DE9215449U1

DE9215449U1 - Device for converting pressure energy into rotational energy

Info

Publication number: DE9215449U1
Application number: DE9215449U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2002-11-14

Description

BeschreibungDescription

Vorrichtung zur Umwandlung von Druckenergie in RotationsenergieDevice for converting pressure energy into rotational energy

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Druckenergie in Rotationsenergie, bei der in einem Flüssigkeitsraum um eine horizontale Achse umlaufend, einseitig offene Kammern vorgesehen sind, deren Öffnungen auf einen Teil ihrer Umlaufbewegung nach unten und auf einen anderen Teil nach oben gerichtet sind und welche unterhalb einer sich in ihrer tiefsten Stellung befindlichen, nach unten hin offenen Kammer eine Gaszuführung aufweist, aus der Gas in die jeweils über sie gelangende Kammer zu strömen vermag.The innovation relates to a device for converting pressure energy into rotational energy, in which chambers open on one side are provided in a liquid space rotating around a horizontal axis, the openings of which are directed downwards for part of their rotational movement and upwards for another part, and which has a gas supply below a chamber in its lowest position that is open at the bottom, from which gas can flow into the chamber passing above it.

Eine Vorrichtung der vorstehenden Art ist in dem DE-GM 79 05 487.8 beschrieben. Bei ihr sind die einseitig offenen Kammern an Schaufeln eines um eine horizontale Achse in einem Wasserbad umlaufenden Turbinenrades vorgesehen. Hierdurch ist immer nur die sich jeweils in Höhe der Welle des Turbinenrades befindliche, mit Luft gefüllte Kammer in der Lage, die durch die Luft erzeugte Auftriebskraft nahezu vollständig in ein auf die Welle wirkendes Drehmoment umzuwandeln, weil bei den anderen Kammern die Auftriebskraft nicht tangential zur Welle gerichtet ist. Weiterhin lassen sich mit der bekannten Vorrichtung nur relativ geringe Leistungen erreichen, weil das Füllen der Kammern relativ viel Zeit erfordert und die Kammern ihrerseits nur verhältnismäßig kleinvolumig ausgeführt werden können.A device of the above type is described in DE-GM 79 05 487.8. In this device, the chambers, which are open on one side, are provided on blades of a turbine wheel rotating around a horizontal axis in a water bath. As a result, only the chamber filled with air, which is located at the height of the turbine wheel shaft, is able to convert the buoyancy force generated by the air almost completely into a torque acting on the shaft, because in the other chambers the buoyancy force is not directed tangentially to the shaft. Furthermore, only relatively low performance can be achieved with the known device, because filling the chambers takes a relatively long time and the chambers themselves can only be made relatively small.

Der Neuerung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die in sieThe innovation is based on the problem of designing a device of the type mentioned above in such a way that the

eingebrachte Druckenergie mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad in Rotationsenergie umgewandelt werden kann.The pressure energy introduced can be converted into rotational energy with the highest possible efficiency.

Dieses Problem wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kammern über zwei nach Art eines Becherwerkes übereinander angeordnete Umlenkräder umlaufend angeordnet sind.This problem is solved in an innovative way by arranging the chambers in a rotating manner via two deflection wheels arranged one above the other in the manner of a bucket elevator.

Bei einer solchen Vorrichtung ist die durch das Gas in den aufsteigenden Kammern entstehende Auftriebskraft bei mehreren Kammern gleichzeitig exakt tangential zu den Umlenkrädern und damit zu ihren Wellen ausgerichtet. Deshalb kann die Auftriebskraft verlustarm in Rotationsenergie umgewandelt werden. Da im Gegensatz zum Stand der Technik immer mehrere Kammern gleichzeitig eine Auftriebskraft auf die Umlenkräder übertragen, läßt sich durch Vergrößerung des vertikalen Abstandes der Umlenkräder und der Anzahl der Kammern die Leistung der Vorrichtung auf einfache Weise erhöhen. Der Erfinder ist gegenwärtig dabei, eine neuerungsgemäße Vorrichtung zu bauen und hofft, mit ihr den Beweis erbringen zu können, daß bei ihr die eingebrachte Druckenergie sogar geringer ist als die erzielbare Rotationsenergie.In such a device, the buoyancy force created by the gas in the rising chambers is aligned exactly tangentially to the deflection wheels and thus to their shafts in several chambers at the same time. Therefore, the buoyancy force can be converted into rotational energy with little loss. Since, in contrast to the state of the art, several chambers always transfer a buoyancy force to the deflection wheels at the same time, the performance of the device can be increased in a simple way by increasing the vertical distance between the deflection wheels and the number of chambers. The inventor is currently in the process of building a device in accordance with the innovation and hopes to be able to prove that the pressure energy introduced is even less than the achievable rotational energy.

