische bewegung - Google Patents

Vorrichtung zur umwandlung von energie einer stroemung oder der rieselnden bewegung eines rieselfaehigen mediums in eine mechanische bewegung

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DE2729873A1 DE19772729873 DE2729873A DE2729873A1 DE 2729873 A1 DE2729873 A1 DE 2729873A1 DE 19772729873 DE19772729873 DE 19772729873 DE 2729873 A DE2729873 A DE 2729873A DE 2729873 A1 DE2729873 A1 DE 2729873A1
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Description

PATENTANWÄLTE
PH 11 4-3 5-30/Fr
A. GRÜNECKER
CWL -'NG
H. KINKELDEY W. STOCKMAIR
(JH -If*"! Λί-L (CAl TTCH)
K. SCHUMANN
DR RFKNAI Ο'Λ ί* ΙΥϋ
P. H. JAKOB
DPI -1!JC.
G. BEZOLD DRRtRNAT Uft OlfcM
8 MÜNCHEN 22
MAXIMILIANS! HASSE 43
30. Juni 1977
Franz Stummer
834-1 Nöham 156
Vorrichtung zur Umwandlung von Energie einer
Strömung oder der rieselnden Bewegung eines
rieselfähigen Mediums in eine mechanische Bewegung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung von Energie einer Strömung oder der rieselnden Bewegung eines rieselfähigen Mediums in eine mechanische Bewegung, mit einem in die Strömung bzw. Rieselbewegung hineinragenden und Bewegungsenergie daraus entnehmenden Bewegungsorgan und einer von dem Bewegungsorgan beeinflußbaren, insbesondere in Bewegung versetzbaren Einrichtung.
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Es sind bereits Vorrichtungen der eingangs erläuterten Art zur Umwandlung von Energie einer Strömung in eine mechanische Bewegung bekannt, welche ein als rotierendes Element ausgebildetes Bewegungsorgan aufweisen, beispielsweise Wasserkraftwerke, bei denen das Bewegungsorgan als Turbinonläufer ausgebildet ist, oder Windkraftwerke, bei denen das Bewegungsorgan als Propeller ausgebildet ist, wobei die sich drehenden Bewegungsorgane beispielsweise mit Stromgeneratoren gekoppelt sind und diese antreiben. Bei derartigen bekannten Umwandlungsvorrichtungen wird das Bewegungsorgan von der ankommenden Strömung, in der die "Stromfäden" in Strömungsrichtung im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, in eine Drehbewegung versetzt, während v/elcher das Bewegungsorgan als Umlenkfläche für die ankommende Strömung wirkt und sich quer zur An Strömungsrichtung bewegt. Der Wirkungsgrad der Umsetzung von Bewegungsenergie der Strömung in mechanische, von dem Bewegungsorgan abzuleitende Energie ist bei diesem bekannten Prinzip relativ begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erläuterten Art zu schaffen, bei welcher eine Übertragung von Bewegungsenergie einer Strömung oder der rieselnden Bewegung eines rieselfähigen Mediums auf das Bewegungsorgan auf einfache und wirtschaftliche V/eise bei einem hohen V/irkungsgrad der Umwandlung von Bewegungsenergie der Strömung in eine von dem Bewegungsorgan abzuleitende nutzbare Bewegungsenergie auf einfache und wirtschaftliche Weise bei geringem Formwiderstand des Bewegungsorgans gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bewegungsorgan als Formkörper ausgebildet ist, der an beliebigen quer zu seiner Längsachse geführten Schnittstellen jeweils einen Querschnitt mit kontinuierlicher und stetig verlaufender Krümmung der Umrandung auf v/eist, und um eine ideelle Achse schwenkbar in einer Halterung gelagert ist, und daß das Bewegungsorgan
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mit der zu beeinflussenden Einrichtung in Uir'cungsbeziehung steht.
Die erfindungsgemäße Energieumwandlungsvorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient als Bewegungsorgan ein zylindrischer oder zylinderähnlicher Formkörper, dessen Hauptachse sich quer zur Strömung erstreckt und dessen Hantelfläche von der Strömung umströmt wird. Der Formkörper ist um eine in wesentlichen parallel zu seiner Längsachse verlaufende ideelle Achse schwenkbar gehaltert. Solange der Formkörper von einer ideal gleichmäßigen Strömung angeströmt würde,bliebe or in einer bestimmten Stellung in der Strömung stehen. Sobald jedoch eine Störkraft auf den Formkörper einwirkt, und dies wird bei natürlicher Strömung stets auftreten, wird der Formkörper nach der einen oder anderen Seite in einer Schwenkbewegung um seine Schwenkachse herum ausgelenkt und bewegt sich dabei quer zur Hauptrichtung der Strömung. Durch die Überlagerung dieser Querschwenkbewegung und der ankommenden Strömungsbewegung ergibt sich rund um den Formkörper herum ein Strömungsverlauf, wie er beispielsweise an einem Tragflügelprofil zu finden ist, und der dadurch charakterisiert ist, daß an der bei der Schwenkbewegung nach außen gewandten Mantelseite des Formkörpers ein Sog entsteht und an der bei der Schwenkbewegung zur Strömungsmitte hin gewandten Mantelseite ein Druck. Wenn der Formkörper in einer Richtung ausschwenkt, wird die Strömung an entgegengesetzten Seiten des Mantels des Formkörpers unterschiedlich gestört. An der in Schwingrichtung nach außen gewandten Mantelseite werden die Stromlinien zusammengedrückt, so daß die Strömung beschleunigt wird, während an der entgegengesetzten Mantelseite des Formkörpers, welche sich gleichsam von den Stromlinien "wegbewegt", die Stromlinien auseinandergezogen werden und somit die Geschwindigkeit der Strömung entlang des Formlcörpers dort verlangsamt wird. Dadurch ergibt sich
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das vorstehend bereits erwähnte Druckdifferential zwischen den gegenüberliegenden Hantelseiten des Formkörpers mit Sog an einer Seite und Druck an der anderen Seite. Durch dieses Druckdifferential wird die Schwingbewegung des Forakörpers in der eingeschlagenen Richtung nach außen hin aufrechterhalten und verstärkt. Der Umstand, daß durch die Druckdifferenz zwischen den Gegenüberliegenden Montelseiten des Formkörpers ingesamt eine in Schwenkrichtung nach außen gerichtete Kraft ("Auftrieb") am Formkörper erzeugt wird, bedeutet, daß rings um den Druckzylinder eine Zirkulation vorliegt. Dies bedeutet, daß am Beginn der Bewegung ein Wirbel abgelöst wurde, der die Initialbewegung ausgelöst hat. Die Schwingbewegung des Formkörpers nach außen findet ihr Ende dann, wenn die am Formkörper nach außen wirkenden "Auftriebs"-Kräfte von den auftretenden Rei bungs- und Druckkräften kompensiert werden. Die Zirkulation, die sich bei der Schwenkbewegung eingestellt hatte, geht dann verloren, wobei ein gegensinniger Wirbel abgelöst wird. Dies ist der Beginn einer Rückschwenkbewegung im entgegengesetzten Schwenksinn, wobei wiederum die vorstehend beschriebenen aerodynamischen Phänomene auftreten. Die Schwenkbewegung verläuft dann über die Mittelstellung hinaus zur anderen Seite hin und findet dort in der eben beschriebenen Weise analog ihr Ende. Es wird dann wiederum ein Wirbel abgelöst, so daß dann \iieder eine rückläufige Schwenkbewegung eintritt. Auf diese V/eise wird der in der Strömung angeordnete Formkörper durch die Strömung in eine hin- und hergehende Schwenkbewegung versetzt. Der Formkörper kann in geeigneter Weise, beispielsweise durch an sich bekannte mechanische Getriebe oder einfache Gestänge,mit einer anzutreibenden Einrichtung gekoppelt sein, wobei dann die Hin- und Herbewegung des Fornkörpers in eine Antriebsbewegung für die anzutreibende Einrichtung umgewandelt v/erden kann. Auf diese V/eise kann die Bewegungsenergie der den Formkörper umströmenden Strömung in Antriebsenergie für die anzutreibende Einrichtung umgewandelt werden. Im Gegensatz zu der Strömung von Fluiden entlang Gegenständen oder durch öffnungen oder ähnliche
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Verengungen, bei denen die Wirbelablöneperiodizität bei lieynoldszahlen größer als 4Xi(K schwach und aperiodisch wird, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Wirkungsweise unabhängig von der lieynoldszahl und nur begrenzt durch Stoßwellen bei Schallgeschwindigkeit in Gasen bzw. Kavitationsgeschwindigkeit in Flüssigkeiten.
Mit Vorteil ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß der Formkörper des Bewegungsorgans an beliebigen, quer zu einer Hauptachse geführten Schnittstellen jeweils einen symmetrischen Querschnitt aufweist, und um eine im Abstand von seiner Hauptachse verlaufende ideelle Achse schwenkbar in der Halterung gelagert ist. Bei einer derartigen symmetrischen Ausgestaltung des Formkörpers ergibt sich auch ein symmetrisches Bewegungsverhalten in der Strömung mit gleich großen Schwenkwinkelamplituden nach beiden Seiten hin. Durch Wahl des Abstandes der ideellen Schwenkachse von der Hauptachse des Formkörpers hat man es in der Hand, die Zahl der Schwenkbewegungen pro Zeiteinheit und die Schwenkwinkelamplitude zu beeinflussen.
Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßon Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß das Bewegungsorgan mit einer in Bewegung zu versetzenden Einrichtung in Wirkungsbeziehung steht. Zur Nutzung der Schwenkbewegung des Formkörpers zum Antrieb von anzutreibenden Einrichtungen können alle bekannten Kraftübertragungseinrichtungen herangezogen werden, beispielsweise Getriebe, durch welche die hin- und hergehende Bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt wird, wie z.B. Kurbelgetriebe, oder elektromagnetische Vorrichtungen, wie Magnetspulen mit Tauchankern oder Schwingankergeneratoren, oder auch mechanisch erregte Piezokristall (piezoide Wandler). Es ist beispielsweise auch möglich, den Formkörper kreiszylindrisch auszubilden und so zu lagern, daß er bei seiner Schwenkbewegung gleichzeitig eine Rotationsbewegung um seine Zentralachse ausführt. Die von der Strömung aufgenommene Bewegungsenergie kann dann im Formkörper zur Wirkung gebracht werden, z.B. dadurch, daß der Formkörper als hohler Behälter zum
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Mischen darin eingesehener Stoffe erweitert v;ird. Die erfindungsgeraäße Vorrichtung weist einen sehr günstigen Wirkungsgrad der Umwandlung von Bev/egungsenergie der Strömung in Antriebsenergie zum Antrieb einer anzutreibenden Einrichtung auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut und daher sowohl in der Herstellung günstig als auch im Betrieb robust, wirtschaftlich und zuverlässig.
Eine andere günstige Ausgestaltung ist dadurch gegeben, daß das Bewegungsorgan mit der zu beeinflussenden Einrichtung in magnetischer, induktiver, kapazitiver, piezoelektrischer oder optischer Wirkungsbeziehung steht. Bei dieser Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise als Heßgerät zum Messen der Durchflußraenge der Strömung durch eine Leitung verwendet v/erden.
Mit Vorteil kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch so ausgebildet sein, daß der Formkörper als Hohlkörper mit einem verschließbaren Raum zum Einbringen eines oder mehrerer Medien ausgebildet ist, z.B. als Mischbehälter, Schüttelbehälter, Behälter mit darin angeordnetem Klopfmechanismus, Behälter mit darin angeordneten Kugeln als Kugelmühle. Bei dieser Ausgestaltung bildet der Formkörper des Bewegungsorgans gleichzeitig die durch die Schwenkbewegung zu beeinflussende Einrichtung. Die Schwenkbewegung des Formkörpers wird unmittelbar ausgenutzt zur Bewegung bestimmter, in den Formkörper eingebrachter Medien, beispielsweise zum Durchmischen mehrerer Komponenten, die in den Hohlkörper eingebracht wurden oder zum Schütteln eines in den Hohl-, körper eingebrachten Mediums oder zum mechanischen Bearbeiten eines in den Plohlkörper eingebrachten Mediums, beispielsweise zum Klopfen oder Mahlen.
Eine günstige Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auch dadurch erreicht, daß der Formkörper als Leichtbaukonctruktion mit möglichst geringer Masse ausgebildet ist. Je geringer die Masse des Formkörpers ist, desto unmittelbarer reagiert der Formkörper in seiner Hin- und Herschwenkbewegung auf die Strömung.
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Der Formkörper kann beispielsweise a3 s Meßfühler verwendet v/erden, um die Geschwindigkeit einer Strömung zu messen. Dabei wird dieser Meßfühler umso rascher auf Veränderungen in der Strömungsgeschwindigkeit ansprechen, je geringer seine Hasse ist. Für die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Meßvorrichtung ist somit ein möglichst masseloser Formkörper besonders -geeignet.
Eine besonders günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß die ideelle Schwenkachse innerhalb des Umrisses des Formkörpers des Bewegungsorgans verläuft. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich Schwenkwinkel bei der Schwenkbewegung des Formkörpers von einer Größe, die sowohl eine Umsetzung der Schwenkbewegung des Formkörpers in eine davon abgeleitete Bewegung als auch eine unmittelbare Ausnutzung der Schwenkbewegung besonders günstig zuläßt.
Mit Vorteil ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß das Bewegungsorgan an quer zu seiner Hauptachse geführten Schnitten jeweils kreisförmige Querschnitte aufweist. Bei einer solchen Ausgestaltung des Formkörpers des Bewegungsorgans ist eine besonders einfache Herstellung möglich und es ergibt sich ein übersichtliches Verhalten in einer Strömung.
Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch dadurch gegeben, daß der Querschnitt des Bewegungsorgans über dessen Länge konstant ist. Das Bewegungsorgan ist dann als kreiszylindrischer Formkörper in besonders einfacher Weise aufgebaut. Eine solche Ausgestaltung des Bewegungsorgans ist insbesondere dann geeignet, wenn die Strömung, in der das Bewegungsorgan angeordnet wird, über den ganzen Strömungsquerschnitt gleichförmig ist und eine konstante Geschwindigkeit aufweist.
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Für Fälle, bei denen die Geschwindigkeit der Strömung über den Strömungsquerschnitt nicht konstant ist, sondern ein Geschwindigkeitsprofil aufweist, beispielsweise in Kanalströmungen, bei denen die Geschwindigkeit im Bereich des Bodens des Kanals sehr gering ist und mit zunehmendem Abstand vom Boden des Kanals zunimmt, ist es günstig, die erfindungsgeraäße Vorrichtung so auszugestalten, daß die Fläche des Querschnitts des Bewegungsorgans längs dessen Hauptachse variiert. Der Querschnitt des Formkörpers kann auf diese Weise den Geschwindigkeiten in dem Geschwindigkextsprofil der gegebenen Strömung angepaßt werden, und zwar in der V/eise, daß in Bereichen niedriger Strömungsgeschv/indigkeit eine geringe Querschnittsfläche und im Bereich großer Strömungsgeschv/indigkeit eine große Querschnittsfläche im Formkörper eines Bewegungsorgans vorgesehen sind. Auf diese V/eise kann die Schwenkeigenbewegung, die dem System Bewegungsorgan-Strömung innewohnt, in jeden Geschwindigkeitsbereich der Strömung bzw. in jedem Querschnittsbereich des Formkörpers so eingestellt werden, daß die Schwenkwinkelamplitude und die Schwenkfrequenz über die ganze Länge des Formkörpers bei der gegebenen ungleichförmigen Strömung annähernd gleich groß ist. Dadurch ergibt sich ein besonders günstiger Wirkungsgrad bei der Umsetzung der Strömungsenergie in mechanische Antriebsenergie.
Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auch dadurch erreicht, daß das Bewegungsorgan an einem Ende schwenkbar gehaltert ist, und daß an seinem anderen Ende eine über den Umfang des Formkörpers des Bewegungsorgans ringsum vorragende Endscheibe vorgesehen ist. Bei dieser Ausgestaltung, die beispielsweise für Windkraftwerke verwendbar ist, ist durch die Halterung des Bewegungsorgans an nur einem Ende vermieden, daß durch entlang des Bewegungsorgans verlaufende Tragkonstruktionen die Strömung nachteilig beeinflußt würde. Durch die Anordnung einer Endscheibe am freien Ende werden die Strömungsverhältnisse an diesem Ende aerodynamisch erheblich verbessert und damit der Wirkungsgrad zur Ausnutzung der Strömungsenergie in Antriebsenergie. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere
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auch dann von Vorteil, wenn die Geschwindigkeit der Strömung nicht über den Ströraungsquerschnitt konstant ist, sondern vom einen Ende des Bewegungsorgans zum anderen hin zunimmt. Die Lagerung des Bewegungsorgans ist dann vorteilhafterweise im Bereich der Strömung,- in dem niedrigere Geschwindigkeiten herrschen, vorzusehen, während die Endscheibe am anderen Ende des Formkörpers in dem Bereich der Strömung vorzusehen ist, wo die Geschwindigkeit am größten ist.
Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch dadurch gegeben, daß die Halterung des Bewegungsorgans als ortsfeste Drehlagerung mit einer in der Längssymmetrieebene des Formkörpers verlaufenden Achse ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung der Drehlagerung ermöglicht die Verwendung handelsüblicher Lager, beispielsweise Wälzlager, und ist robust und hoch belastbar.
Eine besonders günstige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei dadurch gegeben, daß an mindestens einem Ende des Formkörpers ein relativ zu diesem um eine parallel zur Hauptachse des Formkörpers verlaufende ideelle Drehachse dreh- und feststellbarer Achsträger vorgesehen ist, an welchem eine parallel zur Hauptachse verlaufende Schwenkachse des Formkörpers exzentrisch zur Drehachse befestigt ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, durch Verdrehen des Achsträgers den Achsabstand zwischen Schwenkachse und Hauptachse des Formkörpers zu verändern und damit die Amplitude der Schwenkbewegung des Formkörpers zu verändern. Auf diese Weise läßt sich das Bewegungsorgan der Vorrichtung an die Gegebenheiten der jeweiligen Strömung, insbesondere an die Geschwindigkeitsverhältnisse, feinfühlig anpassen.
