DE4407053C1 - Verfahren zur Erzeugung und/oder Steuerung von Strömungen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung und/oder Steuerung von Strömungen gemäß dem Hauptanspruch. Es ist bekannt, Strömungen von Gasen, Flüssigkeiten und/oder Feststoffteilchen nach verschiedenen Verfahren zu erzeugen und/oder zu steuern.

Üblicherweise werden solche Strömungen mit motorisch angetriebenen Drehflügeln, wie z. B. Ventilatoren, Turbinen, Schiffsschrauben, erzeugt und mittels deren Drehzahl gesteuert. Bekannt sind auch diskontinuier­ liche Verfahren, wie z. B. Blasebälge.

Fortlaufende elektro-mechanische Impulse werden bei Schrittmotoren zur Erzeugung und Steuerung der Bewegung verwendet.

Aus der DE-AS 15 23 620 ist ein Verfahren zur Steuerung von Strömungen bekannt, bei dem ein Hauptstrom durch senkrecht zur Haupt­ strömungsrichtung eingeleitete Druckimpulse in seiner Richtung abgelenkt wird.

Die Nachteile der Verfahren der Strömungserzeugung liegen zum einen darin, daß das jeweilige Profil der Strömungsgeschwindigkeit über die konstruktiven Parameter der Antriebsaggregate festgelegt und damit an dieser Stelle kaum variierbar ist.

Zum anderen sind in sich geschlossene Strömungen, wie z. B. Potential­ wirbel, und außergewöhnliche Strömungsprofile mit diesen Aggregaten entweder gar nicht oder aber nur mit hohem apparativen Aufwand stabil erzeugbar.

Die Nachteile der Verfahren der Strömungsbeeinflussung liegen in ihrer lokalen und funktionalen Begrenztheit. Das heißt, sie sind nur für be­ stimmte örtliche und bestimmte strömungstechnische Gegebenheiten ausgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung und/oder Steuerung von Strömungen von Gasen, Flüssigkeiten und/oder Feststoffteilchen zu schaffen, welches einfach ist und nur einen geringen apparativen Aufwand erfordert.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung und/oder Steuerung von Strömungen mit den Merkmalen des Hauptan­ spruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Strömungen mit verschie­ denen Strömungsprofilen, insbesondere aber in sich geschlossene Strömungen, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln erzeugt und gesteuert werden können. Damit werden vor allem die Kosten für den apparativen Aufwand bei speziellen Strömungsformen erheblich reduziert.

Dreidimensional gekrümmte Strömungen, bei denen die Strömungs­ geschwindigkeit am Rand höher ist als im Zentrum, werden so überhaupt erst möglich.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen gelöst.

Über die Variation der Frequenz der Druckimpulse kann die Hauptströmung sowohl erzeugt als auch gesteuert werden.

Über die zweckmäßige Kombination von Unter- und/oder Überdruck­ impulsen können verschiedene Strömungsprofile erzeugt werden.

Vorzugsweise werden dabei die Druckimpulse aus dem gleichen Medium eingesetzt, aus dem auch die Strömung selbst besteht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Verfahrensanordnung des Ausführungsbeispiels mit Unterdruckimpulsen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 schematisch die Bewegung einer Reihe von einzelnen Mediumteilchen 2 dargestellt, die sich zu Beginn des Vor­ ganges zur Erzeugung einer Strömung in strömungstechnischer Ruhe befinden. Impulsgeber 3 bestehen hierbei aus Ventilen mit Düsen 4, die Unterdruckimpulse 6 schalten.

Die Darstellung des zeitlichen Ablaufes zeigen die Schaltzustände t1 bis t5 der Impulsgeber 3 bzw. die entsprechende Bewegung der Medium­ teilchen 2 in diesen Phasen.
Dabei bedeutet:

- Ventil geschlossen
↓ Ventil geöffnet, saugend, Unterdruckimpuls 6.

In jeder Phase werden die Mediumteilchen 2 in Richtung der jeweils ge­ öffneten Ventile angesaugt. In der Phase t1 bewegen sich daher die Mediumteilchen 2 quer zur späteren Hauptströmungsrichtung 5. Bevor sich jedoch eine vollständige Querströmung ausbildet, werden die Impuls­ geber 3 weitergeschaltet zur nächsten Phase. Bevor sich dort eine voll­ ständige Querströmung ausprägt, wird erneut weitergeschaltet usw.

Die Mediumteilchen 2 folgen so der Fortschaltungsrichtung der Impuls­ geber 3. Durch entsprechende Steigerung der Fortschaltungsfrequenz wird eine Strömung in Hauptströmungsrichtung 5 erzeugt.

Das Gehäuse 1 ist so ausgeführt, daß es der Form der gewollten Haupt­ strömung entspricht. Bei geschlossenem Gehäuse 1 bzw. geschlossenen Strömungen erfolgt die Fortschaltung der Druckimpulse 6 umlaufend. Bei netzartiger Anordnung der Impulsgeber 3 auf dem gesamten Gehäuse 1 können mittels entsprechender zeitlicher Ansteuerung bestimmter Impuls­ geber 3 sehr verschiedene Strömungsprofile erzeugt werden.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Mediumteilchen
3 Impulsgeber
4 Düse
5 Hauptströmungsrichtung
6 Druckimpuls.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erzeugung und/oder Steuerung von Strömungen, insbesondere von in sich geschlossenen Strömungen, von Gasen, Flüssigkeiten und/oder Feststoffteilchen, bei dem durch eine Reihe von längs an einer starren Gehäusewand angeordneten Ventilen Druckimpulse (6) senkrecht zur Gehäusewandoberfläche in das Medium eingeleitet wer­ den, wobei die Ventile in zeitlicher Aufeinanderfolge derart angesteuert werden, daß das im Gehäuse befindliche Medium in die parallel zur Gehäusewandoberfläche verlaufende Hauptströmungsrichtung (5) strömt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ impulse (6) aus Überdruck und/oder aus Unterdruck bestehen.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fortschaltungsfrequenz der Ventile variabel ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere auseinanderliegende, durch eine Anzahl gerade geschlossener Ventile voneinander getrennte Ventile zugleich angesteuert werden.