Konstruktiv besonders vorteilhaft ist es, wenn die Umlenkräder jeweils als sechseckige, um ihre Längsachse umlaufende Prismen ausgebildet sind und jede Kammer im Bereich ihrer Umlenkung mit einer Seitenfläche gegen eine ebene Teilfläche des jeweiligen Prismas anliegt.From a structural point of view, it is particularly advantageous if the deflection wheels are each designed as hexagonal prisms that rotate around their longitudinal axis and each chamber in the area of its deflection rests with a side surface against a flat partial surface of the respective prism.

Zur weiteren Vereinfachung der Vorrichtung trägt es bei, wenn die Kammern scharnierartig durch Gurte zu einem endlosen Kammerband miteinander verbunden sind, wobei die Gurte jeweils durch aneinandergrenzende Ösen zweier benachbarter Kammern geführt sind.The device is further simplified if the chambers are connected to one another in a hinge-like manner by straps to form an endless chamber band, with the straps each being guided through adjacent eyelets of two adjacent chambers.

Ein Rutschen des Gurtes mit den Kammern relativ zu den Umlenkrädern und dadurch ein Energieverlust kann man auf einfache Weise verhindern, indem die Umlenkräder in ihrer Außenmantelfläche Hocker aufweisen, welche in Vertiefungen der Kammern einzugreifen vermögen.Slipping of the belt with the chambers relative to the pulleys and the resulting loss of energy can be prevented in a simple way by having the pulleys have bosses on their outer surface that can engage in recesses in the chambers.

Gasverluste beim Füllen der im unteren Bereich des Flüssigkeitsraumes ankommenden Kammern lassen sich leicht dadurch vermeiden, daß der Flüssigkeitsraum unterhalb des untersten Umlenkrades durch eine Trennwand in zwei Teilräumen aufgeteilt ist und daß diese Trennwand einen Durchlaß zur dichtenden Durchführung der umlaufenden Kammern aufweist.Gas losses when filling the chambers in the lower area of the liquid space can easily be avoided by dividing the liquid space below the lowest deflection wheel into two sub-spaces by a partition wall and by this partition wall having a passage for the sealing passage of the rotating chambers.

Das Füllen der Kammern erfolgt besonders rasch und vollständig, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Neuerung der Teilraum oberhalb des Umlenkrades nach oben hin durch die sich aufwärts bewegenden Kammern versperrt ist und im Bereich des unteren Umlenkrades ein Gasvorratsbereich gebildet ist.The chambers are filled particularly quickly and completely if, according to another development of the innovation, the partial space above the deflection wheel is blocked at the top by the upwardly moving chambers and a gas storage area is formed in the area of the lower deflection wheel.

Die Neuerung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt eine Seitenansicht der neuerungsgemäßen Vorrichtung.The innovation allows for numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown schematically in the drawing and is described below. This shows a side view of the device according to the innovation.

Die Zeichnung zeigt einen turmartigen Flüssigkeitsraum 1, in welchem vertikal übereinander zwei jeweils auf einer horizontalen Welle 2, 3 gelagerte Umlenkräder 4, 5 sechseckigen Querschnitts angeordnet sind. Über diese Umlenkräder 4, 5 ist ein Gurt 6 geführt, welcher nach Art eines Becherwerkes eine Vielzahl von einseitig offenen Kammern 7 trägt. Durch die UmIaufbewegung ergibt es sich, daß die Kammern im linken Teil des Flüssigkeitsraumes 1 mit ihrerThe drawing shows a tower-like liquid chamber 1 in which two deflection wheels 4, 5 of hexagonal cross-section are arranged vertically one above the other, each mounted on a horizontal shaft 2, 3. A belt 6 is guided over these deflection wheels 4, 5, which carries a large number of chambers 7 open on one side in the manner of a bucket elevator. The circulating movement results in the chambers in the left part of the liquid chamber 1 with their

-A--A-

Öffnung nach unten und im rechten Teil des Flüssigkeitsraumes 1 mit ihrer Öffnung nach oben verlaufen. Opening downwards and in the right part of the liquid chamber 1 with its opening upwards.

Unterhalb des unteren Umlenkrades 5 ist im Flüssigkeitsraum 1 eine Trennwand 8 angeordnet, welche den Flüssigkeitsraum 1 in zwei Teilräume 10, 11 unterteilt und die zum Passieren der Kammern 7 im oberen Bereich einen Durchlaß 12 hat.Below the lower deflection wheel 5, a partition wall 8 is arranged in the liquid space 1, which divides the liquid space 1 into two sub-spaces 10, 11 and which has a passage 12 in the upper area for passing through the chambers 7.