Mit Vorteil kann eine Vorrichtung gemäß der Erfindung auch so ausgebildet sein, daß die Halterung des Bewegungsorgans als mindestens ein flexibles Glied ausgebildet ist, das mit einem Ende an dem Formkörper befestigt ist und mit dem anderen Ende an einer von der ideellen Achse durchsetzten ortsfesten Stelle be-
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festigt ist. Bei der derartigen flexiblen Anlenkung des Bewegungsorgans ergibt sich eine gegenüber einer reinen Schwenkbewegung eines starren i'ormkörpers um eine ideelle Schwenkachse "geschmeidigere" Schwenkbewegung. Außerdem sind dann aneinanderreihende Lagerflächen'vermieden.
Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei dadurch gegeben, daß das flexible Glied der Halterung des Bewegungsorgans als Feder, beispielsweise als Schraubenfeder, als Blattfeder oder als blattförmiger Piezokristall,ausgebildet ist. Die Bewegung des Bewegungsorgans kann bei einer solchen Ausgestaltung der Vorrichtung dabei beispielsweise über mechanische Kuppelglieder, wie Gestänge oder Seilzüge, auf eine anzutreibende Vorrichtung übertragen v/erden. Besonders vorteilhaft, insbesondere für eine Verwendung der Vorrichtung als Meßgerät, ist eine induktive oder kapazitive übertragung der Schwenkbewegung als Meßgröße.
Eine weitere alternative Weiterbildung der Vorrichtung ist auch dadurch gegeben, daß das flexible Glied der Halterung des Bewegungsorgans als flexibles Band, beispielsweise als piezoelektrisches Glied, ausgebildet ist.
Eine andere günstige Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die Halterung des Bewegungsorgans 2 im wesentlichen konzentrisch miteinander angeordnete Magnetträger mit einander zugewandten Magnetflächen gleicher Polarität aufweist, wobei die Magnetfläche des einen Magnetträgers konvex gewölbt und die Magnetfläche des anderen Magnetträgers konkav gewölbt ausgebildet ist, wobei weiter der radial zur ideellen Zentralachse gemessene Durchmesser der jeweils äußeren Magnetfläche größer ist als der entsprechende Durchmesser der inneren Magnetfläche und der in einer durch die Zentralachse verlaufenden ideellen Längsebene gemessene "axiale" Krümmungsradius der konvexen Magnetfläche kleiner ist als der entsprechende "axiale" Krümmungsradius der konkaven Magnetfläche. Bei dieser Ausge-
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staltung der Vorrichtung ist das Bewegungsorgan nicht an einer körperlichen Schwenkachse gehaltert, sondern in einer reibungcfreien Magnetlagerung. Das Bewegungsorgan ist dabei mit einer der beiden konzentrisch angeordneten Magnetträger der Halterung verbunden, beispielsweise mit den inneren, während der äußere Magnetträger der Halterung ortsfest angeordnet ist. Zwischen den beiden Magnetträgern befindet sich ein Luftspalt. Bei einer Bewegung des Bewegungsorgans in einer Strömung bewegt sich der damit verbundene Magnetträger relativ zu dem anderen Magnetträger. Dabei können Veränderungen der Stärke des Luftspalts zwischen innerem und äußerem Magnetträger sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung erfolgen. Die Magnetlagerung wirkt daher als sehr elastisches reibungsfreies Lager. Dadurch, daß die innere und äußere Magnetfläche der beiden Magnetträger sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gekrümmt sind und unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen, wird nicht nur eine zentrierende Kraft, sondern auch eine positionierende Kraft in axialer Richtung gewährleistet. Bei jeglicher Belastung des Bewegungsorgans erfolgt eine geringfügige Relativbewegung zwischen innerrem und äußerem Magnetträger der Halterung und damit eine entsprechende Luftspaltdickenveränderung, die eine entsprechende Veränderung der Abstoßungskräfte der Magnetfläche bewirkt, die als Rückstell- bzw. Haltekraft dient. Da die Magnetflächen der beiden Magnetträger die gleiche Polarität aufweisen, stoßen sie sich ab und halten sich damit in einer Distanz, durch die eine Haft- oder Gleitreibung zwischen den relativ zueinander bewegbaren Teilen ausgeschaltet ist. Bei dieser magnetischen Halterung hält die Drehachse der Drehbewegung des Bewegungsorgans im wesentlichen mit der Mittelachse der kreisringförmigen Magnetträger zusammen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen' Vori'ichtung wird dadurch erreicht, daß innerhalb des Formkörpers des Bewegungsorgans ein Kanal für ein Kühl- bzw. Heizmediuin vorgesehen ist, der mit einem Ende an eine Zuflußleitung und mit dem anderen Ende an eine Abflußleitung angeschlossen ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auf diese Weise sehr einfach möglich, das Bewegungsorgan sehr wirksam zu kühlen oder zu beheizen. Damit kann das Bewegungsorgan beispielsweise auch in sehr heißen Abgasströmen, beispielsweise in Abgasströmen, die aus einer Brennkammer kommen, angeordnet werden, ohne daß das Bewegungsorgan aus besonders wärmefesten Materialien hergestellt sein müßte. Dadurch ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei Anwendung in heißen Strömungen oder in sehr kalten Strömungen ein sehr einfacher, wirtschaftlich herzustellender und im Betrieb zuverlässiger Aufbau.
Mit Vorteil kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch so ausgebildet sein, daß zu beiden Seiten des Formkörpers des Bewegungsorgans im Abstand von diesem je eine parallel zur Formkörper-Hauptachse verlaufende Strömungsleitfläche zur Erfassung und Hinführung der ankommenden Strömung zu dem Bewegungsorgan vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Menge der zur Beaufschlagung des Bewegungsorgans wirksam werdenden Strömung vergrößert und damit die Leistung der Vorrichtung verbessert werden. Eine solche Ausbildung ist insbesondere bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Windkraftmaschine von Vorteil.
Eine günstige Weiterbildung der Vorrichtung ist dabei dadurch gegeben, daß jede Strömungsleitfläche als Querschnitt ein aerodynamisch geformtes, einen Auftrieb erzeugendes Profil aufweist, welches so angeordnet ist, daß der Auftrieb zu dem benachbarten Bewegungsorgan hingerichtet ist und daß das Profil gegenüber der ankommenden Strömung einen Anstellwinkel derart
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aufweist, daß die Vorderkanten der Strömungsloitflachen von-' einander einen geringeren Abstand aufweisen als die Hinterkanten. Bei dieser Ausgestaltung der Strömungsleitflächen wird eine besonders große Menge der Strömung über einen breiten Querschnitt vor dem Bewegungsorgan erfaßt und zu dem Bewegungsorgan hingeführt, wodurch sich eine höhere Energieumsetzung ergibt.
Eine alternative Ausgestaltung der Vorrichtung kann dadurch gegeben sein, daß die Strömungsleitflächen unabhängig von der Stellung des Formkörpers einstellbar und gehalten sind und daß der 'Formkörper relativ zu den Strömungsflächen zwischen diesen hin- und herschwen'xbar ist. Bei dieser Ausgestaltung gönnen die Strömungsleitflächen unabhängig eingestellt werden; beispielsweise können sie so gelagert sein, daß sie sich selbsttätig in die Ströraungsrichtung stellen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit Vorteil so ausgebildet sein, daß mehrere Bewegungsorgane in der Vorrichtung in Strömung sr i ent ung hintereinander angeordnet sind. Dabei ist es möglich, die Bewegung der hintereinander angeordneten Bewegungsorgane zum Antrieb der gleichen anzutreibenden Vorrichtung zu verwenden. Die Bewegungsorgane können dabei untereinander gekoppelt sein, oder aber unmittelbar mit der anzutreibenden Vorrichtung.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gegeben, daß mehrere Bewegungsorgane in der Vorrichtung nebeneinander und parallel zueinander quer zur Strömung angeordnet sind. Bei dieser Anordnung kann eine Strömung über einen sehr breiten Strömungsquerschnitt zur Energieumwandlung ausgenutzt werden.
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Mit besonderem Vorteil kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet sein, daß das Bewegungsorgan als Antriebsvorrichtung für eine Verdichtungsvorrichtung einer Einrichtung, in der ein Gas einem Kreisprozeß mit den Schritten Verdichten, Verändern des Teiaperaturniveaus des verdichteten Gases, Entspannen, unterworfen wii'd, in dem Strömungnweg des verdichteten und im Temperaturnivesu veränderten Gases angeordnet und mit der Verdichtungsvorrichtung treibend gekoppelt ist. Als die vorgenannten Einrichtungen, in denen ein Gas einem Kreisprozeß unterworfen wird, kommen z.B. Gasturbinenanlagen, Wärmepumpen, Kompressor-Kälteanlagen in Frage. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient das Bewegungsorgan oder die Bewegungsorgane anstelle der üblichen Turbinen zum Antrieb der vorgesehenen Verdichtungsvorrichtung zur Verdichtung des Gases.
Eine besonders günstige Ausgestaltung der erfindungsgeraäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß das oder die Bewegungsorgane als Antriebsvorrichtung für die Verdichtungsvorrichtung eines Strahltriebwerks im Strömungsweg der vom Brennstoffeinführungs- und Brennbereich abströmenden Gase des Strahltriebwerks angeordnet und mit der Verdichtungsvorrichtung treibend gekoppelt sind. Bei dieser Ausgestaltung dienen die Bewegungsorgane anstelle der bei üblichen Strahltriebwerken verwendeten Turbinenläufer zum Antrieb der in einem Strahltriebwerk vorgesehenen Verdichtungsvorrichtung zur Verdichtung der Strömung vor Eintritt in einen Brennbereich, in dem Brennstoff zugeführt und mit der verdichteten Luft gezündet wird.
Eine weitere günstige Ausgestaltung der erfindungsgeraäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß das oder die Bewegungsorgane einen Bestandteil eines Strömungs-Verbrennungs-Triebwerks bilden und im Strömungsweg der vom Brennstoffeinführungs- und Brennbereich abströmenden Gase des Kraftwerks angeordnet sind, wobei mindestens ein Bewegungsorgan nicht nur zur Energieabgabe mit einer anzutreibenden Arbeitsvorrichtung koppelbar ist, sondern auch mit einer im Strömungsweg vor dem Brennbereich angeordneten Verdichtungsvorrichtung zu deren Antrieb gekoppelt ist. Bei die-
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ser Ausgestaltung der Vorrichtung erfüllen das oder die Bewegungsorgane die Aufgaben, die bei bekannten Strömungs-Verbrennungs-Triebwerlcen und Turbinenläufern übernommen werden. Mittels'des oder der Bewegungsorgane werden dabei anzutreibende Vorrichtungen, beispielsweise Stromgeneratoren, angetrieben.
Besonders günstige Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden dabei dadurch erreicht, daß die Verdichtungsvorrichtung mindestens ein in dem V/eg der Strömung angeordnetes blattförmiges, um eine Achse hin- und herschwenkbares Antriebsorgan als Organ zum Beschleunigen und Verdichten der Strömung aufweist, und daß mindestens ein Bewegungsorgan mit dem blattförmigen Antriebsorgan zur Erzeugung einer Schwenkbewegung desselben gekoppelt ist. Bei dieser Ausgestaltung von Strömungstriebwerken bzw. Strahltriebwerken, in denen hin- und herschwenkbare Bewegungsorgane im Bereich der Heißgasströmung angeordnet sind, sind als Verdichtungsvorrichtungen nicht die in üblichen Strömungstriebwerken angeordneten Axial- oder Radialverdichtungen vorgesehen, sondern hin- und herschwenkbare blattförmige Antriebsorgane. Derartige hin- und herschwenkbare blattförmige Antriebsorgane sind in der deutschen Patentanmeldung P 26 55 468.7-22 beschrieben.
Ein einfacher Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der hin- und herschwenkbare Bewegungsorgane und hin- und herschwenkbare blattförmige Organe vorgesehen sind, wird dadurch erreicht, daß das bzw. die Bewegungsorgane mit dem bzw. gegebenenfalls den blattförmigen Antriebsorganen zur Übertragung einer hin- und hergehenden Schwenkbewegung von den Bewegungsorganen auf die Antriebsorgane mechanisch gekoppelt sind, beispielsweise mittels Paaren von Zugbändern oder Kurbel-Stangen-Mechanismen. Auf diese Weise wird ein konstruktiv einfacher unmittelbarer Antrieb der als Verdichtungsvorrichtung wirkenden blattförmigen Antriebsorgane durch die Bewegungsorgane erreicht.
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Eine andere günstige Ausgestaltung der Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß das bzw. die Bewegungnorganc mit dem bzw. gegebenenfalls den blattförmigen Antriebsorganen zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Schwenkbewegung der Antriebsorgane mittels der Bewegungsorgane unter Zwischenschaltung von Stromerzeugern, elektrischen Leitungen und elektrischen Antriebsvorrichtungen gekoppelt sind. Bei dieser Ausgestaltung wird die mechanische Hin- und Herbewegung der Bewegungsorgane nicht unmittelbar auf die blattförmigen Antriebsorgane übertragen, sondern über ziitischengeschaltete elektromagnetische oder piezoelektrische Antriebsvorrichtungen .
Eine andere günstige Ausbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß die Schwenkachse des Bewegungsorgans über das eine Ende des Bewegungsorgans hinaus verlängert und zur unmittelbaren Übertragung der hin- und hergehenden Schwenkbewegung des Bewegungsorgans drehfest mit einem blattförmigen Antriebsorgan verbunden ist. Bei dieser Ausbildung kann die hin- und hergehende Schwenkbewegung des Bewegungsorgans unmittelbar in eine hin- und hergehende Bewegung eines blattförmigen Antriebsorgans umgesetzt werden, wobei dem Bewegungsorgan und dem blattförmigen Antriebsorgan die Schwenkachse gemeinsam ist. Eine solche Ausgestaltung der Vorrichtung kann beispielsweise als Boots- oder Schiffsantrieb, bei dem das blattförmige Antriebsorgan unter dem Boot angeordnet ist und in das Wasser eintaucht, während das Bewegungsorgan den Strömungskanal der heißen Abgase eines Strömungstriebwerks bewegen kann, verwendet werden, oder als windgetriebene Wasserpumpe.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in Anwendung als Wasserkraftwerk,
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Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, in Anwendung als Wasserkraftwerk,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, in Anwendung als-Vindkraftwerk,
Fig. 4- ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, in Anwendung als Windkraftv/erk,
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit flexibler Schwenklagerung des Bewegungsorgans,
Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit flexibler Schwenklagerung,
Fig. 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit einer magnetischen Kreisbogenhalterung, teilweise im Querschnitt entsprechend der Schnittlinie VII-VII in Fig. 8,
Fig. 8 eine Längsschnittansicht der magnetischen Halterung der Vorrichtung gemäß Fig. 7 entsprechend der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7,
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel_eines Bewegungsorgans der Vorrichtung,
Fig. 10 eine prinzipielle Darstellung einer Ausbildung der Vorrichtung eines Antriebs für einen Verdichter in einer Gas-Kreisprozeß-Einrichtung,
Fig. 11 ein neuntes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, schematisch im Schnitt, in Anwendung als Strahltriebwerk,
Fig. 12 ein zehntes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, schematisch im Schnitt, in Anwendung als Strömungstriebwerk ,
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Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel einer mechanischen Kopplung der Schwenkbewegung von Bewegungsorganen der Vorrichtung mit weiteren Einrichtungen,
Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mechanischen Kopplung der Schwenkbewegung von Bewegungsorganen mit weiteren Einrichtungen,
Fig. 15 ein elftes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, schematisch ir.i Schnitt, in Anwendung als Triebwerk für ein Luftfahrzeug,
Fig. 16 ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, schematisch im Schnitt, in Anwendung als Triebwerk für ein Luftfahrzeug,
Fig. 17 ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, in perspektivischer Ansicht, in Anwendung als Schiffsantrieb.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Energieumwandlungsvorrichtung perspektivisch, teilweise schematisch, dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel der Vorrichtung weist ein als kreiszylindrischer Formkörper gestaltetes Bewegungsorgan 1 auf, das an beiden Enden je einen im Abstand parallel zur Zylindermittelachse verlaufenden Achszapfen 2 bzw. 21 trägt. Die Achszapfen 2 und 2' fluchten miteinander und sind über je ein Verbindungsteil starr mit dem Bewegungsorgan 1 verbunden. Die Achszapfen 2 und 2* sind drehbar in ortsfesten Drehlagern, die aus Übersichtlichkeitsgründen im einzelnen nicht dargestellt sind, in den seitlichen Begrenzungswänden 3 bzw. 31 eines Strömungskanals gelagert. Das Bewegungsorgan 1 ist somit um eine durch die Achszapfen 2 und 2' verlaufende ideelle Schwenkachse schwenkbar gelagert. In dem Strömungskanal fließt eine Wasserströmung, die schematisch durch Pfeile 4 angedeutet ist. Unter der Wirkung der V/a ss er strömung wird das Bewegungsorgan 1 in eine durch den Pfeil 5 angedeutete hin- und hergehende Schwenkbewegung versetzt. Diese Hin- und Herbewegung kann zum
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Antrieb einer aus Übersichtlichkeitsgründen nicht; dargestellten anzutreibenden Vorrichtung, beispielsweise eines Stromgenerators, verwendet werden. Hierzu ist da« Bewegungsorgan oder mindestεηε einer der Achszapfen 2 bzw. 2' mechanisch oder auf eine andere geeignete Voice, beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Stromgenerator, mit der anzutreibenden Vorrichtung zu koppeln.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, das wiederum eine Anwendung als Wasserkraftwerk zeigt. Soweit bei diesem Ausführungsbeispiel Teile mit Teilen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zur Erläuterung dieser Teile wird auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. verwiesen. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 das kreiszylindrische Bewegungsorgan an jedem Ende mit einem relativ zum Bewegungsorgan 1 um eine parallel zur Mittelachse des kreiszylindrischen Bewegungsorgans verlaufende Achse dreh- und feststellbaren Achsträger 6 bzw. 61 versehen. An jedem dieser Achsträger ist parallel zu dessen jeweiliger Drehachse verlaufend je ein Achszapfen 7 bzw. 71 befestigt. Die Achszapfen 7 und 71 sind in Drehlagern in der jeweils zugeordneten Wand 3 bzw. 31 des Strömungskanals drehbar gelagert. Die Achszapfen 7 und 71 werden durch Verdrehung der zugehörigen Achsträger 6 bzw. 61 jeweils so justiert, daß sie miteinander fluchten und eine parallel zur Mittelachse des Bewegungsorgans 1 verlaufende Schwenkachse bilden. Durch entsprechende Verdrehung der Achsträger 6 und 61 relativ zum Bewegungsorgan 1 kann die Exzentrizität der von den Achszapfen 7 und 7' gebildeten Schwenkachse des Bewegungsorgans zur Mittelachse des Bewegungsorgans-verstellt und damit die Amplitude der Schwenkbewegung des Bewegungsorgans in der Strömung kontrolliert werden oder es kann das Bewegungsorgan zum Abstellen der Vorrichtung durch Überführen der Schwenkachse in die Mittelachse außer Funktion gesetzt werden.