Zum Betrieb der Vorrichtung wird Luft an der Oberseite des Flüssigkeitsraumes 1 oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels 14 von einem Kompressor 15 angesaugt und über ein Rohr 16 in den Teilraum 10 gefördert. Diese Luft sammelt sich in einem Gasvorratsbereich 13. Dadurch füllen sich die durch den Durchlaß 12 in den Teilraum 10 eintretenden Kammern 7 unverzüglich mit Luft, so daß die Kammern 7 auf der linken Seite des Flüssigkeitsraumes 1 durch Auftriebskräfte ein Drehmoment auf die Umlenkräder 4, 5 ausüben. Die sich auf der rechten Seite des Flüssigkeitsraumes 1 abwärts bewegenden Kammern füllen sich im oberen Bereich mit Wasser, so daß für ihre Abwärtsbewegung nur geringe Reibungskräfte zu überwinden sind.To operate the device, air is sucked in from the top of the liquid chamber 1 above a liquid level 14 by a compressor 15 and conveyed into the sub-chamber 10 via a pipe 16. This air collects in a gas storage area 13. As a result, the chambers 7 entering the sub-chamber 10 through the passage 12 immediately fill with air, so that the chambers 7 on the left side of the liquid chamber 1 exert a torque on the deflection wheels 4, 5 through buoyancy forces. The chambers moving downwards on the right side of the liquid chamber 1 fill with water in the upper area, so that only small friction forces have to be overcome for their downward movement.

Zum raschen und vollständigen Austausch der Flüssigkeitsfüllung der Kammern 7 nach der unteren Wende gegen eine Luftfüllung kann der als Schacht ausgebildete Teilraum außer einer Aussparung auch im unteren Teil an der oberen Grenze zwei sich in Laufrichtung gegenüberliegende Aussparungen aufweisen und der von unten herauf im unteren Teil der aufwärts führenden Halbseite dieser Vorrichtung so nahe an die Außenrandung und Seitenflächen der umlaufenden Kammern anliegen, daß von dem in den unteren Teil des Schachtes in diesen hineingeleitete und darin aufsteigende und für die Füllung der aufwärts geführten Kammern bestimmte Gas nichts ungenutzt entweichen kann undFor the rapid and complete exchange of the liquid filling of the chambers 7 after the lower turn for an air filling, the partial space designed as a shaft can have two recesses opposite each other in the running direction in addition to a recess in the lower part at the upper border and the recesses from below in the lower part of the upward-leading half-side of this device can be so close to the outer edge and side surfaces of the surrounding chambers that none of the gas fed into the lower part of the shaft and rising therein and intended for filling the upward-leading chambers can escape unused and

bei der entsprechenden Gaszufuhr dieses direkt unterhalb der umlaufenden Kammern zu einem Gasvorrat gestaut wird.When the appropriate gas supply is provided, it is stored directly beneath the surrounding chambers to form a gas reserve.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Flüssigkeitsraum1 fluid compartment

2 Welle2 Wave

3 Welle3 Wave

4 Umlenkrad4 Deflection wheel

5 Umlenkrad5 Deflection wheel

6 Gurt6 Belt

7 Kammer7 Chamber

8 Hocker8 stools

9 Trennwand9 Partition wall

10 Teilraum10 subspace

11 Teilraum11 subspace

12 Durchlaß12 Passage

13 Gasvorratsbereich13 Gas storage area

14 Flüssigkeitsspiegel14 Fluid level

15 Kompressor15 Compressor

16 Rohr16 Pipe

Claims

Protection claims

1. Device for converting pressure energy into rotational energy, in which chambers which are open on one side are provided in a liquid space rotating about a horizontal axis, the openings of which are directed downwards for part of their rotating movement and upwards for another part, and which has a gas supply below a downwardly open chamber which is in its lowest position, from which gas can flow into the chamber which passes above it, characterized in that the chambers (7) are arranged rotatingly via two deflection wheels (4, 5) arranged one above the other in the manner of a bucket elevator.

2. Device according to claim 1, characterized in that the deflection wheels (4, 5) are each designed as hexagonal prisms rotating about their longitudinal axis and each chamber (7) in the region of its deflection rests with a side surface against a flat partial surface of the respective prism.

3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that the chambers (7) are connected to one another in a hinge-like manner by belts to form an endless chamber band, the belts being each guided through adjacent eyelets of two adjacent chambers (7).

4. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the deflection wheels (4, 5) have in their outer surface stools (8) which can engage in recesses of the chambers (7).

5. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the liquid space

(1) below the lowest deflection wheel (5) is divided into two sub-chambers (10, 11) by a partition wall (9) and that this partition wall (9) has a passage (12) for the sealing passage of the rotating chambers (7).

6. Device according to claim 6, characterized in that the partial space (10) above the lower deflection wheel (5) is blocked upwards by the upwardly moving chambers (7) and a gas storage area (13) is formed in the area of the lower deflection wheel (5).