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In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung perspektivisch, teilweise schematisch, dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel dient als Windkraftwerk. Las Bewegungsorgan 1 ist wiederum als kreiszylindrischer Formkörper gestaltet. Am oberen und am unteren Ende des Bewegungsorgans ist je eine Endscheibe 8 befestigt. Die Endscheiben 8 ragen radial über den Umfang des Bewegungsorgans 1 vor und verbessern die Strömungsverhältnisse an den Endbereichen des Bewegungsorgans. An beiden Enden des Bewegungsorgans 1 sind bei diesem Ausführungsbeispiel radial nach außen ragende Arme 9 befestigt, die an ihren äußeren Enden schwenkbar in ortsfest angeordneten Schwenklagern 10 gelagert sind. Die Schwenkachsen der Schwenklager 10 fluchten miteinander und bilden eine ideelle Schwenkachse, um die das Bewegungsorgan 1 im Sinne des Pfeils 11 hin- und herschwenkbar ist. An den ortsfesten Schwenklagern 10 sind Tragarme 12 befestigt, die auf beiden Seiten des Bewegungsorgans abstehen. Die Tragarme 12 tragen Strömungsleitflächen 13, die zu beiden Seiten des Bewegungsorgans im Abstand von diesem parallel zur Hauptachse des Bev/egungsorgans verlaufen. Jede der Strömungsleitflächen 13 weist als Querschnitt ein aerodynamisch geformtes, einen Auftrieb erzeugendes Profil auf, welches so angeordnet ist, daß der Auftrieb zu dem benachbarten Bewegungsorgan 1 hingerichtet ist. Jedes der Profile ist gegenüber der ankommenden Strömung unter einem Anstellwinkel derartig angestellt, daß die Vorderkante der Strömungsleitflächen 13 voneinander einen geringeren Abstand aufweisen als die Hinterkanten. Die Leitflächen 13 sind dabei in der Strömung angeordnet und stellen sich selbsttätig in die Windrichtung. Das Bewegungsorgan 1 wird von der Strömung zwischen den Leitflächen 13 hin- und hergeschwenkt. Durch die Anordnung und Ausgestaltung der Strömungsleitflächen 13 wird die Strömung vor dem Bewegungsorgan über einen sehr weiten Strömungsquerschnitt erfaßt und zu dem Bewegungsorgan 1 hingeführt. Hierdurch wird eine besonders große Leistung bei der Umsetzung von Strömungsenergie in mechanische Bewegungsenergie des Bewegungsorgans erreicht.
In Fig. 4· ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Energieumwandlungsvorrichtung dargestellt, das wiederum als Windkraftmaschine dient. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Bewegungsorgan nicht
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als Kreiszylinder mit über seine Länge konstantem Querschnitt ausgestaltet, sondern die Fläche des Querschnitts des Bewegungsorgans variiert längs dessen Hauptachse und ist am unteren Ende geringer als im,mittleren und oberen Bereich. Durch diese Ausgestaltung ist das Bewegungsorgan an unterschiedliche Geschwindigkeiten der ankommenden Vindströmung angepaßt. Die Windströmung ist in Bodennähe langsamer als in den mittleren und höheren Schichten. Durch die Gestaltung des Bewegungsorgans in der Weise, daß sein Querschnitt im unteren Bereich geringer als im mittleren und oberen Bereich ist, wird die Schwenkeigenfrequenz des Bewegungsorgans, die sich im Zusammenwirken mit der ankommenden Windströmung ergibt, über die gesamte Länge des Bewegungsorgans gleich groß .gehalten. Um auch den Schwenkwinkel entlang der Hauptachse gleich zu halten, ist das Verhältnis zwischen Schwenkradius und Umfang des Bewegungsorgans in Jedem Querschnitt angepaßt. Am oberen Ende des Bewegungsorgans 14 ist eine Endscheibe 15 befestigt, durch die die Strömungsverhältnisse im Bereich des oberen Endes verbessert werden. Das untere Ende des Bewegungsorgans 14 weist einen Achszapfen 14' auf, der parallel jedoch im Abstand von der Hauptachse des Bewegungsorgans 14 verläuft und in einer ortsfesten Drehlagerung um eine ideelle Drehachse 16 drehbar gelagert ist. Auf diese V/eise ist das Bewegungsorgan 14 um die Achse 16 unter der Einwirkung der Windströmung hin- und herschwenkbar.
In Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus einem fünften Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt. Dabei ist das obere Ende eines als Kreiszylinder gestalteten Bewegungsorgans und dessen Schwenkhalterung gezeigt. Die Halterung des Bewegungsorgans ist als flexibles Band 18 ausgebildet, das mit einem Rand an einem mit dem Bewegungsorgan 1 fest verbundenen Zapfen 19 befestigt ist und mit dem anderen Rand an einem ortsfest angebrachten Zapfen 20. Durch die Flexibilität des Bandes 18 kann das Bewegungsorgan 1 unter der Wirkung einer Strömung eine hin- und hergehende Schwenkbwegung um den Zapfen 20 ausführen. Eine entsprechende SchwenklageruneL Is±,an_dveji^nicht dargestellten unte-
ren Ende des Bewegungsorgans 1 vorgesehen. Da rait dem flexiblen Band 18 keine Dreh- oder Biegemomente von dem Bewegungsorgan 1 auf den Zapfen 20 übertragen werden können, muß bei diesem Ausführungsbeispiel die Bewegungsenergie des Bewegungsorgans 1 dadurch auf andere anzutreibende Vorrichtungen übertragen werden, daß das Bewegungsorgan 1 selbst entweder mechanisch über Zugglieder oder Gelenkstangen mit der anzutreibenden Vorrichtung gekoppelt ist oder über induktive oder elektromagnetische Mittel.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung schematisch von oben gesehen dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Bewegungsorgan 1 als Kreiszylinder gestaltet. Als Schwenkhalterung des Bewegungsorgans 1 ist in diesem Falle eine elastische Halterung vorgesehen. Hierzu greift an beiden Stirnenden des Bewegungsorgans 1 je ein elastisches Band 21 an einem mit dem Bewegungsorgan verbundenen Zapfen 22 an. Das andere Ende des elastischen Bandes 21 ist an einem ortsfest angebrachten Zapfen 23 befestigt. Bei dieser Ausgestaltung der Halterung kann das Bewegungsorgan 1 unter der Einwirkung einer Strömung um eine durch den Zapfen 23 verlaufende ideelle Schwenkachse hin- und herschwenken. Dabei stellt sich eine mit der Größe der Auswirkung zunehmende, auf das Bewegungsorgan 1 wirkende Eückstellfederkraft ein, die von dem elastischen Band ausgeübt wird. Die Eigenelastizität des elastischen Bandes bestimmt bei dieser Ausgestaltung der Vorrichtung die Eigenschwenkfrequenz der Vorrichtung mit. Das elastische Band kann sowohl als Metallfederband als auch beispielsweise als Kunststoff- oder Gummiband ausgebildet sein.
In Fig. 7 ist die Halterung eines Bewegungsorgans 1 eines siebten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung schematisch in Draufsicht dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Halterung des Bewegungsorgans eine kreisringförmige erste Magnetfläche 24- auf. Diese Magnetfläche ist in der Innenseite eines kreisringförmigen Magnettreägers 24·' angeordnet, konkav ausgebildet und nach innen gewandt. Innerhalb der Magnetfläche 24· ist eine zweite kreisringförmige Magnetfläche 25 am Außenumfang eines kreisringförmigen Magnetträgers 25' angeordnet. Der Magnet-
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träger 25' ist ira wesentlichen konzentrisch innerhalb des Magnetträgers 24' angeordnet. Die Macnetfläche 25 ist konvex ausgebildet und nach außen zu der Magnetfläche 24 hingewandt. Die zweite Magnetfläche 25 stimmt in ihrer Polarität mit der Polarität der ersten Magnetfläche 24 überein. Der Magnetträger 25' ist innerhalb des Magnetträgers 24' frei bewegbar und mit dem Formkörper 1 des Bewegungsorgans verbunden. Zwischen der ersten Magnetfläche 24 und der zweiten Magnetfläche 25 befindet sich ein Luftspalt, der sowohl in radialer als auch in axialer Richtung veränderlich ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung stoßen sich die Magnete der Magnetflächen 24 und 25 wegen ihrer gleichen Polarität gegenseitig ab, so daß eine reibungsfreie Magnetlagerung zwischen der Magnetfläche 24 und dem Bewegungsorgan 1 entsteht. Das Bewegungsorgan 1 wird unter der Wirkung einer Strömung in Richtung auf die konkave Magnetfläche 24 zu gedrückt und gleichzeitig in Hin- und Herbewegung versetzt. Infolge der Magnetlagerung schwenkt dabei das Bewegungsorgan 1 innerhalb der durch die Magnetfläche 24 gegebenen Bahn hin und her und führt dabei eine Schwenkbewegung um eine ideellle etwa mit der Mittelachse der Magnetfläche 24 zusammenfallende Achse aus. Derartige MagnetlagerunGen können im Bereich jedes Endes des Bewegungsorgans 1 vorgesehen sein.
Durch die Ausgestaltung der Magnetflächen 24 und 25 als sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gekrümmte Flächen und durch die unterschiedlichen Krümmungsradien der beiden Magnetflächen, gemessen an einer durch die Mittelachse verlaufenden ideellen Längsebene, wird bei der Magnetlagerung gemäß den Fig. 7 und 8 weiterhin bewirkt, daß bei einer Axialbewegung des Bewegungsorgans 1 und damit des Magnetträgers 25' relativ zum Magnetträger 24' eine Luftspaltveränderung zwischen den Magnetflächen in axialer Richtung entsteht, die axial gerichtete Rückstellkräfte (zusammen mit der magnetischen Abstoßungsfläche zwischen den Magnetflächen) bewirkt. Durch diese Ausge-
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staltung der magnetischen Halterung ist aber auch eine axiale Halterung des Bewegungsorgans sichergestellt. Insgesamt gesehen stellt die magnetische Halterung gemäß den Fig. 7 und 8 eine reibungsfreie Lagerung für das Bewegungsorgan 1 dar, die das Bewegungsorgan 1 sowohl in axialer als auch radialer Richtung positioniert.
In Fig. 9 ist eine Ausgestaltung eines Bewegungsorgans einer Energieumwandlungsvorrichtung perspektivisch, teilweise schematisch dargestellt, welche eine Kühlung bzw. Erwärmung des Bewegungsorgans ermöglicht. Das Bewegungsorgan 1 ist in diesem Fall als Hohlzylinder ausgebildet. An beiden Enden sind miteinander fluchtende Achszapfen 28 parallel und im Abstand zur Mittelachse des Bewegungsorgans 1 befestigt. Die Achszapfen sind als Rohrabschnitte ausgebildet, die in das Innere des hohlzylindrischen Bewegungsorgans 1 münden. Durch diese Rohrabschnitte kann ein Kühl- oder Heizmedium in das Innere des Bewegungsorgans eingeleitet und aus diesem wieder abgeführt werden. Bei dieser Ausgestaltung des Bewegungsorgans ist es möglich, das Bewegungsorgan auf einfache, die Hin- und Herschwenkbewegung des Bewegungsorgans nicht störende Weise stets auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Damit ist dieses Bewegungsorgan insbesondere zur Verwendung in heißen oder sehr kalten Strömungen geeignet, ohne daß das Bewegungsorgan aus einem besonders hitzebeständigen oder kältebeständigen Material gefertigt werden müßte.
In Fig. 10 ist schematisch eine Ausgestaltung der Vorrichtung dargestellt, bei welcher die Vorrichtung als Antriebsvorrichtung für einen Verdichter in einer Einrichtung, mit der ein Gaskreisprozeß mit den Schritten "Verdichten - Verändern des Temperaturniveaus des verdichteten Gases - Entspannen" durchgeführt wird, verwendet wird, dargestellt. Eine derartige Gas-Kreisprozeß-Einrichtung weist einen Verdichter 50 auf, der mindestens ein hin- und herschwenlcbares blattförmiges Antriebsorgan enthält und damit einen Aufbau hat, wie er in der deutschen Patentanmeldung P 26 55 468.7-22 im einzelnen beschrieben ist. In diesem
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Verdichter 50 wird ein Gas verdichtet und dann einem Wärmetauscher 51 zugeführt, in dem es gekühlt wird. Die Wärme wird dabei durch ein den Wärmetauscher durchströmendes Kühlfluid abgeführt. Das verdichtete und gekühlte Gas wird dann in einer Entspannungsvorrichtung 52 entspannt. In dieser Entspannungsvorrichtung 52 ist im Strömungsweg des Gases mindestens ein Bewegungsorgan 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung schwenkbar angeordnet und nimmt Bewegungsenergie aus der Gasströmung auf. Das oder die Bewegungsorgane 1 geben die dem Gas entzogene Bewegungsenergie über eine Antriebskopplung 53 an das oder die blattförmigen Organe des Verdichters 50 ab und treiben diese damit an. Zusätzlich wird dem Verdichter 50 von außen Antriebsenergie auf dem Weg 5^ mittels einer im einzelnen nicht dargestellten Antriebsvorrichtung zugeführt. Das aus der Entspannungsvorrichtung 52 austretende entspannte Gas kann über einen zusätzlichen, nicht dargestellten, Wärmetauscher erwärmt und wieder dem Verdichter 50 in einem geschlossenen Kreislauf zugeführt werden, so daß eine Einrichtung mit einem geschlossenen Gasströmungssystem entsteht.
Eine Einrichtung, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, kann bei-Bpielsweise auch so ausgebildet sein, daß anstelle einer Kühlung des verdichteten Gases im Wärmetauscher 51 eine Erwärmung des verdichteten Gases im Wärmetauscher 51 stattfindet, indem mittels eines Warmeträgerfluids oder mittels einer inneren oder äußeren Verbrennung dem Gas Wärme zugeführt wird. Eine solche Ausgestaltung ergibt eine Einrichtung, wie sie prinzipiell beispielsweise bei Strömungstriebwerken gegeben ist. In diesem Falle würde in der Entspannungsvorrichtung 52 nicht nur ausreichend Energie entstehen, um den Verdichter 50 anzutreiben, sondern es würde noch Oberschußenergie entstehen, die zum Antrieb weiterer Einrichtungen verwendet werden könnte. Bei dieser Ausführung müßte der Verdichter 50 keine zusätzliche Antriebsenergie über den Weg 5^ zugeführt werden.
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In Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in Draufsicht, teilweise schematisch und im Schnitt, dargestellt, bei welchem die Vorrichtung in einem Strahltriebwerk verwendet wird. Das Bewegungsorgan 1 ist dabei im Strömungsweg der von einem Brennstoffeinführungs- und Brennbereich 29 ausströmenden heißen Gase eines Strahltriebwerks angeordnet und mit einer vor diesem Brennbereich angeordneten, allgemein mit 30 bezeichneten Verdichtungsvorrichtung treibend gekoppelt. Die Verdichtungsvorrichtung weist ein in den Weg der zulaufenden Luftströmung angeordnetes blattförmiges, um eine Achse 31 hin- und herschwenkbares Antriebsorgan 32 als Organ zum Beschleunigen und Verdichten der Luftströmung auf. Derartige Vorrichtungen mit hin- und herschwenkbaren blattförmigen Antriebsorganon sind in der deutschen Patentanmeldung P 26 55 4-68.7-22 im einzelnen beschrieben. Zur Erzeugung der hin- und hergehenden Schwenkbewegung des Antriebsorgans 32 ist dieses mit dem Bewegungsorgan 1 der Vorrichtung im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar durch Zugorgane 33, die außerhalb der Strömungskanäle verlaufen, gekoppelt. Bei. diesem Strahltriebwerk gemäß Fig. 12 arbeitet somit das hin- und herschwenkbare Bewegungsorgan 1 als Vorrichtung zum Antrieb eines ein blattförmiges Antriebsorgan aufweisenden Verdichters. Die vom Brennbereich 29 abströmenden Heißgase strömen, sobald sie das Bewegungsorgan 1 passiert haben, am Ende des Triebwerks aus einer Düse aus und erzeugen in der bei Strahltriebwerken bekannten V/eise einen Vorschub.
In Fig. 12 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, bei welchem drei Bewegungsorgane 1, 1', 1" hintereinander in der Strömung angeordnet sind. Wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 sind die Bewegungsorgane in dem Bereich der Strömung von Heißgasen, die von einem Brennraum 3A- abströmen, angeordnet. Zur Verdichtung der dem Brennraum zuströmenden Luft sind im Einlaufkanal des Triebwerks hintereinander zwei Verdichterstufen 35, 35*, angeordnet. Jede Verdichterstufe ist als Vorrichtung mit einem hin- und herschwenkbaren
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blattförmigen Antriebsorgan 36 bzw. 36' ausgebildet. Der Aufbau dieser Verdichterstufen entspricht der Verdichtungsvorrichtung 30 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11. Je ein blattförmiges Antriebsorgan 36 bzw. 36' ist mit je einem Bewegungsorgan 1" bzw. 11 im Antrieb gekoppelt und wird von diesem in hin- und hergehende Schwenkbewegung versetzt. Die Antriebskopplung kann beispielsweise in der in Fig. gezeigten V/eise mechanisch durchgeführt sein oder aber über zwischengeschaltete elektromagnetische Wandler. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt zumindest eines der Bewegungsorgane, nämlich das Bewegungsorgan 1, nicht Antriebsenergie zum Antrieb der Verdichterstufen, sondern Energie, die zum Antrieb eines aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten weiteren Geräts, beispielsweise eines Stromgenerators, verwendet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung haben die Heißgase nach dem Passieren aller drei Bewegungsorgane ihre Bewegungsenergie praktisch vollständig abgegeben und üben daher bei ihrem Austritt aus der Vorrichtung keinen in Betracht zu ziehenden Vortrittsschub mehr aus. Die Antriebsenergie wird von den Bewegungsorganen 1 bzw. 1' bzw. 1" übernommen und an anzutreibende Vorrichtungen abgegeben. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung entspricht somit der Wirkungsweise einer Gasturbine zum Antrieb von Generatoren in Gaswerken.
Die Strömungstriebwerke gemäß den Fig. 11 und 12 haben gegenüber bekannten Turbinentriebwerken den Vorteil, daß keine großen Rotormassen beschleunigt oder verzögert werden müssen und daß sie daher in ihren Betriebszuständen sehr schnell geändert werden können und sehr schnell angelassen und auf volle Arbeitsleistung gebracht und wieder abgestellt v/erden können. Diese Strömungstriebwerke sind daher sehr reaktionsschnell. Darüber hinaus haben sie einen sehr hohen Wirkungsgrad und wegen der geringen Umlenkungen in der Strömung einen sehr niedrigen Geräuschpegel.
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In den Fig. 13 und 14- sind zwei konstruktive Beispiele für die übertragung der hin- und hergehenden Bewegung von Antriebsorganen der Vorrichtung auf damit anzutreibende Vorrichtungen dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13· sind zwei hintereinander in einem Strömungstriebwerk angeordnete Bewegungsorgane miteinander mechanisch durch Zugbänder 37 gekoppelt. Die Schwenkbewegung beider Bewegungsorgane wird dann über einen mehrarmigen hin- und herschwenkbaren Träger 38 und weitere Zugbänder 39 auf einen zweiarmigen Hebel der anzutreibenden Vorrichtung, der um eine zwischen den beiden Hebelarmen angeordnete Achse schwenkbar ist, übertragen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14· sind zwei Bewegungsorgane 1 über eine Schub-Zug-Stange 40 miteinander gekoppelt. Die Bewegung dieser beiden hin- und hergehenden Bewegungsorgane wird dann über einen Hebel-Kurbel-Mechanismus 4-1 in eine Antriebsschwenkbewegung um eine Achse 4-2 umgesetzt. Bei geeigneter Dimensionierung des Kurbelmechanismus ist auch eine Umsetzung in eine reine mechanische Drehbewegung möglich.
In Fig. 15 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in Anwendung als Strahltriebwerk für ein Luftfahrzeug dargestellt. Fig. 15 zeigt einen Längsschnitt durch das Luftfahrzeug, das als Nurflügelflugzeug ausgebildet ist. Im vorderen Bereich der Flugzeugzelle befindet sich die Kabine 4-3 und darunter ein Treibstoffvorratsraum 44. Am hinteren Ende des Luftfahrzeugs ist an der Oberseite ein Zulauf für ein Strahltriebwerk vorgesehen. Das am hinteren Ende angeordnete Strahltriebwerk selbst ist so aufgebaut, wie dies anhand der Vorrichtung gemäß Fig. ή bereits im einzelnen erläutert wurde. Das Strahltriebwerk ist als Ganzes um eine Achse 4-5 schwenkbar an dem Luftfahrzeug angelenkt, so daß eine Steuerung der Flugbewegung des Flugzeugs mittels des Triebwerks erfolgen kann. Am hinteren Ende des Strahltriebwerks können noch zusätzlich Steuerklappen vorgesehen sein, deren Betätigung die Schwenkbewegung des gesamten Triebwerks relativ zur Luftfahrzeugzelle erleichert und die Strömung feinfühliger gesteuert werden kann.
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In Pig. 16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in Anwendung in einem Strahltriebwerk für ein Luftfahrzeug schematisch im Schnitt dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Strahltriebwerk in einem als Flügelflugzeug ausgebildeten Luftfahrzeug fest in den Flügel des Luftfahrzeugs eingebaut. Die Ansaugung der Luft erfolgt von der Flügeloberseite her. Die Abstrahlung der Heißgase erfolgt an der Flügelhinterkante. Zur Manövrierung sind in diesem Falle an der Flügelhinterkante an der Oberseite und der Unterseite des Strahlaustritts Steuerklappen 47 vorgesehen. Im übrigen entspricht der Aufbau des Strahltriebwerks in diesem Ausführungsbeispiel prinzipiell dem Aufbau des Strahltriebwerks gemäß Fig. 11,jedoch mit dem Unterschied, daß drei Verdichterstufen vorgesehen sind.
Die in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 15 und 16 gezeigte Möglichkeit, liuft praktisch über die gesamte Spannweite des Trag ■ flügels vom Triebwerk anzusaugen und an der Flügelhinterkante auszustoßen, bewirkt über und unter dem Tragflügel eine massive Luftströmung nach hinten, sowie eine starke, auf der Flügeloberseite nach hinten gerichtete Zirkulationsströmung um den Tragflügel. Die daraus resultierende Gesamtströmung verleiht dem Tragflügel einen starken Auftrieb, so daß ein Starten und Landen ohne Startbzw. Landebahn möglich wird.
In Fig. 17 ist schließlich ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, bei welchem ein blattförmiges Antriebsorgan 48 unmittelbar auf der nach unten verlängerten Schwenkachse 49 eines Bewegungsorgans 1 befestigt ist. Das Bewegungsorgan 1 kann bei diesem Ausführungsbeispiel Teil eines Strömungstriebwerks, wie es beispielsweise anhand der Fig. 12
beschrieben wurde, sein. Das Antriebsorgan 48 seinerseits kann unterhalb dieses Triebwerks angeordnet sein und in ein strömungsfähiges Medium, beispielsweise Wasser, eintauchen. Die Vorrichtung ist insbesondere als Schiffsantrieb geeignet, wobei das Antriebsorgan 48 unterhalb des Schiffskörpers angeordnet ist und unmittelbar in das V/asser eintaucht und bei einem Hin- und HerschweJOkanQdae /SckifrS antreibt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Vorteil als Meßvorrichtung zur Messung der Durchlaufraenge oder Geschwindigkeit von Strömungen eingesetzt worden. Bei einer solchen Ausgestaltung könnte die Hin- und Herschwenkbewegung eines in die Strömung eingebrachten Bewegungnorgans der Vorrichtung unmittelbar als Anzeige der herrschenden Strömung verwendet werden.
Sämtliche aus der Beschreibung und der Zeichnung, einschließlich der konstruktiven Einzelheiten hervorgehenden Merkmale können auch in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Leerseile

Claims (1)

  1. Patenten ε -nrü ehe
    1. Vorrichtung zur Umwandlung von Energie einer Strömung oder der rieselnden Bev/egung eines rieselfähigen Mediums in eine mechanische Bewegung, mit einem in die Strömung bzw. Rieselbewegung hineinragenden und Bewegungsenergie daraus entnehmenden Bewegungsorgan und einer von dem Bewegungsorgan beeinflußbaren, insbesondere in Bewegung versetzbaren Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsorgan (1 bzw. 14) als Formkörper ausgebildet ist, der an beliebigen quer zu seiner Längsachse geführten Schnittstellen jeweils einen Querschnitt mit kontinuierlicher und stetig verlaufender Krümmung der Umrandung aufweist, und um eine ideolle Achse (2-2') schwenkbar in einer Halterung gelagert ist, und daß das Bewegungsorgan mit der zu beeinflussenden Einrichtung in Wirkungsbeziehung steht.
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    2. Vorrichtung noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Formkörper des Bswegun^sorgans (1 hz\\, 14) an beliebigen quer zu einer Hauptachse geführten Schnittstellen jeweils einen symneuri sehen Quercolinitt auf v/eist, und um eine im Abstand von seiner Hauptachse verlaufende idelle Achse (2-2') schwenkbar in der Halterung gelagert ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Bewegungsorgan (1 bzw. 14) mit einer in Bewegung zu versetzenden Einrichtung in Virkungsbeziehung steht.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Bewegungsorgan mit der zu beeinflussenden Einrichtung in magnetischer, kapazitiver, piezoelektrischer oder optischer V/irkungsbeziehung steht.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Formkörper als Hohlkörper mit einem verschließbaren Kaum zum Einbringen eines oder mehrerer Medien ausgebildet ist, z.B. als Mischbehälter, Schüttelbehälter, Behälter mit darin angeordnetem Klopfmechanismus, oder Behälter mit darin angeordeten Kugeln als Kugelmühle.
    6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper als Leichtbaukonstruktion mit möglichst geringer Masse ausgebildet ist.
    7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ideelle Schwenkachse (2-21) innerhalb des Umrisses des Formkörpers des Bewegungsorgans verläuft.
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    £3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7> dadurch gekennzeichnet, daß das Bei.regungsorgan(i)an cjuer zu meiner Ilau/ptachse geführton Schnitten jeweils kreisförmige Queinschnitte aufweist.
    9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Bcvegungs-
    organs (1) über dessen Länge !constant ,ist.
    10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche den Querschnitts
    des Bewegungsorgans (14-) längs dessen Hauptachse variiert.
    . Vorrichtung nach mindestens einen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsorgan (14) an einem Ende schwenkbar gehaltert ist und daß an seinem anderen Ende eine über den Umfang des Formkörpers des Bewegungsorgans ringsum vorragende Endacheibe (15) vorgesehen ist.
    . Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung des Bewegungsorgans als ortsfeste JJrehlagerung mit einer in der Längssymmetrieebene des Formkörpers verlaufenden Achse ausgebildet ist.
    . Vorrichtung nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet , daß an mindestens einem Ende des Forickörpers (1) ein relativ zu diesem um eine parallel zur Hauptachse des Forrakörpers verlaufende ideelle Drehachse dreh- und feststellbarer Achsträger (6) vorgesehen ist, an welchem eine parallel zur Hauptachse verlaufende Schwenkachse (7) des Formkörpers exzentrisch zur Drehachse befestigt ist.
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    Λ'\ . Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung dos Bewcgun^sorgans (1) als mindestens ein flexibles Glied (18,21) ausgebildet ist, das mit einem Ende an dem Formkörper befestigt ist und mit'den anderen Ende an einer von der ideellen Achse durchsetzten ortsfesten Stelle (20) befestigt ist.
    13. Vorrichtung nach AnSpruch14, dadurch gekennzeichnet , daß das flexible Glied der Halterung des Bovngungsorgans (1) als Feder, beispielsweise
    als Blattfeder (21) oder als blattförmiges Piezokristall ausgebildet ist.
    . Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das flexible Glied der Halterung des Bewegungsorgans als flexibles Band (18) ausgebildet ist.
    17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Halterung des Bewegungsorgans zwei im wesentlichen konzentrisch ineinander angeordnete Magnetträger mit einander zugewandten Magnetflächen (24 bzw. 25) gleicher Polarität aufweist, wobei die Magnetfläche (25) des einen Hagnetträgers (251) konvex gewölbt und die Magnetfläche (24) des anderen Magnetträger (24·) konkav Rewölbt ausgebildet ist, wobei weiter der radial zur ideellen Zentralachse gemessene Durchmesser der jeweils äußeren Magnetfläche (24) größer ist als der entsprechende Durchmesser der inneren Magnetfläche (25) und der in einer durch die Zentralachse verlaufenden ideellen Längsebene gemessene "axiale" Krümmungsradius der konvexen Hagnetfläche (25) kleiner ist als der entsprechende "axiale" Krümmungsradius der konkaven Magnetfläche (24).
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    13* Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, doß innerhalb des Formkörperc des Bewegungsorgans (1) ein Kanal für ein Kühlbsv;. Hoizmcdiiini vorgesehen ist, der mit einem Ende an eine Zuflußleitung (28)und mit dem anderen Ende an eine Abflußleitung (28) angeschlossen ist.
    19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 > dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Suiten des Formkörpers des Bev;egungsorgans (1 bzvr. 14) im Abstand von diesen ,je eine parallel zur Formkörper-IIaupt achse verlaufende Strönungsleitflächo (13 bzw. 17) zur Erfassung und Einführung der ankommenden Strömung zu dem Bewegungsorgan vorgesehen ist.
    20. Vorrichtung nach Anspruch .19, dadurch gekennzeichnet , daß jede Ströraungsleitflache (13) als Querschnitt ein aerodynamisch geformtes, einen Auftrieb erzeugendes Profil aufweist, welches so angeordnet ist, daß der Auftrieb zu dem benachbarten Bewegungsorgan (1) hingerichtet ist, und daß das Profil gegenüber der ankommenden Strömung einen Anstellwinkel derart aufweist, daß die Vorderkanten der Strömungsleitflächen voneinander einen geringeren Abstand aufweisen als die Hinterkanten.
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    21. Vorrichtung noch Anspruch 19 oder 2Oi dadurch gekennzeichnet , daß die Strömung?;..!oitflächen (13) unabhängig von der Stellung den Formkörpers (1) einstellbar und gehalten sind, und daß der Formkörper relativ zu den Strömungsflächen zwischen diesen hin- und hercchwcrkbar ist.
    22. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bewegungsorgane (1,1',1") in der Vorrichtung in Strömungsrichtuiig hintereinander angeordnet sind.
    23. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bewegungsorgane in der Vorrichtung nebeneinander und parallel zueinander quer zur Strömung angeordnet sind.
    24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsorgan als Antriebsvorrichtung für eine Verdichtungsvorrichtung einer Einrichtung, in der ein Gas einem Kreisprozeß mit den Schritten Verdichten - Verändern des Temperaturniveaus des verdichteten Gases - Entspannen unterworfen wird, in dem StrÖ-mungsweg des verdichteten und im Temperaturniveau veränderten Gases angeordnet und mit der Verdichtungsvorrichtung treibend gekoppelt ist.
    25. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Bewegungsorgane (1,1',1") als Antriebsvorrichtung für die Verdichtungsvorrichtung (35",35;,35) eines Strahltriebwerks im Strömungsweg der vom Brennstoffeinführungs- und Brennbereich abströmenden Gase des Strahltriebwerks angeordnet und mit der Verdichtungsvorrichtung treibend gekoppelt sind.
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    26. Vorrichtung nach mindest ent; einem der Ansprüche 1 bis 2''J-, dadurch Gekennzeichnet, daß das oder die Bewegungsorgane einen Bestandteil oiuos Strömungs-Verbrcvrmungs-Triebwerks bilden xind. in Strörranp^sweg der vom Brennstoff einl'ührungs- und Brennbereich abströmenden Go.se des Kraftwe3?ks angeordnet sind, wobei mindestens ein Bewegungsorgan nicht nur zur Energieabgabc mit einer anzutreibenden Antriebsvorrichtung koppelbar ist, sondern auch mit einer im Strömungsweg vor dem Bj?cnnbereich angeordneten Verdichtungsvori>icht\mg zu deren Antrieb gekoppelt ist.
    27 . Vorrichtung nach Anspruch 2^ oder 26, dadurch gekennzeichnet , daß die Verdichtungsvorrichtung mindestens ein in dem Weg der Strömung angeordnetes blattförmiges,
    (36,56'.p6"; um eine Achse hin- und herschv;enkbares Antriebsorgan/als Organ zum Beschleunigen und Verdichten der Strömung aufweist, und daß mindestens ein Bewegungsorgan mit dem blattförmigen Antriebsorgan zur Erzeugung einer Schwenkbewegung desselben gekoppelt ist.
    28 . Vorrichtung nach Anspruch 27, d a d u r c h t gekennzeichnet , daß das bzw. die Bewegungsorgane/mit dem bzw. gegebenenfalls den blattförmigen Antriebsti^ganBn/'Sur Übertragung einer hin- und hergehenden Schwenkbewegung von den Bewegungsorganen auf die Antriebsorgane mechanisch gekoppelt sind, beispielsweise mittels Paaren von Zugbändern oder Kurbel-Stangenmechanismen.
    29. Vorrichtung nach Anspruch 27» dadurch gekenn- zei chnet , daß das bzw. die Bewegungsorgane mit dem hz\<i. gegebenenfalls den blattförmigen Antriebsorganen zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Schwenkbewegung der Antriebsorganc mittels der Bewegungsorgane unter Zwischenschaltung von Stromerzeugern, elektrischen Leitungen und elektrischen Antriebsvorrichtungen gekoppelt sind.
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    3Q. Vorrichtung: nach mindest ens einem der Ansprüche 1 bis 21-, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß die Schwenkaehse/des Bcwegungsorgsns/über das eine Ende des Bewegungsorganc hinaus verlängert und 'zur unmittelbaren Übertragung der hin- und hergehenden Schwenkbewegung des Bevegungsorgans drehfest mit einem blattförmigen Antriebsorgan/verbunden ist.
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DE19772729873 1977-07-01 1977-07-01 Vorrichtung zur umwandlung von energie einer stroemung oder der rieselnden bewegung eines rieselfaehigen mediums in eine mechanische bewegung Ceased DE2729873A1 (de)

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